(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴が固化すると微粒子となる微粒子成分含有液の液滴を吐出面に開口した複数の吐出孔から吐出する液滴吐出手段と、前記複数の吐出孔から吐出された液滴が導入される気流路と、該気流路内に気流を発生させる気流発生手段とを備える微粒子製造装置において、
前記気流路を液滴吐出方向で２つの気流路に区画し、かつ前記液滴吐出手段よりも気流方向上流側から、前記液滴吐出手段よりも気流方向下流側まで連続する隔壁を備え、
前記隔壁には、前記液滴吐出手段の前記吐出面と対向する位置に、前記２つの気流路を連通する貫通孔が設けられ、
前記液滴吐出手段によって吐出された液滴が、前記２つの気流路のうち前記液滴吐出手段側にある一方の気流路から前記貫通孔を通過して前記２つの気流路のうちの他方の気流路に導入されることを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の微粒子製造装置において、
前記一方の気流路の流速と前記他方の気流路の流速とをそれぞれ調整する流速調整手段を備え、該流速調整手段によって前記一方の気流路の流速を前記他方の気流路の流速より遅くなるように調整していることを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項３】
請求項２記載の微粒子製造装置において、
前記流速調整手段は、前記一方の気流路の気流方向に対し直交する方向の断面積が、前記他方の気流路の気流方向に対し直交する方向の断面積よりも小さくなるよう構成されていることを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項４】
請求項２記載の微粒子製造装置において、
前記流速調整手段は、前記一方の気流路の気流方向上流側と前記他方の気流路の気流方向上流側とにそれぞれ設けられるバルブ又はハニカムであることを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項５】
請求項２記載の微粒子製造装置において、
前記流速調整手段は、前記一方の気流路の気流方向上流側と前記他方の気流路の気流方向上流側とにそれぞれ設けられ、気流方向に対してなす板面の角度が変化するよう軸回動可能な板状部材で構成されていることを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の微粒子製造装置において、
前記貫通孔の入口から所定の箇所まで前記貫通孔の開口断面積を変えず、あるいは徐々に大きくさせて、前記所定の箇所から前記貫通孔の出口まで前記貫通孔の開口断面積を徐々に小さくなるように前記貫通孔を構成することを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の微粒子製造装置において、
前記液滴吐出手段は、前記吐出面が前記一方の気流路側の前記隔壁の壁面に対向しかつ前記一方の気流路を構成する壁面と面一になるように設けられていることを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の微粒子製造装置において、
前記隔壁の一部に、前記一方の気流路と前記他方の気流路とを連通する通気孔を設けることを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の微粒子製造装置において、
前記他方の気流路側の前記隔壁の壁面又は前記貫通孔を形成する前記隔壁の内壁面の少なくとも一方に、撥水処理を施すことを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の微粒子製造装置を用いて、微粒子を製造することを特徴とする微粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するために使用される静電荷像現像用トナー等の微粒子を製造するための微粒子製造装置及び微粒子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録方法に基づく複写機、プリンタ、ファクシミリおよびそれらの複合機などの画像形成装置に使用される静電荷像現像用トナーの製造方法としては、従来は粉砕法が主流であったが、近年では重合法を採用することが多くなってきている。重合法とは、水系媒体中でトナー粒子を形成する工法であり、トナー粒子形成時あるいはその過程においてトナー原材料の重合反応を伴うことから、このように称される。重合法は、各種重合方法が実用化されており、懸濁重合、乳化凝集、ポリマー懸濁（ポリマー凝集）、エステル伸長反応等を利用したものが知られている。重合法により製造されたトナーは、重合トナーあるいはケミカルトナーなどと呼ばれる。
【０００３】
重合法で得られたトナーは、総じて、粉砕法で得られたトナーに比べ、小粒径が得やすく、粒径分布が狭く、形状が球形に近いといった特徴を有する。これらの特徴は、電子写真方式で形成される画像として高画質を得やすいという効果をもたらす。しかしながら、重合法は、乳化重合樹脂粒子を水系媒体中に分散させた後、加熱処理を行い凝集剤添加等の方法により所定の粒径なるように凝集させる。凝集した後、水系媒体中に分散させた際にトナー粒子に含まれた酢酸エチルなどの溶媒を取り除くための洗浄処理が必要となる。この溶媒の洗浄では、酢酸エチルなどの溶媒が高い耐溶媒性を有しているために、水を用いた一度の洗浄だけでは洗浄効果が十分でない。そのために、トナー粒子を一旦乾燥させて洗浄に使用した水及び溶媒をトナー粒子から蒸発させて再び洗浄を行う。このような洗浄及び乾燥を数回繰り返すことでトナー粒子から溶媒を取り除くことができる。このような洗浄及び乾燥を繰り返す作業が必要となり、多くの時間、多量の水、多くのエネルギーを必要とするといった欠点がある。
【０００４】
また、トナーの原材料成分を有機溶媒に溶解または分散した液体（トナー成分液）を、噴霧器（アトマイザ）などを用いて微小な液滴となるように放出し、これを乾燥させて微粒子状のトナーを得る、噴射造粒法と呼ばれるトナー製造方法として、特許文献１〜４等に記載のものが知られている。このトナー製造方法によれば、水を用いる必要がないため、洗浄や乾燥に要する時間とエネルギーを大幅に削減でき、重合法の欠点を回避することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナー等の微粒子を噴射造粒法で製造する場合、液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔からトナー成分液等の微粒子成分含有液の液滴を吐出する吐出動作を継続し、吐出した液滴を固化させることにより微粒子を製造する。上記微粒子成分含有液は、微粒子の原材料成分を溶媒に溶解または分散した液体、または吐出させる条件下で液体であれば溶媒を含まなくてもよく、微粒子成分の一部またはすべてが溶融した状態で混合され液体状態を呈しているものである。そして、既存のインクジェット記録方式の技術を利用することで、液滴吐出装置の吐出孔から吐出される液滴の大きさを高精度に制御することができるので、微粒子の粒径を高精度に制御することが可能となる。
【０００６】
ところが、液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔から微粒子成分含有液の液滴を吐出して微粒子を製造する場合、各吐出孔から吐出された液滴が狙いの飛翔方向に向けて狙いの飛翔速度で適切に飛翔しないと、以下のような問題が発生する。例えば、吐出後の液滴が固化する前に他の液滴と接触して一体化する合一と呼ばれる現象が発生する場合がある。このような合一が発生すると、合一した微粒子の粒径が所望の粒径よりも大きなものとなる。また、例えば、吐出後の液滴が固化する前に他の液滴と勢いよく衝突すると、液滴が砕けて、より微小な液滴に分裂する現象が発生する場合もある。この場合、分裂した微小液滴が固化して得られた微粒子の粒径は、所望の粒径よりも小さいものとなる。これらの現象が発生することにより、製造される微粒子の粒径分布が広がってしまうというという問題が発生する。
【０００７】
本発明者らは、この問題について鋭意検討を重ねた結果、液滴を吐出する吐出孔が開口した吐出面上に付着した汚れが上述した合一や分裂を引き起こす主な原因の１つであることを見出した。詳しくは、従来の液滴吐出装置の吐出面には、過去の液滴吐出時に生じた微粒子成分含有液の汚れが堆積し、吐出孔から吐出された液滴がこの汚れに接触して当該液滴の飛翔方向が狙いの飛翔方向から外れるという現象が発生する。その結果、当該液滴が、隣接又は近接する吐出孔から吐出された液滴と接触してしまい、液滴の合一や分裂を引き起こすのである。
【０００８】
このような液滴の合一や分裂を引き起こす吐出面の汚れが生じる原因は、吐出孔から微粒子含有液が吐出面上に染み出すことに起因する。具体的には、微粒子含有液の染み出しが生じると、吐出された液滴がその染み出した微粒子含有液による吐出面上の汚れに接触して、液滴の吐出方向が狙いの吐出方向から外れてしまい、正常な吐出ができなくなる。この場合、上述したように液滴の合一や分裂が引き起こされ、製造される微粒子の粒径分布が広がってしまう。
【０００９】
また、このような微粒子含有液の染み出しが生じ、染み出した微粒子含有液の汚れが徐々に広がって周辺の吐出孔を巻き込むまでに成長すると、当該周辺の吐出孔を塞いで吐出停止を引き起こす場合もある。この場合、製造される微粒子の数が減少するので、微粒子の生産効率が下がる。また、この場合、塞がった吐出孔が連通した液室内の圧力が変化するので、この液室に連通した他の吐出孔の吐出状態、特に吐出速度に影響を及ぼす。吐出速度が変化すると、吐出動作が不安定になり、液滴の大きさの均一性と液滴の吐出方向性が失われる。このように、液滴の大きさの均一性が失われたり、液滴の吐出方向性が失われて合一や分裂が発生したりすると、製造される微粒子の粒度分布が広がってしまい、狭い粒径分布をもった微粒子の製造ができなくなる。
【００１０】
以上のように、吐出孔から微粒子含有液が染み出す現象が発生すると、これに起因して、液滴の合一や分裂が発生したり、周辺の吐出孔が塞がって液室内の圧力変動が生じ、液滴の大きさの均一性と液滴の吐出方向性が失われたりして、製造される微粒子の粒度分布が広がってしまうという問題が発生する。
【００１１】
そこで、本発明者らは、微粒子含有液の染み出しの発生原因について鋭意検討を重ね、微粒子含有液の染み出しの発生には、吐出孔の出口周辺に生じ得る乱気流が大きく影響していることを見出した。以下、この点について詳しく説明する。
【００１２】
複数の吐出孔それぞれから液滴を短い時間間隔で連続して吐出すると、各吐出孔から連続して吐出された液滴の列に沿って気流が発生する。一方、このような気流が発生することで、吐出孔出口周辺には、液滴の列に対して横方向からの気体の流入が発生する。このような気体の流入によって生じる気流は、液滴の列の周囲に、渦状の気流等を含む乱気流を生じさせる。このような乱気流が発生すると、その影響で、方向性を失った液滴や、液滴吐出時に生じ得るミストなどが、吐出方向とは反対方向に向かう逆気流に乗って移動（逆移動）することが、液滴観察実験によって確認された。
【００１３】
このように逆移動する液滴やミストの中には、吐出面にまで到達して、そこに付着してしまうものも存在する。逆移動した液滴やミストが吐出面上の吐出孔出口あるいは吐出孔出口近傍に付着すると、その液滴やミストが当該吐出孔内に充填されている微粒子含有液と接触するなどして、当該吐出孔から微粒子含有液を染み出させる現象を引き起こす。これが原因で、微粒子含有液の染み出しが発生し、製造される微粒子の粒度分布が広がるという問題を生じさせる。
【００１４】
そこで、本発明者らは、特願２０１１−２０５１２９（以下先願と称す）で、吐出された液滴を吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生を規制して微粒子含有液の染み出しに起因して発生する微粒子の粒径分布が広がるのを抑制できる微粒子製造装置を提案した。具体的な構成について図面を用いて以下に説明する。図２８は先願の微粒子製造装置の一部の構成を示す概略図である。同図に示す先願の微粒子製造装置では、ブロア８０１によって発生する搬送気流が気流路８０２を流れ、この気流路８０２を構成する壁部の一部に液滴吐出ヘッド８０３が設けられている。そして、液滴吐出ヘッド８０３の吐出孔からのトナー成分液の染み出しを抑制するために、整流板８０４を設けている。この整流板８０４は、液滴吐出ヘッド８０３の各吐出孔から吐出された液滴を吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生を規制する。この整流板８０４は、図２９に示すように、各吐出孔から吐出された液滴を通過させる開口８０５を備えており、吐出孔の出口が開口した吐出面に対向配置されている。このような整流板８０４を設けることで、各吐出孔から吐出された液滴や吐出時に発生した微小液滴を吐出面に向けて上昇させる逆気流が整流板８０４よりも鉛直方向下方で発生しても、その逆気流は整流板８０４によって堰き止められる。その結果、吐出孔の出口周辺に生じる逆気流の勢いが軽減され、逆気流に乗って吐出面に付着してしまう液滴等を少なく抑えることができる。また、整流板８０４を配置すると、整流板８０４と吐出面との間の間隙に気流路８０２での水平方向に沿って流れる気流が流れ、流路が形成される。この流路により、水平方向に沿った気流と、該気流の方向と所定の角度をもたせた吐出方向に向かう気流とが分離され、吐出孔の周辺に渦が発生しにくくなる。よって、このような渦に起因して生じる逆気流が発生しにくくなり、逆気流に乗って吐出面に付着してしまう液滴等を少なく抑えることができる。
【００１５】
しかしながら、先願の微粒子製造装置では、部分断面図である図３０に示すように、気流路８０２を流れている気体が整流板８０４を通過することで、気流路８０２の流速が大きさによるが、整流板８０４の下流側に広がる空間（図３０中点線で囲む部分）が負圧状態となっていることがわかった。そして、その空間の周辺からの負圧空間に向かう戻り気流が発生し、その戻り気流は整流板８０４と吐出面との間の間隙に進入する場合があることがわかった。この戻り気流が原因となって吐出後の液滴の吐出方向の流れを乱し、液滴の吐出方向が狙いの吐出方向から外れてしまい、図３０中破線で示す部分で隣接又は近接する吐出孔８０６から吐出された液滴と接触していた。この戻り気流が吐出面の箇所に達しないように整流板８０２の下流側の板部分を流速方向に幅広にすることが考えられる。しかし、幅広になった整流板を支持するために取付けビス８０６を多くなるとともに整流板を支える気流路８０２の強度を高める構造上の問題が生じていた。このため、整流板８０２を流速方向に幅広にするには限界があった。これにより、液滴の合一や分裂を引き起こす原因の戻り気流を抑制することができず、粒径分布が広くなる虞があった。
【００１６】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、吐出された液滴の合一や分裂を軽減し、粒径分布が狭い微粒子の製造を可能とした微粒子製造装置及び微粒子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴が固化すると微粒子となる微粒子成分含有液の液滴を吐出面に開口した複数の吐出孔から吐出する液滴吐出手段と、前記複数の吐出孔から吐出された液滴が導入される気流路と、該気流路内に気流を発生させる気流発生手段とを備える微粒子製造装置において、前記気流路を液滴吐出方向で２つの気流路に区画し、かつ前記液滴吐出手段よりも気流方向上流側から、前記液滴吐出手段よりも気流方向下流側まで連続する隔壁を備え、前記隔壁には、前記液滴吐出手段の前記吐出面と対向する位置に、前記２つの気流路を連通する貫通孔が設けられ、前記液滴吐出手段によって吐出された液滴が、前記２つの気流路のうち前記液滴吐出手段側にある一方の気流路から前記貫通孔を通過して前記２つの気流路のうちの他方の気流路に導入されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、液滴吐出手段の吐出面に開口した複数の吐出孔から液滴を吐出する気流路を隔壁で２つの気流路に区画する。この隔壁は、他方の気流路を形成する外壁に対して少なくとも液滴出手段の下流側に連続している。これにより、隔壁の下流側に広がる空間がなくなり、従来の戻り気流は発生しない。液滴吐出手段の吐出孔から吐出した液滴は、吐出速度によって、一方の気流路と隔壁に設けられた開口とを通って他方の気流路へ搬送される。液滴が一方の気流路及び開口内の気体を押しながら搬送されることで、一方の気流路から開口を介して他方の気流路へ気体の流れが生じる。そして、各気流路は隔壁によって区画されているので、一方の気流路から開口を通る気流には他方の気流路における気流は干渉していない。このため、一方の気流路側に設けられている液滴吐出手段の吐出孔周辺では、上記戻り気流もなくなり、一方の気流路から開口を通って行く気流が存在するのみとなる。吐出孔周辺の気流や開口への気流は安定する。これにより、吐出された液滴の合一や分裂を軽減できる。よって、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態で用いる液柱共鳴タイプの液滴吐出装置の液滴吐出部の一部を拡大して示した模式図である。
【図２】同液滴吐出装置である液柱共鳴液滴形成ユニットの一部を模式的に示した断面図である。
【図３】Ｎ＝１、２、３の場合の、同液柱共鳴液滴形成ユニットの液柱共鳴液室内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。
【図４】Ｎ＝４、５の場合の、同液柱共鳴液滴形成ユニットの液柱共鳴液室内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。
【図５】同液柱共鳴液室で生じる液柱共鳴現象の様子を模式的に表した説明図である。
【図６】液柱共鳴タイプの液滴吐出装置の液滴吐出部での実際の液滴吐出の様子を示す図である。
【図７】駆動周波数と液滴吐出速度周波数特性を示す特性図である。
【図８】間接振動型液滴吐出手段の構造を示す概略図である。
【図９】図８に示す間接振動型液滴吐出手段を吐出面から見た構造を示す概略図である。
【図１０】薄膜の径方向座標と振動変位との関係を示す特性図である。
【図１１】直接振動型液滴吐出手段の構造を示す概略図である。
【図１２】図１１に示す直接振動型液滴吐出手段を吐出面から見た構造を示す概略図である。
【図１３】膜振動タイプ吐出手段の薄膜の断面を示す概略図である。
【図１４】本発明のトナーの製造方法を実施するトナー製造装置の一例を示す概略図である。
【図１５】補助搬送気流を用いた合一防止手段の一例を示す概略図である。
【図１６】合一を防止することができた場合のトナー粒径分布の一例を示すグラフである。
【図１７】合一を防止することができなかった場合のトナー粒径分布の一例を示すグラフである。
【図１８】本実施形態の微粒子製造装置の全体を示す概略図である。
【図１９】本微粒子製造装置の一部の構成を示す斜視図である。
【図２０】本微粒子製造装置の部分断面図である。
【図２１】本実施形態の微粒子製造装置の変形例１を示す部分断面図である。
【図２２】（ａ）はヘッドの概略図、（ｂ）及び（ｃ）は液滴の吐出を示す概略図、（ｄ）は合一防止手段を用いた場合の液滴の吐出を示す概略図である。
【図２３】合一防止手段の一例を示す概略図である。
【図２４】合一防止手段の絞り部に液回収用通路を設けた場合の一例を示す概略図及び詳細図である。
【図２５】本実施形態の微粒子製造装置の変形例２を示す部分斜視図である。
【図２６】図２５の部分断面図である。
【図２７】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の測定結果を示す図である。
【図２８】先願の微粒子製造装置の一部の構成を示す概略図である。
【図２９】整流板を示す平面図である。
【図３０】先願の微粒子製造装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る微粒子製造装置をトナーの製造に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のトナー製造装置は、液滴が固化するとトナー粒子（微粒子）となるトナー成分液（微粒子成分含有液）を液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔からトナー成分液の液滴を吐出する吐出動作を継続して行い、吐出した液滴を固化させることによりトナー粒子を得るものである。
【００２１】
本実施形態のトナー製造方法に使用可能な液滴吐出装置は、吐出する液滴の粒径分布が狭いものが好ましいが、特に制限は無く、公知のものを用いることができる。液滴吐出装置としては、１流体ノズル、２流体ノズル、膜振動タイプの吐出手段、レイリー分裂タイプの吐出手段、液振動タイプの吐出手段、液柱共鳴タイプの吐出手段等が挙げられる。膜振動タイプの吐出手段は、例えば特開２００８−２９２９７６号公報に開示されたものがある。また、レイリー分裂タイプの吐出手段としては、特許第４６４７５０６号公報に開示されたものがある。また、液振動タイプの吐出手段としては、特開２０１０−１０２１９５号公報に開示されたものがある。
【００２２】
液滴の粒径分布が狭く、トナーの生産性を確保するためには、複数の吐出孔が形成された液柱共鳴液室内の液体に振動を付与して液柱共鳴による定在波を形成し、該定在波の腹となる領域に形成された吐出孔から液体を吐出する液柱共鳴タイプの液滴吐出装置が好適である。本実施形態では、液柱共鳴タイプの液滴吐出装置を用いてトナーを製造する例について説明する。
【００２３】
図１は本実施形態で用いる液柱共鳴タイプの液滴吐出装置の液滴吐出部の一部を拡大して示した模式図である。
本実施形態の液滴吐出部１１は液柱共鳴液室１８を備えており、この液柱共鳴液室１８は、長手方向（図中左右方向）両端の側壁部のうち一方の側壁部（開口側壁部）に設けられた連通路を介して液共通供給路１７へと連通している。また、液柱共鳴液室１８は、長手方向両端の側壁部間を連結する壁部のうち１つの壁部（図中下側の底壁部）に液滴２１を吐出する複数の吐出孔１９を備えている。また、液柱共鳴液室１８における吐出孔１９と対向する上壁部側には、液柱共鳴定在波を形成するために高周波振動を発生させる振動発生手段２０が設けられている。この振動発生手段２０は、図示しない高周波電源に接続されている。
【００２４】
図２は、本実施形態の液滴吐出装置である液柱共鳴液滴形成ユニット１０の一部を模式的に示した断面図である。なお、図２は、図１中上方又は下方から見たものである。
本実施形態において、液滴吐出部１１から吐出される液体は、製造対象である微粒子の成分が溶解又は分散された状態の微粒子成分含有液である。本実施形態は、トナーを製造する例であるため、この微粒子成分含有液をトナー成分液と記して説明する。トナー成分液１４は、図示しない液循環ポンプにより液供給管を通って、液柱共鳴液滴形成ユニット１０の液共通供給路１７内に流入し、各液滴吐出部１１の液柱共鳴液室１８へと補充される。
【００２５】
液柱共鳴液室１８内に充填されたトナー成分液１４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、液柱共鳴定在波の腹となる領域（振幅が大きくて圧力変動が大きい領域）に配置されている吐出孔１９から液滴２１が吐出される。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、より好ましくは定在波の振幅が極大となる位置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、本実施形態のように１つの液柱共鳴液室１８内に複数の吐出孔１９が形成されている構成であっても、それぞれからほぼ均一な大きさの液滴が吐出できる。液滴２１の吐出によって液柱共鳴液室１８内の液量が減少すると、液柱共鳴液室１８内の液柱共鳴定在波の作用による吸引力が作用して、液共通供給路１７から供給される液の流量が増加し、液柱共鳴液室１８内に液が補充される。
【００２６】
液滴吐出部１１の液柱共鳴液室１８は、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金属、セラミックス、シリコンなどの材料によって形成されたフレームをそれぞれ接合して形成されている。また、図１に示すように、液柱共鳴液室１８の長手方向両端の側壁部間の長さＬは、後述するような液柱共鳴原理に基づいて決定される。また、図２に示すように、液柱共鳴液室１８の短手方向両端の側壁間の長さ（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。
【００２７】
液柱共鳴液室１８は、生産性を向上させるために、１つの液柱共鳴液滴形成ユニット１０に対して複数配置されている方が好ましい。このため、本実施形態では１つの液柱共鳴液滴形成ユニット１０に対して複数の液柱共鳴液室１８が配置された構成を採用している。１つの液柱共鳴液滴形成ユニット１０に対して設ける液柱共鳴液室１８の数には特に限定はないが、１００〜２０００個の液柱共鳴液室１８が備えられた１つの液柱共鳴液滴形成ユニット１０であれば、操作性と生産性の両立が実現でき、好適である。本実施形態では、１つの液共通供給路１７に対して複数の液柱共鳴液室１８が連通した構成となっている。
【００２８】
また、液滴吐出部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、本実施形態のように圧電体２０Ａに弾性板２０Ｂを貼り付けた構造のものが好ましい。弾性板２０Ｂは、圧電体２０Ａが接液しないように液柱共鳴液室１８から圧電体２０Ａを隔離するように設けられる。圧電体２０Ａは、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスが挙げられるが、一般に変位量が小さいため積層して使用されることが多い。この他にも、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電高分子や、水晶、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＮｂＯ３等の単結晶などが挙げられる。更に、振動発生手段２０は、液柱共鳴液室１８ごと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。例えば、液柱共鳴液室の配置にあわせて１つの圧電体材料を複数の圧電体に分断し、各圧電体で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好ましい。
【００２９】
吐出孔１９の出口側直径は、１［μｍ］以上４０［μｍ］以下の範囲であることが望ましい。
１［μｍ］より小さいと、形成される液滴が非常に小さくなるため、トナーを得ることができない場合がある。特に、トナーの構成成分として顔料などの固形微粒子が含有されている場合には、この固形微粒子が吐出孔１９を閉塞させるおそれがあり、トナーの生産性を低下させるおそれがある。一方、４０［μｍ］より大きい場合、液滴の直径が大きいため、これを乾燥固化させて、３［μｍ］以上６［μｍ］以下のトナー粒子径を得ようとすると、有機溶媒でトナー組成を非常に希薄な液に希釈する必要がある。この場合、一定量のトナーを得るために乾燥エネルギーが大量に必要となってしまい、不都合となる。
【００３０】
また、本実施形態では、複数の吐出孔１９が配列された吐出孔の列（図１参照）が、図２に示すように、液柱共鳴液室１８内の幅方向（図２中左右方向）に複数並列配置されている。このような構成により、一度の吐出動作によって、より多くの液滴を吐出することができるので、生産効率が高まる。吐出孔１９の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ながら適宜決定するのが望ましい。
【００３１】
次に、液柱共鳴液滴形成ユニット１０による液滴形成のメカニズムについて説明する。
まず、図１に示した液滴吐出部１１内の液柱共鳴液室１８において生じる液柱共鳴現象の原理について説明する。
液柱共鳴液室内のトナー成分液の音速を「ｃ」とし、振動発生手段２０から媒質であるトナー成分液に与えられた駆動周波数を「ｆ」とすると、液体の共鳴が発生する波長λは、下記の式（１）より算出することができる。
λ  ＝  ｃ／ｆ  ・・・（１）
【００３２】
本実施形態では、液共通供給路１７と連通するための連通路が形成された液柱共鳴液室１８の側壁部（開口側壁部）が、連通路が形成されていない反対側の側壁部（閉口側壁部）と等価であると考えることができる。この場合、液柱共鳴液室１８の長手方向長さＬが、波長λの４分の１の偶数倍に一致するときに、振動発生手段２０の振動によって液柱共鳴液室１８内の液体に共鳴振動が最も効率的に発生する。このような液柱共鳴が最も効率的に発生する液柱共鳴最適条件は、下記の式（２）によって表すことができる。なお、上記の式（２）に示す液柱共鳴最適条件は、液柱共鳴液室１８の長手方向両側壁部が完全に開放された状態でも、同様に成り立つものである。
Ｌ  ＝  （Ｎ／４）×λ  ・・・（２）
【００３３】
一方、液柱共鳴液室１８の長手方向両側壁部のうちの一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合には、液柱共鳴液室１８の長手方向長さＬが波長λの４分の１の奇数倍に一致するときに液柱共鳴が最も効率的に形成される。つまり、この場合の液柱共鳴最適条件は、上記式（２）中の「Ｎ」を奇数で表現したものとなる。
【００３４】
最も液柱共鳴効率の高い駆動周波数ｆは、上記式（１）と上記式（２）より、下記の式（３）のようになる。しかしながら、実際には、液体が共鳴を減衰させる粘性を有するので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）及び式（５）に示すように、上記式（３）に示した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。
ｆ  ＝  Ｎ×ｃ／（４Ｌ）  ・・・（３）
【００３５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、Ｎ＝１、２、３の場合において、液柱共鳴液室１８内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。
ただし、図３（ａ）は、Ｎ＝１の場合であって、液柱共鳴液室１８の長手方向両端部の一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合の例であり、図３（ｂ）は、Ｎ＝２の場合であって、液柱共鳴液室１８の長手方向両端部がいずれも閉じた状態である場合の例である。また、図３（ｃ）は、Ｎ＝２の場合であって、液柱共鳴液室１８の長手方向両端部がいずれも開放された状態である場合の例であり、図３（ｄ）は、Ｎ＝３の場合であって、液柱共鳴液室１８の長手方向両端部の一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合の例である。
【００３６】
また、図４（ａ）〜（ｃ）は、Ｎ＝４、５の場合において、液柱共鳴液室１８内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。
ただし、図４（ａ）は、Ｎ＝４の場合であって、液柱共鳴液室１８の長手方向両端部がいずれも閉じた状態である場合の例であり、図４（ｂ）は、Ｎ＝４の場合であって、液柱共鳴液室１８の長手方向両端部がいずれも開放された状態である場合の例であり、図４（ｃ）は、Ｎ＝５の場合であって、液柱共鳴液室１８の長手方向両端部の一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合の例である。
【００３７】
図３及び図４において、実線が速度の定在波、点線が圧力の定在波である。また、液柱共鳴液室１８内の液体に生じる波は実際には疎密波（縦波）であるが、図３及び図４では、これを正弦波（余弦波）の形で表記している。例えば、図３（ａ）の速度分布を見ると、閉じている閉口側壁部で速度分布の振幅がゼロとなり、開口している開口側壁部で振幅が最大となることが直感的に理解でき、わかりやすいので、ここでは正弦波表記とした。なお、長手方向両側壁部の開閉状態（開放端と固定端との組み合わせパターン）によって定在波パターンは異なるため、図３及び図４では、説明のため、本実施形態の液柱共鳴液室１８とは整合しない開放端と固定端との組み合わせパターンも併記した。
【００３８】
詳しくは後述するが、吐出孔１９の開口や、液柱共鳴液室１８と液共通供給路１７とを連通させる連通路の開口の状態によって、端部条件が決まる。音響学においては、開放端（開口端）では、長手方向の媒質（液）の移動速度が極大となり、圧力はゼロとなる。一方、固定端（閉口端）においては、逆に媒質の移動速度がゼロとなり、圧力が極大となる。固定端（閉口端）は音響的に硬い壁として考え、波が完全に反射することを前提に、端部が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３及び図４に示したような定在波が発生するものと考える。本実施形態の液柱共鳴液室１８のように吐出孔１９や連通路などの開口が存在していると、その吐出孔１９の数や吐出孔１９の位置、連通路の大きさや位置などによっても、定在波パターンが変動する。そのため、上記式（３）から求められる理想の共鳴周波数からズレた位置に実際の共鳴周波数が現れる。ただし、このようなズレがあっても、実際の吐出状況を確認しながら駆動周波数を適宜調整すればよいので、問題ない。
【００３９】
液体の音速ｃとして１２００［ｍ／ｓ］を用い、液柱共鳴液室１８の長手方向長さＬが１．８５［ｍｍ］であって、長手方向両端に壁部が存在し、両端が固定端であるモデルと等価のＮ＝２の共鳴モードの場合、上記式（２）より、液柱共鳴液室１８内の液体に最も効率に液柱共鳴を生じさせる理想の共鳴周波数は３２４［ｋＨｚ］と導かれる。一方、液体の音速ｃとして１２００［ｍ／ｓ］を用い、液柱共鳴液室１８の長手方向長さＬが１．８５［ｍｍ］であって、両端に壁部が存在し、両端が固定端であるモデルと等価のＮ＝４の共鳴モードの場合、上記式（２）より、液柱共鳴液室１８内の液体に最も効率に液柱共鳴を生じさせる理想の共鳴周波数は６４８［ｋＨｚ］と導かれる。このように、同じ構成の液柱共鳴液室１８においても、より高次の共鳴を利用することが可能である。
【００４０】
本実施形態の液柱共鳴液室１８では、長手方向両端が閉口端と等価になるような構成であるか、吐出孔１９の開口の影響で音響的に軟らかい壁として説明できる構成であることが、共鳴周波数を高めるためには好ましいが、それに限らず、例えば長手方向両端が開放端と等価になるような構成を採用してもよい。ここでの吐出孔１９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。本実施形態の液柱共鳴液室１８に設けられる吐出孔１９は、図１に示すように、その全体が長手方向一端側（液共通供給路１７とは逆側）に寄せて配置されている。このため、当該一端側は、吐出孔１９の開口の影響により開放端（開口端）とみなすこともできる。その結果、図３（ｂ）や図４（ａ）のような液柱共鳴液室１８の長手方向両端壁部を閉口端と等価な構成とする場合、両端が固定端である共鳴モードだけでなく、一端が開放端で他端が固定端である共鳴モードも利用することが可能である。
【００４１】
また、吐出孔１９の数、吐出孔１９の配置、吐出孔１９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１９の配置を長手方向一端側へ寄せるほど、当該長手方向端部において液柱共鳴液室１８の壁部による拘束が緩くなる。よって、吐出孔１９の配置を長手方向一端側へ寄せるほど、当該長手方向端部がほぼ開口端に近い状態になり、駆動周波数が高くなるように変更される。また、例えば、吐出孔１９の数を多くすると、吐出孔１９の配置が寄せられた長手方向一端において液柱共鳴液室１８の壁部による拘束が緩くなり、当該長手方向端部がほぼ開口端に近い状態になって駆動周波数が高くなるように変更される。そのほかにも、例えば、吐出孔１９の断面形状を変更したり、吐出孔１９の寸法を変更したりする場合にも、駆動周波数を変更する必要がある。
【００４２】
このように決定される駆動周波数で振動発生手段２０に交流電圧を与えたとき、その電圧変動に応じて振動発生手段２０の圧電体２０ａが変形し、これにより弾性板２０ｂが変位する。その結果、駆動周波数に対応した振動が液柱共鳴液室１８内の液体に加えられ、液柱共鳴液室１８内の液体には液柱共鳴定在波が発生する。ただし、液柱共鳴定在波が最も効率よく発生する駆動周波数の近い周波数であれば、液柱共鳴定在波は発生する。具体的には、液共通供給路１７側の長手方向壁部と液共通供給路１７に最も近くに配置された吐出孔との距離をＬｅとしたとき、このＬｅと液柱共鳴液室の長手方向両壁部間の長さＬとを用いて、液柱共鳴定在波を発生させる駆動周波数ｆの範囲は、例えば、下記の式（４）及び（５）によって定義することができる。これらの式（４）及び（５）によって決定される範囲内の駆動周波数ｆを主成分とした駆動波形を用いて振動発生手段２０を振動させることで、液柱共鳴を誘起して液滴を吐出孔１９から適切に吐出することが可能である。ただし、ＬとＬｅとの比がＬｅ／Ｌ＞０．６であることが好ましい。
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）  ≦  ｆ  ≦  Ｎ×ｃ／（４Ｌｅ）  ・・・（４）
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）  ≦  ｆ  ≦  （Ｎ＋１）×ｃ／（４Ｌｅ）  ・・・（５）
【００４３】
以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、本実施形態では、図１に示す液柱共鳴液室１８において液柱共鳴圧力定在波を形成し、液柱共鳴液室１８に配置された吐出孔１９から連続的な液滴吐出を生じさせるのである。そのため、圧力の定在波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、駆動電圧をより低く抑えることができる点で好ましい。
【００４４】
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、上述したように１つの液柱共鳴液室１８に対して複数個配置することが生産性の観点から好ましい。具体的には、２〜１００個の間であることが好ましい。１００個を超えると、それぞれの吐出孔１９から液滴を適切に吐出させようとすると、振動発生手段２０に与える駆動電圧を高く設定する必要が生じ、振動発生手段２０の圧電体２０ａの挙動が不安定となりやすい。
【００４５】
また、１つの液柱共鳴液室１８に対して複数の吐出孔１９を形成する場合、吐出孔間のピッチは、２０［μｍ］以上であるのが好ましい。吐出孔間のピッチが２０［μｍ］より小さい場合、隣り合う吐出孔からそれぞれ吐出された液滴同士が接触して大きな液滴となってしまう確率が高くなり、トナーの粒径分布が悪化する可能性が高まるからである。
【００４６】
次に、液柱共鳴液滴形成ユニット１０における液滴吐出部１１内の液柱共鳴液室１８で生じる液柱共鳴現象の様子について説明する。
図５（ａ）〜（ｄ）は、液柱共鳴液室１８で生じる液柱共鳴現象の様子を模式的に表した説明図である。
図５における液柱共鳴液室１８内に記した実線は、液柱共鳴液室１８の長手方向の任意の測定位置における速度をプロットして得た速度分布を示すものであり、図中左側の閉口側壁部側から図中右側の開口側壁部へ向かう方向をプラスとし、その逆方向をマイナスとしている。また、図５における液柱共鳴液室１８内に記した点線は、液柱共鳴液室１８の長手方向の任意の測定位置における圧力値をプロットして得た圧力分布を示すものであり、大気圧に対して正圧をプラスとし、負圧をマイナスとしている。
【００４７】
本実施形態において、図１に示したように、液滴吐出部１１内の液柱共鳴液室１８の底面から、液共通供給路１７と連通する連通路の下端までの高さｈ１（＝約８０［μｍ］）は、連通口の高さｈ２（＝約４０［μｍ］）の約２倍に設定されている。そのため、本実施形態の液柱共鳴液室１８は、長手方向両端がほぼ固定端であるのと近似的に考えることができる。図５（ａ）〜（ｄ）は、このような考えの下で、速度分布及び圧力分布の時間的な変化を示している。
【００４８】
図５（ａ）は、液滴吐出時における液柱共鳴液室１８内の圧力波形と速度波形を示している。このとき、液柱共鳴液室１８内における閉口側壁部側の液体部分、すなわち、吐出孔１９が設けられている液室領域内の液体部分（吐出孔付近の液体）は、圧力が極大となる。これにより、メニスカス圧が増大して各吐出孔１９から液体が迫り出す。その後、図５（ｂ）に示すように、吐出孔１９付近の液体の圧力は小さくなり、負圧の方向へと移行することで、吐出孔１９から液滴２１が吐出される。
【００４９】
その後、図５（ｃ）に示すように、吐出孔１９付近の液体の圧力は極小になる。このときから、液共通供給路１７から液柱共鳴液室１８へのトナー成分液１４の補充が始まる。そして、図５（ｄ）に示すように、吐出孔１９付近の液体の圧力は、今度は徐々に大きくなり、正圧の方向へと移行する。この時点で、トナー成分液１４の補充が終了し、再び、液柱共鳴液室１８の吐出孔１９付近の液体の圧力は、図５（ａ）に示すように、その圧力が極大となる。
【００５０】
このように、液柱共鳴液室１８内における吐出孔１９付近の液体には、振動発生手段２０の高周波駆動によって液柱共鳴による定在波が発生する。そして、圧力が最も大きく変動する位置となる液柱共鳴による定在波の腹に相当する箇所に吐出孔１９が配置されていることから、当該腹の周期に応じて液滴２１が吐出孔１９から連続的に吐出される。
【００５１】
次に、実際に液柱共鳴現象によって液滴が吐出された構成の一例について説明する。この一例は、図２において液柱共鳴液室１８の長手方向の両端間の長さＬが１．８５［ｍｍ］、Ｎ＝２の共鳴モードであって、第一から第四の吐出孔がＮ＝２モード圧力定在波の腹の位置に吐出孔を配置し、駆動周波数を３４０［ｋＨｚ］のサイン波で行った吐出をレーザーシャドウグラフィ法にて撮影した様子を図６に示す。同図からわかるように、非常に径の揃った、速度もほぼ揃った液滴の吐出が実現している。また、図７は駆動周波数２９０［ｋＨｚ］〜３９５［ｋＨｚ］の同一振幅サイン波にて駆動した際の液滴速度周波数特性を示す特性図である。同図からわかるように、第一〜第四のノズルにおいて駆動周波数が３４０［ｋＨｚ］付近では各ノズルからの吐出速度が均一となって、かつ最大吐出速度となっている。この特性結果から、液柱共鳴周波数の第二モードである３４０［ｋＨｚ］において、液柱共鳴定在波の腹の位置で均一吐出が実現していることがわかる。また、図８の特性結果から、第一モードである１３０［ｋＨｚ］においての液滴吐出速度ピークと、第二モードである３４０［ｋＨｚ］においての液滴吐出速度ピークとの間では液滴は吐出しないという液柱共鳴の特徴的な液柱共鳴定在波の周波数特性が液柱共鳴液室内で発生していることがわかる。
【００５２】
次に、膜振動タイプの液滴吐出手段として、間接振動型吐出手段と直接振動型吐出手段について概説する。
図８は間接振動型吐出手段の構成を示す概略断面図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す間接振動型吐出手段１００は、複数の吐出孔１９が形成された薄膜１０１と、この薄膜１０１を振動させる機械的振動手段１０２と、薄膜１０１と機械的振動手段１０２との間にトナー組成液１４を供給する液流路７を形成するフレーム１０３とを備えている。トナー組成液１４は図示されない原料収容器から液循環ポンプによって液供給管を通ってトナー組成液供給口６から供給され、液流路７を通り、トナー組成液排出口８から排出され、図示されない液戻り管を通って再び原料収容器に戻る。
【００５３】
複数の吐出孔１９を有する薄膜１０１は、機械的振動手段１０２の振動面１０４に対して平行に設置されて、薄膜１０１の一部がフレーム１０３に接合固定されている。これにより、機械的振動手段１０２の振動方向とは実質的に垂直な位置関係となる。機械的振動手段１０２の振動発生手段２０の上下面に電圧信号が付与されるように駆動回路１０５が設けられている。そして、駆動信号発生源１０６からの信号が振動発生手段２０に付与されて機械的振動に変換される。電気信号を与える回路としては、表面を絶縁被覆されたリード線が適している。また、機械的振動手段１０２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。
【００５４】
また、機械的振動手段１０２は、振動を発生する振動発生手段２０と、この振動発生手段２０で発生した振動を増幅する振動増幅手段１０７とで構成されている。駆動信号発生源１０６から所要周波数の駆動電圧（駆動信号）が振動発生手段２０の電極１０９間に印加されることによって、振動発生手段２０に振動が励起される。この振動が振動増幅手段１０７で増幅され、薄膜１０１と平行に配置される振動面１０４が周期的に振動する。これにより、この振動面１０４の振動による周期的な圧力によって薄膜１０１が所要周波数で振動する。なお、図８の振動発生手段２０は１つの振動発生部材１０８を電極１０９で挟んでいる構成になっているが、これを複数重ねた構造となっていても構わない。
【００５５】
この振動発生手段２０としては、薄膜１０１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。しかし、薄膜１０１を振動させることから、振動発生手段２０の振動発生部材１０８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。圧電体は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する機能を有する。具体的には、電圧を印加することにより、たわみ振動が励起され、薄膜１０１を振動させることが可能となる。
【００５６】
撓み振動は、図１０に示すように、薄膜１０１の中心で変位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。薄膜１０１が周期的に上下振動することで吐出孔１９からトナー液滴２１が周期的に吐出することとなる。トナー液滴２１が吐出できる薄膜１０１の速度範囲は図１０のような関係があり、吐出可能な面積範囲は限られるため、この面積範囲に吐出孔１９を形成することが望ましい。吐出孔１９は図９に示すように薄膜１０１の中心部に配置されている。
【００５７】
振動発生手段２０を構成する振動発生部材１０８の圧電体としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスが挙げられるが、一般に変位量が小さい為、積層して使用されることが多い。この他にも、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電高分子や、水晶、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＮｂＯ３、等の単結晶などが挙げられる。
【００５８】
機械的振動手段１０２は、吐出孔１９を有する薄膜１０１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１０４と薄膜１０１とは平行に配置される。
【００５９】
図示した例では振動発生手段２０と振動増幅手段１０７で構成される機械的振動手段１０２としてホーン型振動子を用いている。このホーン型振動子は、圧電素子などの振動発生手段２０の振幅を振動増幅手段１０７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２０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。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。目的に合わせて適宜形状を選択することができる。また、振動発生手段２０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。
【００６０】
機械的振動手段１０２の大きさは、発振振動数の減少に伴い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、貯留部全体を効率的に振動させることも可能である。
【００６１】
図１１は直接振動型吐出手段の構成を示す概略断面図である。同図において、図８と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す直接振動型吐出手段２００は、少なくともトナー液滴２１を吐出させる吐出孔１９を備えた薄膜１０１と、薄膜１０１を振動させるための円環状振動発生手段２０１と、トナー組成液１４を供給する流路７を設けたフレーム１０３とを備えている。トナー組成液１４は図示されない原料収容器から液循環ポンプによって液供給管を通ってトナー組成液供給口６から供給される。そして、トナー組成液１４は流路７を通り、トナー組成液排出口８から排出され、図示されない液戻り管を通って再び原料収容器に戻る。
【００６２】
薄膜１０１は、外周部をフレーム１０３に接合固定している。円環状振動発生手段２０１は、この薄膜１０１の吐出孔１９を設けた領域の周囲に配されている。この円環状振動発生手段２０１は、円環状圧電体２０２と電極１０９によって構成されている。電極１０９に駆動回路１０５を通じて駆動信号発生源１０６から所要周波数の駆動電圧（駆動信号）が印加される。これにより、例えば撓み振動を発生する。円環状圧電体２０２の種類や電極１０９は間接振動型吐出手段１００で用いるものと同じものを用いることができる。
【００６３】
撓み振動は間接振動型吐出手段１００と同様に、図１０のように薄膜の中心で変位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。膜が周期的に上下振動することで吐出孔１９からトナー液滴２１が周期的に吐出される。トナー液滴２１が吐出できる薄膜１０１の速度範囲は図１０のような関係があり、吐出可能な面積範囲は限られるため、この面積範囲に吐出孔１９を形成することが望ましい。吐出孔１９は図１２に示すように薄膜１０１及び円環状振動手段２０１の中心部に配置されている。
【００６４】
次に、間接振動型液滴吐出手段１００及び直接振動型液滴吐出手段２００による液滴形成のメカニズムについて概説する。
上述したような、いずれの液滴吐出手段によれば、流路７に臨む複数の吐出孔１９を有する薄膜１０１に振動発生手段によって発生した振動を伝播させて、薄膜１０１を周期的に振動させる。そして、比較的大面積の領域に複数の吐出孔１９を配置し、それら複数の吐出孔１９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。
【００６５】
円形薄膜の振動により、円形膜各所に設けられたノズル近傍の液体には、膜の振動速度Ｖｍに比例した音圧Ｐａｃが発生する。音圧は、媒質（トナー組成液）の放射インピーダンスＺｒ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の積で下記式（６）の方程式を用いて表される。
Ｐａｃ（ｒ，ｔ）＝Ｚｒ・Ｖｍ（ｒ，ｔ）      ・・・（式６）
膜の振動速度Ｖｍ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、前述のとおり膜の各所で振動方向の振動変位は異なっており、Ｖｍは、膜上の位置座標の関数でもある。ここで用いられる膜の振動形態は、上述のとおり軸対象である。したがって、実質的には半径（ｒ）座標の関数となる。
【００６６】
以上のように、分布を持った膜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が、気相へ吐出される。気相へ周期的に排出されたトナー組成液は、液相と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。
【００６７】
液滴化を可能とする膜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、トナー組成液中の顔料やワックスなどの微粒子の分散が促進される。更には、前記音圧の変位量が、１０ｋＰａ以上となることによって、上述の微粒子分散促進作用がより好適に発生する。
【００６８】
（複数のノズルを有する薄膜）
吐出孔１９を有する薄膜１０１は、先にも述べたように、トナー組成物の溶解乃至分散液を、吐出させて液滴とする部材である。この薄膜１０１の材質、吐出孔１９の形状としては、特に制限はなく、適宜選択した形状とすることができる。例えば、薄膜１０１は厚み５〜５００μｍの金属板で形成され、かつ吐出孔１９の開口径が３〜３０μｍであることが、吐出孔１９からトナー組成液１４のトナー液滴２１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、吐出孔１９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１９の個数は、２〜３０００個が好ましい。吐出孔１９の断面形状は間接振動型液滴吐出手段を示す図８や直接振動型液滴吐出手段を示す図１１においては吐出孔１９の開口部と接液面とで大きさが変わらない形状として記載されているが、適宜断面形状を変更することができる。
【００６９】
図１３（ａ）〜（ｄ）は、吐出孔１９の断面形状として採用できる各種断面形状を例示した断面図である。
本実施形態においては、吐出孔１９の断面形状が、図１に示すように、出口側に向けて径が小さくなるようなテーパー形状である場合を例示しているが、この断面形状は適宜選択することができる。図１３（ａ）に示す吐出孔１９の断面形状は、吐出孔１９の入口側から出口側に向かってラウンド形状（湾曲形状）を持ちながら径が狭くなる断面形状である。この断面形状は、吐出孔１９が形成される液柱共鳴液室１８の底壁部を構成する吐出孔用薄膜４１が振動した際、吐出孔１９の出口付近で液にかかる圧力が最大となるため、吐出の安定化に際して好ましい形状である。
【００７０】
図１３（ｂ）に示す吐出孔１９の断面形状は、吐出孔１９の入口側から出口側に向かって一定の角度を持って径が狭くなるようなテーパー形状をもった断面形状であり、本実施形態が採用しているものである。この断面形状においては、テーパー形状となっていることで、図１３（ａ）に示した断面形状のものと同様、薄いプレート状の吐出孔用薄膜４１が振動したときの吐出孔１９の出口付近で液にかかる圧力を高めることができる。テーパー角２４は適宜変更することができるが６０°よりも大きく９０°以下の範囲であるのが好ましい。ノズル角度２４が６０°以下の場合、液に圧力がかかりにくく、さらに薄膜４１の加工も困難となるからである。一方、ノズル角度２４が９０°である場合、図１３（ｃ）に示したような断面形状となるが、吐出孔１９の出口付近に圧力がかかりにくくなるので、テーパー角２４の好適な角度範囲としては９０°が最大値となる。テーパー角２４が９０°よりも大きいと、吐出孔１９の出口付近に圧力がかからなくなるため、液滴吐出が非常に不安定化する。
【００７１】
図１３（ｄ）に示す吐出孔１９の断面形状は、図１３（ａ）に示した断面形状と図１３（ｃ）に示した断面形状とを組み合わせた形状である。このように段階的に断面形状を変更しても構わない。
【００７２】
先に説明した液滴吐出手段から気体中に吐出させたトナー組成液の液滴を乾燥させた後に、捕集することで本発明のトナーを得ることができる。ここでは乾燥及び捕集を行う手段について概説する。
【００７３】
図１４はトナーの製造方法を実施する装置の一例の構成を示す概略図である。トナー製造装置１は、主に、液滴吐出手段２及び乾燥捕集ユニット４００を含んで構成されている。液滴吐出手段２は、前述のように幾つかの方式の液滴吐出手段を適宜用いることができる。液滴吐出手段２には、トナー組成液１４を収容する原料収容器１３に収容されているトナー組成液１４を通す液供給管１６と、原料収容器１３に戻す液戻り管２２とが接続されている。また、液供給管１６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が連結されて、トナー組成液１４を随時液滴吐出手段２に供給できる。液供給管１６には圧力測定器Ｐ１が、乾燥捕集ユニットには圧力測定器Ｐ２がそれぞれ設けられている。液滴吐出手段２への送液圧力及び乾燥捕集ユニット内の圧力は圧力測定器Ｐ１、Ｐ２によって管理される。このときに、（圧力測定器Ｐ１の圧力値Ｐ１）＞（圧力測定器Ｐ２の圧力値Ｐ２）の関係であると、トナー組成液１４が吐出孔（図示せず）から染み出す恐れがある。逆に、圧力値Ｐ１＜圧力値Ｐ２の場合には液滴吐出手段２に吐出孔から気体が入り、吐出が停止する恐れがある。そのため、圧力値Ｐ１≒圧力値Ｐ２があることが望ましい。つまり、液滴吐出手段２と気相内の圧力状態が均等に保たれていることが望ましい。
【００７４】
図１４に示す乾燥捕集ユニット４００は、チャンバ４０１、トナー捕集手段４０２及びトナー貯留部４０３を含んで構成されている。乾燥工程のメカニズムを以下で示す。トナー組成液１４で構成されたトナー液滴２１は液滴吐出手段２から吐出された直後は液体の状態であるが、チャンバ内を搬送される間にトナー組成液中に含まれる揮発溶剤が揮発することで乾燥が進行し、液体から固体に変化する。このような状態ではもはや粒子同士が接触しても合一は生じないため、トナー捕集手段４０２によってトナー粉体として回収することができ、トナー貯留部４０３に格納することができる。トナー貯留部４０３に格納されたトナーは必要に応じて更に別工程で乾燥される。
【００７５】
チャンバ４０１内では、搬送気流導入口４０４から作られる下降気流の搬送気流が形成されている。液滴吐出手段２から吐出されたトナー液滴２１は、重力よってのみではなく、搬送気流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が乾燥する前に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。そして、トナー液滴２１同士が合一して一体となり、トナー液滴２１の粒径が大きくなることを抑制できる。図１４では液滴吐出手段２は重力方向に向かってトナー液滴２１を吐出しているが、必ずしもその必要はなく、吐出させる角度は適宜選択できる。なお、気流発生手段として、チャンバ４０１上部の搬送気流導入口４０４に送風機を設けて加圧する方法と、搬送気流排出口４０５より吸引する方法のいずれを採用することもできる。トナー捕集手段４０２としては公知の捕集装置を用いることができ、サイクロン捕集機やバックフィルタ等を用いることができる。
【００７６】
搬送気流はトナー液滴２１同士の合一を抑制することができれば、特に気流の状態として限定されることは無く層流や旋回流や乱流であっても構わない。搬送気流を構成する気体の種類は特に限定は無く、空気であっても窒素等の不燃性気体を用いても良い。前述のようにトナー液滴２１が乾燥することで合一しなくなる性質があるために、トナー液滴２１の乾燥を促進できる条件を持つことが好ましい。このことから、トナー組成液１４に含まれる溶剤の蒸気を含まないことが望ましい。また、搬送気流の温度は適宜調整可能であり、生産時において変動の無いことが望ましい。また、チャンバ４０１内に搬送気流の気流状態を変えるような手段をとっても構わない。搬送気流はトナー液滴２１同士の合一を防止すだけでなく、液滴がチャンバ４０１に付着することを防止することに用いても良い。
【００７７】
以上説明したように、液滴乾燥捕集手段では合一を搬送気流によって抑えているが、これが充分でない場合は更なる合一防止手段を取り入れることもできる。合一防止手段としては、液滴吐出手段付近での補助搬送気流の導入や、液滴への同一極性の帯電、および電界制御等が挙げられ、適宜用いることができる。
【００７８】
図１５は１つの補助搬送気流による合一防止手段の構成を示す概略断面図である。液滴吐出手段２の周りにはシュラウド５０１が配置されており、その一部に補助搬送気流導入口５０２が配置されている。補助搬送気流導入口５０２から導入された気体はシュラウド５０１によって形成された気流通路１２を通って液滴吐出手段２の吐出孔１９の周辺に補助搬送気流５０３が作られる。ただし、補助搬送気流５０３は補助搬送気流導入口５０２から導入されるだけでなく、搬送気流排出口から引圧で引かれた気体により生ずることもある。液滴吐出手段２から吐出されたトナー液滴２１は順次補助搬送気流５０３によって、液滴吐出手段２の近傍においては速度を落とすことなく移動するので、液滴同士の合一の頻度はきわめて低く抑えることができる。補助搬送気流５０３の速度は液滴吐出手段２から吐出された直後の液滴速度に対して同じか早いことが望ましく、それより遅い場合は逆効果となる場合もある。
【００７９】
図１５に示すように、補助搬送気流５０３はトナー液滴２１の進行方向と同一であることが望ましいが、合一を防ぐことができれば液滴吐出方向と補助搬送気流の方向が同じである必要は無い。シュラウド５０１の形状は液滴吐出手段２の吐出孔１９付近で開口部を絞ることによって流速を制御しても良いが、絞りを持たせなくても良適宜選択できる。補助搬送気流５０３を構成する気体の種類は特に限定は無く、空気であっても窒素等の不燃性気体を用いても良い。このようにして捕集したトナーの粒径分布を示す図１６からわかるように、ほとんど単一粒径のトナー粒子しか存在しないことがわかる。これは前述のように吐出されたトナー液滴２１が合一することなく、単一粒径のトナー粒子が乾燥して得られていることを示すものである。なお、本実施形態では１つの補助搬送気流による合一防止手段を設けたが、２つ以上の補助搬送気流を気相内に供給する構成でもよい。
【００８０】
一方で、液滴状態が合一した場合の捕集したトナーの粒径分布を示す図１７からわかるように、微量の搬送気流や補助搬送気流を用いていないだけで他の構成や条件等は図１６におけるものと同じとする。液滴吐出手段２から吐出したトナー液滴２１は空気抵抗を受けて吐出速度が急速に低下し、かつ自然落下を始める。吐出速度が低下すると液滴間距離が短くなり、やがては液滴間の合一を生じるようになる。また、合一した粒子は空気抵抗が増し、乾燥も遅れるために更に別の液滴と合一を引き起こすようになる。そして、数個の液滴が合一する場合もあり、これが乾燥すると合一した後に乾燥した粒子を生じ、結果として得られるトナーの粒径分布は広くなる。図１７に示す粒径分布は捕集したトナーの一例であるが、図中の基本粒径と示したピークを構成する乾燥粒子は合一しなかったトナー液滴２１がそのまま乾燥固化したものである。２倍と記載されたピークを形成する乾燥粒子はトナー液滴２１が吐出後に合一した後に乾燥固化してえられたものである。同様に３倍、４倍、それ以上の合一が進行していることが粒径分布測定結果から推測することができる。ここで、粒径分布測定はフロー式粒子像解析装置（シスメックス社  ＦＰＩＡ−２０００）を用い解析を行うことができる。粒度分布としては体積平均粒子径（Ｄｖ）と個数平均粒子径（Ｄｎ）の比で比較することができ、Ｄｖ／Ｄｎで示すことができる。Ｄｖ／Ｄｎ値は最も小さいもので１．０であり、これはすべての粒径が同一であることを示している。Ｄｖ／Ｄｎが大きいほど粒径分布が広いことを示す。一般的な粉砕トナーはＤｖ／Ｄｎ＝１．１５〜１．２５程度である。また、重合トナーはＤｖ／Ｄｎ＝１．１０〜１．１５程度である。本発明のトナーはＤｖ／Ｄｎ＝１．１５以下とすることで印刷品質に効果が確認されており、より好ましくはＤｖ／Ｄｎ＝１．１０以下である。電子写真システムにおいては粒径分布が狭いことが現像工程、転写工程、定着工程に求められるため、このような粒径分布の広がりは望ましくない。また、安定的に高精細な画質を得るためにはＤｖ／Ｄｎ＝１．１５以下が望ましく、より高精細な画像を得るためにはＤｖ／Ｄｎ＝１．１０以下がよい。
【００８１】
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。そのため、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。
【００８２】
図１８は本実施形態の微粒子製造装置の一例を示す全体概要図である。同図において、微粒子製造装置６００は、液滴吐出ヘッド６０１、気流路６０２、サイクロン捕集装置６０３、トナー貯蔵ボックス６０４、フィルタ６０５、ブロワ６０６、溶媒回収ボックス６０７、加熱用ヒータ６０８、溶媒回収コンデンサ６０９、ヒートポンプ構造６１０を含んで構成されている。そして、気流路６０２はサイクロン捕集装置６０３の連通口に連通しており、気流路６０２内を搬送されるトナー粒子は気流路６０２内で、かつサイクロン捕集装置６０３のサイクロン部内で乾燥、固化される。サイクロン捕集装置６０３のサイクロン部はフィルタ６０５及びブロワ６０６を介して溶媒回収コンデンサ６０９と連通し、サイクロン捕集装置６０３内で発生した気体をヒートポンプシステム６１０にて液化している。詳細は、ヒートポンプシステム６１０は、溶媒回収コンデンサ６０９と加熱用ヒータ６０８の間を２つのブロア６１１、６１２によって循環する構造となっている。サイクロン捕集装置６０３から搬送された気体は加熱用ヒータ６０８による加熱と溶媒回収コンデンサ６０９による冷却を交互に繰り返すことで液化される。そして、溶媒回収コンデンサ６０９によって回収された液体の溶媒は溶媒回収ボックス６０７に回収される。溶媒が取り除かれた気体は再び気流路６０２内に搬送される。サイクロン捕集装置６０３のサイクロン底部に所定量のトナーが溜まったら底部の蓋を開けてトナー貯蔵ボックス６０４へ排出させる。サイクロン底部の蓋が閉められているときは、気流路６０２を含む連通管内は閉空間となっている。そして、その閉空間内ではブロワ６０６によって約１０［ｍ／ｓ］の気流が発生しており、上述のようにその気流は閉空間内を循環するようになっている。このときの閉空間内の気体はトナーの乾燥を促進するために窒素等の不活性気体を用いることが望ましい。溶媒の回収再利用はヒートポンプシステム６１０等を用いた熱管理にて行うことでエネルギー効率を上げることができる。
【００８３】
図１９は図１８の破線で囲まれた部分の拡大図である。同図に示すように、本微粒子製造装置における気流路は、隔壁７０３によって２つの気流路７０１、７０２に区画されている。そして、気流路７０１、７０２の上流側には、各気流路の流速を調整する流速調整手段７０６が設置されている。この流速調整手段７０６によって、気流路７０２を流れる気流の速度Ａは気流路７０１を流れる気流の速度Ｂより遅くなるように調整されている。流速調整手段７０６は、各気流路の流路内に軸回動する板状部材をそれぞれ備え、板状部材を軸回転させることで通過する気体の量を調整することで各気流路の流速をそれぞれ調整している。流路調整手段７０６は、バルブ、ハニカム、あるいは気流方向に対する軸回動する板状部材の面の角度を変化させて気体の流量を調整する手段などで構成されている。隔壁７０３の一部には、隔壁７０３の厚み方向に貫通する開口７０４が設けられている。この開口７０４に開口空間に対向する気流路７０２を構成する壁部７０８の一部には、吐出面が壁面と面一となるように、液滴出ヘッド７０５が設けられている。開口７０４の開口空間面は、吐出面と対向している。開口７０４の設置位置より下流側の隔壁７０３の一部には複数の通気孔７０７が設けられている。これらの通気孔７０７を通って気流路７０２から気流路７０１へ気体が噴出され、気流路７０１の内壁付近から気流路の中心方向に向けた気流を発生させる。これにより、気流路７０１の内壁にトナー粒子が付着することを抑制している。
【００８４】
図２０は図１９の破線で囲まれた部分の拡大図である。上述したように、気流路７０１には所定の速度Ｂの気体が流れる。気流路７０２には所定の速度Ａの気体が流れる。このため、気流路７０１と気流路７０２との間であって開口７０４の近傍周辺には速度差に応じて圧力差が生じる。そのため、各気流路を連通する開口７０４を介して気流路７０２から気流路７０１へ気体の流れが発生する。ここで、液滴吐出ヘッド７０５の吐出面と隔壁７０３との間隔が非常に狭く、吐出面が隔壁７０３と近接している。このために、隔壁７０３が先願の整流板の機能を担っている。つまり、隔壁７０３によって液滴吐出ヘッド７０５の各吐出孔から吐出された液滴を吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生を規制する。これにより、吐出孔の出口周辺に生じる逆気流の勢いが軽減され、逆気流に乗って吐出面に付着してしまう液滴等を少なく抑えることができている。
【００８５】
このような構成を有する本微粒子製造装置によれば、液滴吐出ヘッド７０５の各吐出孔から吐出されるトナー成分液滴は、気流路７０１から開口７０４へ向かう所定の流れに従って移動する。このとき、気流路７０２は隔壁７０３によって気流路７０１と隔離されているので、気流路７０１の気流の影響はない。そして、気流路７０１は連続的な面で、段差がない壁面の隔壁７０３で構成されているので、気流路７０１の内部でも負圧となっている箇所も無い。よって、気流路７０２から開口７０４を通って気流路７０１へ流れる気流は安定した気流となっている。従って、吐出後のトナー成分液滴の吐出方向の流れは気流路７０１に至るまで安定し、液滴の合一や分裂を軽減でき、粒径分布が狭い微粒子の製造を可能とする。
【００８６】
図２１は本実施形態の微粒子製造装置の変形例１を示す部分断面図である。同図に示す変形例１の微粒子製造装置における隔壁７０３は、図中点線で示すように、気流の上流側の端縁と気流路７０１の壁７０８との間が狭くなっており、かつ隔壁７０３の上流側端部における気流方向の断面をテーパー形状にしている。これにより、気流路７０１から気流路７０２内に進入してくる気体の流量を制限している。よって、簡単な構造で、気流路７０２の流速を気流路７０１の流速より遅くしている。
【００８７】
［合一防止手段及びサテライト防止手段］
次に、トナー粒子等の微粒子における究極の均一性を得る合一防止手段及びサテライト防止手段について説明する。これらの手段は粒径分布の要因となるサテライト（これは吐出された液滴から引き伸ばされた細い棒状の液状粒子である）、合一粒子をともに最小限とするものである。図２２（ａ）は、１つのヘッドからトナー成分液滴が吐出される様子を示したものであり、実際には複数ヘッドを配置させることによってその収量を確保する。図２２（ｂ）は、通常の吐出を示したものであり、吐出孔近傍では多くの場合、形成されたトナー成分液滴は主液滴とサテライトとに分離されそうとなる。その後急速に空気抵抗を受け液流速が低下するとともにサテライトは主液滴に吸収されていき、その後も液滴速度が低下するに従い液滴同士の合一が始まり、より大きなトナー成分液滴となり、乾燥固化する。図２２（ｃ）はこれに対し吐出直後から気流を付加した場合の例で、主滴同士の合一はなくなるがサテライト粒子も吸収されず残存する。
【００８８】
これに対し、図２２（ｄ）に示すように、吐出後のトナー成分液滴を液滴形成エリア、サテライト吸収エリア、主滴合一防止エリアの３段階に分解している。そして、吐出孔からＶＪ１の速度をもって送り出されたトナー成分液滴を周辺雰囲気気体の抵抗により、サテライト吸収エリアにおいてＶＪ２まで下げる。その後、絞り部を通過する間にＶＪ３まで自然と加速され、主滴間距離が離される。その後、再加速された液滴速度にあわせ気流を周辺からアシストさせ、主滴の合一をさせることなく乾燥固化させている。
【００８９】
図２３は合一防止手段の液滴搬送通路の一例を示しており、開口の端部が吐出面近傍でのもどり気流がないよう配置され、吐出された液滴が減速されサテライトを吸収したのち速やかに再加速されるべく、設計されている。
【００９０】
図２４は、絞り部を示す図の一例である。図２４（ａ）は絞り部の概略図、吐出方向に向かって流路が狭くなる形状となっている。このとき発生したミストは壁面に付着することがある。このため、壁面に撥液処理を施し液滴の付着を削減するようにした。さらに、図２４（ｂ）に示すように、付着した液が壁に沿って流れ、図２４（ｂ）の拡大図である図２４（ｃ）に示すように先端部に設けられた吸引口にて回収される構造となっている。
【００９１】
図２５は本実施形態の微粒子製造装置の変形例２を示す部分斜視図である。同図において、この変形例としての微粒子製造装置では、図２０に示す開口７０４自体に上述の合一防止手段７０９の構成を備えさせている。つまり、開口７０４の開口断面形状を上述の絞り部等を有する合一防止手段７０９の開口断面形状に形成する。この本微粒子製造装置の変形例によれば、液滴吐出ヘッド７０５の吐出孔７０５−２から吐出されるトナー成分液滴は、気流路７０２を通過して合一防止手段７０９の開口へ流れる気流に乗って移動する。そして、開口断面積が変わらない、あるいは徐々に大きくなっていくエリア（図２２のサテライト吸収エリアに相当する）では、気体の抵抗により、吐出された主液滴、及び主液滴から分離しようとするサテライトの各速度が下がる。そして、主液滴はサテライトの大きさより大きいので主液滴が受ける気体の抵抗はサテライトが受ける気体の抵抗より大きい。このため、主液滴の速度はサテライトの速度より遅くなり、サテライトが主液滴に引き寄せられるようにサテライトと主液滴とが接触し、主液滴にサテライトが吸収される。そして、開口断面積が徐々に縮小していくエリア（図２２の主滴合一防止エリアに相当する）の絞り部を通過する間に加速され、主液滴間の距離は広がる。これにより、主液滴の合一をさせることなく、気流路７０１へ移動させることができる。よって、大量のトナー成分液滴を安定して長時間吐出させることが可能となる。これにより、生産性を上げることができる。
【００９２】
合一防止手段７０９の開口の内壁面や隔壁７０３の気流路７０１側の壁面には撥水処理が施されている。例えば金属の隔壁面上にＴｉＯ２、ＳｉＯ２、更にオプツールを蒸着する。さらに、合一防止手段７０９の開口の形状が気流路側に向かって凸部となるプロファイルを用いる。これらによって、開口近傍の液付着を極力低減させることができる。また、合一防止手段７０９の開口周辺を含む隔壁７０３の気流路７０１側の内壁をゴムブレード（不図示）でスキャンすることにより、当該内壁に付着したトナー成分液滴を容易に除去することができる。ゴムプレートはトナー成分液滴を吐出する際は気流路７０１から外部へ退避させておく。
【００９３】
［乾燥］
必要に応じて、更に流動床乾燥や真空乾燥といった二次乾燥が行われる。有機溶媒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媒が揮発するため、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。
【００９４】
次に、本発明で使用できるトナー材料について説明する。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。
【００９５】
〔トナー用材料〕
トナー用材料としては、少なくとも樹脂、着色剤およびワックスを含有し、必要に応じて、帯電調整剤、添加剤及びその他の成分を含有する。
【００９６】
〔樹脂〕
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。
【００９７】
スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−フエニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−アミルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−へキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロロスチレン、ｍ−ニトロスチレン、ｏ−ニトロスチレン、ｐ−ニトロスチレン等のスチレン、又はその誘導体、などが挙げられる。
【００９８】
アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸、あるいはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ｎ−ドデシル、アクリル酸２−エチルへキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸、又はそのエステル類、などが挙げられる。
【００９９】
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。
【０１００】
前記ビニル重合体、又は共重合体を形成する他のモノマーの例としては、以下の（１）〜（１８）が挙げられる。（１）エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフイン類；（２）ブタジエン、イソプレン等のポリエン類；（３）塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類；（４）酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類；（５）ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；（６）ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；（７）Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物；（８）、ビニルナフタリン類；（９）アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等；（１０）マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸；（１１）マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物；（１２）マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、アルケニルコハク酸モノメチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、メサコン酸モノメチルエステルの如き不飽和二塩基酸のモノエステル；（１３）ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル；（１４）クロトン酸、ケイヒ酸の如きα，β−不飽和酸；（１５）クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα，β−不飽和酸無水物；（１６）該α，β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物、アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマー；（１７）２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類；（１８）４−（１−ヒドロキシ−１−メチルブチル）スチレン、４−（１−ヒドロキシ−１−メチルへキシル）スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマー。
【０１０１】
本発明に係るトナーにおいて、結着樹脂のビニル重合体、又は共重合体は、ビニル基を２個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤としては、芳香族ジビニル化合物として、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、などが挙げられる。アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、エチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６へキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、などが挙げられる。エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート、ポリエチレングリコール＃６００ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの、などが挙げられる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。
【０１０４】
これらの架橋剤は、他のモノマー成分１００質量部に対して、０．０１〜１０質量部用いることが好ましく、０．０３〜５質量部用いることがより好ましい。これらの架橋性モノマーのうち、トナー用樹脂に定着性、耐オフセット性の点から、芳香族ジビニル化合物（特にジビニルベンゼン）、芳香族基及びエーテル結合を１つ含む結合鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が好適に挙げられる。これらの中でも、スチレン系共重合体、スチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましい。
【０１０５】
本発明のビニル重合体又は共重合体の製造に用いられる重合開始剤としては、例えば、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２'−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、ジメチル−２，２'−アゾビスイソブチレート、１，１'−アゾビス（１−シクロへキサンカルボニトリル）、２−（カルバモイルアゾ）−イソブチロニトリル、２，２'−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、２−フェニルアゾ−２'，４'−ジメチル−４'−メトキシバレロニトリル、２，２'−アゾビス（２−メチルプロパン）、メチルエチルケトンパ−オキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロへキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジークミルパーオキサイド、α−（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）イソプロピルべンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トリルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−２−エチルへキシルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−エトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチル）パーオキシカーボネート、アセチルシクロへキシルスルホニルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルへキサレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔｅｒｔ−ブチル−オキシベンゾエート、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。
【０１０６】
結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂の場合、樹脂成分のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に可溶分のＧＰＣによる分子量分布で、分子量３千〜５万（数平均分子量換算）の領域に少なくとも１つのピークが存在し、分子量１０万以上の領域に少なくとも１つのピークが存在する樹脂が、定着性、オフセット性、保存性の点で好ましい。また、ＴＨＦ可溶分としては、分子量分布１０万以下の成分が５０〜９０％となるような結着樹脂が好ましく、分子量５千〜３万の領域にメインピークを有する結着樹脂がより好ましく、５千〜２万の領域にメインピークを有する結着樹脂が最も好ましい。
【０１０７】
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［ｍｇＫＯＨ／ｇ］〜１００［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることが好ましく、０．１［ｍｇＫＯＨ／ｇ］〜７０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることがより好ましく、０．１［ｍｇＫＯＨ／ｇ］〜５０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることが最も好ましい。
【０１０８】
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。
【０１０９】
ポリエステル樹脂を架橋させるためには、３価以上のアルコールを併用することが好ましい。
前記３価以上の多価アルコールとしては、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、例えば、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタトリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、などが挙げられる。
【０１１０】
ポリエステル系重合体を形成する酸成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、などがあげられる。また、３価以上の多価カルボン酸成分としては、トリメット酸、ピロメット酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシ−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシ）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステル、などが挙げられる。
【０１１１】
結着樹脂がポリエステル系樹脂の場合は、樹脂成分のＴＨＦ可溶成分の分子量分布で、分子量３千〜５万の領域に少なくとも１つのピークが存在するのが、トナーの定着性、耐オフセット性の点で好ましく、また、ＴＨＦ可溶分としては、分子量１０万以下の成分が６０〜１００［％］となるような結着樹脂も好ましく、分子量５千〜２万の領域に少なくとも１つのピークが存在する結着樹脂がより好ましい。
【０１１２】
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［ｍｇＫＯＨ／ｇ］〜１００［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることが好ましく、０．１［ｍｇＫＯＨ／ｇ］〜７０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることがより好ましく、０．１［ｍｇＫＯＨ／ｇ］〜５０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることが最も好ましい。
【０１１３】
本発明において、結着樹脂の分子量分布は、ＴＨＦを溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される。
【０１１４】
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いずれか中に、これらの両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含む樹脂も使用することができる。ポリエステル系樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物、などが挙げられる。ビニル重合体成分を構成するモノマーとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
【０１１５】
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０．１〜５０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］を有する樹脂を６０［質量％］以上有するものが好ましい。
【０１１６】
本発明において、トナー組成物の結着樹脂成分の酸価は、以下の方法により求め、基本操作はＪＩＳ  Ｋ−００７０に準ずる。
（１）試料は予め結着樹脂（重合体成分）以外の添加物を除去して使用するか、結着樹脂及び架橋された結着樹脂以外の成分の酸価及び含有量を予め求めておく。試料の粉砕品０．５〜２．０［ｇ］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）３００［ｍｌ］のビーカーに試料を入れ、トルエン／エタノール（体積比４／１）の混合液１５０［ｍｌ］を加え溶解する。
（３）０．１［ｍｏｌ／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
【０１１７】
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。
【０１１８】
本発明で使用できる磁性体としては、例えば、（１）マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄、（２）鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又は、これらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金。（３）及びこれらの混合物、などが用いられる。
【０１１９】
磁性体として具体的に例示すると、Ｆｅ３Ｏ４、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＦｅ２Ｏ４、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｄＦｅ２Ｏ４、Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＰｂＦｅ１２Ｏ、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＮｄＦｅ２Ｏ、ＢａＦｅ１２Ｏ１９、ＭｇＦｅ２Ｏ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＬａＦｅＯ３、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも特に、四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄の微粉末が好適に挙げられる。
【０１２０】
また、異種元素を含有するマグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、又はその混合物も使用できる。異種元素を例示すると、例えば、リチウム、ベリリウム、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、ゲルマニウム、ジルコニウム、錫、イオウ、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、などが挙げられる。好ましい異種元素としては、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、又はジルコニウムから選択される。異種元素は、酸化鉄結晶格子の中に取り込まれていてもよいし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれていてもよいし、又は表面に酸化物あるいは水酸化物として存在していてもよいが、酸化物として含有されているのが好ましい。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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［μｍ］〜２［μｍ］が好ましく、０．１［μｍ］〜０．５［μｍ］がより好ましい。前記個数平均径は、透過電子顕微鏡により拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより求めることができる。
【０１２３】
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５０〜２００［Ａ・ｍ２／ｋｇ］、残留磁化２〜２０［Ａ・ｍ２／ｋｇ］のものが好ましい。磁性体は、着色剤としても使用することができる。
【０１２４】
〔着色剤〕
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。
【０１２５】
着色剤の含有量としては、トナーに対して１〜１５［質量％］が好ましく、３〜１０［質量％］がより好ましい。
【０１２６】
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またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他に、例えば、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【０１２７】
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、混練して得ることができる。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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、マスターバッチ用の樹脂は、酸価が３０［ｍｇＫＯＨ／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２０［ｍｇＫＯＨ／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３０［ｍｇＫＯＨ／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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
分散剤は、トナー中に、着色剤に対して０．１〜１０［質量％］の割合で配合することが好ましい。配合割合が０．１［質量％］未満であると、顔料分散性が不十分となることがあり、１０［質量％］より多いと、高湿下での帯電性が低下することがある。
【０１３２】
分散剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるスチレン換算重量での、メインピークの極大値の分子量で、５００〜１０００００が好ましく、顔料分散性の観点から、３０００〜１０００００がより好ましい。特に、５０００〜５００００が好ましく、５０００〜３００００が最も好ましい。分子量が５００未満であると、極性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがあり、分子量が１０００００を超えると、溶剤との親和性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがある。
【０１３３】
分散剤の添加量は、着色剤１００質量部に対して１〜２００質量部であることが好ましく、５〜８０質量部であることがより好ましい。１質量部未満であると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。
【０１３４】
〔ワックス〕
本発明で用いるトナー組成液は、結着樹脂、着色剤とともにワックスを含有する。
ワックスとしては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができるが、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合体、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう等の植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス、オゾケライト、セレシン、ペテロラタム等の鉱物系ワックス、モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス類。脱酸カルナバワックスの等の脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの、などが挙げられる。
【０１３５】
ワックスの例としては、更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に直鎖のアルキル基を有する直鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸、プランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸、ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウピルアルコール、セリルアルコール、メシリルアルコール、あるいは長鎖アルキルアルコール等の飽和アルコール、ソルビトール等の多価アルコール、リノール酸アミド、オレフィン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ'−ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ'−ジオレイルセパシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド類、ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス、ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。
【０１３６】
より好適な例としては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン、低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒の如き触媒を用いて重合したポリオレフィン、放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィ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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
ワックスは、相対的に、枝分かれ構造のものや官能基の如き極性基を有するものや主成分とは異なる成分で変性されたものが可塑作用を発揮し、より直鎖構造のものや官能基を有さない無極性のものや未変性のストレートなものが離型作用を発揮する。好ましい組み合わせとしては、エチレンを主成分とするポリエチレンホモポリマー又はコポリマーとエチレン以外のオレフィンを主成分とするポリオレフィンホモポリマー又はコポリマーの組み合わせ、ポリオレフィンとグラフト変成ポリオレフィンの組み合わせ、アルコールワックス、脂肪酸ワックス又はエステルワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせ、フイシャートロプシュワックス又はポリオレフィンワックスとパラフィンワックス又はマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、フィッシャ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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
ワックス又はトナーのＤＳＣ測定機器としては、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。測定方法としては、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明に用いられるＤＳＣ曲線は、１回昇温、降温させ前履歴を取った後、温度速度１０［℃／ｍｉｎ］で、昇温させた時に測定されるものを用いる。
【０１４６】
〔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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
流動性向上剤の粒径としては、平均一次粒径として、０．００１［μｍ］〜２［μｍ］であることが好ましく、０．００２［μｍ］〜０．２［μｍ］であることがより好ましい。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
更には、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。処理シリカ微粉体において、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が好ましくは３０〜８０［％］の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。疎水化は、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的あるいは物理的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する方法がよい。
【０１５２】
有機ケイ素化合物としては、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルビニルクロロシラン、ジビニルクロロシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、へキサメチルジシラン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、α−クロルエチルトリクロロシラン、β−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、へキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフエニルテトラメチルジシロキサン及び１分子当り２から１２個のシロキサン単位を有し、未端に位置する単位にそれぞれＳｉに結合した水酸基を０〜１個含有するジメチルポリシロキサン等がある。更に、ジメチルシリコーンオイルの如きシリコーンオイルが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【０１５３】
流動性向上剤の個数平均粒径としては、５〜１００［ｎｍ］になるものが好ましく、５〜５０［ｎｍ］になるものがより好ましい。
【０１５４】
ＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面積としては、３０［ｍ２／ｇ］以上が好ましく、６０〜４００［ｍ２／ｇ］がより好ましい。表面処理された微粉体としては、２０［ｍ２／ｇ］以上が好ましく、４０〜３００［ｍ２／ｇ］がより好ましい。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
現像剤を調製する際には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。外添剤の混合は、一般の粉体の混合機を適宜選択して使用することができるが、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよく、はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。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。
【０１５９】
得られたトナーの形状をさらに調節する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、結着樹脂、着色剤からなるトナー材料を溶融混練後、微粉砕したものをハイブリタイザー、メカノフュージョン等を用いて、機械的に形状を調節する方法や、いわゆるスプレードライ法と呼ばれるトナー材料をトナーバインダーが可溶な溶剤に溶解分散後、スプレードライ装置を用いて脱溶剤化して球形トナーを得る方法、水系媒体中で加熱することにより球形化する方法、などが挙げられる。
【０１６０】
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、５［ｎｍ］〜２［μｍ］であることが好ましく、５［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］であることがより好ましい。
【０１６１】
ＢＥＴ法による比表面積は、２０［ｍ２／ｇ］〜５００［ｍ２／ｇ］であることが好ましい。前記無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１［質量％］〜５［質量％］であることが好ましく、０．０１［質量％］〜２．０［質量％］であることがより好ましい。
【０１６２】
この他、高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【０１６３】
このような外添剤は、表面処理剤により、疎水性を上げ、高湿度下においても外添剤自身の劣化を防止することができる。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。
【０１６４】
無機微粒子の一次粒子径としては、５［ｍμ］〜２［μｍ］であることが好ましく、５［ｍμ］〜５００［ｍμ］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［ｍ２／ｇ］〜５００［ｍ２／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［重量％］〜５［重量％］であることが好ましく、０．０１［重量％］〜２．０［重量％］であることがより好ましい。
【０１６５】
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［μｍ］〜１［μｍ］のものが好ましい。
【０１６６】
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。
【０１６７】
次に、本実施形態で用いた溶解乃至分散液の処方について概説する。
なお、噴射条件は前述の通りである。
（着色剤分散液の調製）
先ず、着色剤としての、カーボンブラックの分散液を調製した。
カーボンブラック（ＲｅｇａＬ４００；Ｃａｂｏｔ社製）１７質量部、顔料分散剤３質量部を、酢酸エチル８０質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用し、一次分散させた。該顔料分散剤としては、アジスパーＰＢ８２１（味の素ファインテクノ社製）を使用した。得られた一次分散液を、ビーズミル（アシザワファインテック社製ＬＭＺ型、ジルコニアビーズ径０．３ｍｍ）を用いて強力なせん断力により細かく分散し、５［μｍ］以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
【０１６８】
（ワックス分散液の調整）
次にワックス分散液を調整した。カルナバワックス１８質量部、ワックス分散剤２質量部を、酢酸エチル８０質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用し、一次分散させた。この一次分散液を攪拌しながら８０℃まで昇温しカルナバワックスを溶解した後、室温まで液温を下げ最大径が３μｍ以下となるようワックス粒子を析出させた。ワックス分散剤としては、ポリエチレンワックスにスチレン−アクリル酸ブチル共重合体をグラフト化したものを使用した。得られた分散液を、更にビーズミル（アシザワファインテック社製ＬＭＺ型、ジルコニアビーズ径０．３ｍｍ）を用いて強力なせん断力により細かく分散し、最大径が１［μｍ］以下なるよう調整した。
【０１６９】
（溶解乃至分散液の調製）
次に、結着樹脂としての樹脂、上記着色剤分散液及び上記ワックス分散液を添加した下記組成からなるトナー組成液を調製した。結着樹脂としてのポリエステル樹脂１００質量部、前記着色剤分散液３０質量部、ワックス分散液３０質量部を、酢酸エチル８４０質量部を、攪拌羽を有するミキサーを使用して１０分間攪拌を行い、均一に分散させた。溶媒希釈によるショックで顔料やワックス粒子が凝集することはなかった。
【０１７０】
（トナー製造装置）
図１４に示した構成のトナー製造装置１を用い、液滴吐出手段としては幾つかの液滴吐出手段でトナーの製造を行った。
各構成物のサイズ・条件について以下に示す。
【０１７１】
（液柱共鳴液滴吐出手段）
図１の液柱共鳴液室１８の長手方向の両端間の長さＬが１．８５［ｍｍ］、Ｎ＝２の共鳴モードであって、第１から第４の吐出孔がＮ＝２モード圧力定在波の腹の位置に吐出孔を配置したものを用いた。駆動信号発生源はＮＦ社ファンクションジェネレーターＷＦ１９７３を用い、ポリエチレン被覆のリード線で振動発生手段に接続した。この時の駆動周波数は液共鳴周波数に合わせて３４０［ｋＨｚ］となる。
【０１７２】
（直接膜振動液滴吐出手段）
フレーム外径は２６［ｍｍ］、薄膜１０１はφ２０［ｍｍ］、厚さ４０［μｍ］のニッケル板である。複数の吐出孔の出口径は１０［μｍ］で、薄膜１０１の中心部φ１［ｍｍ］のエリアに１００個空けられている。振動発生手段２０１の振動発生部材２０２の外径はφ１５．０［ｍｍ］、内径はφ４．０［ｍｍ］で厚さは０．５［ｍｍ］であり、電極１０９は銀ペーストで作成されている。駆動信号発生源１０６はNＦ社ファンクションジェネレーターＷＦ１９７３を用い、駆動回路１０５はポリエチレン被覆のリード線で振動発生手段に接続されている。この時の駆動周波数は液共鳴周波数に合わせて１０８［ｋＨｚ］となる。
【０１７３】
（トナー捕集部）
図１５のシュラウド５０１は円筒状であり、径は５０［ｍｍ］、開口部の径はφ１０［ｍｍ］である。図１４のチャンバ４０１の内径はφ４００［ｍｍ］、高さは２０００［ｍｍ］の円筒形で垂直に固定されている。そして、上端部と下端部が絞られており、搬送気流導入口の径はφ５０［ｍｍ］、搬送気流出口の径はφ５０［ｍｍ］である。液滴吐出手段２はチャンバ４０１内上端より３００［ｍｍ］の高さでチャンバ４０１の中央に配置されている。搬送気流は１０．０［ｍ／ｓ］、４０［℃］の窒素とした。
【０１７４】
（実施例１）
図１５に示したヘッドユニット構成を用い液滴の吐出状況を観察評価した。このときの吐出孔列は２［ｍｍ］幅に長さ４０［ｍｍ］に渡り形成されており、約１６００個の吐出孔が配置されている。吐出孔と乾燥流路開口部とのギャップが２［ｍｍ］で吐出させ、その液滴の吐出をビデオにて観察した。開口は吐出孔配列にあわせて形成されており開口部の凸形状は高さ１［ｍｍ］で先端は鋭角に突き出ている。その後、乾燥気流路をとおり捕集したトナーをトナー貯蔵容器より取り出し、トナーを得た。このトナーの粒径分布をフロー式粒子像解析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社）で下記に示す測定条件にて測定した。これを３回繰り返したところ、体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．４［μｍ］、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２［μｍ］であり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．０４であった。
【０１７５】
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、東亜医用電子社製のフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００を用いて行うことができる。測定は、フィルタを通して微細なごみを取り除き、その結果として１０−３［ｃｍ３］の水中に測定範囲（例えば、円相当径０．６０［μｍ］以上１５９．２１［μｍ］未満）の粒子数が２０個以下の水１０［ｍｌ］中にノニオン系界面活性剤（好ましくは和光純薬社製のコンタミノンＮ）を数滴加え、更に、測定試料を５［ｍｇ］加え、超音波分散器（ＵＨ−５０；ＳＴＭ社製）で２０［ｋＨｚ］、５０［Ｗ／１０ｃｍ３］の条件で１分間分散処理を行い、更に、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／１０−３ｃｍ３］（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、０．６０［μｍ］以上１５９．２１［μｍ］未満の円相当径を有する粒子の粒径分布を測定した。
【０１７６】
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル（厚み約２００［μｍ］）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した。
【０１７７】
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％）を測定することができる。結果（頻度％及び累積％）は、図２７に示すとおり、０．０６〜２００［μｍ］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０．６０［μｍ］以上１５９．２１［μｍ］未満の範囲で粒子の測定を行った。
【０１７８】
（実施例２）
同様に、３４０［ｋＨｚ］液滴初速度１５［ｍ／ｓ］で、全吐出孔から、トナー組成液を吐出させ、ヘッド吐出孔部と気流路外壁との距離を０．５［ｍｍ］、1［ｍｍ］、２［ｍｍ］、３［ｍｍ］と離し１０分後の不吐出吐出孔数を計測した。初期吐出時は１６００吐出孔全ての吐出を確認している。０．５［ｍｍ］時約１７０吐出孔、１［ｍｍ］全吐出、２［ｍｍ］全吐出、３［ｍｍ］３００吐出孔以上となり、１［ｍｍ］〜２［ｍｍ］の距離を置いたときが最も安定していた。
【０１７９】
（比較例１）
前述の実験例２と同様に間隔を１．５［ｍｍ］とし、１６００吐出孔からの吐出を行い不吐出吐出孔の数を１時間記録した。３０分後８吐出孔、１時間後１２吐出孔の不吐出が観測された。これに対し、同ヘッドを気流路内に、吐出孔が内壁と面一となるよう設置して吐出し、不吐出吐出孔数を計測したところ、１０分後約２００吐出孔、２０分後３００吐出孔、３０分後約８００吐出孔が不吐出となった。吐出孔面での液ダレが発生したため、３０分で計測を中止した。吐出孔プレートをクリーニング後、再度吐出させたが、３０分後には液ダレが発生している。
【０１８０】
以上のように、適切な位置に絞りを設け、雰囲気気体の流速を適切に与えてやることにより、これまでにない粒径分布を得ることができることが示される。
【０１８１】
電子写真システムにおいては粒径分布が狭いことが、現像工程、転写工程及び定着工程に求められるため、このような粒径分布の広がりは望ましくなく、安定的に高精細な画質を得るためにはＤｖ／Ｄｎ＝１．１５以下が好ましく、より高精細な画像を得るためにはＤｖ／Ｄｎ＝１．１０以下がより好ましい。より好ましくは１．００〜１．０５である。また、重量平均粒径は、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。
【０１８２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
液滴が固化すると微粒子となる微粒子成分含有液の液滴を吐出面に開口した複数の吐出孔から吐出する液滴吐出手段と、複数の吐出孔から吐出された液滴が導入される気流路と、気流路内に気流を発生させる気流発生手段とを備える微粒子製造装置において、気流路を液滴吐出方向で２つの気流路に区画し、かつ液滴吐出手段よりも気流方向上流側から、液滴吐出手段よりも気流方向下流側まで連続する隔壁を備え、隔壁には、液滴吐出手段の吐出面と対向する位置に、２つの気流路を連通する貫通孔が設けられ、液滴吐出手段によって吐出された液滴が、２つの気流路のうち液滴吐出手段側にある一方の気流路から貫通孔を通過して２つの気流路のうちの他方の気流路に導入されることを特徴とするものである。これによれば、上記実施形態について説明したように、液滴吐出ヘッド７０５の吐出面に開口した複数の吐出孔から液滴を吐出する気流路を隔壁７０３で２つの気流路７０１、７０２に区画する。そして、この隔壁７０３は、液滴吐出ヘッド７０５よりも気流方向上流側から、液滴吐出ヘッド７０５よりも気流方向下流側まで連続して設けられている。気流路７０１の流れによって隔壁７０３の気流方向下流側に広がるような空間がなくなり、戻り気流は発生しない。液滴吐出ヘッド７０５の吐出孔から吐出した液滴は、吐出速度によって、一方の気流路たる気流路７０２と隔壁７０３に設けられた貫通孔たる開口７０４とを通って他方の気流路たる気流路７０１へ搬送される。液滴が気流路７０２及び開口７０４の気体を押しながら搬送されることで、気流路７０１から開口７０４を介して気流路７０１へ気体の流れが生じる。そして、各気流路７０１、７０２は隔壁７０３によって区画されているので、気流路７０１から開口７０４を通る気流には気流路７０１における気流は干渉していない。このため、気流路７０２側に設けられている液滴吐出ヘッド７０５の吐出孔周辺では、吐出面に戻るような気流の発生がなく、気流路７０２から開口７０４を通って行く気流が存在するのみである。吐出孔周辺の気流や開口への気流は安定する。これにより、吐出された液滴の合一や分裂を軽減できる。よって、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様２）
（態様１）において、一方の気流路の流速と他方の気流路の流速とをそれぞれ調整する流速調整手段を備え、該流速調整手段によって一方の気流路の流速を他方の気流路の流速より遅くなるように調整している。これによれば、上記実施形態について説明したように、気流路７０１と気流路７０２との間であって開口７０４の近傍周辺には速度差が発生し、この速度差に応じて圧力差が生じる。このため、各気流路を連通する開口７０４を介して気流路７０２から気流路７０１へ気体の流れが発生する。この気体の流れの流速は、液滴の吐出のみで発生していた流れの流速より大きくなる。これにより、液滴吐出ヘッド７０５の吐出孔周辺では、吐出面に戻るような気流の発生がなく、気流路７０２から開口７０４を通って行く気流が存在するのみである。吐出孔周辺の気流や開口への気流は安定する。これにより、吐出された液滴の合一や分裂を軽減できる。よって、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様３）
（態様２）において、流速調整手段は、一方の気流路の気流方向に対し直交する方向の断面積が、他方の気流路の気流方向に対し直交する方向の断面積よりも小さくなるよう構成されている。これによれば、上記実施形態の変形例２について説明したように、より簡易な構成で、各気流路の流速を調整することができる。このため、吐出孔周辺の気流や開口への気流は所望の流速とすることができる。これにより、吐出された液滴の合一や分裂を軽減でき、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様４）
（態様２）において、流速調整手段は、一方の気流路の気流方向上流側と他方の気流路の気流方向上流側とにそれぞれ設けられるバルブ又はハニカムである。これによれば、上記実施形態について説明したように、より簡易な構成で、各気流路の流速を調整することができる。このため、吐出孔周辺の気流や開口への気流は所望の流速とすることができる。これにより、吐出された液滴の合一や分裂を軽減でき、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様５）
（態様２）において、流速調整手段は、一方の気流路の気流方向上流側と他方の気流路の気流方向上流側とにそれぞれ設けられ、気流方向に対してなす板面の角度が変化するよう軸回動可能な板状部材で構成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、より簡易な構成で、各気流路の流速を調整することができる。このため、吐出孔周辺の気流や開口への気流は所望の流速とすることができる。これにより、吐出された液滴の合一や分裂を軽減でき、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様６）
（態様１）〜（態様５）において、貫通孔の入口から所定の箇所まで貫通孔の開口断面積を変えず、あるいは徐々に大きくさせて、所定の箇所から貫通孔の出口まで貫通孔の開口断面積を徐々に小さくなるように貫通孔を構成する。これによれば、上記実施形態の変形例２について説明したように、吐出孔近傍では多くの場合、主滴とサテライトに分離される状態となる。液滴の開口入口から所定の箇所まで開口の開口断面積を変わらず、あるいは徐々に大きくさせることで、急速に空気抵抗を受け液流速が低下するとともにサテライトは主滴に吸収されていく。所定の箇所から開口出口まで開口の開口断面積を徐々に小さくさせ主液滴の速度を上げさせて主液滴間の距離を長くすることで、主液滴同士の合一を抑制している。よって、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様７）
（態様１）〜（態様６）において、液滴吐出手段は、吐出面が一方の気流路側の隔壁の壁面に対向しかつ一方の気流路を構成する壁面と面一になるように設けられている。これによれば、上記実施形態について説明したように、液滴吐出ヘッド７０５の吐出面が気流路７０２を構成する壁面から突起していると気流路７０２を流れる気体が突起している液滴吐出ヘッドの気流方向上流側の端面に当たることで発生する気流、あるいは液滴吐出ヘッドの気流方向下流側の端部から気流方向下流側に広がる空間が負圧になることで発生する気流が吐出孔周辺の気流に影響し吐出方向が狙い方向から外れてしまう。液滴吐出ヘッド７０５の吐出面が気流路７０２を構成する壁面と面一になるように設けることで、吐出孔周辺の気流に影響する気流を発生させない。よって、吐出された液滴の合一や分裂を軽減できる。よって、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様８）
（態様１）〜（態様７）において、隔壁の一部に、一方の気流路と他方の気流路とを連通する通気孔を設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、気流路７０１を搬送されていくトナー粒子が気流路７０１の内壁に付着することを抑制している。
（態様９）
（態様１）〜（態様８）において、他方の気流路側の隔壁の壁面又は貫通孔を形成する隔壁の内壁面の少なくとも一方に、撥水処理を施す。これによれば、上記実施形態について説明したように、開口７０４周辺における他方の気流路側の隔壁の壁面にトナー成分液滴の付着を極力低減させ、開口周辺に堆積するトナーによって発生する気流を防止する。このため、気流路７０２から開口７０４を通って行く気流が存在するのみとし、吐出孔周辺の気流や開口への気流は安定させる。これにより、吐出された液滴の合一や分裂を軽減できる。更には、貫通孔を形成する隔壁の内壁面にトナー成分液滴の付着を極力低減させ、貫通孔内での気流の乱れを抑制する。よって、粒径分布が狭い微粒子の製造が可能となる。
（態様１０）
（態様１）〜（態様９）のいずれかの微粒子製造装置を用いて、微粒子を製造することに特徴がある。これによれば、上記実施形態について説明したように、液滴吐出ヘッド７０６から吐出されるトナー成分液滴は、気流路７０２から開口７０４への安定した流れに従って移動し、開口を通過して気流路７０１に放出される。このため、吐出された液滴の合一や分裂を軽減できる。よって、粒径分布が狭く、かつ均一性のある微粒子を製造することができる。
【符号の説明】
【０１８３】
１０  液柱共鳴液滴形成ユニット
１１  液滴吐出部
１４  トナー成分液
１８  液柱共鳴液室
１９  吐出孔
２０  振動発生手段
２１  液滴
４００  乾燥捕集ユニット
４０１  チャンバ
４０２  トナー捕集手段
４０３  トナー貯留部
４０４  搬送気流導入口
４０５  搬送気流排出口
５０１  シュラウド
５０２  補助搬送気流導入口
５０３  補助搬送気流
６００  微粒子製造装置
６０１  液滴吐出ヘッド
６０２  気流路
６０３  サイクロン捕集装置
６０４  トナー貯蔵ボックス
６０５  回収フィルタ
６０６  ブロワ
６０７  溶媒回収ボックス
６０８  加熱用ヒータ
６０９  溶媒回収コンデンサ
６１０  ヒートポンプシステム
６１１  ブロワ
６１２  ブロワ
７０１  気流路
７０２  気流路
７０３  隔壁
７０４  開口
７０５  液滴吐出ヘッド
７０６  流速調整手段
７０７  通気孔
７０８  壁
７０９  合一防止手段
８０１  ブロア
８０２  気流路
８０３  液滴吐出ヘッド
８０４  整流板
８０５  開口
８０６  取付けビス
８０７  吐出孔
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８４】
【特許文献１】特許第３７８６０３４号公報
【特許文献２】特許第３７８６０３５号公報
【特許文献３】特開昭５７−２０１２４８号公報
【特許文献４】特開２００６−２９３３２０号公報
【図１】
0005920653.tif 000002
【図２】
0005920653.tif 000003
【図３】
0005920653.tif 000004
【図４】
0005920653.tif 000005
【図５】
0005920653.tif 000006
【図７】
0005920653.tif 000007
【図８】
0005920653.tif 000008
【図９】
0005920653.tif 000009
【図１０】
0005920653.tif 000010
【図１１】
0005920653.tif 000011
【図１２】
0005920653.tif 000012
【図１３】
0005920653.tif 000013
【図１４】
0005920653.tif 000014
【図１５】
0005920653.tif 000015
【図１６】
0005920653.tif 000016
【図１７】
0005920653.tif 000017
【図１９】
0005920653.tif 000018
【図２０】
0005920653.tif 000019
【図２１】
0005920653.tif 000020
【図２２】
0005920653.tif 000021
【図２３】
0005920653.tif 000022
【図２４】
0005920653.tif 000023
【図２５】
0005920653.tif 000024
【図２６】
0005920653.tif 000025
【図２７】
0005920653.tif 000026
【図２８】
0005920653.tif 000027
【図２９】
0005920653.tif 000028
【図３０】
0005920653.tif 000029
【図６】
0005920653.tif 000030
【図１８】
0005920653.tif 000031