(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吐出孔からトナー成分を含有する液体を吐出して液滴化する液滴吐出工程と、上記液滴を固化する固化工程と、を有するトナーの製造方法において、
上記液滴吐出工程は、上記吐出孔が形成された液柱共鳴液室と連通する液供給路を介して上記液柱共鳴液室に液体を供給し、上記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上記吐出孔から上記液体を吐出して液滴化し、上記吐出孔の出口径をｄとし、かつ、隣り合う吐出孔どうしの開口部の円周上で最も近接する距離である上記吐出孔の間隔をｐとすると、吐出孔の出口径ｄに対する隣接する吐出孔の間隔ｐの比ｐ／ｄが２．５≦ｐ／ｄ≦７．５となるように形成された各吐出孔から液体を吐出することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のトナーの製造方法において、
上記出口径ｄが４［μｍ］以上１５［μｍ］以下の範囲であることを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトナーの製造方法において、
上記トナー成分が樹脂もしくは樹脂組成物を少なくとも含有することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、
上記液柱共鳴液室の長手方向の両端には、少なくとも一部に反射壁面が設けられていることを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、
上記振動として、
ｆ＝Ｎ×ｃ／（４Ｌ）
（Ｌ：上記液柱共鳴液室の長手方向の長さ、ｃ：液体の音波の速度、Ｎ：整数）
が成立する周波数ｆの振動を付与することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、
上記振動として、
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦Ｎ×ｃ／（４Ｌｅ）
（Ｌ：上記液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｌｅ：上記液供給路側の端部に最も近い上記吐出孔までの距離、ｃ：液体の音波の速度、Ｎ：整数）
が成立する周波数ｆの振動を付与することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のトナーの製造方法において、
Ｌｅ／Ｌ＞０．６であることを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、
上記振動として、
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦（Ｎ＋１）×ｃ／（４Ｌｅ）
（Ｌ：上記液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｌｅ：上記液供給路側の端部に最も近い上記吐出孔までの距離、ｃ：液体の音波の速度、Ｎ：整数）
が成立する周波数ｆの振動を付与することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、
上記振動の周波数は３００ｋＨｚ以上の高周波振動であることを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、
吐出した液滴を気流により上記固化工程が行われる領域へ搬送することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載のトナーの製造方法において、
吐出された液滴の吐出初速度は、上記気流の速度より小さいことを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、
上記液体は有機溶媒を含有し、上記固化工程では該有機溶媒を除去することで上記液滴を乾燥させて固化することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項１３】
複数の吐出孔からトナー成分を含有する液体を吐出して液滴化する液滴吐出手段と、上記液滴を固化する固化手段と、を有するトナー製造装置において、
上記吐出孔が開孔されている液柱共鳴液室と、該液柱共鳴液室内の上記液体に振動を付与する振動発生手段とを有し、
該振動発生手段によって上記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上記吐出孔から上記液体を吐出して液滴化し、上記吐出孔の出口径をｄとし、かつ、隣り合う吐出孔どうしの開口部の円周上で最も近接する距離である上記吐出孔の間隔をｐとすると、吐出孔は、出口径ｄに対する隣接する吐出孔の間隔ｐの比ｐ／ｄが２．５≦ｐ／ｄ≦７．５となるように形成されていることを特徴とするトナー製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーの製造方法及びトナー製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
均一性を要する樹脂微粒子としては、電子写真用のトナー微粒子、液晶パネルのスペーサー粒子や、電子ペーパー用の着色微粒子、医薬品の薬剤担持体としての微粒子等様々な用途で利用されている。均一な微粒子を製造する方法として、ソープフリー重合法など、液中で反応を誘起して均一な粒子径の樹脂微粒子を得る方法が知られている。このソープフリー重合法は、総じて小粒径トナーが得易い、粒径分布がシャープ、形状が球形に近い等の利点がある。しかし、その反面、通常は水である溶媒中でトナー粒子から脱溶剤を行うためその製造効率が悪い。また、重合過程に長時間を必要とし、さらに固化終了後溶媒とトナー粒子を分離し、その後洗浄乾燥を繰り返す必要があり、その間多くの時間と、多量の水、エネルギーを必要とするなどの課題がある。
【０００３】
このような課題に対して、本願出願人は、特許文献１に記載されている噴射造粒によるトナー製造方法を提案した。具体的には、このトナー製造方法によれば、トナーの原料となるトナー組成液を液滴噴射する液滴噴射ユニットにて、複数のノズルが形成された薄膜を振動発生手段である電気機械変換素子によって振動させることで、上記薄膜が周期的に上下に振動する。これにより、薄膜で一部構成されている液室内の圧力が周期的に変化し、その周期的変化に対応してノズルから液滴がノズル下に広がる気相の空間へ吐出される。そして、吐出されたトナー組成液の液滴は気相の空間内で同一の進行方向に進み、液滴の列を形成する。気相に吐出されたトナー組成物はトナー組成物自体の液相と気相との表面張力差によって球体状に整形され、その後乾燥固化されトナー化される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１において、気相の気体には粘度が存在するため、液滴の進行方向の速度が気相の気体に付与され、液滴の周囲に気流が発生する。この気流はつれまわり気流と呼ばれている。このつれまわり気流が液滴の１つの列に発生したとき、液滴の速度はつれまわり気流の影響と気体の粘度の影響によって徐々に小さくなる。また、液滴の大きさに多少の違いがある。このため、複数の液滴で形成された列の中で一部の液滴の前後で速度差が生じ、その前後の液滴の間隔が狭くなり、ついには合一してしまう。そして、合一して体積の増えた液滴は流体抗力が大きくなるため、更に速度が遅くなり、後続の液滴が次々と合一し易くなる。このような現象を進行方向における液滴同士の合一という意味で縦合一と定義する。この縦合一の現象が気相内で発生すると、縦合一した液滴と縦合一しなかった液滴とが気相内に混在することなる。その後乾燥固化され大きさの異なるトナーが製造されることになり、トナーの均一性が損なわれる。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、吐出後液滴同士の縦合一の発生を抑制し、トナーの均一性を図ることができるトナーの製造方法及びトナー製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の吐出孔からトナー成分を含有する液体を吐出して液滴化する液滴吐出工程と、上記液滴を固化する固化工程と、を有するトナーの製造方法において、上記液滴吐出工程は、上記吐出孔が形成された液柱共鳴液室と連通する液供給路を介して上記液柱共鳴液室に液体を供給し、上記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上記吐出孔から上記液体を吐出して液滴化し、上記吐出孔の出口径をｄとし、かつ、隣り合う吐出孔どうしの開口部の円周上で最も近接する距離である上記吐出孔の間隔をｐとすると、吐出孔の出口径ｄに対する隣接する吐出孔の間隔ｐの比ｐ／ｄが２．５≦ｐ／ｄ≦７．５となるように形成された各吐出孔から液体を吐出することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１記載のトナーの製造方法において、上記出口径ｄが４［μｍ］以上１５［μｍ］以下の範囲であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のトナーの製造方法において、上記トナー成分が樹脂もしくは樹脂組成物を少なくとも含有することを特徴とするものである。
更に、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、上記液柱共鳴液室の長手方向の両端には、少なくとも一部に反射壁面が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、上記振動として、  ｆ＝Ｎ×ｃ／（４Ｌ）  （Ｌ：上記液柱共鳴液室の長手方向の長さ、ｃ：液体の音波の速度、Ｎ：整数）が成立する周波数ｆの振動を付与することを特徴とするものである。
更に、請求項６の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、上記振動として、  Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦Ｎ×ｃ／（４Ｌｅ）  （Ｌ：上記液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｌｅ：上記液供給路側の端部に最も近い上記吐出孔までの距離、ｃ：液体の音波の速度、Ｎ：整数）が成立する周波数ｆの振動を付与することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６記載のトナーの製造方法において、Ｌｅ／Ｌ＞０．６であることを特徴とするものである。
更に、請求項８の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、上記振動として、  Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦（Ｎ＋１）×ｃ／（４Ｌｅ）  （Ｌ：上記液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｌｅ：上記液供給路側の端部に最も近い上記吐出孔までの距離、ｃ：液体の音波の速度、Ｎ：整数）が成立する周波数ｆの振動を付与することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、上記振動の周波数は３００ｋＨｚ以上の高周波振動であることを特徴とするものである。
更に、請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、吐出した液滴を気流により上記固化工程が行われる領域へ搬送することを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０記載のトナーの製造方法において、吐出された液滴の吐出初速度は、上記気流の速度より小さいことを特徴とするものである。
更に、請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のトナーの製造方法において、上記液体は有機溶媒を含有し、上記固化工程では該有機溶媒を除去することで上記液滴を乾燥させて固化することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、複数の吐出孔からトナー成分を含有する液体を吐出して液滴化する液滴吐出手段と、上記液滴を固化する固化手段と、を有するトナー製造装置において、上記吐出孔が開孔されている液柱共鳴液室と、該液柱共鳴液室内の上記液体に振動を付与する振動発生手段とを有し、該振動発生手段によって上記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上記吐出孔から上記液体を吐出して液滴化し、上記吐出孔の出口径をｄとし、かつ、隣り合う吐出孔どうしの開口部の円周上で最も近接する距離である上記吐出孔の間隔をｐとすると、吐出孔は、出口径ｄに対する隣接する吐出孔の間隔ｐの比ｐ／ｄが２．５≦ｐ／ｄ≦７．５となるように形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、吐出孔が開孔されている液柱共鳴液室と、該液柱共鳴液室内の液体に振動を付与する振動発生手段とを有し、該振動発生手段によって上記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上記吐出孔から上記液体を吐出して液滴化し、上記吐出孔の出口径をｄとし、かつ、隣り合う吐出孔どうしの開口部の円周上で最も近接する距離である上記吐出孔の間隔をｐとすると、吐出孔は、吐出孔の出口径ｄに対する隣接する吐出孔の間隔ｐの比ｐ／ｄが２．５≦ｐ／ｄ≦７．５となるように形成することで、吐出された液滴の列毎に発生したつれまわり気流において隣接するつれまわり気流同士が互いに重なり、液滴の全ての列を取り囲む１つのつれまわり気流となる。その結果、最外列の以外の液滴ではつれまわり気流の影響がなくなる。これにより、各液滴の速度に対する影響が減少し、液滴の縦合一の発生を抑制できる。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明によれば、吐出後液滴の縦合一の発生を抑制し、トナーの均一性を図ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】図１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３】図１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４】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。
【図５】Ｎ＝４、５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。
【図６】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７】実際の液滴吐出の様子を示す図である。
【図８】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９】各吐出孔における印加電圧と吐出速度の関係を示す特性図である。
【図１０】各吐出孔における印加電圧と液滴直径の関係を示す特性図である。
【図１１】液滴吐出ヘッドの実施例を示す図である。
【図１２】縦合一発生の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本実施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。図２は図１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３は図１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１に示す本実施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る。そして、液滴形成ユニット１０には後述する条件下のもとで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内の後述する液共通供給路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２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。
【００１１】
また、図１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する。その後に噴射されたトナー液滴２１が前に噴射された先行するトナー液滴２１に追い付く。このためトナー液滴２１同士が合着して一体となってトナー液滴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。
【００１２】
次に、本実施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１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を通る。そして、図３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２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、圧力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る。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±２／３波長までの範囲であり、より好ましくは±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する。そして、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。次に、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る。そして、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。
【００１３】
なお、液滴吐出ヘッド１１における液柱共鳴液室１８は、フレームがそれぞれ接合されて形成されている。このフレームは、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ている。また、図２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、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３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、もっとも好ましい。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。
【００１４】
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。圧電体は、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、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、上記の１つの材質の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、一部切断し、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。
【００１５】
更に、吐出孔１９の出口開口部の直径は、１［μｍ］〜４０［μｍ］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。また、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た構成の場合吐出孔１９において閉塞を頻繁に発生して生産性が低下する恐れがある。また、４０［μｍ］より大きい場合トナー液滴の直径が大きく、これを乾燥固化させて、所望のトナー粒子径３〜６［μｍ］を得る。この場合、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場合があり、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。また、図３からわかるように、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。
【００１６】
ここで、合一現象が生じないようにするためには、隣接する吐出孔１９の間隔ｐは６［μｍ］以上、かつ１６０μｍ以下である。間隔ｐが６［μｍ］より下回ったり、１６０［μｍ］を上回ると、吐出液滴同士が非常に接近した状態で飛翔するため、横合一しやすくなり、微粒子の粒径均一性が損なわれる。横合一とは、隣接する吐出列同士の粒子が衝突して合一になることをいう。この条件において、複数の吐出孔の出口径ｄに対する隣接する吐出孔の間隔ｐの比ｐ／ｄが２．５≦ｐ／ｄ≦７．５となる条件を満足するように形成する。図１１の（ａ）の液滴吐出ヘッド１１の点線で囲んだ部分の拡大図である図１１の（ｂ）に示すように、上記条件を満足していると、それぞれの吐出滴が形成するつれまわり気流が隣接する吐出孔で同様に形成されるつれまわり気流と重なって、合一現象が発生していないことがわかる。一方、上記条件の範囲以外となると、図１２に示すように、つれまわり気流の重なりが小さく、液滴は減速し、吐出の条件にもよるが吐出孔から２［ｍｍ］〜５［ｍｍ］程度飛翔した位置において縦合一が始まった。なお、吐出孔同士の間隔とは、図１１の（ｂ）に示すように、隣り合う吐出孔どうしの、開口部の円周上で、最も近接する距離のことと定義する。また、全ての吐出孔が上記条件にある必要はなく、少なくとも２個以上の吐出孔が組になって存在していれば、つれまわり気流の重なりが生じ、効果を発現する。吐出孔の組が、複数個所に分散して存在していることに問題はない。
【００１７】
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２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。
【００１８】
また、図２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（＝約８０［μｍ］）は連通口の高さｈ２（＝約４０［μｍ］）の約２倍ある。そして、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）
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
図４に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）を示し、かつ図５にＮ＝４、５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。本来は疎密波（縦波）であるが、図４及び図５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４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４及び図５のような形態の共鳴定在波を生じる。しかし、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。そこで、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。例えば、液体の音速ｃが１，２００[ｍ／ｓ]、液柱共鳴液室の長さＬが１．８５[ｍｍ]を用い、両端に壁面が存在して、両側固定端と完全に等価のＮ＝２の共鳴モードを用いた場合、上記式（２）より、最も効率の高い共鳴周波数は３２４ｋＨｚと導かれる。他の例では、液体の音速ｃが１，２００[ｍ/ｓ]、液柱共鳴液室の長さＬが１．８５[ｍｍ]と、上記と同じ条件を用い、両端に壁面が存在する。両側固定端と等価のＮ＝４の共鳴モードを用いた場合、上記式（２）より、最も効率の高い共鳴周波数は６４８ｋＨｚと導かれ、同じ構成の液柱共鳴液室においても、より高次の共鳴を利用することができる。
【００２２】
なお、図１及び図２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４の（ｂ）及び図５の（ａ）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。
【００２３】
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る。また、吐出孔の断面形状がラウンド形状となったりフレームの厚さによる吐出孔の体積が変動したり、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。
【００２４】
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦Ｎ×ｃ／（４Ｌｅ）            ・・・（式４）
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦（Ｎ＋１）×ｃ／（４Ｌｅ）    ・・・（式５）
【００２５】
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。
【００２６】
以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、図２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、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個を超えた場合、１００個の吐出孔１９から所望のトナー液滴を形成させようとすると、振動発生手段２０に与える電圧を高く設定する必要が生じ、振動発生手段２０としての圧電体の挙動が不安定となる。また、複数の吐出孔１９を開孔する場合、合一現象防止を考慮して、吐出孔間の間隔は６［μｍ］以上、かつ１６０［μｍ］以下であることが好ましい。
【００２７】
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６を用いて説明する。なお、同図において、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す。なお、図中、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、同図において、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２に示す高さｈ２）に比して固定端となるフレームの高さ（図２に示す高さｈ１）が約２倍以上である。このため、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。
【００２８】
同図の（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、同図の（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。これらの同図の（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、同図の（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。
【００２９】
そして、同図の（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、同図の（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、同図の（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。これにより、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。
【００３０】
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する。そして、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７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８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〜第四の吐出孔において駆動周波数が３４０［ｋＨｚ］付近では各吐出孔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。
【００３１】
また、図９は各吐出孔における印加電圧と吐出速度の関係を示す特性図であり、図１０は各吐出孔における印加電圧と液滴直径の関係を示す特性図である。両図からわかるように、印加電圧に対して吐出速度も液滴直径も単調増加の傾向にあった。よって、吐出速度及び液滴直径は印加電圧に依存するため、印加電圧を調整することにより、所望の吐出速度、あるいは所望のトナー粒子の径に応じた液滴直径を調整することができる。
【００３２】
以下に、本実施の形態のトナー製造装置における液滴吐出ヘッドの吐出孔の開口数やパターンと配置と、定在波の関係の例を示す。なお、本発明はこれらの例に限定されるものではない。以下の各実施例において実験的に吐出周波数を探索することにより共鳴周波数を知ることができる。また、各条件でトナー組成液を吐出させ、トナー母体粒子を得、その後外添加処理を行ったトナーの評価を行った結果を併せて示す。
【００３３】
（実施例１）
実施例１では、図２の液滴吐出ヘッド１１を用い、両端ともにほぼ固定端のＮ＝２の共鳴モードの定在波を発生させた。なお、駆動周波数は３２８［ｋＨｚ］とした。この実施例１は、共鳴ピーク周波数での駆動の結果を示している。共鳴ピークとは、共鳴状態の速度共鳴定在波の節で液柱共鳴定在波の腹、つまり圧力が最も高くなる状態であり、実験的に液滴を吐出させ、上述した図８のように速度が極大となる周波数として決定することができる。
【００３４】
−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。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、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。
【００３５】
−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１［μｍ］以下になるよう調整した。
【００３６】
−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。
【００３７】
−トナーの作製−
得られたトナー組成液を、前述した図２の液滴吐出ヘッドを有する図１のトナー製造装置を用い、上記シュラウド気流により液滴を搬送した。分散液調製後、以下のような条件で、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。
【００３８】
〔吐出条件〕
液柱共鳴室長さ            ：１．８５［ｍｍ］
吐出孔数                  ：１０
吐出孔径                  ：８．０［μｍ］
吐出孔間隔                ：６０［μｍ］
【００３９】
〔トナー作製条件〕
分散液比重                ：ρ＝１．１８８８［ｇ／ｃｍ３］
装置内温度                ：２７〜２８［℃］
駆動周波数                ：３４０［ｋＨｚ］
印加電圧サイン波ピーク値  ：１０．０［Ｖ］
【００４０】
乾燥固化したトナー粒子は、軟Ｘ線照射による除電をして、１［μｍ］の細孔を有するフィルタで吸引捕集した。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。すると、重量平均粒径（Ｄ４）は５．５［μｍ］、個数平均粒径（Ｄｎ）が５．０［μｍ］であり、粒度分布Ｄ４／Ｄｎが１．１０のトナー母体粒子が得られた。
【００４１】
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。
【００４２】
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コンタミノンＮ）を数滴加える。更に、測定試料を５［ｍｇ］加え、超音波分散器ＳＴＭ社製ＵＨ−５０で２０［ｋＨｚ］，５０［Ｗ］／１０［ｃｍ３］の条件で１分間分散処理を行う。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］／１０−３［ｃｍ３］（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度分布を測定する。
【００４３】
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する。
【００４４】
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、０．０６−４００［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う。
【００４５】
（外添処理）
乾燥固化したトナー母体粒子は、サイクロン捕集した後、疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）１．０［質量％］を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製）を用いて外添処理を行い、トナーを作製した。
【００４６】
（キャリアの作製）
被覆層材料としてのシリコーン樹脂をトルエンに分散させて、被覆層分散液を調製した後、加温状態にて、芯材（平均粒径５０［μｍ］の球形フェライト粒子）にスプレーコートし、焼成する。そして、冷却後、被覆層の平均厚み０．２［μｍ］のキャリアを作製した。
【００４７】
−現像剤の作製−
得られたトナー４質量部に対し、上記キャリア９６質量部を混合して二成分現像剤を作製した。
【００４８】
＜細線再現性＞
作製した現像剤を、市販の複写機（イマジオネオ２７１、株式会社リコー製）の現像器部分を改良した改造機に入れ、画像占有率７［％］の印字率で株式会社リコー製６０００ペーパーを用いてランニングを実施した。その時の初期１０枚目の画像と３万枚目の画像の細線部を原稿と比較し、光学顕微鏡を用いて１００倍で拡大観察し、ラインの抜けの状態を段階見本と比較しながら、◎、○、△、×の４段階で評価した。なお、◎＞○＞△＞×の順に画像品質が高いことを表し、特に×の評価は製品として採用できないレベルである。下記の表１には、実施例１以降の実施例２〜４及び比較例１、２の細線再現性の評価結果及び吐出直後で横合一又は縦合一の発生が確認できたか否かも併せて一覧にしている。実施例１では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も極めて良好であった。
【００４９】
【表１】
0005888583.tif 000002
【００５０】
（実施例２）
実施例２は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は８［Ｖ］、吐出孔間隔は３０［μｍ］、吐出孔径は６．０［μｍ］であった。得られたトナー粒子径Ｄｎは４．２［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．０８であった。表１に示すように、実施例２のｐ／ｄが５であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例２では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も極めて良好であった。
【００５１】
（実施例３）
実施例３は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は１１［Ｖ］、吐出孔間隔は７５［μｍ］、吐出孔径は１０．０［μｍ］であった。得られたトナー粒子径Ｄｎは５．８［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．１８であった。表１に示すように、実施例３のｐ／ｄが７．５であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例３では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も良好であった。
【００５２】
（実施例４）
実施例４は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は１３［Ｖ］、吐出孔間隔は７５［μｍ］、吐出孔径は１２．０［μｍ］であった。得られたトナー粒子径Ｄｎは５．７［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．０５であった。表１に示すように、実施例４のｐ／ｄが２．５であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例４では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も良好であった。
【００５３】
（実施例５）
実施例５は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は１０［Ｖ］、吐出孔間隔は２０［μｍ］、吐出孔径は８．０［μｍ］であった。また、吐出孔断面形状はストレートであった。得られたトナー粒子径Ｄｎは５．１［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．０６であった。表１に示すように、実施例５のｐ／ｄが２．５であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例５では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も良好であった。
【００５４】
（実施例６）
実施例６は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は１０［Ｖ］、吐出孔間隔は２０［μｍ］、吐出孔径は４．２［μｍ］であった。また、吐出孔断面形状はストレートであった。得られたトナー粒子径Ｄｎは３．９５［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．１０であった。表１に示すように、実施例６のｐ／ｄが４．７５であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例６では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も良好であった。
【００５５】
（実施例７）
実施例７は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は１０［Ｖ］、吐出孔間隔は３０［μｍ］、吐出孔径は４．２［μｍ］であった。また、吐出孔断面形状はストレートであった。得られたトナー粒子径Ｄｎは４．０［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．０６であった。表１に示すように、実施例７のｐ／ｄが７．１４であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例７では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も良好であった。
【００５６】
（実施例８）
実施例８は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は９．０［Ｖ］、吐出孔間隔は４０［μｍ］、吐出孔径は１４．８［μｍ］であった。また、吐出孔断面形状はストレートであった。得られたトナー粒子径Ｄｎは６．８［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．０９であった。表１に示すように、実施例８のｐ／ｄが２．７であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例８では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も良好であった。
【００５７】
（実施例９）
実施例８は、実施例１と異なる条件として、駆動電圧の印加電圧サイン波ピーク値は９．０［Ｖ］、吐出孔間隔は１１０［μｍ］、吐出孔径は１４．７［μｍ］であった。得られたトナー粒子径Ｄｎは６．５［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．０６であった。表１に示すように、実施例９のｐ／ｄが７．４８であり、本実施形態における成立条件の範囲（２．５≦ｐ／ｄ≦７．５）内である。実施例９では、吐出直後で縦合一及び横合一は確認できず、細線再現性も良好であった。
【００５８】
次に、各比較例について概説する。
（比較例１）
比較例１は、実施例１と異なる条件として、吐出孔間隔は６［μｍ］であった。得られたトナー粒子径Ｄｎは８．２［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．８であった。粒子の状況を観察した結果、隣り合う吐出孔から吐出された飛翔液滴同士が衝突して横合一を起こしていること、そして一部で縦合一の発生も判明した。
【００５９】
（比較例２）
比較例２は、実施例１と異なる条件として、吐出孔間隔は１００［μｍ］、吐出孔径は１０．０［μｍ］であった。得られたトナー粒子径Ｄｎは６．２［μｍ］、粒度分布Ｄ４／Ｄｎは１．４であった。粒子の状況を観察した結果、同じ吐出孔から吐出された飛翔液滴が、１周期前の液滴と衝突して縦合一を起こしていることが判明した。
【００６０】
次に、微粒子の一例として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本実施の形態に係るトナー製造装置のように、本発明を適用したトナーの製造方法により製造されたトナーであり、これによ、粒度分布が単分散なものが得られる。
【００６１】
具体的には、前記トナーの粒度分布（重量平均粒径／数平均粒径）としては、１．００〜１．１５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、重量平均粒径としては、１〜２０［μｍ］の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは３〜１０［μｍ］である。
【００６２】
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。
【００６３】
〔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、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、添加剤およびその他の成分を含有する。
【００６４】
〔樹脂〕
前記樹脂としては、少なくとも結着樹脂が挙げられる。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができるが、例えば、スチレン系単量体、アクリル系単量体、メタクリル系単量体等のビニル重合体、これらの単量体又は２種類以上からなる共重合体、ポリエステル系重合体、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂、などが挙げられる。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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い。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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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、０．１〜２［μｍ］が好ましく、０．１〜０．５［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。
【００９１】
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［ｅｍｕ／ｇ］、残留磁化２〜２０［ｅｍｕ／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。
【００９２】
〔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。
【００９３】
前記着色剤の含有量としては、トナーに対して１〜１５［質量％］が好ましく、３〜１０［質量％］がより好ましい。
【００９４】
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。
【００９５】
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する。そして、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。
【００９６】
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。
【００９７】
また、前記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。
【００９８】
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。
【００９９】
前記分散剤は、トナー中に、着色剤に対して０．１〜１０［質量％］の割合で配合することが好ましい。配合割合が０．１［質量％］未満であると、顔料分散性が不十分となることがあり、１０［質量％］より多いと、高湿下での帯電性が低下することがある。
【０１００】
前記分散剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるスチレン換算重量での、メインピークの極大値の分子量で、５００〜１０００００が好ましく、顔料分散性の観点から、３０００〜１０００００がより好ましい。特に、５０００〜５００００が好ましく、５０００〜３００００が最も好ましい。分子量が５００未満であると、極性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがあり、分子量が１０００００を超えると、溶剤との親和性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがある。
【０１０１】
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。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。
【０１０２】
＜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。
【０１０３】
前記ワックスの例としては、更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に直鎖のアルキル基を有する直鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸、プランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸、ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウピルアルコール、セリルアルコール、メシリルアルコール、あるいは長鎖アルキルアルコール等の飽和アルコール、ソルビトール等の多価アルコール、リノール酸アミド、オレフィン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ'−ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ'−ジオレイルセパシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド類、ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス、ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
前記ワックスは、相対的に、枝分かれ構造のものや官能基の如き極性基を有するものや主成分とは異なる成分で変性されたものが可塑作用を発揮し、より直鎖構造のものや官能基を有さない無極性のものや未変性のストレートなものが離型作用を発揮する。好ましい組み合わせとしては、エチレンを主成分とするポリエチレンホモポリマー又はコポリマーとエチレン以外のオレフィンを主成分とするポリオレフィンホモポリマー又はコポリマーの組み合わせ、ポリオレフィンとグラフト変成ポリオレフィンの組み合わせ、アルコールワックス、脂肪酸ワックス又はエステルワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせ、フイシャートロプシュワックス又はポリオレフィンワックスとパラフィンワックス又はマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、フィッシャ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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
前記ワックス又はトナーのＤＳＣ測定機器としては、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。測定方法としては、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明に用いられるＤＳＣ曲線は、１回昇温、降温させ前履歴を取った後、温度速度１０［℃／ｍｉｎ］で、昇温させた時に測定されるものを用いる。
【０１１４】
＜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。
【０１１５】
前記流動性向上剤としては、例えば、カーボンブラック、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナ、それらをシランカップリング剤、チタンカップリング剤若しくはシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ，処理酸化チタン，処理アルミナ、などが挙げられる。これらの中でも、微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナが好ましく、また、これらをシランカップリング剤やシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカが更に好ましい。
【０１１６】
前記流動性向上剤の粒径としては、平均一次粒径として、０．００１〜２［μｍ］であることが好ましく、０．００２〜０．２［μｍ］であることがより好ましい。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
前記外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、などを挙げることができる。前記無機微粒子の一次粒子径は、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。
【０１２９】
前記ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［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０．０１〜５［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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。前記表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、などが好適に挙げられる。
【０１３２】
前記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、２０〜５００［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０．０１〜５［重量％］であることが好ましく、０．０１〜２．０［重量％］であることがより好ましい。
【０１３３】
静電潜像担持体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子、などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が０．０１から１［μｍ］のものが好ましい。
【０１３４】
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。
【０１３５】
以上説明したように、本実施形態のトナーの製造方法によれば、図１１の（ｂ）に示すように、液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッド１１内の液柱共鳴液室１８において、複数の吐出孔１９からトナー成分を含有する液体を吐出して液滴化し、液滴を固化することでトナーを製造する。複数の吐出孔１９の出口径ｄに対する隣接する吐出孔の間隔ｐの比ｐ／ｄが２．５≦ｐ／ｄ≦７．５となるように、複数の吐出孔１９を形成する。そして、各吐出孔１９からトナー成分の液体を吐出する。上記ｐ／ｄが上記条件を満足するように複数の吐出孔１９の出口径ｄと吐出孔の間隔ｐを設定することで、複数の吐出孔が吐出した液滴の列にそれぞれ発生するつれまわり気流が互いに重なりあって１つのつれまわり気流となる。このため、最外列の以外の液滴ではつれまわり気流の影響がなくなる。これにより、各液滴の速度は気相の粘度の影響によって減少するだけとなり、液滴の間隔が狭まる距離が減る。よって、吐出後液滴の縦合一の発生を抑制でき、細線再現性も良好であった。
【０１３６】
また、実施形態によれば、少なくとも樹脂を含有するトナー組成液１４が供給される液柱共鳴液室１８の一部には、トナー組成液１４を吐出するための吐出孔１９が開孔されている。また、液柱共鳴液室１８にはトナー組成液に振動を付与する振動発生手段２０が設けられている。そして、共鳴条件に合うような周波数を付与すると、液柱共鳴液室１８内に液柱共鳴による定在波が形成される。そして、液柱共鳴による定在波によって液柱共鳴液室１８内に圧力分布が形成される。また、液柱共鳴液室内に発生する液柱共鳴による定在波には、腹と呼ばれる高い圧力が発生する圧力分布の領域がある。この腹に相当する圧力分布の領域に吐出孔１９を設けることにより、吐出孔１９からトナー組成液が連続的に吐出される。その後、液滴化したトナー液滴を固化することによってトナー粒子が製造される。この液柱共鳴による定在波の腹となる領域の少なくとも１つに対して複数の吐出孔１９が形成されている。よって、連続的なトナー液滴の吐出が実現でき、高い生産性が期待できる。また、定在波の腹となる領域の少なくとも１つに対して、複数の吐出孔が形成され、更には吐出孔は１つの液柱共鳴液室に複数設けられていることにより、生産性がより一層向上する。
【０１３７】
更に、実施形態によれば、上記液柱共鳴液室の長手方向の長さをＬ、上記振動発生手段によって発生する高周波振動の周波数をｆ、上記トナー組成液の音波の速度をｃとし、Ｎは整数であるとき、ｆ＝Ｎ×ｃ／（４Ｌ）が成立するときの周波数ｆを主成分とした駆動波形を用いて上記振動発生手段を振動させ、上記液柱共鳴液室内に液柱共鳴を誘起して上記トナー組成液を上記吐出孔より連続的に吐出する。よって、トナー組成液を吐出孔より連続的にかつ安定に吐出できる。
【０１３８】
また、実施形態によれば、上記液柱共鳴液室の長手方向の長さをＬ、上記液供給路側の端部に最も近い上記吐出孔までの距離をＬｅ、上記振動発生手段によって発生する高周波振動の周波数をｆ、上記トナー組成液の音波の速度をｃとし、Ｎは整数であるとき、Ｌ及びＬｅを用いて、Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦Ｎ×ｃ／（４Ｌｅ）で決定される範囲の周波数ｆを主成分とした駆動波形を用いて上記振動発生手段を振動させ、上記液柱共鳴液室内に液柱共鳴を誘起して上記トナー組成液を上記吐出孔より連続的に吐出できる。なお、Ｌｅ／Ｌ＞０．６であることが好ましい。
【０１３９】
更に、実施形態によれば、上記液柱共鳴液室の長手方向の長さをＬ、上記液供給路側の端部に最も近い上記吐出孔までの距離をＬｅ、上記振動発生手段によって発生する高周波振動の周波数をｆ、上記トナー組成液の音波の速度をｃとし、Ｎは整数であるとき、Ｌ及びＬｅを用いて、Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦（Ｎ＋１）×ｃ／（４Ｌｅ）で決定される範囲の周波数ｆを主成分とした駆動波形を用いて上記振動発生手段を振動させ、上記液柱共鳴液室内に液柱共鳴を誘起して上記トナー組成液を上記吐出孔より連続的に吐出できる。
【０１４０】
また、液滴化手段による液滴吐出だけでは、トナー液滴に対する空気による粘性抵抗によってトナー液滴の流速度が低下し、連続吐出を行った場合にトナー液滴同士が合一するという不具合が発生する恐れがあった。そこで、液滴化手段によって液滴化されたトナー液滴を固化手段へ搬送する気流を形成する気体が流れる流路を吐出孔の近傍に設け、吐出されたトナー液滴に更なる流速度を与えて、先行したトナー液滴に後続のトナー液滴が合一することを防止している。よって、均一な粒径のトナーを安定に製造することができる。
【０１４１】
更に、気体の流速によるトナー液滴の速度制御を行うことができるために、液滴化手段より吐出されたトナー液滴の吐出の初速度は上記気体の速度より小さくすることが好ましい。このトナー液滴の速度制御が可能となれば、吐出したトナー液滴同士が合一することなく、連続吐出が安定に可能となる。また、トナー組成液に有機溶媒を含有させる。そして、固化手段ではトナー組成液に含有している有機溶媒を除去し、トナー液滴を乾燥させて固化する。有機溶媒を含有できることで、ヘッド内部で固着することがなくなる。よって、トナー生産の効率が向上する。
【０１４２】
本発明のトナー製造装置は、主に、液滴化手段１０及び固化手段３０を具備している。液滴化手段１０は、少なくとも樹脂を含有するトナー組成液を、図２に示す液柱共鳴液室１８の長手方向の両端と連結する面の一部に設けられた吐出孔１９から吐出して液滴化するものである。また、液柱共鳴液室には、流路内の長手方向の両端の壁面のうち一方の壁面の一部に、トナー組成液が流路内に供給される液供給路１７が設けられている。更に、液柱共鳴液室には上記トナー組成液に振動を付与する振動発生手段２０が設けられている。そして、液柱共鳴液室内に供給されたトナー組成液に、振動付与手段２０によって発生する高周波振動を付与すると、図４及び図５、図２１に示すような、液柱共鳴液室内の長手方向における両端壁面の間で形成される共鳴条件に伴い液柱共鳴現象による液柱共鳴による定在波が発生する。なお、上記振動発生手段によって発生する振動周波数は３００ｋＨｚ以上の高周波振動であることが好ましい。この液柱共鳴による定在波が液柱共鳴液室内に発生することで液柱共鳴液室内に圧力分布が形成される。その圧力分布によってトナー吐出と液供給が連続的に行われることになる。そして、吐出されたトナー液滴は固化手段によって固化されてトナー粒子を生成する。よって、連続的なトナー液滴の吐出が実現でき、高い生産性が期待できる。
【０１４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換、応用が可能である。
【符号の説明】
【０１４４】
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４５】
【特許文献１】特開２００８−２８６９４７号公報
【図１】
0005888583.tif 000003
【図２】
0005888583.tif 000004
【図３】
0005888583.tif 000005
【図４】
0005888583.tif 000006
【図５】
0005888583.tif 000007
【図６】
0005888583.tif 000008
【図８】
0005888583.tif 000009
【図９】
0005888583.tif 000010
【図１０】
0005888583.tif 000011
【図１１】
0005888583.tif 000012
【図１２】
0005888583.tif 000013
【図７】
0005888583.tif 000014