(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの吐出孔から微粒子原料含有液を液滴として吐出する液滴吐出手段と、
前記液滴吐出手段により吐出された液滴を気流によって搬送固化させる搬送固化手段とを少なくとも有し、
前記搬送固化手段が、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを少なくとも有し、
前記気流路が、壁面に前記液滴吐出手段が設置され、かつ前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴に対して、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に前記気流が導入される第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、
前記第一の気流路において、前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴の進行方向が、気流により、曲げられ、前記液滴の吐出方向に対して略直交する方向に前記液滴が搬送され、
前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送するように、
少なくとも上流部において前記液滴吐出手段が設置された側に湾曲した第一の湾曲部位を有する構造を有することを特徴とする微粒子製造装置。
【請求項２】
第二の気流路の構造が、少なくとも上流部において、下流側に向かうにつれて断面積が拡大された構造である請求項１に記載の微粒子製造装置。
【請求項３】
第二の気流路の構造が、前記液滴吐出手段が設置された側とは反対側に湾曲した第二の湾曲部位を第一の湾曲部位の下流側に有する構造である請求項１に記載の微粒子製造装置。
【請求項４】
第二の気流路の構造が、湾曲部位において、下流側に向かうにつれて断面積が拡大された構造である請求項１、または３のいずれかに記載の微粒子製造装置。
【請求項５】
第二の気流路が、該気流路の壁面に沿って下流側に流れる補助気流を発生させる補助気流発生手段を有する請求項１から４のいずれかに記載の微粒子製造装置。
【請求項６】
少なくとも１つの吐出孔を有する液滴吐出手段から微粒子原料含有液を液滴として吐出させる液滴吐出工程と、前記液滴吐出工程において吐出させた液滴を搬送固化手段により搬送固化させる搬送固化工程とを含み、
前記搬送固化手段が、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを少なくとも有し、
前記気流路が、壁面に前記液滴吐出手段が設置され、かつ前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴に対して、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に前記気流が導入される第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、
前記搬送固化工程において、前記第一の気流路により、前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴を、前記液滴の吐出方向に対して略直交する方向に搬送し、
更に少なくとも上流部において前記液滴吐出手段が設置された側に湾曲した第一の湾曲部位を有する構造を有する前記第二の気流路により、前記液滴を壁面に近接させないように搬送することを特徴とする微粒子の製造方法。
【請求項７】
液滴吐出手段が、吐出孔が形成された液柱共鳴流路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前記吐出孔から微粒子原料含有液を液滴として吐出する請求項６に記載の微粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射造粒法における微粒子製造装置及び微粒子の製造方法、並びに、該微粒子の製造方法又は該微粒子製造装置を用いて製造される、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のトナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
微粒子製造装置及び微粒子の製造方法に関する従来技術として、トナー製造装置及びトナーの製造方法を例に説明する。
従来、電子写真記録方法に基づく複写機、プリンター、ファックス、及びそれらの複合機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粉砕法のみであったが、近年では重合法と呼ばれる、水系媒体中でトナー粒子形成する工法が広く行なわれ、粉砕法を凌駕する勢いである。前記重合法により製造されたトナーは、「重合トナー」又は「ケミカルトナー」と呼ばれている。
前記重合法は、トナー粒子形成時、或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。重合の方法としては、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）、エステル伸長反応などが挙げられる。
【０００３】
前記重合法により得られたトナーは、総じて、粉砕法で得られたトナーに比べ、小粒径のものが得やすい、粒径分布が狭い、形状が球形に近いなどの特徴を有している。そのため、重合法により得られたトナーを用いることで、電子写真方式において高画質な画像を得やすいという利点がある。しかしながら、重合過程に長時間を必要とし、更に固化させた後に溶媒とトナー粒子とを分離し、その後洗浄及び乾燥を繰り返す必要が有り、多くの時間、水、及びエネルギーを要するという欠点がある。
【０００４】
そのため、トナーの原材料成分を有機溶媒に溶解又は分散した液体（以下、トナー組成液と称することもある）を、様々なアトマイザを用いて微粒子化した後に乾燥させて粉体状のトナーを得る噴射造粒法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。これらの提案によれば、水を用いる必要がなく、洗浄や乾燥といった工程を大幅に削減することができるため、重合法の欠点を回避することができる。
しかしながら、前記提案で示されたトナーの製造方法においては、トナー組成液を噴霧して形成された液滴が、乾燥する前に液滴同士で合着し、その状態のまま溶媒が乾燥してトナーが得られることがあり、結果として得られるトナーの粒径分布の広がりが避けられず、粒径分布としては十分でないという問題があった。
【０００５】
このような問題に対しては、金属板に一定の周波数の振動を付与することにより前記金属板に設けた吐出孔から液滴を吐出させるトナーの製造方法が提案されている（特許文献４参照）。この提案によれば、多量の洗浄液、溶媒と粒子の分離の繰り返しが不要で、非常に製造効率が高く、かつ省エネルギーで、粒径分布の狭いトナーを製造できる。
しかしながら、前記提案では、レイリー分裂を利用しており、吐出孔の内径の２倍程度となる粒径の液滴を形成するため、小粒径のトナーを製造するためには、吐出孔の内径を小さくする必要があり、更には貯留部において液が一方向的に加圧され、トナーの組成によって吐出孔内部にトナー成分が詰まってしまうという問題があった。
【０００６】
また、液滴放出方向の一次搬送気流と、一次搬送気流に対して１２０°未満の角度を持った二次搬送気流を設けることで液滴の合着を防止し、粒径分布の狭いトナーを製造できるトナーの製造方法が提案されている（特許文献５参照）。
しかしながら、液滴の吐出方向に一次搬送気流を形成する方法は、構造が複雑にならざるを得ず、設備が高価になるばかりでなく、吐出部のクリーニングのために複雑な形状の洗浄装置や複雑な形状を分解する装置が必要となるなど、メンテナンス性が低下するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来における前記諸問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、噴射造粒法において、安価で簡便な構造によってメンテナンス性を確保しつつ、噴射後の液滴同士の合着を防止し、もって従来工法では得られなかった狭い粒径分布を有する微粒子を長時間安定して製造することができる微粒子製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
少なくとも１つの吐出孔から微粒子原料含有液を液滴として吐出する液滴吐出手段と、
前記液滴吐出手段により吐出された液滴を気流によって搬送固化させる搬送固化手段とを少なくとも有し、
前記搬送固化手段が、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを少なくとも有し、
前記気流路が、壁面に前記液滴吐出手段が設置され、かつ前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴に対して、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に前記気流が導入される第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、
前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送する構造を有することを特徴とする微粒子製造装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、噴射造粒法において、安価で簡便な構造によってメンテナンス性を確保しつつ、噴射後の液滴同士の合着を防止し、従来工法では得られなかった極めて狭い粒径分布を有する微粒子を長時間安定して製造することができる微粒子製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、液滴吐出手段の構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、液柱共鳴液滴ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、液滴吐出手段における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４】図４は、液滴吐出手段における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５】図５は、液滴吐出手段の液柱共鳴流路で生じる液柱共鳴現象の様子を示す概略図である。
【図６】図６は、液滴吐出手段での実際の液滴吐出の様子を示す図である。
【図７】図７は、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】図８は、各ノズル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９】図９は、各ノズル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１０】図１０は、トナー製造装置の一例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、合着防止できた場合のトナー粒径分布の一例を示したグラフである。
【図１２】図１２は、合着防止できなかった場合のトナー粒径分布の一例を示したグラフである。
【図１３】図１３は、液滴合着の機構図である。
【図１４】図１４は、液滴同士が合着した合着粒子の写真と粒径である。
【図１５】図１５は、粒子同士が結着した結着粒子の写真である。
【図１６】図１６は、実施例１のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図１７】図１７は、実施例２のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図１８】図１８は、実施例３のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図１９】図１９は、実施例４のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図２０】図２０は、比較例２のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図２１】図２１は、実施例９のトナー製造装置の説明に供する概略断面図である。
【図２２】図２２は、実施例１０のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図２３】図２３は、実施例１１のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図２４】図２４は、実施例１２のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図２５】図２５は、実施例１３のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【図２６】図２６は、実施例１４のトナー製造装置の説明に供する搬送気流路断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（微粒子製造装置及び微粒子の製造方法）
本発明の微粒子製造装置は、液滴吐出手段と搬送固化手段とを少なくとも有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
また、本発明の微粒子の製造方法は、液滴吐出工程と搬送固化工程とを少なくとも含み、更に必要に応じてその他の手段を含む。
以下では、前記微粒子製造装置及び微粒子の製造方法について、その一形態としてトナーに適用したトナー製造装置を例に説明する。
なお、トナー製造装置は、前記微粒子製造装置において、微粒子原料含有液としてトナー組成液を用いたものである。前記トナー組成液は、後述するトナー材料を含む液体であり、例えば、少なくとも樹脂及び着色剤を揮発可能な溶媒に溶解又は分散させた溶解乃至分散液である。
【００１２】
＜液滴吐出工程及び手段＞
前記液滴吐出工程は、少なくとも１つの吐出孔を有する液滴吐出手段からトナー組成液を液滴として吐出させる工程である。
また、前記液滴吐出手段は、少なくとも１つの吐出孔からトナー組成液を液滴として吐出する手段である。
前記液滴吐出手段としては、前記トナー組成液を液滴化できる限り、特に制限はなく、公知の液滴吐出手段を用いることができるが、少なくとも１つ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手段が好ましい。
以下、液柱共鳴タイプの液滴吐出手段について図１及び２を用いて解説する。
【００１３】
図１は、液滴吐出手段１１の構造を示す断面図であり、図２は、液柱共鳴液滴ユニットの構成の一例を示す断面図である。図１に示す前記液滴吐出手段１１は、液共通供給路１７及び液柱共鳴液室１８を有し、前記液柱共鳴液室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、前記液柱共鳴液室１８は、両端の壁面と連結する壁面のうち一つの壁面に液滴２１を吐出する吐出孔１９と、該吐出孔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。
【００１４】
揮発可能な溶媒に、少なくとも樹脂及び着色剤を溶解又は分散させた溶解乃至分散液（以下、単に「トナー組成液」と記すこともある）１４は図示されない液循環ポンプにより液供給管を通って、図２に示す液柱共鳴液滴吐出ユニット１０の液共通供給路１７内に流入し、図１に示す液滴吐出手段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から液滴２１が吐出される。この液柱共鳴による定在波の腹となる領域とは、定在波の節以外の領域を意味するものである。好ましくは、定在波の圧力変動が液を吐出するのに十分な大きさの振幅を有する領域であり、より好ましくは圧力定在波の振幅が極大となる位置（速度定在波としての節）から極小となる位置に向かって±１／４波長の範囲である。定在波の腹となる領域であれば、吐出孔が複数で開口されていても、それぞれからほぼ均一な液滴を形成することができ、更には効率的に液滴の吐出を行うことができ、吐出孔の詰まりも生じ難くなる。なお、液共通供給路１７を通過したトナー組成液１４は図示されない液戻り管を流れて原料収容器に戻される。液滴２１の吐出によって液柱共鳴液室１８内のトナー組成液１４の量が減少すると、液柱共鳴液室１８内の液柱共鳴定在波の作用による吸引力が作用し、液共通供給路１７から供給されるトナー組成液１４の流量が増加し、液柱共鳴液室１８内にトナー組成液１４が補充される。そして、液柱共鳴液室１８内にトナー組成液１４が補充されると、液共通供給路１７を通過するトナー組成液１４の流量が元に戻る。
【００１５】
前記液滴吐出手段１１における液柱共鳴液室１８は、金属やセラミックス、シリコンなどの駆動周波数において液体の共鳴周波数に影響を与えない程度の高い剛性を持つ材質により形成されるフレームがそれぞれ接合されて形成されている。また、図１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２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より小さいことが好ましい。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つの液滴吐出ユニット１０に対して複数配置されていることが好ましい。１つの液滴吐出ユニットに対する液柱共鳴液室の個数としては、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、操作性と生産性が両立できる点で、１００個〜２，０００個がより好ましい。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は複数の液柱共鳴液室１８と連通している。
【００１６】
また、前記液滴吐出手段１１における振動発生手段２０としては、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９に貼りあわせた形態が好ましい。前記弾性板は、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。前記圧電体は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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。前記圧電セラミックスは、一般に変位量が小さいため積層して使用されることが多い。この他にも、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電高分子；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好ましい。また、１つの材質のブロック状の振動部材（圧電体）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好ましい。
【００１７】
更に、吐出孔１９の開口部の直径としては、液滴が吐出できる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１μｍ〜４０μｍが好ましい。前記直径が、１μｍ未満であると、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り、またトナーの構成成分として着色剤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おそれがある。前記直径が、４０μｍを超えると、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３μｍ〜６μｍを得る場合、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２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点で好ましい。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好ましい。
【００１８】
次に、液柱共鳴における液滴吐出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１の液柱共鳴タイプの液滴吐出手段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。
【００１９】
また、図１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８０μｍ）は連通口の高さｈ２（＝約４０μｍ）の約２倍あり当該端部が閉じている固定端と等価であるとした両側固定端の場合には、長さＬが波長λの４分の１の偶数倍に一致する場合に共鳴が最も効率的に形成される。つまり、次の式２で表現される。
Ｌ＝（Ｎ／４）λ        ・・・（式２）
（Ｌ：液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｎ：偶数）
【００２０】
更に、両端が完全に開いている両側開放端の場合にも前記式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、前記式２のＮが奇数で表現される。
【００２１】
最も効率の高い駆動周波数ｆは、前記式１と前記式２より、
ｆ＝Ｎ×ｃ／（４Ｌ）    ・・・（式３）
（Ｌ：液柱共鳴液室の長手方向の長さ、ｃ：トナー組成液の音波の速度、Ｎ：自然数）
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。
【００２２】
図３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４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３及び図４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３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）の移動速度が極大となる端であり、逆に圧力はゼロとなる。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３及び図４のような形態の共鳴定在波を生じるが、吐出孔数、吐出孔の開口位置によっても定在波パターンは変動し、前記式３より求めた位置からずれた位置に共鳴周波数が現れるが、適宜駆動周波数を調整することで安定吐出条件を作り出すことができる。例えば、液体の音速ｃが１，２００ｍ／ｓ、液柱共鳴液室の長さＬが１．８５ｍｍ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、前記式（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１，２００ｍ／ｓ、液柱共鳴液室の長さＬが１．８５ｍｍと、前記と同じ条件を用い、両端に壁面が存在して、両側固定端と等価のＮ＝４の共鳴モードを用いた場合、前記式（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。
【００２３】
図１に示す液滴吐出手段１１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３の（ｂ）及び図４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。
【００２４】
また、吐出孔の開口数、開口配置位置、吐出孔の断面形状も駆動周波数を決定する因子となり、駆動周波数はこれに応じて適宜決定することができる。例えば吐出孔の数を多くすると、徐々に固定端であった液柱共鳴液室の先端の拘束が緩くなり、ほぼ開口端に近い共鳴定在波が発生し、駆動周波数は高くなる。更に、最も液供給路側に存在する吐出孔の開口配置位置を起点に緩い拘束条件となり、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。
【００２５】
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦Ｎ×ｃ／（４Ｌｅ）            ・・・（式４）
Ｎ×ｃ／（４Ｌ）≦ｆ≦（Ｎ＋１）×ｃ／（４Ｌｅ）    ・・・（式５）
（Ｌ：液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Ｌｅ：液供給路側の端部と、該端部に最も近い吐出孔の中心部との距離、ｃ：トナー組成液の音波の速度、Ｎ：自然数）
【００２６】
なお、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さＬと、液供給側の端部と該端部に最も近い吐出孔の中心部との距離Ｌｅの比（Ｌｅ／Ｌ）が、下記式６を満たすことが好ましい。
Ｌｅ／Ｌ＞０．６      ・・・（式６）
【００２７】
以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、図１の液柱共鳴液室１８において液柱共鳴圧力定在波が形成され、液柱共鳴液室１８の一部に配置された吐出孔１９において連続的に液滴吐出が発生するのである。なお、定在波の圧力が最も大きく変動する位置に吐出孔１９を配置すると、吐出効率が高くなり、低い電圧で駆動することができる点で好ましい。また、吐出孔１９は１つの液柱共鳴液室１８に１つでも構わないが、複数個配置することが生産性の観点から好ましい。具体的には、２個〜１００個の間であることが好ましい。
１００個を超えると、１００個の吐出孔１９から所望の液滴を形成させるために振動発生手段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ことがある。
【００２８】
複数の吐出孔１９を開孔する場合、吐出孔間のピッチ（隣接する吐出孔の中心部間の最短間隔）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、２０μｍ以上、液柱共鳴液室の長さ以下であることが好ましい。吐出孔間のピッチが２０μｍ未満であると、隣あう吐出孔より放出された液滴同士が衝突して大きな滴となってしまう確率が高くなり、トナーの粒径分布悪化につながることがある。
前記ピッチは、複数の吐出孔間において、全て等間隔であってもよく、少なくとも１つのピッチが異なっていてもよいが、等間隔であることが、均一な粒径のトナーを得ることができる点で好ましい。
【００２９】
次に、液滴吐出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について図５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し、液共通供給路側から液柱共鳴液室への方向を＋とし、その逆方向を−とする。また、液柱共鳴液室内に記した点線は液柱共鳴液室内の固定端側から液共通供給路側の端部までの間の任意の各測定位置における圧力値をプロットした圧力分布を示し、大気圧に対して正圧を＋とし、負圧は−とする。また、正圧であれば図中の下方向に圧力が加わることになり、負圧であれば図中の上方向に圧力が加わることになる。更に、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１に示す高さｈ２）に比して固定端となるフレームの高さ（図１に示す高さｈ１）が約２倍以上であるため、液柱共鳴液室１８はほぼ両側固定端であるという近似的な条件のもとでの速度分布及び圧力分布の時間的なそれぞれの変化を示している。
【００３０】
図５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、図５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。これらの図に示すように、液柱共鳴液室１８における吐出孔１９が設けられている流路内での圧力は極大となっている。その後、図５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。
【００３１】
そして、図５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、図５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、図５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。
【００３２】
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１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１．８５ｍｍ、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３４０ｋＨｚ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２９０ｋＨｚ〜３９５ｋＨｚ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、第一から第四の吐出孔において駆動周波数が３４０ｋＨｚ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３４０ｋＨｚ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７の特性結果から、第一モードである１３０ｋＨｚにおいての液滴吐出速度ピークと、第二モードである３４０ｋＨｚ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。
【００３３】
また、図８は各吐出孔（ノズル）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９は各ノズル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。
【００３４】
＜搬送固化工程及び搬送固化手段＞
前記搬送固化工程は、前記液滴吐出工程において吐出させた液滴を搬送固化手段により搬送固化させる工程である。
前記搬送固化手段は、前記液滴を搬送するための気流の流路となる気流路と、前記気流を発生させる気流発生手段とを有し、必要に応じてその他の手段を有する。
したがって、先に説明した液滴吐出手段１１によって、トナー組成液を気流中に吐出させ、吐出したトナー組成液の液滴を前記搬送固化手段により乾燥固化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。
なお、ここで固化とは、前記液滴が乾燥し、後述する液滴同士の合着や接着が生じない状態になることをいう。
以下、搬送固化手段について、図１０を用いて説明する。
【００３５】
図１０は、本発明のトナーの製造方法を実施する装置一例の断面図である。トナー製造装置１は、液滴吐出手段２及び搬送固化手段６０を含み、必要に応じて更にその他の手段を含む。
前記液滴吐出手段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を通して液滴吐出手段２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とが連結されており、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Ｐ１、搬送固化手段６０にはＰ２の圧力測定器が設けられており、液滴吐出手段２への送液圧力及び、搬送固化手段６０内の圧力は圧力計Ｐ１、Ｐ２によって管理される。このときに、Ｐ１＞Ｐ２の関係であると、トナー組成液１が孔１２から染み出す恐れがあり、Ｐ１＜Ｐ２の場合には吐出手段に気体が入り、吐出が停止する恐れがあるため、Ｐ１≒Ｐ２であることが好ましい。
【００３６】
図１０に示す搬送固化手段６０は、気流発生手段６８、搬送気流路（以下、単に「気流路」とも称する）６６、液滴吐出手段２、チャンバー６１、トナー捕集手段６２及びトナー貯留部６３を含み、更に必要に応じてその他の手段を含む。
以下、気流路に流した気流を利用して液滴を搬送固化する搬送固化手段について解説する。
前記液滴吐出手段２から吐出された液滴２１は、搬送気流路６６内の液滴吐出空間に吐出され、搬送気流路６６内に流れる、前記気流発生手段により発生させた搬送気流１０１によって乾燥固化され、チャンバー６１、トナー捕集手段６２に搬送される。
【００３７】
搬送気流１０１によって、液滴吐出手段２から吐出された直後の液体の状態から、徐々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する。これにより、液滴２１は液体から固体に変化する。このように固体に変化した状態では、トナー捕集手段６２でトナー粉体として捕集することができる。捕集したトナー粉体はその後、トナー貯留部６３に格納される。なお、トナー貯留部６３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。
【００３８】
このようにして捕集したトナーの粒径分布は、図１１のようになる。これは捕集したトナーの一例であるが、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。このような極めて狭い粒径分布は、前述のように吐出された液滴が合着することなく、乾燥された場合に得られる。
【００３９】
一方で液敵同士が合着した場合に捕集したトナーの粒径分布を図１２に示す。図１２は、気流発生手段を用いず、気流を発生させなかった以外は、図１１と同じ条件で捕集されたトナーの粒径分布である。液滴の合着は主に、前に吐出された液滴が乾燥する前に、空気の粘性抵抗によって減速し、後に吐出された液滴に追い付いて液滴同士が接触することで発生する。図１３に示すように、吐出孔から吐出した液滴同士が合着して合着液滴２３となると、乾燥後の粒径も大きくなり粒径分布を広くする原因になる。
また、合着した液滴は空気抵抗が増し、更に別の液滴と合着を引き起こすようになり、数個の液滴が合着する場合もある。これが乾燥すると合着粒子となり、得られる粒子の粒径分布は更に広くなる。図１２中の基本粒径と示したピークを構成する乾燥粒子は合着しなかった液滴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液滴が吐出後に合着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、又はそれ以上の合着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。前記粒径分布測定は、例えば、フロー式粒子像解析装置（ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて行うことができる。図１４にＦＰＩＡ-３０００で撮影された合着した粒子の写真を示す。
【００４０】
図１５では基本粒子が結着した状態を示している。基本粒子同士の結着も機械的強度を与えても粒子間の結着がほぐれないため大きな粒子と振舞うことになり、好ましくない。このように結着した粒子（結着粒子）は、ある程度粒子が乾燥した後に粒子同士が結合した結果得られると考えられる。このような粒子の発生はある程度乾燥が進行した粒子が配管壁面へ付着し、やがて別の乾燥の進んでいない粒子が壁面に付着した粒子と結着した後に乾燥が進行し、配管から剥がれて回収されると考えられる。このような粒子の発生防止は、乾燥を早く確実に実施することや、本発明における搬送固化手段を用いることにより、気流制御によって配管内への粒子付着を抑えることで達成できる。
【００４１】
前記粒径分布は、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のＤｖ／Ｄｎは、１．１５〜１．２５程度である。また重合トナーのＤｖ／Ｄｎは、１．１０〜１．１５程度である。本発明のトナーのＤｖ／Ｄｎは、１．２０以下とすることで印刷品質に効果が確認されているが、安定的に高精細な画質を得る観点から、１．１５以下が好ましく、より高精細な画像を得る観点から、１．１０以下がより好ましい。
【００４２】
本発明における搬送固化手段は、液滴同士の合着を防止するために、液滴吐出手段２を壁面に備えた搬送気流路６６がチャンバー６１の上端部に接続されている。前記気流路６６は、下流側端部の一側面に液滴吐出手段２が配置されて（液滴吐出空間を形成し）、前記液滴吐出手段２から吐出される液滴２１に対して、その吐出方向と略直交する方向に前記液滴２１が搬送されるように気流１０１を導く第一の気流路６７と、前記第一の気流路６７の下流端に連なる第二の気流路６９とを少なくとも有している。そして、本発明は、前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送する構造を有することを特徴とする。
前記搬送気流路６６に気流を発生させるための気流発生手段６８としては、搬送気流導入口６４に送風機などを設けて加圧する方法と、搬送気流排出口６５より吸引する方法のいずれを採用することもできる。
前記搬送固化手段を用いることにより、前記搬送固化工程において、前記液滴吐出手段から吐出される前記液滴を、前記液滴の吐出方向と略直交する方向に搬送し、更に前記第二の気流路により、前記液滴を壁面に近接させないように搬送することができ、本発明の効果を得ることができる。
【００４３】
前記第一の気流路と前記第二の気流路との接続方法としては、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、気流の速度及び流量を一定に保つ観点から、密閉して接続されていることが好ましく、また、乱流を発生させず、液滴の気流路壁面への付着を防止する観点から、連続的に接続されていることが好ましい。なお、前記第一の気流路と前記第二の気流路との接続には、接続部材を用いてもよい。
【００４４】
ここで、前記液滴吐出手段が配置される前記気流路の壁面とは、例えば、前記気流路が円柱状の場合には、その内側（内径）面を表し、前記気流路が角柱状の場合には、その内側の各面を表す。
また、前記液滴吐出手段の配置する向きは、気流路内に液滴が吐出される向きであり、前記液滴吐出手段の前記吐出孔は、壁面に露出している。このように配置されることで、前記気流路が前記液滴が吐出される空間を形成する。
前記液滴の吐出方向に対して略直交する方向とは、液滴吐出方向となす角度が、７０°〜１１０°であることを指す。
【００４５】
本発明のトナー製造装置においては、前記液滴吐出手段と前記搬送固化手段とが上述のように配置されるため、以下に示すようにメンテナンス性を確保することができる。
液滴吐出手段を有するトナー製造装置のメンテナンスを行う場合、前記液滴吐出手段の吐出孔の詰まり（固着物）を除去するために、洗浄剤を用いるのが好ましいが、固着物と洗浄剤の製品への混入を防ぐため、搬送気流を止めて洗浄する必要があり、また、前記液滴吐出手段を洗浄、排出用の洗浄室に移動して洗浄する必要がある。液滴の吐出方向に一次搬送気流を形成する従来のトナー製造装置は、構造が複雑にならざるを得ず、吐出部のクリーニングのために複雑な形状の洗浄装置や複雑な形状を分解する装置が必要となる。
一方、本発明のトナー製造装置においては、液滴吐出手段が第一の気流路の一側面に配置されるという単純な構造であるため、液滴吐出手段が容易に取り出し可能な形状とすることができる。更に、生産性を確保するために、搬送気流を個別に停止可能な、液滴吐出手段を壁面に備えた搬送固化手段を複数有する構造とすることが容易にできる。なお、このときの搬送固化手段の個数としては、必要な生産量に応じて適宜選択できる。
【００４６】
前記気流発生手段によって発生させる気流を構成する気体の種類としては、特に制限はなく、空気であっても、窒素等の不燃性気体であってもよい。前述のように、液滴が乾燥することで合着及び結着しなくなる性質があるために、液滴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、トナー組成液に含まれる溶剤の蒸気を含まないことが好ましい。
また、前記気流の温度としては、特に制限はなく、適宜調整可能であるが、生産時において変動のないことが好ましい。
また、チャンバー内に気流の状態、流れを変えるような手段をとってもよく、そのような手段によってチャンバーへの液滴の付着を防止することで、歩留まりが向上し、生産性が向上する。
【００４７】
前記第一の気流路では、気流路内（液滴吐出空間）に吐出された液滴の進行方向が気流によって曲げられ、吐出方向に対して直角方向に進行方向を徐々に変える。更に液滴は、気流により搬送速度が増加し、液滴間距離が増加するため、液滴同士が接触し合着する確率が減少する。
液滴吐出方向と直交する前記搬送気流の速度としては、液滴同士の合着を防ぎ、液滴の進行方向を変化させるのに十分な速度を有する必要があり、７ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓが好ましく、１５ｍ／ｓ〜６０ｍ／ｓがより好ましい。前記速度が、７ｍ／ｓ未満であると、液滴の進行方向を変化させる前に前後の液滴が合着し合着液滴となるため、乾燥した粒子の粒径分布が広くなることがあり、１００ｍ／ｓを超えると、液滴の分裂が発生し、粒径分布が悪化する可能性がある。一方、前記速度が、前記範囲内であると、液滴が合着する前に液滴の進行方向が変化し、合着確率が低下するため粒径分布が狭い粒子を得ることができる。
【００４８】
前記第二の気流路の構造としては、少なくとも上流部において、第一の気流路よりも断面積が拡大された構造であることが好ましく、少なくとも上流部において、下流側に向かうにつれて断面積が拡大された構造であることがより好ましい。
このような形状を有する第二の気流路では、前記液滴吐出手段から吐出される液滴の吐出方向に対して直角方向に進行方向が変化した液滴に対して、液滴が前記気流路の壁面付近から離され、その結果、液滴が気流路の壁面と接触し、付着又は結着することを防ぐことができる。
【００４９】
前記断面積が拡大する方向としては、液滴と気流路の壁面との付着又は結着を防止できる限り、特に制限はなく、前記液滴吐出手段側に拡大してもよいし、前記液滴吐出手段と対向する側に拡大してもよい。
第二の気流路の断面積は、不連続に拡大してもよく、漸次拡大してもよいが、乱流が発生しない点で、漸次拡大することが好ましい。なお、前記不連続とは、例えば、階段状であることを指す。
【００５０】
また、必要に応じて、前記第二の気流路の壁面を多孔質体とし圧縮気体を導入すること、又は、前記第二の気流路の壁面に沿って下流側に流れる補助気流を発生させる補助気流発生手段を用いることにより、液滴と搬送気流路の壁面との距離を広げてもよい。
【００５１】
前記第二の気流路のその他の形状としては、第二の気流路の構造が、少なくとも上流部において、前記液滴吐出手段が設置された側に湾曲した第一の湾曲部位を有する構造であることが好ましく、更に、前記液滴吐出手段が設置された側とは反対側に湾曲した第二の湾曲部位を第一の湾曲部位の下流側に有する構造であることがより好ましい。
【００５２】
このような形状を有する第二の気流路では、前記液滴吐出手段から吐出される液滴の吐出方向に対して直角方向に進行方向が変化した液滴に対して、気流の方向が前記液滴吐出手段側（言い換えれば、液滴吐出方向とは逆方向の成分を有する方向）に転向されることで、液滴と搬送気流の慣性力の差から、液滴が前記気流路の壁面付近から離され、その結果、液滴が気流路の壁面と接触し、付着又は結着することを防ぐことができる。
前記気流の気流方向を前記液滴吐出手段側に転向する方法としては、特に制限はないが、簡便である点で、上述のように第二の気流路を前記液滴吐出手段側に湾曲させることで転向させることが好ましいが、液滴の速度、密度と液滴径に応じて、更に気流発生手段を設け、第二の気流路に補助気流を流すことによって転向の補助をさせてもよい。
また、気流路の曲げ方としては、特に限定はなく、円弧曲線であっても緩和曲線であってもよい。
【００５３】
第二の気流路は、前述のように第二の気流路が前記液滴吐出手段側に曲げられている形状であることが好ましく、更に、液滴２１が搬送気流路６６の壁面付近から離された後、液滴が気流路の壁面と再接近し付着又は結着することを防ぐ形状であることがより好ましい。
前記液滴と気流路の壁面との再接近、付着又は結着を防止するためには、第二の気流路の構造が、前記湾曲部位において、下流側に向かうにつれて断面積が拡大された構造であることが好ましい。第二の気流路の断面積は、不連続に拡大してもよく、漸次拡大してもよいが、乱流が発生しない点で、漸次拡大することが好ましい。なお、前記不連続とは、例えば、階段状であることを指す。
【００５４】
また、更に好ましい形状は、第二の気流路の断面積が、気流の下流側に向かうにつれて、漸次拡大する形状とすることで、液滴と搬送気流路の壁面との距離を広げること、及び／又は第二の気流路が、第一の気流路における気流の方向に対し、前記液滴吐出手段側に前記気流を導き、更に気流の下流側に向かうにつれて第一の気流路における気流の方向に漸次近づくように前記気流を導く（つまり、第二の気流路内を流れる気流の液滴吐出方向とは逆方向の成分が、気流路下流側に向かうにつれて徐々に減少していく形状とする）ことで前記液滴の進行方向を調整し、液滴と気流路の壁面との距離を保つことによって達成できる。
また、必要に応じて、前記第二の気流路の壁面を多孔質体とし圧縮気体を導入すること、又は、前記第二の気流路の壁面に沿って下流側に流れる補助気流を発生させる補助気流発生手段を用いることにより、液滴と搬送気流路の壁面との距離を広げてもよい。
【００５５】
本発明に用いられる第二の気流路の上記好ましい形状は、具体的には図１６〜図１９及び図２１〜図２６に示され、例えば、下記パラメーター値により表すことができる。
前記液滴吐出手段２が配置された壁面をＸ面、対向する壁面をＹ面とし、Ｘ面とＹ面との距離を気流路高さＨとし、第一の気流路の高さをＨ１、第二の気流路の高さをＨ２、第二の気流路のＸ面曲率半径１をＲＸ１、第二の気流路のＹ面曲率半径１をＲＹ１、第二の気流路のＸ面中心角１をθＸ１、第二の気流路のＹ面中心角１をθＹ１、第二の気流路のＸ面曲率半径２をＲＸ２、第二の気流路のＹ面曲率半径２をＲＹ２、第二の気流路のＸ面中心角２をθＸ２、第二の気流路のＹ面中心角２をθＹ２として数値化することができる。
それぞれのパラメーター値は、本発明の効果を有する限り特に制限はなく、液滴の大きさ、気流の速度、気流路の断面積などに応じて適宜設定することができる。
【００５６】
気流路の長さとしては、前述のように液滴が乾燥することで合着及び結着しなくなる性質があるために、液滴が乾燥し、接触しても合着及び結着しなくなる長さであることが好ましく、液滴と気流の条件によって決定される。
【００５７】
前記第一の気流路（液滴吐出空間）の壁面形状としては、気流が整流された流れとなればどのような形状であってもよいが、気流の乱れを防止できる観点から、液滴吐出手段の吐出孔が開口された面の形状に沿った凸凹がない形状が好ましい。
【００５８】
また、液滴を連続して吐出する際の液適の初速度Ｖ０は、吐出直後の液滴径をｄ０、駆動周波数をｆとしたとき、Ｖ０＞２ｄ０×ｆであることが好ましく、より好ましくはＶ０＞３ｄ０×ｆである。前記Ｖ０が、２ｄ０×ｆ以下であると、前後の液滴の間隔が小さくなり液滴の進行方向を変化させる前に合着してしまう。液滴直径及び吐出速度は、吐出孔の径、駆動周波数ｆ及び印加電圧などで調整可能である。
【００５９】
図１０では、液滴２１が水平方向に向かって吐出されるように液滴吐出手段２を配置しているが、必ずしもその必要はなく、吐出させる方向は適宜選択できる。
トナー捕集手段６２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、バックフィルター等を用いることができる。
【００６０】
＜乾燥＞
図１０で示された搬送固化手段によって得られたトナー粒子に含まれる残留溶剤量が多い場合はこれを低減するために必要に応じて、二次乾燥が行われる。二次乾燥としては流動床乾燥や真空乾燥のような一般的な公知の乾燥手段を用いることができる。有機溶剤がトナー中に残留すると耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく。加熱による定着時において有機溶剤が揮発するため、使用者及び周辺機器へ悪影響を及ぼす可能性が高まるため、充分な乾燥を実施する。
【００６１】
＜微粒子原料含有液＞
本発明の微粒子製造装置及び微粒子の製造方法において用いられる微粒子原料含有液は、微粒子の原料となる成分、つまり微粒子化成分が溶媒に溶解若しくは分散してなるもの、又は微粒子化成分が溶融したものである。
前記微粒子原料としては、溶媒に溶解乃至分散できる限り、特に制限はなく、微粒子を形成することができる公知の原料を用いることができる。
前記微粒子原料として、後述するトナー材料を用い、本発明の微粒子製造装置又は微粒子の製造方法によって本発明のトナーを製造することができる。
前記微粒子原料含有液の粘度としては、前記液滴吐出手段により吐出することができ、前記搬送固化手段により液滴が乾燥できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６２】
（トナー）
次に、前記微粒子の一例として、本発明の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、本発明の微粒子製造装置及び微粒子の製造方法をトナーに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、これにより、粒径分布が単分散なものが得られる。
【００６３】
具体的には、前記トナーの粒径分布（体積平均粒径／個数平均粒径）としては、１．００〜１．２０が好ましく、１．００〜１．１５がより好ましく、１．００〜１．１０が更に好ましい。また、体積平均粒径としては、１μｍ〜２０μｍが好ましく、３μｍ〜１０μｍがより好ましい。
前記粒径分布及び体積平均粒径の測定は、例えば、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて行うことができる。
【００６４】
次に、本発明で使用できるトナー材料について説明する。
トナー材料としては、従来公知の電子写真用トナー材料が使用できる。即ち、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。
【００６５】
＜トナー材料＞
前記トナー材料としては、少なくとも結着樹脂、着色剤を含み、更に必要に応じて、ワックス、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、その他の添加剤などを含む。
【００６６】
＜＜結着樹脂＞＞
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。
【００６７】
前記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個数％〜９０個数％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。
【００６８】
前記結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂等のビニル重合体のときの酸価としては、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが最も好ましい。
【００６９】
前記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個数％〜１００個数％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。
【００７０】
前記結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、その酸価としては、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが最も好ましい。
【００７１】
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。
【００７２】
本発明のトナーに使用できる結着樹脂としては、前記ビニル重合体成分及びポリエステル系樹脂成分の少なくともいずれかに、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、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。
【００７３】
また、ポリエステル系重合体及びビニル重合体の少なくともいずれかとその他の結着樹脂とを併用する場合、結着樹脂全体の酸価が、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである樹脂を６０質量％以上有するものが好ましい。
【００７４】
本発明において、トナー材料の結着樹脂成分の酸価は、以下の方法により求めることができる。なお、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０．５ｇ〜２．０ｇを精秤し、重合体成分の重さをＷ（ｇ）とする。例えば、トナーから結着樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により結着樹脂の酸価を求める。
（２）３００ｍＬのビーカーに試料を入れ、トルエン／エタノール（体積比４／１）の混合液１５０ｍＬを加え溶解する。
（３）０．１ｍｏｌ／ＬのＫＯＨのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。
（４）この時のＫＯＨ溶液の使用量をＳ（ｍＬ）とし、同時にブランクを測定し、この時のＫＯＨ溶液の使用量をＢ（ｍＬ）とし、以下の式で算出する。ただし、ｆはＫＯＨのファクターである。
酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）＝｛（Ｓ−Ｂ）×ｆ×５．６１｝／Ｗ
【００７５】
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。
【００７６】
本発明のトナーに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、フェライト等の磁性酸化鉄、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、及び（３）これらの混合物などが用いられる。
【００７７】
前記磁性体としては、例えば、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、Ｆｅ３Ｏ４、γ−Ｆｅ２Ｏ３の微粉末が好ましい。
【００７８】
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。異種元素としては、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。
【００７９】
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。
【００８０】
前記磁性体の含有量としては、結着樹脂１００質量部に対して、磁性体１０質量部〜２００質量部が好ましく、２０質量部〜１５０質量部がより好ましい。
前記磁性体の個数平均粒径としては、０．１μｍ〜２μｍが好ましく、０．１μｍ〜０．５μｍがより好ましい。前記個数平均径は、透過電子顕微鏡により拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより求めることができる。
【００８１】
また、前記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エルステッド〜１５０エルステッド、飽和磁化５０ｅｍｕ／ｇ〜２００ｅｍｕ／ｇ、残留磁化２ｅｍｕ／ｇ〜２０ｅｍｕ／ｇのものが好ましい。
前記磁性体は、着色剤としても使用することができる。
【００８２】
＜＜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、ピ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。
【００８３】
前記着色剤の含有量としては、トナーに対して１質量％〜１５質量％が好ましく、３質量％〜１０質量％がより好ましい。
【００８４】
本発明のトナーに用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性乃至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。
【００８５】
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、有機溶剤を用いることができる。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。
【００８６】
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質量部〜２０質量部が好ましい。
【００８７】
前記マスターバッチ用の樹脂の酸価としては、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、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。前記酸価が、３０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、高湿下での帯電性が低下し、着色剤分散性も不十分となることがある。
また、前記マスターバッチ用の樹脂のアミン価としては、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、アミン価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましい。前記アミン価が、１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である、或いは１００ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、着色剤分散性が不十分となることがある。
なお、前記酸価は、ＪＩＳ  Ｋ００７０に記載の方法により測定することができ、前記アミン価は、ＪＩＳ  Ｋ７２３７に記載の方法により測定することができる。
【００８８】
また、分散剤は、着色剤分散性の点で、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」（以上、味の素ファインテクノ株式会社製）、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１」（ビックケミー社製）、「ＥＦＫＡ−４０１０」（ＥＦＫＡ社製）などが挙げられる。
【００８９】
前記分散剤の重量平均分子量としては、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、５００〜１００，０００が好ましく、着色剤分散性の観点から、３，０００〜１００，０００がより好ましく、５，０００〜５０，０００が特に好ましく、５，０００〜３０，０００が最も好ましい。前記分子量が、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、１００，０００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。
【００９０】
前記分散剤の含有量は、着色剤１００質量部に対して１質量部〜２００質量部であることが好ましく、５質量部〜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。
【００９１】
＜＜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していてもよい。
前記ワックスとしては、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の一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
【００９２】
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、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、更に長鎖の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。
【００９３】
また、前記ワックスの好適な例としては、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、メタロセン触媒などの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、無水マレイン酸などの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。
【００９４】
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。
【００９５】
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観点から、７０℃〜１４０℃が好ましく、７０℃〜１２０℃がより好ましい。前記融点が、７０℃未満であると、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。
【００９６】
なお、本発明においては、示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：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。
【００９７】
前記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。
【００９８】
また、上記ワックスは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよいが、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、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、例えば、直鎖構造のもの、官能基を有さない無極性のものなどが挙げられる。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。
【００９９】
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。前記融点の差が、１０℃未満であると、機能分離効果が表れにくいことがあり、１００℃を超えると、相互作用による機能の協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。
【０１００】
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などが挙げられる。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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質量部〜２０質量部が好ましく、０．５質量部〜１０質量部がより好ましい。
【０１０３】
＜＜流動性向上剤＞＞
本発明のトナーは、更に流動性向上剤を含んでいてもよい。該流動性向上剤は、噴射乾燥して得られたトナー粒子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。
【０１０４】
前記流動性向上剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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等のフッ素系樹脂粉末；湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ；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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、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或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的乃至物理的に処理することによって行うことができる。これらの中でも、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好ましい。
【０１０８】
前記有機ケイ素化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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個〜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個〜１個含有するジメチルポリシロキサンなどが挙げられる。更に、その他の例としては、メチルシリコーンオイル等の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。
【０１０９】
前記流動性向上剤の粒径としては、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、平均一次粒径として、０．００１μｍ〜２μｍが好ましく、０．００２μｍ〜０．２μｍがより好ましい。
【０１１０】
前記流動性向上剤の個数平均粒径としては、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、５ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜５０ｎｍがより好ましい。
【０１１１】
前記流動性向上剤をＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面積としては、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、３０ｍ２／ｇ以上が好ましく、６０ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇがより好ましい。前記流動性向上剤が表面処理された微粉体である場合には、２０ｍ２／ｇ以上が好ましく、４０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇがより好ましい。
【０１１２】
前記流動性向上剤の含有量としては、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、トナー粒子１００質量部に対して０．０３質量部〜８質量部が好ましい。
【０１１３】
＜＜クリーニング性向上剤＞＞
静電潜像担持体、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が挙げられる。前記ポリマー微粒子としては、比較的粒径分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径として、０．０１μｍ〜１μｍが好ましい。
【０１１４】
＜＜その他の添加剤＞＞
本発明に係るトナーには、更に必要に応じてその他の添加剤として、静電潜像担持体及びキャリアの保護、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；酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化アンチモン等の導電性付与剤；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含んでもよい。前記無機微粉体は、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。
【０１１５】
前記添加剤は、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。
【０１１６】
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外添剤として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。前記外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中又は漸次外添剤を加えてもよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよく、はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。使用できる混合機としては、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。
【０１１７】
得られたトナーの形状を更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、結着樹脂及び着色剤を含む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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
前記外添剤としては、前記無機微粒子の他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【０１２０】
前記外添剤は、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、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、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ましい。
【０１２１】
前記外添剤の一次粒子径としては、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、５ｎｍ〜２μｍが好ましく、５ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。
また、前記外添剤のＢＥＴ法による比表面積としては、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、２０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇが好ましい。
前記外添剤の含有量としては、トナーに対して、０．０１質量％〜５質量％が好ましく、０．０１質量％〜２．０質量％がより好ましい。
【実施例】
【０１２２】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【０１２３】
（実施例１）
＜着色剤分散液の調製＞
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質量部及び着色剤分散剤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て一次分散させた。前記着色剤分散剤としては、アジスパーＰＢ８２１（味の素ファインテクノ株式会社製）を使用した。
得られた一次分散液を、ビーズミル（アシザワ・ファインテック株式会社製、ＬＭＺ型、ジルコニアビーズ径０．３ｍｍ）を用いてせん断力により細かく分散し、５μｍ以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
【０１２４】
＜ワックス分散液の調製＞
カルナバワックス１８質量部、及びワックス分散剤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て一次分散させた。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以下になるようにワックス粒子を析出させた。前記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・ファインテック株式会社製、ＬＭＺ型、ジルコニアビーズ径０．３ｍｍ）を用いてせん断力により細かく分散し、最大径が１μｍ以下になるように調製した。
【０１２５】
＜トナー組成液の調製＞
結着樹脂、着色剤分散液及び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、及び前記ワックス分散液３０質量部を、酢酸エチル８４０質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して１０分間攪拌し、均一に分散させた。なお、溶媒希釈によるショックで着色剤やワックス粒子が凝集することはなかった。
【０１２６】
＜トナー製造装置＞
液滴吐出手段と搬送固化手段を備えた図１０に示される構成のトナー製造装置に、図１６の構成の搬送気流路を用いてトナーの製造を行った。
以下に液滴吐出手段、搬送固化手段及び搬送気流路のサイズ、条件などを記載する。
【０１２７】
＜＜液滴吐出手段＞＞
図１において、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さＬが１．８５ｍｍ、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たものを使用した。また、吐出孔が開口された面が平面である液柱共鳴タイプの液滴吐出手段を使用した。
駆動信号発生源としては、ファンクションジェネレーター（ＷＦ１９７３、株式会社エヌエフ回路設計ブロック製）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３４０ｋＨｚとなる。
【０１２８】
＜＜搬送固化手段＞＞
気流発生手段としてはルーツブロワを使用し、トナー捕集手段としてはサイクロン捕集機を使用した。チャンバー下端部にサイクロン捕集機を接続し、吸引捕集した。捕集時の搬送気流としては４０℃の窒素を使用した。
前記チャンバーは、内径（直径）４００ｍｍ、高さ２，０００ｍｍの円筒形で垂直に固定され、上端部と下端部は絞られていて、上端部は液滴吐出手段を壁面に備えた搬送気流路（第一の気流路）と接続されており、上端部形状は、接続部断面が矩形に絞られているものを使用した。
【０１２９】
前記気流路の壁面形状は、液滴吐出手段の吐出孔が開口された平面に対して凸凹のない形状とし、断面形状が矩形となるように壁面を設けた。
以下、液滴吐出手段が配置された壁面をＸ面、対向する壁面をＹ面とし、Ｘ面とＹ面との距離を気流路高さＨとして記載する。
液滴吐出空間を形成し、液滴吐出方向に対して直交する方向に液滴が搬送されるように搬送気流を導く第一の気流路と、該第一の気流路と下流側の末端にて接続して配置され、第一の気流路の気流方向に対して、液滴吐出手段側（液滴吐出方向とは逆方向の成分を有する方向）に搬送気流を導くように第二の気流路を設け、搬送気流路形状を以下の形状とした。
また、第一の気流路（液滴吐出空間）末端からチャンバー上端部までの気流路長さを２５０ｍｍ、図示しない奥行き方向の搬送気流路幅を２００ｍｍとした。
−搬送気流路形状を表すパラメータ値−
第一の気流路の高さ                Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ                Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１    ＲＸ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１    ＲＹ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１      θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１      θＹ１：９０°
【０１３０】
前述のトナー製造装置を用いて前記トナー組成液を吐出させ、搬送気流路及びチャンバー内で乾燥固化したトナー粒子をサイクロン捕集機で捕集した。なお、このときの製造条件としては、入力信号は印加電圧サイン波ピーク値１２．０Ｖ、周波数３４０ｋＨｚとし、搬送気流速度は１５ｍ／ｓとした。
液滴の吐出直後の様子をレーザーシャドウグラフィ法により撮影し、撮影した画像から液滴径と吐出速度を算出した結果、液滴径は、１１．８μｍ、吐出速度は、２０ｍ／ｓであった。
トナー貯蔵容器よりトナーを取り出し、トナー１を得た。
【０１３１】
＜評価＞
得られたトナー１の粒径分布をフロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて下記に示す測定方法にて測定した。これを３回繰り返したところ、体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．２μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．４μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．１５であった。
なお、トナー１の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
＜＜トナーの粒径分布の測定方法＞＞
フィルターを通して微細なごみを取り除き、１０−３ｃｍ３の水中に測定範囲（例えば、円相当径０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満）の粒子数が２０個以下の水１０ｍＬ中にノニオン系界面活性剤（コンタミノンＮ、和光純薬工業株式会社製）を数滴加え、更に、測定試料としてのトナーを５ｍｇ加え、超音波分散器（ＵＨ−５０、株式会社エスエムテー製）で２０ｋＨｚ、５０Ｗ／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４，０００個／１０−３ｃｍ３〜８，０００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、０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満の円相当径を有する粒子の粒径分布を測定した。
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル（厚み約２００μｍ）の流路（流れ方向に沿って広がっている）を通過させた。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ている。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。
約１分間で、１，２００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％）を測定した。結果（頻度％及び累積％）は、０．０６μｍ〜４００μｍの範囲を２２６チャンネル（１オクターブに対し３０チャンネルに分割）に分割して得ることができるが、実際の測定では、円相当径が０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満の範囲で粒子の測定を行った。
【０１３２】
（実施例２）
実施例１において、第二の気流路の高さＨ２を、気流の上流から下流に向かって３０ｍｍから９０ｍｍまで滑らかに拡大するように変更し、第二の気流路の断面積を漸次拡大させた図１７に示す構成とした以外は、実施例１と同様にして、トナー２を得た。
得られたトナー２を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．８μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０９であった。
なお、トナー２の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
【０１３３】
（実施例３）
実施例１において、第二の気流路をＳ字形状となるように変更し、第二の気流路内を流れる気流の液滴吐出方向とは逆方向の成分が、気流路下流側に向かうにつれて徐々に減少していく図１８に示す構成とした以外は、実施例１と同様にして、トナー３を得た。
−搬送気流路形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ                Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ                Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１    ＲＸ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１    ＲＹ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１      θＸ１：４５°
第二の気流路のＹ面中心角１      θＹ１：４５°
第二の気流路のＸ面曲率半径２    ＲＸ２：４５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２    ＲＹ２：１５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２      θＸ２：４５°
第二の気流路のＹ面中心角２      θＹ２：４５°
【０１３４】
得られたトナー３を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．９μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．１１であった。
なお、トナー３の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
【０１３５】
（実施例４）
実施例１において、第二の気流路の高さＨ２を滑らかに拡大するように変更し、第二の気流路をＳ字かつ気流の上流から下流に向かって滑らかに拡大するＳ字拡大形状となるように変更し、第二の気流路の断面積を漸次拡大させ、第二の気流路内を流れる気流の液滴吐出方向とは逆方向の成分が、気流路下流側に向かうにつれて徐々に減少していく図１９に示す構成とした以外は、実施例１と同様にして、トナー４を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ                Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ                Ｈ２：３０ｍｍ〜１００ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１    ＲＸ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１    ＲＹ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１      θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１      θＹ１：６０°
第二の気流路のＸ面曲率半径２    ＲＸ２：７２．５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２    ＲＹ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２      θＸ２：９０°
第二の気流路のＹ面中心角２      θＹ２：７５°
【０１３６】
得られたトナー４を実施例１と同様にして、液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．５μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０６であった。
なお、トナー４の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
【０１３７】
（実施例５）
実施例４において、搬送気流路形状を以下のパラメーター値で表される形状とした以外は、実施例４と同様にして、トナー５を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ                Ｈ１：１５ｍｍ
第二の気流路の高さ                Ｈ２：１５ｍｍ〜１５０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１    ＲＸ１：５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１    ＲＹ１：２０ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１      θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１      θＹ１：１５°
第二の気流路のＸ面曲率半径２    ＲＸ２：５０ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２    ＲＹ２：１５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２      θＸ２：７５°
第二の気流路のＹ面中心角２      θＹ２：９０°
【０１３８】
得られたトナー５を実施例１と同様にして、液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０６であった。
なお、トナー５の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
【０１３９】
（実施例６）
実施例４において、搬送気流路形状を以下のパラメーター値で表される形状とした以外は、実施例４と同様にして、トナー６を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ                Ｈ１：４５ｍｍ
第二の気流路の高さ                Ｈ２：４５ｍｍ〜２００ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１    ＲＸ１：３０ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１    ＲＹ１：７５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１      θＸ１：４５°
第二の気流路のＹ面中心角１      θＹ１：３０°
第二の気流路のＸ面曲率半径２    ＲＸ２：０ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径２    ＲＹ２：６０ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角２      θＸ２：０°
第二の気流路のＹ面中心角２      θＹ２：３０°
【０１４０】
得られたトナー６を実施例１と同様の操作で液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０８であった。
なお、トナー６の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
【０１４１】
（実施例７）
実施例４において、搬送気流速度を１５ｍ／ｓから３２ｍ／ｓに変更した以外は、実施例４と同様にして、トナー７を得た。
得られたトナー７を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０８であった。
なお、トナー７の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
【０１４２】
（実施例８）
実施例４において、搬送気流速度を１５ｍ／ｓから９ｍ／ｓに変更した以外は、実施例４と同様にして、トナー８を得た。
得られたトナー８を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．０８であった。
なお、トナー８の製造後、気流路壁面への液滴の付着乃至粒子の結着は見られなかった。
【０１４３】
（比較例１）
実施例１において、搬送気流路に第二の気流路を設けず、即ち、搬送気流路をストレート形状に変更した以外は、実施例１と同様にして、トナー９を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ                Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ                Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１    ＲＸ１：−
第二の気流路のＹ面曲率半径１    ＲＹ１：−
第二の気流路のＸ面中心角１      θＸ１：−
第二の気流路のＹ面中心角１      θＹ１：−
【０１４４】
得られたトナー９を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は７．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．８μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．３１であった。
また、吐出方向に対して直交する搬送気流によって搬送された液滴は壁面に付着乃至結着しており、付着乃至結着のほとんどは、液滴吐出手段が配置された壁面側に見られた。
また、フロー式粒子像分析装置で得られた粒子の画像には多くの結着粒子が見られた。
【０１４５】
（比較例２）
実施例１において、図２０に示すように、第一の気流路の気流方向に対して、液滴吐出方向と同方向（液滴吐出手段側と逆側）に搬送気流を導くように湾曲させた第二の気流路を設け、以下の搬送気流路形状に変更した以外は、実施例１と同様にしてトナー１０を得た。
−搬送気流路の形状を表すパラメーター値−
第一の気流路の高さ                Ｈ１：３０ｍｍ
第二の気流路の高さ                Ｈ２：３０ｍｍ
第二の気流路のＸ面曲率半径１    ＲＸ１：４５ｍｍ
第二の気流路のＹ面曲率半径１    ＲＹ１：１５ｍｍ
第二の気流路のＸ面中心角１      θＸ１：９０°
第二の気流路のＹ面中心角１      θＹ１：９０°
【０１４６】
得られたトナー１０を実施例１と同様にして液滴径、吐出速度及び粒径分布を測定したところ、液滴径は１１．８μｍ、吐出速度は２０ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は７．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．８μｍであり、粒径分布（Ｄｖ／Ｄｎ）の平均は１．３３であった。
また、液滴が気流路中央近傍に導入されないため、壁面に付着乃至結着し、付着乃至結着のほとんどは、第二の気流路の液滴吐出手段が配置された壁面側に見られた。
また、フロー式粒子像分析装置で得られた粒子の画像には多くの結着粒子が見られた。
【０１４７】
（実施例９）
下記形状の第一の気流路と第二の気流路とを有する、図２１に示されたトナー製造装置を用い、印加電圧サイン波ピーク値を１１．２Ｖに変更した以外は、実施例１と同様にして、トナー１１を得た。
＜第一の気流路形状＞
第一の気流路は、液柱共鳴タイプ液滴吐出手段の吐出面が壁面に凹凸無く固定でき、気流路断面形状が長方形の気流路である。液滴吐出手段が配置された壁面側と対向する壁面側の距離を気流路高さＨとすると、第一の気流路高さＨ１が３０ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ１が８０ｍｍ、液柱共鳴液室端部から第二の気流路入口までの距離Ｓが８ｍｍである。
＜第二の気流路形状＞
第二の気流路は、第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面と対向する壁面側に１２０ｍｍ拡大しており、第二の気流路高さＨ２が１５０ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ２が８０ｍｍ、第二の気流路入口からチャンバー上端部までの距離Ｔが５００ｍｍである。
なお、液滴の吐出直後の様子をレーザーシャドウグラフィ法により撮影し、撮影した画像から吐出速度を算出した結果、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。
このトナーの粒径分布を実施例１と同様に測定したところ、体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．５μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．４μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．２０であった。
【０１４８】
（実施例１０）
実施例９において、図２２に示したように、第二の気流路が第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面側に１２０ｍｍ滑らかに拡大し、第二の気流路高さＨ２が１５０ｍｍであるトナー製造装置を用いたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１２を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．２μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．１７であった。
【０１４９】
（実施例１１）
実施例１０において、図２３に示したように、第二の気流路の奥行き方向壁面の、第一の気流路との接続部から２００ｍｍまでの壁面材質を多孔質材に変更して補助気流導入口とし、補助気流発生手段を備えたトナー製造装置を用い、補助気流速度を１ｍ／ｓとした以外は、実施例１０と同様の条件と操作で、トナー１３を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は６．０μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．１３であった。
【０１５０】
（実施例１２）
実施例９において、図２４に示したように、液滴吐出手段が配置された壁面側に開口された補助気流導入口と補助気流発生手段を備え、第二の気流路が第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面側に１２０ｍｍ滑らかに拡大したトナー製造装置を用い、補助気流速度を１ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１４を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．９μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．３μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．１１であった。
【０１５１】
（実施例１３）
実施例９において、図２５に示したように、液滴吐出手段が配置された壁面側に開口された補助気流導入口と補助気流発生手段を備え、第二の気流路が第一の気流路との接続部において液滴吐出手段が配置された壁面側に３０ｍｍ急拡大し、液滴吐出手段が配置された壁面と対向する壁面側に１００ｍｍ滑らかに拡大しており、第二の気流路高さＨ２が１６０ｍｍであるトナー製造装置を用い、補助気流速度を１ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１５を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．０８であった。
【０１５２】
（実施例１４）
実施例９において、図２６に示したように、第二の気流路壁面に環状スリット状に開口された補助気流導入口と補助気流発生手段を備え、第二の気流路が第一の気流路との接続部において全周方向に急拡大し、第二の気流路高さＨ２が２００ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ２が２００ｍｍの円形断面の円筒形状であるトナー製造装置を用い、補助気流速度を２ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１６を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は５．５μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．２μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．０６であった。
【０１５３】
（比較例３）
実施例９において、第二の気流路高さＨ２が３０ｍｍ、図示しない奥行き方向気流路幅Ｗ２が８０ｍｍの気流路断面形状が長方形である気流路とし、即ち、第二の気流路の断面積が拡大しない、ストレート形状であるトナー製造装置を用いたこと以外は、実施例９と同様の条件と操作で、トナー１７を得た。
得られたトナーを実施例１と同様の操作で吐出速度および粒径分布を測定したところ、吐出速度は１５ｍ／ｓであった。体積平均粒径（Ｄｖ）の平均は７．６μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）の平均は５．８μｍであり、Ｄｖ／Ｄｎの平均は１．３１であった。
吐出方向に対して直交する搬送気流によって搬送された液滴が第二の気流路壁面に付着・結着し、粒度分布が広くなっている。付着の殆どは、液滴吐出手段が配置された壁面側に見られた。
【０１５４】
上記実施例１〜１４及び比較例１〜３の評価結果を以下の表１にまとめた。
【０１５５】
【表１】
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【０１５６】
表１より、比較例１〜３（トナー９、１０及び１７）では、液滴の気流路壁面への付着が見られ、多くの結着粒子が見られ、実施例１〜１４（トナー１〜８及び１１〜１６）に比べて粒径分布が広くなっていることが分かる。前記結着粒子は、液滴が気流路の壁面へ付着し乾燥される過程でトナー粒子同士が結着して形成され、これが壁面から剥離し捕集されたものと考えられ、前記結着粒子により製造の長期安定性の低下（粒径分布の悪化）が起きたと考えられる。
一方、実施例１〜１４では、液滴の気流路壁面への付着及び結着が見られず、粒径分布が極めて狭いトナーが得られている。
したがって、液滴吐出手段から連続的に吐出された液滴の吐出方向に対して直交する方向に液滴が搬送されるように気流を導く第一の気流路と、前記第一の気流路の下流端に連なる第二の気流路とを少なくとも有し、前記第二の気流路が、前記液滴を壁面に近接させないように搬送する構造を有する微粒子の製造装置は、安価で簡便な構造でありながら、微粒子が壁面に付着し、微粒子同士が結着することを抑えることができ、狭い粒径分布を有する微粒子を長時間安定して製造できることが示された。
【符号の説明】
【０１５７】
１：トナー製造装置
２：液滴吐出手段
９：弾性板
１０：液柱共鳴液滴吐出ユニット
１１：（液柱共鳴タイプの）液滴吐出手段
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：液柱共鳴流路
１９：吐出孔
２０：振動発生手段
２１：液滴
２２：液戻り管
２３：合着液滴
６０：搬送固化手段
６１：チャンバ
６２：トナー捕集手段
６３：トナー貯留部
６４：搬送気流導入口
６５：搬送気流排出口
６６：搬送気流路
６７：第一の気流路（液滴吐出空間）
６８：気流発生手段
６９：第二の気流路
１０１：搬送気流
２０１：補助気流
２０２：補助気流導入口
２０３：補助気流発生手段
Ｐ１：液圧力計
Ｐ２：チャンバ内圧力計
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５８】
【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】特許第４６０７０２９号公報
【特許文献５】特開２０１１−００８２２９号公報
【図１】
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【図９】
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【図１１】
0005899737.tif 000005
【図１２】
0005899737.tif 000006
【図１３】
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【図１６】
0005899737.tif 000008
【図１７】
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【図１８】
0005899737.tif 000010
【図１９】
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【図２０】
0005899737.tif 000012
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２１】
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【図２５】
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