(57)【要約】【課題】噴射造粒法によって生成したトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じることを抑制しつつ、トナー粒子ごとに粒径のバラツキが生じること抑制することが出来るトナー製造装置、トナー製造方法、並びに、これらの製造装置または製造方法によって製造されたトナーを提供する。【解決手段】ノズル１１が形成された加圧室１４及び加圧室１４内のトナー組成液１０に振動を付与する振動装置１３を有する液滴噴射ユニット２と、液滴噴射ユニット２に形成されたトナー液滴３１を固化するチャンバー３と、を備えるトナー製造装置１で、液滴噴射ユニット２は、トナー組成液１０が流通するバイパス流路１４ｂを有し、バイパス流路１４ｂは、加圧室１４と連通口１４ｃで一部連通するように空間的に仕切られており、バイパス流路１４ｂを介して加圧室１４にトナー組成液１０が供給される。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー組成液を液滴として噴射するためのノズルが形成された液噴射領域及び該液噴射領域内の該トナー組成液に振動を付与する振動発生手段を有する液滴化手段と、
該液滴化手段によって形成された液滴を固化するための固化手段と、を備えるトナー製造装置において、
上記液滴化手段は、上記トナー組成液が流通する液流通領域を有し、
該液流通領域は、上記液噴射領域と一部連通するように空間的に仕切られており、該液流通領域を介して該液噴射領域に該トナー組成液が供給されることを特徴とするトナー製造装置。
【請求項２】
請求項１のトナー製造装置において、
上記トナー組成液を収容するトナー収容手段と、
該トナー収容手段から上記液滴化手段に該トナー組成液を供給するトナー組成液供給手段とを有することを特徴とするトナー製造装置。
【請求項３】
請求項１または２のトナー製造装置において、
上記液流通領域の流通方向下流側端部に到達した上記トナー組成液を該液流通領域の流通方向上流側端部に戻して該トナー組成液を装置内で循環させるトナー組成液循環手段を備えることを特徴とするトナー製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトナー製造装置において、
上記液流通領域内の流通方向に直交する断面の断面積が、上記液噴射領域よりも該液流通領域の方が大きいことを特徴とするトナー製造装置。
【請求項５】
請求項１または４のトナー製造装置において、
上記液噴射領域内には上記液流通領域の流通方向と同方向の流れが形成されており、
該液流通領域の流通方向の流れの流速は、液噴射領域内の流れの流速よりも速いことを特徴とするトナー製造装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトナー製造装置において、
上記振動発生手段は、上記液噴射領域内の上記トナー組成液に共振現象を生じさせる振動発生部材であることを特徴とするトナー製造装置。
【請求項７】
液噴射領域内のトナー組成液をノズルから液滴として吐出するトナー組成液噴射工程と、該トナー組成液噴射工程で噴射された液滴を固化させる固化工程とによって、トナー粒子を製造するトナー製造方法において、
上記液噴射領域とは一部連通するように空間的に仕切られた液流通領域に上記トナー組成液を流通させるトナー組成液流通工程と、
該液流通領域を介して該液噴射領域に該トナー組成液を供給する供給工程とを実行することを特徴とするトナー製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトナー製造装置、または、請求項７に記載のトナー製造方法によって製造されたことを特徴とするトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射造粒法によってトナーを製造するトナー製造方法およびトナー製造装置に関するものである。また、かかるトナー製造装置またはトナー製造方法によって製造されたトナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録方法に基づく複写機、プリンタ、ファックス、およびそれらの複合機に使用される電子写真用トナーの製造方法として、近年重合法と呼ばれる水系媒体中で形成される方法が広く行なわれ（重合法によるトナーは「重合トナー」、または「ケミカルトナー」と呼ばれる）、粉砕法を凌駕する勢いである。トナーの製造方法における重合法は、トナー材料からなる塊を合成して、この合成した塊を砕いて微粉末状のトナーを生成する粉砕法に対して、微粉末状のトナーを直接合成する方法であり、重合法には必ずしも重合過程を伴わない製造方法も便宜上含んでいる。現在実用化されている重合方法は懸濁重合、乳化凝集、ポリマー懸濁（ポリマー凝集）、エステル伸長等の各方法である。重合法による従来のトナー製造方法としては、特許文献１に記載のものが挙げられる。
【０００３】
重合法は粉砕法に比べて、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、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有り、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。
【０００４】
このような課題に対して、重合過程を伴わない重合法である特許文献２乃至６に記載されている噴射造粒法によってトナーを製造するトナー製造装置は、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製造できる。また、所要時間も従来の重合トナーの製造方法にくらべて、格段に短縮できる。この噴射造粒法のトナー製造装置は、少なくとも結着樹脂、顔料からなるトナー材料を溶媒に溶解または分散したトナー組成液を、複数のノズルによって外部と連通する液噴射領域に貯留する。そして、振動部材によって振動を付与することで、この液噴射領域内を加圧し、液噴射領域内のノズルと対向する位置に存在するトナー組成液が液噴射領域内と外部との圧力差によって押し出され、この押し出されたトナー組成液がノズルから液滴として噴射する。そして、噴射された液滴を収容して乾燥させて固化するトナー固化容器内で液滴を固化させることによりトナー粒子を得るトナー製造装置である。
【０００５】
このような噴射造粒法のトナー製造装置は、液噴射領域に供給するトナー組成液を収容するトナー組成液収容器と、トナー組成液収容器から液噴射領域に向かうトナー組成液供給搬送路を形成する液供給管とを備える。このトナー組成液収容器には収容されるトナー組成液を撹拌して、流れを生じさせる撹拌部材が配置されている。
トナー組成液には様々な材料が含まれており、トナー組成液に流れが生じていない状態では、その材料の一部が沈殿するなどによってトナー組成液中で各材料が不均一に分散した状態（以下、材料不均一分散状態と呼ぶ）となる。トナー組成液収容器では撹拌部材によって流れを生じさせているため、収容するトナー組成液が材料不均一分散状態となることを抑制できる。
【０００６】
しかし、上記特許文献２乃至５に記載されたトナー製造装置は、液供給管内で材料不均一分散状態になり易い。以下、その理由について説明する。
このトナー製造装置では、トナー組成液収容器から液供給管に流入したトナー組成液は、液噴射領域に向かって流れ、液噴射領域に貯留されて外部に噴射されるのみであるため、液供給管内のトナー組成液の流量は液滴の噴射量に依存する。トナー組成液の噴射が行われているときは、液供給管内ではトナー組成液の噴射量に応じた流量となる流れしか生じない。このため、トナー組成液中で各材料が均一に分散した状態を保つ作用が働き難く、液供給管内のトナー組成液は材料不均一分散状態になり易い。また、トナー組成液の噴射が停止したときには、液噴射領域内のトナー組成液は減少せず、液供給管内ではトナー組成液に流れが生じないため、液供給管内のトナー組成液は材料不均一分散状態になり易い。
液供給管内では、トナー組成液の噴射に応じて、トナー組成液収容器側から液噴射領域へ向けて押し出されるようにトナー組成液が流れるため、材料不均一分散状態のトナー組成液を撹拌する作用が働きにくい。このため、液供給管内のトナー組成液が材料不均一分散状態になると、材料不均一分散状態のトナー組成液が液噴射領域に供給されるおそれがある。材料不均一分散状態のトナー組成液が液噴射領域に供給されると、噴射される液滴において液滴ごとに組成のバラツキが生じ、製造するトナーのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じるおそれがある。
【０００７】
このような液供給管内における材料不均一分散状態に起因する問題の発生を抑制することが可能なトナー製造装置としては、上記特許文献６に記載されたトナー製造装置がある。このトナー製造装置は、トナー組成液収容器から液供給管を通って液噴射領域に供給されたトナー組成液を、液噴射領域からトナー組成液収容器に戻すトナー組成液循環手段を備えている。このトナー製造装置の液供給管内では、トナー組成液の噴射量に応じた流量となる流れの他にトナー組成液収容器と液噴射領域との間を循環するトナー組成液の流れが生じる。このため、上述した従来のトナー製造装置に比べて、トナー組成液中で各材料が均一に分散した状態を保つ作用が働き易く、トナー組成液が材料不均一分散状態になることを抑制することができる。また、トナー組成液の噴射が停止したときでも、液供給管内にトナー組成液を循環させる流れを生じさせることが出来るため、トナー組成液が材料不均一分散状態になることを抑制することができる。このため、上述した従来のトナー製造装置に比べて、材料不均一分散状態のトナー組成液が液噴射領域に供給されることを抑制することができる。よって、トナー組成液循環手段を備えるトナー製造装置は、噴射される液滴の組成にバラツキが生じることを抑制でき、製造するトナーのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じることを抑制できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の装置内を循環するトナー組成液の流れが液噴射領域を通過するトナー製造装置では、液噴射領域におけるノズルの位置の違いによって液滴の粒径にバラツキが生じ、その液滴を固化して得られるトナー粒子の粒径にバラツキが生じることがあった。これは、以下の理由による。
トナー組成液循環手段を備えるトナー製造装置では、液噴射領域に液供給管からのトナー組成液が流入する流入口と、トナー組成液収容器に戻すトナー組成液が通過する液戻り管へ向けて液噴射領域内のトナー組成液が流出する流出口とが設けられている。流入口から流入したトナー組成液は液噴射領域を通過して流出口から流出するため、液噴射領域には流入口から流出口へ向かう流れが生じている。流入口及び流出口のトナー組成液が流れる方向に直交する断面の断面積は、液噴射領域内におけるトナーが流れる方向に直交する断面の断面積よりも十分に小さく設定されている。このため、液滴を噴射するために液噴射領域内が加圧されても、液噴射領域内のトナー組成液が流入口から逆流したり、流出口からの流出する流量が増加したりして、噴射を阻害するほど圧力が逃げることはない。
液噴射領域は、上述したようにトナー組成液が流れる方向に直交する断面の断面積が流入口や流出口に比べて十分に大きいものの、限られた加圧力で領域内のトナー組成液の全体を加圧して液滴を噴射できるように狭い領域となっている。このため、液噴射領域内を流れるトナー組成液は粘性抵抗の影響を受けやすく、液噴射領域内ではトナー組成液の流れの上流側となる流入口側では圧力が大きくなり、下流側となる流出口側ほど圧力が小さくないような圧力勾配が生じた状態となる。
さらに、液供給管内でのトナー組成液の流れの流量が少ないと、トナー組成液中で各材料が均一に分散した状態を保つ作用が働き難いため、液供給管内のトナー組成液が材料不均一分散状態となることを抑制するためには、液供給管内のトナー組成液の流れはある程度の流量が必要である。液供給管内のトナー組成液が材料不均一分散状態となることを抑制できる程度の流量のトナー組成液を液供給管内に流すと、液噴射領域内にも同じ流量のトナー組成液を流すことになり、液噴射領域内を流れるトナー組成液の流量が大きくなって、液噴射領域内での圧力勾配が大きくなる。
このように液噴射領域内での圧力勾配が大きくなると、液滴を噴射するための加圧が行われたときに、ノズルの位置の違いによってノズルを挟んだ液噴射領域内と外部との圧力差にバラツキが生じる。この圧力差のバラツキによって噴射される液滴の量にバラツキが生じ、その結果、液滴の粒径にバラツキが生じる。
また、液噴射領域内にトナー組成液の流れがあることに起因して圧力勾配が大きくなる問題は、トナー組成液が液噴射領域とトナー組成液収容器との間を循環する構成に限るものではなく、トナー組成液の流れが液噴射領域を通過する構成であれば生じ得る問題である。
【０００９】
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、噴射造粒法によって生成したトナーのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じることを抑制しつつ、生成したトナーのトナー粒子ごとに粒径のバラツキが生じること抑制することが出来るトナー製造装置、トナー製造方法、並びに、これらの製造装置または製造方法によって製造されたトナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー組成液を液滴として噴射するためのノズルが形成された液噴射領域及び該液噴射領域内の該トナー組成液に振動を付与する振動発生手段を有する液滴化手段と、該液滴化手段によって形成された液滴を固化するための固化手段と、を備えるトナー製造装置において、上記液滴化手段は、上記トナー組成液が流通する液流通領域を有し、該液流通領域は、上記液噴射領域と一部連通するように空間的に仕切られており、該液流通領域を介して該液噴射領域に該トナー組成液が供給され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のトナー製造装置において、上記トナー組成液を収容するトナー収容手段と、該トナー収容手段から上記液滴化手段に該トナー組成液を供給するトナー組成液供給手段とを有す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または２のトナー製造装置において、上記液流通領域の流通方向下流側端部に到達した上記トナー組成液を該液流通領域の流通方向上流側端部に戻して該トナー組成液を装置内で循環させるトナー組成液循環手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトナー製造装置において、上記液流通領域内の流通方向に直交する断面の断面積が、上記液噴射領域よりも該液流通領域の方が大きい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または４のトナー製造装置において、上記液噴射領域内には上記液流通領域の流通方向と同方向の流れが形成されており、該液流通領域の流通方向の流れの流速は、液噴射領域内の流れの流速よりも速いことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトナー製造装置において、上記振動発生手段は、上記液噴射領域内の上記トナー組成液に共振現象を生じさせる振動発生部材であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、液噴射領域内のトナー組成液をノズルから液滴として吐出するトナー組成液噴射工程と、該トナー組成液噴射工程で噴射された液滴を固化させる固化工程とによって、トナー粒子を製造するトナー製造方法において、上記液噴射領域とは一部連通するように空間的に仕切られた液流通領域に上記トナー組成液を流通させるトナー組成液流通工程と、該液流通領域を介して該液噴射領域に該トナー組成液を供給する供給工程とを実行することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトナー製造装置、または、請求項７に記載のトナー製造方法によって製造されたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、液滴の噴射によって液噴射領域内のトナー組成液が減少すると、少なくとも液噴射領域との間を空間的に仕切られた液流通領域内のトナー組成液が一部連通した部分を通過して液噴射領域内に供給される。液噴射領域内のトナー組成液が減少したときに液噴射領域に供給されるトナー組成液の流路としては、液流通領域を介する流路に限るものではなく、この流路以外に液噴射領域に供給されるトナー組成液の流路を備えた構成であってもよい。
液流通領域にはトナー組成液が流通する流れが生じているため、液流通領域内のトナー組成液が材料不均一分散状態になることを抑制することができる。このため、材料不均一分散状態のトナー組成液が液流通領域内から液噴射領域に供給されることを抑制することができ、噴射される液滴の組成にバラツキが生じることを抑制できる。よって、上記特許文献６に記載の従来のトナー組成液が循環するトナー製造装置と同様に、生成したトナーのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じることを抑制できる。
また、液滴化手段内では液流通領域内をトナー組成液が流通してトナー組成液の流れが生じるため、上述した従来のトナー液が循環するトナー製造装置と異なり、トナー液が液噴射領域内を通過しなくても液滴化手段内でトナー組成液の流れを生じさせることが出来る。液滴化手段内を流れるトナー組成液が液噴射領域内を通過しないことにより、トナー組成液が材料不均一分散状態となることを抑制するためのトナー組成液の流れに起因して液噴射領域内に圧力勾配が生じることを抑制することができる。液噴射領域内に圧力勾配が生じることを抑制することで、液滴の噴射のときに、ノズルの位置の違いによってノズルを挟んだ液噴射領域内と外部との圧力差にバラツキが生じることを抑制し、その結果、液滴の粒径にバラツキが生じることを抑制できる。
また、液滴化手段内を流れるトナー組成液が液噴射領域内を通過する構成であっても、液滴化手段内に流入したトナー組成液の流量に対して液流通領域内を通過するトナー組成液の流量の分、液噴射領域内を流れるトナー液の流量を少なくすることが出来る。このため、上述した従来のトナー液が循環するトナー製造装置に比して、液噴射領域内を流れるトナー液の流量が大きくなることを抑制し、トナー組成液が材料不均一分散状態となることを抑制するためのトナー組成液の流れに起因して液噴射領域内での圧力勾配が大きくなることを抑制できる。液噴射領域内の圧力勾配が大きくなることを抑制することで、液滴の噴射のときに、ノズルの位置の違いによってノズルを挟んだ液噴射領域内と外部との圧力差にバラツキが生じることを抑制し、その結果、液滴の粒径にバラツキが生じることを抑制できる。
さらに、液流通領域から液噴射領域までの流路である一部連通した部分を、振動を付与されることで加圧された液噴射領域内のトナー組成液が液流通領域に向けて流れることを抑制するように、連通方向に直交する断面の最小幅を十分に小さく設定することで、一部連通した部分を通過するトナー液は流体抵抗の影響を受け易くなる。このため、一部連通した部分はトナー組成液が通過しにくく、液滴の噴射によって液噴射領域内のトナー液が減少したときのように、液噴射領域内と液流通領域内との間にある程度の圧力差が生じた状態でないと、一部連通した部分を通過するトナー組成液の移動は起こり難い。よって、液流通領域に流通するトナー組成液の流れが生じていても、液噴射領域内のトナー液は液流通領域内のトナー組成液の流れの影響を受けにくいため、液流通領域内のトナー組成液の流れに起因して液噴射領域内にトナー組成液の流れが生じ、圧力勾配が生じることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生成したトナーのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じることを抑制できると共に、液滴の粒径にバラツキが生じることを抑制できるため、その液滴を固化して得られるトナー粒子の粒径のバラツキを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１のトナー製造装置の概略説明図。
【図２】実施形態１の液滴噴射ユニットの概略断面図。
【図３】実施形態１の液滴噴射ユニットの下面図。
【図４】ステップ型の振動装置の説明図。
【図５】エクスポネンシャル型の振動装置の説明図。
【図６】コニカル型の振動装置の説明図。
【図７】ホーン形状の一部に液噴射領域を形成した構成の液滴噴射ユニットの説明図。
【図８】振動装置としてボルト締めランジュバン型振動子を備える構成の液滴噴射ユニットの説明図。
【図９】気流路を設けた液滴噴射ユニットの断面説明図。
【図１０】液滴噴射ユニットを複数配置した構成の説明図。
【図１１】実施形態１の液滴噴射ユニット内のトナー組成液の流路の説明図、（ａ）は、下面図、（ｂ）は、短手方向の断面図、（ｃ）は、長手方向の断面図。
【図１２】実施形態１の液滴噴射ユニット内のトナー組成液の流路の斜視説明図。
【図１３】実施形態１の液滴噴射ユニットの加圧室及びバイパス流路での圧力勾配の模式図。
【図１４】実施形態２のトナー製造装置の概略説明図。
【図１５】液共振方式を用いた液滴噴射ユニットの一例の説明図、（ａ）は、液滴噴射ユニットの組立図、（ｂ）は、液滴噴射ユニットの概略断面説明図、（ｃ）は、液滴形成の説明図。
【図１６】ノズルの断面形状を二段型とする方法の一例の説明図。
【図１７】実施形態３のトナー製造装置の概略説明図。
【図１８】従来例の液滴噴射ユニット内のトナー組成液の流路の説明図、（ａ）は、下面図、（ｂ）は、短手方向の断面図、（ｃ）は、長手方向の断面図。
【図１９】従来例の液滴噴射ユニット内のトナー組成液の流路の斜視説明図。
【図２０】従来例の液滴噴射ユニットの加圧室での圧力勾配の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔実施形態１〕
以下、本発明を適用したトナー製造装置の一つ目の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という）について、図面を用いて説明する。
図１は、実施形態１のトナー製造装置１の概略説明図である。
トナー製造装置１は、ノズル１１によって外部と連通する液噴射領域である加圧室１４内のトナー組成液１０を液滴としてノズル１１から噴射する液滴化手段である液滴噴射ユニット２を有する。液滴噴射ユニット２の下方には、液滴噴射ユニット２のノズル１１から噴射される液滴化されたトナー組成液１０であるトナー液滴３１を乾燥固化させて、トナー粒子Ｔを形成する粒子形成工程における固化手段であるチャンバー３が配置されている。また、液滴噴射ユニット２には、加圧室１４内のトナー組成液１０に振動を伝達する振動発生手段である振動装置１３を備えている。
トナー組成液１０は溶媒にトナーの材料を溶解または分散させた液体であり、本実施形態では、少なくとも樹脂、着色剤、及び特定のフェノール系樹脂を含有するトナー組成液である。
【００１５】
振動発生手段である振動装置１３は、ノズル１１が形成されたヘッド面板１２に振動を伝達することで、ヘッド面板１２を振動させ、加圧室１４の容積を変動させて、加圧室１４内の圧力を変化させる。このとき、加圧室１４の容積が減少し、加圧室１４内の圧力が上昇したタイミングでトナー組成液１０がノズル１１から液滴状のトナー液滴３１として噴射する。このように、振動装置１３は、該加圧室１４内のトナー組成液１０を加圧することによってトナー組成液１０をノズル１１から液滴状のトナー液滴３１として噴射させる液加圧手段として作用する。
【００１６】
液滴噴射ユニット２は、トナー組成液１０を同じ開口径の複数のノズル１１から周期的に放出し、気相中で液滴化する周期的液滴化工程における液滴化手段である。トナー製造装置１では、チャンバー３の上方に液滴噴射ユニット２が配置され、チャンバー３の下方にはチャンバー３で形成されたトナー粒子Ｔを捕集するトナー捕集部４が配置されている。また、トナー製造装置１は、トナー捕集部４で捕集されたトナー粒子Ｔがトナー捕集チューブ５を介して移送され、移送されたトナー粒子Ｔを貯留するトナー粒子貯留手段としてのトナー粒子貯留容器６を備える。
さらに、トナー製造装置１は、液滴噴射ユニット２に供給するトナー組成液１０を収容するトナー組成液収容器である原料収容器７を備える。また、原料収容器７から液滴噴射ユニット２へ供給されるトナー組成液１０の流路を形成する液供給管８と、原料収容器７から液滴噴射ユニット２に供給されたトナー組成液１０を、原料収容器７に戻す流路を形成する液戻り管８１とを備える。さらに、液供給管８内のトナー組成液１０を圧送し、装置内でトナー組成液１０を循環させるための液循環ポンプ９を備えている。
【００１７】
チャンバー３では、不図示の気流発生手段によって下降気流３５が形成されている。液滴噴射ユニット２から噴射されたトナー液滴３１は、重力よってのみではなく、下降気流３５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３１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３１を連続的に噴射したときに、前に噴射されたトナー液滴３１が空気抵抗によって減速し、後に噴射されたトナー液滴３１が前に噴射されたトナー液滴３１に追い付くことで、トナー液滴３１同士が合着して一体となり、トナー液滴３１の粒径が大きくなることを防止できる。
【００１８】
また、トナー捕集部４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４３が配置されている。そして、トナー捕集部４では、回転気流発生装置４３が発生させる回転気流と、下降気流３５とによって、円錐状内壁面４１に沿って螺旋気流４２が形成され、トナー粒子Ｔは螺旋気流４２にのって、トナー捕集チューブ５内へと搬送される。
【００１９】
加圧室１４内の容積が減少してノズル１１からトナー液滴３１が噴射した後、加圧室１４内の容積が元に戻るときに噴射によってトナー組成液１０が減少したことで、加圧室１４内の圧力が下がり、吸引作用が働く。これにより、液供給管８内のトナー組成液１０は、液循環ポンプ９によって圧送される搬送力の他に、加圧室１４からの吸引作用による搬送力が加わり、トナー組成液１０は装置内を循環しつつ、加圧室１４内に貯留される。
【００２０】
次に、液滴噴射ユニット２について説明する。
図２は、液滴噴射ユニット２の概略断面図であり、図３は、液滴噴射ユニット２を下方から見た下面図である。
この液滴噴射ユニット２は、複数のノズル１１が形成された薄膜であるヘッド面板１２と、このヘッド面板１２を振動させる機械的振動手段である振動装置１３とを備える。さらに、液滴噴射ユニット２は、ヘッド面板１２と振動装置１３との間でトナー組成液１０を貯留する液噴射領域である加圧室１４を形成する流路形成部材１５を備えている。
【００２１】
複数のノズル１１を有するヘッド面板１２は、振動装置１３の振動面１３ａに対して平行に設置されており、ヘッド面板１２の一部がハンダまたはトナー組成液１０に溶解しない樹脂結着材料によって流路形成部材１５に接合固定されている。振動装置１３の振動方向は図２中の上下方向であり、ヘッド面板１２が形成する面は振動装置１３の振動方向とは実質的に垂直な位置関係となる。
図２に示すように、振動装置１３は、振動を発生する振動発生部２１と、この振動発生部２１で発生した振動を増幅する振動増幅部２２とで構成される。振動装置１３の振動発生部２１は、上面電極２１ａ及び下面電極２１ｂと、２つの電極に挟まれた圧電体２１ｃとから構成される圧電素子である。上面電極２１ａ及び下面電極２１ｂに電圧信号が付与されるように、通信配線２４が設けられており、駆動信号発生源２３からの電気的信号を機械的振動に変換することができる。電気信号を与える通信配線２４としては、表面を絶縁被覆されたリード線が適している。また、振動装置１３としては、後述する各種ホーン型振動子、ボルト締めランジュバン型振動子など、振動振幅の大きな素子を用いることが、効率的かつ安定なトナー生産には好適である。
【００２２】
振動装置１３では、駆動回路である駆動信号発生源２３から駆動信号として所要周波数の駆動電圧（交流電圧）が振動発生部２１の上面電極２１ａと下面電極２１ｂと間に印加されることによって、振動発生部２１に振動が励起され、この振動が振動増幅部２２で増幅される。これにより、ヘッド面板１２と平行に配置される振動面１３ａが周期的に振動し、この振動面１３ａの振動による周期的な圧力の変動によってヘッド面板１２が所要周波数で振動する。
【００２３】
振動発生部２１の圧電体２１ｃとしては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスが挙げられるが、一般に圧電セラミックスは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。
振動装置１３は、ノズル１１を有するヘッド面板１２に対して垂直方向の振動を与えるものであればどのような配置でもよいが、図２に示す構成では振動面１３ａとヘッド面板１２とは平行に配置される。
図２に示す構成では、振動発生部２１及び振動増幅部２２で構成される振動装置１３として、ホーン型振動子を用いている。このホーン型振動子は、圧電素子などから構成される振動発生部２１の振幅を振動増幅部２２のホーン形状で増幅することができるため、機械的振動を発生する振動発生部２１自体は小さな振動でよく、機械的負荷が軽減するために生産装置としての長寿命化につながる。
【００２４】
ホーン型振動子としては、公知の代表的なホーン形状でよく、例えば図４に示すようなステップ型、図５に示すようなエクスポネンシャル型、図６に示すようなコニカル型などを挙げることができる。これらの振動増幅部２２としてのホーン型振動子は、ホーン形状の面積の大きい面に振動発生部２１が配置され、振動発生部２１の縦振動を利用して、ホーン形状の効率的な振動を誘起し、ホーン形状の面積の小さい面を振動面１３ａとして、この振動面１３ａが最大振動面となるように設計されている。
また、振動装置１３としては、特に高強度なボルト締めランジュバン型振動子を用いることもできる。このボルト締めランジュバン型振動子は圧電セラミックスが機械的に結合されており、高振幅励振時に破損することが起こり難い。
【００２５】
液滴噴射ユニット２の加圧室１４、振動装置１３、及び、ヘッド面板１２について、図２を用いて詳細に説明する。
液滴噴射ユニット２の加圧室１４には、液供給管８から流路形成部材１５内まで形成された液供給流路８ａが少なくとも一箇所接続されており、図２の一部断面図に示されるように、液供給流路８ａを通じて加圧室１４にトナー組成液１０を導入する。さらに、加圧室１４には、流路形成部材１５内から液戻り管８１まで形成された液戻り流路８１ａが少なくとも一箇所接続されており、図２の一部断面図に示されるように、液戻り流路８１ａを通じて加圧室１４内のトナー組成液１０が流出可能となっている。
図２に示す構成では、流路形成部材１５に取り付けた不図示の支持部材によって、液滴噴射ユニット２がチャンバー３の天面部に設置保持されている。なお、ここでは、チャンバー３の天面部に液滴噴射ユニット２を配置している例で説明しているが、チャンバー３の側面壁、または、底部に液滴噴射ユニット２を設置する構成とすることもできる。
【００２６】
機械的振動を発生する振動装置１３の大きさは、発振振動数の減少に伴い大きくなることが一般的である。振動装置１３が大きくなると液滴噴射ユニット２も大きくなるため、必要な周波数に応じて、液滴噴射ユニット２の大型化を抑制するために、振動装置１３を構成する部材に直接穴あけ加工を施し、加圧室１４を設けることができる。また、振動装置１３に加圧室１４を設けることで、加圧室１４全体を効率的に振動させることも可能である。
なお、この場合の振動面は、複数のノズル１１を有するヘッド面板１２が貼り合わされた面と定義される。
【００２７】
このように、振動装置１３に加圧室１４を設けた液滴噴射ユニット２の例を図７及び図８を参照して説明する。
図７に示す例は、振動装置１３として、圧電素子からなる振動発生部２１及びホーン形状の振動増幅部２２で構成されるホーン型振動子を用いて、振動増幅部２２のホーン形状の一部に加圧室１４を形成したものである。この液滴噴射ユニット２は、ホーン型振動子である振動装置１３のホーン形状に一体形成した固定部としてのフランジ部８３を備え、このフランジ部８３によってチャンバー３の壁面に固定される構成である。なお、振動の損失を防ぐ観点から、フランジ部８３によって固定された振動装置１３とチャンバー３との間に不図示の弾性体を用いて固定してもよい。
【００２８】
図８に示す例は、振動装置１３として、第一圧電体２１Ａ、第二圧電体２１Ｂ及び第一ホーン部２２Ａ、第二ホーン部２２Ｂがボルトで機械的に強固に固定されて構成されるボルト締めランジュバン型振動子を用いる液滴噴射ユニット２の説明図である。図８に示す液滴噴射ユニット２では、圧電体の下方に配置された第一ホーン部２２Ａの一部に加圧室１４を形成している。
振動装置１３は、周波数条件により、振動素子が大きくなる場合もあり、図示のように振動素子の一部に流体導入部である液供給流路８ａや流体流出部である液戻り流路８１ａ、加圧室１４を形成するように加工し、複数のノズル１１を有する金属薄膜をヘッド面板１２として貼り付けることができる。
【００２９】
なお、図１に示すトナー製造装置１は、一つのチャンバー３に液滴噴射ユニット２が一つだけ取り付けられている構成である。生産性向上の観点からは、複数個の液滴噴射ユニット２を乾燥塔であるチャンバー３の天面部に並列にすることが好ましく、その個数は、制御性の観点から１００〜１０００個の範囲であることが好ましい。この場合、各液滴噴射ユニット２のそれぞれの加圧室１４は液供給管８を介して原料収容器７と連通しており、原料収容器７から加圧室１４にトナー組成液１０が供給される構成となっている。
【００３０】
図９は、流路形成部材１５の外側に気流路３７を設けた液滴噴射ユニット２の断面説明図である。
図９に示す液滴噴射ユニット２は、図２を用いて説明した液滴噴射ユニット２と同様に、振動装置１３としてホーン型振動子を用いて、この振動装置１３の周囲を囲むように液供給流路８ａ及び液戻り流路８１ａが形成されるように流路形成部材１５を配置している。そして、振動装置１３のホーン状の振動増幅部２２と薄膜からなるヘッド面板１２とが対向する部分に加圧室１４を形成している。さらに、流路形成部材１５の周囲に下降気流３５を流す気流路３７を形成する気流路形成部材であるシュラウド部３６が流路形成部材１５から所要の間隔を置いて配置されている。なお、図示を簡略化するため、ヘッド面板１２のノズル１１は１個で示しているが、上述した構成と同様にノズル１１は複数個設けられている。
また、図９に示す液滴噴射ユニット２を、図１０に示すように、複数、例えば制御性の観点からは１００〜１，０００個、乾燥塔であるチャンバー３の上部に並べて配置する。これにより、より生産性の向上を図ることができる。
【００３１】
次に実施形態１のトナー製造装置１の特徴部について説明する。
図１１及び図１２は、実施形態１のトナー製造装置１が備える液滴噴射ユニット２内のトナー組成液１０の流路の説明図である。図１１（ａ）は、液滴噴射ユニット２を下方から見た下面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す液滴噴射ユニット２のＡ−Ａ´断面図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示す液滴噴射ユニット２のＢ−Ｂ´断面図である。また、図１２は、振動装置１３を取り外した状態の液滴噴射ユニット２における図１１（ａ）中のαで示す領域の斜視図である。なお、図１２では、加圧室１４の下面を構成するヘッド面板１２に複数設けられているノズル１１が設けられている部分を斜線部で示している。
【００３２】
図１１及び図１２に示すように、実施形態１のトナー製造装置１が備える液滴噴射ユニット２には、液噴射領域である加圧室１４との間を空間的に仕切る仕切り部材である流路形成部材１５の内側壁部１５ｂによって仕切られた液流通領域であるバイパス流路１４ｂを形成している。バイパス流路１４ｂは、液供給流路部材である液供給管８内及び液戻り流路部材である液戻り管８１内と連通し、トナー組成液循環手段である液循環ポンプ９によって形成される装置内を循環するトナー組成液１０の流れの流路である。また、内側壁部１５ｂには、空間的に仕切られたバイパス流路１４ｂと加圧室１４とを一部連通させる部分として連通口１４ｃが形成されている。連通口１４ｃは、振動装置１３の振動によって加圧された加圧室１４内のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂに向けて流れることを抑制するように、連通方向に直交する断面の最小幅である連通口高さｄ１が加圧室１４及びバイパス流路１４ｂにおける連通方向に直交する断面の最小幅（加圧室１４及びバイパス流路１４ｂの各部高さ）に比して十分小さい。そして、トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０が減少すると、少なくともバイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が連通口１４ｃを通って加圧室１４内に供給される構成となっている。
【００３３】
また、図１１及び図１２に示すように、実施形態１の液滴噴射ユニット２は、液供給流路８ａを構成する液流入部１４ａ、及び、液戻り流路８１ａを構成するする液流出部１４ｆが形成されている。そして、原料収容器７から液滴噴射ユニット２に供給されたトナー組成液１０には、加圧室１４に供給されて噴射されるものの他に、液流出部１４ｆを通過して、原料収容器７に戻って循環するものがある。具体的には、液流入部１４ａから流入口１４ｄを通過して加圧室１４内に流入したトナー組成液１０は、振動装置１３の振動によってトナー液滴３１としてノズル１１から噴射されるものの他に、流出口１４ｅを通過して液流出部１４ｆに流出し、循環するものがある。また、液流入部１４ａからバイパス流路１４ｂ内に流入したトナー組成液１０は、トナー液滴３１の噴射によってトナー組成液１０が減少した加圧室１４内に供給されるものの他に、液流出部１４ｆに流出し、循環するものがある。
このため、トナー液滴３１が噴射されない状態であっても、液循環ポンプ９を駆動することで、バイパス流路１４ｂ内には液戻り管８１に向かって流れて循環するトナー組成液１０の流れが形成されている。
すなわち、実施形態１の液滴噴射ユニット２のバイパス流路１４ｂでは、図１１（ｂ）中の紙面に直行する方向、及び、図１１（ｃ）中の右から左に向かう方向にトナー組成液１０が流れている。
【００３４】
ここで、従来のトナー製造方法について説明する。
従来、電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられる乾式トナーとしては、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂などのトナーバインダーを着色剤などと共に溶融混練し、微粉砕したもの、いわゆる粉砕型トナーが広く用いられている。
このような粉砕法は、従来から行われている一般的なトナーの製造方法であり、トナー組成物を二本ロールや二軸押し出し機などにより溶融混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級を行い、必要に応じてヘンシェルミキサーなどで流動化剤などの外添剤の混合を行う方法である。粗粉砕ではロートプレックスやパルペライザー、微粉砕ではジェットミルやターボミル、分級ではエルボジェットや各種の風力分級装置等の公知の製造装置を用いることができる。
【００３５】
また、最近では、懸濁重合法、乳化重合凝集法によるトナー製造法、いわゆる重合型トナーが検討されている。この他にも、ポリマー溶解懸濁法と呼ばれる体積収縮を伴う工法も検討されている（特許文献１）。この方法はトナー材料を低沸点有機溶媒などの揮発性溶剤に分散、溶解させ、これを分散剤の存在する水系媒体中で乳化、液滴化した後に揮発性溶剤を除去するものである。この方法は、懸濁重合法、乳化重合凝集法と異なり、用いることのできる樹脂に汎用性が広く、特に透明性や定着後の画像部の平滑性が要求されるフルカラープロセスに有用なポリエステル樹脂を用いることができる点で優れている。
【００３６】
しかしながら、特許文献１に記載の重合型トナーの製造方法では、水系媒体中で分散剤を使用することを前提としているために、トナーの帯電特性を損なう分散剤がトナー表面に残存して環境安定性が損なわれるなどの不具合が発生するおそれがある。さらに、この分散剤を除去するために非常に大量の洗浄水を必要とすることが知られており、必ずしも製法として満足のいくものではない。
一方、水系媒体を用いないトナーの製造方法として、古くより噴霧乾燥法が知られている（特許文献７）。これはトナー組成分の溶融液又はトナー組成液を溶解した液体を、様々なアトマイザを用いて微粒子からなる霧状にして放出し、乾燥させて粒子を得る、いわゆるスプレードライ法である。
【００３７】
このような噴霧乾燥法は、液体を加圧してノズルから噴霧する一流体ノズル（加圧ノズル）噴霧機や液体と圧縮気体を混合して噴霧する多流体スプレーノズル噴霧機、回転する円盤を用いて液体を遠心力により液滴化する回転円盤型噴霧機等を用いて、トナー組成液を気相中で液滴化する方法である。噴霧と乾燥を同時に行うスプレードライシステムとして市販の装置を用いることができるが、十分な乾燥ができない場合は流動床乾燥等の二次乾燥を行い、必要に応じてヘンシェルミキサーなどで流動化剤などの外添剤の混合を行う方法である。この製法では、水を使わずにトナー組成液を気相中で液滴化した後に固化するため、水系媒体を用いることによる不具合は生じない。
しかしながら、従来の噴霧乾燥法により得られるトナー粒子は比較的粗く大きなものであり、また、粒度分布も広いため、トナーそのものの特性を劣化させる原因となっている。
【００３８】
トナー組成液を気相中で液滴化し粒度分布を狭くするトナーの製法として、液滴噴射ユニットからトナー組成液を液滴状に噴射して、これを固化させる噴射造粒法がある。特許文献２には、圧電パルスを利用して微小液滴を形成し、これを乾燥固化してトナー化する工法が提案されている。また、特許文献５には、加圧室内のトナーの熱膨張を利用してトナー組成液を噴射して微小液滴の液滴を形成し、さらにこれを乾燥固化してトナー粒子化する工法が提案されている。さらに、特許文献３には、音響レンズを利用し、同様の処理をする方法が提案されている。また、特許文献４には、加圧室を加圧してノズルから液柱を発生させ、微弱な超音波振動によって液柱を分断し、液滴化し、これを乾燥固化してトナー化する方法及び装置が提案されている。このようなトナー製造装置では、液滴噴射ユニットの加圧室に供給するトナー組成液を収容するトナー組成液収容器を備え、このトナー組成液収容器には収容されるトナー組成液を撹拌して、流れを生じさせる撹拌部材が配置されている構成が一般的である。そして、トナー組成液収容器では撹拌部材によって流れを生じさせることで、トナー組成液中で各材料が均一に分散した状態を保つことができ、トナー組成液中で各材料が不均一に分散した材料不均一分散状態となることを抑制できる。
【００３９】
しかし、特許文献２乃至５に記載のトナー製造装置は、液供給管内で材料不均一分散状態になり易い。以下、その理由について説明する。このトナー製造装置では、トナー組成液収容器から液滴噴射ユニットに向けて供給されたトナー組成液は、加圧室に向かって流れ、加圧室に貯留されて外部に噴射されるのみであるため、トナー組成液収容器から液滴噴射ユニットに向けてトナー組成液を搬送する液供給管内のトナー組成液の流量は、液滴の噴射量に依存する。トナー組成液の噴射が行われているときは、液供給管内ではトナー組成液の噴射量に応じた流量となる流れしか生じない。このため、トナー組成液中で各材料が均一に分散した状態を保つ作用が働き難く、液供給管内のトナー組成液は材料不均一分散状態になり易い。また、トナー組成液の噴射が停止したときには、加圧室のトナー組成液は減少せず、液供給管内ではトナー組成液に流れが生じないため、液供給管内のトナー組成液は材料不均一分散状態になり易い。さらに、液供給管内では、トナー組成液の噴射に応じて、トナー組成液収容器側から加圧室へ向けて押し出されるようにトナー組成液が流れるため、材料不均一分散状態のトナー組成液を撹拌する作用が働きにくい。このため、液供給管内のトナー組成液が材料不均一分散状態になると、材料不均一分散状態のトナー組成液が加圧室に供給されるおそれがある。材料不均一分散状態のトナー組成液が加圧室に供給されると、噴射される液滴において液滴ごとに組成のバラツキが生じ、製造するトナーのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じるおそれがある。
【００４０】
このような液供給管内における材料不均一分散状態に起因する問題の発生を抑制することが可能なトナー製造装置としては、特許文献６の図２２を用いて説明されるトナー製造装置がある。このトナー製造装置は、トナー組成液収容器から液供給管を通って液滴噴射ユニットに供給されたトナー組成液を、液滴噴射ユニットからトナー組成液収容器に戻すトナー組成液循環手段を備えている。このトナー製造装置の液供給管内では、トナー組成液の噴射量に応じた流量となる流れの他にトナー組成液収容器と液滴噴射ユニットとの間を循環するトナー組成液の流れが生じる。このため、上述した従来のトナー製造装置に比べて、トナー組成液中で各材料が均一に分散した状態を保つ作用が働き易く、トナー組成液が材料不均一分散状態になることを抑制することができる。また、トナー組成液の噴射が停止したときでも、液供給管内にトナー組成液を循環させる流れを生じさせることが出来るため、トナー組成液が材料不均一分散状態になることを抑制することができる。このため、上述した従来のトナー製造装置に比べて、材料不均一分散状態のトナー組成液が加圧室に供給されることを抑制することができる。よって、トナー組成液循環手段を備えるトナー製造装置は、噴射される液滴の組成にバラツキが生じることを抑制でき、製造するトナーのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じることを抑制できる。
【００４１】
しかし、特許文献６の図２２に記載のトナー製造装置ように、トナー組成液収容器と液滴噴射ユニットとの間を循環するトナー組成液の流れが加圧室を通過する構成では、加圧室におけるノズルの位置の違いによって液滴の粒径にバラツキが生じ、その液滴を固化して得られるトナー粒子の粒径にバラツキが生じることがあった。
以下、図１８及び図１９を用いて従来のトナー組成液が循環する構成のトナー製造装置の課題について説明する。
図１８及び図１９は、従来のトナー製造装置が備える液滴噴射ユニット２の一例のトナー組成液１０の流路の説明図である。図１８（ａ）は、液滴噴射ユニット２を下方から見た下面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示す液滴噴射ユニット２のＡ−Ａ´断面図であり、図１８（ｃ）は、図１８（ａ）に示す液滴噴射ユニット２のＢ−Ｂ´断面図である。また、図１９は、振動装置１３を取り外した状態の液滴噴射ユニット２における図１８（ａ）中のαで示す領域の斜視図である。なお、図１９では、加圧室１４の下面を構成するヘッド面板１２に複数設けられているノズル１１が設けられている部分を斜線部で示している。
【００４２】
図１８及び図１９に示す構成では、原料収容器７から供給されたトナー組成液１０は、液供給管８を通って、液滴噴射ユニット２の液流入部１４ａ内に流入し、流入口１４ｄを通過して加圧室１４に供給される。そして、加圧室１４内に供給されたトナー組成液１０はトナー液滴３１として噴射されるとともに、流出口１４ｅを通過して液流出部１４ｆに流出し、液戻り管８１内に流れて装置内を循環する。トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０の量が減少すると、加圧室１４内の減圧による吸引力が作用し、流入口１４ｄを通過するトナー組成液１０の流量が増加し、加圧室１４内にトナー組成液１０が充填される。加圧室１４内にトナー組成液１０が充填されると、流入口１４ｄを通過するトナー組成液１０の流量が元に戻り、流入口１４ｄ、加圧室１４、及び、流出口１４ｅには装置内を循環するトナー組成液１０の流れが形成された状態となる。
【００４３】
このような構成では、流入口１４ｄから加圧室１４流入したトナー組成液１０は、加圧室１４を通過して流出口１４ｅから流出するため、液噴射領域である加圧室１４には流入口１４ｄから流出口１４ｅへ向かう流れが生じている。流入口１４ｄ及び流出口１４ｅのトナー組成液１０が流れる方向に直交する断面の断面積は、加圧室１４内におけるトナー組成液１０が流れる方向に直交する断面の断面積よりも十分に小さく設定されている。このため、トナー液滴３１を噴射するために加圧室１４内が加圧されても、加圧室１４内のトナー組成液１０が流入口１４ｄから逆流したり、流出口１４ｅからの流出する流量が増加したりして、噴射を阻害するほど圧力が逃げることはない。
【００４４】
しかし、加圧室１４は、上述したようにトナー組成液１０が流れる方向に直交する断面の断面積が流入口１４ｄや流出口１４ｅに比べて十分に大きいものの、その大きさは限られた加圧力で貯留するトナー組成液１０の全体を加圧してトナー液滴３１を噴射できるように狭い領域となっている。このため、加圧室１４内を流れるトナー組成液１０は粘性抵抗の影響を受けやすく、加圧室１４内ではトナー組成液１０の流れの上流側となる流入口１４ｄでは圧力が大きくなり、下流側となる流出口１４ｅ側ほど圧力が小さくないような圧力勾配が生じた状態となる。
このような加圧室１４内での圧力勾配の模式図を図２０に示す。図２０中の加圧室１４の色の濃い部分ほど圧力が高くなった領域であり、従来のトナー組成液１０が循環する構成のトナー製造装置では、加圧室１４内での圧力勾配が大きくなっていた。加圧室１４内での圧力勾配が大きいと、トナー液滴３１を噴射するための加圧が行われたときに、ノズル１１の位置の違いによってノズル１１を挟んだ加圧室１４内と外部であるチャンバー３内との圧力差にバラツキが生じる。この圧力差のバラツキによって噴射されるトナー液滴３１の量にバラツキが生じ、その結果、トナー液滴３１の粒径にバラツキが生じる。
【００４５】
一方、実施形態１のトナー製造装置１が備える液滴噴射ユニット２は、図１１及び図１２に示すように、液循環ポンプ９によって形成される装置内を循環するトナー組成液１０の流れの流路であるバイパス流路１４ｂを加圧室１４との間を内側壁部１５ｂによって仕切られるようにに形成している。そして、トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０が減少すると、少なくともバイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が連通口１４ｃを通って加圧室１４内に供給される構成となっている。
液循環ポンプ９によって形成される流れによって、液供給管８、バイパス流路１４ｂ及び液戻り管８１内には装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じており、バイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が材料不均一分散状態になることを抑制することができる。このため、材料不均一分散状態のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂ内から加圧室１４内に供給されることを抑制することができ、噴射されるトナー液滴３１の組成にバラツキが生じることを抑制できる。よって、生成したトナーＴのトナー粒子ごとに組成のバラツキが生じることを抑制できる。
【００４６】
また、液供給管８内のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂ内を通過し液戻り管８１内を通って装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じるため、図１８乃至図２０を用いて説明した液滴噴射ユニット２とは異なり、トナー組成液１０が加圧室１４内を通過しなくてもトナー組成液１０を装置内で循環させることが出来る。装置内を循環するトナー組成液１０が加圧室１４内を通過しないことにより、装置内を循環するトナー組成液１０の流れに起因して加圧室１４内に圧力勾配が生じることを抑制することができる。
【００４７】
また、装置内を循環するトナー組成液１０が加圧室１４内を通過する構成であっても、液供給管８内を通過したトナー組成液１０の流量に対してバイパス流路１４ｂ内を通過するトナー組成液１０の流量の分、加圧室１４内を流れるトナー組成液１０の流量を少なくすることが出来る。このため、図１８乃至図２０を用いて説明した液滴噴射ユニット２に比して、加圧室１４内を流れるトナー組成液１０の流量が大きくなることを抑制し、装置内を循環するトナー組成液１０の流れに起因して加圧室１４内での圧力勾配が大きくなることを抑制できる。
【００４８】
さらに、バイパス流路１４ｂと加圧室１４との間の内側壁部１５ｂに形成された連通口１４ｃは、振動装置１３によって加圧された加圧室１４内のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂに向けて流れることを抑制するように、連通方向に直交する断面の最小幅である連通口高さｄ１が十分に小さく、連通口１４ｃを通過するトナー組成液１０は流体抵抗の影響を受けやすい。このため、連通口１４ｃはトナー組成液１０が通過しにくく、トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０が減少したときのように、加圧室１４内とバイパス流路１４ｂ内との間にある程度の圧力差が生じた状態でないと、連通口１４ｃを介したトナー組成液１０の移動は起こり難い。よって、バイパス流路１４ｂに装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じていても、加圧室１４内のトナー組成液１０はバイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０の流れの影響を受けにくいため、バイパス流路１４ｂ内のトナーの流れに起因して加圧室１４内のトナー組成液１０に流れが生じ、圧力勾配が生じることを抑制することができる。
実施形態１の加圧室１４内及びバイパス流路１４ｂ内での圧力勾配の模式図を図１３に示す。図１３中のバイパス流路１４ｂの色の濃い部分ほど圧力が高くなった領域であり、加圧室１４内はバイパス流路１４ｂに比べて圧力勾配が小さいことが確認できる。なお、加圧室１４内の破線は加圧室１４内における等圧線の概略を示しているが、破線で示す各等圧線の間の圧力差はバイパス流路１４ｂの濃度が異なる領域の間の圧力差よりも十分小さい。
【００４９】
図１１及び図１２に示すように、実施形態１の液滴噴射ユニット２は、流出口１４ｅ及び流入口１４ｄが形成されている。このため、液流入部１４ａからバイパス流路１４ｂに流入し、連通口１４ｃを通過して加圧室１４に到達するトナー組成液１０の流れの他に、バイパス流路１４ｂを介さずに液流入部１４ａから流入口１４ｄを介して加圧室１４に到達するトナー組成液１０の流れを形成し得る。また、加圧室１４内のトナー組成液１０が流出口１４ｅを介して液流出部１４ｆに流出し、装置内を循環する流れを形成し得る。しかし、流出口１４ｅ及び流入口１４ｄは連通口１４ｃと同様に各開口における連通方向に直交する断面の最小幅が十分に小さく、通過するトナー組成液１０は流体抵抗の影響を受け易い。一方、トナー組成液１０が液流入部１４ａからバイパス流路１４ｂを通って液流出部１４ｆに到達する流路には、トナー組成液１０の流れの方向に直交する断面積を狭めた領域がないため、通過するトナー組成液１０は流体抵抗の影響を受け難い。
【００５０】
よって、加圧室１４内にトナー組成液１０が充填されている状態では、液流入部１４ａ内のトナー組成液１０は、流入口１４ｄよりもバイパス流路１４ｂに流入し易い。また、液流出部１４ｆに流入する流れも、加圧室１４から流出口１４ｅを通過して液流出部１４ｆに流入する流れよりも、バイパス流路１４ｂから液流出部１４ｆに流入する流れの方が生じ易い。
このため、加圧室１４内にトナー組成液１０が充填されている状態では、バイパス流路１４ｂに装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じていて、図１３で示すようにバイパス流路１４ｂに圧力勾配が生じていても、加圧室１４内のトナー組成液１０はその流れの影響を受けにくく、図１３に示すように加圧室１４内での圧力勾配を抑制することができる。
なお、ノズル１１からトナー液滴３１が噴射した後、加圧室１４内の圧力が下がり、吸引作用が働くことで、図１３中の矢印で示すように、バイパス流路１４ｂから連通口１４ｃを介して加圧室１４に流入するトナー組成液１０の流れや、液流入部１４ａから流入口１４ｄを介して加圧室１４に流入するトナー組成液１０の流れが生じて、加圧室１４内にトナー組成液１０が充填される。
【００５１】
図１３で示すように、加圧室１４内のトナー組成液１０の圧力勾配を抑制することで、トナー液滴３１の噴射のときに、加圧室１４内におけるノズル１１の位置の違いによってノズル１１を挟んだ加圧室１４内とチャンバー３内との圧力差にバラツキが生じることを抑制できる。その結果、トナー液滴３１の粒径にバラツキが生じることを抑制できる。
【００５２】
また、実施形態１のトナー製造装置１は、図１１（ｂ）で示すように、バイパス流路１４ｂ内の液戻り管８１内に向かうトナー組成液１０の流れに直交する断面の断面積が、加圧室１４よりもバイパス流路１４ｂの方が大きい。よって、バイパス流路１４ｂの容積は加圧室１４の容積よりも大きい構成である。
【００５３】
ここで、図１８乃至図２０を用いて説明した液滴噴射ユニット２のように、バイパス流路１４ｂを備えない構成の他の問題点について説明する。
このような噴射造粒法によるトナー製造装置で生産性を高めるためには、液滴噴射ユニット２から噴射されるトナー液滴３１の増量が求められる。しかし、トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内からトナー組成液１０が減少すると、加圧室１４内にトナー組成液１０を充填するまでにある程度の時間を要するため、一つの加圧室１４から単位時間当りに噴射できるトナー液滴３１の数には限界が有る。この限界を無視して、生産性を高めようとすると、トナー液滴３１の噴射による加圧室１４内のトナー組成液１０の減少に対して、加圧室１４に対するトナー組成液１０の供給が追いつかなくなるという課題が生じる。以下、この課題についてより詳しく説明する。
【００５４】
図１８乃至図２０に示した液滴噴射ユニット２では、加圧室１４にトナー組成液１０が流入する経路は、流入口１４ｄのみである。トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０が減少すると、加圧室１４内の減圧による吸引作用や液循環ポンプ９の搬送作用によって、液供給管８内及び液流入部１４ａ内のトナー組成液１０が流入口１４ｄを通って加圧室１４内に流入する。液供給管８内、液流入部１４ａ及び流入口１４ｄのトナーの流れに直交する断面の断面積は小さく、その最小幅は狭いため、流体抵抗の影響を受けやすい。よって、噴射によって減少したトナー組成液１０が噴射前と同じ量となるまでトナー組成液１０が加圧室１４内に流入するにはある程度の時間を要する。
【００５５】
生産性を向上するためには、トナー液滴３１を噴射する時間の間隔は短いほうが好ましく、トナー液滴３１の噴射後、上述のある程度の時間が経過する前に次のトナー液滴３１の噴射を行うと、次のような問題が生じる。すなわち、上述のある程度の時間が経過する前では、加圧室１４内にトナー組成液１０の充填が成されている状態よりも、加圧室１４内のトナー組成液１０の量が少なくなる。このため、トナー液滴３１を噴射するタイミングの違いによって加圧室１４内のトナー組成液１０の量にバラツキが生じる。そして、加圧する動作が同じであっても加圧室１４内のトナー組成液１０の量が異なるとトナー組成液１０に作用する圧力の大きさも異なり、加圧によって噴射されるトナー組成液１０の量にバラツキが生じ、トナー液滴３１の粒径のバラツキが生じる。
【００５６】
また、加圧室１４内に十分なトナー組成液１０が貯留されておらず、装置内を循環する流れの他に、減少したトナー組成液１０を充填するために加圧室１４内にトナー組成液１０が流入し続けているタイミングでは、加圧室１４内のトナー組成液１０の流れが速くなり、加圧室１４内の圧力勾配も大きくなる。その結果、トナー液滴３１の粒径のバラツキが大きくなる。
また、図１８乃至図２０に示す従来例は、加圧室１４は、ノズル１１からトナー組成液１０を噴射する方向（図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）中の下方向）に対して直交する仮想平面方向に長手方向（図１８（ｃ）の左右方向）と短手方向（図１８（ｂ）の左右方向）とがある形状である。さらに、液供給管８は、加圧室１４の長手方向の一方の端部の液流入部１４ａから液滴噴射ユニット２内のトナー組成液１０の流路に接続される。このような構成では、加圧室１４の長手方向の一方の端部からのみ、トナー組成液１０が供給されるため、長手方向の他方の端部までの加圧室１４の全体にトナー組成液１０が充填されるまでに時間を要していた。さらに、流体抵抗の影響を受け易い狭い部である加圧室１４で長手方向に沿ってトナー組成液１０を流す構成であると、トナー組成液１０の流路の上流側となる一方の端部と下流側となる他方の端部とで、圧力差が大きくなり易く、トナー液滴３１の粒径のバラツキが生じ易い。
【００５７】
一方、図１１乃至図１３で示す実施形態１の液滴噴射ユニット２では、加圧室１４よりも容積が大きいバイパス流路１４ｂを備える。液流入部１４ａ内に流入したトナー組成液１０は、バイパス流路１４ｂに流入し、加圧室１４内のトナー組成液１０が減少すると、バイパス流路１４ｂから連通口１４ｃを介して加圧室１４にトナー組成液１０が供給される。ここで、バイパス流路１４ｂから加圧室１４へのトナー組成液１０の流路で、流路の最小幅が小さく流体抵抗の影響を受けやすい領域は連通口１４ｃのみである。このため、トナー液滴３１の噴射によって減少した加圧室１４内のトナー組成液１０の量が噴射前と同じ量となるまでに要する時間を図１８乃至図２０に示す従来の構成よりも短縮することができる。
【００５８】
また、実施形態１の液滴噴射ユニット２では、上述したように、流量の大きなバイパス流路１４ｂからトナー組成液１０を供給する構成である。このため、トナー液滴３１の噴射によってトナー組成液１０の消費しながら循環させるトナー組成液１０の流れを維持するために、加圧室１４内でのトナー組成液１０の流量を大きくする必要がない。よって、加圧室１４内でのトナー組成液１０の流れの流速を抑制することで、加圧室１４内のトナー組成液１０の流れによって圧力勾配が大きくなることを抑制し、均一な大きさのトナー液滴３１を形成することができる。
【００５９】
また、図１１及び図１２に示すように、加圧室１４は、ノズル１１からトナー組成液１０を噴射する方向（図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）中の下方）に対して直交する仮想平面方向に長手方向（図１１（ｃ）の左右方向）と短手方向（図１１（ｂ）の左右方向）とがある形状である。また、液供給管８は、加圧室１４の長手方向の一方の端部の液流入部１４ａから液滴噴射ユニット２内のトナー組成液１０の流路に接続される構成である。
実施形態１の液滴噴射ユニット２では、バイパス流路１４ｂは加圧室１４の長手方向に沿って形成されており連通口１４ｃは加圧室１４の長手方向の複数の位置としての長手方向全域でバイパス流路１４ｂと加圧室１４とを連通する。このような構成であれば、加圧室１４内のトナー組成液１０の量が減少した場合、加圧室１４の長手方向全域に渡ってバイパス流路１４ｂからトナー組成液１０が供給される。このため、加圧室１４の長手方向の一方の端部からのみ、トナー組成液１０が供給される従来例に比べて、加圧室１４の全体にトナー組成液１０が充填されるまでの時間を短くすることができる。
さらに、加圧室１４内にトナー組成液１０が充填されきっていない状態でも、加圧室１４内の長手方向で、トナー組成液１０の流入経路の上流側及び下流側がないため、加圧室１４の長手方向の一方の端部と他方の端部とでの圧力差を抑制することができる。このため、加圧室１４内の長手方向の圧力勾配が大きいことに起因する噴射したトナー液滴３１の粒径のバラツキを抑制することができる。
【００６０】
また、連通口１４ｃ及び流入口１４ｄは、加圧室１４やバイパス流路１４ｂに比べて長手方向に直交する方向の断面積が小さく、特に、高さ方向の幅が狭くなっている。このため、連通口１４ｃ及び流入口１４ｄを通過するトナー組成液１０には流体抵抗の影響が受けやすく、流れが遅くなる。このため、連通口１４ｃから加圧室１４に流入して、流入口１４ｄから流出するトナー組成液１０の流れの流速は、バイパス流路１４ｂを通過するトナー組成液１０の流れの流速に比べて遅くなる。
バイパス流路１４ｂは加圧室１４に比べて容積が大きく、内部を流れるトナー組成液１０の流速が速いため、長手方向のある位置を単位時間当りに通過するトナー組成液１０の流量は、加圧室１４よりもバイパス流路１４ｂの方が、十分大きくなっている。
トナー組成液１０の流量が十分に大きいバイパス流路１４ｂからトナー組成液１０を供給するため、トナー液滴３１を噴射して加圧室１４内のトナー組成液１０が減少したときのトナー組成液１０の供給によるバイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０の減少量は、バイパス流路１４ｂを流れるトナー組成液１０の流量に比べて十分に小さく、トナー組成液１０の供給による影響を抑制することができる。これにより、バイパス流路１４ｂから加圧室１４内へ安定したトナー組成液１０の供給を行うことができる。このような構成により、効率的のノズル１１にトナー組成液１０が供給される。
【００６１】
また、実施形態１の液滴噴射ユニット２では、液流入部１４ａと加圧室１４との間に流入口１４ｄ、液流出部１４ｆと加圧室１４との間に流出口１４ｅを設けている。そして、加圧室１４内のトナー組成液１０が減少すると、バイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が連通口１４ｃを通過して加圧室１４に供給されるだけでなく、液流入部１４ａ内のトナー組成液１０も流入口１４ｄを通過して加圧室１４に供給される。実施形態１のように、バイパス流路１４ｂ及び連通口１４ｃを備える構成であれば、液流入部１４ａと加圧室１４とを連通する流入口１４ｄや液流出部１４ｆと加圧室１４とを連通する流出口１４ｅを設けない構成であってもよい。
【００６２】
なお、実施形態１の液滴噴射ユニット２は、振動噴射法によってトナー液滴３１を噴射する構成である。振動噴射法は、同じ開口径の複数のノズルを有する薄膜を機械的に振動させることによって、ノズルからトナー組成液を周期的に放出することによって均一粒径のトナー液滴を生成し、乾燥してトナー粒子を得る方法である。機械的振動手段は、ノズルを有する膜に対して垂直方向に振動すればどのような配置でもよいが、実施形態１の液滴噴射ユニット２に適用する構成としては、次の二通りの方式が好ましく用いられる。
一つは、複数のノズルを有する薄膜に対して平行な振動面を有し、垂直方向に縦振動する機械的手段（機械的縦振動手段）を用いる方式であり、他の一つは、複数のノズルを有する薄膜のノズルを設けた領域の周囲に円環状に形成された機械的振動手段（円環状機械的振動手段）を設ける方式である。
【００６３】
図１１乃至図１３を用いて説明した構成では、加圧室１４が形成された流路形成部材１５にバイパス流路１４ｂを形成した構成であるが、図７及び図８に示すように、加圧室１４が振動増幅部２２のホーン形状内に形成された構成では、バイパス流路１４ｂもホーン形状に形成する。
【００６４】
図１１乃至図１３を用いて説明した実施形態１の液滴噴射ユニット２と、図１８乃至図２０に示す従来例の構成との模型を作製し、ヘッド流入と流出との圧力差を確認した。この模型における各部の寸法は以下のとおりである。
・バイパス流路１４ｂの断面形状：直径６［ｍｍ］の半円
・加圧室１４の長手方向の長さ：６５［ｍｍ］
・加圧室１４の高さ：２［ｍｍ］
・加圧室１４の幅：８［ｍｍ］
・流入口１４ｄ及び流出口１４ｅの高さ：１［ｍｍ］
・実施形態１の流入口１４ｄ及び流出口１４ｅの幅：８［ｍｍ］
・実施形態１の連通口１４ｃの高さ：１［ｍｍ］
・従来例の液噴射領域側方狭部１４ｓの幅：２［ｍｍ］
このような模型を用いて水を流す試験を行ったところ、加圧室１４内の上流側（図１１及び図１８（ｃ）の図中右側）端部と、下流側（図１１及び図１８（ｃ）の図中右側）端部との圧力差について、実施形態１の構成では従来例の構成に比べて、圧力差を３分の２程度に軽減されることが確認された。
また、トナー組成液１０を利用した場合、トナー組成液１０の組成により液粘度が変わり、加圧室１４内でのトナー組成液１０の流体抵抗が変わることで圧力分布も変わってくるが、加圧室１４としては上記模型の寸法と同程度以上の断面積があればよい。
【００６５】
実施形態１の液滴噴射ユニット２では、加圧室１４の横に加圧室１４より大きいバイパス流路１４ｂを接続している。そして、加圧室１４内のトナー組成液１０が少なくなり次第、このバイパス流路１４ｂに連結した連通口１４ｃからトナー組成液１０が充填される。また、バイパス流路１４ｂを流れるトナー組成液１０は速度が速いが、加圧室１４内ではトナー組成液１０の移動は少ない。
図１８乃至図２０に示す従来例では、加圧室１４が流路となっており流れが発生している状態、つまり流入部と流出部で圧力差がある状態で噴射を行っていた。これに対して、実施形態１の液滴噴射ユニット２では加圧室１４の横に加圧室１４より大きいバイパス流路１４ｂを接続している。このため、加圧室１４内では大きなトナー組成液１０の移動はなく、加圧室１４内での圧力分布を抑制し、安定した噴射を行える。また、バイパス流路１４ｂは断面積が大きいため、トナー液滴３１の噴射によってトナー組成液１０が消費されても、液滴噴射ユニット２における流入側と流出側とで圧力差が生じることも回避できる。また、このバイパス流路１４ｂに連結した連通口１４ｃから加圧室１４のトナー組成液１０が少なくなり次第、トナー組成液１０が充填されるので、加圧室１４内からトナー組成液１０がなくなることがない。
このような構成により、実施形態１の液滴噴射ユニット２では、加圧室１４に対して安定したトナー組成液１０の供給が行われ、効率の良いトナー液滴３１の噴射が期待できる。さらに、加圧室１４内の平均圧力を一定にし噴射速度分布発生の抑制も期待できる。
【００６６】
図１１乃至図１３を用いて説明した実施形態１の液滴噴射ユニット２では、加圧室１４の長手方向に沿って加圧室１４の短手方向の両端にバイパス流路１４ｂが形成されている。バイパス流路１４ｂの配置としては、加圧室１４の短手方向の一方の端部のみに長手方向に沿って形成された構成であってもよい。
上述した実施形態１の液滴噴射ユニット２では、加圧室１４を挟んで２つ配置されたバイパス流路１４ｂの一方のみで加圧室１４よりも容積が大きい構成である。上述した実施形態１の液滴噴射ユニット２のように長手方向に沿って加圧室１４の両端にバイパス流路１４ｂが形成されている構成の場合、二つのバイパス流路１４ｂを合わせた容積が加圧室１４の容積よりも大きければよい。
【００６７】
また、上述した実施形態１の液滴噴射ユニット２では、バイパス流路１４ｂは、加圧室１４の長手方向に沿って形成されている。そして、加圧室１４とバイパス流路１４ｂとが近接する領域、実施形態では加圧室１４の長手方向の全域に連通口１４ｃを形成している。これにより、加圧室１４内の上流側と下流側とで圧力差が生じることを抑制でき、トナー組成液１０が加圧室１４内に常に充填された状態とすることができる。
実施形態１の液滴噴射ユニット２では、バイパス流路１４ｂにトナー組成液１０を流すことで、バイパス流路１４ｂから加圧室１４へトナー組成液１０が進入し、加圧室１４にトナー組成液１０が充填される。また、噴射動作中はノズル１１からのトナー液滴３１の噴射により加圧室１４内の液量が減少し圧力が低下した場合も、それを解消するようバイパス流路１４ｂからトナー組成液１０が充填される。
【００６８】
〔実施形態２〕
次に、本発明を適用可能なトナー製造装置の二つ目の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という）について、図面を用いて説明する。
図１４は、実施形態２のトナー製造装置１の概略説明図である。
実施形態１のトナー製造装置１は、トナー組成液を噴射する構成として機械的縦振動手段を用いる構成であるが、実施形態２のトナー製造装置１は、液共振方式を用いる構成である。
図１４は、液共振方式を用いた液滴噴射ユニット２の一例の説明図である。その基本的な構成は機械的縦振動方式とほぼ同一であるが、機械的縦振動方式が振動装置１３によりノズル１１を備えるヘッド面板１２を振動させて液滴化しているのに対して、液共振方式ではヘッド面板１２の振動によるのではなく、液の共振により液滴化している点が異なる。
【００６９】
このため、ヘッド面板１２は振動しない程度に強度を高めることができる。材質としては、シリコーンやシリコーン酸化物などが用いられ、シリコーン基板、特にＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いることがノズル１１を形成する面でも望ましい。なお、ノズル１１の開口径に対してヘッド面板１２の板厚が非常に厚い場合は、ノズル１１の断面形状を二段型とすることにより噴射性が向上する。
【００７０】
図１５（ｂ）は液滴噴射ユニット２の概略断面説明図であり、図１５（ａ）はより詳細に説明するための組立図であり、図１５（ｃ）は図１５（ａ）、（ｂ）に示した液滴噴射ユニット２によるトナー組成液滴形成の説明図である。
この液滴噴射ユニット２は、複数のノズル１１が形成されたヘッド面板１２と、振動装置１３と、ヘッド面板１２及び振動装置１３の間に加圧室１４を形成する流路形成部材１５とを備えている。
図１５（ｃ）に示すように、流路形成部材１５の側壁部１５ａと振動装置１３との間は、振動を伝達させないための振動分離部材２６によって位置を固定されている構成が望ましい。しかし、振動装置１３の、振動振幅の小さい節の部分２７を介して、振動装置１３を流路形成部材１５の側壁部１５ａに直接固定する形態でもよい。加圧室１４には、液供給管８を通じて原料収容器７からトナー組成液１０が供給される。
振動装置１３の振動発生部２１や振動増幅部２２としては、機械的縦振動手段を用いる膜振動方式である実施形態１の液滴噴射ユニット２と同様のものを使用できる。
【００７１】
図１５に示すように、加圧室１４は複数の隔壁２９ａによって、複数の液分割貯留領域２９に分割される。このように隔壁２９ａで分割することにより、周波数が数十［ｋＨｚ］の駆動において、加圧室１４内の振動圧力分布が均等になるため均等な噴射が可能となり、また共振周波数を高める効果も期待できる。
なお、加圧室１４の隔壁２９ａを構成する部材は、金属やセラミックス、プラスチックなど一般的な材質のうち、トナー組成液１０に溶解しない、かつトナー組成液１０の変性を起こさないようなもので構成される。
【００７２】
次に、図１５に示す液滴噴射ユニット２による液滴形成のメカニズムについて説明する。
振動装置１３が駆動することにより振動面１３ａに発生した振動は、加圧室１４内のトナー組成液１０に伝達し、加圧室１４内のトナー組成液１０は液共振現象を起こす。この共振現象によって加圧室１４内のトナー組成液１０が均一に加圧された状態となり、ヘッド面板１２に設けられた複数のノズル１１から気体側に放出される。このトナー組成液１０全体の共振の作用によって、全てのノズル１１からトナー液滴３１が均等に噴射される。さらに、トナー組成液１０に多く含有される、分散微粒子が加圧室１４の底面を形成するヘッド面板１２の上面に沈着することなく、加圧室１４内を浮遊するため、安定的にトナー液滴３１を噴射し続けることができる構成となっている。
【００７３】
次に、上述したノズル１１の断面形状を二段型とする方法の一例について説明する。
図１６は、ノズルの断面形状を二段型とする方法の一例の説明図である。
まず、図１６（ａ）に示すように、シリコーン基板両面にレジスト１１１をコートする。次に、図１６（ｂ）に示すように、ノズル１１のパターンが形成されたフォトマスクで覆い、紫外線を露光し、レジスト１１１をノズル１１のパターンとして形成する。さらに、図１６（ｃ）に示すように、支持層１１２面側からＩＣＰ放電を用いた異方性ドライエッチングを行い、第１のノズル１１５を形成し、活性層１１４面側を同様の異方性ドライエッチングを行なって第２のノズル１１６を形成する。最後に、図１６（ｄ）に示すように、誘電体層１１３をフッ酸系エッチング液により取り除き、２段の貫通孔状のノズル１１を得る。
図１６を用いて説明した方法が、ノズル１１として深堀り孔形状を均等に形成する上で最も好ましい。また、図示は省略するが、シリコーン基板としてはＳＯＩ基板ではなく、単層のシリコーン基板でも同様の方法でノズルを形成することができる。その際には、エッチング時間を調整することにより、第１のノズル１１５の深さ及び第２のノズル１１６の深さを調整することが可能である。
【００７４】
ノズル１１の形状としては、特に制限はなく、適宜選択した形状とすることができるが、例えば、ヘッド面板１２は厚み３０〜１０００［μｍ］でかつ、ノズル１１の開口径が４〜１５［μｍ］であることが、ノズル１１からトナー液滴３１を噴射させるときに、均一な粒子径を有する微小液滴を発生させる観点から好ましい。なお、ノズル１１の開口径は、真円であれば直径を意味し、楕円であれば短径を意味する。
【００７５】
振動装置１３は、例えば積層型ＰＺＴや超音波振動子と超音波ホーンを組み合わせたものなど、高い振幅において機械的超音波振動を液に与えることができるものであればどのようなものでも構わない。
振動装置１３により発生した振動は加圧室１４内のトナー組成液１０に伝達し、加圧室１４内のトナー組成液１０は液共振現象を起こす。この液共振現象により、トナー組成液１０は均一に加圧された状態となり、ヘッド面板１２に設けられた複数のノズル１１からチャンバー３側に放出される。この加圧室１４内のトナー組成液１０全体の共振の作用によって、全てのノズル１１から均等に液が噴射される。さらには、トナー組成液１０に多く含有される、分散微粒子がヘッド面板１２の加圧室側の面に沈着することなく、加圧室１４内を浮遊するため、安定的にトナー組成液を噴射しつづけることができる構成となっている。
複数のノズル１１を設けたヘッド面板１２を薄膜で構成し、機械的に振動させる場合はノズル詰りが発生しづらいという利点があるが、薄膜面積が広いと均一振動が得られずにトナー液滴３１の粒度分布なる場合がある。これに対し、液共振方式は各ノズル１１に対して、ほぼ等しい振動圧力が与えられるため、ヘッド面板１２の面積が広くても粒度分布の狭いトナー液滴３１が得られやすい。
【００７６】
そして、液共振方式を採用した実施形態２の液滴噴射ユニット２も、加圧室１４と近接した位置にバイパス流路１４ｂを形成する。実施形態２の液滴噴射ユニット２における加圧室１４やバイパス流路１４ｂ等の構成としては、図１１乃至図１３に示す実施形態１の液滴噴射ユニット２と同様のものを適用可能である。
【００７７】
〔実施形態３〕
次に、本発明を適用可能なトナー製造装置の三つ目の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態３」という）について、図面を用いて説明する。
図１７は、実施形態３のトナー製造装置１の概略説明図である。
実施形態３では、液滴噴射ユニット２には流路形成部材であるシュラウド部３６を有し、トナー流の周囲に搬送気流を形成して、この搬送気流により、噴射されたトナー群の群速度を増加させるように、また、噴射初速度が高い場合には逆に減少させるようにする。これにより、噴射されたトナー液滴３１が固化するまでの乾燥工程中に互いに衝突することによる合着を効率よく防止し、得られるトナー群はトナー液滴３１同士が号着することで生じる合一物が極めて少なく、歩留などを含む生産性を向上させることができる。
【００７８】
図１７に示す構成のトナー製造装置１は、液滴噴射ユニット２を装置上部に有し、噴射されたトナー液滴３１を乾燥させるチャンバー３と、そのチャンバー３で得られたトナー粒子Ｔをトナー粒子貯留容器６に送るための誘導管であるトナー捕集チューブ５とを有して構成されている。
液滴噴射ユニット２は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成物を有機溶媒中に分散ないし溶解させたトナー組成液１０を液滴化して噴射させる液滴化手段を構成するヘッド面板１２及び振動装置１３と、この液滴化手段にトナー組成液１０を供給する液噴射領域である加圧室１４を形成した流路形成部材１５とを備えている。
【００７９】
流路形成部材１５には加圧室１４にトナー組成液１０を供給する液流入部１４ａ及び加圧室１４内から原料収容器７に向かうトナー組成液１０を通過させる液流出部１４ｆがそれぞれ形成されている。図１７に示す液滴噴射ユニット２では、振動装置１３が振動を発生させることによりヘッド面板１２に設けられたノズル（図１７では図示を省略）からトナー液滴３１が放出される。
【００８０】
図１７に示す液滴噴射ユニット２では、流路形成部材１５の外側には、ノズルに対向する部分を開口した開口部３６ａを有し、ノズルからのトナー組成液１０の放出方向に沿って流れるトナー液滴３１を搬送する気体の気流路を形成するシュラウド部３６が取り付けられている。シュラウド部３６は、ノズルと対向する箇所が開口した２重の釜状の壁（外側の壁３６ｂ、内側の壁３６ｃ）からなり、互いが蓋部１３１で結合されている。シュラウド部３６の側面には気体吹き出し用の吹き出しパイプ９１が嵌入されている。２重の壁の内、内側の壁３６ｃは、容流路形成部材１５の下端近傍で終わっている。２重の壁の内、外側の壁３６ｂはノズルの下部まで回り込んでおり、ノズルに対向する下部の円状の開口部３６ａで終わっている。開口部３６ａの口径は「Ｄ」であり、外側の壁３６ｂの底部３６ｄの内壁とノズルの下端とはクリアランスＧを保っている。Ｄに比してＧのサイズが小さいため、Ｇが搬送気流の流速を決める主な要因である。
【００８１】
トナー液滴３１を含む流れ３１ａは、次に、上部に液滴噴射ユニット２を取り付けた容積の大きいチャンバー３内に導かれる。チャンバー３内には、後述するチャンバー部噴出口９３により、図１７に示す下方向への下降気流３５が形成されている。この下降気流３５は一様な層流であり、トナー液滴３１を含む流れ３１ａは、下降気流３５により層流状態に流れ、トナー液滴３１は乾燥、固化されながらチャンバー３の底部のトナー捕集部４に連結されたトナー捕集チューブ５に送られる。トナー捕集チューブ５は不図示のサイクロンにつながり、さらに乾燥されながら捕集され、トナー粒子貯留容器６に搬送される。
【００８２】
図１７に示すように、シュラウド部３６の上部側面には吹き出しパイプ９１が気密的に嵌入されている。チャンバー３の反対側側面には第一圧力計ＰＧ１が挿入されている。また、シュラウド部３６の吹き出しパイプ９１の側面にも第二圧力計ＰＧ２が挿入されている。
【００８３】
次に、図１７に示すトナー製造装置１の動作について説明する。
実施形態３のトナー製造装置１もトナー組成液１０を循環させる構成である。トナー組成液１０が適当な圧力で加圧室１４に収容されているところに、不図示の駆動装置により、振動装置１３が、たとえば１００［ｋＨｚ］で振動駆動されると、ヘッド面板１２に振動が伝播し、トナー組成液１０が複数のノズルから振動駆動の周波数と一致した放出振動数でトナー液滴３１として放出される。放出された初速度ｖ０はシュラウド部３６中の気体の粘性による抵抗を受け減速しようとする。
【００８４】
一方、シュラウド部３６中には、吹き出しパイプ９１により気体が吹き出され、シュラウド部３６中を通って搬送気流９５を形成し、開口部３６ａからチャンバー３に放出される。形成される搬送気流９５は円周方向に均一で下向きであり、シュラウド部３６の内側の壁３６ｃの下端部が丸味を帯びているため気流はスムーズに横向きに方向を変え、ノズルの下方でトナー液滴３１合流し、さらに開口部３６ａから放出される。このときの気流が乱流であるとトナー液滴３１同士の合着が起こり易いので、層流であることが好ましい。
【００８５】
放出されたトナー液滴３１は、搬送気流９５に乗って開口部３６ａからチャンバー３内へ放出され、そこで層流である下降気流３５に乗り、合着することなくトナー捕集部４まで送られる。
この例では、トナー液滴３１の初速度ｖ０よりも搬送気流９５の流速ｖ１が大きく、トナー液滴３１は加速されてから搬送気流９５に乗って送られる場合を示している。ｖ１は自由落下速度より高ければよく、初速度ｖ０より低くてよい。チャンバー３内にはｖ１より速い流速ｖ２の下降気流３５が形成されている。下降気流３５の流速ｖ２は大きいほど、合着を防止する点で好ましい。チャンバー３中の下降気流３５は、チャンバー部噴出口９３より気体を吹き出すことによりシュラウド部３６中と同様に周方向に均一な一様の気流が形成される。チャンバー３内で形成される気流は層流が好ましい。チャンバー３中に放出された直後のトナー液滴３１を含む液滴の流れ３１ａ（流速はｖ１）が乱流を起こさず、スムーズに流下されるために、チャンバー３内の下降気流３５の流速ｖ２に対し、ｖ２≧ｖ１の関係を満たすことが好ましい。
【００８６】
シュラウド部３６内の搬送気流９５及びチャンバー３内の下降気流３５の流速は第一圧力計ＰＧ１及び第二圧力計ＰＧ２の計測結果に基づいて管理される。シュラウド部３６内の圧力Ｐ１、チャンバー３内の圧力Ｐ２は、Ｐ１≧Ｐ２の関係があることが好ましい。この関係でないとトナー液滴３１に負圧が作用して逆流する可能性がある。
前述したように、シュラウド部３６の搬送気流９５の流速を決める律速となるのは、Ｄ＞Ｇであるため、Ｇ、即ち、外側の壁３６ｂとヘッド面１２ａとのクリアランスである。
【００８７】
上述した構成では、シュラウド部３６の搬送気流９５及びチャンバー３内の下降気流３５ともに、チャンバー３の上部にある吹き出しパイプ９１及びチャンバー部噴出口９３から気体を吹き出すことにより形成されたが、チャンバー３の下部に設けたトナー捕集チューブ５から吸引することによって気流を形成してもよい。
【００８８】
シュラウド部３６の外側の壁３６ｂの開口部３６ａの断面は、気体の放出方向に沿って口径が大きくなる、即ち、外側の径が大なる方向にテーパー３６ｅが付いていることが好ましい。このように、開口部３６ａにテーパー３６ｅを形成することによって、トナー液滴３１が開口部３６ａを通過する際に、トナー液滴３１が開口部３６ａの壁面に接触して付着することを回避できる。
【００８９】
実施形態３のトナー製造装置１では、装置内に吹き出される気体として、シュラウド部３６、チャンバー３とも窒素ガスを用いることができるが、気体であればよく、空気あるいはその他の気体であってもよい。また、図１７ではシュラウド部３６を２重のお釜状の壁で構成したが、内側の壁３６ｃを、容流路形成部材１５を構成する外周壁で兼用してもよい。また、１つのチャンバー３中に複数の液滴噴射ユニット２とシュラウド部３６を並設した構成にすることによってさらにトナーの製造効率を上げることができる。
放出されたトナー液滴３１はチャンバー３を通過しながら溶媒除去され、固形形態となってトナー粒子貯留容器６で捕集される。
【００９０】
次に、チャンバー３内での乾燥工程では、必要に応じて、さらに流動床乾燥や真空乾燥といった二次乾燥が行われる。有機溶剤がトナー中に残留すると耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく。加熱による定着時において有機溶剤が揮発するため、使用者およ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。
【００９１】
次に、本発明に係るトナーについて説明する。
本発明に係るトナーは上述した各実施形態のトナー製造装置１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、これにより、粒度分布が単分散なものが得られる。
具体的には、前記トナーの粒度分布（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。
次に、本発明で使用できるトナー材料（トナー組成液）について説明する。先ず、前述したようにトナー組成物を溶媒に分散、溶解させたトナー組成液について説明する。
トナー材料としては、従来の電子写真用トナーと全く同じ物が使用できる。すなわち、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂、等のトナーバインダーを各種有機溶媒に溶解し、着色剤を分散、かつ、離型剤を分散又は溶解し、これを前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的とするトナー粒子を作製することが可能である。また、上記材料を熱溶融混練し得られた混練物を各種溶媒に一度溶解乃至分散した液を、前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的のトナーを得ることも可能である。
【００９２】
〔トナー用材料〕
前記トナー用材料としては、少なくとも樹脂と着色剤とを含有し、必要に応じて、キャリア、ワックス等のその他の成分を含有する。
〔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。
【００９３】
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。
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。
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
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。
【００９６】
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。
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
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。
【００９９】
ポリエステル系重合体を構成するモノマーとしては、以下のものが挙げられる。
２価のアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールＡ、又は、ビスフェノールＡにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオール、などが挙げられる。  ポリエステル樹脂を架橋させるためには、３価以上のアルコールを併用することが好ましい。
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
結着樹脂がポリエステル系樹脂の場合は、樹脂成分のＴＨＦ可溶成分の分子量分布で、分子量３千〜５万の領域に少なくとも１つのピークが存在するのが、トナーの定着性、耐オフセット性の点で好ましく、また、ＴＨＦ可溶分としては、分子量１０万以下の成分が６０〜１００％となるような結着樹脂も好ましく、分子量５千〜２万の領域に少なくとも１つのピークが存在する結着樹脂がより好ましい。
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。
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。
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。
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。
【０１０２】
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０．５〜２．０ｇを精秤し、重合体成分の重さをＷｇ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
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。
【０１０３】
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。
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。
【０１０４】
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。
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。
【０１０５】
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。
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。
【０１０６】
〔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。
【０１０７】
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。
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。
【０１０８】
前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して得る事ができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の、水を含んだ水性ペーストを、樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も、着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため、乾燥する必要がなく、好適に使用される。混合混練するには、３本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に使用される。
前記マスターバッチの使用量としては、結着樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部が好ましい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
また、分散剤は、顔料分散性の点で、結着樹脂との相溶性が高いことが好ましく、具体的な市販品としては、「アジスパーＰＢ８２１」、「アジスパーＰＢ８２２」（味の素ファインテクノ社製）、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１」（ビックケミー社製）、「ＥＦＫＡ−４０１０」（ＥＦＫＡ社製）、などが挙げられる。
前記分散剤は、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。
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
また、本発明では、結着樹脂、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。
ワックスとしては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができるが、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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
前記ワックスの融点としては、定着性と耐オフセット性のバランスを取るために、７０〜１４０［℃］であることが好ましく、７０〜１２０［℃］であることがより好ましい。７０［℃］未満では耐ブロッキング性が低下することがあり、１４０［℃］を超えると耐オフセット効果が発現しにくくなることがある。
また、２種以上の異なる種類のワックスを併用することにより、ワックスの作用である可塑化作用と離型作用を同時に発現させることができる。
可塑化作用を有するワックスの種類としては、例えば、融点の低いワックス、分子の構造上に分岐のあるものや極性基を有する構造のもの、などが挙げられる。
【０１１６】
離型作用を有するワックスとしては、融点の高いワックスが挙げられ、その分子の構造としては、直鎖構造のものや、官能基を有さない無極性のものが挙げられる。使用例としては、２種以上の異なるワックスの融点の差が１０［℃］〜１００［℃］のものの組み合わせや、ポリオレフィンとグラフト変性ポリオレフィンの組み合わせ、などが挙げられる。
２種のワックスを選択する際には、同様構造のワックスの場合は、相対的に、融点の低いワックスが可塑化作用を発揮し、融点の高いワックスが離型作用を発揮する。この時、融点の差が１０〜１００［℃］の場合に、機能分離が効果的に発現する。１０［℃］未満では機能分離効果が表れにくいことがあり、１００［℃］を超える場合には相互作用による機能の強調が行われにくいことがある。このとき、機能分離効果を発揮しやすくなる傾向があることから、少なくとも一方のワックスの融点が７０〜１２０［℃］であることが好ましく、７０〜１００［℃］であることがより好ましい。
【０１１７】
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、フィッシャートロプシュワックスとポルリオレフィンワックスの組み合わせ、パラフィンワックスとマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、カルナバワックズ、キャンデリラワックス、ライスワックス又はモンタンワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせが挙げられる。
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。
【０１１８】
前記ワックスの総含有量としては、結着樹脂１００質量部に対し、０．２〜２０質量部が好ましく、０．５〜１０質量部がより好ましい。
本発明では、ＤＳＣにおいて測定されるワックスの吸熱ピークの最大ピークのピークトップの温度をもってワックスの融点とする。
前記ワックス又はトナーのＤＳＣ測定機器としては、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。測定方法としては、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明に用いられるＤＳＣ曲線は、１回昇温、降温させ前履歴を取った後、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。
【０１１９】
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。
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。
【０１２０】
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。
前記微粉末シリカは、ケイ素ハロゲン化含物の気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。
ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例えば、ＡＥＲＯＳＩＬ（日本アエロジル社商品名、以下同じ）−１３０、−３００、−３８０、−ＴＴ６００、−ＭＯＸ１７０、−ＭＯＸ８０、−ＣＯＫ８４：Ｃａ−Ｏ−ＳｉＬ（ＣＡＢＯＴ社商品名）−Ｍ−５、−ＭＳ−７、−ＭＳ−７５、−ＨＳ−５、−ＥＨ−５、Ｗａｃｋｅｒ  ＨＤＫ（ＷＡＣＫＥＲ−ＣＨＥＭＩＥ社商品名）−Ｎ２０  Ｖ１５、−Ｎ２０Ｅ、−Ｔ３０、−Ｔ４０：Ｄ−ＣＦｉｎｅＳｉ１ｉｃａ（ダウコーニング社商品名）：Ｆｒａｎｓｏ１（Ｆｒａｎｓｉ１社商品名）、などが挙げられる。
【０１２１】
さらには、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。処理シリカ微粉体において、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が好ましくは３０〜８０［％］の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。疎水化は、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的あるいは物理的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する方法がよい。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
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。
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。
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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［μｍ］〜２［μｍ］であることが好ましく、５［μｍ］〜５００［μｍ］であることがより好ましい。
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。
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。
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。
【０１２８】
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。
前記無機微粒子の一次粒子径としては、５［μｍ］〜２［μｍ］であることが好ましく、５［μｍ］〜５００［μｍ］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。
【０１２９】
静電潜像担持体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子、などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が０．０１［μｍ］から１［μｍ］のものが好ましい。
本発明に係るトナーを用いた現像方法は、従来の電子写真法に使用する静電潜像担持体が全て使用できるが、例えば、有機静電潜像担持体、非晶質シリカ静電潜像担持体、セレン静電潜像担持体、酸化亜鉛静電潜像担持体、などが好適に使用可能である。
【０１３０】
本発明に係るトナーは、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。前記キャリアとしては、通常のフェライト、マグネタイト等のキャリアも樹脂コートキャリアも使用することができる。
前記樹脂コートキャリアは、キャリアコア粒子とキャリアコア粒子表面を被覆（コート）する樹脂である被覆材からなる。
【０１３１】
該被覆材に使用する樹脂としては、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体等のスチレン−アクリル系樹脂、アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素含有樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂が好適に挙げられる。この他にも、アイオモノマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等のキャリアの被覆（コート）材として使用できる樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、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。また、樹脂中に磁性粉が分散されたバインダー型のキャリアコアも用いることができる。
樹脂コートキャリアにおいて、キャリアコアの表面を少なくとも樹脂被覆剤で被覆する方法としては、樹脂を溶剤中に溶解若しくは懸濁せしめて塗布したキャリアコアに付着せしめる方法、あるいは単に粉体状態で混合する方法が適用できる。
前記樹脂コートキャリアに対する樹脂被覆材の割合としては、適宜決定すればよいが、樹脂コートキャリアに対し０．０１〜５［質量％］が好ましく、０．１〜１［質量％］がより好ましい。
【０１３２】
２種以上の混合物の被覆（コート）剤で磁性体を被覆する使用例としては、（１）酸化チタン微粉体１００質量部に対してジメチルジクロロシランとジメチルシリコーンオイル（質量比１：５）の混合物１２質量部で処理したもの、（２）シリカ微粉体１００質量部に対してジメチルジクロロシランとジメチルシリコーンオイル（質量比１：５）の混合物２０質量部で処理したものが挙げられる。
前記樹脂中、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物、シリコーン樹脂が好適に使用され、特にシリコーン樹脂が好ましい。
【０１３３】
含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物としては、例えば、ポリフッ化ビニリデンとスチレン−メタクリ酸メチル共重合体との混合物、ポリテトラフルオロエチレンとスチレン−メタクリル酸メチル共重合体との混合物、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合（共重合体質量比１０：９０〜９０：１０）とスチレン−アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体（共重合質量比１０：９０〜９０：１０）とスチレン−アクリル酸２−エチルヘキシル−メタクリル酸メチル共重合体（共重合体質量比２０〜６０：５〜３０：１０：５０）との混合物が挙げられる。
シリコーン樹脂としては、含窒素シリコーン樹脂及び含窒素シランカップリング剤と、シリコーン樹脂とが反応することにより生成された、変性シリコーン樹脂が挙げられる。
【０１３４】
キャリアコアの磁性材料としては、例えば、フェライト、鉄過剰型フェライト、マグネタイト、γ−酸化鉄等の酸化物や、鉄、コバルト、ニッケルのような金属、又はこれらの合金を用いることができる。
また、これらの磁性材料に含まれる元素としては、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムが挙げられる。これらの中でも特に、銅、亜鉛、及び鉄成分を主成分とする銅−亜鉛−鉄系フェライト、マンガン、マグネシウム及び鉄成分を主成分とするマンガン−マグネシウム−鉄系フェライトが好適に挙げられる。
【０１３５】
前記キャリアの抵抗値としては、キャリアの表面の凹凸度合い、被覆する樹脂の量を調整して１０６〜１０１０［Ω・ｃｍ］にするのがよい。
前記キャリアの粒径としては、４〜２００［μｍ］のものが使用できるが、１０〜１５０［μｍ］が好ましく、２０〜１００［μｍ］がより好ましい。特に、樹脂コートキャリアは、５０［％］粒径が２０〜７０［μｍ］であることが好ましい。
２成分系現像剤では、キャリア１００質量部に対して、本発明のトナー１〜２００質量部で使用することが好ましく、キャリア１００質量部に対して、トナー２〜５０質量部で使用するのがより好ましい。
【０１３６】
以上、本実施形態のトナー製造装置１は、溶媒にトナーの材料を溶解または分散させたトナー組成液１０を液滴状のトナー液滴３１として噴射するためのノズル１１と、ノズル１１から噴射されるトナー組成液１０を貯留する液噴射領域である加圧室１４と、加圧室１４内のトナー組成液１０に振動を付与する振動発生手段である振動装置１３とを備える液滴化手段である液滴噴射ユニット２と、ノズル１１から噴射されたトナー液滴３１を固化させてトナー粒子Ｔを形成する固化手段であるチャンバー３とを有するトナー製造装置である。このようなトナー製造装置１で、液滴噴射ユニット２に加圧室１４とは空間的に仕切られ、且つ、トナー組成液１０が流通する液流通領域であるバイパス流路１４ｂと、加圧室１４とバイパス流路１４ｂとの間を連通する連通口１４ｃとを設け、バイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が連通口１４ｃを介して加圧室１４に供給される構成となっている。また、トナー製造装置１は、加圧室１４内に供給するトナー組成液１０を収容するトナー組成液収容器である原料収容器７と、原料収容器７から液滴噴射ユニット２へ供給されるトナー組成液１０の流路を形成する液供給流路部材である液供給管８と、液滴噴射ユニット２内に供給されたトナー組成液１０を、原料収容器７に戻す流路を形成する液戻り流路部材である液戻り管８１と、液供給管８から液滴噴射ユニット２に供給されたトナー組成液１０が液戻り管８１を介して原料収容器７内に戻って装置内を循環する流れを形成するトナー組成液循環手段である液循環ポンプ９とを備える。バイパス流路１４ｂと加圧室１４との間は仕切り部材である内側壁部１５ｂによって空間的に仕切られている。また、バイパス流路１４ｂは液供給管８内及び液戻り管８１内と連通し、液循環ポンプ９によって形成される装置内を循環するトナー組成液１０の流れの流路となっており、この循環するトナー組成液１０の流れがバイパス流路１４ｂ内を流通する。さらに、内側壁部１５ｂに、バイパス流路１４ｂと加圧室１４とを連通させる連通口１４ｃを形成している。この連通口１４ｃは、振動装置１３によって加圧された加圧室１４内のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂに向けて流れることを抑制するように、連通方向に直交する断面の最小幅である連通口高さｄ１が、加圧室１４及びバイパス流路１４ｂにおける連通口１４ｃの連通方向に直交する断面の最小幅に比して十分小さい形状である。そして、少なくともトナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０が減少すると、バイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が連通口１４ｃを通って加圧室１４内に供給される構成である。ここで、断面の最小幅とは、連通口の形状が、例えば長方形の場合は二種類の長さの辺のうちの短い方の辺の長さであり、楕円の場合は短径であるように、連通口の断面内において最も狭くなる箇所の長さである。
このトナー製造装置１は、トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０が減少すると、少なくとも、バイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が連通口１４ｃを通って加圧室１４内に供給される。このような構成であれば、液循環ポンプ９によって形成される流れによって、液供給管８内、バイパス流路１４ｂ内及び、及び液戻り管８１内を流通し、装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じており、バイパス流路１４ｂ内のトナー組成液１０が材料不均一分散状態になることを抑制することができる。このため、材料不均一分散状態のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂ内から加圧室１４内に供給されることを抑制することができ、噴射されるトナー液滴３１の組成にバラツキが生じることを抑制できる。よって、生成したトナーのトナー粒子Ｔごとに組成のバラツキが生じることを抑制できる。
また、液供給管８内のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂ内を通過し液戻り管８１内を通って装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じるため、図１８乃至図２０を用いて説明した液滴噴射ユニット２とは異なり、トナー組成液１０が加圧室１４内を通過しなくてもトナー組成液１０を装置内で循環させることが出来る。装置内を循環するトナー組成液１０が加圧室１４内を通過しないことにより、装置内を循環するトナー組成液１０の流れに起因して加圧室１４内に圧力勾配が生じることを抑制することができる。
また、装置内を循環するトナー組成液１０が加圧室１４内を通過する構成であっても、液供給管８内を通過したトナー組成液１０の流量に対してバイパス流路１４ｂ内を通過するトナー組成液１０の流量の分、加圧室１４内を流れるトナー組成液１０の流量を少なくすることが出来る。このため、図１８乃至図２０を用いて説明した液滴噴射ユニット２に比して、加圧室１４内を流れるトナー組成液１０の流量が大きくなることを抑制し、装置内を循環するトナー組成液１０の流れに起因して加圧室１４内での圧力勾配が大きくなることを抑制できる。
さらに、バイパス流路１４ｂと加圧室１４との間の内側壁部１５ｂに形成された連通口１４ｃは、振動装置１３によって加圧された加圧室１４内のトナー組成液１０がバイパス流路１４ｂに向けて流れることを抑制するように、連通方向に直交する断面の最小幅である連通口高さｄ１が十分に小さく、連通口１４ｃを通過するトナー組成液１０は流体抵抗の影響を受けやすい。このため、連通口１４ｃはトナー組成液１０が通過しにくく、トナー液滴３１の噴射によって加圧室１４内のトナー組成液１０が減少したときのように、加圧室１４内とバイパス流路１４ｂ内との間にある程度の圧力差が生じた状態でないと、連通口１４ｃを介したトナー組成液１０の移動は起こり難い。よって、バイパス流路１４ｂに装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じていても、加圧室１４内のトナー組成液１０はバイパス流路１４ｂ内のトナー組成液の流れの影響を受けにくいため、バイパス流路１４ｂ内のトナーの流れに起因して加圧室１４内のトナー組成液１０に流れが生じ、圧力勾配が生じることを抑制することができる。加圧室１４内の圧力勾配を抑制することで、トナー液滴３１の噴射のときに、ノズル１１の位置の違いによってノズル１１を挟んだ加圧室１４内と外部であるチャンバー３内との圧力差にバラツキが生じることを抑制し、その結果、トナー液滴３１の粒径にバラツキが生じることを抑制できる。
このように、本実施形態のトナー製造装置１では、生成したトナーのトナー粒子Ｔごとに組成のバラツキが生じることを抑制できると共に、トナー液滴３１の粒径にバラツキが生じることを抑制できるため、そのトナー液滴３１を固化して得られるトナー粒子Ｔの粒径のバラツキを抑制できる。
【０１３７】
また、本実施形態のトナー製造装置１では、バイパス流路１４ｂ内を流通し液戻り管８１内に向かうトナー組成液１０の流れに直交する断面の断面積が、加圧室１４よりもバイパス流路１４ｂの方が大きく構成されている。さらに、上述したように本実施形態のトナー製造装置１では、バイパス流路１４ｂから連通口１４ｃを介して加圧室１４にトナー組成液１０が供給される。ここで、バイパス流路１４ｂから加圧室１４へのトナー組成液１０の流路で、流路の最小幅が小さく流体抵抗の影響を受けやすい領域は連通口１４ｃのみである。このため、トナー液滴３１の噴射によって減少した加圧室１４内のトナー組成液１０の量が噴射前と同じ量となるまでに要する時間を図１８乃至図２０に示す従来の構成よりも短縮することができる。また、バイパス流路１４ｂの方が断面積が大きいことで、バイパス流路１４ｂに加圧室１４よりも多くの流量のトナー組成液１０を流すことができ、流量の大きなバイパス流路１４ｂからトナー組成液１０を供給するため、トナー液滴３１の噴射によってトナー組成液１０の消費しながら循環させるトナー組成液１０の流れを維持するために、加圧室１４内でのトナー組成液１０の流量を大きくする必要がない。よって、加圧室１４内でのトナー組成液１０の流れの流速を抑することで、加圧室１４内のトナー組成液１０の流れによって圧力勾配が大きくなることを抑制し、均一な大きさのトナー液滴３１を形成することができる。
【０１３８】
また、本実施形態のトナー製造装置１は、流入口１４ｄ及び流出口１４ｅを備え、液滴噴射ユニット２内に液供給管８から流入したトナー組成液１０が加圧室１４内を通過し、液戻り管８１に向けて流出する、バイパス流路１４ｂの流通方向と同方向の流れが形成されている。一方、トナー組成液１０が液流入部１４ａからバイパス流路１４ｂを通って液流出部１４ｆに到達する流路には、トナー組成液１０の流れの方向に直交する断面積を狭めた領域がないため、通過するトナー組成液１０は流体抵抗の影響を受け難い。よって、加圧室１４内にトナー組成液１０が充填されている状態では、液流入部１４ａ内のトナー組成液１０は、流入口１４ｄよりもバイパス流路１４ｂに流入し易く、液流出部１４ｆに流入する流れも、加圧室１４から流出口１４ｅを通過して液流出部１４ｆに流入する流れよりも、バイパス流路１４ｂから液流出部１４ｆに流入する流れの方が生じ易い。このため、バイパス流路１４ｂ内の液戻り管８１に向かう流れの流速は加圧室１４内の液戻り管８１に向かう流れの流速よりも速くなる。よって、バイパス流路１４ｂに装置内を循環するトナー組成液１０の流れが生じていて、バイパス流路１４ｂに圧力勾配が生じていても、加圧室１４内のトナー組成液１０はその流れの影響を受けにくく、加圧室１４内での圧力勾配を抑制することができる。よって、均一な大きさのトナー液滴３１を形成することができる。
【０１３９】
また、実施形態２のトナー製造装置１では、振動発生手段である振動装置１３は、加圧室１４内のトナー組成液１０に共振現象を生じさせる振動発生部材である。実施形態１のトナー製造装置１のように、複数のノズル１１を設けたヘッド面板１２を薄膜で構成し、機械的に振動させる場合はノズル詰りが発生しづらいという利点があるが、薄膜面積が広いと均一振動が得られずにトナー液滴３１の粒度分布なる場合がある。これに対し、液共振方式を採用した実施形態２では、各ノズル１１に対して、ほぼ等しい振動圧力が与えられるため、ヘッド面板１２の面積が広くても狭粒度分布の液滴が得られ易いという利点がある。
【０１４０】
本実施形態のトナー製造装置１では加圧室１４は、ノズル１１からトナー液滴３１を噴射する方向に対して直交する仮想平面方向である水平面上に長手方向と短手方向とがある形状である。そして、液供給管８は加圧室１４の長手方向の一方の端部から液滴噴射ユニット２内のトナー組成液１０の流路に接続される構成である。そして、バイパス流路１４ｂは加圧室１４の長手方向に沿って形成されており、連通口１４ｃは加圧室１４の長手方向の複数の位置としての長手方向全域でバイパス流路１４ｂと加圧室１４とを連通する。これにより、加圧室１４内の長手方向において圧力差が生じることを抑制し、圧力のバラツキに起因するトナー液滴３１の粒径のバラツキを抑制することができる。
なお、実施形態のトナー製造装置１では、連通口１４ｃは長手方向の全域に形成された一つの流路だが、長手方向の複数箇所にそれぞれ流路が形成されていても良い。
【符号の説明】
【０１４１】
１  トナー製造装置
２  液滴噴射ユニット
３  チャンバー
４  トナー捕集部
５  トナー捕集チューブ
６  トナー粒子貯留容器
７  原料収容器
８  液供給管
８ａ  液供給流路
９  液循環ポンプ
１０  トナー組成液
１１  ノズル
１２  ヘッド面板
１３  振動装置
１４  加圧室
１４ａ  液流入部
１４ｂ  バイパス流路
１４ｃ  連通口
１４ｄ  流入口
１４ｅ  流出口
１４ｆ  液流出部
１４ｓ  液噴射領域側方狭部
１５  流路形成部材
１５ａ  側壁部
１５ｂ  内側壁部
２１  振動発生部
２１ａ  上面電極
２１ｂ  下面電極
２１ｃ  圧電体
２１Ａ  第一圧電体
２１Ｂ  第二圧電体
２２  振動増幅部
２２Ａ  第一ホーン部
２２Ｂ  第二ホーン部
２３  駆動信号発生源
２４  通信配線
２６  振動分離部材
２７  節の部分
２９  液分割貯留領域
２９ａ  隔壁
３１  トナー液滴
３１ａ  流れ
３５  下降気流
３６  シュラウド部
３６ａ  開口部
３６ｂ  外側の壁
３６ｃ  内側の壁
３６ｄ  底部
３６ｅ  テーパー
４１  円錐状内壁面
４２  螺旋気流
４３  回転気流発生装置
８１  液戻り管
８１ａ  液戻り流路
９１  吹き出しパイプ
９３  チャンバー部噴出口
９５  搬送気流
１１１  レジスト
１１２  支持層
１１３  誘電体層
１１４  活性層
１１５  第１のノズル
１１６  第２のノズル
ｄ１  連通口高さ
ＰＧ１  第一圧力計
ＰＧ２  第二圧力計
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４２】
【特許文献１】特開平７−１５２２０２号公報
【特許文献２】特許第３７８６０３４号公報
【特許文献３】特許第３７８６０３５号公報
【特許文献４】特開２００７−１９９４６３号公報
【特許文献５】特開２００３−２８０２３６号公報
【特許文献６】特開２００９−２５８６２８号公報
【特許文献７】特公昭５７−２０１２４８号公報
【図１】
2011141343.tif 000003
【図２】
2011141343.tif 000004
【図３】
2011141343.tif 000005
【図４】
2011141343.tif 000006
【図５】
2011141343.tif 000007
【図６】
2011141343.tif 000008
【図７】
2011141343.tif 000009
【図８】
2011141343.tif 000010
【図９】
2011141343.tif 000011
【図１０】
2011141343.tif 000012
【図１１】
2011141343.tif 000013
【図１２】
2011141343.tif 000014
【図１３】
2011141343.tif 000015
【図１４】
2011141343.tif 000016
【図１５】
2011141343.tif 000017
【図１６】
2011141343.tif 000018
【図１７】
2011141343.tif 000019
【図１８】
2011141343.tif 000020
【図１９】
2011141343.tif 000021
【図２０】
2011141343.tif 000022