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JP2013066813A - Fine particle manufacturing apparatus - Google Patents

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JP2013066813A JP2011205129A JP2011205129A JP2013066813A JP 2013066813 A JP2013066813 A JP 2013066813A JP 2011205129 A JP2011205129 A JP 2011205129A JP 2011205129 A JP2011205129 A JP 2011205129A JP 2013066813 A JP2013066813 A JP 2013066813A
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Japanese (ja)
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Andrew Mwaniki Mulwa
アンドゥルー ムワニキ ムルワ
Takashi Ogaki
傑 大垣
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress fine particle component-containing liquid from oozing from discharge holes, which causes the spread of particle size distribution of toner, etc.SOLUTION: There is provided a toner manufacturing apparatus in which discharge operation is continuously performed for discharging liquid droplets 21 of a toner component liquid 14 from a plurality of discharge holes 19 opened to the discharge surface of a liquid column resonance liquid droplet forming unit 10 to manufacture toner particles by solidifying the discharged liquid droplets, wherein a straightening vane 42 is arranged for regulating the generation of a reverse air current which causes reverse movement of the liquid droplets discharged from the plurality of discharge holes toward the discharge surface.

Description

本発明は、粒子径分布が狭い多数の微粒子、特に電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するために使用される静電荷像現像用トナー等の微粒子を製造するための微粒子製造装置に関するものである。   The present invention is for producing a large number of fine particles having a narrow particle size distribution, particularly fine particles such as toner for developing an electrostatic image used for developing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing and the like. The present invention relates to a fine particle production apparatus.

電子写真記録方法に基づく複写機、プリンタ、ファクシミリおよびそれらの複合機などの画像形成装置に使用される静電荷像現像用トナーの製造方法としては、従来は粉砕法が主流であったが、近年では重合法を採用することが多くなってきている。重合法とは、水系媒体中でトナー粒子を形成する工法であり、トナー粒子形成時あるいはその過程においてトナー原材料の重合反応を伴うことから、このように称される。重合法は、各種重合方法が実用化されており、懸濁重合、乳化凝集、ポリマー懸濁(ポリマー凝集)、エステル伸長反応等を利用したものが知られている。重合法により製造されたトナーは、重合トナーあるいはケミカルトナーなどと呼ばれる。   As a method for producing toner for developing electrostatic images used in image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles, and composite machines based on the electrophotographic recording method, the pulverization method has been the mainstream in the past. Then, the polymerization method is increasingly employed. The polymerization method is a method of forming toner particles in an aqueous medium, and is referred to as such because it involves a polymerization reaction of the toner raw material at the time of toner particle formation or in the process. Various polymerization methods have been put into practical use, and those utilizing suspension polymerization, emulsion aggregation, polymer suspension (polymer aggregation), ester elongation reaction, and the like are known. The toner manufactured by the polymerization method is called a polymerization toner or a chemical toner.

重合法で得られたトナーは、総じて、粉砕法で得られたトナーに比べ、小粒径が得やすく、粒径分布が狭く、形状が球形に近いといった特徴を有する。これらの特徴は、電子写真方式で形成される画像として高画質を得やすいという効果をもたらす。しかしながら、重合過程に長時間を必要とし、さらに固化終了後に溶媒とトナー粒子とを分離し、その後洗浄乾燥を繰り返すという作業が必要となり、多くの時間、多量の水、多くのエネルギーを必要とするといった欠点がある。   The toner obtained by the polymerization method generally has the characteristics that it is easy to obtain a small particle size, the particle size distribution is narrow, and the shape is almost spherical compared to the toner obtained by the pulverization method. These characteristics bring about an effect that it is easy to obtain high image quality as an image formed by an electrophotographic method. However, it takes a long time for the polymerization process, and further, it is necessary to separate the solvent and toner particles after completion of solidification, and then repeat washing and drying, which requires a lot of time, a lot of water and a lot of energy. There are disadvantages.

また、トナーの原材料成分を有機溶媒に溶解または分散した液体(トナー成分液)を、噴霧器(アトマイザ)などを用いて微小な液滴となるように放出し、これを乾燥させて微粒子状のトナーを得る、噴射造粒法と呼ばれるトナー製造方法が知られている(特許文献1〜4等)。このトナー製造方法によれば、水を用いる必要がないため、洗浄や乾燥に要する時間とエネルギーを大幅に削減でき、重合法の欠点を回避することができる。   Also, a liquid (toner component liquid) in which the raw material components of the toner are dissolved or dispersed in an organic solvent is discharged into fine droplets using a sprayer (atomizer), etc., and dried to form a fine particle toner A toner production method called a jet granulation method is known (Patent Documents 1 to 4 etc.). According to this toner manufacturing method, since it is not necessary to use water, the time and energy required for washing and drying can be greatly reduced, and the disadvantages of the polymerization method can be avoided.

トナー等の微粒子を噴射造粒法で製造する場合、液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔からトナー成分液等の微粒子成分含有液(微粒子の原材料成分を溶媒に溶解または分散した液体)の液滴を吐出する吐出動作を継続し、吐出した液滴を固化させることにより微粒子を製造する。この場合、既存のインクジェット記録方式の技術を利用することで、液滴吐出装置の吐出孔から吐出される液滴の大きさを高精度に制御することができるので、微粒子の粒径を高精度に制御することが可能となる。   When producing fine particles such as toner by the jet granulation method, a fine particle component-containing liquid such as a toner component liquid (dissolved or dispersed in a raw material component of fine particles in a solvent) from a plurality of discharge holes opened on the discharge surface of the droplet discharge device The discharge operation of discharging liquid droplets is continued, and the discharged droplets are solidified to produce fine particles. In this case, the size of the droplets ejected from the ejection holes of the droplet ejection device can be controlled with high accuracy by utilizing the existing ink jet recording system technology, so the particle size of the fine particles can be controlled with high accuracy. It becomes possible to control to.

ところが、液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔から微粒子成分含有液の液滴を吐出して微粒子を製造する場合、各吐出孔から吐出された液滴が狙いの吐出方向に向けて狙いの吐出速度で適切に吐出しないと、以下のような問題が発生する。
例えば、吐出後の液滴が固化する前に他の液滴と接触して一体化する合着と呼ばれる現象が発生する場合がある。このような合着が発生すると、合着した微粒子の粒径が所望の粒径よりも大きなものとなる。また、例えば、吐出後の液滴が固化する前に他の液滴と勢いよく衝突すると、液滴が砕けて、より微小な液滴に分裂する現象が発生する場合もある。この場合、分裂した微小液滴が固化して得られた微粒子の粒径は、所望の粒径よりも小さいものとなる。これらの現象が発生することにより、製造される微粒子の粒径分布が広がってしまう。
However, in the case of producing fine particles by discharging droplets of a liquid containing a fine particle component from a plurality of discharge holes opened on the discharge surface of a droplet discharge device, the droplets discharged from each discharge hole are directed in a target discharge direction. Therefore, if the discharge is not properly performed at the target discharge speed, the following problems occur.
For example, there may be a phenomenon called coalescence where the discharged droplets come into contact with other droplets before solidifying. When such coalescence occurs, the particle diameter of the coalesced fine particles becomes larger than the desired particle diameter. In addition, for example, when the ejected droplets collide with other droplets vigorously before solidifying, a phenomenon may occur in which the droplets break and split into smaller droplets. In this case, the particle size of the fine particles obtained by solidifying the divided microdroplets is smaller than the desired particle size. When these phenomena occur, the particle size distribution of the fine particles to be produced is widened.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、液滴を吐出する吐出孔が開口した吐出面上に付着した汚れが、上述した合着や分裂を引き起こす主な原因の1つであることが判明した。詳しくは、従来の液滴吐出装置の吐出面には、過去の液滴吐出時に生じた微粒子成分含有液の汚れが堆積し、吐出孔から吐出された液滴がこの汚れに接触して当該液滴の吐出方向が狙いの吐出方向から外れるという現象が発生する。その結果、当該液滴が、隣接又は近接する吐出孔から吐出された液滴と接触してしまい、液滴の合着や分裂を引き起こすのである。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the dirt adhering to the ejection surface where the ejection holes for ejecting droplets are opened is one of the main causes of the above-described coalescence and division. found. In detail, the contamination of the liquid containing the fine particle component generated during the previous droplet discharge accumulates on the discharge surface of the conventional droplet discharge device, and the droplet discharged from the discharge hole comes into contact with the stain and the liquid is discharged. A phenomenon occurs in which the droplet discharge direction deviates from the target discharge direction. As a result, the liquid droplet comes into contact with a liquid droplet ejected from an adjacent or close ejection hole, causing the liquid droplets to coalesce or break up.

このような液滴の合着や分裂を引き起こす吐出面の汚れが生じる原因は、吐出孔から微粒子成分含有液が吐出面上に染み出すことに起因する。具体的には、微粒子成分含有液の染み出しが生じると、吐出された液滴がその染み出した微粒子成分含有液による吐出面上の汚れに接触して、液滴の吐出方向が狙いの吐出方向から外れてしまい、正常な吐出ができなくなる。この場合、上述したように液滴の合着や分裂が引き起こされ、製造される微粒子の粒径分布が広がってしまう。   The cause of the contamination of the discharge surface causing the coalescence and splitting of the droplets is due to the liquid containing the fine particle component exuding from the discharge hole onto the discharge surface. Specifically, when the liquid containing the fine particle component occurs, the discharged liquid droplet comes into contact with the dirt on the discharge surface due to the fine particle component containing liquid, and the discharge direction of the liquid droplet is targeted. It will deviate from the direction, and normal ejection will not be possible. In this case, as described above, the coalescence and division of the droplets are caused, and the particle size distribution of the manufactured fine particles is widened.

また、このような微粒子成分含有液の染み出しが生じ、染み出した微粒子成分含有液の汚れが徐々に広がって周辺の吐出孔を巻き込むまでに成長すると、当該周辺の吐出孔を塞いで吐出停止を引き起こす場合もある。この場合、製造される微粒子の数が減少するので、微粒子の生産効率が下がる。また、この場合、塞がった吐出孔が連通した液室内の圧力が変化するので、この液室に連通した他の吐出孔の吐出状態、特に吐出速度に影響を及ぼす。吐出速度が変化すると、吐出動作が不安定になり、液滴の大きさの均一性と液滴の吐出方向性が失われる。このように、液滴の大きさの均一性が失われたり、液滴の吐出方向性が失われて合着や分裂が発生したりすると、製造される微粒子の粒度分布が広がってしまい、狭い粒径分布をもった微粒子の製造ができなくなる。   In addition, when such a liquid containing the fine particle component is oozed out and the stain of the liquid containing the fine particle component gradually spreads and grows up to involve the peripheral discharge hole, the peripheral discharge hole is blocked and the discharge is stopped. May cause. In this case, since the number of produced fine particles is reduced, the production efficiency of the fine particles is lowered. Further, in this case, since the pressure in the liquid chamber where the closed discharge hole communicates changes, the discharge state of the other discharge holes communicated with this liquid chamber, particularly the discharge speed, is affected. When the discharge speed changes, the discharge operation becomes unstable, and the uniformity of the droplet size and the droplet discharge directionality are lost. As described above, when the uniformity of the droplet size is lost, or when the droplet discharge directionality is lost and coalescence or splitting occurs, the particle size distribution of the produced fine particles is widened and narrow. Fine particles with a particle size distribution cannot be produced.

以上のように、吐出孔から微粒子成分含有液が染み出す現象が発生すると、これに起因して、液滴の合着や分裂が発生したり、周辺の吐出孔が塞がって液室内の圧力変動が生じ、液滴の大きさの均一性と液滴の吐出方向性が失われたりして、製造される微粒子の粒度分布が広がってしまうという問題が発生する。   As described above, when a phenomenon in which the liquid containing the fine particle component oozes out from the discharge hole, this causes liquid droplet coalescence or breakage, or the peripheral discharge hole is blocked to change the pressure in the liquid chamber. This causes a problem that the uniformity of the size of the droplets and the discharge directionality of the droplets are lost, and the particle size distribution of the manufactured fine particles is widened.

そこで、本発明者らは、微粒子成分含有液の染み出しの発生原因について鋭意検討を重ね、微粒子成分含有液の染み出しの発生には、吐出孔の出口周辺に生じ得る乱気流が大きく影響していることを見出した。以下、この点について詳しく説明する。
複数の吐出孔それぞれから液滴を短い時間間隔で連続して吐出すると、各吐出孔から連続して吐出された液滴の列に沿って気流が発生する。一方、このような気流が発生することで、吐出孔出口周辺には、液滴の列に対して横方向からの気体の流入が発生する。このような気体の流入によって生じる気流は、液滴の列の周囲に、渦状の気流等を含む乱気流を生じさせる。このような乱気流が発生すると、その影響で、方向性を失った液滴や、液滴吐出時に生じ得るミストなどが、吐出方向とは反対方向に向かって移動(逆移動)することが、液滴観察実験によって確認された。
Therefore, the present inventors have intensively investigated the cause of the occurrence of the exudation of the fine particle component-containing liquid, and the occurrence of the exudation of the fine particle component-containing liquid is greatly influenced by the turbulence that can occur around the outlet of the discharge hole. I found out. Hereinafter, this point will be described in detail.
When droplets are continuously ejected from each of the plurality of ejection holes at short time intervals, an air flow is generated along the row of droplets ejected from each ejection hole. On the other hand, when such an air flow is generated, inflow of gas from the lateral direction with respect to the row of droplets occurs around the outlet of the discharge hole. The airflow generated by such gas inflow generates turbulent airflow including a spiral airflow and the like around the row of droplets. When such a turbulent air flow occurs, the liquid droplets that have lost their directionality or the mist that may be generated during droplet discharge move (reversely move) in the direction opposite to the discharge direction. This was confirmed by a drop observation experiment.

このように逆移動する液滴やミストの中には、吐出面にまで到達して、そこに付着してしまうものも存在する。逆移動した液滴やミストが吐出面上の吐出孔出口あるいは吐出孔出口近傍に付着すると、その液滴やミストが当該吐出孔内に充填されている微粒子成分含有液と接触するなどして、当該吐出孔から微粒子成分含有液を染み出させる現象を引き起こす。これが原因で、微粒子成分含有液の染み出しが発生し、製造される微粒子の粒度分布が広がるという問題を生じさせる。   Some of the liquid droplets and mist that move backward in this way reach the discharge surface and adhere to the discharge surface. When the droplet or mist that has moved backward adheres to the discharge hole outlet or the vicinity of the discharge hole outlet on the discharge surface, the liquid droplet or mist comes into contact with the fine particle component-containing liquid filled in the discharge hole, etc. This causes a phenomenon that the liquid containing the fine particle component is oozed out from the discharge hole. This causes a problem that the fine particle component-containing liquid oozes out and the particle size distribution of the produced fine particles is widened.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、微粒子の粒度分布が広がる原因である吐出孔からの微粒子成分含有液の染み出しが発生するのを抑制できる微粒子製造装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to provide fine particles capable of suppressing the exudation of the liquid containing the fine particle component from the discharge holes, which causes the particle size distribution of the fine particles to spread. It is to provide a manufacturing apparatus.

上記目的を達成するために、本発明は、液滴が固化すると微粒子となる微粒子成分含有液の液滴を液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔から吐出する吐出動作を継続して行い、吐出した液滴を固化させることにより微粒子を製造する微粒子製造装置において、上記複数の吐出孔から吐出された液滴を上記吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生を規制する逆気流規制手段を有することを特徴とする。
本発明においては、吐出された液滴を吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生が規制されるので、このような逆気流に乗って逆移動する液滴等が吐出面に付着する機会を減少させることができる。よって、吐出面上の吐出孔出口あるいは吐出孔出口近傍に付着した液滴等によって引き起こされる微粒子成分含有液の染み出しを抑制することができる。
In order to achieve the above object, the present invention continues the discharge operation of discharging a droplet of a liquid containing a fine particle component that becomes a fine particle when the droplet is solidified from a plurality of discharge holes opened on the discharge surface of the droplet discharge device. In a fine particle manufacturing apparatus that produces fine particles by solidifying the discharged liquid droplets, the reverse flow that regulates the generation of reverse airflow that reversely moves the liquid droplets discharged from the plurality of discharge holes toward the discharge surface. It has an airflow control means.
In the present invention, since the generation of a reverse air flow that reversely moves the discharged liquid droplets toward the discharge surface is regulated, the opportunity for the liquid droplets or the like that move reversely on the reverse air flow to adhere to the discharge surface Can be reduced. Accordingly, it is possible to suppress the seepage of the fine particle component-containing liquid caused by the droplets adhering to the discharge hole outlet or the vicinity of the discharge hole outlet on the discharge surface.

以上、本発明によれば、吐出孔からの微粒子成分含有液の染み出しを抑制できるので、微粒子成分含有液の染み出しに起因して発生する微粒子の粒径分布が広がるのを抑制できるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, since the exudation of the fine particle component-containing liquid from the discharge hole can be suppressed, it is possible to suppress the spread of the particle size distribution of the fine particles generated due to the exudation of the fine particle component-containing liquid. Effect.

実施形態で用いる液柱共鳴タイプの液滴吐出装置の液滴吐出部の内部構造の一部を拡大して示した模式図である。It is the schematic diagram which expanded and showed a part of internal structure of the droplet discharge part of the liquid column resonance type droplet discharge apparatus used by embodiment. 同液滴吐出装置の液滴吐出部を吐出面側から見たときの底面図である。It is a bottom view when the droplet discharge part of the droplet discharge apparatus is viewed from the discharge surface side. 同液滴吐出装置である液柱共鳴液滴形成ユニットの一部を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically a part of liquid column resonance droplet formation unit which is the droplet discharge device. (a)〜(d)は、同液柱共鳴液滴形成ユニットの吐出孔の断面形状として採用できる各種断面形状を例示した断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which illustrated various cross-sectional shapes employable as a cross-sectional shape of the discharge hole of the same liquid column resonance droplet formation unit. (a)〜(d)は、N=1、2、3の場合において、同液柱共鳴液滴形成ユニットの液柱共鳴液室内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。(A) to (d) show the state of the standing wave of the velocity distribution and the pressure distribution generated in the liquid in the liquid column resonance liquid chamber of the liquid column resonance droplet forming unit when N = 1, 2, and 3. It is explanatory drawing for demonstrating. (a)〜(c)は、N=4、5の場合において、同液柱共鳴液室内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing for demonstrating the mode of the standing wave of the velocity distribution and pressure distribution which arise in the liquid in the same liquid column resonance liquid chamber in the case of N = 4 and 5. FIG. (a)〜(d)は、同液柱共鳴液室で生じる液柱共鳴現象の様子を模式的に表した説明図である。(A)-(d) is explanatory drawing which represented typically the mode of the liquid column resonance phenomenon which arises in the same liquid column resonance liquid chamber. 実施形態に係るトナー製造装置の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a toner manufacturing apparatus according to an embodiment. 吐出された液滴を搬送する搬送気流として、液滴吐出方向に対して横方向に向かう気流を採用した例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which employ | adopted the airflow which goes to a horizontal direction with respect to a droplet discharge direction as a conveyance airflow which conveys the discharged droplet.

以下、本発明に係る微粒子製造装置をトナーの製造に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のトナー製造装置は、液滴が固化するとトナー粒子(微粒子)となるトナー成分液(微粒子成分含有液)を液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔からトナー成分液の液滴を吐出する吐出動作を継続して行い、吐出した液滴を固化させることによりトナー粒子を得るものである。
Hereinafter, an embodiment in which a fine particle production apparatus according to the present invention is applied to production of toner will be described with reference to the drawings.
The toner manufacturing apparatus according to the present embodiment allows toner component liquid (particulate component-containing liquid), which becomes toner particles (fine particles) when the liquid droplets are solidified, to be discharged from a plurality of discharge holes opened on the discharge surface of the liquid droplet discharge apparatus. The toner particles are obtained by continuously performing the discharging operation of discharging the droplets and solidifying the discharged droplets.

本実施形態のトナー製造方法に使用可能な液滴吐出装置は、吐出する液滴の粒径分布が狭いものが好ましいが、特に制限は無く、公知のものを用いることができる。液滴吐出装置としては、1流体ノズル、2流体ノズル、膜振動タイプの吐出手段、レイリー分裂タイプの吐出手段、液振動タイプの吐出手段、液柱共鳴タイプの吐出手段等が挙げられる。膜振動タイプの吐出手段は、例えば特開2008−292976号公報に開示されたものがある。また、レイリー分裂タイプの吐出手段としては、特許第4647506号公報に開示されたものがある。また、液振動タイプの吐出手段としては、特開2010−102195号公報に開示されたものがある。   The droplet discharge device that can be used in the toner manufacturing method of the present embodiment preferably has a narrow particle size distribution of discharged droplets, but is not particularly limited, and a known one can be used. Examples of the droplet discharge device include a one-fluid nozzle, a two-fluid nozzle, a membrane vibration type discharge unit, a Rayleigh split type discharge unit, a liquid vibration type discharge unit, and a liquid column resonance type discharge unit. An example of a membrane vibration type discharge means is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-292976. Further, as a Rayleigh splitting type discharge means, there is one disclosed in Japanese Patent No. 4647506. Moreover, as a liquid vibration type discharge means, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-102195.

液滴の粒径分布が狭く、トナーの生産性を確保するためには、複数の吐出孔が形成された液柱共鳴液室内の液体に振動を付与して液柱共鳴による定在波を形成し、該定在波の腹となる領域に形成された吐出孔から液体を吐出する液柱共鳴タイプの液滴吐出装置が好適である。本実施形態では、液柱共鳴タイプの液滴吐出装置を用いてトナーを製造する例について説明する。   In order to ensure the productivity of the toner with a narrow droplet size distribution, vibration is imparted to the liquid in the liquid column resonance liquid chamber in which a plurality of ejection holes are formed to form a standing wave by liquid column resonance. In addition, a liquid column resonance type liquid droplet ejection device that ejects liquid from the ejection holes formed in the region that becomes the antinode of the standing wave is suitable. In the present embodiment, an example in which toner is manufactured using a liquid column resonance type droplet discharge device will be described.

図1は、本実施形態で用いる液柱共鳴タイプの液滴吐出装置の液滴吐出部11の一部を拡大して示した模式図である。
図2は、この液滴吐出装置の液滴吐出部を吐出面側から見たときの底面図である。
本実施形態の液滴吐出部11は液柱共鳴液室18を備えており、この液柱共鳴液室18は、長手方向(図中左右方向)両端の側壁部のうち一方の側壁部(開口側壁部)に設けられた連通路を介して液共通供給路17へと連通している。また、液柱共鳴液室18は、長手方向両端の側壁部間を連結する壁部のうち1つの壁部(図中下側の底壁部)に液滴21を吐出する複数の吐出孔19を備えている。また、液柱共鳴液室18における吐出孔19と対向する上壁部側には、液柱共鳴定在波を形成するために高周波振動を発生させる振動発生手段20が設けられている。この振動発生手段20は、図示しない高周波電源に接続されている。
FIG. 1 is an enlarged schematic view showing a part of a droplet discharge section 11 of a liquid column resonance type droplet discharge apparatus used in the present embodiment.
FIG. 2 is a bottom view of the droplet discharge portion of the droplet discharge apparatus as viewed from the discharge surface side.
The liquid droplet ejection unit 11 of the present embodiment includes a liquid column resonance liquid chamber 18, and this liquid column resonance liquid chamber 18 has one side wall portion (opening) among the side wall portions at both ends in the longitudinal direction (left-right direction in the drawing). It communicates with the liquid common supply path 17 via a communication path provided in the side wall portion. Further, the liquid column resonance liquid chamber 18 has a plurality of discharge holes 19 for discharging the droplets 21 to one wall portion (the bottom wall portion on the lower side in the drawing) of the wall portions connecting the side wall portions at both ends in the longitudinal direction. It has. Further, vibration generating means 20 for generating high-frequency vibration is provided on the upper wall portion side facing the discharge hole 19 in the liquid column resonance liquid chamber 18 in order to generate a liquid column resonance standing wave. The vibration generating means 20 is connected to a high frequency power source (not shown).

図3は、本実施形態の液滴吐出装置である液柱共鳴液滴形成ユニット10の一部を模式的に示した断面図である。なお、図3は、図1中上方又は下方から見たものである。
本実施形態において、液滴吐出部11から吐出される液体は、製造対象である微粒子の成分が溶解又は分散された状態の微粒子成分含有液である。本実施形態は、トナーを製造する例であるため、この微粒子成分含有液をトナー成分液と記して説明する。トナー成分液14は、図示しない液循環ポンプにより液供給管を通って、液柱共鳴液滴形成ユニット10の液共通供給路17内に流入し、各液滴吐出部11の液柱共鳴液室18へと補充される。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of the liquid column resonance droplet forming unit 10 which is the droplet discharge device of the present embodiment. 3 is viewed from above or below in FIG.
In the present embodiment, the liquid discharged from the droplet discharge unit 11 is a fine particle component-containing liquid in a state where the fine particle components to be manufactured are dissolved or dispersed. Since the present embodiment is an example of producing toner, this fine particle component-containing liquid will be described as a toner component liquid. The toner component liquid 14 flows into the liquid common supply path 17 of the liquid column resonance droplet forming unit 10 through a liquid supply pipe by a liquid circulation pump (not shown), and the liquid column resonance liquid chamber of each droplet discharge unit 11. 18 is replenished.

液柱共鳴液室18内に充填されたトナー成分液14には、振動発生手段20によって発生する液柱共鳴定在波により圧力分布が形成される。そして、液柱共鳴定在波の腹となる領域(振幅が大きくて圧力変動が大きい領域)に配置されている吐出孔19から液滴21が吐出される。液柱共鳴による定在波の腹となる領域とは、定在波の節以外の領域を意味するものである。好ましくは、定在波の圧力変動が液を吐出するのに十分な大きさの振幅を有する領域であり、より好ましくは定在波の振幅が極大となる位置から極小となる位置に向かって±1/4波長の範囲である。定在波の腹となる領域であれば、本実施形態のように1つの液柱共鳴液室18内に複数の吐出孔19が形成されている構成であっても、それぞれからほぼ均一な大きさの液滴が吐出できる。液滴21の吐出によって液柱共鳴液室18内の液量が減少すると、液柱共鳴液室18内の液柱共鳴定在波の作用による吸引力が作用して、液共通供給路17から供給される液の流量が増加し、液柱共鳴液室18内に液が補充される。   In the toner component liquid 14 filled in the liquid column resonance liquid chamber 18, a pressure distribution is formed by the liquid column resonance standing wave generated by the vibration generating means 20. Then, the droplet 21 is discharged from the discharge hole 19 disposed in a region that is an antinode of the liquid column resonance standing wave (a region where the amplitude is large and the pressure fluctuation is large). The region that becomes the antinode of the standing wave due to the liquid column resonance means a region other than the node of the standing wave. Preferably, it is a region where the pressure fluctuation of the standing wave has an amplitude large enough to discharge the liquid, and more preferably ± from the position where the amplitude of the standing wave is maximized to the position where the amplitude is minimized. The range is a quarter wavelength. If the region is an antinode of a standing wave, even if it has a configuration in which a plurality of discharge holes 19 are formed in one liquid column resonance liquid chamber 18 as in this embodiment, the size is almost uniform from each. Can be discharged. When the amount of liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18 decreases due to the discharge of the liquid droplet 21, a suction force due to the action of the liquid column resonance standing wave in the liquid column resonance liquid chamber 18 acts and the liquid common resonance supply chamber 17 The flow rate of the supplied liquid increases and the liquid is replenished in the liquid column resonance liquid chamber 18.

液滴吐出部11の液柱共鳴液室18は、駆動周波数において液体の共鳴周波数に影響を与えない程度の高い剛性を持つ金属、セラミックス、シリコンなどの材料によって形成されたフレームをそれぞれ接合して形成されている。また、図1に示すように、液柱共鳴液室18の長手方向両端の側壁部間の長さLは、後述するような液柱共鳴原理に基づいて決定される。また、図3に示すように、液柱共鳴液室18の短手方向両端の側壁間の長さ(幅)Wは、液柱共鳴に余分な周波数を与えないように、液柱共鳴液室18の長さLの2分の1より小さいことが望ましい。   The liquid column resonance liquid chamber 18 of the droplet discharge unit 11 is formed by joining frames formed of a material such as a metal, ceramics, or silicon having such a high rigidity that does not affect the liquid resonance frequency at the driving frequency. Is formed. Further, as shown in FIG. 1, the length L between the side wall portions at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 is determined based on the liquid column resonance principle as described later. Further, as shown in FIG. 3, the length (width) W between the side walls at both ends in the short direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 is set so as not to give an extra frequency to the liquid column resonance. It is desirable to be less than half of the length L of 18.

液柱共鳴液室18は、生産性を向上させるために、1つの液柱共鳴液滴形成ユニット10に対して複数配置されている方が好ましいので、本実施形態では1つの液柱共鳴液滴形成ユニット10に対して複数の液柱共鳴液室18が配置された構成を採用している。1つの液柱共鳴液滴形成ユニット10に対して設ける液柱共鳴液室18の数には特に限定はないが、100〜2000個の液柱共鳴液室18が備えられた1つの液柱共鳴液滴形成ユニット10であれば、操作性と生産性の両立が実現でき、好適である。本実施形態では、1つの液共通供給路17に対して複数の液柱共鳴液室18が連通した構成となっている。   In order to improve productivity, it is preferable that a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18 are arranged with respect to one liquid column resonance droplet forming unit 10. Therefore, in this embodiment, one liquid column resonance droplet is used. A configuration in which a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18 are arranged with respect to the forming unit 10 is adopted. The number of liquid column resonance liquid chambers 18 provided for one liquid column resonance droplet forming unit 10 is not particularly limited. However, one liquid column resonance liquid chamber having 100 to 2000 liquid column resonance liquid chambers 18 is provided. The droplet forming unit 10 is preferable because both operability and productivity can be realized. In the present embodiment, a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18 communicate with one liquid common supply path 17.

また、液滴吐出部11における振動発生手段20は、所定の周波数で駆動できるものであれば特に制限はないが、本実施形態のように圧電体20Aに弾性板20Bを貼り付けた構造のものが好ましい。弾性板20Bは、圧電体20Aが接液しないように液柱共鳴液室18から圧電体20Aを隔離するように設けられる。圧電体20Aは、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックスが挙げられるが、一般に変位量が小さいため積層して使用されることが多い。この他にも、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の圧電高分子や、水晶、LiNbO、LiTaO、KNbO等の単結晶などが挙げられる。更に、振動発生手段20は、液柱共鳴液室18ごとに個別に制御できるように配置されていることが望ましい。例えば、液柱共鳴液室の配置にあわせて1つの圧電体材料を複数の圧電体に分断し、各圧電体でそれぞれの液柱共鳴液室を個別制御できるような構成が好ましい。 The vibration generating means 20 in the droplet discharge section 11 is not particularly limited as long as it can be driven at a predetermined frequency, but has a structure in which an elastic plate 20B is attached to the piezoelectric body 20A as in this embodiment. Is preferred. The elastic plate 20B is provided so as to isolate the piezoelectric body 20A from the liquid column resonance liquid chamber 18 so that the piezoelectric body 20A does not come into contact with the liquid. Examples of the piezoelectric body 20A include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT). Generally, the piezoelectric body 20A is often used by being laminated because of its small displacement. In addition, piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), single crystals such as quartz, LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3, and the like can be given. Furthermore, it is desirable that the vibration generating means 20 is arranged so that it can be individually controlled for each liquid column resonance liquid chamber 18. For example, a configuration in which one piezoelectric material is divided into a plurality of piezoelectric bodies in accordance with the arrangement of the liquid column resonance liquid chambers, and each liquid column resonance liquid chamber can be individually controlled by each piezoelectric body is preferable.

吐出孔19の出口側直径は、1[μm]以上40[μm]以下の範囲であることが望ましい。
1[μm]より小さいと、形成される液滴が非常に小さくなるため、トナーを得ることができない場合がある。特に、トナーの構成成分として顔料などの固形微粒子が含有されている場合には、この固形微粒子が吐出孔19を閉塞させるおそれがあり、トナーの生産性を低下させるおそれがある。一方、40[μm]より大きい場合、液滴の直径が大きいため、これを乾燥固化させて、3[μm]以上6[μm]以下のトナー粒子径を得ようとすると、有機溶媒でトナー組成を非常に希薄な液に希釈する必要がある。この場合、一定量のトナーを得るために乾燥エネルギーが大量に必要となってしまい、不都合となる。
The outlet side diameter of the discharge hole 19 is preferably in the range of 1 [μm] to 40 [μm].
If it is smaller than 1 [μm], the formed droplets will be very small, and toner may not be obtained. In particular, when solid fine particles such as a pigment are contained as a constituent component of the toner, the solid fine particles may block the discharge holes 19 and may reduce the productivity of the toner. On the other hand, if it is larger than 40 [μm], the diameter of the droplet is large, so that it is dried and solidified to obtain a toner particle diameter of 3 [μm] or more and 6 [μm] or less. Needs to be diluted to a very dilute solution. In this case, a large amount of drying energy is required to obtain a certain amount of toner, which is inconvenient.

また、本実施形態では、複数の吐出孔19が配列された吐出孔の列(図1参照)が、図3に示すように、液柱共鳴液室18内の幅方向(図3中左右方向)に複数並列配置されている。このような構成により、一度の吐出動作によって、より多くの液滴を吐出することができるので、生産効率が高まる。吐出孔19の配置によって液柱共鳴周波数が変動するため、液柱共鳴周波数は液滴の吐出を確認しながら適宜決定するのが望ましい。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the row of discharge holes in which a plurality of discharge holes 19 are arranged (see FIG. 1) is arranged in the width direction in the liquid column resonance liquid chamber 18 (left and right direction in FIG. 3). ) Are arranged in parallel. With such a configuration, more liquid droplets can be ejected by a single ejection operation, which increases production efficiency. Since the liquid column resonance frequency varies depending on the arrangement of the discharge holes 19, it is desirable that the liquid column resonance frequency is appropriately determined while confirming the discharge of the droplet.

図4(a)〜(d)は、吐出孔19の断面形状として採用できる各種断面形状を例示した断面図である。
本実施形態においては、吐出孔19の断面形状が、図1に示すように、出口側に向けて径が小さくなるようなテーパー形状である場合を例示しているが、この断面形状は適宜選択することができる。
図4(a)に示す吐出孔19の断面形状は、吐出孔19の入口側から出口側に向かってラウンド形状(湾曲形状)を持ちながら径が狭くなる断面形状である。この断面形状は、吐出孔19が形成される液柱共鳴液室18の底壁部を構成する吐出孔用薄膜41が振動した際、吐出孔19の出口付近で液にかかる圧力が最大となるため、吐出の安定化に際して好ましい形状である。
図4(b)に示す吐出孔19の断面形状は、吐出孔19の入口側から出口側に向かって一定の角度を持って径が狭くなるようなテーパー形状をもった断面形状であり、本実施形態が採用しているものである。この断面形状においては、テーパー形状となっていることで、図4(a)に示した断面形状のものと同様、吐出孔用薄膜41が振動したときの吐出孔19の出口付近で液にかかる圧力を高めることができる。テーパー角24は適宜変更することができるが60°よりも大きく90°以下の範囲であるのが好ましい。ノズル角度24が60°以下の場合、液に圧力がかかりにくく、さらに薄膜41の加工も困難となるからである。一方、ノズル角度24が90°である場合、図4(c)に示したような断面形状となるが、吐出孔19の出口付近に圧力がかかりにくくなるので、テーパー角24の好適な角度範囲としては90°が最大値となる。テーパー角24が90°よりも大きいと、吐出孔19の出口付近に圧力がかからなくなるため、液滴吐出が非常に不安定化する。
図4(d)に示す吐出孔19の断面形状は、図4(a)に示した断面形状と図4(c)に示した断面形状とを組み合わせた形状である。このように段階的に断面形状を変更しても構わない。
4A to 4D are cross-sectional views illustrating various cross-sectional shapes that can be adopted as the cross-sectional shape of the discharge hole 19.
In the present embodiment, the case where the cross-sectional shape of the discharge hole 19 is a tapered shape whose diameter decreases toward the outlet side as shown in FIG. 1 is illustrated, but this cross-sectional shape is appropriately selected. can do.
The cross-sectional shape of the discharge hole 19 shown in FIG. 4A is a cross-sectional shape in which the diameter becomes narrower while having a round shape (curved shape) from the inlet side to the outlet side of the discharge hole 19. This cross-sectional shape maximizes the pressure applied to the liquid near the outlet of the discharge hole 19 when the discharge hole thin film 41 constituting the bottom wall portion of the liquid column resonance liquid chamber 18 in which the discharge hole 19 is formed vibrates. For this reason, it is a preferable shape for the stabilization of discharge.
The cross-sectional shape of the discharge hole 19 shown in FIG. 4B is a cross-sectional shape having a taper shape with a certain angle from the inlet side to the outlet side of the discharge hole 19 so that the diameter becomes narrower. The embodiment is employed. In this cross-sectional shape, since it is a tapered shape, like the cross-sectional shape shown in FIG. 4A, the liquid is applied near the outlet of the discharge hole 19 when the discharge hole thin film 41 vibrates. The pressure can be increased. The taper angle 24 can be appropriately changed, but is preferably in the range of more than 60 ° and not more than 90 °. This is because when the nozzle angle 24 is 60 ° or less, it is difficult for pressure to be applied to the liquid, and the processing of the thin film 41 becomes difficult. On the other hand, when the nozzle angle 24 is 90 °, the cross-sectional shape as shown in FIG. 4C is obtained, but pressure is hardly applied to the vicinity of the outlet of the discharge hole 19, and therefore a suitable angle range of the taper angle 24. As a result, 90 ° is the maximum value. If the taper angle 24 is larger than 90 °, no pressure is applied to the vicinity of the outlet of the discharge hole 19, so that the droplet discharge becomes very unstable.
The cross-sectional shape of the discharge hole 19 shown in FIG. 4D is a combination of the cross-sectional shape shown in FIG. 4A and the cross-sectional shape shown in FIG. In this way, the cross-sectional shape may be changed step by step.

本実施形態では、吐出された液滴の合着や分裂が発生したり、吐出孔の閉塞により液室内の圧力変動が生じて液滴の大きさの均一性と液滴の吐出方向性が失われたりして、製造される微粒子の粒度分布が広がるという問題を引き起こす原因である、吐出孔19からのトナー成分液の染み出しを抑制するために、図1及び図2に示すように、整流板42を設けている。この整流板42は、各吐出孔19から吐出された液滴を吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生を規制する逆気流規制手段として設けられている。   In this embodiment, the discharged droplets coalesce and break up, and the pressure variation in the liquid chamber occurs due to the blockage of the discharge holes, resulting in loss of uniformity in droplet size and droplet discharge directionality. In order to suppress the bleeding of the toner component liquid from the discharge holes 19, which is a cause of the problem that the particle size distribution of the produced fine particles is widened, as shown in FIG. 1 and FIG. A plate 42 is provided. The rectifying plate 42 is provided as a reverse air flow restricting means for restricting the generation of a reverse air flow that reversely moves the liquid droplets discharged from the discharge holes 19 toward the discharge surface.

整流板42は、各吐出孔19から吐出された液滴を通過させる開口43を備えており、吐出孔19の出口が開口した吐出面に対向配置されている。この整流板42は、図2に示すように、整流板固定用孔44が設けられている。この整流板固定用孔44に液柱共鳴液滴形成ユニット10の底面に設けられた図示しない固定用ピンが挿入されて、整流板42が液柱共鳴液滴形成ユニット10に固定されている。本実施形態では、整流板42を吐出面に平行となるように対向配置しているが、必ずしも平行である必要はない。このような整流板42を設けることで、各吐出孔19から吐出された液滴や吐出時に発生したミスト(以下「液滴等」という。)を吐出面に向けて上昇させる逆気流が整流板42よりも鉛直方向下方で発生しても、その逆気流は整流板42に堰き止められる。その結果、吐出孔19の出口周辺に生じる逆気流の勢いが軽減され、逆気流に乗って吐出面に付着してしまう液滴等を少なく抑えることができる。   The rectifying plate 42 includes an opening 43 through which the liquid droplets discharged from the discharge holes 19 pass, and is disposed to face the discharge surface where the outlet of the discharge holes 19 is opened. As shown in FIG. 2, the current plate 42 is provided with a current plate fixing hole 44. A fixing pin (not shown) provided on the bottom surface of the liquid column resonance droplet forming unit 10 is inserted into the current plate fixing hole 44 so that the current plate 42 is fixed to the liquid column resonance droplet forming unit 10. In the present embodiment, the rectifying plate 42 is disposed so as to be parallel to the ejection surface, but it is not always necessary to be parallel. By providing such a rectifying plate 42, a reverse air flow that raises the droplets discharged from the respective discharge holes 19 and the mist generated at the time of discharge (hereinafter referred to as “droplets”) toward the discharge surface is generated by the rectifying plate. Even if it is generated vertically below 42, the reverse airflow is blocked by the rectifying plate 42. As a result, the momentum of the reverse airflow generated around the outlet of the discharge hole 19 is reduced, and it is possible to reduce the number of droplets and the like that adhere to the discharge surface by riding the reverse airflow.

また、整流板42を入れると、整流板42と吐出面との間に、水平方向に沿った気流が流れる流路が形成されることにより、水平方向に沿った気流と吐出方向に向かう気流とが分離され、吐出孔19の周辺に渦が発生しにくくなる。よって、このような渦に起因して生じる逆気流が発生しにくくなり、逆気流に乗って吐出面に付着してしまう液滴等を少なく抑えることができる。   In addition, when the rectifying plate 42 is inserted, a flow path through which the airflow along the horizontal direction flows is formed between the rectifying plate 42 and the discharge surface, so that the airflow along the horizontal direction and the airflow toward the discharge direction Are separated, and vortices are less likely to be generated around the discharge holes 19. Therefore, it is difficult to generate a reverse airflow caused by such a vortex, and it is possible to reduce the number of liquid droplets and the like that are attached to the discharge surface due to the reverse airflow.

本実施形態のように整流板42を設けても、その整流板42よりも下方の領域では、逆気流が発生する場合がある。しかしながら、この領域に逆気流が発生したとしても、その逆気流に乗って上昇した液滴等は、整流板42に遮られて吐出面まで到達しない。よって、この場合でも、逆気流に乗って吐出面に付着してしまう液滴等を少なく抑えることができる。   Even if the current plate 42 is provided as in the present embodiment, a reverse airflow may occur in a region below the current plate 42. However, even if a reverse airflow is generated in this region, droplets and the like that have risen on the reverse airflow are blocked by the rectifying plate 42 and do not reach the discharge surface. Therefore, even in this case, it is possible to reduce the number of droplets and the like that are attached to the ejection surface due to the reverse airflow.

次に、液柱共鳴液滴形成ユニット10による液滴形成のメカニズムについて説明する。
まず、図1に示した液滴吐出部11内の液柱共鳴液室18において生じる液柱共鳴現象の原理について説明する。
液柱共鳴液室内のトナー成分液の音速を「c」とし、振動発生手段20から媒質であるトナー成分液に与えられた駆動周波数を「f」とすると、液体の共鳴が発生する波長λは、下記の式(1)より算出することができる。
λ = c/f ・・・(1)
Next, the mechanism of droplet formation by the liquid column resonance droplet forming unit 10 will be described.
First, the principle of the liquid column resonance phenomenon that occurs in the liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge section 11 shown in FIG. 1 will be described.
When the sound velocity of the toner component liquid in the liquid column resonance liquid chamber is “c” and the drive frequency applied to the toner component liquid as a medium from the vibration generating unit 20 is “f”, the wavelength λ at which the liquid resonance occurs is It can be calculated from the following equation (1).
λ = c / f (1)

本実施形態では、液共通供給路17と連通するための連通路が形成された液柱共鳴液室18の側壁部(開口側壁部)が、連通路が形成されていない反対側の側壁部(閉口側壁部)と等価であると考えることができる。この場合、液柱共鳴液室18の長手方向長さLが、波長λの4分の1の偶数倍に一致するときに、振動発生手段20の振動によって液柱共鳴液室18内の液体に共鳴振動が最も効率的に発生する。このような液柱共鳴が最も効率的に発生する液柱共鳴最適条件は、下記の式(2)によって表すことができる。なお、上記の式(2)に示す液柱共鳴最適条件は、液柱共鳴液室18の長手方向両側壁部が完全に開放された状態でも、同様に成り立つものである。
L = (N/4)×λ ・・・(2)
In the present embodiment, the side wall portion (opening side wall portion) of the liquid column resonance liquid chamber 18 in which the communication passage for communicating with the liquid common supply passage 17 is formed is the opposite side wall portion (where the communication passage is not formed) ( It can be considered that it is equivalent to the closed side wall. In this case, when the longitudinal length L of the liquid column resonance liquid chamber 18 coincides with an even multiple of a quarter of the wavelength λ, the vibration in the liquid column resonance liquid chamber 18 is changed by the vibration of the vibration generating means 20. Resonant vibration occurs most efficiently. The optimum liquid column resonance condition in which such liquid column resonance occurs most efficiently can be expressed by the following equation (2). Note that the optimum condition of the liquid column resonance shown in the above formula (2) holds true even when the both side walls in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 are completely opened.
L = (N / 4) × λ (2)

一方、液柱共鳴液室18の長手方向両側壁部のうちの一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合には、液柱共鳴液室18の長手方向長さLが波長λの4分の1の奇数倍に一致するときに液柱共鳴が最も効率的に形成される。つまり、この場合の液柱共鳴最適条件は、上記式(2)中の「N」を奇数で表現したものとなる。   On the other hand, when one of the longitudinal side walls of the liquid column resonance liquid chamber 18 is open and the other is closed, the length L of the liquid column resonance liquid chamber 18 is the wavelength. Liquid column resonance is most efficiently formed when it coincides with an odd multiple of λ. In other words, the optimum condition for liquid column resonance in this case is expressed by an odd number of “N” in the above formula (2).

最も液柱共鳴効率の高い駆動周波数fは、上記式(1)と上記式(2)より、下記の式(3)のようになる。しかしながら、実際には、液体が共鳴を減衰させる粘性を有するので無限に振動が増幅されるわけではなく、Q値を持ち、後述する式(4)及び式(5)に示すように、上記式(3)に示した最も効率の高い駆動周波数fの近傍の周波数でも共鳴は発生する。
f = N×c/(4L) ・・・(3)
The driving frequency f with the highest liquid column resonance efficiency is represented by the following equation (3) from the above equations (1) and (2). However, in reality, since the liquid has a viscosity that attenuates resonance, the vibration is not amplified infinitely. It has a Q value and, as shown in equations (4) and (5) described later, the above equation Resonance also occurs at a frequency in the vicinity of the most efficient drive frequency f shown in (3).
f = N × c / (4L) (3)

図5(a)〜(d)は、N=1、2、3の場合において、液柱共鳴液室18内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。
ただし、図5(a)は、N=1の場合であって、液柱共鳴液室18の長手方向両端部の一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合の例であり、図5(b)は、N=2の場合であって、液柱共鳴液室18の長手方向両端部がいずれも閉じた状態である場合の例であり、図5(c)は、N=2の場合であって、液柱共鳴液室18の長手方向両端部がいずれも開放された状態である場合の例であり、図5(d)は、N=3の場合であって、液柱共鳴液室18の長手方向両端部の一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合の例である。
FIGS. 5A to 5D are diagrams for explaining the standing wave of the velocity distribution and the pressure distribution generated in the liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18 when N = 1, 2, and 3. FIG.
However, FIG. 5A is an example in the case of N = 1, in which one of the longitudinal ends of the liquid column resonance liquid chamber 18 is open and the other is closed. FIG. 5B shows an example in which N = 2 and both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 are closed, and FIG. = 2 and is an example in which both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 are open, and FIG. 5D is a case where N = 3, This is an example in which one of the longitudinal ends of the liquid column resonance liquid chamber 18 is open and the other is closed.

また、図6(a)〜(c)は、N=4、5の場合において、液柱共鳴液室18内の液体に生じる速度分布と圧力分布の定在波の様子を説明するための説明図である。
ただし、図6(a)は、N=4の場合であって、液柱共鳴液室18の長手方向両端部がいずれも閉じた状態である場合の例であり、図6(b)は、N=4の場合であって、液柱共鳴液室18の長手方向両端部がいずれも開放された状態である場合の例であり、図6(c)は、N=5の場合であって、液柱共鳴液室18の長手方向両端部の一方が開放された状態で、他方が閉じた状態である場合の例である。
FIGS. 6A to 6C are explanatory views for explaining the standing wave of the velocity distribution and the pressure distribution generated in the liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18 when N = 4 and 5. FIG.
However, FIG. 6A is an example in the case where N = 4 and both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 are closed, and FIG. FIG. 6C shows an example in which N = 4 and both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 are open, and FIG. 6C shows a case in which N = 5. This is an example in which one end of both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 is open and the other is closed.

図5及び図6において、実線が速度の定在波、点線が圧力の定在波である。また、液柱共鳴液室18内の液体に生じる波は実際には疎密波(縦波)であるが、図5及び図6では、これを正弦波(余弦波)の形で表記している。例えば、図5(a)の速度分布を見ると、閉じている閉口側壁部で速度分布の振幅がゼロとなり、開口している開口側壁部で振幅が最大となることが直感的に理解でき、わかりやすいので、ここでは正弦波表記とした。なお、長手方向両側壁部の開閉状態(開放端と固定端との組み合わせパターン)によって定在波パターンは異なるため、図5及び図6では、説明のため、本実施形態の液柱共鳴液室18とは整合しない開放端と固定端との組み合わせパターンも併記した。   In FIGS. 5 and 6, the solid line represents the velocity standing wave, and the dotted line represents the pressure standing wave. In addition, the wave generated in the liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18 is actually a sparse wave (longitudinal wave), but in FIG. 5 and FIG. 6, this is expressed in the form of a sine wave (cosine wave). . For example, when looking at the velocity distribution of FIG. 5A, it can be intuitively understood that the amplitude of the velocity distribution becomes zero at the closed side wall portion that is closed, and the amplitude becomes maximum at the opened side wall portion, Since it is easy to understand, sine wave notation is used here. Since the standing wave pattern differs depending on the open / closed state of the both side walls in the longitudinal direction (combination pattern of the open end and the fixed end), in FIG. 5 and FIG. The combination pattern of the open end and the fixed end that do not match 18 is also shown.

詳しくは後述するが、吐出孔19の開口や、液柱共鳴液室18と液共通供給路17とを連通させる連通路の開口の状態によって、端部条件が決まる。音響学においては、開放端(開口端)では、長手方向の媒質(液)の移動速度が極大となり、圧力はゼロとなる。一方、固定端(閉口端)においては、逆に媒質の移動速度がゼロとなり、圧力が極大となる。固定端(閉口端)は音響的に硬い壁として考え、波が完全に反射することを前提に、端部が理想的に完全に閉口もしくは開口している場合は、波の重ね合わせによって図5及び図6に示したような定在波が発生するものと考える。本実施形態の液柱共鳴液室18のように吐出孔19や連通路などの開口が存在していると、その吐出孔19の数や吐出孔19の位置、連通路の大きさや位置などによっても、定在波パターンが変動する。そのため、上記式(3)から求められる理想の共鳴周波数からズレた位置に実際の共鳴周波数が現れる。ただし、このようなズレがあっても、実際の吐出状況を確認しながら駆動周波数を適宜調整すればよいので、問題ない。   As will be described in detail later, the end condition is determined by the state of the opening of the discharge hole 19 and the opening of the communication path that connects the liquid column resonance liquid chamber 18 and the liquid common supply path 17. In acoustics, at the open end (open end), the moving speed of the medium (liquid) in the longitudinal direction is maximum, and the pressure is zero. On the other hand, at the fixed end (closed end), on the contrary, the moving speed of the medium becomes zero and the pressure becomes maximum. The fixed end (closed end) is considered as an acoustically hard wall, and on the assumption that the wave is completely reflected, if the end is ideally completely closed or open, the wave is overlapped. It is assumed that a standing wave as shown in FIG. 6 is generated. If there are openings such as the discharge holes 19 and the communication passages as in the liquid column resonance liquid chamber 18 of the present embodiment, the number of the discharge holes 19, the positions of the discharge holes 19, the size and position of the communication passages, and the like. However, the standing wave pattern fluctuates. Therefore, the actual resonance frequency appears at a position shifted from the ideal resonance frequency obtained from the above equation (3). However, even if there is such a shift, there is no problem because the drive frequency may be adjusted as appropriate while confirming the actual discharge state.

液体の音速cとして1200[m/s]を用い、液柱共鳴液室18の長手方向長さLが1.85[mm]であって、長手方向両端に壁部が存在し、両端が固定端であるモデルと等価のN=2の共鳴モードの場合、上記式(2)より、液柱共鳴液室18内の液体に最も効率に液柱共鳴を生じさせる理想の共鳴周波数は324[kHz]と導かれる。一方、液体の音速cとして1200[m/s]を用い、液柱共鳴液室18の長手方向長さLが1.85[mm]であって、両端に壁部が存在し、両端が固定端であるモデルと等価のN=4の共鳴モードの場合、上記式(2)より、液柱共鳴液室18内の液体に最も効率に液柱共鳴を生じさせる理想の共鳴周波数は648[kHz]と導かれる。このように、同じ構成の液柱共鳴液室18においても、より高次の共鳴を利用することが可能である。   1200 [m / s] is used as the sound velocity c of the liquid, the longitudinal length L of the liquid column resonance liquid chamber 18 is 1.85 [mm], walls are present at both ends in the longitudinal direction, and both ends are fixed. In the case of N = 2 resonance mode equivalent to the end model, the ideal resonance frequency for causing liquid column resonance most efficiently in the liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18 is 324 [kHz] from the above equation (2). ]. On the other hand, 1200 [m / s] is used as the sound velocity c of the liquid, the longitudinal length L of the liquid column resonance liquid chamber 18 is 1.85 [mm], walls are present at both ends, and both ends are fixed. In the case of N = 4 resonance mode equivalent to the end model, from the above equation (2), the ideal resonance frequency that causes the liquid column resonance in the liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18 most efficiently is 648 [kHz. ]. Thus, higher-order resonance can be used also in the liquid column resonance liquid chamber 18 having the same configuration.

本実施形態の液柱共鳴液室18では、長手方向両端が閉口端と等価になるような構成であるか、吐出孔19の開口の影響で音響的に軟らかい壁として説明できる構成であることが、共鳴周波数を高めるためには好ましいが、それに限らず、例えば長手方向両端が開放端と等価になるような構成を採用してもよい。ここでの吐出孔19の開口の影響とは、音響インピーダンスが小さくなり、特にコンプライアンス成分が大きくなることを意味する。本実施形態の液柱共鳴液室18に設けられる吐出孔19は、図1に示すように、その全体が長手方向一端側(液共通供給路17とは逆側)に寄せて配置されているので、当該一端側は、吐出孔19の開口の影響により開放端(開口端)とみなすこともできる。その結果、図5(b)や図6(a)のような液柱共鳴液室18の長手方向両端壁部を閉口端と等価な構成とする場合、両端が固定端である共鳴モードだけでなく、一端が開放端で他端が固定端である共鳴モードも利用することが可能である。   The liquid column resonance liquid chamber 18 of the present embodiment has a configuration in which both ends in the longitudinal direction are equivalent to the closed end, or can be described as an acoustically soft wall due to the opening of the discharge hole 19. Although it is preferable for increasing the resonance frequency, the present invention is not limited to this, and for example, a configuration in which both ends in the longitudinal direction are equivalent to the open ends may be employed. The influence of the opening of the discharge hole 19 here means that the acoustic impedance is reduced, and in particular, the compliance component is increased. As shown in FIG. 1, the discharge hole 19 provided in the liquid column resonance liquid chamber 18 of the present embodiment is arranged so as to be close to one end side in the longitudinal direction (the side opposite to the liquid common supply path 17). Therefore, the one end side can be regarded as an open end (open end) due to the influence of the opening of the discharge hole 19. As a result, when both end walls in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 are equivalent to closed ends as shown in FIGS. 5B and 6A, only the resonance mode in which both ends are fixed ends is used. It is also possible to use a resonance mode in which one end is an open end and the other end is a fixed end.

また、吐出孔19の数、吐出孔19の配置、吐出孔19の断面形状も、駆動周波数を決定する因子となり、駆動周波数はこれに応じて適宜決定することができる。例えば、吐出孔19の配置を長手方向一端側へ寄せるほど、当該長手方向端部において液柱共鳴液室18の壁部による拘束が緩くなる。よって、吐出孔19の配置を長手方向一端側へ寄せるほど、当該長手方向端部がほぼ開口端に近い状態になり、駆動周波数が高くなるように変更される。また、例えば、吐出孔19の数を多くすると、吐出孔19の配置が寄せられた長手方向一端において液柱共鳴液室18の壁部による拘束が緩くなり、当該長手方向端部がほぼ開口端に近い状態になって駆動周波数が高くなるように変更される。そのほかにも、例えば、吐出孔19の断面形状を変更したり、吐出孔19の寸法を変更したりする場合にも、駆動周波数を変更する必要がある。   In addition, the number of ejection holes 19, the arrangement of the ejection holes 19, and the cross-sectional shape of the ejection holes 19 are factors that determine the driving frequency, and the driving frequency can be appropriately determined according to this. For example, the closer the arrangement of the discharge holes 19 is to the one end side in the longitudinal direction, the more restrained the wall portion of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes at the end portion in the longitudinal direction. Therefore, as the arrangement of the discharge holes 19 is moved closer to one end in the longitudinal direction, the end in the longitudinal direction is almost close to the opening end, and the drive frequency is changed. Further, for example, when the number of the discharge holes 19 is increased, the restriction by the wall portion of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes loose at one end in the longitudinal direction where the arrangement of the discharge holes 19 is approached, and the end in the longitudinal direction is almost the open end. It is changed so that the drive frequency becomes high in a state close to. In addition, for example, when the cross-sectional shape of the discharge hole 19 is changed or the dimension of the discharge hole 19 is changed, the drive frequency needs to be changed.

このように決定される駆動周波数で振動発生手段20に交流電圧を与えたとき、その電圧変動に応じて振動発生手段20の圧電体20Aが変形し、これにより弾性板20Bが変位する。その結果、駆動周波数に対応した振動が液柱共鳴液室18内の液体に加えられ、液柱共鳴液室18内の液体には液柱共鳴定在波が発生する。ただし、液柱共鳴定在波が最も効率よく発生する駆動周波数の近い周波数であれば、液柱共鳴定在波は発生する。具体的には、液共通供給路17側の長手方向壁部と液共通供給路17に最も近くに配置された吐出孔との距離をLeとしたとき、このLeと液柱共鳴液室の長手方向両壁部間の長さLとを用いて、液柱共鳴定在波を発生させる駆動周波数fの範囲は、例えば、下記の式(4)及び(5)によって定義することができる。これらの式(4)及び(5)によって決定される範囲内の駆動周波数fを主成分とした駆動波形を用いて振動発生手段20を振動させることで、液柱共鳴を誘起して液滴を吐出孔19から適切に吐出することが可能である。ただし、LとLeとの比がLe/L>0.6であることが好ましい。
N×c/(4L) ≦ f ≦ N×c/(4Le) ・・・(4)
N×c/(4L) ≦ f ≦ (N+1)×c/(4Le) ・・・(5)
When an AC voltage is applied to the vibration generating means 20 at the drive frequency determined in this way, the piezoelectric body 20A of the vibration generating means 20 is deformed in accordance with the voltage fluctuation, and thereby the elastic plate 20B is displaced. As a result, vibration corresponding to the driving frequency is applied to the liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18, and a liquid column resonance standing wave is generated in the liquid in the liquid column resonance liquid chamber 18. However, if the liquid column resonance standing wave has a frequency close to the drive frequency at which it is most efficiently generated, the liquid column resonance standing wave is generated. Specifically, when the distance between the longitudinal wall on the liquid common supply path 17 side and the discharge hole arranged closest to the liquid common supply path 17 is Le, the length of the liquid column resonance liquid chamber is defined as Le. The range of the driving frequency f for generating the liquid column resonance standing wave using the length L between the directional walls can be defined by, for example, the following equations (4) and (5). By vibrating the vibration generating means 20 using a drive waveform whose main component is the drive frequency f within the range determined by these formulas (4) and (5), a liquid column resonance is induced to cause a droplet to It is possible to discharge appropriately from the discharge hole 19. However, the ratio of L to Le is preferably Le / L> 0.6.
N × c / (4L) ≦ f ≦ N × c / (4Le) (4)
N × c / (4L) ≦ f ≦ (N + 1) × c / (4Le) (5)

以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、本実施形態では、図1に示す液柱共鳴液室18において液柱共鳴圧力定在波を形成し、液柱共鳴液室18に配置された吐出孔19から連続的な液滴吐出を生じさせるのである。そのため、圧力の定在波が最も大きく変動する位置に吐出孔19を配置すると、吐出効率が高くなり、駆動電圧をより低く抑えることができる点で好ましい。   Using the principle of the liquid column resonance phenomenon described above, in this embodiment, a liquid column resonance pressure standing wave is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 shown in FIG. The continuous droplet discharge is caused from the discharge hole 19. Therefore, it is preferable to dispose the discharge hole 19 at a position where the standing wave of the pressure fluctuates the most, because the discharge efficiency is increased and the driving voltage can be further suppressed.

また、吐出孔19は1つの液柱共鳴液室18に1つでも構わないが、上述したように1つの液柱共鳴液室18に対して複数個配置することが生産性の観点から好ましい。具体的には、2〜100個の間であることが好ましい。100個を超えると、それぞれの吐出孔19から液滴を適切に吐出させようとすると、振動発生手段20に与える駆動電圧を高く設定する必要が生じ、振動発生手段20の圧電体20Aの挙動が不安定となりやすい。   Further, although one discharge hole 19 may be provided for one liquid column resonance liquid chamber 18, it is preferable to arrange a plurality of discharge holes 19 for one liquid column resonance liquid chamber 18 from the viewpoint of productivity. Specifically, it is preferably between 2 and 100. When the number exceeds 100, if the droplets are to be ejected appropriately from the respective ejection holes 19, the drive voltage applied to the vibration generating means 20 needs to be set high, and the behavior of the piezoelectric body 20A of the vibration generating means 20 is changed. Prone to instability.

また、1つの液柱共鳴液室18に対して複数の吐出孔19を形成する場合、吐出孔間のピッチは、20[μm]以上であるのが好ましい。吐出孔間のピッチが20[μm]より小さい場合、隣り合う吐出孔からそれぞれ吐出された液滴同士が接触して大きな液滴となってしまう確率が高くなり、トナーの粒径分布が悪化する可能性が高まるからである。   When a plurality of discharge holes 19 are formed for one liquid column resonance liquid chamber 18, the pitch between the discharge holes is preferably 20 [μm] or more. When the pitch between the discharge holes is smaller than 20 [μm], there is a high probability that the liquid droplets discharged from the adjacent discharge holes come into contact with each other to form large liquid droplets, and the toner particle size distribution deteriorates. This is because the possibility increases.

次に、液柱共鳴液滴形成ユニット10における液滴吐出部11内の液柱共鳴液室18で生じる液柱共鳴現象の様子について説明する。
図7(a)〜(d)は、液柱共鳴液室18で生じる液柱共鳴現象の様子を模式的に表した説明図である。
図7における液柱共鳴液室18内に記した実線は、液柱共鳴液室18の長手方向の任意の測定位置における速度をプロットして得た速度分布を示すものであり、図中左側の閉口側壁部側から図中右側の開口側壁部へ向かう方向をプラスとし、その逆方向をマイナスとしている。また、図7における液柱共鳴液室18内に記した点線は、液柱共鳴液室18の長手方向の任意の測定位置における圧力値をプロットして得た圧力分布を示すものであり、大気圧に対して正圧をプラスとし、負圧をマイナスとしている。
Next, the state of the liquid column resonance phenomenon that occurs in the liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge section 11 in the liquid column resonance droplet forming unit 10 will be described.
FIGS. 7A to 7D are explanatory views schematically showing the state of the liquid column resonance phenomenon that occurs in the liquid column resonance liquid chamber 18.
7 indicates the velocity distribution obtained by plotting the velocity at an arbitrary measurement position in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18. The direction from the closed side wall portion side to the opening side wall portion on the right side in the figure is positive, and the opposite direction is negative. Also, the dotted line shown in the liquid column resonance liquid chamber 18 in FIG. 7 indicates the pressure distribution obtained by plotting the pressure value at an arbitrary measurement position in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18. Positive pressure is positive with respect to atmospheric pressure, negative pressure is negative.

本実施形態において、図1に示したように、液滴吐出部11内の液柱共鳴液室18の底面から、液共通供給路17と連通する連通路の下端までの高さh1(=約80[μm])は、連通口の高さh2(=約40[μm])の約2倍に設定されている。そのため、本実施形態の液柱共鳴液室18は、長手方向両端がほぼ固定端であるのと近似的に考えることができる。図7(a)〜(d)は、このような考えの下で、速度分布及び圧力分布の時間的な変化を示している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the height h <b> 1 (= about) from the bottom surface of the liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge unit 11 to the lower end of the communication path communicating with the liquid common supply path 17. 80 [μm]) is set to about twice the height h2 (= about 40 [μm]) of the communication port. Therefore, the liquid column resonance liquid chamber 18 of the present embodiment can be approximately considered that both ends in the longitudinal direction are substantially fixed ends. 7A to 7D show temporal changes in the velocity distribution and the pressure distribution under such an idea.

図7(a)は、液滴吐出時における液柱共鳴液室18内の圧力波形と速度波形を示している。このとき、液柱共鳴液室18内における閉口側壁部側の液体部分、すなわち、吐出孔19が設けられている液室領域内の液体部分(吐出孔付近の液体)は、圧力が極大となる。これにより、メニスカス圧が増大して各吐出孔19から液体が迫り出す。その後、図7(b)に示すように、吐出孔19付近の液体の圧力は小さくなり、負圧の方向へと移行することで、吐出孔19から液滴21が吐出される。   FIG. 7A shows a pressure waveform and a velocity waveform in the liquid column resonance liquid chamber 18 at the time of droplet discharge. At this time, the liquid portion on the closed side wall portion side in the liquid column resonance liquid chamber 18, that is, the liquid portion in the liquid chamber region where the discharge hole 19 is provided (liquid in the vicinity of the discharge hole) has a maximum pressure. . As a result, the meniscus pressure increases, and the liquid comes out from each discharge hole 19. Thereafter, as shown in FIG. 7B, the pressure of the liquid in the vicinity of the discharge hole 19 decreases, and the liquid droplet 21 is discharged from the discharge hole 19 by shifting in the negative pressure direction.

その後、図7(c)に示すように、吐出孔19付近の液体の圧力は極小になる。このときから、液共通供給路17から液柱共鳴液室18へのトナー成分液14の補充が始まる。そして、図7(d)に示すように、吐出孔19付近の液体の圧力は、今度は徐々に大きくなり、正圧の方向へと移行する。この時点で、トナー成分液14の補充が終了し、再び、液柱共鳴液室18の吐出孔19付近の液体の圧力は、図7(a)に示すように、その圧力が極大となる。   Thereafter, as shown in FIG. 7C, the pressure of the liquid in the vicinity of the discharge hole 19 becomes minimum. From this time, replenishment of the toner component liquid 14 from the liquid common supply path 17 to the liquid column resonance liquid chamber 18 starts. Then, as shown in FIG. 7D, the pressure of the liquid in the vicinity of the discharge hole 19 gradually increases and shifts in the positive pressure direction. At this time, the replenishment of the toner component liquid 14 is completed, and the pressure of the liquid near the discharge hole 19 of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes the maximum again as shown in FIG.

このように、液柱共鳴液室18内における吐出孔19付近の液体には、振動発生手段20の高周波駆動によって液柱共鳴による定在波が発生し、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箇所に吐出孔19が配置されていることから、当該腹の周期に応じて液滴21が吐出孔19から連続的に吐出される。   As described above, in the liquid near the discharge hole 19 in the liquid column resonance liquid chamber 18, a standing wave due to the liquid column resonance is generated by the high frequency driving of the vibration generating means 20, and the pressure is the position where the pressure fluctuates most greatly. Since the discharge hole 19 is disposed at a position corresponding to the antinode of the standing wave due to liquid column resonance, the droplet 21 is continuously discharged from the discharge hole 19 according to the antinode period.

図8は、本実施形態に係るトナー製造方法を実施するトナー製造装置の一例を示す模式図である。
このトナー製造装置は、主に、上述した液柱共鳴液滴形成ユニット10と、乾燥捕集ユニット60と、トナー成分液補充ユニット30とから構成されている。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a toner manufacturing apparatus that performs the toner manufacturing method according to the present embodiment.
This toner manufacturing apparatus mainly includes the above-described liquid column resonance droplet forming unit 10, a dry collection unit 60, and a toner component liquid replenishment unit 30.

トナー成分液補充ユニット30は、トナー成分液14を貯留したトナー成分液タンク31を備えている。トナー成分液タンク31は、トナー成分液供給流路32を介して液柱共鳴液滴形成ユニット10に接続されている。トナー成分液供給流路32には、トナー成分液供給流路32内のトナー成分液14を圧送する液循環ポンプ33が接続されており、液循環ポンプ33の駆動により、トナー成分液タンク31内のトナー成分液14はトナー成分液供給流路32を通じて液柱共鳴液滴形成ユニット10へと供給される。   The toner component liquid replenishment unit 30 includes a toner component liquid tank 31 in which the toner component liquid 14 is stored. The toner component liquid tank 31 is connected to the liquid column resonance droplet forming unit 10 via the toner component liquid supply channel 32. A liquid circulation pump 33 that pumps the toner component liquid 14 in the toner component liquid supply flow path 32 is connected to the toner component liquid supply flow path 32. The toner component liquid 14 is supplied to the liquid column resonance droplet forming unit 10 through the toner component liquid supply channel 32.

また、トナー成分液タンク31は、液戻り管34を介して液柱共鳴液滴形成ユニット10に接続されている。トナー成分液供給流路32から液柱共鳴液滴形成ユニット10へ供給されたトナー成分液14のうち、液柱共鳴液滴形成ユニット10の液柱共鳴液室18へ補充されなかったものは、液循環ポンプ33の駆動により、液戻り管34を通じてトナー成分液タンク31へ戻される。   The toner component liquid tank 31 is connected to the liquid column resonance droplet forming unit 10 via a liquid return pipe 34. Among the toner component liquids 14 supplied from the toner component liquid supply flow path 32 to the liquid column resonance droplet forming unit 10, those not replenished to the liquid column resonance liquid chamber 18 of the liquid column resonance droplet forming unit 10 are as follows. The liquid circulation pump 33 is driven to return to the toner component liquid tank 31 through the liquid return pipe 34.

本実施形態において、トナー成分液供給流路32には圧力測定器P1が設けられており、乾燥捕集ユニット60には圧力測定器P2が設けられている。液柱共鳴液滴形成ユニット10への送液圧力および乾燥捕集ユニット60内の圧力はこれらの圧力測定器P1,P2の測定結果に基づいて管理される。このとき、圧力測定器P1の圧力が圧力測定器P2の圧力よりも大きい関係であると、トナー成分液14が吐出孔19から染み出すおそれがある。逆に、圧力測定器P1の圧力が圧力測定器P2の圧力よりも小さい関係であると、液柱共鳴液滴形成ユニット10内に気体が入り込んで吐出が停止してしまうおそれがある。したがって、圧力測定器P1の圧力と圧力測定器P2の圧力とはほぼ等しい関係であるのが望ましい。   In the present embodiment, the toner component liquid supply flow path 32 is provided with a pressure measuring device P1, and the dry collection unit 60 is provided with a pressure measuring device P2. The liquid feeding pressure to the liquid column resonance droplet forming unit 10 and the pressure in the dry collection unit 60 are managed based on the measurement results of these pressure measuring devices P1 and P2. At this time, if the pressure of the pressure measuring device P <b> 1 is greater than the pressure of the pressure measuring device P <b> 2, the toner component liquid 14 may ooze out from the discharge hole 19. On the other hand, if the pressure of the pressure measuring device P1 is smaller than the pressure of the pressure measuring device P2, there is a possibility that gas enters the liquid column resonance droplet forming unit 10 and stops discharging. Therefore, it is desirable that the pressure of the pressure measuring device P1 and the pressure of the pressure measuring device P2 have a substantially equal relationship.

乾燥捕集ユニット60には、チャンバ61が設けられており、このチャンバ61内に液柱共鳴液滴形成ユニット10が設置される。チャンバ61内には、搬送気流導入口64から下降気流(搬送気流)101が送り込まれ、液柱共鳴液滴形成ユニット10から吐出された液滴21は、重力だけでなく、この下降気流101によっても、下方に向けて搬送される。チャンバ61内を下方へ搬送された液滴は、その搬送中に乾燥固化し、捕集用出口65から排出されて、固化粒子捕集手段62へと送り込まれ、捕集される。固化粒子捕集手段62で捕集された粒子は、その後、必要に応じて二次乾燥処理を行う乾燥手段63に送られる。   A chamber 61 is provided in the dry collection unit 60, and the liquid column resonance droplet forming unit 10 is installed in the chamber 61. A descending airflow (conveying airflow) 101 is sent into the chamber 61 from the conveying airflow inlet 64, and the droplets 21 ejected from the liquid column resonance droplet forming unit 10 are not only gravity but also generated by the descending airflow 101. Is also transported downward. The droplets transported downward in the chamber 61 are dried and solidified during the transportation, discharged from the collection outlet 65, sent to the solidified particle collecting means 62, and collected. The particles collected by the solidified particle collecting means 62 are then sent to a drying means 63 that performs a secondary drying process as necessary.

吐出された液滴同士が乾燥前に接触すると、液滴同士が合体して一つの大きな粒子になってしまう合着と呼ばれる現象が発生し、トナー粒径分布が広がってしまう。そのため、粒径分布の狭いトナー粒子を得るためには、吐出された液滴どうしの距離を確保する必要がある。しかしながら、吐出された液滴は、一定の初速度を持っているが、空気抵抗によって徐々に失速する。そのため、失速した液滴に対して後から吐出された液滴が追いついてしまうことがあり、合着が発生するおそれがある。このような合着現象は定常的に発生するため、この粒子を捕集すると、粒径分布はひどく悪化することとなる。このような合着現象を防ぐため、本実施形態では、下降気流101によって液滴の速度低下を防ぎ、液滴同士が接触しないようにしている。   When the ejected droplets come into contact with each other before drying, a phenomenon called coalescence in which the droplets coalesce into one large particle occurs, and the toner particle size distribution spreads. Therefore, in order to obtain toner particles having a narrow particle size distribution, it is necessary to secure the distance between the discharged droplets. However, the ejected droplets have a constant initial velocity, but gradually become stalled due to air resistance. For this reason, the liquid droplets discharged later may catch up with the stalled liquid droplets, which may cause coalescence. Since such a coalescence phenomenon occurs constantly, when the particles are collected, the particle size distribution is greatly deteriorated. In order to prevent such a coalescence phenomenon, in this embodiment, the descending airflow 101 prevents a drop in the speed of the droplets so that the droplets do not come into contact with each other.

本実施形態における搬送気流(下降気流101)の向きは下方に向いているが、図9に示すように、液滴吐出方向に対して横方向に向かう搬送気流101を採用することもできる。ただし、この場合には、吐出孔19から搬送気流101によって搬送される液滴の軌跡が重ならないように搬送気流101を形成することが望まれる。搬送気流の向きは、液滴吐出方向に対して横方向でなくても、液滴吐出方向に対して斜め方向であってもよいが、吐出された液滴が離れるような角度を持っていることが望まれる。   Although the direction of the carrier airflow (downward airflow 101) in this embodiment is directed downward, as shown in FIG. 9, a carrier airflow 101 that runs in the lateral direction with respect to the droplet discharge direction can also be employed. However, in this case, it is desirable to form the transport airflow 101 so that the trajectories of the droplets transported by the transport airflow 101 from the ejection holes 19 do not overlap. The direction of the carrier airflow may not be transverse to the droplet ejection direction, but may be oblique to the droplet ejection direction, but has an angle such that the ejected droplets are separated. It is desirable.

また、本実施形態では、下降気流101によって合着の防止と固化粒子捕集手段62への搬送の両方を実現しているが、合着の防止を行うための第1気流と、固化粒子捕集手段62へと搬送するための第2気流とを別々に形成してもよい。この場合、第1気流の流速は吐出時における液滴の移動速度と同じかそれ以上であることが望ましい。吐出時の液滴移動速度より第1気流の流速が遅いと、第1気流本来の目的である液滴同士の接触を防止する機能を十分に果たせない可能性がある。第1気流のその他の特性については、液滴同士が接触しないような条件を適宜追加してもよく、第2気流の特性と必ずしも同じである必要はない。例えば、第1気流に液滴の固化を促進させるような化学物質を混入させたり、液滴の固化を促進させるように物理的な作用を施したりしてもよい。   In the present embodiment, both the prevention of coalescence and the conveyance to the solidified particle collecting means 62 are realized by the descending airflow 101. However, the first airflow and the solidified particle trapping for preventing the coalescence are realized. You may form separately the 2nd airflow for conveying to the collection means 62. FIG. In this case, it is desirable that the flow rate of the first air stream is equal to or higher than the moving speed of the droplets during discharge. If the flow velocity of the first air stream is slower than the droplet moving speed at the time of ejection, there is a possibility that the function of preventing contact between the droplets, which is the original purpose of the first air stream, may not be performed. About the other characteristic of 1st airflow, you may add suitably the conditions that droplets do not contact, and it does not necessarily need to be the same as the characteristic of 2nd airflow. For example, a chemical substance that promotes solidification of the droplets may be mixed in the first air stream, or a physical action may be performed so as to promote solidification of the droplets.

本実施形態の下降気流101は、例えば、層流、旋回流、乱流などであっても構わない。下降気流101を構成する気体の種類は特に限定は無く、空気であっても窒素等の不燃性気体を用いたものでもよい。また、下降気流101の温度は適宜調整可能であり、生産時において変動の無いことが望ましい。また、チャンバ61内に下降気流101の気流状態を変えるような手段を設けても構わない。また、下降気流101は、液滴同士の接触を防止すだけでなく、チャンバ61の内壁に付着することを防止することに用いても良い。   The descending airflow 101 of this embodiment may be, for example, a laminar flow, a swirl flow, a turbulent flow, or the like. The type of gas constituting the descending airflow 101 is not particularly limited, and may be air or a nonflammable gas such as nitrogen. Further, the temperature of the descending airflow 101 can be adjusted as appropriate, and it is desirable that there is no fluctuation during production. Further, means for changing the airflow state of the descending airflow 101 may be provided in the chamber 61. Further, the descending airflow 101 may be used not only to prevent contact between droplets but also to prevent adhesion to the inner wall of the chamber 61.

図8で示すように、本実施形態では、固化粒子捕集手段62によって捕集されたトナー粒子に含まれる残留溶剤量が多い場合には、これを低減するために必要に応じて、乾燥手段63によっ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、画像形成動作時の加熱定着の際に有機溶剤が揮発するため、画像形成装置内の各種機器へ悪影響を及ぼす可能性が高まり、充分な乾燥を実施すること事が望まれる。   As shown in FIG. 8, in this embodiment, when the amount of residual solvent contained in the toner particles collected by the solidified particle collecting means 62 is large, the drying means is used as necessary to reduce this. Secondary drying is performed by 63. As the secondary drying, general known drying means such as fluidized bed drying or vacuum drying can be used. If the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixability, and charging characteristics will change over time, but also the organic solvent will volatilize during heat-fixing during image forming operations, so image formation The possibility of adverse effects on various devices in the apparatus increases, and it is desirable to perform sufficient drying.

以下、本実施形態で製造するトナーについて説明する。
本実施形態で製造するトナーは、少なくとも樹脂、着色剤およびワックスを含有し、必要に応じて、帯電調整剤、添加剤およびその他の成分を含有する。
Hereinafter, the toner manufactured in this embodiment will be described.
The toner produced in this embodiment contains at least a resin, a colorant, and a wax, and optionally contains a charge adjusting agent, an additive, and other components.

まず、本実施形態で用いるトナー成分液について説明する。
トナー成分液は上述したトナー成分が溶媒に溶解又は分散させた液体状態であるか、または吐出させる条件下で液体であれば溶媒を含まなくてもよく、トナー成分の一部またはすべてが溶融した状態で混合され液体状態を呈しているものである。トナー材料としては、上記のトナー成分液を調整することができれば、公知の電子写真用トナーと同じ物が使用できる。このようなトナー成分液を液柱共鳴液滴形成ユニット10から微小液滴となるように吐出し、その微小液滴を乾燥固化したものを固化粒子捕集手段62で捕集することで、目的とするトナー粒子を作製する。
First, the toner component liquid used in this embodiment will be described.
The toner component liquid may be in a liquid state in which the above-described toner component is dissolved or dispersed in a solvent, or may be free from a solvent as long as it is liquid under the conditions of discharge, and a part or all of the toner component is melted. It is mixed in a state and presents a liquid state. As the toner material, the same materials as known electrophotographic toners can be used as long as the toner component liquid can be adjusted. The toner component liquid is discharged from the liquid column resonance droplet forming unit 10 to form fine droplets, and the fine droplets dried and solidified are collected by the solidified particle collecting means 62. Toner particles are produced.

上記樹脂としては、少なくとも結着樹脂が挙げられる。
上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。
Examples of the resin include at least a binder resin.
The binder resin is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used. For example, a styrene monomer, an acrylic monomer, a methacrylic monomer, etc. Vinyl polymers, copolymers of these monomers or two or more types, polyester polymers, polyol resins, phenol resins, silicone resins, polyurethane resins, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, terpene resins , Coumarone indene resin, polycarbonate resin, petroleum resin, and the like.

結着樹脂の性状としては溶媒に溶解することが望ましく、この特徴を除けば従来公知の性能を持っていることが望ましい。
結着樹脂のGPC(ゲルパーメンテーションクロマトグラフィ)による分子量分布で、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。
本実施形態において、トナー組成物の結着樹脂成分の酸価は、JIS K−0070に準じて測定したものである。
As the properties of the binder resin, it is desirable to dissolve in a solvent, and it is desirable to have a conventionally known performance except for this feature.
The molecular weight distribution of the binder resin by GPC (gel permeation chromatography) preferably has at least one peak in the region of molecular weight of 3,000 to 50,000 from the viewpoint of toner fixing property and offset resistance. As the THF soluble component, a binder resin in which a component having a molecular weight of 100,000 or less is 60 to 100 [%] is also preferable, and the binder resin has at least one peak in a molecular weight region of 5,000 to 20,000. Is more preferable. What has 60 [mass%] or more of resin whose acid value of binder resin has 0.1-50 [mgKOH / g] is preferable.
In this embodiment, the acid value of the binder resin component of the toner composition is measured according to JIS K-0070.

本実施形態で使用できる磁性体としては、電子写真トナーに用いられる公知のものを使用することができる。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、及び(3)これらの混合物、などが用いられる。上記磁性体は、着色剤としても使用することができる。上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。上記個数平均径は、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。   As the magnetic material that can be used in the present embodiment, known materials used for electrophotographic toners can be used. For example, (1) iron oxide containing magnetic iron oxide such as magnetite, maghemite and ferrite, and other metal oxides, (2) metals such as iron, cobalt, nickel, or these metals and aluminum, cobalt, copper , Lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and alloys thereof, and (3) mixtures thereof are used. The magnetic material can also be used as a colorant. As the usage-amount of the said magnetic body, 10-200 mass parts of magnetic bodies are preferable with respect to 100 mass parts of binder resin, and 20-150 mass parts is more preferable. The number average particle diameter of these magnetic materials is preferably 0.1 to 2 [μm], more preferably 0.1 to 0.5 [μm]. The number average diameter can be obtained by measuring a photograph taken with a transmission electron microscope with a digitizer or the like.

上記着色剤としては、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。
上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。本実施形態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。マスターバッチは顔料を予め分散させるためのものであり、顔料の充分な分散が得られていれば用いなくても良い。マスターバッチは一般的に顔料と樹脂とを高せん断をかけることで樹脂中に顔料を硬度に分散させたものである。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、従来公知のものを使用することができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
The colorant is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used.
The content of the colorant is preferably 1 to 15 [% by mass] and more preferably 3 to 10 [% by mass] based on the toner. The colorant used in the toner according to the exemplary embodiment can be used as a master batch combined with a resin. The master batch is for dispersing the pigment in advance, and may not be used if sufficient dispersion of the pigment is obtained. In general, a master batch is obtained by dispersing a pigment in hardness in a resin by applying high shear to the pigment and the resin. A conventionally well-known thing can be used as binder resin knead | mixed with manufacture of a masterbatch or a masterbatch. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

上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。マスターバッチ製造時に顔料の分散性を高めるために分散剤を用いてもよい。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、公知のものを用いることができ、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。   As the usage-amount of the said masterbatch, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of binder resin. A dispersant may be used to increase the dispersibility of the pigment during the production of the masterbatch. From the viewpoint of pigment dispersibility, high compatibility with the binder resin is preferable, and known ones can be used. Specific examples of commercially available products include “Azisper PB821”, “Azisper PB822” (Ajinomoto Fine Techno) And “Disperbyk-2001” (by Big Chemie), “EFKA-4010” (by EFKA), and the like.

上記分散剤は、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。上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。   The dispersant is preferably blended in the toner at a ratio of 0.1 to 10 [mass%] with respect to the colorant. When the blending ratio is less than 0.1 [% by mass], the pigment dispersibility may be insufficient, and when more than 10 [% by mass], the chargeability under high humidity may be deteriorated. The addition amount of the dispersant is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 5 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colorant. If it is less than 1 part by mass, the dispersibility may be lowered, and if it exceeds 200 parts by mass, the chargeability may be lowered.

本実施形態で用いるトナー成分液は、結着樹脂、着色剤とともにワックスを含有する。
ワックスとしては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができ、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。
The toner component liquid used in this embodiment contains a wax together with a binder resin and a colorant.
The wax is not particularly limited and can be appropriately selected from commonly used ones such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and sazol wax. Oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as aliphatic hydrocarbon waxes, polyethylene oxide waxes or block copolymers thereof, plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax, beeswax, lanolin , Animal waxes such as whale wax, mineral waxes such as ozokerite, ceresin and petrolatum, waxes mainly composed of fatty acid esters such as montanic ester wax and castor wax, and fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax. part Those deoxygenated all are and the like.

上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。上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。本実施形態では、DSC(ディファレンシャルスキャニングカロリメトリー)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。上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。本実施形態に用いられる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。   The melting point of the wax is preferably 70 to 140 [° C.] and more preferably 70 to 120 [° C.] in order to balance the fixing property and the offset resistance. If it is less than 70 [° C.], the blocking resistance may be lowered, and if it exceeds 140 [° C.], the offset resistance effect may be difficult to be exhibited. The total content of the wax is preferably 0.2 to 20 parts by mass and more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. In the present embodiment, the temperature of the peak top of the maximum endothermic peak of the wax measured by DSC (differential scanning calorimetry) is defined as the melting point of the wax. The wax or toner DSC measuring device is preferably measured with a high-precision internal heat input compensation type differential scanning calorimeter. As a measuring method, it carries out according to ASTM D3418-82. The DSC curve used in the present embodiment is one that is measured when the temperature is raised at a temperature rate of 10 [° C./min] after raising and lowering the temperature once and taking a previous history.

本実施形態に係るトナーには、他の添加剤として、潜像担持体やキャリアの保護、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。   In the toner according to the exemplary embodiment, as other additives, protection of the latent image carrier and carrier, improvement of cleaning properties, adjustment of thermal characteristics / electrical characteristics / physical characteristics, resistance adjustment, softening point adjustment, improvement of fixing rate For purposes such as various types of metal soaps, fluorosurfactants, dioctyl phthalate, tin oxide, zinc oxide, carbon black, antimony oxide, etc. as conductivity imparting agents, inorganic fine powders such as titanium oxide, aluminum oxide, alumina, etc. A body etc. can be added as needed. These inorganic fine powders may be hydrophobized as necessary. In addition, lubricants such as polytetrafluoroethylene, zinc stearate, and polyvinylidene fluoride, abrasives such as cesium oxide, silicon carbide, and strontium titanate, anti-caking agents, and white and black fine particles having opposite polarity to the toner particles Can also be used in small amounts as a developability improver.

これらの添加剤は、帯電量コントロール等の目的で、その表面をシリコーンワニス、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。上記添加剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。上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、等公知のものを使用できる。   These additives have a silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having a functional group, and other organic materials for the purpose of controlling the amount of charge. It is also preferable to treat with a treating agent such as a silicon compound or various treating agents. As the additive, inorganic fine particles can be preferably used. As said inorganic fine particle, well-known things, such as a silica, an alumina, a titanium oxide, can be used, for example.

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。   In addition, polymer fine particles such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization and dispersion polymerization, methacrylic acid ester and acrylic acid ester copolymer, polycondensation system such as silicone, benzoguanamine and nylon, thermosetting resin And polymer particles.

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。上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。   Such an external additive can be made hydrophobic by the surface treatment agent and prevent deterioration of the external additive itself even under high humidity. Examples of the surface treatment agent include silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having a fluorinated alkyl group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils, Etc. are preferable.

上記外添剤の一次粒子径としては、5[nm]〜2[μm]であることが好ましく、5[nm]〜500[nm]であることがより好ましい。また、BET法による比表面積としては、20〜500[m/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。 The primary particle diameter of the external additive is preferably 5 [nm] to 2 [[mu] m], and more preferably 5 [nm] to 500 [nm]. Moreover, as a specific surface area by BET method, it is preferable that it is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 [% by weight] of the toner, and more preferably 0.01 to 2.0 [% by weight].

静電潜像担持体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子、などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01から1[μm]のものが好ましい。   Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the electrostatic latent image carrier or the primary transfer medium include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, stearic acid, and polymethyl methacrylate. There may be mentioned polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization such as fine particles and polystyrene fine particles. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 [μm].

〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について説明する。
本実施例で使用したトナー成分液の処方を以下に示す。なお、液滴吐出条件は、上述した実施形態で説明した通りである。
まず、着色剤としての、カーボンブラックの分散液を調製した。カーボンブラック(RegaL400:Cabot社製)17質量部、顔料分散剤3質量部を、酢酸エチル80質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して一次分散させた。この顔料分散剤としては、アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製)を使用した。得られた一次分散液を、ビーズミル(アシザワファインテック社製LMZ型、ジルコニアビーズ径0.3[mm])を用いて強力なせん断力により細かく分散し、5[μm]以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
〔Example〕
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
The formulation of the toner component liquid used in this example is shown below. Note that the droplet discharge conditions are as described in the above-described embodiment.
First, a carbon black dispersion as a colorant was prepared. 17 parts by mass of carbon black (RegaL400: manufactured by Cabot) and 3 parts by mass of a pigment dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. As this pigment dispersant, Ajisper PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) was used. The obtained primary dispersion is finely dispersed by a strong shearing force using a bead mill (LMZ type manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., zirconia bead diameter 0.3 [mm]), and aggregates of 5 [μm] or more are completely obtained. The secondary dispersion removed in the above was prepared.

次にワックス分散液を調整した。カルナバワックス18質量部、ワックス分散剤2質量部を、酢酸エチル80質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して一次分散させた。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3[μm]以下となるようワックス粒子を析出させた。ワックス分散剤としては、ポリエチレンワックスにスチレン−アクリル酸ブチル共重合体をグラフト化したものを使用した。得られた分散液を、更にビーズミル(アシザワファインテック社製LMZ型、ジルコニアビーズ径0.3[mm])を用いて強力なせん断力により細かく分散し、最大径が1[μm]以下なるよう調整した。   Next, a wax dispersion was prepared. 18 parts by mass of carnauba wax and 2 parts by mass of a wax dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. The primary dispersion was heated to 80 [° C.] while stirring to dissolve the carnauba wax, and then the temperature of the liquid was lowered to room temperature to precipitate wax particles so that the maximum diameter was 3 [μm] or less. As the wax dispersant, a polyethylene wax grafted with a styrene-butyl acrylate copolymer was used. The obtained dispersion is further finely dispersed by a strong shearing force using a bead mill (LMZ type manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., zirconia bead diameter 0.3 [mm]) so that the maximum diameter is 1 [μm] or less. It was adjusted.

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

次に、本実施例で使用したトナー製造装置の条件について説明する。なお、このトナー製造装置の構成は、実施形態で説明した通りである。
本実施形態の液柱共鳴液滴形成ユニット10において、液柱共鳴液室18の長手方向両端間の長さLは1.85[mm]、N=2の共鳴モードであって、当該長手方向に沿って並んだ第1〜第4の吐出孔19がN=2モードでの圧力定在波の腹の位置に配置されている。駆動信号発生源は、NF社ファンクションジェネレーターWF1973を用い、ポリエチレン被覆のリード線で振動発生手段20に接続した。駆動周波数は液共鳴周波数に合わせて340[kHz]とした。また、振動発生手段20の圧電体20Aとしては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を用いた。
Next, the conditions of the toner manufacturing apparatus used in this embodiment will be described. The configuration of the toner manufacturing apparatus is as described in the embodiment.
In the liquid column resonance droplet forming unit 10 of this embodiment, the length L between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 is 1.85 [mm], N = 2 resonance mode, and the longitudinal direction. Are arranged at the antinodes of the pressure standing wave in the N = 2 mode. As a drive signal generation source, a function generator WF 1973 manufactured by NF was used and connected to the vibration generating means 20 by a lead wire coated with polyethylene. The driving frequency was set to 340 [kHz] according to the liquid resonance frequency. Further, PZT (lead zirconate titanate) was used as the piezoelectric body 20A of the vibration generating means 20.

本実施例における液柱共鳴液滴形成ユニット10の吐出面の近傍に配置した整流板42は、板厚が200[μm]で、開口43の外周縁である整流板42の内縁部から整流板42の外縁部までの最短距離が10mmである。   The rectifying plate 42 disposed in the vicinity of the discharge surface of the liquid column resonant droplet forming unit 10 in the present embodiment has a plate thickness of 200 [μm], and the rectifying plate extends from the inner edge of the rectifying plate 42 that is the outer peripheral edge of the opening 43. The shortest distance to the outer edge of 42 is 10 mm.

本実施形態の乾燥捕集ユニット60において、チャンバ61の内径はφ400[mm]、高さは2000[mm]の円筒形で垂直に固定されており、上端部と下端部が絞られた形状であって、上端の搬送気流導入口の径はφ50[mm]、下端の搬送気流出口の径はφ50[mm]である。液柱共鳴液滴形成ユニット10はチャンバ61内の上端より300[mm]の高さでチャンバ61の水平方向中央に配置されている。搬送気流(下降気流101)は10.0[m/s]、40[℃]の窒素とした。固化粒子捕集手段62としては、サイクロン捕集機を用いた。   In the dry collection unit 60 of the present embodiment, the chamber 61 has a cylindrical shape with an inner diameter of φ400 [mm] and a height of 2000 [mm], and is fixed vertically, with the upper end and the lower end being narrowed. In this case, the diameter of the carrier air flow inlet at the upper end is φ50 [mm], and the diameter of the carrier air outlet at the lower end is φ50 [mm]. The liquid column resonance droplet forming unit 10 is disposed at the center in the horizontal direction of the chamber 61 at a height of 300 [mm] from the upper end in the chamber 61. The carrier airflow (downstream airflow 101) was 10.0 [m / s] and 40 [° C.] nitrogen. As the solidified particle collecting means 62, a cyclone collector was used.

上述のトナー製造装置を用いて、作成したトナー成分液を吐出させ、チャンバ61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。吐出に使用した吐出孔19の数は192[個]だった。各4個ずつの吐出孔19を持つ48個の液柱共鳴液室18に吐出開始信号を与え、吐出を行った。振動発生手段20に与えられる駆動信号は、340[kHz]の正弦波信号で、振動発生手段20の圧電体20Aにかかるピークツーピーク電圧が10[V]となるように設定した。トナー成分液14は、濃度が10%(10%質量部)の液を用いた。   Using the above-described toner manufacturing apparatus, the prepared toner component liquid was discharged, and the toner particles dried and solidified in the chamber 61 were collected by a cyclone collector. The number of discharge holes 19 used for discharge was 192 [pieces]. A discharge start signal was given to 48 liquid column resonance liquid chambers 18 each having four discharge holes 19 to perform discharge. The drive signal applied to the vibration generating means 20 was a sine wave signal of 340 [kHz], and the peak-to-peak voltage applied to the piezoelectric body 20A of the vibration generating means 20 was set to 10 [V]. As the toner component liquid 14, a liquid having a concentration of 10% (10% by mass) was used.

本実施例により製造されるトナーの評価を、以下のようにして行った。
本実施例のトナー製造装置を用いて、作成したトナー成分液14を吐出させ、その液滴をチャンバ61内で乾燥固化して得たトナー粒子をサイクロン捕集機で捕集して、トナー貯蔵容器に収容した。吐出動作開始から、5分経過後と、60分経過後に、トナー貯蔵容器よりトナーを取り出し、各経過時間ごとのトナーを収集した。そして、それぞれのトナーについて、そのトナー粒径分布を、フロー式粒子像解析装置(シスメックス社 FPIA−3000)を用い、下記に示す測定条件にて測定した。以上のようなトナーの製造と測定を3回繰り返し、その平均値で評価を行った。
The evaluation of the toner produced in this example was performed as follows.
Using the toner manufacturing apparatus of the present embodiment, the toner component liquid 14 thus prepared is discharged, and the toner particles obtained by drying and solidifying the droplets in the chamber 61 are collected by a cyclone collector to store the toner. Housed in a container. After 5 minutes and 60 minutes from the start of the discharge operation, the toner was taken out from the toner storage container, and the toner was collected for each elapsed time. Then, for each toner, the toner particle size distribution was measured using a flow type particle image analyzer (Sysmex Corporation FPIA-3000) under the following measurement conditions. The production and measurement of the toner as described above were repeated three times, and the average value was evaluated.

フロー式粒子像解析装置(Flow Particle Image Analyzer)による測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10−3[cm]の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60[μm]以上159.21[μm]未満)の粒子数が20個以下の水10[ml]中にノニオン系界面活性剤(好ましくは和光純薬社製コンタミノンN)を数滴加え、更に、測定試料を5[mg]加え、超音波分散器STM社製UH−50で20[kHz]、50[W]/10[cm]の条件で1分間分散処理を行い、さらに、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4000〜8000[個/10−3・cm](測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60[μm]以上159.21[μm]未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。 Measurement with a flow particle image analyzer (Flow Particle Image Analyzer) removes fine dust through a filter, and as a result, a measurement range (for example, an equivalent circle diameter of 0.60 [μm]) in 10 −3 [cm 3 ] water. A few drops of nonionic surfactant (preferably Contaminone N manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added to 10 [ml] of water having 20 or less particles of 159.21 [μm] or less, and a measurement sample. 5 [mg] was added, and dispersion treatment was performed for 1 minute under the conditions of 20 [kHz] and 50 [W] / 10 [cm 3 ] using an ultrasonic dispersing device STM UH-50, and dispersion was further performed for a total of 5 minutes. using a sample dispersion particle concentration of the measurement sample subjected to processing 4000-8000 [number / 10 -3 · cm 3] (as the target particles measuring circle-equivalent diameter range), 0.60 [mu ] Above 159.21 to measure the particle size distribution of particles having a circle equivalent diameter of less than [[mu] m].

試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200[μm])の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。   The sample dispersion is passed through a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 [μm]) flow path (spread along the flow direction). In order to form an optical path that passes across the thickness of the flow cell, the strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area is calculated as the equivalent circle diameter.

約1分間で、1200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、0.06〜400[μm]の範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60[μm]以上159.21[μm]未満の範囲で粒子の測定を行う。   In about 1 minute, the equivalent circle diameter of 1200 or more particles can be measured, and the number based on the equivalent circle diameter distribution and the ratio (number%) of particles having a prescribed equivalent circle diameter can be measured. The results (frequency% and cumulative%) can be obtained by dividing the range of 0.06 to 400 [μm] into 226 channels (divided into 30 channels for one octave). In actual measurement, particles are measured in a range where the equivalent circle diameter is 0.60 [μm] or more and less than 159.21 [μm].

本実施例において、この測定の結果、得られたトナー粒子の体積平均粒径(Dv)の平均(3回測定の平均。以下同様。)は、5.3[μm]で、個数平均粒径(Dn)の平均は、5.1[μm]であり、Dv/Dnの平均は1.04であった。以上の結果、実施例によるトナー製造方法によれば、狭い粒径分布をもったトナーを安定して生産でき、また、その生産効率も高いことが確認された。   In this example, as a result of this measurement, the average of the volume average particle diameter (Dv) of the obtained toner particles (average of three measurements; the same applies hereinafter) is 5.3 [μm], and the number average particle diameter is 5.3 μm. The average of (Dn) was 5.1 [μm], and the average of Dv / Dn was 1.04. As a result, according to the toner manufacturing method according to the example, it was confirmed that the toner having a narrow particle size distribution can be stably produced and the production efficiency is high.

本実施例では、上述したトナー製造方法のほか、吐出面とこれに平行に配置された整流板42との距離(整流板垂直距離)、整流板42の内縁部(開口43の外縁部)と当該内縁部に最も近接した吐出孔との水平方向距離(整流板水平距離)、吐出時に振動発生手段20の圧電体20Aに印加する駆動信号(正弦波)のピークツーピーク(peak-to-peak)電圧の値(駆動電圧)、を適宜変更し、それぞれについて、上述した評価を行った。下記の表1に、それらの条件及び評価結果を示す。なお、比較例1及び比較例2として、整流板42を設置しない場合についても、評価を行った。   In this embodiment, in addition to the above-described toner manufacturing method, the distance between the discharge surface and the rectifying plate 42 arranged in parallel thereto (rectifying plate vertical distance), the inner edge of the rectifying plate 42 (the outer edge of the opening 43), and The horizontal distance (rectifier plate horizontal distance) from the discharge hole closest to the inner edge, and the peak-to-peak of the drive signal (sine wave) applied to the piezoelectric body 20A of the vibration generating means 20 during discharge ) The voltage value (drive voltage) was changed as appropriate, and the above-described evaluation was performed. Table 1 below shows the conditions and evaluation results. In addition, as Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the case where the rectifying plate 42 was not installed was also evaluated.

Figure 2013066813
Figure 2013066813

本実施例の評価において、吐出安定性は、それぞれの条件において10分間の吐出動作を継続し、その時点で吐出が継続している吐出孔の数について全吐出孔数に対する割合(%)に基づいて4段階(二重丸、一重丸、三角、バツ)評価したものである。当該割合(%)と各評価段階との関係は下記の表2に示すとおりである。
また、本実施例の評価において、粒度分布は、捕集されたトナーのDv/Dnの平均値に基づいて4段階(二重丸、一重丸、三角、バツ)評価したものである。Dv/Dnの平均値と各評価段階との関係は下記の表2に示すとおりである。
In the evaluation of the present embodiment, the discharge stability is based on the ratio (%) of the number of discharge holes in which the discharge operation continues for 10 minutes under each condition and the number of discharge holes in which discharge continues at that time to the total number of discharge holes. 4 grades (double circle, single circle, triangle, cross) were evaluated. The relationship between the ratio (%) and each evaluation stage is as shown in Table 2 below.
In the evaluation of this example, the particle size distribution is evaluated in four stages (double circle, single circle, triangle, cross) based on the average value of Dv / Dn of the collected toner. The relationship between the average value of Dv / Dn and each evaluation stage is as shown in Table 2 below.

Figure 2013066813
Figure 2013066813

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
液滴が固化すると微粒子となるトナー成分液14等の微粒子成分含有液の液滴21を液柱共鳴液滴形成ユニット10等の液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔19から吐出する吐出動作を継続して行い、吐出した液滴21を固化させることによりトナー粒子等の微粒子を製造するトナー製造装置等の微粒子製造装置において、上記複数の吐出孔19から吐出された液滴21を上記吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生を規制する整流板42等の逆気流規制手段を有することを特徴とする。
これによれば、上述したとおり、吐出された液滴21を吐出面に向けて上昇(逆移動)させる逆気流の発生が規制されるので、このような逆気流に乗って逆移動する液滴等が吐出面に付着する機会を減少させることができる。よって、吐出面上の吐出孔出口あるいは吐出孔出口近傍に付着した液滴等によって引き起こされる微粒子成分含有液の染み出しが抑制され、これに起因して、液滴の合着や分裂が発生したり、周辺の吐出孔が塞がって液室内の圧力変動が生じ、液滴の大きさの均一性と液滴の吐出方向性が失われたりして、製造される微粒子の粒度分布が広がってしまうという問題が軽減される。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A droplet 21 of a liquid containing a fine particle component such as a toner component liquid 14 that becomes a fine particle when the droplet is solidified is discharged from a plurality of discharge holes 19 opened on a discharge surface of a droplet discharge device such as a liquid column resonance droplet forming unit 10. In a fine particle manufacturing apparatus such as a toner manufacturing apparatus that manufactures fine particles such as toner particles by solidifying the discharged liquid droplets 21 by continuously performing the discharging operation, the droplets 21 discharged from the plurality of discharge holes 19 It has a reverse air flow restricting means such as a rectifying plate 42 for restricting the generation of a reverse air flow that moves the air flow back toward the discharge surface.
According to this, as described above, since the generation of the reverse airflow that raises (reversely moves) the discharged droplet 21 toward the discharge surface is restricted, the liquid droplet that moves backward on such a reverse airflow is controlled. It is possible to reduce the chance that the particles adhere to the discharge surface. Therefore, the exudation of the liquid containing the fine particle component caused by the droplets adhering to the discharge hole outlet or the vicinity of the discharge hole outlet on the discharge surface is suppressed. Or the peripheral discharge holes are blocked, resulting in pressure fluctuations in the liquid chamber, and the uniformity of the size of the droplets and the direction of discharge of the droplets are lost. The problem is reduced.

(態様B)
上記態様Aにおいて、上記逆気流規制手段は、上記複数の吐出孔19から吐出された液滴21を通過させる開口43を備えた整流板42を上記吐出面に対向配置して、上記複数の吐出孔の出口周辺に生じ得る乱気流の発生を規制することを特徴とする。
これによれば、吐出された液滴21を吐出面に向けて上昇(逆移動)させる逆気流の発生を、簡易な構成で効果的に規制することができる。
(Aspect B)
In the above aspect A, the reverse air flow restricting means includes a rectifying plate 42 provided with an opening 43 through which the liquid droplets 21 discharged from the plurality of discharge holes 19 are allowed to pass to face the discharge surface. It is characterized by restricting the generation of turbulent airflow that can occur around the exit of the hole.
According to this, generation | occurrence | production of the reverse airflow which raises the discharged droplet 21 toward a discharge surface (reverse movement) can be effectively controlled with a simple structure.

(態様C)
上記態様A又はBにおいて、上記液滴吐出装置は、該液滴吐出装置内の液柱共鳴液室18内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該液柱共鳴液室18の吐出孔19から該液柱共鳴液室内の微粒子成分含有液の液滴21を吐出するものであることを特徴とする。
これによれば、高い周波数での液体の連続的な液滴吐出が実現でき、極めて高い生産性が期待できる。
(Aspect C)
In the above aspect A or B, the droplet discharge device applies vibration to the liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge device to form a standing wave by liquid column resonance, and the standing wave It is characterized in that the droplet 21 of the liquid containing the fine particle component in the liquid column resonance liquid chamber is discharged from the discharge hole 19 of the liquid column resonance liquid chamber 18 formed in the antinode region.
According to this, continuous liquid droplet ejection at a high frequency can be realized, and extremely high productivity can be expected.

10 液柱共鳴液滴形成ユニット
11 液滴吐出部
14 トナー成分液
19 吐出孔
21 液滴
30 トナー成分液補充ユニット
31 トナー成分液タンク
32 トナー成分液供給流路
33 液循環ポンプ
34 液戻り管
41 薄膜
42 整流板
43 開口
44 整流板固定用孔
60 乾燥捕集ユニット
61 チャンバ
62 固化粒子捕集手段
63 乾燥手段
64 搬送気流導入口
65 捕集用出口
101 下降気流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid column resonance droplet formation unit 11 Droplet discharge part 14 Toner component liquid 19 Discharge hole 21 Droplet 30 Toner component liquid replenishment unit 31 Toner component liquid tank 32 Toner component liquid supply flow path 33 Liquid circulation pump 34 Liquid return pipe 41 Thin film 42 Rectifying plate 43 Opening 44 Rectifying plate fixing hole 60 Drying collecting unit 61 Chamber 62 Solidified particle collecting means 63 Drying means 64 Conveying airflow inlet 65 Collecting outlet 101 Downstream airflow

特許第3786034号公報Japanese Patent No. 3786034 特許第3786035号公報Japanese Patent No. 3786035 特開昭57−201248号公報JP-A-57-201248 特開2006−293320号JP 2006-293320 A

Claims (3)

液滴が固化すると微粒子となる微粒子成分含有液の液滴を液滴吐出装置の吐出面に開口した複数の吐出孔から吐出する吐出動作を継続して行い、吐出した液滴を固化させることにより微粒子を製造する微粒子製造装置において、
上記複数の吐出孔から吐出された液滴を上記吐出面に向けて逆移動させる逆気流の発生を規制する逆気流規制手段を有することを特徴とする微粒子製造装置。
By continuously discharging the droplets of the liquid containing the fine particle component that becomes fine particles when the droplets solidify, from a plurality of discharge holes opened on the discharge surface of the droplet discharge device, and solidifying the discharged droplets In a fine particle production apparatus for producing fine particles,
An apparatus for producing fine particles, comprising: a reverse air flow restricting means for restricting generation of a reverse air flow that reversely moves droplets discharged from the plurality of discharge holes toward the discharge surface.
請求項1の微粒子製造装置において、
上記逆気流規制手段は、上記複数の吐出孔から吐出された液滴を通過させる開口を備えた整流板を上記吐出面に対向配置して、上記複数の吐出孔の出口周辺に生じ得る乱気流の発生を規制することを特徴とする微粒子製造装置。
In the fine particle manufacturing apparatus according to claim 1,
The reverse air flow regulating means is configured to arrange a rectifying plate having an opening through which droplets discharged from the plurality of discharge holes pass to face the discharge surface, so that turbulent air flow that can be generated around the outlets of the plurality of discharge holes is generated. An apparatus for producing fine particles, characterized by regulating generation.
請求項1又は2の微粒子製造装置において、
上記液滴吐出装置は、該液滴吐出装置内の液柱共鳴液室内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該液柱共鳴液室の吐出孔から該液柱共鳴液室内の微粒子成分含有液の液滴を吐出するものであることを特徴とする微粒子製造装置。
In the fine particle manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The droplet discharge device is configured to form a standing wave by liquid column resonance by applying vibration in a liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge device, and to be formed in a region that becomes an antinode of the standing wave. An apparatus for producing fine particles, which discharges droplets of a liquid containing a fine particle component in a liquid column resonance liquid chamber from a discharge hole of the liquid column resonance liquid chamber.
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