CN101678402B - 粉碎和粗糙粉末分类设备和精细粉末分类设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉碎和粗糙粉末分类设备，包括：粉碎粉末原材料的机械粉碎机，收集已粉碎粉末的旋流器，以及将粗糙粉末从所收集的粉末中分离出的粗糙粉末分类器，其中，所述粗糙粉末分类器采用旋流分类器，包括装配有中心芯部并且用于分散所述粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，以及其中，所述中心芯部的中心具有精细粉末排放管。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气流分类设备，尤其涉及一种粉碎和粗糙粉末分类设备和精细粉末分类设备，这种设备通过防止精细粉末和粗糙颗粒混合入由机械粉碎机粉碎的粉末而执行高效的分类，因此可获得具有明显(sharp)颗粒尺寸分布的粉末产品。
背景技术
对于当前的干式调色剂，不断地需要使用数字复制系统改善图像质量，这就有必要控制调色剂颗粒的直径，换句话说，有必要通过降低精细粉末和粗糙粉末的比例而获得具有明显颗粒尺寸分布的调色剂，因此需要研制调色剂生产设备来获得具有所需颗粒尺寸分布的调色剂。
传统地，对于结合在调色剂用粉碎和粗糙粉末分类设备中的粉碎设备，使用一个或两个机械粉碎机，其中每个机械粉碎机包括转子和定子，转子的表面具有凹度和凸度，定子的凹凸表面固定地设置在转子的周向内侧上，其中，调色剂原材料借助通过高速旋转该转子产生在定子与转子之间的涡流而被粉碎。此外，通过连接至粉碎机／多个粉碎机的两个分类单元来从粉碎调色剂原材料中分离精细粉末。
图1示出传统调色剂生产过程中的步骤流程的实例。例如，粉碎和粗糙粉末分类步骤采用闭路粉碎方式，其中，穿过原材料供给管道1引入的原材料由粉碎单元2粉碎，然后临时由旋流器4收集，并且被引入粗糙粉末分类单元5，在那里，粉碎原材料被分类为粉碎材料和精细粉末。粗糙粉末经由管道3返回粉碎单元2从而被再次粉碎。在粉碎步骤中产生的精细粉末经由路径6由旋流器7收集，随后供给至精细粉末分类步骤。在精细粉末分类步骤中供给至分类单元的粉末包括原材料粉末，经历了粉碎过程的具有很大范围颗粒直径的调色剂，已经在粉碎单元与分类单元之间循环。因此，粉末具有较宽的颗粒尺寸分布，这就有必要降低产品的收集率来获得所需的颗粒尺寸，并且不断增加的调色剂返回至执行闭路粉碎的机械粉碎机，这就导致以非常大的载荷进行操作。在精细粉末分类步骤中，调色剂被精细粉末分类器8进一步地分类，并且在产品收集器9中收集产品。
从产品中分离出来的精细粉末经由路径10被旋流器11临时地收集，然后经由路径12导引入精细粉末分类器14，从而进行再次分类，粗糙颗粒经由路径13返回至精细粉末分类器8。同时，经由路径15通过旋流器16收集精细粉末，然后回收为精细粉末17。这些精细粉末分类器8和14可适当地根据处理能力而从用于单次分类的分类器和用于二阶段分类的分类器中选出。
如上所述，由于在传统调色剂生产方法中粗糙粉末和精细粉末的比例较大，所以使用由此生产的显影剂获得的图像电荷量不稳定并且密度会发生变化。换句话说，过度粉碎的调色剂会影响调色剂的电荷量，导致背景产生污迹，并且未充分粉碎的调色剂会造成转印故障，导致图像缺陷以及图像质量的下降。而且，在调色剂的生产中，过度的载荷被施加至分类器，使得分类效率较差，并且粉碎过程中的粉碎能量效率也较差，这是个问题。
同时，在使用喷气式粉碎机的粉碎方法中，不希望出现的精细粉末的基于数量的百分比是15％至50％，这是相当大的。因此，精细粉末易于混合入调色剂产品；此外，因为需要移除精细粉末，所以生产效率变差，并且需要额外的能量来重新使用已移除的精细粉末。
专利文献1公开一种设置有分散部分和分类部分的分类器等，专利文献2公开一种其中的二次气流叶片设置在原材料供给管的上周边上的分类器。但是，专利文献1和2中的两个分类器缺少通过增加分类器中的涡旋速度而增强分类精度的功能；同样，由于其结构原因，分类过程仅在分类器中进行一次，这导致分类精确度降低，并且在粗糙粉末的分类过程中，粗糙颗粒被混入粉碎材料，而在精细粉末的分类过程中，精细粉末被混入产品中，这导致精确度降低。因此，由于较差的粉碎能力和能量消耗，传统分类器的粉碎性能尚不足够。此外，鉴于图像质量来说，调色剂的颗粒尺寸和颗粒尺寸分布比较重要；因此，存在使用分类器生产的调色剂对于电荷量的分布产生负面影响的问题等。
[专利文献1]日本实用新型申请未审公开(JP-U)No.58-013956
[专利文献2]日本专利(JP-B)No.2766790
发明内容
本发明鉴于现有技术中的上述问题而设计出并且目标在于提供一种粉碎和粗糙粉末分类设备和精细粉末分类设备，通过防止精细粉末和粗糙颗粒混合入粉末而高效地生产具有明显颗粒尺寸分布的粉末。
由于进行了谨慎的研究，本发明人已经发现上述问题可通过旋流式分类器来解决，该分类器至少包括装配有中心芯部并且用于分散粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，其中，中心芯部的中心具有精细粉末排放管。
具体地说，为了解决上述问题，根据本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备以及精细粉末分类设备具有下面(1)至(16)所描述的技术特征。
(1)：一种粉碎和粗糙粉末分类设备，包括：粉碎粉末原材料的机械粉碎机，收集已粉碎粉末的旋流器，以及将粗糙粉末从所收集的粉末中分离出的粗糙粉末分类器，其中，所述粗糙粉末分类器是旋流分类器，包括装配有中心芯部并且用于分散所述粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，以及其中，所述中心芯部的中心具有精细粉末排放管。
(2)：根据(1)所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述分散腔包括二次气流叶片。
(3)：根据(1)或(2)所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述中心芯部的顶角α1满足下述关系式：90°≤α1≤140°。
(4)：根据(1)至(3)中任一项所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的开口面积A1和分离器芯部的开口面积A2满足下述关系式：1／10×A2≤A1≤8／10×A2。
(5)：根据(1)至(4)中任一项所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的长度L和分离器芯部的开放直径D满足下述关系式：1×D≤L≤4×D。
(6)：根据(1)至(5)中任一项所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述粗糙粉末分类器还包括上盖，所述上盖在其中心包括流体分布不均防止部分。
(7)：根据(1)至(6)中任一项所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的体积V1和分散腔的容积V2满足下述关系式：3／10×V2≤V1≤8／10×V2
(8)：根据(1)至(7)中任一项所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的底部面积VA1和所述分散腔沿a-a'方向的横截面积VA2满足下述关系式：2／10×VA2≤VA1≤7／10×VA2。
(9)：根据(1)至(8)中任一项所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述粉碎和粗糙粉末分类设备采用闭路粉碎。
(10)：一种精细粉末分类设备，包括：装配有中心芯部并且用于分散粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，其中，所述精细粉末分类设备采用旋流分类器，所述中心芯部在其中心具有精细粉末排放管，其中，精细粉末分类设备从其中的粗糙粉末已经被粉碎和粗糙粉末分类设备分离的粉末中分离精细粉末，以及其中所述粉碎和粗糙粉末分类设备包括粉碎粉末原材料的机械粉碎机，收集已粉碎粉末的旋流器，以及将粗糙粉末从所收集的粉末中分离出的粗糙粉末分类器，其中，所述粗糙粉末分类器是旋流分类器，包括装配有中心芯部并且用于分散所述粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，以及其中，所述中心芯部在其中心具有精细粉末排放管。
(11)：根据(10)所述的精细粉末分类设备，其中，所述分散腔包括二次气流叶片。
(12)：根据(10)或(11)所述的精细粉末分类设备，其中，所述中心芯部的顶角α1满足下述关系式：90°≤α1≤140°。
(13)：根据(10)至(12)中任一项所述的精细粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的开口面积A1和分离器芯部的开口面积A2满足下述关系式：1／10×A2≤A1≤8／10×A2。
(14)：根据(10)至(13)中任一项所述的精细粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的长度L和分离器芯部的开口直径D满足下述关系式：1×D≤L≤4×D。
(15)：根据(10)至(14)中任一项所述的精细粉末分类设备，其中，所述粗糙粉末分类器还包括上盖，所述上盖在其中心包括流体分布不均防止部分。
(16)：根据(10)至(15)中任一项所述的精细粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的体积V1和分散腔的容积V2满足下述关系式：3／10×V2≤V1≤8／10×V2。
(17)：根据(10)至(16)中任一项所述的精细粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的底部面积VA1和所述分散腔沿a-a’方向的横截面积VA2满足下述关系式：2／10×VA2≤VA1≤7／10×VA2。
根据本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备，对于分类器精度的改善使得混合入产品的粗糙粉末的量相对于使用传统粉碎和粗糙粉末分类设备的情况下有所减少，同时，可减小精细粉末的产生，使得粉碎和粗糙粉末分类设备在生产效率方面具有有利的经济性。
根据本发明的精细粉末分类设备，分类器中的旋流速度得以稳定，分类器精度的改善使得混合入产品的精细粉末的量相对于传统粉碎和分类设备来说有所减少，同时可减少精细粉末的产生，使得精细粉末分类设备在生产效率方面具有有利的经济性。
此外，根据本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备和精细粉末分类设备，能够容易地控制所包含的精细粉末的量，因此所获得的粉末能够在长时间段内保持颗粒直径的稳定。
附图说明
图1是示出生产粉末的过程中的步骤流程的流程图，以及装置的名称。
图2是示出分类器的传统结构的示意图。
图3是示出根据本发明的分类器的一项实施例的结构的示意图。
图4是示出分类器的传统结构的另一实施例的示意图。
图5是示出根据本发明的分类器的另一实施例的结构的示意图。
图6是示出顶角α的示意图。
图7是示出精细粉末排放管的结构的示意图。
图8是示出分离器芯部的结构的示意图。
图9是示出上盖的结构的示意图。
具体实施方式
(粉碎和粗糙粉末分类设备)
本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备是一种包括下述部件的粉碎和粗糙粉末分类设备：粉碎粉末原材料的机械粉碎机，收集粉碎粉末的旋流器，以及将粗糙粉末与所收集到的粉末分离开的粗糙粉末分离器，其中，粗糙粉末分类器采用旋流分类器，包括装配有中心芯部并且用于分散粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，其中，中心芯部在其中心具有精细粉末排放管。
(精细粉末分类设备)
本发明的精细粉末分类设备采用包括下述部件的精细粉末分类设备，包括：装配有中心芯部并且用于分散粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，其中，精细粉末分类设备采用旋流分类器，并且中心芯部在其中心具有精细粉末排放管，其中，精细粉末分类设备将精细粉末从粗糙粉末已经从其中被粉碎和粗糙粉末分类设备分离出来的粉末中分离出来。
同样，在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备和精细粉末分类设备中采用的分类器可适当地用于分类由机械粉碎器生产的粉末以及由聚合方法生产的粉末。
本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备和精细粉末分类设备的基本结构将在下文进行说明。
由于下述实施例表示本发明的适当实施例，所以对它们做出各种技术上适当的限定。但是，应当指出的是，本发明并非局限于这些实施例，只要在下述说明中没有特别提及本发明局限于此。
实例
[第一实施例]
在说明使用于本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中的粗糙粉末分类器的第一实施例之前，传统分类器的结构将参照图2进行说明。这一分类器在图1所示的粗糙粉末分类步骤中用作粗糙粉末分类器5。这一粗糙粉末分类器可取决于生产率、装置结构等采用两个或多个阶段的分类。在旋流式分类器中，从2-4引出的调色剂射流被上中心芯部2-1旋动并由此分散，然后通过设置在收集器下部处的中心芯部2-5，并且流入分类腔2-2。分离器芯部2-8和通气孔2-9设置在分类腔的附近，随着副空气通过通气孔由于吹风机的吸力而从分离器芯部中心处的排放口2-12吸入，旋动流被进一步加速。因此，在分离器芯部的中心处通过离心力收集精细粉末，而粗糙粉末通过通气孔与分离器芯部之间的间隙2-6并且在贮料斗2-3处被收集。这一传统分类器的适当的实例包括由Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd制造的DSXCLASSIFIER。
在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中使用粗糙粉末分类器的第一实施例示出于图3中。这一分类器在图1所示的粉碎和分类步骤中应用至粗糙粉末分类器。
在本实施例中，除了图2中的传统分类器的部件，排放管(下文称为精细粉末排放管)3-5a安装在旋流式分类器的中心芯部3-5的中心处，从而面对分类腔中的分类器芯部3-8。当粉碎材料从收集器入口4流动过来之后在收集器内部部分1中转圈地流动时，粉碎材料的涡旋速度由于排放管3-5a的吸力而进一步增加，涡旋速度变得高于传统分类器的收集器内部部分中的速度，由此改善可分散性。同时，由于分散作用，粉碎材料中包含的超细粉末经由设置在分类腔2-2中的分离器芯部的精细粉末排放口2-7从排放管3-5a排放至精细粉末侧。
在传统分散腔中，添加分类功能，并且通过排放管3-5a预先分离超细粉末。具体地说，由于排放管3-5a能够在相同的分类器中实现两级分类，所以明显地改善了分类精确度。
对于粉碎设备来说，可使用已知的设备，只要其采用使用进行旋转的转子的机械粉碎机。例如，粉碎和分类使用由Turbo Kogyo Co.，Ltd制造的TURBO MILL而实现。
使用本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备如下所述生产调色剂。
聚酯树脂的重量占75％，苯乙烯丙烯酸系共聚物树脂的重量占10％以及炭黑的重量占15％的混合物使用辊式破碎机进行熔化和揉捏，在混合物冷却和固化之后，使用锤磨机进行粗略的粉碎从而产生调色剂原材料。然后，使用作为机械粉碎机的涡轮研磨机粉碎调色剂原材料，并且通过将图1所示的粉碎和粗糙粉末分类步骤和精细粉末分类步骤中的粗糙粉末分类器5替换为图3所示的分类器，可获得按重量来说高达85％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为8.0μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为12％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为1.0％，以200kg／hr的原材料馈送率。
对于颗粒直径的测量来说，使用Beckman Coulter,Inc.制造的MULTISIZER。
额外地，当粉碎和分类在图1所示的步骤流中执行时，使用如本实施例的分类器中使用的相同揉捏产品，可获得按重量来说高达80％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.8μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为17％，按重量来说，颗粒直径为18μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为2.5％，以200kg／hr的原材料馈送率。
[第二实施例]
在说明使用于本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中的粗糙粉末分类器的第二实施例之前，传统分类器的结构将参照图4进行说明。这一分类器在图1所示的粗糙粉末分类步骤中用作粗糙粉末分类器5。这一粗糙粉末分类器可取决于生产率、装置结构等采用两个或多个阶段的分类。在旋流式分类器中，当从4-4引入的调色剂射流被上中心芯部4-1旋动，外部空气通过设置在收集器4-1附近的主通气孔(在下文称为二次气流叶片)4-4a被吸入，因此，旋动流的旋动能力相比较于不具有主通气孔的分类器来说得以改善。在分散之后，调色剂射流通过设置在收集器下部的中心孔4-5，然后流入分类腔4-2。分离器芯部4-7和通气孔4-9设置在分类腔的附近，随着副空气通过通气孔由于吹风机的吸力而从分离器芯部中心处的排放口2-12吸入，旋动流被进一步加速。因此，在分离器芯部的中心处通过离心力收集精细粉末，而粗糙粉末通过通气孔与分离器芯部之间的间隙4-6并且在贮料斗4-3处被收集。这一传统分类器的适当的实例包括由Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd制造的DSX CLASSIFIER。
在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中使用粗糙粉末分类器的第一实施例示出于图5中。这一粗糙粉末分类器在图1所示的粉碎和分类步骤中应用于粗糙粉末分类器。
在本实施例中，除了图4中的传统分类器的部件，排放管5-5a安装在旋流式分类器的中心芯部5-5的中心处，从而面对分类腔中的分离器芯部5-8。当粉碎材料从收集器入口4流动过来之后在收集器内部部分1中转圈地流动时，粉碎材料的涡旋速度由于排放管5-5a的吸力而进一步增加，额外的涡旋流由主通气孔5-4生产，这给出协同作用的效果，涡旋速度变得高于传统分类器的收集器内部部分中的速度，由此改善可分散性。同时，由于分散作用，粉碎材料中包含的超细粉末经由设置在分类腔5-2中的分离器芯部的精细粉末排放口5-7从排放管5-5a排放至精细粉末侧。因此，在传统分散腔中，添加分类功能，并且通过排放管5-5a预先分离超细粉末。具体地说，由于排放管5-5a能够在相同的分类器中实现两级分类，所以明显地改善了分类精确度。对于粉碎设备来说，可使用由Turbo Kogyo Co.，Ltd制造的TURBO MILL作为使用旋转转子的机械粉碎机，从而实现粉碎和分类。
使用本实施例的粉碎和粗糙粉末分类设备如下所述生产调色剂。
当如第一实施例中那样粉碎和分类调色剂原材料时，可获得按重量来说高达86％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.8μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为11％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为1.0％。
[第三实施例]
在表示本发明的精细粉末分类设备的第三实施例中，结构类似于第一实施例的分类器的分类器在图1所示的精细粉末分离步骤中用作精细粉末分离器8和14。
第三实施例的精细粉末分类设备的特征在于，精细粉末排放管设置在中心芯部的中心处，该中心芯部安装在精细粉末分类设备的上部的分散腔中，在精细粉末分类步骤中，其中，精细粉末被从已经被第一和第二实施例中记载的粉碎和分类设备其中的任何一个粉碎的调色剂中分离开。
图2示出传统分类器的结构，其用于图1中的精细粉末分类器8和14。在旋流式分类器中，从2-4引入的调色剂射流被上中心芯部2-1旋动并由此分散，然后通过设置在收集器下部处的中心芯部2-5，并且流入分类腔2-2。分离器芯部2-8和通气孔2-9设置在分类腔的附近，随着副空气通过通气孔由于吹风机的吸力而从分离器芯部中心处的排放口2-12吸入，旋动流被进一步加速。因此，精细粉末通过离心力被收集在分离器芯部的中心处，而粗糙粉末通过通气孔与分离器芯部之间的间隙2-6并且在贮料斗2-3处被收集。这一传统分类器的适当的实例包括由Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd制造的DSX CLASSIFIER。
根据本实施例的一种生产用于显影静电潜像的调色剂的方法的特征在于精细粉末分类步骤中的调色剂生产方式。在图3中所示的分类器中，排放管3-5a安装在位于旋流分类器上部的旋流式分类器的中心芯部5-5的中心处，从而面对分类腔中的分离器芯部3-8。当粉碎材料从收集器入口4流动过来之后在收集器内部部分1中转圈地流动时，粉碎材料的涡旋速度由于排放管3-5a的吸力而进一步增加，并且涡旋速度变得高于传统分类器的收集器内部部分中的速度，由此改善可分散性。同时，由于分散作用，粉碎材料中包含的超细粉末经由设置在分类腔3-2中的分离器芯部的精细粉末排放口7从排放管3-5a排放至精细粉末侧。因此，在传统分散腔中，添加分类功能，并且通过排放管3-5a预先分离超细粉末。具体地说，由于排放管3-5a能够在相同的分类器中实现两级分类，所以明显地改善了分类精确度。
使用本实施例的精细粉末分类设备如下所述生产调色剂。
当如第一实施例中那样粉碎和分类调色剂原材料时，可获得按重量来说高达88％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.8μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为11％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为1.0％。
[第四实施例]
在代表本发明的精细粉末分类设备的第四实施例中，结构类似于第二实施例的分类器结构的分类器用于图1所示的精细粉末分类步骤中的精细粉末分类器8和14。
调色剂如下所述使用本实施例的精细粉末分类设备进行生产。
当如第一实施例中那样粉碎和分类调色剂原材料时，可获得按重量来说高达89％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.8μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为10％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为1.0％。
[第五实施例]
第五实施例表示使用于本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中的粗糙粉末分类器，该第五实施例提供根据第一实施例的粗糙粉末分类器，其中中心芯部具有顶角α1，该顶角限定为满足关系90°≤α1≤140°，该中心芯部安装在旋流分类器的上部部分的分散腔中并且在其中心具有精细粉末排放管。当确定图6中的中心芯部的顶角的中心芯部的顶角小于90°时，收集器的高度增加，使得移动到分类腔时的粉碎材料的旋流速度降低，因此，分类精度降低。当中心芯部的顶角大于140°时，粉碎材料在移动分类腔那么远的过程中，不会在收集器内部部分容积中经历变化，使得无法获得满意的旋流流动。采用这一定义，收集器内部部分的容积需要形成为适当大小，朝向分类腔2-2，(3-2)，(5-2)变小，这样旋流流体能够在不减小其速度的情况下传送到分类腔；因此，分类精度改善。
调色剂如下所述使用本实施例的粉碎和粗糙粉末分类设备进行生产。
当在将中心芯部的顶角设定为100度的情况下使用类似于第一实施例中那样的调色剂原材料和步骤流程生产调色剂时，可获得按重量来说高达87％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.7μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为10％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为0.7％。
[第六实施例]
第六实施例代表在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中使用的粗糙粉末分类器，其特征在于将在中心芯部中心处的排放口直径限定为特定范围，该中心芯部安装于第一实施例的旋流分类器的上部处的分散腔中并且在其中心具有精细粉末排放管。具体地说，第六实施例提供一种分类器，其中，图7中的精细粉末排放管的开口面积A1和图8中的分离器芯部的开口面积A2被限定为满足关系式1／10×A2≤A1≤8／10×A2。因此，对中心芯部中的精细粉末排放口的直径的限定使其可减小粗糙粉末分类步骤中的粗糙粉末流入以及减小精细粉末分类步骤中的精细粉末流入。因此，由于粉末可传送入分类腔，所以分类精确度得以改善。
调色剂如下所述使用本实施例的粉碎和粗糙粉末分类设备进行生产。
当使用类似于第一实施例中那样的调色剂原材料和步骤流程生产调色剂时，在中心芯部的开口面积设定为6／10×A2的情况下，可获得按重量来说高达87％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.6μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为10％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为0.7％。
[第七实施例]
第七实施例代表在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中使用的粗糙粉末分类器，其特征在于将设置在中心芯部中心处的精细粉末排放管长度L限定为特定范围，该中心芯部安装于第一实施例的旋流分类器的上部处的分散腔中并且在其中心具有精细粉末排放管。具体地说，第七实施例提供一种分类器，其中，图7中的精细粉末排放管的长度L和图8中的分离器芯部的开口直径D被限定为满足关系式1×D≤L≤4×D。因此，中心芯部的中心处的吸力变得稳定，并且可减小粗糙粉末分类步骤中的粗糙粉末流入以及减小精细粉末分类步骤中的精细粉末流入。因此，由于粉末可传送入分类腔，所以分类精确度得以改善。
调色剂如下所述使用本实施例的粉碎和粗糙粉末分类设备进行生产。
当使用类似于第一实施例中那样的调色剂原材料和步骤流程生产调色剂时，在中心芯部的开口面积设定为6／10×A2的情况下，可获得按重量来说高达87％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.7μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为11％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为0.6％。
［第八实施例]
第八实施例示出在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中使用的粗糙粉末分类器，其特征在于，图9所示的流体分布不均防止架(jig)5-1c设置在第一实施例的旋流分类器的上盖上。对于该流体分布不均防止架5-1c，将环形环设置于收集器中心处的排放管；因此，收集器内部部分的容积变小，减小旋流流体中心的滞流，并且可减小粗糙粉末分类步骤中的粗糙粉末流入以及减小精细粉末分类步骤中的精细粉末流入。因此，由于粉末可传送入分类腔，所以分类精确度得以改善。
调色剂如下所述使用本实施例的粉碎和粗糙粉末分类设备进行生产。
当使用类似于第一实施例中那样的调色剂原材料和步骤流程生产调色剂时，在中心芯部的开口面积设定为6／10×A2的情况下，可获得按重量来说高达88％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.7μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为11％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为0.6％。
[第九实施例]
第九实施例代表在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中使用的粗糙粉末分类器，其特征在于，流体分布不均防止架设置在第一实施例的旋流分类器的上盖5-1b上。对于该流体分布不均防止架，将环形环形状的流体分布不均防止架5-1c设置于图9所示的收集器中心处的排放管，流体分布不均防止架的体积V1和分散腔的容积V2限定为满足关系式3／10×V2≤V1≤8／10×V2；因此，收集器内部部分的容积受到控制，减小旋流流体中心的滞流，并且可减小粗糙粉末分类步骤中的粗糙粉末流入以及减小精细粉末分类步骤中的精细粉末流入。因此，由于粉末可传送入分类腔，所以分类精确度得以改善。
调色剂如下所述使用本实施例的粉碎和粗糙粉末分类设备进行生产。
当使用类似于第一实施例中那样的调色剂原材料和步骤流程生产调色剂时，在中心芯部的开口面积设定为6／10×A2的情况下，可获得按重量来说高达88％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.7μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为10％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为0.6％。
[第十实施例]
第十实施例示出在本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备中使用的粗糙粉末分类器，其特征在于，流体分布不均防止架设置在第一实施例的旋流分类器的上盖5-1b上。对于该流体分布不均防止架，将环形环形状的流体分布不均防止架5-1c设置于图9所示的收集器中心处的排放管，流体分布不均防止架的底部面积VA1限定为满足关系式2／10×VA2≤VA1≤7／10×VA2；因此，收集器内部部分的容积受到控制，减小沿内径方向的旋流流体中心的滞流，并且可减小粗糙粉末分类步骤中的粗糙粉末流入以及减小精细粉末分类步骤中的精细粉末流入。因此，由于粉末可传送入分类腔，所以分类精确度得以改善。
这里，VA2表示图5中的分类器的横截面积，其沿着虚线a-a'切割而得。
如下所述使用本实施例的粉碎和粗糙粉末分类设备生产调色剂。
当使用类似于第一实施例中那样的调色剂原材料和步骤流程生产调色剂时，在中心芯部的开口面积设定为6／10×A2的情况下，可获得按重量来说高达88％(相对于调色剂的总量)的重量平均颗粒直径为7.7μm的调色剂，其中，按数量来说，颗粒直径为4μm或更小的精细粉末的数量平均百分比为10％，按重量来说，颗粒直径为16μm或更小的粗糙粉末的重量平均百分比为0.5％。
从第一至第十实施例清楚可知，使用本发明的粉碎和粗糙粉末分类设备和精细粉末分类设备获得的调色剂具有明显的颗粒尺寸分布。因此，调色剂的电荷量稳定，调色剂可有利地用于减小背景污点和转印故障，因此可实现稳定的图像质量。
Claims (17)
1.一种粉碎和粗糙粉末分类设备，包括：
粉碎粉末原材料的机械粉碎机，
收集已粉碎粉末的旋流器，以及
将粗糙粉末从所收集的粉末中分离出的粗糙粉末分类器，
其中，所述粗糙粉末分类器采用旋流分类器，包括装配有中心芯部并且用于分散所述粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，以及
其中，所述中心芯部在其中心具有精细粉末排放管。
2.根据权利要求1所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述分散腔包括二次气流叶片。
3.根据权利要求1所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述中心芯部的顶角α1满足下述关系式：90°≤α1≤140°。
4.根据权利要求1所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的开口面积A1和分离器芯部的开口面积A2满足下述关系式：1／10×A2≤A1≤8／10×A2。
5.根据权利要求1所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的长度L和分离器芯部的开口直径D满足下述关系式：1×D≤L≤4×D。
6.根据权利要求1所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述粗糙粉末分类器包括上盖，所述上盖在其中心处包括流体分布不均防止部分。
7.根据权利要求6所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的体积V1和分散腔的容积V2满足下述关系式：3／10×V2≤V1≤8／10×V2。
8.根据权利要求6所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的底部面积VA1和所述分散腔沿a-a'方向的横截面积VA2满足下述关系式：2／10×VA2≤VA1≤7／10×VA2。
9.根据权利要求1所述的粉碎和粗糙粉末分类设备，其中，所述粉碎和粗糙粉末分类设备采用闭路粉碎。
10.一种精细粉末分类设备，包括：
装配有中心芯部并且用于分散粉末的分散腔，以及
装配有分离器芯部的分类腔，
其中，所述精细粉末分类设备采用旋流分类器，所述中心芯部的中心具有精细粉末排放管，
其中，精细粉末分类设备从如下的粉末中分离精细粉末，该粉末中的粗糙粉末已经被粉碎和粗糙粉末分类设备予以分离，以及
其中所述粉碎和粗糙粉末分类设备包括粉碎粉末原材料的机械粉碎机，收集已粉碎粉末的旋流器，以及将粗糙粉末从所收集的粉末中分离出的粗糙粉末分类器，其中，所述粗糙粉末分类器采用旋流分类器，包括装配有中心芯部并且用于分散所述粉末的分散腔，以及装配有分离器芯部的分类腔，以及其中，所述中心芯部在其中心具有精细粉末排放管。
11.根据权利要求10所述的精细粉末分类设备，其中，所述分散腔包括二次气流叶片。
12.根据权利要求10所述的精细粉末分类设备，其中，所述中心芯部的顶角α1满足下述关系式：90°≤α1≤140°
13.根据权利要求10所述的精细粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的开口面积A1和分离器芯部的开口面积A2满足下述关系式：1／10×A2≤A1≤8／10×A2。
14.根据权利要求10所述的精细粉末分类设备，其中，所述精细粉末排放管的长度L和分离器芯部的开口直径D满足下述关系式：1×D≤L≤4×D。
15.根据权利要求10所述的精细粉末分类设备，其中，所述粗糙粉末分类器还包括上盖，所述上盖在其中心处包括流体分布不均防止部分。
16.根据权利要求15所述的精细粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的体积V1和分散腔的容积V2满足下述关系式：3／10×V2≤V1≤8／10×V2。
17.根据权利要求15所述的精细粉末分类设备，其中，所述流体分布不均防止部分的底部面积VA1和所述分散腔沿a-a'方向的横截面积VA2满足下述关系式：2／10×VA2≤VA1≤7／10×VA2。
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