JP2001139153A - 粉粒体供給装置およびこれを用いた静電荷像現像用トナーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクリューフィーダーの回転翼板による、粉体
試料移送中の粉体圧縮を抑制し、かつ、回転翼板と移送
筒体内壁間との微少間隙内への粉体の堆積を抑制し、こ
れら粉体の凝集による大粒径粉体粒子の発生を防止する
粉流体移送装置。 【解決手段】中空のスクリュー軸芯を通して導入した圧
縮空気を、翼板と翼板の間の軸芯適宜箇所に開口された
噴出孔から噴出せしめ、粉体試料移送中に粉体が撹拌状
態、もしくは流動状態となるようにした粉流体移送装
置。特に粒度分布の管理を厳格に行う必要のある静電荷
像現像用トナーの製造工程に導入した場合に効果的であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉流体供給装置に
関するものであり、さらにはまた、電子写真方式又は静
電記録方式によって形成される静電潜像の現像に用いら
れる静電荷像現像用トナーの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スクリューコンベアは連続移
送用の供給装置として、各種粉体の移送に広範に用いら
れている。トナーも代表的な粉流体であり、以下に記載
するトナーの製造工程でも原料、中間体等随所の工程で
粉流体の移送が必要となる。

【０００３】一方、電子写真、静電記録等の静電写真に
用いられるトナーの製造方法は、結着樹脂、着色剤等の
原料を混合、溶融混練し、冷却後圧縮空気を利用したジ
ェットミル等の粉砕機により微粉砕した後、気流の流れ
を利用した分級機等で所望の大きさの粒子に揃え、更に
必要に応じて添加剤を加え、ボトルやカートリッジ等の
容器に充填される。

【０００４】これらの工程の中で、トナー製造用の原料
もしくはトナー製造の中間体としての粉流体を移送、供
給する工程において、粉粒体供給機として前記スクリュ
ーフィーダー或いはテーブルフィーダー等が用いている
が、自重による凝集に加えて、これら粉流体供給機の機
体中で一部凝集を起こすため、該供給機の後に振動フィ
ーダー等を併用し凝集状態を少しでも解消することがな
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記粉流体供給機のう
ち特にスクリューフィーダーにおいては、粉体移送中
に、粉体が回転翼による抗力を受けて圧縮されやすく、
その構造上の特性として緩い凝集体を発生させやすい。
とくに排出口部において目詰まりを生じた場合などは、
ホッパー部分から新たに移送される粉体を回転翼が強く
圧縮するため、強く固まった凝集物が発生する可能性が
あり、凝集物の発生がより移送を困難にする。このため
スクリューフィーダーの移送時にフィーダー内の粉体の
凝集をほぐし、あるいは凝集させないように常に回転翼
に対して粉体を撹拌、移動させる機構が望まれていた。
さらにスクリューフィーダーに於いてはスクリューとそ
れを支え包む胴体との峡間で粉体が擦り合わされるた
め、極度の凝集状態を引き起こし、常に粗大粒子の発生
源となっている。このためこのスクリューフィーダー内
筒部は頻繁な清掃が必要とされており、生産効率を下げ
る要因の一つとなっており、内筒部における粉体凝集の
発生を防止する機構が必要であった。

【０００６】特にトナーの製造分野においては、凝集体
の発生は粒度分布の悪化を招き、特にスクリューフィー
ダーの後に分級工程が連結している場合など、粉体原料
を分級機に供給する際、凝集物の存在が分級精度および
分級効率に関する阻害要因となっている。

【０００７】本発明の目的は、上記の様な従来技術の問
題点を解決して、粉粒体を供給する過程での凝集物の発
生を抑制し、凝集物の極限状態である粗大粒子の発生を
押さえる事のできる粉粒体供給装置を提供することにあ
る。

【０００８】更に、本発明の目的は、上記の様な従来技
術の問題点を解決して、粉粒体供給装置の清掃頻度を減
少させ静電荷像現像用トナーを効率よく製造する方法を
提供することにある。

【０００９】

【発明を解決しようとする手段】すなわち本発明におけ
る、粉流体供給装置は、搬送筒内に、その軸線に沿って
長手方向に回動自在に、中空のコンベアスクリュの芯軸
が架設されていて、該芯軸の外周部に螺旋状に翼板が配
置されており、該螺旋状翼板の外側周縁と前記搬送筒の
内周面との間に、適宜微少間隙が設けられているもので
あって、該翼板と翼板の中間位置の芯軸適宜箇所に、該
芯軸を通して導入した圧力気体が噴出する噴出口を有す
ることを特徴としている。

【００１０】さらにまた本発明は、電子写真方式または
静電記録方式によって形成される静電潜像の現像に用い
られる静電荷像現像用トナーの製造工程のなかで、ホッ
パー部、ホッパー部の下部にスクリューコンベアー部、
スクリューコンベアー部の下流に排出口を有する粉粒体
供給装置において、スウリューコンベアー部の芯軸管
は、内部に圧搾空気等の適宜高圧の圧力気体が吹き込ま
れる様にしてあり、スクリュー翼板と翼板の任意中間位
置に圧力気体を噴出する細径噴口が設けられており、該
粉粒体供給装置を稼働する直前から停止するまでの間、
圧力気体を通し粉粒体を流動状態あるいは攪拌状態にし
て供給することを特徴とする粉粒体供給装置およびこれ
を用いた静電荷像現像用トナーの製造方法である。

【００１１】このように、本発明の粉粒体供給装置は、
その軸芯部分から圧縮空気を噴出させてフィーダー内の
粉体を常に流動状態に置きながら移送することができ
る。このため従来のように常に回転翼から一方向の抗力
を受けて移送される場合と異なり、粉体が回転翼に対し
て常に相対運動を行っているため回転翼による圧縮を受
けることが無く、凝集物が発生しないため移送不良、目
詰まりも生じない。さらに本発明の粉流体供給装置で
は、圧搾空気が常に軸芯から内筒部に向かって噴出して
いるため、スクリューとそれを支え包む胴体との峡間に
粉粒体が堆積しなくなるため、この内筒部壁面付近での
粗大粒子の発生を防止できる。このため、凝集しやすい
粉粒体の製造も効率よく容易に行うことができる。

【００１２】本発明の粉流体供給装置においては、特に
軸芯部より圧搾空気を噴出させるため、フィーダー内の
軸芯部においても、内筒部壁面付近においても一様に粉
体の流動状態を活発にさせつつ、全領域の粉体を撹拌状
態にしながら移送することができるため、フィーダー内
のどの部分においても凝集体が発生することがない。

【００１３】

【発明の実施形態】本発明の粉粒体供給装置は、ホッパ
ー部、ホッパー部の下部にスクリューコンベアー部、ス
クリューコンベアー部の下流に排出口部を有する粉粒体
供給装置において、スウリューコンベアー部の筒状胴体
内に、その軸線に沿って長手方向に回動自在にスクリュ
ーの芯軸管が架設されていて、その芯軸管の外周面にス
クリュー翼板が螺旋状に連続して突設され、そのスクリ
ュー翼板の外側周縁と前記筒状胴体の内周面との間に適
宜微少空隙が設けられているものであって、その芯軸管
は、内部に圧搾空気等の適宜高圧の圧力気体が吹き込ま
れる様にしてあると共に、芯軸管にはスクリュー翼板と
翼板の任意中間位置に圧力気体を噴出する細径噴口が設
けられている。該粉粒体供給装置を稼働する直前から停
止するまでの間、圧縮気体を細径噴口から噴出させ、粉
粒体を流動状態あるいは攪拌状態にして供給が行われ
る。

【００１４】このような粉粒体供給装置の概略構成図を
図１に示した。ホッパー１に受けられた粉粒体は、スク
リュー芯軸管の外周面に螺旋状に突設されたスクリュー
翼板および芯軸管の回転によって下流方向に運ばれ、排
出口３から排出される。このスクリュー芯軸管外周面に
螺旋状に突設されたスクリュー翼板４間の中間位置に
は、芯軸５に対する中心角が６０度〜９０度の間隔で直
径０．５mm〜４．５mm、より好ましくは１．０mm〜２．
０mmの圧力気体を噴出する細径噴口６が設けられてい
る。粉流体を効率的に攪拌するには０．５ｍｍ以上が好
ましく、圧縮空気の発生装置への負荷が過大とならない
ように４．５ｍｍ以下が好ましい。圧縮気体発生源１０
より導かれた圧力気体は電磁弁９により開閉され、圧力
コントロール弁８により圧力を２ＫＰａ〜５０ＫＰａ，
好ましくは５ＫＰａ〜２０ＫＰａに調節されて圧縮気体
導入部７を通って芯軸管５に導入さる。

【００１５】この導入された圧力気体は、粉粒体供給装
置を稼働する直前から停止されるまでの間、一つの細径
憤口当たり０．５リットル／分〜１０．０リットル／分，好まし
くは１．０リットル／分〜５．０リットル／分で細径憤口６から
噴出され、粉粒体を流動状態あるいは攪拌状態にして供
給が行われる。圧力気体の流量が上記範囲の時は、圧力
発生装置に過大な負荷をかけることなくかつ効率的に粉
流体を攪拌状態にすることができる。

【００１６】ホッパーより投入された粉体は、フィーダ
ー内部で軸芯からの圧搾空気により流動状態もしくは攪
拌状態となり、かつ回転翼により排出口へと移送され
る。本発明の粉粒体供給装置を用いた静電荷像現像用ト
ナーおよびその製造方法は、特に規定されるものでなく
公知の方法でよい。たとえば結着樹脂、着色剤のほか帯
電制御剤，離型剤等の助剤を混合、溶融混練する混練工
程。溶融混練物を冷却後、必要に応じて適宜手段で粗粉
砕し、圧縮空気を利用したジェットミル等の粉砕機によ
り微粉砕する粉砕工程。粉砕されたトナーを更に気流を
利用した分級機等で所望の大きさの粒子に揃える分級工
程。更に必要に応じてトナーに添加剤を加える外添工
程、ボトルやカートリッジ等の容器にトナーの充填を行
う充填工程等から成っている。

【００１７】本発明の粉粒体供給装置は、トナー製造に
おける各種原料としての粉流体の供給工程における供給
装置、もしくはトナー中間体としての粉流体の各工程へ
の供給装置として用いられ、例えば粗粉砕工程から微粉
砕工程への移送、あるいは微粉砕工程から分級工程への
移送、あるいは分級後のトナーの移送などに使用できる
が、分級工程の供給用として使用する場合が特に有用で
ある。本発明に使用されるトナーは特に規定されるもの
でなく公知のもので良く、例えば結着樹脂としてはポリ
スチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ブチラール樹脂、キシレン樹脂、クマロンイ
ンデン樹脂等が挙げられる。着色剤としては、例えば黒
色顔料として、カーボンブラック、ファーネスブラッ
ク、アニリンブラック等、フルカラートナー用途の黄色
顔料としてベンジジン系顔料（Ｃ．Ｉ．２９１０９０、
Ｃ．Ｉ．２９１０９５）等、赤色顔料としてはキサンテ
ン系顔料（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、キナクリドン系顔料
（Ｃ．Ｉ．２，９ジメチルキナクリドン）、メチン系顔
料（アストラクノキシン）、チオインジゴ顔料（Ｃ．
Ｉ．７８８６５）、アゾレーキ系顔料（Ｃ．Ｉ．１５８
５０）等、青色顔料としてフタロシアニン系顔料（Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー
７０）等が挙げられる。

【００１８】帯電制御剤としては、例えば正電荷付与を
目的として使用されるものは、ニグロシン系染料、４級
アンモニウム塩、トリフェニルエタン系染料等が知られ
ており、又、負帯電付与を目的として使用されるものは
Ｃｒ等の重金属含有酸性染料等が挙げられる。

【００１９】更に、ヒートロール定着用途では、トナー
のヒートロール付着汚れによるトラブル防止を目的とし
て、離型効果を高めるオフセット防止助剤として、種々
のワックス類が必要に応じて使用され、例えばモンタン
酸エステルワックスの如き天然ワックス、高圧法ポリエ
チレン、ポリプロピレンの如きポリオレフィン系ワック
ス等が使用できる。

【００２０】混合比としては、例えばいずれも前記に掲
げた如くの結着樹脂１００重量部に対して、着色剤１〜
１５重量部，帯電制御剤０．１〜５重量部，オフセット
防止剤０．５〜１０重量部使用できる。更に必要に応じ
て流動性附与剤としての無機微粒子も０．０１〜１０重
量部使用できる。

【００２１】

【実施例】本発明の粉粒体供給装置およびこれを用いた
静電荷像現像用トナーの製造方法を以下の実施例で説明
するが、これに限定されるものではない。

【００２２】（実施例１） スチレン−アクリル共重合体 １００重量部 （軟化点；１１０℃，カ゛ラス点移転；６０℃） カーボンブラック １０重量部 ポリプロピレン ４重量部 Ｃｒ含金染料 ２重量部

【００２３】上記を混合し、２軸押出混練機にて溶融混
練し、直ちに冷却した後、粗粉砕機にて１mm〜２mmに砕
き、以降微粉砕・分級・外添・の各工程を経て１０ミク
ロントナーを作成した。この工程中で分級工程の供給装
置として、本発明の粉粒体供給装置を用いた。

【００２４】該粉粒体供給装置の使用条件として、スク
リューコンベアー部の芯軸に直径１．０mmの細径憤口を
芯軸に対する中心角が９０度になるように５つ開口した
スクリュー芯軸を設置し、元圧０．８ＭＰａの圧縮空気
を圧力調整器にて１０．０ＫＰａに減圧し、５．０リットル
／分の流量で芯軸先端の圧縮気体投入口に供給するよう
に調整し、更に該供給装置の運転直前より停止までの間
圧縮空気が流入するようにした。

【００２５】このようにして調整した粉粒体供給装置を
用いたところ、運転開始から４時間，８時間，１２時
間，２４時間後にサンプリングし、それぞれ所望する粒
径のトナー（分級品），分級粗粉および分級微粉を４０
０メッシュの篩にて吸引処理して網状に残存する粒子を
観察した。何れのサンフ゜ルにも圧着されたような扁平状の
粗大トナー粒子は存在しなかった。

【００２６】更に、分級終了後該粉粒体供給装置のスク
リューコンベアー部分を分解して観察したところ、スク
リューコンベアー部の筒状胴体内にあって、そのスクリ
ュー翼板の外側周縁と前記筒状胴体の内周面との間に設
けられた微少空隙には、堆積または圧着されたトナーの
痕跡は認められなかった。

【００２７】（比較例１）供給装置として、芯軸管に細
径憤口を有しないスクリューコンベアー部を設置し、圧
力気体を停止して分級を行った。これ以外は、全て前記
実施例１と同様にして、サンプリングし観察してとこ
ろ、分級開始後４時間の時点で分級粗粉に扁平状の粗大
トナー粒子が観測された。更に８時間後には分級品にも
扁平状の粗大トナー粒子が観測された。この時点で粉粒
体供給装置のスクリューコンベアー部分を分解して観察
したところ、スクリュー翼板の外側周縁に圧着され固化
した凝集物が観測された。

【００２８】

【発明の効果】本発明の粉粒体供給装置により、低融点
でシャープメルトな結着樹脂を含む凝集し易い粉粒体を
供給する場合でも、スクリュー翼板の外側周縁或いはス
クリュー胴体部内面に固着することが無く、更には粗大
粒子の発生も防止でき、またこの粉粒体供給装置を用い
ることにより静電荷像現像用トナーを効率よく製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉粒体供給装置の概略断面図である。

【図２】本発明の粉粒体供給装置に用いられるスクリュ
ーコンベアー部の芯軸に設けられた細径噴口の開口位置
を示す図である。

【符号の説明】

１ ホッパー ２ スクリューコンベアー部 ３ 排出口 ４ スクリュー翼板 ５ スクリュー軸芯 ６ 細径噴口 ７ 圧縮気体導入部 ８ 圧力コントロール ９ 電磁弁 １０ 圧縮気体発生源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H005 AB04 3F040 BA01 DA02 EA01 3F075 AA08 BA01 BB01 CA04 CA09 CC03 CC05 CC09 DA13 4G068 AA03 AB22 AC11 AD16 AD33 AD45

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送筒内に、その軸線に沿って長手方向
   に回動自在に、中空のコンベアスクリュの芯軸が架設さ
   れていて、該芯軸の外周部に螺旋状に翼板が配置されて
   おり、翼板と翼板の中間の芯軸適宜箇所に、該芯軸を通
   して導入した圧力気体が噴出する噴出口を有する粉流体
   供給装置。
2. 【請求項２】 ホッパー部と、ホッパー部の下部のスク
   リューコンベアー部と、スクリューコンベアー部の下流
   の排出口部とから成る粉粒体供給装置において、回動自
   在なスクリューコンベアー部の芯軸が中空でその外周部
   に螺旋状翼板が配置されており、芯軸を通して圧力気体
   を導入し、翼板と翼板の中間位置の芯軸適宜箇所に開口
   された細径噴口から圧力気体を噴出せしめることを特徴
   とする粉粒体供給装置。
3. 【請求項３】 少なくとも結着樹脂および着色剤を含有
   する混合物を溶融混錬し、混練物を冷却固化し、固化物
   を粉砕し、粉砕物を分級して静電荷像現像用トナーを製
   造する方法において、粉粒体物を供給する工程で請求項
   １記載の粉粒体供給装置を用いることを特徴とする静電
   荷像現像用トナーの製造方法。