JP2001201890A

JP2001201890A - トナーの製造方法

Info

Publication number: JP2001201890A
Application number: JP2000008459A
Authority: JP
Inventors: Toshinobu Onishi; 俊暢大西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】シャープカット分級においても、高精度の分
級を可能にし精緻な粒度分布を有する粉体を効率良く生
成し得るトナー製造方法の提供。【解決手段】真密度０．３〜１．２ｇ／ｃｍ³を有す
る着色樹脂粉体を原料供給ノズル１６に供給し、原料供
給ノズル内を流動する気流で着色樹脂粉体を搬送し、コ
アンダブロック２６と側壁との間に形成されている分級
室３２に着色樹脂粉体を導入し、コアンダ効果によって
着色樹脂粉体を分級して、粗粉体群、中粉体群及び微粉
体群に複数の分級エッジ１７，１８によって分離し、分
離された中粉体群からトナーを製造する方法であり、原
料供給ノズル１６に隣接する入気口１４の出口流速Ｖ₁
と原料供給ノズルの出口流速Ｖ₂が以下の関係式０．８×Ｖ₁₂×ｃｏｓθ＜Ｖ₁＜１．２×Ｖ₂×ｃｏｓθ 〔θ：原料供給ノズルと原料ノズル側の入気口との間の
角度〕を満足するように設定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コアンダ効果を利
用して粉体を分級するための気流式分級装置を利用して
トナーを製造する方法に関する。特に、本発明は、粉体
を気流に乗せて運ぶと共にコアンダ効果、粉体中の各粒
子の粒径に応じた慣性力及び遠心力等の差に基づいて所
定の粒度を有する粒子を分級するための気流式分級装置
を利用してトナーを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体の分級について様々な方法の気流式
分級装置が提案されている。この中で回転翼を用いる分
級機と可動部分を有しない分級機がある。このうち、可
動部分のない分級機として固定壁遠心式分級機と慣性力
分級機があるが、慣性力を利用する分級機としてＬｏｆ
ｆｉｅｒ．Ｆ．ａｎｄＫ．Ｍａｌｙ：Ｓｙｍｐｏｎ
ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎＤ２（１９８１）に記載さ
れ、日鉄鉱業製として商品化されているエルボジェット
分級機や、Ｏｋｕｄａ．Ｓ．ａｎｄＹａｓｕｋｕｎ
ｉ．Ｊ．Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎ’８１、７７１（１９
８１）で例示される分級機が微粉域で分級できる慣性力
分級機として提案されている。

【０００３】これらの気流式分級装置は、図１０及び図
１１に示すように、分級室の分級域に開口部を有する供
給ノズル１６から高速で気流とともに粉体を分級域内へ
噴出し、分級室３２でコアンダブロック２６に沿って流
れる湾曲気流の遠心力によって粗粉と、中粉と、微粉と
に分離し、先端の細かくなったエッジ１１７、１１８に
より、粗粉と、中粉と、微粉の分級を行なっている。

【０００４】しかしながら、従来の分級装置１０１を使
用してトナーを製造する場合、原料供給口１６側の入気
口（Ｉ₁）１４の出口流速は１２０ｍ／ｓ程度で高速で
あるので、原料供給ノズル１６の出口流速よりも速く、
そのため、原料供給ノズル１６出口付近で乱流が生じ、
分級域の流れを乱してしまうため分級精度が低く、効率
的な分級は不可能である。また、圧縮空気を用いて原料
供給ノズル１６出口流速を上げて入気口は（Ｉ₁）１４
の出口流速にあわせたとしても、湾曲気流の遠心力の影
響の方がコアンダ効果より大きくなるため、やはり、精
度が高く効率の良い分級は不可能である。

【０００５】また、入気口（Ｉ₁）１４へ流入したエア
は入気口側壁２２に沿って流れ、次いで原料供給ノズル
１６の側面に沿って流れる。このとき流れの向きが急激
に変化するため乱流が発生するので、分級域の流れを乱
してしまい、分級精度が低く効率的な分級は不可能であ
る。

【０００６】特に、複写機、プリンターなどに用いられ
るトナーを製造するための分級の際に、かかる問題点が
顕在化しやすい。

【０００７】一般に、トナーには数多くの異なった性質
が要求される。トナーの特性は、トナーに使用する原材
料に影響され、さらにトナーの製造方法によって影響さ
れることも多い。トナーを製造するための分級工程にお
いては、分級されたトナー粒子群がシャープな粒度分布
を有することが要求され、また、低コストで効率よく安
定的に品質の良いトナーを作り出すことが望まれる。

【０００８】しかし、複写機やプリンターにおける画質
向上のために、トナー粒子が徐々に微小化されている傾
向にある。

【０００９】このような微小サイズで真比重の小さいト
ナー粒子の場合、慣性力が小さく乱流の影響を受けやす
いため、従来のトナー製造方法では効率の良い分級は、
不可能であった。特に分級後の粒度分布がシャープなト
ナー粒子を製造する場合には、このような問題点が特に
顕著であった。

【００１０】このような点に鑑み、特にトナーのごとき
樹脂微粉体を安定かつ効率的に精度良く分級できるトナ
ーの製造方法が待望されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解消したトナーの製造方法を提供することにあ
る。

【００１２】本発明の目的は、シャープカット分級にお
いても、高精度の分級を可能にし精緻な粒度分布を有す
る粉体を効率良く生成し得るトナーの製造方法を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、結着樹脂及び
着色剤を少なくとも含有する着色樹脂粉体を、コアンダ
効果を利用した気流式分級装置で分級し、分級された分
級粉からトナーを製造する方法において、真密度０．３
〜１．２ｇ／ｃｍ³を有する着色樹脂粉体を原料供給ノ
ズルに供給し、原料供給ノズル内を流動する気流で着色
樹脂粉体を搬送し、コアンダブロックと側壁との間に形
成されている分級室に着色樹脂粉体を導入し、コアンダ
効果によって着色樹脂粉体を分級して、少なくとも粗粉
体群、中粉体群及び微粉体群に複数の分級エッジによっ
て分離し、分離された中粉体群からトナーを製造する方
法であり、該気流式分級装置は少なくとも、複数の入気
口、入気管、入気エッジ、原料供給ノズル、コアンダブ
ロック、複数の分級エッジより構成され、該原料供給ノ
ズルに隣接する該入気口の出口流速Ｖ₁と該原料供給ノ
ズルの出口流速Ｖ₂が以下の関係式０．８×Ｖ₂×ｃｏｓθ＜Ｖ₁＜１．２×Ｖ₂×ｃｏｓθ 〔θ：該原料供給ノズルと該原料ノズル側の入気口との
間の角度〕を満足するように設定することを特徴とする
トナーの製造方法に関する。

【００１４】特に、本発明のトナーの製造方法において
は、原料供給ノズル側の入気管が原料供給ノズルと同方
向より分級域に導入され、入気口側壁の最上流部から最
下流部までが直線で結ばれ、入気口側壁の最下流部位置
は、該原料供給ノズルの最下流部の外壁に一致し、入気
口側壁と該原料供給ノズル間の角度が５°〜４５°の範
囲にあり、原料供給ノズルに隣接する入気口の出口速度
Ｖ₁が５０〜９０ｍ／ｓの範囲にあり、原料供給ノズル
側の入気口の最上流部は、閉塞されており、圧縮空気を
原料供給ノズル側の入気口に導入し、入気エッジの位置
ｄ₁（入気エッジ先端とコアンダブロック壁面との距
離）が１５〜３５ｍｍの範囲内にあることにより、原料
供給ノズルと原料供給ノズル側の入気口の流速がほぼ等
しくなるため、原料供給ノズル出口付近での乱流発生が
抑制される。

【００１５】そして、原料供給ノズルの後端部にエアー
導入管を粉体原料導入口の中央に設置し、エアー導入管
の外壁と粉体原料導入ノズルの内壁間に粉体原料を導入
するための粉体原料導入口を有し、分級エッジの設置位
置が移動及び回動可能であるように、分級エッジが分級
エッジブロックに具備されており、分級エッジブロック
及び分級エッジが鉛直方向またはほぼ鉛直方向にその設
置位置を移動し得、原料供給ノズルの後端部にはエアー
導入管を粉体原料導入口の中央に設置し、エアー導入管
の外壁と粉体原料導入ノズルの内壁間に粉体原料を導入
するための粉体原料導入口を有し、気流式分級装置が該
原料供給ノズルを気流式分級装置の上面部に具備し、原
料供給ノズルの側面側にコアンダブロックを具備してい
る。このことにより、分級域の形状を変えることがで
き、それに伴ない分級点を変更させることが可能である
ので、乱流発生の少ないトナー粒子と空気の混合流を効
果的に分級することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

【００１７】本発明の気流式分級機として図１（断面
図）及び図２（斜視図）に示す形式の装置を一具体例と
して例示する。また、図３は粉体原料とエアーの導入部
の拡大図であり、図４は図１のＡ−Ａ′断面図である。

【００１８】図１及び図２において、入気口側壁２２、
側壁２３は分級室の一部を形成し、分級エッジブロック
２４及び２５は分級エッジ１７及び１８を具備してい
る。分級エッジ１７及び１８は、軸１７ａ及び１８ａを
中心にして、回動可能であり、分級エッジを回動して分
級エッジ先端位置を変えることができる。各分級エッジ
ブロック２４及び２５は、上下に設置位置をスライドさ
せることが可能であり、それにともなってそれぞれのナ
イフエッジ型の分級エッジ１７及び１８も上下にスライ
ドする。この分級エッジ１７及び１８により、分級室３
２の分級ゾーンは３分画されている。

【００１９】原料粉体を導入するための原料供給口４０
を原料供給ノズル１６の最後端部に有し、該原料供給ノ
ズル１６の後端部にエアー導入管４１と粉体原料供給部
を有する粉体原料導入ノズル４２とを有し、且つ、分級
室３２に開口部を有する原料供給ノズル１６を入気口側
壁２２の右側に設け、該原料供給ノズル１６の右側接線
の延長方向に対して長楕円弧を描いたコアンダブロック
２６が設置されている。分級室３２の左側ブロック２７
は、分級室３２の左側方向にナイフエッジ型の入気エッ
ジ１９を具備している。更に分級室３２の上部には、分
級室３２に開口する入気口側壁２２及び入気ブロック２
７により構成される入気口（Ｉ₁）１４が設けてある。
入気管（Ｉ₁）１４ａは、原料供給ノズル１６と同方向
より気流式分級機に導入され、入気管（Ｉ₁）１４ａの
上端は閉塞し高圧エア導入口４４を設けてある。更に分
級室３２の左側には分級室３２に別の入気口（Ｉ₂）１
５を設けてある。また、入気管（Ｉ₂）１５ａにはダン
パーのごとき第２気体導入調節手段２１と静圧計２９を
設けてある。

【００２０】分級エッジ１７及び１８及び入気エッジ１
９の位置は、被分級処理原料である粉体の種類及び所望
の粒径により調節される。

【００２１】また、分級室３２の右側にはそれぞれの分
画域に対応させて、分級室内に開口する排出口１１、１
２及び１３を有し、排出口１１、１２及び１３にはパイ
プの如き連通手段が接続されており、それぞれにバルブ
手段のごとき開閉手段を設けてよい。

【００２２】原料供給ノズル１６は直角筒部と角錐筒部
とからなり、直角筒部の内径と角錐筒部の最も狭い箇所
の内径の比を２０：１から１：１、好ましくは１０：１
から２：１に設定すると、良好な導入速度が得られる。

【００２３】以上のように構成してなる多分割分級域で
の分級操作は例えば次のようにして行なう。排出口１
１、１２、１３の少なくとも１つを介して分級室内を減
圧し、分級室内に開口部を有する原料供給ノズル１６中
を減圧エアーと該減圧によって流動する気流によって、
粉体を原料供給ノズル１６を介して分級室に噴出する。
適切な原料供給ノズル出口流速は入気口（Ｉ₁）１４の
流速により変化する。このことについては、後で詳細に
述べる。

【００２４】分級室に導入された粉体中の粒子は、コア
ンダブロック２６のコアンダ効果による作用と、その
際、入気口（Ｉ₁）１４及び入気口（Ｉ₂）１５に流入す
る空気のごとき気体の作用とにより湾曲線３０ａ、３０
ｂ、３０ｃを描いて移動し、それぞれの粒子の粒径及び
慣性力の大小に応じて、大きい粒子（粗粒子）は気流の
外側、すなわち分級エッジ１８の外側の第１分画、中間
の粒子は分級エッジ１８と１７の間の第２分画、小さい
粒子は分級エッジ１７の内側の第３分画に分級され、分
級された大きい粒子は排出口１１より排出され、分級さ
れた中間の粒子は排出口１２より排出され、分級された
小さい粒子は排出口１３よりそれぞれ排出される。

【００２５】上記の如き粉体の分級において、分級点
は、粉体が分級室３２内へ飛び出す位置であるコアンダ
ブロック２６の下端部分に対する分級エッジ１７及び１
８のエッジ先端位置によって主に決定される。さらに、
分級点及び分級精度は、入気口（Ｉ₁）１４出口流速と
原料供給ノズル１６からの噴出速度の影響を受ける。

【００２６】効率が良く安定な分級精度が求められる場
合は、特に入気口（Ｉ₁）１４出口流速と原料供給ノズ
ル１６からの噴出速度が重要である。原料供給ノズル１
６からの噴出速度の入気口（Ｉ₁）１４速度成分を入気
口（Ｉ₁）１４出口流速にあわせることにより、この２
つの流路が交叉する原料供給ノズル１６出口付近での乱
流発生が抑制される。また、入気口（Ｉ₁）１４での流
れの向きの急激な変化による乱流発生を抑制するため
に、入気口側壁２２が分級機１上部から原料供給ノズル
の外壁に沿って原料供給ノズル左端点１６ｂまで直線で
つながっている。これらのことにより、分級エッジ１７
及び１８のエッジ先端付近での乱流発生が少ないため、
高効率な分級が可能となる。

【００２７】具体的には、図５において、原料粉体とし
ての着色樹脂粒子の真密度が０．３〜１．２ｇ／ｃｍ³
のとき、原料供給ノズル出口左端点１６ｂとそれに対峙
する入気エッジ１９との間の最小距離での入気口
（Ｉ₁）１４の速度Ｖ₁と、原料供給ノズル出口１６ａで
の流速Ｖ₂が以下の関係式０．８×Ｖ₂×ｃｏｓθ＜Ｖ₁＜１．２×Ｖ₂×ｃｏｓθ 〔θ：原料供給ノズルと入気口Ｉ₁との間の角度〕を満
足するように設定する。

【００２８】更に、θは５°〜５０°の範囲であること
が好ましく、より好ましくは１０°〜４０°の範囲であ
る。また、Ｖ₁は５０〜１００ｍ／ｓの範囲にあること
が好ましく、より好ましくは６０〜９０ｍ／ｓの範囲で
ある。更に入気エッジの位置ｄ₁が１５〜３５ｍｍの範
囲にあることが好ましく、より好ましくは１８〜２８ｍ
ｍの範囲である。

【００２９】０．８×Ｖ₂×ｃｏｓθ≧Ｖ₁及びＶ₁≧
１．２×Ｖ₂×ｃｏｓθのときは、入気口（Ｉ₁）１４の
流速Ｖ₁と、原料供給ノズル出口１６ａでの流速Ｖ₂の入
気口（Ｉ₁）１４の速度成分の流速（Ｖ₂・ｃｏｓθ）が
大きく異なるため、乱流が発生し、効率の良いシャープ
カット分級は不可能である。

【００３０】θ＜５°のときは、入気口（Ｉ₁）１４か
ら噴出される流体の直進性が増し、コアンダ効果よりも
慣性力の影響が大きくなり、微粉体群が中粉体群に流入
する様になって、分級収率が落ちるので良くない。

【００３１】θ＞５０°のときは、入気口（Ｉ₁）１４
と原料供給ノズル１６が同方向から気流式分級機１に導
入されないので好ましくない。

【００３２】Ｖ₁＜５０ｍ／ｓのときは、十分なコアン
ダ効果が得られないため、コアンダブロック２６に沿っ
てエア及び粒体が流れず、分級収率が落ちるので良くな
い。

【００３３】Ｖ₁＞１００ｍ／ｓのときは、入気口
（Ｉ₁）１４の流速が速すぎるため、コアンダ効果より
も慣性力の影響が大きくなってしまい、微粉体群が中粉
体群に流入する様になって、分級収率が落ちるので良く
ない。

【００３４】ｄ₁＜１５ｍｍのとき、入気口（Ｉ₁）１４
から噴出される流体の直進性が増し、コアンダ効果より
も慣性力の影響が大きくなり、微粉体群が中粉体群に流
入する様になって、分級収率が落ちるので良くない。

【００３５】ｄ₁＞３５ｍｍのとき、十分なコアンダ効
果が得られないため、コアンダブロック２６に沿ってエ
ア及び粒体が流れず、分級収率が落ちるので良くない。

【００３６】また、本発明のトナー製造に使用される気
流式分級装置において、原料供給口４０から原料粉体を
供給し、供給された原料粉体は粉体原料導入口４２下部
からエアー導入管４１の外周より放射され、エアー導入
管４１から噴出しているエアーに乗って加速されて良好
に分散し、瞬時に原料供給ノズル１６から分級室内へ導
入され分級されて、分級機系外へ排出される。このた
め、分級機へ導入される粉体は、原料供給ノズル１６か
ら分級室内の導入口部位によって、個々の粒子の軌跡が
撹乱せずに凝集粉が一次粒子まで分散された状態で推進
力をもって飛翔することが重要である。原料供給ノズル
１６内から流動する粒子流は、原料を上部から導入する
とき、原料供給ノズル１６の開口部より側位にコアンダ
ブロック２６を具備している分級室３２に粉体流を導入
すると、粒子の飛翔軌跡が乱れることなく粒子の大きさ
に応じて分散して粒子流が形成されるので、その流線に
沿った向きに分級エッジを移動させ、次いで分級エッジ
のエッジ先端位置を固定し、所定の分級点に設定するこ
とができる。この分級エッジ１７及び１８の移動に際
し、分級エッジブロック２４及び２５との同時移動によ
り、コアンダブロック２６に沿って飛翔する粒子流の流
れ方向にエッジの向きを沿わすことができる。

【００３７】具体的には、図５において、原料供給ノズ
ル１６の先端開口部１６ａの側面部に対応するコアンダ
ブロック２６中の例えば位置Ｏを中心として、分級エッ
ジ１７の先端とコアンダブロック２６の側面との距離Ｌ
₄及び分級エッジ１７の側面とコアンダブロック２６の
側面との距離Ｌ₁は、分級エッジブロック２４を位置決
め部材３３に沿って上下に移動させることで、位置決め
部材３４に沿って分級エッジ１７を上下に移動させ、さ
らに分級エッジ１７の先端を軸１７ａを中心にして回動
させることにより調節可能である。

【００３８】同様に、分級エッジ１８の先端とコアンダ
ブロック２６の側壁との距離Ｌ₅及び分級エッジ１７の
側面と分級エッジ１８の側面との距離Ｌ₂もしくは分級
エッジ１８の側面と側壁２３の側面との距離Ｌ₃は、分
級エッジブロック２５を位置決め部材３５に沿って上下
に移動させることで、位置決め部材３６に沿って分級エ
ッジ１８を上下に移動させ、さらに分級エッジ１８の先
端を軸１８ａを中心にして回動させることにより調整可
能である。

【００３９】このことにより原料供給ノズル出口付近の
乱流を抑制した流れに適した位置に設置した分級エッジ
１７及び１８により、さらに効率的な分級が可能とな
る。

【００４０】通常、本発明のトナー製造に使用される気
流式分級装置は、相互の機器をパイプのごとき連通手段
で連結し、装置システムに組み込まれて使用される。そ
うした装置システムの好ましい例を図６に示す。図６に
示す一体装置システムは、３分割分級機１（図１及び図
２に示される分級装置）、定量供給機２、振動フィーダ
ー３、捕集サイクロン４、５、６を連通手段で連結して
なるものである。

【００４１】この装置システムにおいて、粉体は、適宜
の手段により、定量供給機２に送り込まれ、ついで振動
フィーダー３を介し、原料供給ノズル１６により３分割
分級機１内に導入される。３分割分級機１の分級室を構
成する大きさは通常［１０〜５０ｃｍ］×［１０〜５０
ｃｍ］なので、粉体は０．１〜０．０１秒の瞬時に３種
以上の粒子群に分級し得る。そして、３分割分級機１
に、大きい粒子（粗粒子）、中間の粒子、小さい粒子に
分級される。その後、大きい粒子は排出導管１１ａを通
って、捕集サイクロン６に送られ回収される。中間の粒
子は排出導管１２ａを介して系外に排出され捕集サイク
ロン５で捕集される。小さい粒子は、排出導管１３ａを
介して系外に排出され捕集される。捕集サイクロン４、
５、６は、粉体を原料供給ノズル１６を介して分級室に
吸引導入するための吸引減圧手段としての働きをするこ
とも可能である。

【００４２】着色樹脂粒子の真密度が０．３〜１．２ｇ
／ｃｍ³と低い場合、入気口（Ｉ₁）１４流速と原料供給
ノズル出口１６ａ流速の入気口（Ｉ₁）１４速度成分を
あわせることによるシャープカット分級時の効率向上
は、図７、図８及び図９の場合でも得られる。図７及び
図８は、従来例の図１０及び図１１の入気口側壁２２を
原料供給ノズル１６に沿うように設置したものである。
このような場合でも、分級収率は従来例に比べ向上す
る。

【００４３】本発明のトナー製造に使用される気流式分
級装置は、特に電子写真法による画像形成法に用いられ
るトナー又はトナー用着色樹脂粉体を分級する場合に有
効である。特に個数平均径４μｍ以下の粒子を５０個数
％以上含有している着色樹脂粉体を、個数平均径４μｍ
以下の粒子が１４個数％以下の中粉体群としてトナーを
製造するシャープカット分級の場合に有効である。

【００４４】このようなトナー粒子を従来の分級機を使
用して分級すると、原料供給ノズル１６流速の入気口
（Ｉ₁）１４への速度成分と入気口（Ｉ₁）１４の流速に
大きな違いがあり、原料供給ノズル出口１６ａ付近で乱
流が発生し、分級域の流れを乱していたため、効率よい
分級ができなかった。また、入気口（Ｉ₁）１４へ流入
したエアは入気口側壁２２に沿って流れ、次いで原料供
給ノズル１６の側面に沿って流れる。このとき流れの向
きが急激に変化するため乱流が発生し、分級域の流れを
乱してしまい、分級精度が低く効率的な分級は不可能で
あった。

【００４５】本発明のトナー製造に使用する分級装置で
は、入気口側壁２２が分級機１上部から原料供給ノズル
の外壁に沿って原料供給ノズル左端点１６ｂまで直線で
つながっている。このことにより、入気口（Ｉ₁）１４
で流れ方向の急激な変化がなくなり、乱流の発生が抑え
られる。また、入気口（Ｉ₁）１４の上流に設置された
高圧エア導入口４３から高圧エアを導入することによ
り、入気口（Ｉ₁）１４流速と原料供給ノズル１６の流
速を調整することができ、原料供給ノズル出口１６ａ付
近での乱流発生が抑制される。このことによりシャープ
カット分級の場合でも精度が高く、効率の良い分級がで
きる効果がある。

【００４６】更に、粒子流の流れ方向に分級エッジ１７
及び１８を分級エッジブロック２４及び２５との同時移
動によりコアンダブロック２６に沿って飛翔する粒子流
の流れ方向に分級エッジの向きを沿わすことにより、分
級エッジ付近での乱流も抑制できるので、分級収率が良
好になり、高精度な分級ができる効果がある。

【００４７】本発明の分級装置では、粉体の粒子径が小
さい程、効果がより顕著であり、特に重量平均径が１０
μｍ以下の粉体を分級する場合にシャープな粒度分布を
有する分級品を得ることが可能であり、さらには重量平
均径が７μｍ以下の粉体からシャープな粒度分布を有す
る分級品を良好に得ることが可能である。

【００４８】また、本発明の分級装置においては、分級
エッジの向き及びエッジ先端位置の移動に移動手段とし
てステッピングモーター等を用い、エッジ先端位置の検
知に検知手段としてポテンショメーター等を用いて、こ
れらを制御する制御装置により分級エッジ先端位置を制
御し、更に流量調節の自動化を行なえば、所望の分級点
が短時間に、かつ、より正確に得られるのでより好まし
い。

【００４９】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例及び比較例のト
ナーの構成材料に使用した結着樹脂の製造例を示す。

【００５０】＜ポリエステル樹脂＞・フマル酸１０．０ｍｏｌ・ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２．０モル付加物１０．０ｍｏｌ・ジブチル錫オキサイド０．１ｇ

【００５１】上記組成を反応容器に入れ、温度計、撹拌
棒、コンデンサー、窒素導入管を取り付け、窒素置換し
た後撹拌しながら、徐々に昇温して、下記の条件で重合
反応を行った。得られたポリエステル樹脂はピーク分子
量が９０００であった。・ポリエステル樹脂１００質量部・銅フタロシアニンフタルイミド誘導体顔料５質量部・ジ−ｔ−ブチルサリチル酸クロム錯体４質量部

【００５２】上記材料をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７
５型、三井三池化工機（株）製）でよく混合した後、温
度１４０℃に設定した２軸混練機（ＰＣＭ−３０型、池
貝鉄工（株）製）にて混練した。得られた混練物を冷却
し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕し、トナー製
造用の粗砕物を得た。該粗砕物を衝突式気流粉砕機で微
粉砕し、重量平均径５．９μｍ，４．０μｍ以下（個数
％）が５９．６％の粉砕原料が得られ、真密度が１．０
１ｇ／ｃｍ³であった。

【００５３】図１乃至５に示す仕様の分級機を有する図
６の分級システムにおいて、この得られた粉砕原料を供
給機２、振動フィーダー３及び原料供給ノズル１６（粉
体原料供給部４２、エアー導入管４１及び変形筒部４
３）を介して１５．６ｋｇ／ｈの割合でコアンダ効果を
利用して粗粉体、中粉体及び微粉体の３種に分級するた
めに多分割分級機１に導入した。

【００５４】導入に際しては、排出口１１、１２、１３
に連通している捕集サイクロン４、５、６の吸引減圧に
よる系内の減圧から派生する吸引力と入気口（Ｉ₁）１
４の高圧エア導入口４４からの圧縮空気を利用した。分
級条件としてＶ₁＝７０ｍ／ｓ（入気口（Ｉ₁）１４出口流速）Ｖ₂＝８１ｍ／ｓ（原料供給ノズル１６出口流速） θ＝２７°（原料供給ノズル１６と入気口（Ｉ₁）１４
との間の角度）ｄ₁＝１９ｍｍ（入気エッジ１９の先端とコアンダブロ
ック２６の壁面との距離）にして分級を行なった。

【００５５】導入された微粉砕原料は０．１秒以下の瞬
時に分級された。分級された中粉体は重量平均粒径が
７．１μｍ（粒径４．０μｍ以下の粒子を１２個数％含
有し、粒径１０．１μｍ以上の粒子を２．４体積％含有
する）のシャープな分布を有する中粉体を分級収率（投
入された粉砕原料の全量に対する最終的に得られた中粉
体との比率）７８％で得ることができ、トナー用として
優れた性能を有していた。

【００５６】なお、この分級された粗粉は前記粉砕工程
に再度循環した。

【００５７】トナー微粉砕粉の真密度は、本発明におい
て、次の測定装置を用いて行なった。即ち、測定装置と
してはマイクロメトリックスアキュピック１３３０
（島津製作所製）を用い、トナー微粉砕粉を５ｇ計り取
って真密度を求めた。

【００５８】トナーの粒度分布は種々の方法によって測
定できるが、本発明においては、次の測定装置を用いて
行なった。

【００５９】即ち、測定装置としてはコールターカウン
ターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザーＩ
Ｉ（コールター社製）を用いた。電解液は１級塩化ナト
リウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例え
ば、ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンティフ
ィックジャパン社製）が使用できる。測定法としては前
記電解液水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界
面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を
０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定資料を２〜２０ｍｇ加
える。試料を懸濁した電解液は超音波分散機で約１〜３
分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパチャ
ーとして１００μアパチャーを用い、トナーの体積、個
数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。それか
ら、本発明の係る体積分布から求める重量基準の重量平
均径を求めた。

【００６０】（実施例２）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝７５ｍ／ｓ、Ｖ₂＝７５ｍ／ｓ、θ＝１２°、ｄ₁＝
１９ｍｍであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８か
ら１０％程度になるように排出口１１、１２及び１３に
連通しているバルブを使い流量を調整した。得られた中
粉体についての分級収率は７６％であった。

【００６１】（実施例３）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝６８ｍ／ｓ、Ｖ₂＝７９ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ₁＝
２２ｍｍであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８か
ら１０％程度になるように排出口１１、１２及び１３に
連通しているバルブを使い流量を調整した。得られた中
粉体についての分級収率は７０％であった。

【００６２】（比較例１）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝１００ｍ／ｓ、Ｖ₂＝８４ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ₁
＝１９ｍｍであった。従って、Ｖ₁＞１．２×Ｖ₂×ｃｏ
ｓθであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８から１
０％程度になるように排出口１１、１２及び１３に連通
しているバルブを使い流量を調整した。得られた中粉体
についての分級収率は６５％であった。

【００６３】（比較例２）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝４８ｍ／ｓ、Ｖ₂＝７９ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ₁＝
１９ｍｍであった。従って、Ｖ₁＜０．８×Ｖ₂×ｃｏｓ
θであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８から１０
％程度になるように排出口１１、１２及び１３に連通し
ているバルブを使い流量を調整した。得られた中粉体に
ついての分級収率は６６％であった。

【００６４】（参考例１）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝７２ｍ／ｓ、Ｖ₂＝６０ｍ／ｓ、θ＝２°、ｄ₁＝１
９ｍｍであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８から
１０％程度になるように排出口１１、１２及び１３に連
通しているバルブを使い流量を調整した。得られた中粉
体についての分級収率は６５％であった。

【００６５】（参考例２）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝４５ｍ／ｓ、Ｖ₂＝５８ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ₁＝
１９ｍｍであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８か
ら１０％程度になるように排出口１１、１２及び１３に
連通しているバルブを使い流量を調整した。得られた中
粉体についての分級収率は６２％であった。

【００６６】（参考例３）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝１１０ｍ／ｓ、Ｖ₂＝１０１ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ
₁＝１９ｍｍであった。なお、４μｍ以下（個数％）が
８から１０％程度になるように排出口１１、１２及び１
３に連通しているバルブを使い流量を調整した。得られ
た中粉体についての分級収率は６６％であった。

【００６７】（参考例４）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝６８ｍ／ｓ、Ｖ₂＝８６ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ₁＝
４１ｍｍであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８か
ら１０％程度になるように排出口１１、１２及び１３に
連通しているバルブを使い流量を調整した。得られた中
粉体についての分級収率は６４％であった。

【００６８】（参考例５）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて表１に示すような条件で分級を行った。このときＶ
₁＝７４ｍ／ｓ、Ｖ₂＝７１ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ₁＝
１３ｍｍであった。従って、０．８×Ｖ₂×ｃｏｓθ＜
Ｖ₁＜１．２×Ｖ₂×ｃｏｓθであった。なお、４μｍ以
下（個数％）が８から１０％程度になるように排出口１
１、１２及び１３に連通しているバルブを使い流量を調
整した。得られた中粉体についての分級収率は６７％で
あった。

【００６９】（実施例４）実施例１と同じ粉砕原料を用
いて図７に示す気流式分級機を使って、表１に示すよう
な条件で分級を行った。このときＶ₁＝７１ｍ／ｓ、Ｖ₂
＝８１ｍ／ｓ、θ＝２７°、ｄ₁＝１９ｍｍであった。
従って、０．８×Ｖ₂×ｃｏｓθ＜Ｖ₁＜１．２×Ｖ₂×
ｃｏｓθであった。なお、４μｍ以下（個数％）が８か
ら１０％程度になるように排出口１１、１２及び１３に
連通しているバルブを使い流量を調整した。得られた中
粉体についての分級収率は７５％であった。

【００７０】（比較例３）実施例１と同様のトナー粉砕
原料を用いて、図１０に示す気流式分級機を用いて図１
２のフローチャートに従って分級を行った。

【００７１】分級条件は表１に示す通りである。このと
き分級機へ粉砕原料を導入するに際して、インジェクシ
ョンを用い、そのときの圧力は１９６ｋｐａ（２ｋｇｆ
／ｃｍ²）であった。分級によって得られた中粉体の粒
度分布等は、重量平均径７．０μｍ、４．０μｍ以下
（個数％）１２％であり、分級収率は５８％であった。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【発明の効果】本発明のトナー製造に使用される気流式
分級装置によれば、入気口側壁を原料供給ノズルに沿っ
て設置することにより急激な流れの変化をなくし、原料
供給ノズル出口付近での乱流発生を抑制することができ
る。更に入気口（Ｉ₁）流速と原料供給ノズル流速の入
気口速度成分を一致させるようにすることで原料供給ノ
ズル付近での乱流発生を抑制することができる。これら
により、シャープな粒度分布を要求される場合でも、精
度が高く、効率の良い分級が可能となる。更に、この流
れに分級エッジを合わすことにより、更に効率の良い分
級が可能となる。特に個数平均径４μｍ以下の粒子を５
０個数％以上含有している着色樹脂粉体を個数平均径４
μｍ以下の粒子を１４％以下の中粉体群としてトナーを
製造する場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気流式分級装置の概略断面図である。

【図２】本発明の気流式分級装置の斜視図である。

【図３】粉体原料とエアーの導入部の拡大図である。

【図４】図１におけるＡ−Ａ′断面図である。

【図５】図１の要部を示す図である。

【図６】本発明を用いた分級プロセスの一例を示す説明
図である。

【図７】本発明の別の気流式分級装置の概略断面図であ
る。

【図８】本発明の別の気流式分級装置の斜視図である。

【図９】本発明の別の気流式分級装置を用いた分級プロ
セスの一例を示す説明図である。

【図１０】従来の気流式分級装置の概略断面図である。

【図１１】従来の気流式分級装置の斜視図である。

【図１２】従来の分級プロセスの一例を示す図である。

【符号の説明】

１、１０１気流式分級装置２定量供給機３振動フィーダー４、５、６捕集サイクロン１１、１２、１３排出口１１ａ、１２ａ、１３ａ排出導管１４入気口（Ｉ₁）１４ａ入気管１５入気口（Ｉ₂）１５ａ入気管１６原料供給ノズル１６ａ原料供給ノズル出口１６ｂ原料供給ノズル出口左端点１７、１８、１１７、１１８分級エッジ１９入気エッジ２０第１気体導入調節手段２１第２気体導入調節手段２２入気口側壁２３側壁２４、２５、１２４、１２５分級エッジブロック２６コアンダブロック２７上部ブロック２８、２９静圧計３０ａ、３０ｂ、３０ｃ固体粒子飛散方向３１インジェクションエアー導入管３２分級室（分級域）３３、３４、３５、３６位置決め部材４０原料供給口４１エアー導入管４２粉体原料導入ノズル４３変形筒部４４高圧エア導入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有す
る着色樹脂粉体を、コアンダ効果を利用した気流式分級
装置で分級し、分級された分級粉からトナーを製造する
方法において、真密度０．３〜１．２ｇ／ｃｍ³を有する着色樹脂粉体
を原料供給ノズルに供給し、原料供給ノズル内を流動す
る気流で着色樹脂粉体を搬送し、コアンダブロックと側
壁との間に形成されている分級室に着色樹脂粉体を導入
し、コアンダ効果によって着色樹脂粉体を分級して、少
なくとも粗粉体群、中粉体群及び微粉体群に複数の分級
エッジによって分離し、分離された中粉体群からトナー
を製造する方法であり、該気流式分級装置は少なくとも、複数の入気口、入気
管、入気エッジ、原料供給ノズル、コアンダブロック、
複数の分級エッジより構成され、該原料供給ノズルに隣
接する該入気口の出口流速Ｖ₁と該原料供給ノズルの出
口流速Ｖ₂が以下の関係式０．８×Ｖ₂×ｃｏｓθ＜Ｖ₁＜１．２×Ｖ₂×ｃｏｓθ 〔θ：該原料供給ノズルと該原料ノズル側の入気口との
間の角度〕を満足するように設定することを特徴とする
トナーの製造方法。
【請求項２】原料供給ノズル側の入気管が原料供給ノ
ズルと同方向より分級域に導入され、入気口側壁の最上
流部から最下流部までが直線で結ばれ、該入気口側壁の
最下流部位置は、該原料供給ノズルの最下流部の外壁に
一致し、該入気口側壁と該原料供給ノズル間の角度が５
°〜４５°の範囲にあることを特徴とする請求項１に記
載のトナーの製造方法。
【請求項３】原料供給ノズル側の入気口の出口速度Ｖ
₁が５０〜１００ｍ／ｓの範囲にあることを特徴とする
請求項１又は２に記載のトナーの製造方法。
【請求項４】原料供給ノズル側の入気管の最上流部は
閉塞されており、該入気管及び原料供給ノズル側の該入
気管に圧縮空気を導入することを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項５】入気エッジの位置ｄ₁〔ｄ₁：入気エッジ
先端とコアンダブロックの壁面との距離〕が１５〜３５
ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載のトナーの製造方法。
【請求項６】原料供給ノズルの後端部にエアー導入管
を粉体原料導入口の中央に設置し、エアー導入管の外壁
と粉体原料導入ノズルの内壁間に粉体原料を導入するた
めの粉体原料導入口を有し、分級エッジの設置位置が移動及び回動可能であるよう
に、該分級エッジが分級エッジブロックに具備されてお
り、該分級エッジブロック及び該分級エッジが鉛直方向
またはほぼ鉛直方向にその設置位置を移動し得、気流式
分級装置が該原料供給ノズルを気流式分級装置の上面部
に具備し該原料供給ノズルの側面側にコアンダブロック
を具備していることを特徴とする請求項１乃至５のいず
れかに記載のトナーの製造方法。
【請求項７】個数平均径４μｍ以下の粒子を５０個数
％以上含有している着色樹脂粉体を、個数平均径４μｍ
以下の粒子が１４個数％以下の中粉体群としてトナーを
製造することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
記載のトナーの製造方法。