JP2001246327A - 気流式分級装置およびトナー製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分級装置内での融着等が発生しにくく、長期
間にわたって安定な分級が可能な気流式分級装置および
トナー製造方法を提供すること。 【解決手段】 粉体供給ノズル１０１から供給される原
料粉体を、コアンダ効果により、少なくとも粗粉体群、
中粉体群および微粉体群に分級し得る気流式分級装置で
あって、粉体供給ノズル１０１の吐出口と反対側に粉体
加速流路１２７が連通し、さらに粉体加速流路１２７に
粉体供給ノズル１０１の反対側から圧縮空気を導入し得
る圧縮空気導入手段１２６と、圧縮空気導入手段１２６
により導入される圧縮空気と共に粉体加速流路１２７に
原料粉体を供給し得る粉体供給手段１２５と、が配さ
れ、粉体加速流路１２７における第１の領域の長さλ
と、第２の領域の長さｍとの関係が、０．６≦ｍ／（λ
＋ｍ）≦１を満たすことを特徴とする気流式分級装置、
およびこれを用いたトナー製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原料粉体をコアン
ダ効果により少なくとも粗粉体群、中粉体群および微粉
体群に分級するための気流式分級装置、および、これを
利用したトナー製造方法に関し、さらに詳しくは、特に
電子写真法による画像形成に用いられるトナーのような
付着性の強い原料粉体の分級を効率良く行うことが可能
な気流式分級装置、および、これを利用したトナー製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原料粉体の分級について、種々の
気流式分級装置および気流式分級方法が提案されてお
り、大きく分けて、可動部分を有する分級装置と、可動
部分を有しない分級装置と、の二つに分類できる。この
うち、可動部分を有しない分級装置として、固定壁遠心
式分級装置および慣性力分級装置が有る。さらに、慣性
力を利用する分級装置として日鉄鉱業製として商品化さ
れているエルボージェット分級装置が、微粉域で分級で
きる慣性力分級装置として提案されている。

【０００３】かかる気流式の慣性力分級装置の具体例で
ある気流式分級装置の模式断面図を図４に示す。図４に
おいて、２１１は側壁ブロック、２１２はＧブロック、
２０４はコアンダブロックであり、これらと先端の細い
分級エッジ２０２，２０３とにより、分級室２１７が形
成され、さらにＧブロック２１２−分級エッジ２０３間
に導通路２０９、分級エッジ２０２，２０３相互間に導
通路２０８、および分級エッジ２０３−コアンダブロッ
ク２０４間に導通路２０７が形成されている。また、不
図示の吸引手段により各導通路２０７，２０８，２０９
から矢印Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’方向に、分級室２１７内の気
体が吸引される。

【０００４】分級室２１７上部には、入気管２２０，２
２１が配され、両者間の上部ブロック２０５には、入気
バランスを調整するための入気エッジ２０６が配されて
いる。さらに入気管２２０，２２１にはダンパー（気体
導入調節手段）２１８，２１９および静圧計２２２，２
２３が装備されている。

【０００５】図４に示すように、気流式分級装置２００
は、分級室２１７の分級域に吐出口２２７を有する粉体
供給ノズル２０１から、気流とともに分級域内に高速で
原料粉体を噴出し、分級室２１７内にはコアンダブロッ
ク２０４に沿って流れる湾曲気流の遠心力によって、粗
粉は矢印２３２、中粉は矢印２３１、および、微粉は矢
印２３０方向にそれぞれ飛翔し、分級エッジ２０２，２
０３により、粗粉体群、中粉体群および微粉体群にそれ
ぞれ分級される。

【０００６】また、分級装置２００では、粉体供給ノズ
ル２０１の吐出口２１０と反対側には粉体加速流路２２
７が連通し、さらに粉体加速流路２２７に粉体供給ノズ
ル２０１の反対側から圧縮空気を導入し得る圧縮空気導
入ノズル（圧縮空気導入手段）２２６と、圧縮空気導入
ノズル２２６により導入される圧縮空気と共に粉体加速
流路２２７に、供給管２４５を介して原料粉体を供給し
得る粉体供給手段２２５と、が配されている。

【０００７】粉体加速流路２２７は、図４における右か
ら左に順に、下面と上面とが平行である第１の領域Ａ’
（以下、当該部分を「粉体加速ノズル２２４」という場
合がある。）と、下面と上面との間隙が漸増する第２の
領域Ｂ’と、下面と上面とが平行である第３の領域Ｃ’
と、に概念上分割される。

【０００８】分級装置２００では、例えば、ジェット式
粉砕機などで微粉砕された微粉砕原料（粉体原料）が、
瞬時に粉体供給ノズル２０１から分級室２１７に導入さ
れる。この際、角錐筒形状（すなわち、開口部が矩形）
の粉体供給ノズル１０１や、粉体加速流路２２７の第３
の領域Ｃ内部を流動する原料粉体は、管壁に平行にまっ
すぐに推進力をもって流れる傾向があるが、粉体加速ノ
ズル２２４中では気流が乱れ、原料粉体の付着が発生
し、安定した連続運転が妨げられるという改善すべき問
題を有していた。これは、粉体加速ノズル２２４手前で
供給管２４５から供給される原料粉体が、圧縮空気導入
ノズル２２６により導入される圧縮空気の進行方向に対
して、略垂直上方向から導入され、前記圧縮空気により
水平方向に推進力を与えられる際、進行方向および進行
速度の急激な変化により、気流が乱れるためであると考
えられる。かかる問題は、特に、複写機、プリンター等
に用いられる静電荷像現像用トナーを製造するための分
級の際に、顕在化しやすかった。

【０００９】一般的に、トナーの構成材料に使用される
結着樹脂としては、特に近年の傾向として低融点、低軟
化点および低ガラス転移点の樹脂が使用されている。例
えば、複写機の省エネルギー対策として、圧力により被
記録材に定着させるために、ワックスのような軟質のも
のを使用したり、加熱定着する場合であっても、定着ス
ピードを早くしたり、定着に要する消費電力を少なくし
たり、且つ低温で定着させるために、低ガラス転移点
の、あるいは低軟化点の結着樹脂を使用するようになっ
てきている。このような樹脂を含有する粉体の製造工程
において分級装置に導入して分級すると、分級装置内で
の付着あるいは融着が発生しやすいという問題がある。

【００１０】さらに、近年、複写機やプリンターにおけ
る画質向上のために、要求されるトナー粒子が徐々に微
細化する方向に進んでいる。一般に、物質は細かくなる
に従い粒子間力の働きが大きくなっていくが、樹脂粒子
やトナー粒子の場合も同様で、微小サイズになると粒子
同士の凝集性が大きくなっていく。このような凝集体
に、分級装置内で衝撃力や摩擦力などの外力が働くと、
分級装置内に粒子の融着物を発生しやすい。特に、前記
粉体加速ノズル内璧の融着が起こりやすく、このような
現象が発生すると、原料粉体の定量供給が困難となり、
常時安定した状態で分級装置が稼動せず、良質の分級品
を長期間にわたり得ることが困難となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解消した気流式分級装置お
よびトナー製造方法を提供することにある。即ち、本発
明の目的は、分級装置内での融着等が発生しにくく、長
期間にわたって安定な分級が可能な気流式分級装置、お
よびこれを用いたトナー製造方法を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成される。すなわち本発明の気流式分級装置
は、少なくともＧブロック、コアンダブロック、側壁ブ
ロックおよび複数の分級エッジにより形成される分級室
と、該分級室に吐出口を向けて配された粉体供給ノズル
と、前記Ｇブロック−前記分級エッジ間、前記分級エッ
ジ相互間、および前記分級エッジ−コアンダブロック間
に形成される各導通路から分級室の気体を吸引する各吸
引手段と、から構成され、前記粉体供給ノズルから供給
される原料粉体を、コアンダ効果により、少なくとも粗
粉体群、中粉体群および微粉体群に分級し得る気流式分
級装置であって、前記粉体供給ノズルの前記吐出口と反
対側に粉体加速流路が連通し、さらに該粉体加速流路に
前記粉体供給ノズルの反対側から圧縮空気を導入し得る
圧縮空気導入手段と、該圧縮空気導入手段により導入さ
れる圧縮空気と共に前記粉体加速流路に原料粉体を供給
し得る粉体供給手段と、が配され、前記粉体供給ノズル
の開口部および前記粉体加速流路の開口部が矩形であ
り、該粉体加速流路における前記原料粉体の進行方向に
対して前記コアンダブロック側を下面と見たてたとき、
前記粉体加速流路が、前記原料粉体の進行方向に順に、
下面と上面とが平行である第１の領域と、下面と上面と
の間隙が漸増する第２の領域と、下面と上面とが平行で
ある第３の領域と、に分割され、第１の領域の長さλ
と、第２の領域の長さｍとの関係が、下記式（１）を満
たすことを特徴とする。 ０．６≦ｍ／（λ＋ｍ）≦１ ・・・（１）

【００１３】本発明の気流式分級装置によれば、前記第
１の領域の長さ（流路長）λと、前記第２の領域の長さ
（流路長）ｍの比を規定し、粉体加速流路内部を最適な
形状にしているため、前記第１の領域である粉体加速ノ
ズル内の気流および粒子流の乱れの発生を低減すること
が出来る。この結果、粉体加速流路内壁への原料粉体の
融着が発生しにくく、常時安定した状態で分級装置が稼
動し、良質な分級品を長期間にわたり提供することが可
能となる。

【００１４】本発明の気流式分級装置において、圧縮空
気導入手段が吐出口を前記粉体加速流路に向けた圧縮空
気導入ノズルであり、該圧縮空気導入ノズルと、前記粉
体加速流路の第２の領域における上面および下面と、の
位置関係が以下の関係式（２）および／または（３）を
満たすことが望ましい。

【００１５】 （Ｌ₁とＬ₂との為す角）＝（Ｌ₁とＬ₃との為す角） ・・・（２） （Ｌ₁とＬ₂との為す角）＞７．５°＜（Ｌ₁とＬ₃との為す角） ・・（３） 上記式中、Ｌ₁、Ｌ₂およびＬ₃は、それぞれ以下の直線
を表す。 Ｌ₁：前記圧縮空気導入ノズルの吐出口の中心から圧縮
空気の進行方向に描いた補助線 Ｌ₂：前記圧縮空気導入ノズルの吐出口の中心から、前
記粉体加速流路の上面方向に、前記粉体加速流路の第２
の領域における上面と接触するように描き得る補助線の
うち、当該補助線とＬ₁との為す角が最も小さい値とな
る直線 Ｌ₃：前記圧縮空気導入ノズルの吐出口の中心から、前
記粉体加速流路の下面方向に、前記粉体加速流路の第２
の領域における下面と接触するように描き得る補助線の
うち、当該補助線とＬ₁との為す角が最も小さい値とな
る直線

【００１６】一方、本発明のトナー製造方法は、結着樹
脂を含有するトナー前駆体を分級する工程を有するトナ
ー製造方法において、該分級工程において上記本発明の
気流式分級装置を用いて分級することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施形
態を挙げて、これを添付図面に基づいて説明する。本発
明の一実施形態である気流式分級装置１００を、概略断
面図にて図１に示す。図１において、１１１は側壁ブロ
ック、１１２はＧブロック、１０４はコアンダブロック
であり、これらと、分級エッジブロック１１３および１
１４に具備された分級エッジ１０２，１０３と、により
分級室１１７が形成されている。分級エッジ１０２およ
び１０３は、軸１１５および１１６を中心として、回動
可能に構成されており、分級エッジ１０２および１０３
を回動しこれらの先端位置を自在に変えることが出来
る。かかる回動可能な分級エッジ１０２および１０３に
より、分級室１１７の分級域は、図１に示すように、３
分画されている。すなわち、Ｇブロック１１２−分級エ
ッジ１０３間に導通路１０９、分級エッジ１０２，１０
３相互間に導通路１０８、および分級エッジ１０３−コ
アンダブロック１０４間に導通路１０７が形成されてい
る。

【００１８】また、側壁１１の下部には、分級室１１７
に吐出口を有する粉体供給ノズル１０１が設けられ、該
粉体供給ノズル１０１の下部に、下部接線の延長方向に
対して長楕円弧を描いた前記コアンダブロック１０４が
設置されている。さらに、分級室１１７の上部にある上
部ブロック１０５には、分級室１１７の下部方向に向け
てナイフエッジ型の入気エッジ１０６が具備されてい
る。該入気エッジ１０６も、軸１３３を中心として回動
可能に構成されており、先端位置を自在に変えることが
出来る。

【００１９】さらに、分級室１１７上部には、分級室１
１７に開口している入気管１２０および１２１が配さ
れ、さらにダンパーの如き、第１気体導入調節手段１１
８および第２気体導入調節手段１１９と、静圧計１２２
および静圧計１２３と、が設けられている。入気エッジ
１０６の設定位置と共に、第１気体導入調節手段１１８
および第２気体導入調節手段１１９を調整することによ
って、入気管１２０および１２１から流入する気体の流
入量および流入速度などを任意に変化させることが出来
る。分級エッジ１０２および１０３、さらに入気エッジ
１０６の設定位置は、被分級処理原料であるトナー等の
原料粉体の種類や、所望とする粒径等に応じて、適宜調
整される。

【００２０】また、図１に示すように、夫々の分級域に
対応させて設けられた導通路１０７，１０８，１０９に
は、排出口１３４、１３５，１３６が設けられている。
該排出口１３４、１３５，１３６には、パイプの如き連
通手段が接続されたり、夫々にバルブ手段の如き開閉手
段が設けられていてもよい。

【００２１】粉体供給ノズル１０１の前記吐出口と反対
側には、粉体加速流路１２７が連通し、さらに粉体加速
流路１２７に粉体供給ノズル１０１の反対側から圧縮空
気を導入し得るインジェクションノズル（圧縮空気導入
手段、圧縮空気導入ノズル）１２６と、圧縮空気導入ノ
ズル１２６により導入される圧縮空気と共に粉体加速流
路１２７に、供給管１４５を介して原料粉体を供給し得
る粉体供給手段１２５と、が配されている。

【００２２】粉体供給ノズル１０１の開口部および粉体
加速流路１２７の開口部は、矩形となっており、粉体加
速流路１２７は、図１における右から左に順に、下面と
上面とが平行である第１の領域Ａ（以下、当該部分を
「粉体加速ノズル１２４」という場合がある。）と、下
面と上面との間隙が漸増する第２の領域Ｂと、下面と上
面とが平行である第３の領域Ｃと、に概念上分割され
る。

【００２３】図２に、第２の領域Ｂ、第１の領域Ａおよ
びその周辺部の拡大断面図を示す。図２に示すように、
粉体加速流路１２７は、第１の領域Ａで最も原料粉体の
通過面積が狭く、粒子流の速度が速くなるため、内壁面
への原料粉体の衝突エネルギーも最大となり、原料粉体
の付着、融着が増大しやすい。

【００２４】本発明においては、粉体加速流路１２７の
内壁面の形状を、第１の領域の長さλと、第２の領域の
長さｍとの関係を適切に設定することで規定し、原料粉
体の付着、融着を抑制するものである。すなわち、第１
の領域の長さλと、第２の領域の長さｍとの関係は、下
記式（１）を満たすものである。 ０．６≦ｍ／（λ＋ｍ）≦１ ・・・（１）

【００２５】第１の領域の長さλと、第２の領域の長さ
ｍとが上記式（１）の関係を満たさすことにより、第１
の領域である粉体加速ノズル１２４内の気流および粒子
流の乱れの発生を低減することが出来る。この結果、粉
体加速流路内壁への原料粉体の融着が発生しにくく、常
時安定した状態で分級装置が稼動し、良質な分級品を長
期間にわたり提供することが可能となる。

【００２６】本発明においては、下記式（１−２）を満
たすことがより好ましく、下記式（１−３）を満たすこ
とが特に好ましい。 ０．６５≦ｍ／（λ＋ｍ）≦１ ・・・（１−２） ０．７≦ｍ／（λ＋ｍ）≦１ ・・・（１−３）

【００２７】第１の領域の長さλと、第２の領域の長さ
ｍとの関係は、被分級原料である原料粉体の物性、特に
平均粒子径、融着性、凝集性、および分散方法に応じ
て、上記範囲内でさらに最適なものに選択すればよい。

【００２８】具体的な第１の領域の長さλとしては、特
に限定されるものではないが、０〜２００ｍｍ程度が一
般的であり、０〜１００ｍｍ程度が好ましい。具体的な
第２の領域の長さｍとしては、特に限定されるものでは
ないが、１０〜３００ｍｍ程度が一般的であり、３０〜
１００ｍｍ程度が好ましい。

【００２９】第１の領域における上面と下面との間隙と
しては、特に限定されるものではないが、４〜２０ｍｍ
程度が一般的であり、５〜１０ｍｍ程度が好ましい。第
３の領域における上面と下面との間隙としては、特に限
定されるものではないが、１０〜４０ｍｍ程度が一般的
であり、１５〜３０ｍｍ程度が好ましい。

【００３０】第２の領域は、第１の領域との境界（始
端）から第３の領域との境界（終端）にかけて、上面と
下面との間隙が漸増する構成となり、勿論、始端におけ
る上面と下面との間隙は、第１の領域の上面と下面との
間隙と同一であり、終端における上面と下面との間隙
は、第３の領域の上面と下面との間隙と同一である。

【００３１】粉体加速流路１２７の内壁面の形状のう
ち、左面と右面との間隙は、原則として、第１〜第３の
領域間で一定であり、粉体供給ノズル１０１の幅（図面
上奥行き方向）と等しい。かかる大きさは、気流式分級
装置１００のスケールを決定付けるものであり、特に限
定されないが、通常、１０〜２００ｍｍ程度の間から選
択される。

【００３２】インジェクションノズル１２６先端の圧縮
空気吐出口１２９と、粉体加速流路１２７の第２の領域
における上面および下面と、の位置関係としては、以下
の関係式（２）または（３）を満たすことが望ましく、
関係式（２）および（３）を満たすことがより望まし
い。 （Ｌ₁とＬ₂との為す角）＝（Ｌ₁とＬ₃との為す角） ・・（２） （Ｌ₁とＬ₂との為す角）＞７．５°＜（Ｌ₁とＬ₃との為す角） ・・（３）

【００３３】上記式中、Ｌ₁は、インジェクションノズ
ル１２６の圧縮空気吐出口１２９の中心から圧縮空気の
進行方向に描いた補助線であり、これは粉体加速流路１
２７中における原料粉体の進行方向、粉体加速流路１２
７の軸方向と基本的に同一である。

【００３４】上記式中、Ｌ₂は、インジェクションノズ
ル１２６の圧縮空気吐出口１２９の中心から、粉体加速
流路１２７の上面方向に、粉体加速流路１２７の第２の
領域における上面と接触するように描き得る補助線のう
ち、当該補助線とＬ₁との為す角θ₁が最も小さい値とな
る直線を表す。Ｌ₂と粉体加速流路１２７の第２の領域
における上面との接触位置は、図２においては、第１の
領域と第２の領域との境界になっているが、第２の領域
の形状によっては第３の領域と第２の領域との境界にな
る場合もある。

【００３５】上記式中、Ｌ₃は、インジェクションノズ
ル１２６の圧縮空気吐出口１２９の中心から、粉体加速
流路１２７の下面方向に、粉体加速流路１２７の第２の
領域における下面と接触するように描き得る補助線のう
ち、当該補助線とＬ₁との為す角θ₂が最も小さい値とな
る直線を表す。Ｌ₃と粉体加速流路１２７の第２の領域
における上面との接触位置は、図２においては、第１の
領域と第２の領域との境界になっているが、第２の領域
の形状によっては第３の領域と第２の領域との境界にな
る場合もある。

【００３６】インジェクションノズル１２６先端の圧縮
空気吐出口１２９と、粉体加速流路１２７の第２の領域
における上面および下面と、の位置関係を上記関係式
（２）および／または（３）を満たすようにすること
で、原料粉体の付着、融着をより一層確実に抑制するこ
とができる。

【００３７】本発明においては、さらに下記関係式
（３’）を満たすようにすることが望ましい。 （Ｌ₁とＬ₂との為す角）＝（Ｌ₁とＬ₃との為す角）＞８．５° ・・（３’）

【００３８】以上のような構成を有する本実施形態の気
流式分級装置において、分級操作は、例えば、次のよう
にして行われる。まず、排出口１３４、１３５，１３６
に接続された不図示の各吸引手段の少なくとも１つによ
り、分級室１１７の気体を吸引し、分級室１１７内が減
圧される。分級室１１７に吐出口を向けた粉体供給ノズ
ル１０１、および、これに連通する粉体加速流路１２７
内では、減圧によって分級室１１７内に向けて気流が生
じる。この際、本発明においては、上記したように、粉
体加速流路１２７が最適な内壁面形状を有するので、粉
体加速ノズル１２４内の気流および粒子流の乱れが従来
のものに比べ格段に低減される。

【００３９】さらにこのような気流に加え、粉体加速ノ
ズル１２４の上流側に設置されているインジェクション
ノズル１２６からの圧縮空気により、原料粉体の移動が
加速され、好ましくは流速５０〜３００ｍ／秒程度の速
度で、粉体供給ノズル１０１の吐出口から分級室１１７
内に原料粉体が噴出する。

【００４０】以上のようにして分級室１１７内に導入さ
れた原料粉体の粒子は、コアンダブロック１０４のコア
ンダ効果による作用と、原料粉体と一緒に流入する空気
の如き気体の作用とによって、湾曲線１３０、１３１お
よび１３２等を描いて移動し、原料粉体を構成している
夫々の粒子の粒径および慣性力の大小に応じ、大きい粒
径の粒子（粗粒子）は湾曲線１３２を描いて移動し、気
流の外側、即ち分級エッジ１０３の外側の第１分画（導
通路１０９）へ、中間程度の大きさの粒径の粒子は湾曲
線１３１を描いて移動し、気流の真ん中、即ち分級エッ
ジ１０２と１０３との間の第２分画（導通路１０８）
へ、小さい粒径の粒子は湾曲線１３０を描いて移動し、
気流の内側、即ち分級エッジ１０２の内側の第３分画
（導通路１０７）に分級される。そして、分級された大
きい粒径の粒子群は排出口１３６より排出され、分級さ
れた中間程度の大きさの粒径の粒子群は排出口１３５よ
り排出され、分級された小さい粒径の粒子群は排出口１
３４より排出される。

【００４１】上記本実施形態の気流式分級装置による原
料粉体の分級において、分級点（分級の境となる粒子の
大きさ）は、原料粉体が分級室１１７内へ飛び出す位置
であるコアンダブロック１０４の左端部に対する、分級
エッジ１０２および１０３のエッジ先端位置によって主
に決定される。さらに、分級点は、入気管１２０および
１２１から自然吸入される気流と、粉体供給ノズル１０
１の吐出口からの気流と、からなる分級気流の流量、あ
るいは粉体供給ノズル１０１からの原料粉体の噴出速度
などの影響を受ける。

【００４２】本発明の気流式分級装置は、通常、相互の
機器をパイプの如き連通手段で連結して、一体型の分級
装置システムに組み込まれて使用されるが、このような
分級装置システムの好ましい例を、図３に模式構成図に
て示す。図３に示された分級装置システムは、３分割分
級装置１００（図１に示される分級装置）、原料粉体の
定量供給機１３７、振動フィーダー１３８、補集サイク
ロン１３９、１４０および１４１を連通手段で連結して
なるものである。

【００４３】この分級装置システムにおいて、まず、原
料粉体は、適宜の手段により定量供給機１３７に送り込
まれ、ついで振動フィーダー１３８を介し、粉体供給ノ
ズル１０１によって３分割分級装置１００内に導入され
る。導入に際しては、５０〜３００ｍ／秒程度の流速で
３分割分級装置１００内に原料粉体を導入することが望
ましい。なお、本発明において、「粉体供給手段」とい
うときは、これら定量供給機１３７および振動フィーダ
ー１３８を含む、原料粉体をインジェクションノズル１
２６の圧縮空気吐出口１２９の下流に供給し得る構成の
ものが全て包含される。

【００４４】そして、３分割分級装置１００により、粒
径の大きい粒子群（粗粒子）と、中間程度の大きさの粒
径の粒子群（中粉体）と、粒径の小さい粒径の粒子群
（微粒子）と、に分級される。その後、粗粒子は、排出
口１３６に接続されている排出導管１４４を通って、補
集サイクロン１４１に送られ回収される。また、中粉体
は、排出口１３５に接続されている排出導管１４３を通
って、補集サイクロン１４０に送られ回収される。さら
に、微粒子は、排出口１３４に接続されている排出導管
１４２を通って、補集サイクロン１３９に送られ回収さ
れる。

【００４５】本発明の気流式分級装置は、特に、電子写
真法による画像形成に用いられるトナーの製造の際、結
着樹脂を含有するトナー前駆体を分級する工程に用いる
ことが有効である。特に、低融点、低軟化点および低ガ
ラス転移点の結着樹脂を含有するトナー前駆体を分級す
る場合に有効である。このような物性の結着樹脂を用い
たトナー前駆体を、従来の分級装置に供すると、粒子が
装置内、特に粉体加速ノズル周辺に融着しやすい。この
ような融着物が発生した場合には、常時安定した状態で
分級装置が稼動しないため、長期にわたって要求される
粉体粒度の粒度分布が得られにくく、品質の良い製品が
得られない。

【００４６】本発明の気流式分級装置では、既述の通
り、粉体加速流路１２７を適切な形状で形成してあり、
被分級原料たる原料粉体であるトナー前駆体の物性（特
に、平均粒子径、融着性、凝集性および前記トナー前駆
体の分散方法など）に応じて適切な内壁面形状となって
いるため、気流や粒子流の乱れの発生が有効に防止され
る。また、このため、トナー前駆体などの原料粉体の融
着が発生しにくく、常時安定した状態での気流式分級装
置が稼動する。

【００４７】なお、本発明においては、「トナー前駆
体」とは、粉砕トナーや重合トナー等、あらゆるトナー
における分級前の粒子を意味する。

【００４８】以上、本発明を実施形態を挙げ、図面に即
して説明したが、本発明は、かかる実施形態の構成に限
定されるものではない。例えば、本実施形態の分級装置
は、図１に示す如く粉体供給ノズル１０１の吐出口が左
方向に向き、コアンダ効果により粉体が下方に向かって
分級される状態で説明したが、これら方向は任意であ
り、いわゆる重力を基準とする上下関係とは、何ら関係
無く、粉体供給ノズル１０１の吐出口が右方向や下方・
上方に向き、コアンダ効果により粉体が上方や右方向・
左方向に向かって分級される状態、あるいはこれらの中
間位置であってもよい。ただし、粉体供給手段は、一般
に重力により原料粉体を供給するものであるため、重力
を基準として上方向（垂直でなくてもよい）から、イン
ジェクションノズル１２６（圧縮空気導入ノズル、圧縮
空気導入手段）の圧縮空気吐出口１２９の下流に供給し
得る構成であるものが採用される。

【００４９】また、分級エッジの数（それに応じた導通
路、排出口等の数）は任意であり、所望とする分級段数
により、適宜設定すればよい。さらに、本実施形態にお
ける入気エッジ１０６、入気管１２０および１２１、第
１気体導入調節手段１１８、第２気体導入調節手段１１
９、静圧計１２２、静圧計１２３の構成は、任意条件で
あり、従来公知のあらゆる構成に置換えることができ
る。その他、本発明に規定する条件を満たす限り、あら
ゆる従来公知の知見に基づいて、上記実施形態に変更を
加えることができる。

【００５０】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、以下の実施例により何ら制限され
るものではない。

【００５１】なお、粉体（トナー）の粒度分布は、種々
の方法によって測定することが出来るが、以下の実施例
および比較例においては、次の測定方法により行った。
即ち、測定装置としては、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。電解液としては、商品
名ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンティフィ
ックジャパン社製）を使用した。

【００５２】具体的な測定方法としては、まず、前記電
解液水溶液１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（ア
ルキルベンゼンスルホン酸塩）を５ｍｌ加え、さらにこ
の中に測定試料を５ｍｇ程度加える。次に、試料が懸濁
されている電解液を超音波分散機で約３分間分散処理を
行い測定試料とした。得られた試料を、上記測定装置に
より、１００μｍのアパーチャーを用い、トナーの体
積、個数を測定し、体積分布と個数分布を算出した。次
に、体積分布から求める重量基準の重量平均粒径を求め
た。

【００５３】（実施例１） トナー組成 ・結着材樹脂：スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重
合体 ・・・７８重量部 ・着色剤：カーボンブラック・・・１０重量部 ・離形材：ポリプロピレンワックス・・・５重量部

【００５４】上記組成の成分をよく混合した後、混練、
粗粉砕して重量平均粒径３００μｍ前後のトナー粗粉砕
物（トナー前駆体）を得た。次に該トナー粗粉砕物をジ
ェット式気流粉砕機にて微粉砕し、重量平均粒径が６．
１μｍの原料粉体を得た。

【００５５】次に得られた原料粉体を、図１に示す気流
式分級装置１００を組み込んだ図３に示す分級装置シス
テムに導入し、分級した。具体的には、定量供給機１３
７および振動フィーダー１３８により、供給管１４５を
介してを介して、気流式分級装置１００に４５ｋｇ／ｈ
の供給速度で導入し、コアンダ効果を利用して粗粉体、
中粉体および微粉体の３種に分級した。この際、本実施
例では、図２に示される各寸法が、下記表１に示した値
である気流式分級装置を使用した。なお、第１の領域に
おける上面と下面との間隙は８ｍｍ、第３の領域におけ
る上面と下面との間隙は２２ｍｍ、左面と右面との間隙
は４０ｍｍとした。

【００５６】また、原料粉体の導入に際しては、排出口
１３４、１３５および１３６に夫々連通している補集サ
イクロン１３９、１４０および１４４の吸引減圧によっ
て系内から派生する吸引力（それぞれ順に−１５．０ｋ
Ｐａ、−７．８ｋＰａおよび−５．５ｋＰａ）と、イン
ジェクションノズル１２６からの圧縮空気（０．３ＭＰ
ａ）とを利用した。なお、静圧計１２２および１２３の
指す値は、それぞれ−０．１ｋＰａおよび−０．２ｋＰ
ａであった。

【００５７】上記のようにして、２０００ｋｇ原料粉体
を処理したが、連続して良好な分級状態を維持でき、２
０００ｋｇまで何ら問題無く分級処理することができた
（分級処理量２０００ｋｇ以上）。また、分級収率は、
８０％であった（尚、「分級収率」とは、投入された原
料粉体全量に対する最終的に得られた中粉体の比率をい
う。以下同様。）。粉体加速ノズル１２４およびその周
辺を観察したところ、内壁には融着は全く見られなかっ
た。

【００５８】補集サイクロン１４０で回収された中粉体
は、重量平均粒径が６．５μｍであり、粒径４．０μｍ
以下の粒子を１９個数％含有し、且つ粒径１０．０８μ
ｍ以上の粒子を１．０体積％含有する粒度分布を有して
いた。該中粉体は、トナー用材料として優れた性能を有
していた。

【００５９】（実施例２）図２に示される各寸法が、下
記表１の実施例２の欄に示す値であること以外は、実施
例１と同様の分級装置システムを使用し、気流式分級装
置１００への原料粉体の供給速度を、５０ｋｇ／ｈとし
たこと以外は、実施例１と同様にして、分級を行った。

【００６０】実施例１と同様に２０００ｋｇ原料粉体を
処理したが、連続して良好な分級状態を維持でき、２０
００ｋｇまで何ら問題無く分級処理することができた
（分級処理量２０００ｋｇ以上）。また、分級収率は、
８２％であった。粉体加速ノズル１２４およびその周辺
を観察したところ、内壁には融着は全く見られなかっ
た。

【００６１】補集サイクロン１４０で回収された中粉体
は、重量平均粒径が６．６μｍであり、粒径４．０μｍ
以下の粒子を１９個数％含有し、且つ粒径１０．０８μ
ｍ以上の粒子を１．５体積％含有する粒度分布を有して
いた。

【００６２】（実施例３）図２に示される各寸法が、下
記表１の実施例３の欄に示す値であること以外は、実施
例１と同様の分級装置システムを使用し、気流式分級装
置１００への原料粉体の供給速度を、７５ｋｇ／ｈとし
たこと以外は、実施例１と同様にして、分級を行った。

【００６３】実施例１と同様に２０００ｋｇ原料粉体を
処理したが、連続して良好な分級状態を維持でき、２０
００ｋｇまで何ら問題無く分級処理することができた
（分級処理量２０００ｋｇ以上）。また、分級収率は、
７９％であった。粉体加速ノズル１２４およびその周辺
を観察したところ、内壁には融着は全く見られなかっ
た。

【００６４】補集サイクロン１４０で回収された中粉体
は、重量平均粒径が６．８μｍであり、粒径４．０μｍ
以下の粒子を２０個数％含有し、且つ粒径１０．０８μ
ｍ以上の粒子を１．１体積％含有する粒度分布を有して
いた。

【００６５】（実施例４）図２に示される各寸法が、下
記表１の実施例４の欄に示す値であること以外は、実施
例１と同様の分級装置システムを使用し、気流式分級装
置１００への原料粉体の供給速度を、７５ｋｇ／ｈとし
たこと以外は、実施例１と同様にして、分級を行った。

【００６６】実施例１と同様に２０００ｋｇ原料粉体を
処理したが、連続して良好な分級状態を維持でき、２０
００ｋｇまで何ら問題無く分級処理することができた
（分級処理量２０００ｋｇ以上）。また、分級収率は、
７９％であった。粉体加速ノズル１２４およびその周辺
を観察したところ、内壁には融着は全く見られなかっ
た。

【００６７】補集サイクロン１４０で回収された中粉体
は、重量平均粒径が６．５μｍであり、粒径４．０μｍ
以下の粒子を１９個数％含有し、且つ粒径１０．０８μ
ｍ以上の粒子を１．０体積％含有する粒度分布を有して
いた。

【００６８】（実施例５）図２に示される各寸法が、下
記表１の実施例５の欄に示す値であること以外は、実施
例１と同様の分級装置システムを使用し、気流式分級装
置１００への原料粉体の供給速度を、５０ｋｇ／ｈとし
たこと以外は、実施例１と同様にして、分級を行った。

【００６９】実施例１と同様に２０００ｋｇ原料粉体を
処理したが、連続して良好な分級状態を維持でき、２０
００ｋｇまで何ら問題無く分級処理することができた
（分級処理量２０００ｋｇ以上）。また、分級収率は、
８０％であった。粉体加速ノズル１２４およびその周辺
を観察したところ、若干のトナー融着が見られたもの
の、分級品質を損なうものではなかった。

【００７０】補集サイクロン１４０で回収された中粉体
は、重量平均粒径が６．７μｍであり、粒径４．０μｍ
以下の粒子を２０個数％含有し、且つ粒径１０．０８μ
ｍ以上の粒子を１．１体積％含有する粒度分布を有して
いた。

【００７１】（比較例１）図２に示される各寸法が、下
記表１の比較例１の欄に示す値であること以外は、実施
例１と同様の分級装置システムを使用し、気流式分級装
置１００への原料粉体の供給速度を、７５ｋｇ／ｈとし
たこと以外は、実施例１と同様にして、分級を行った。

【００７２】実施例１と同様に連続して処理を行おうと
したが、約５時間（粉体原料３７５ｇ）連続して行った
ところで、粉体加速ノズル１２４内に原料のつまりが発
生し、分級を正常に行えない状態になった（分級処理量
３７５ｋｇ）。当該分級処理量における、分級収率は、
７９％であった。粉体加速ノズル１２４およびその周辺
を観察したところ、内壁にトナーの融着物が多量に付着
していることが観察された。

【００７３】なお、上記当該分級処理量における、補集
サイクロン１４０で回収された中粉体は、重量平均粒径
が６．７μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子を１９
個数％含有し、且つ粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
１．８体積％含有する粒度分布を有していた。

【００７４】（比較例２）図２に示される各寸法が、下
記表１の比較例１の欄に示す値であること以外は、実施
例１と同様の分級装置システムを使用し、気流式分級装
置１００への原料粉体の供給速度を、５５ｋｇ／ｈとし
たこと以外は、実施例１と同様にして、分級を行った。

【００７５】実施例１と同様に連続して処理を行おうと
したが、約３時間（粉体原料１６５ｇ）連続して行った
ところで、粉体加速ノズル１２４内に原料粉体のつまり
が発生し、分級を正常に行えない状態になった（分級処
理量３７５ｋｇ）。当該分級処理量における、分級収率
は、７７％であった。粉体加速ノズル１２４およびその
周辺を観察したところ、内壁にトナーの融着物が多量に
付着していることが観察された。

【００７６】なお、上記当該分級処理量における、補集
サイクロン１４０で回収された中粉体は、重量平均粒径
が６．５μｍであり、粒径４．０μｍ以下の粒子を１９
個数％含有し、且つ粒径１０．０８μｍ以上の粒子を
１．８体積％含有する粒度分布を有していた。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の気流式分
級装置によれば、粉体加速流路１２７を適切な形状で形
成してあり、原料粉体（例えば、トナー前駆体）の物性
（特に、平均粒子径、融着性、凝集性および前記トナー
前駆体の分散方法など）に応じて適切な内壁面形状とな
っているため、粉体加速ノズル内壁面と原料粉体との間
の摩擦力、衝突力を低減でき、該内壁面への原料粉体の
融着が抑制され、常に安定して良好な分級操作が維持さ
れる。また、上記本発明の気流式分級装置を用いた、本
発明のトナー製造方法によれば、長期間にわたって安定
な分級が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である気流式分級装置の
概略断面図である。

【図２】 図１の気流式分級装置における第２の領域
Ｂ、第１の領域Ａおよびその周辺部の拡大断面図であ
る。

【図３】 図１の気流式分級装置を組み込んだ分級装置
システムの一例を示す模式構成図である。

【図４】 従来の気流式分級装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１００、２００：気流式分級装置（３分割分級装置） １０１、２０１：粉体供給ノズル １０２、１０３ 、２０２、２０３：分級エッジ １０４、２０４：コアンダブロック １０５、２０５：上部ブロック １０６、２０６：入気エッジ １０７、１０８ 、１０９、２０７、２０８、２０９：
導通路 １１２、２１２：Ｇブロック １１３、１１４、２１３、２１４：分級エッジブロック １１５、１１６、２１５、２１６：軸 １１７、２１７：分級室 １１８、１１９、２１８、２１９：気体導入調節手段 １２０、１２１、２２０、２２１：入気管 １２２、１２３、２２２、２２３：静圧計 １２４、２２４：粉体加速ノズル １２５、２２５：粉体供給手段 １２６、２２６：インジェクションノズル（圧縮空気導
入ノズル、圧縮空気導入手段） １２７、２２７：粉体加速流路 １２９、２２９：圧縮空気吐出口 １３０、１３１、１３２、２３０、２３１、２３２：湾
曲線 １３３、２３３：軸 １３４、１３５ 、１３６、２３４、２３５、２３６：
排出口 １３７：定量供給機 １３８：振動フィーダー １３９、１４０ 、１４１：補集サイクロン １４２、１４３ 、１４４：排出導管 １４５、２４５：供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一色 勇治 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 田邊 剛 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 守屋 博之 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H005 AB04 4D021 FA24 GA02 GA03 GA12 GA13 GA14 GA16 GA29 HA01 HA10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともＧブロック、コアンダブロッ
   ク、側壁ブロックおよび複数の分級エッジにより形成さ
   れる分級室と、該分級室に吐出口を向けて配された粉体
   供給ノズルと、前記Ｇブロック−前記分級エッジ間、前
   記分級エッジ相互間、および前記分級エッジ−コアンダ
   ブロック間に形成される各導通路から分級室の気体を吸
   引する各吸引手段と、から構成され、前記粉体供給ノズ
   ルから供給される原料粉体を、コアンダ効果により、少
   なくとも粗粉体群、中粉体群および微粉体群に分級し得
   る気流式分級装置であって、 前記粉体供給ノズルの前記吐出口と反対側に粉体加速流
   路が連通し、さらに該粉体加速流路に前記粉体供給ノズ
   ルの反対側から圧縮空気を導入し得る圧縮空気導入手段
   と、該圧縮空気導入手段により導入される圧縮空気と共
   に前記粉体加速流路に原料粉体を供給し得る粉体供給手
   段と、が配され、 前記粉体供給ノズルの開口部および前記粉体加速流路の
   開口部が矩形であり、 該粉体加速流路における前記原料粉体の進行方向に対し
   て前記コアンダブロック側を下面と見たてたとき、前記
   粉体加速流路が、前記原料粉体の進行方向に順に、下面
   と上面とが平行である第１の領域と、下面と上面との間
   隙が漸増する第２の領域と、下面と上面とが平行である
   第３の領域と、に分割され、 第１の領域の長さλと、第２の領域の長さｍとの関係
   が、下記式（１）を満たすことを特徴とする気流式分級
   装置。 ０．６≦ｍ／（λ＋ｍ）≦１ ・・・（１）
2. 【請求項２】 結着樹脂を含有するトナー前駆体を分級
   する分級工程を有するトナー製造方法において、該分級
   工程において請求項１に記載の気流式分級装置を用いて
   分級することを特徴とするトナー製造方法。