JP2001259451A - 微粉砕装置及び粉体製品製造システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉砕ロータに多大な負荷が加わるのを防止
し、安定して駆動できるようにした微粉砕装置を提供す
る。 【解決手段】 粉砕室２と、この粉砕室の内部に回転自
在に設けられた粉砕ロータ１１と、この粉砕ロータの外
周部との間に間隙を存して固定配置され粉砕ロータとに
より原料を粉砕するライナ１６と、粉砕ロータの上方に
配置され粉砕ロータ及びライナにより粉砕されて上方に
もたらされた原料のうち所定粒度以下のものを粉砕室の
外部に排出する分級ロータ２１と、分級ロータによって
排出されない原料を間隙の下方にもたらすための循環通
路２９とを備えた微粉砕装置において、分級ロータによ
って排出されない原料が粉砕室の内面に沿って旋回する
のを阻止するベーン２６を粉砕ロータの上方に設けたこ
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、電子写真用のトナ
ーや粉体塗料等を製造するために用いられる微粉砕装置
及びこれを用いた粉体製品製造システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般的なトナーの製造システムでは、ま
ず、複数の原料をそれぞれ所定量ずつ計量してミキサー
によって混合し、得られた混合物を二軸押し出し式混練
機等で溶融させながら混練し、冷却装置で冷却固化させ
る。次いで、この固形物をハンマミル等で１ｍｍ前後の
大きさに粗粉砕し、さらに微粉砕装置で５０μｍ以下に
微粉砕する。そして、この粉砕物をセパレータで粒度分
級して所定粒度未満の微粉を除去した後、外添剤を添加
し、ふるいにかけて製品を得る。

【０００３】図８は微粉砕工程に用いる従来の微粉砕装
置の一例を示す断面図、図９は図８のＡ−Ａ線断面図で
ある。これらの図において、１０１はケーシングで、円
筒状の本体１０１ａと、その上面に取り付けられた蓋体
１０１ｂとから成っている。本体１０１ａと蓋体１０１
ｂとにより粉砕室１２０が形成されている。本体１０１
ａの側面下方部にはエアー入口１０２が設けられ、蓋体
１０１ｂには原料投入口１０３と出口１０４が設けられ
ている。また、本体１０１ａの下面中央部には回転軸取
り付け用の穴１０５が形成されていて、この穴１０５に
は軸受け１０６を介して第１の回転軸１０７とその内側
に位置する第２の回転軸１０８とが同軸状に取り付けら
れている。

【０００４】第１の回転軸１０７と第２の回転軸１０８
の下端には、それぞれプーリ１０９、１１０が装着され
ており、これらはベルト（不図示）を介してモータ（不
図示）に連結されている。また、第１の回転軸１０７の
上部には粉砕ロータ１１１が取り付けられ、第２の回転
軸１０８の上端には分級ロータ１１２が取り付けられて
いる。粉砕ロータ１１１は、円盤１１３と、その上面周
縁部に沿って取り付けられた多数のリブ状のプレート１
１４とから成っている。このプレート１１４上にはリン
グ状のハンマー１１５が一体的に形成されており、その
外周部には全周にわたって多数の凹凸状の粉砕刃１１６
が形成されている。このハンマー１１５の外周面に対向
するようにケーシング１０１の内周面にはライナ１１７
が固定されており、このライナ１１７の内周面には全周
にわたって多数の凹凸状の粉砕刃１１８が形成されてい
る。

【０００５】原料投入口１０３から投入された原料は回
転するハンマー１１５とライナ１１７の間で粉砕され、
エアー入口１０２から流入したエアーとともに上昇し、
分級ロータ１１２によって、出口１０４を介して外部に
排出されるものと、ハンマー１１５の内側を通って円盤
１１３上に落ちるものとに粒度分級される。後者のもの
はプレート１１４間に形成された循環通路１１９を通っ
てハンマー１１５とライナ１１７の間に流入し、再粉砕
される。出口１０４から排出されたものは別の分級機
（不図示）により粒度分級され、所定粒度以上のものが
製品となり、所定粒度未満のものは集塵機に捕集され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
微粉砕装置においては、出口１０４から排出されない原
料の一部が粉砕室１２０の内周面に沿って旋回し、旋回
流を形成する。その旋回流の量は時間の経過に従って増
加してゆき、何らかの要因（例えば、出口１０４を介し
て外部から供給される空気圧）により一気に粉砕ロータ
１１１上に落下する。これによって、粉砕ロータ１１１
に多大な負荷がかかり、脈動が生じるという問題点があ
った。

【０００７】また、上述したようなハンマーとライナの
間で原料を粉砕するようにした微粉砕装置は、気流式粉
砕装置のようにコンプレッサーを使用しないため、消費
動力が少ないという利点があるが、気流式粉砕装置に比
べてトナーの球形度が高くなる傾向がある。現行の電子
写真式画像形成装置（複写機やレーザープリンタ等）
は、気流式粉砕装置を用いて製造されたトナーの形状に
合わせて設計されているものが多く、上述した微粉砕装
置を用いて製造されたトナーが適合しにくいという問題
点が有った。

【０００８】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、粉砕ロータに多大な負荷が
加わるのを防止し、安定して駆動できるようにした微粉
砕装置及びこれを用いた粉体製品製造システムを提供す
ることにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、消費動力が少
なく、かつ現行の電子写真式画像形成装置に適合した粉
体製品を製造できるようにした粉体製品製造システムを
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項１の発明は、粉砕室と、この粉砕室の内
部に回転自在に設けられた粉砕ロータと、この粉砕ロー
タの外周部との間に間隙を存して固定配置され前記粉砕
ロータとにより原料を粉砕するライナと、前記粉砕ロー
タの上方に配置され前記粉砕ロータ及びライナにより粉
砕されて上方にもたらされた原料のうち所定粒度以下の
ものを前記粉砕室の外部に排出する分級ロータと、前記
分級ロータによって排出されない原料を前記間隙の下方
にもたらすための循環通路とを備えた微粉砕装置におい
て、前記分級ロータによって排出されない原料が前記粉
砕室の内面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段
を前記粉砕ロータの上方に設けたことを特徴とするもの
である。

【００１１】また、請求項２の発明は、請求項１の微粉
砕装置において、前記旋回阻止手段が、前記粉砕室の内
面から内方に向けて突出し、原料を衝突させて旋回を阻
止するように形成された部材であることを特徴としてい
る。

【００１２】また、請求項３の発明は、請求項２の微粉
砕装置において、前記部材が前記粉砕室に着脱自在であ
ることを特徴としている。

【００１３】また、請求項４の発明は、請求項２の微粉
砕装置において、前記部材が前記粉砕室の複数箇所に着
脱自在であることを特徴としている。

【００１４】また、請求項５の発明は、請求項１〜４の
微粉砕装置において、前記粉砕ロータの外周部に、鉛直
方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設し
て成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記ライナに
おける前記粉砕ロータとの対向面に、鉛直方向に延びる
多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状
の粉砕刃が形成されていることを特徴としている。

【００１５】また、請求項６の発明は、請求項１〜４の
微粉砕装置において、前記粉砕ロータの外周部に、多数
の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉
砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロー
タの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロー
タの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴
としている。

【００１６】また、請求項７の発明は、請求項１〜４の
微粉砕装置において、前記ライナにおける前記粉砕ロー
タとの対向面に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻
設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数
の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導
くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾
斜していることを特徴としている。

【００１７】また、請求項８の発明は、請求項１〜７の
微粉砕装置において、前記粉砕室を冷却する冷却手段を
設けたことを特徴としている。

【００１８】また、請求項９の発明は、請求項８の微粉
砕装置において、前記冷却手段が、前記粉砕室を囲むよ
うに配置され、内部に冷却媒体を循環させるように形成
されたものであることを特徴としている。

【００１９】また、請求項１０の発明は、請求項８又は
９の微粉砕装置において、前記冷却手段は、冷却温度を
調節できるように構成されたことを特徴としている。

【００２０】また、請求項１１の発明は、所定の粒度範
囲内に分布し、加熱により溶融する粉体製品の製造シス
テムであって、原料を溶融させながら混練する混練手段
と、該混練手段で得られた混練物を冷却固化させる冷却
手段と、該冷却手段で得られた固形物を粗粉砕する第１
の粉砕手段と、該第１の粉砕手段で得られた粉砕物を微
粉砕する第２の粉砕手段と、該第２の粉砕手段で得られ
た粉砕物を粒度分級して所定粒度未満の微粉を除去する
分級手段と、を含むものにおいて、前記第２の粉砕手段
が請求項１〜１０のいずれかに記載の微粉砕装置から成
ることを特徴としている。

【００２１】また、請求項１２の発明は、請求項１１の
粉体製品製造システムにおいて、前記第２の粉砕手段
が、前記微粉砕装置で得られた粉砕物を粉砕する気流式
粉砕装置を含んでおり、原料を前記微粉砕装置で製品粒
度近くまで粉砕した後、前記気流式粉砕装置で製品粒度
に粉砕するようにしたことを特徴としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施
形態である微粉砕装置の断面図、図２は図１の微粉砕装
置のライナの一部の斜視図である。本実施形態の微粉砕
装置は、トナーの製造システムに組み込んで使用される
ものである。

【００２３】図１において、１はケーシングで、二段円
筒状に形成され、大径部１ａと、その上面に同軸状に取
り付けられた小径部１ｂとから成っている。大径部１ａ
の内部は粉砕室２、小径部１ｂの内部は分級室３となっ
ている。大径部１ａの側面下方部には筒状のエアー入口
４が設けられ、側面上方部には原料投入口５が設けられ
ている。また、小径部１ｂの側面上方部には側方に突出
した筒状の出口６が設けられている。また、大径部１ａ
の下面中央部には穴７が形成されていて、この穴７には
軸受け８を介して回転軸９が取り付けられている。

【００２４】回転軸９の下端にはプーリ１０が装着され
ており、このプーリ１０はベルト（不図示）を介してモ
ータ（不図示）に連結されている。また、回転軸９の上
部には粉砕ロータ１１が装着されている。粉砕ロータ１
１は、円盤１２と、その上面周縁部に沿って取り付けら
れた多数のリブ状のプレート１３とから成っている。こ
のプレート１３上にはリング状のハンマー１４が一体的
に形成されており、その外周部には全周にわたって凹凸
状の粉砕刃１４ａが形成されている。この粉砕刃１４ａ
は、所定のピッチをおいて刻設された鉛直方向に延びる
多数の直線状の溝により形成されている。

【００２５】ハンマー１４の外周面に対向するように粉
砕室３の内周面にはライナ１６が固定されており、この
ライナ１６の内周面には全周にわたって凹凸状の粉砕刃
１６ａが形成されている。図２に示す如く、この粉砕刃
１６ａは所定のピッチをおいて刻設された多数の直線状
の溝により形成されており、これらの溝は粉砕ロータ１
１の回転方向（矢印方向）に対して所定角度傾斜してい
る。これにより、粉砕ロータ１１の回転に伴って原料が
粉砕刃１６ａの溝に沿って上方へ導かれるため、原料が
ライナ１６とハンマー１４の間に滞留する時間を短くす
ることができ、原料が溶融するのを防ぐことができる。
なお、粉砕刃１６ａを構成する溝を鉛直方向に延びるよ
うに形成し、粉砕刃１４ａを構成する溝を上記のように
傾斜させるようにしてもよい。また、粉砕刃１４ａ、１
６ａの溝をそれぞれ傾斜させるようにしてもよく、それ
ぞれ鉛直方向に延びるように形成してもよい。

【００２６】小径部１ｂの上面中央部には穴１７が形成
されていて、この穴１７には軸受け１８を介して回転軸
１９が取り付けられている。回転軸１９の上端にはプー
リ２０が装着されており、このプーリ２０はベルト（不
図示）を介してモータ（不図示）に連結されている。ま
た、回転軸１９の下端には分級ロータ２１が装着されて
いる。分級ロータ２１は、中央部に上方に向けて延びる
軸部２２が形成された円盤状の底壁２３と、底壁２３に
対して上方に間隔をおいて配置されたリング状の頂壁２
４と、軸部２２の周囲に一定の角度間隔をおいて配置さ
れ、底壁２３と頂壁２４の周縁部間を連結する複数個の
羽根２５とから成っている。

【００２７】粉砕室２の内部の上方にはベーン２６が設
けられている。このベーン２６は平板状のもので、粉砕
室２の内周面と上面の間に跨った状態で、垂直かつ粉砕
室２の内方に向けて突出するように取り付けられてい
る。このベーン２６は１個であっても複数個であっても
よいが、複数個の場合には、粉砕室２の内周方向に一定
の角度間隔をおいて設けるようにするのが好ましい。

【００２８】粉砕室２の周囲には、粉砕室２を冷却する
ためのジャケット２７、２８を設けてある。このジャケ
ット２７内へは、別に設けたタンク（不図示）から冷媒
が循環供給される。すなわち、上部に設けた入口２７
ａ、２８ａから流入した冷媒は粉砕室２内部の空気と熱
交換し、下部に設けた出口２７ｂ、２８ｂから流出す
る。このジャケット２７、２８と、上述した粉砕刃１６
ａの形状とにより、原料が溶融するのを防止している。

【００２９】原料投入口５から冷風とともに投入された
原料は回転するハンマー１４とライナ１６の間で粉砕さ
れ、エアー入口４から流入したエアーとともに上昇し、
分級ロータ２１によって、出口６を介して外部に排出さ
れるものと、ハンマー１４の内側を通って円盤１２上に
落ちるものとに粒度分級される。後者のものはプレート
１３間に形成された循環通路２９を通ってハンマー１４
とライナ１６の間に流入し、再粉砕される。出口６から
排出されたものは別の分級機により粒度分級され、所定
粒度以上のものが製品となり、所定粒度未満のものは集
塵機に捕集される。

【００３０】なお、出口６から排出されない原料の一部
は、分級ロータ２１で遠心力が与えられ、粉砕室２の内
周面に沿って周方向に流れようとするが、ベーン２６に
衝突して落下するため、粉砕室２の内周面に沿って原料
の旋回流が形成されることがない。したがって、粉砕ロ
ータ１１上に大量の原料が一気に落下することがなく、
粉砕ロータ１１の脈動を防止することができるため、粉
砕ロータ１１の安定した駆動が可能となる。

【００３１】分級ロータ２１によって排出される粉砕物
の平均粒径はベーン２６の有無によって異なり、ベーン
２６が有る場合の方が分級ロータ２１によって排出され
る粉砕物の平均粒径が大きくなる。これは、ベーン２６
が有ると粉砕ロータ１１を安定して駆動することができ
るため、原料に加えられる粉砕処理の回数を少なくする
ことができ、微粉が生じにくいからであると考えられ
る。

【００３２】また、粉砕刃１４ａ、１６ａを形成する溝
のピッチが小さくなるほど微粉砕装置の単位投入エネル
ギー当たりの処理能力が向上する。なお、ピッチが小さ
くなるほど粉砕刃１４ａ、１６ａが摩耗しやすくなるた
め、ピッチは０．５〜１０ｍｍ程度であるのが好まし
い。

【００３３】また、粉砕ロータ１１とライナ１６の間の
間隙が小さくなるほど微粉砕装置の単位投入エネルギー
当たりの処理能力が向上する。なお、間隙が小さくなる
ほど粉砕刃１４ａ、１６ａが摩耗しやすくなるため、間
隙は０．１〜２．０ｍｍ程度であるのが好ましい。

【００３４】また、粉砕ロータ１１の周速が大きくなる
ほど微粉砕装置の単位投入エネルギー当たりの処理能力
が向上する。なお、粉砕ロータ１１の周速が大きくなる
ほど粉砕刃１４ａ、１６ａの摩耗が生じ易くなり、粉砕
物中の鉄の含有量が増加するため、粉砕ロータ１１の周
速は１５０ｍ／ｓｅｃ以上で２００ｍ／ｓｅｃを超えな
いのが好ましい。

【００３５】また、原料とともに粉砕室２内に投入され
る冷風の温度が低くなるほど微粉砕装置の処理能力が向
上する。これは、冷風の温度が低くなるほど原料が脆く
なり、割れ易くなるからである。また、冷風の温度が低
くなるほど微粉の発生量が低くなる。これは、原料が割
れ易くなるため、原料に加えられる粉砕処理の回数が減
り、微粉が生じにくくなるからであると考えられる。

【００３６】本発明の微粉砕装置を用いたシステムと、
図３に示すような従来の気流式微粉砕装置を用いたシス
テムとの処理能力を比較した場合、本発明の微粉砕装置
を用いたシステムの方が処理能力が２倍以上高く、粉砕
品の平均粒径が大きくなるほどその差が大きくなること
が判っている。

【００３７】図３に示す気流式粉砕装置は、原料供給管
２０１を介して粉砕室２０２内に供給された原料が、機
体の側面に取り付けられた複数個のノズル２０３から機
内の一点に向けて噴出されているジェット気流によって
加速され、粒子相互の衝突によって粉砕され、粉砕され
た原料は上昇気流に乗り、分級ロータ２０４によって所
定粒度以下の粉体が排出管２０５を介して排出されるよ
うに構成されている。なお、所定粒度を超える粉体は降
下して再粉砕される。このような気流式粉砕装置として
は、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のカウンター
ジェットミル（商品名）を挙げることができる。

【００３８】また、この気流式粉砕装置と本発明の微粉
砕装置ついて、微粉の発生量（原料に対する重量％）、
製品収率（原料に対する製品の重量％）を比較したとこ
ろ、本発明の微粉砕装置の方が微粉の発生量が少なく、
製品収率が良好であった。

【００３９】なお、本発明の微粉砕装置と組み合わせる
分級機は特に限定されないが、例えば、図４、５に示す
ような分級機を用いることができる。図４に示すもので
は、分級空気供給管６１９を介して分級空気室６１６内
に供給された空気が案内羽根環６０５に形成された間隙
を介して分級空間６１２内に噴出し、分級羽根環６０８
に形成された間隙を介して、回転している分級ロータ６
０２内部に流れ込む。一方、投入口６１５を介して投入
された粉体は分級ロータ６０２の分配円板６０６によっ
て全周方向に分散し、分級空間６１２内に流れ込む。分
級空間６１２内に流れ込んだ粉体が分級空間６１２内を
落下する間に、所定粒度未満の粉体は分級空気流に乗っ
て分級ロータ６０２内部に流れ込み、分級空気流ととも
に軸方向下方に変向され、カバー円板６０７に形成され
た貫通孔６１０を介して分級ロータ支持部材６０４に流
れ込み、間隔ウエブ６２５に形成された間隙を介して排
出室６１７内部に流れ込む。そして、この粉体は、排出
管６２０を介して外部に排出される。一方、所定粒度以
上の粉体は分級空間６１２内で分級空気流に乗らず、重
力によって分級空間６１２内を降下し、排出室６１８に
よって受け止められる。そして、この粉体は排出管６２
１を介して外部に排出される。

【００４０】なお、６０１はケーシング、６０３は分級
ロータ支持部材６０４を介して分級ロータ６０２を回転
させる駆動軸、６２７は分級空間６１２内部における被
分級物の滞留時間と凝集を制御するための螺旋状の渦巻
部材、６２８は分級ロータ６０２とともに回転し排出室
６１８内部の粉体を流動化させるための部材、６２９は
ケーシング６０１と分級ロータ６０２の間の間隙に洗浄
用空気を導入するための空気通路、６３０は排出室６１
８内部の粉体が分級空間６１２内に逆流するのを防止す
るための押さえリングである。このような分級機として
は、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のＴＳＰセパ
レータ（商品名）を挙げることができる。

【００４１】また、図５に示すものでは、粉体及び一次
空気が原料供給管５０１を介して機内に供給され、粉体
は流動室５０２内で撹拌分散されて凝集がほぐされ、単
一粒子化される。そして、粉体は上昇気流に乗って分級
室５０３内に流入し、分級ロータ５０４によって所定粒
度未満の粉体のみが分級選別され、これが排出管５０５
を介して機外に排出される。一方、所定粒度以上の粉体
は壁面に沿って降下して機内下部に貯留され、ロータリ
ーバルブ５０６を介して機外に排出される。なお、５０
７は二次空気供給管、５０８は分級ロータ５０４を回転
させるモータである。このような分級機としては、例え
ば、ホソカワミクロン株式会社製のターボプレックス
（商品名）を挙げることができる。

【００４２】なお、これらの分級機以外では、例えば、
日本ニューマチック工業株式会社製のディスパージョン
セパレータ（商品名）、日鉄鉱業株式会社製のエルボー
ジェット（商品名）、日清エンジニアリング株式会社製
のターボクラッシファイア（商品名）等を用いることも
できる。また、その他の分級機を用いてもよい。

【００４３】ところで、従来技術の項でも述べたよう
に、回転するハンマーとライナの間で原料を粉砕するよ
うにした微粉砕装置で得られる粉体の球形度は気流式粉
砕装置で得られる粉体の球形度よりも大きく、その差が
大きいと現行の電子写真式画像形成装置に適合しない場
合が有る。粉体の球形度を小さくする方法としては、原
料が微粉砕装置内に滞留する時間を短くすることが挙げ
られる。すなわち、トナーの原料は熱可性樹脂であるた
め、滞留時間が長くなると溶融して角が丸くなり、球形
度が大きくなるからである。

【００４４】粉体の滞留時間を短くするには、粉砕効率
を向上し、一回の粉砕処理で外部に排出される粉体の量
を多くすればよい。本発明のようにベーン２６を設ける
ことによって粉砕ロータ１１を安定して駆動することが
できるようになるため、粉砕効率が向上し、粉体の滞留
時間を短くすることができる。なお、ベーン２６を粉砕
室２に着脱自在にしておき、ベーン２６を取り外すか、
形状や大きさが異なる他のベーンと交換することによ
り、粉体の球形度をコントロールすることができる。な
お、粉砕室２の複数箇所にベーンを着脱自在にしておく
ことにより、粉体の球形度をさらに細かくコントロール
することができる。

【００４５】また、原料の温度を低くすると原料が脆く
なるため、粉砕時の破断面が粗くなり、球形度が小さく
なる。本実施形態のように冷却ジャケット２７、２８を
設けることによって粉砕室２内部が冷却されるため、原
料の温度を低くすることができる。なお、冷却ジャケッ
ト２７、２８に供給される冷媒の量や温度を調節できる
ようにすることで、粉砕室２内の温度を調節することが
できるため、粉体の球形度をコントロールすることがで
きる。上述した気流式粉砕装置で得られる粉体の球形度
の平均が０．９３であるのに対し、本実施形態の微粉砕
装置で得られる粉体の球形度の平均は０．９５となって
いる。

【００４６】本発明の微粉砕装置で粉体の球形度をさら
に小さくする方法としては、ハンマー１４とライナ１６
の間の間隙の大きさを小さくする、粉砕刃１４ａや粉砕
刃１６ａを形成する溝のピッチを小さくする、粉砕ロー
タ１１の高さを高くする（粉砕空間の高さを大きくす
る）、等が挙げられる。

【００４７】また、より確実に粉体の球形度を小さくす
る方法としては、本発明の微粉砕装置と気流式粉砕装置
を組み合わせて用いることが考えられる。すなわち、本
発明の微粉砕装置で原料を製品粒度の近くにまで粉砕
し、この粉砕物を気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕す
る。この場合、本発明の微粉砕装置で得られる粉体の粒
度をできるだけ製品粒度に近づけた方が気流式粉砕装置
の負担を少なくすることができ、消費動力をより少なく
することができるが、本発明の微粉砕装置で原料を細か
く粉砕しすぎると所望の球形度が得られにくくなる。実
験の結果、本発明の微粉砕装置で製品粒度の１．５倍程
度にまで粉砕しておくと、好ましい結果が得られること
が判っている。

【００４８】また、本発明のような、ハンマとライナの
間で原料を粉砕する粉砕手段と分級ロータとを組み合わ
せた微粉砕装置で原料の処理能力を大幅に向上するため
には、装置を大きくすることが必要となるが、この場
合、単に分級ロータを大きくしてその周速を同じにする
と、粒子に作用する遠心力は小さくなるため分級精度が
低下し、排出される粉体中に含まれる微粉の割合が増加
するという問題点が有る。そこで、分級ロータを複数個
設けるようにすれば、分級精度を低下させることなく、
大量の原料を処理することが可能となる。

【００４９】図６はそのような微粉砕装置の一例を示す
断面図、図７は図６の要部拡大図である。なお、図１の
微粉砕装置と対応する部分には同一の符号を付してあ
り、重複する説明は省略してある。図６に示すように、
この装置では、粉砕ロータ１１の上方に垂直方向に延び
る粉体排出管３０が設けられており、その下端部の外周
面には、四つの管状の吸入口３１が周方向に９０゜の角
度間隔をおいて設けられている。各吸入口３１はそれぞ
れ水平方向に突出している。

【００５０】各吸入口３１の先端面に対向するように、
横向きに配置された分級ロータ２１が設けられており、
各分級ロータ２１のリング状の頂壁２４の外面が吸入孔
３１の先端部３１ａ（図７参照）に対向している。ま
た、粉体排出管３０の外周面上にはエアシール形成管３
２が同軸状に設けられている。このエアシール形成管３
２の上端部には複数個の空気入口３２ａが設けられてお
り、各空気入口３２ａはそれぞれ圧縮空気供給管３３を
介してコンプレッサ（不図示）に連通接続されている。

【００５１】また、エアシール形成管３２の下端部に
は、四つの管状の空気出口３２ｂが周方向に９０゜の角
度間隔をおいて設けられている。各空気出口３２ｂはそ
れぞれ水平方向に突出し、吸入孔３１の外側において吸
入孔３１と同軸状に位置している。各空気出口３２ｂの
先端部３２ｃ（図７参照）は頂壁２４の外面に対向して
おり、先端部３２ｃと頂壁２４の間に形成される空隙Ｇ
の幅は、吸入孔３１の先端部３１ａと頂壁２４の間に形
成される空隙Ｇ’の幅よりも大きくなっている。なお、
３４はモータで、その回転軸にはプーリ３５が取り付け
られ、このプーリ３５は、分級ロータ２１の回転軸１９
の後端部に取り付けられたプーリ２０にベルト３６を介
して連結されている。

【００５２】この微粉砕装置では、ハンマ１４とライナ
１６の間で粉砕されて粉砕室２の上方にもたらされた原
料が四つの分級ロータ２１によって粒度分級され、所定
粒度以下のものが各吸入口３１を介して粉体排出管３０
内に流入し、粉体排出管３０の上端の開口部３０ａを介
して外部に排出される。なお、エアシール形成管３２の
内部には各圧縮空気供給管３３を介して圧縮空気が供給
されており、この圧縮空気は空隙Ｇを介してエアシール
形成管３２の外部に流出するため、空隙Ｇからエアシー
ル形成管３２の内部に原料等が流入することがない。こ
れによって、分級ロータ２１を通らない原料が吸入孔３
１に流入するのを防いでいる。

【００５３】このように、分級ロータを複数個設けるこ
とによって、装置を大きくしても分級精度が低下するこ
とがないので、排出される粉体中に含まれる微粉の割合
が増加することがない。なお、この装置では、粉砕室内
にベーンが設けられていないが、本願発明のように粉砕
室内にベーンが設けられた微粉砕装置についても、同様
に構成すると同様の効果を得ることができる。

【００５４】なお、本発明はトナー以外の粉体製品（例
えば粉体塗料等）にも適用することができる。また、そ
の他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述した実
施形態に種々の変形を施すことができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の微粉砕装置
は、分級ロータによって排出されない原料が粉砕室の内
面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を粉砕ロ
ータの上方に設けたことにより、粉砕ロータ上に大量の
原料が落下して粉砕ロータに多大な負荷が加わるのを防
止することができるので、粉砕ロータを安定して駆動す
ることができる。

【００５６】また、請求項３の微粉砕装置によれば、原
料の旋回を阻止する部材を粉砕室から取り外したり、他
の部材に交換することにより、粉砕物の品質をコントロ
ールすることができる。

【００５７】また、請求項４の微粉砕装置によれば、原
料の旋回を阻止する部材を粉砕室の複数箇所に着脱自在
としたことにより、粉砕物の品質をさらに細かくコント
ロールすることができる。

【００５８】また、請求項６、７の微粉砕装置によれ
ば、粉砕ロータとライナの間に原料が滞留する時間を短
くすることができるため、原料が溶融しにくくなり、所
望の品質の製品が得られ易くなる。

【００５９】また、請求項８の微粉砕装置によれば、粉
砕室を冷却する冷却手段を設けたことにより、原料が溶
融しにくくなるとともに粉砕し易くなり、所望の品質の
製品が得られ易くなる。

【００６０】また、請求項１０の微粉砕装置によれば、
冷却手段が冷却温度を調節することができるように構成
されたことにより、粉砕物の品質をコントロールするこ
とができる。

【００６１】また、請求項１２の粉体製品製造システム
によれば、球形度の小さい粉体製品を効率良く製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である微粉砕装置の断面
図。

【図２】 図１の微粉砕装置のライナの一部の斜視図。

【図３】 気流式粉砕装置の一例を示す断面図。

【図４】 本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機の
一例を示す断面図。

【図５】 本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機の
一例を示す断面図。

【図６】 分級ロータを複数個備えた微粉砕装置の一例
を示す断面図。

【図７】 図６の要部拡大図。

【図８】 従来の微粉砕装置の一例を示す断面図。

【図９】 図８のＡ−Ａ線断面図。

【符号の説明】

２ 粉砕室 １１ 粉砕ロータ １６ ライナ ２１ 分級ロータ ２６ ベーン（旋回阻止手段） ２９ 循環通路

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉砕室と、この粉砕室の内部に回転自在
   に設けられた粉砕ロータと、この粉砕ロータの外周部と
   の間に間隙を存して固定配置され前記粉砕ロータとによ
   り原料を粉砕するライナと、前記粉砕ロータの上方に配
   置され前記粉砕ロータ及びライナにより粉砕されて上方
   にもたらされた原料のうち所定粒度以下のものを前記粉
   砕室の外部に排出する分級ロータと、前記分級ロータに
   よって排出されない原料を前記間隙の下方にもたらすた
   めの循環通路とを備えた微粉砕装置において、前記分級
   ロータによって排出されない原料が前記粉砕室の内面に
   沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を前記粉砕ロ
   ータの上方に設けたことを特徴とする微粉砕装置。
2. 【請求項２】 前記旋回阻止手段は、前記粉砕室の内面
   から内方に向けて突出し、原料を衝突させて旋回を阻止
   するように形成された部材であることを特徴とする請求
   項１に記載の微粉砕装置。
3. 【請求項３】 前記部材が前記粉砕室に着脱自在である
   ことを特徴とする請求項２に記載の微粉砕装置。
4. 【請求項４】 前記部材が前記粉砕室の複数箇所に着脱
   自在であることを特徴とする請求項２に記載の微粉砕装
   置。
5. 【請求項５】 前記粉砕ロータの外周部に、鉛直方向に
   延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る
   凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記ライナにおける
   前記粉砕ロータとの対向面に、鉛直方向に延びる多数の
   直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕
   刃が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか一項に記載の微粉砕装置。
6. 【請求項６】 前記粉砕ロータの外周部に、多数の直線
   状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が
   形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回
   転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回
   転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の微粉砕装置。
7. 【請求項７】 前記ライナにおける前記粉砕ロータとの
   対向面に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して
   成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝
   は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くよ
   うに前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜し
   ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に
   記載の微粉砕装置。
8. 【請求項８】 前記粉砕室を冷却する冷却手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微粉
   砕装置。
9. 【請求項９】 前記冷却手段は、前記粉砕室を囲むよう
   に配置され、内部に冷却媒体を循環させるように形成さ
   れたものであることを特徴とする請求項８に記載の微粉
   砕装置。
10. 【請求項１０】 前記冷却手段は、冷却温度を調節でき
    るように構成されたことを特徴とする請求項８又は９に
    記載の微粉砕装置。
11. 【請求項１１】 所定の粒度範囲内に分布し、加熱によ
    り溶融する粉体製品の製造システムであって、原料を溶
    融させながら混練する混練手段と、該混練手段で得られ
    た混練物を冷却固化させる冷却手段と、該冷却手段で得
    られた固形物を粗粉砕する第１の粉砕手段と、該第１の
    粉砕手段で得られた粉砕物を微粉砕する第２の粉砕手段
    と、該第２の粉砕手段で得られた粉砕物を粒度分級して
    所定粒度未満の微粉を除去する分級手段と、を含むもの
    において、前記第２の粉砕手段が請求項１〜１０のいず
    れかに記載の微粉砕装置から成ることを特徴とする粉体
    製品製造システム。
12. 【請求項１２】 前記第２の粉砕手段が、前記微粉砕装
    置で得られた粉砕物を粉砕する気流式粉砕装置を含んで
    おり、原料を前記微粉砕装置で製品粒度近くまで粉砕し
    た後、前記気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕するように
    したことを特徴とする請求項１１に記載の粉体製品製造
    システム。