JP2008212810A

JP2008212810A - 分級機

Info

Publication number: JP2008212810A
Application number: JP2007053078A
Authority: JP
Inventors: Stefano Zampini; ツァムピーニシュテファノ; Ayuta Oishi; 鮎太大石; Yasuhiro Takino; 康博瀧野; Takashi Minoguchi; 隆志蓑口
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-02
Also published as: JP4716518B2

Abstract

【課題】案内羽根環の各案内羽根の清掃等が容易で、また各案内羽根の隙間側の内表面の仕上げ加工が容易である分級機を提供する。
【解決手段】複数の分級羽根が環状に配置された分級ロータの外周面に対して間隔を隔てて環状に複数の案内羽根５ａ，５ｂを配置し、分級ロータの外周面との間に環状の分級空間を形成する案内羽根環５が、環状に並ぶ複数の案内羽根５ａ，５ｂにおいて１つ置きに位置する各案内羽根５ａの軸方向一方側端部を一つの保持枠９Ａに固定保持させた一方の羽根保持体１１Ａと、一方の羽根保持体１１Ａに保持されない残りの各案内羽根５ｂの軸方向他方側端部を他の保持枠９Ｂに固定保持させた他方の羽根保持体１１Ｂに分割可能に構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の分級羽根が等間隔で外周部に環状に配置され、軸方向における少なくとも一方の端部に排出口を形成した羽根車型の分級ロータと、前記分級ロータの外周面に対して間隔を隔てて環状に複数の案内羽根を配置し、前記分級ロータの外周面との間に環状の分級空間を形成する案内羽根環と、前記分級ロータを軸芯周りに回転駆動自在に保持すると共に分級対象の原料粉体を前記分級空間に供給し且つ前記案内羽根環を保持すると共に隣接する案内羽根同士の隙間から前記分級空間に向けて分級空気を供給するように形成されたケーシングを備え、原料粉体のうち分級羽根を通過した微粉を前記排出口から排出し、原料粉体のうち分級羽根を通過しなかった粗粉を排出する分級機に関する。

上記分級機では、羽根車型の分級ロータを例えば垂直方向軸芯回りに回転して分級ロータの外周側に形成される分級空間に供給された原料粉体を旋回させるとともに、案内羽根環の隣接する案内羽根同士の隙間から分級空間に分級ロータの半径方向内側向きの分級空気を流すことにより、原料粉体中の微粉は回転に伴う遠心力よりも分級空気流による搬送力が大きいために分級空気流に乗って分級羽根を通過し、一方、粗粉は回転に伴う遠心力の方が大きいために外側に飛ばされて分級羽根を通過できず、これにより原料粉体を微粉と粗粉とに分級している。また、上記分級空間における原料粉体の滞留時間と凝集を制御するために、帯状材料を螺旋状に形成した渦巻部材が分級空間内に分級ロータと同軸状に配置されている（特許文献１参照）。

特開平１１−２１６４２５号公報

上記分級機では、例えば画像形成用のトナーを原料粉体として分級処理する場合、使用に伴って案内羽根や渦巻部材に原料粉体の層が付着形成されるが、従来、各案内羽根はケーシングに直接固定され、また渦巻部材は案内羽根の内周部に固定されていたため、案内羽根や渦巻部材に付着した原料粉体の層を除去する清掃作業が容易でなかった。特に隣接する案内羽根同士の隙間は狭いため、この隙間の内側の羽根表面の清掃は困難であった。そして、トナー（特にトナーカラー）では原料粉体層の付着残存は大きな問題であり、極力清掃して除去する必要があった。さらに隣接する案内羽根同士の隙間では高速で流れる分級空気流に乱れが生じないように内表面を滑らかに研磨仕上げすることが望ましいが、この仕上げ加工も隙間が狭いために困難であった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、案内羽根環の各案内羽根や渦巻部材の清掃が容易で、また各案内羽根の隙間側の内表面の仕上げ加工が容易である分級機を提供することを目的とする。

上記目的を実現するための本発明に係る分級機の第１特徴構成は、前記案内羽根環が、環状に並ぶ前記複数の案内羽根において１つ置きに位置する各案内羽根の軸方向一方側端部を一つの保持枠に固定保持させた一方の羽根保持体と、前記一方の羽根保持体に保持されない残りの各案内羽根の軸方向他方側端部を他の一つの保持枠に固定保持させた他方の羽根保持体によって分割可能に構成されている点にある。

分級機を使用するときは、上記一方の羽根保持体と他方の羽根保持体を合体させて構成した案内羽根環をケーシング内に設置して、複数の案内羽根が分級ロータの外周面に対して間隔を隔てて環状に配置されて分級ロータの外周面との間に環状の分級空間を形成するとともに、案内羽根環の隣接する案内羽根同士の隙間から分級空間に向けて分級空気を供給する。一方、合体させた上記一方の羽根保持体と他方の羽根保持体を分割すると、各羽根保持体において各案内羽根の隣接間隔は羽根環形成時に比べて案内羽根１個が抜けた分広くなっているので、各案内羽根を細部にわたって容易に清掃等を行うことができ、また、各羽根保持体に各案内羽根を固定保持された状態で電解研磨等により一括して隙間側の内表面の仕上げ加工を行うことができる。
従って、案内羽根環の各案内羽根の清掃が容易で、また各案内羽根の隙間側の内表面の仕上げ加工が容易である分級機が提供される。

具体的には、例えば分級空間において旋回流動する原料粉体に対する分散効果を高めるために、案内羽根同士の隙間の方向が分級ロータの外周面の接線方向に向くように、各案内羽根同士を平行状態に近づくように傾ける場合があるが、この場合には隣接する案内羽根同士の隙間は狭くなるが、本発明の分割型の案内羽根環では、案内羽根環の各案内羽根の清掃が困難になることは回避できる。

同第２特徴構成は、第１特徴構成において、帯状材料を前記分級ロータの回転軸と同軸の螺旋状に形成した渦巻部材が、前記一方の羽根保持体と他方の羽根保持体を合体させて前記案内羽根環を形成したときに両羽根保持体に支持されて前記分級空間内に配置される点にある。

分級機を使用するときは、一方の羽根保持体と他方の羽根保持体を合体させるときに上記渦巻部材を両羽根保持体に支持させた案内羽根環をケーシング内に設置し、案内羽根環の隣接する案内羽根同士の隙間から原料粉体が旋回流動している分級空間に向けて分級空気を供給するとともに、渦巻部材によって分級空間における原料粉体の滞留時間や凝集を制御する。一方、合体させた一方の羽根保持体と他方の羽根保持体を分割すると、渦巻部材も分離されるので、各羽根保持体に保持された各案内羽根の清掃等とともに、渦巻部材について帯状材料等の表面の清掃等を容易に行うことができる。
従って、渦巻部材の清掃も容易にできる分級機の好適な実施形態が提供される。

同第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成において、トナーの分級に用いる点にある。
すなわち、分級機の使用後に案内羽根等の部材表面に付着しているトナーの清掃除去を容易に行うことができる。
従って、特に粉体層の付着残存が大きな問題となるトナーの分級処理に好適に用いることができる分級機が提供される。

以下、本発明に係る分級機の実施形態について説明する。
本発明の分級機の第１の実施形態では、図１に示すように、複数の分級羽根８が等間隔で外周部に環状に配置され、軸方向における少なくとも一方の端部に排出口１０を形成した羽根車型の分級ロータ２と、分級ロータ２の外周面に対して間隔を隔てて環状に複数の案内羽根５ａ，５ｂを配置し、分級ロータ２の外周面との間に環状の分級空間１２を形成する案内羽根環５と、分級ロータ２を軸芯周りに回転駆動自在に保持すると共に分級対象の原料粉体を分級空間１２に供給し且つ案内羽根環５を保持すると共に隣接する案内羽根５ａ，５ｂ同士の隙間から分級空間１２に向けて分級空気を供給するように形成されたケーシング１を備え、原料粉体のうち分級羽根８を通過した微粉を排出口１０から吸引排出する微粉排出部１００と、原料粉体のうち分級羽根８を通過しなかった粗粉を排出する粗粉排出部１０１を備えている。図１では、分級ロータ２の軸方向が垂直方向向きであり、排出口１０を分級ロータ２の下端部に形成した例を示している。

分級ロータ２は、円板状の頂壁６と中央に前記排出口１０を形成した円板状の底壁７の間に複数の分級羽根８が立設した構造であり、筒状の支持部材４によってケーシング１に回転自在に保持されるとともに、頂壁６の中央箇所に固定された駆動シャフト３ａを介して下方に配置した駆動軸３に回転駆動されるように接続されている。上記頂壁６は、ロータ回転時に、ケーシング１の上部を塞ぐ上カバー１４の中央に設けた原料投入口１５から投入される原料粉体を全周にわたって均一に分配して分級空間１２に供給する。

上記案内羽根環５の複数の案内羽根５ａ，５ｂは、羽根が垂直方向に伸びる状態で分級ロータ２の外周面の周方向に沿って等間隔に配置され、各案内羽根５ａ，５ｂ同士の隙間の方向は、例えば上記分級空間１２内を旋回流動する原料粉体に対する分散効果を高めるために、図２に一例を示すように、分級ロータ２の外周面の接線方向に向いている。尚、図２（イ）には、案内羽根５ａ，５ｂを肉厚に形成して、案内羽根５ａ，５ｂ同士の隙間を比較的狭く形成したものを示し、図２（ロ）には、案内羽根５ａ，５ｂを肉薄に形成して、案内羽根５ａ，５ｂ同士の隙間を比較的広く形成したものを示す。

上記案内羽根環５の隣接する羽根同士の隙間を通して分級空間１２に分級空気を供給する分級空気供給部１０２が設けられ、この分級空気供給部１０２は、案内羽根環５の外側のケーシング１に案内羽根環５に対して同軸状に形成された分級空気供給室１６と、この分級空気供給室１６に接続された分級空気供給管１９にて構成されている。

そして、図３に示すように、上記案内羽根環５が、環状に並ぶ複数の案内羽根５ａ，５ｂにおいて１つ置きに位置する各案内羽根５ａの軸方向一方側端部を一つの保持枠９Ａに固定保持させた一方の羽根保持体１１Ａと、前記一方の羽根保持体１１Ａに保持されない残りの各案内羽根５ｂの軸方向他方側端部を他の一つの保持枠９Ｂに固定保持させた他方の羽根保持体１１Ｂによって分割可能に構成されている。尚、図２、図３には、案内羽根５ａ，５ｂの総枚数が８枚で、各羽根保持体１１Ａ，１１Ｂの保持枚数が４枚の場合を示すが、案内羽根５ａ，５ｂの枚数や羽根形状、羽根同士の隙間を適宜変えることで、隙間を通過する空気の通過速度を変えることができ、その結果、微粉分級時の粉の分散状態を良好な状態にすることができる。

また、帯状材料１３ａを分級ロータ２の回転軸と同軸の螺旋状に形成した渦巻部材１３が、前記一方の羽根保持体１１Ａと他方の羽根保持体１１Ｂを合体させて前記案内羽根環５を形成したときに両羽根保持体１１Ａ,１１Ｂに支持されて前記分級空間１２内に配置されるように設けられる。そして、渦巻部材１３の螺旋角度によって分級空間１２において旋回流動する原料粉体の下方側への送り力を調整して、分級空間１２における原料粉体の滞留時間や凝集を制御することができる。

上記両羽根保持体１１Ａ，１１Ｂを合体させる場合は、渦巻部材１３を間に置いた状態で羽根側同士を向き合わせ、各案内羽根５ａ，５ｂの端部に形成したピン２３Ａ，２３Ｂを対向する保持枠９Ａ，９Ｂの穴２６Ａ，２６Ｂに差し込むとともに、各案内羽根５ａ，５ｂの端部の穴２４Ａ，２４Ｂに保持枠９Ａ，９Ｂに形成したピン２５Ａ，２５Ｂを差し込む（図３参照）ことで、各案内羽根５ａ，５ｂ間の隙間（スリット）が図２に示すような所定形状をなすように設定されている。

前記微粉排出部１００は、前記支持部材４の側面部のスリット（不図示）を通して前記排出口１０に連通するように分級ロータ２の下方に同軸状に配置された微粉排出室１７と、微粉排出室１７内の微粉を外部に排出するための微粉排出管２０にて構成されている。

前記粗粉排出部１０１は、前記分級空間１２の下部に連通するように分級ロータ２の下方に前記微粉排出室１７よりも外側に同軸状に配置された粗粉排出室１８と、粗粉排出室１８内の粗粉を外部に排出するための粗粉排出管２１にて構成されている。

前記分級ロータ２の下面とケーシング１の間にはシール部２２が設けられている。このシール部２２は、底壁７の下面周縁部の全周に形成された環状の溝部７ａと、この溝部７ａに対応してケーシング１に形成された環状の溝部１ａとによって構成される環状の空気室２７を備え、この空気室２７に空気通路２９よりシール用の清浄空気が導入されている。このシール部２２によって、微粉排出室１７が分級空間１２及び粗粉排出室１８に対してシールされる。

本発明の分級機の第２の実施形態では、図４に示すように、原料粉体を微粉、中粉、粗粉の３区分に分級するために、１つのケーシング３０内に前記羽根車型の分級ロータ３３，３４を２つ同軸状に配置し、原料粉体を２つの分級ロータの外周側（分級空間）に順番に通流させて、前段側の分級ロータ３３の微粉排出部３５から排出された微粉を微粉とし、後段側の分級ロータ３４の微粉排出部３６から排出された微粉を中粉とし且つ粗粉排出部３７から排出された粗粉を粗粉として取り出している。この場合、所望の粒度の微粉、中粉、粗粉に分級されるように、前段側の分級ロータ３３の回転速度を後段側の分級ロータ３４よりも速くする条件で各分級ロータ３３，３４の回転速度を調整する。

図４では、分級ロータ３３，３４の軸方向が垂直方向向きで、原料粉体を上側の原料投入口３８から投入するとともに、ケーシング３０が上下中央箇所で上ケーシング３１と下ケーシング３２に分割できるように形成され、上端部に排出口３３ａを形成した前段側の分級ロータ３３が上ケーシング３１に保持され、下端部に排出口３４ａを形成した後段側の分級ロータ３４が下ケーシング３２に保持されている。また、各分級ロータ３３，３４に対してそれぞれ、第１実施形態と同様な構成の分級空気供給部１０２Ａ，１０２Ｂ、案内羽根環４０,４１、渦巻部材３９Ａ，３９Ｂが設けられている。

上記両案内羽根環４０,４１は、図示はしないが第１の実施形態と同様に（図３参照）、環状に並ぶ複数の案内羽根４０ａ,４１ａにおいて１つ置きに位置する各案内羽根の軸方向一方側端部を一つの保持枠に固定保持させた一方の羽根保持体と、前記一方の羽根保持体に保持されない残りの各案内羽根４０ａ,４１ａの軸方向他方側端部を他の一つの保持枠に固定保持させた他方の羽根保持体によって分割可能に構成されている。

本発明の分級機では案内羽根環の羽根部材や渦巻部材の清掃等が容易であるので、使用に伴い各部材上に固着した粉体層を除去して初期状態に戻すメンテナンスを行い、分級機の性能を長期間にわたって適正に維持させるために好適に使用することができる。

本発明に係る第１実施形態の分級機の構造を示す断面図本発明に係る案内羽根の形状を示す断面図本発明に係る案内羽根の分割状態を示す図本発明に係る第２実施形態の分級機の構造を示す断面図

符号の説明

１ケーシング
１ａ溝部
２分級ロータ
３駆動軸
３ａ駆動シャフト
４支持部材
５案内羽根環
５ａ案内羽根
５ｂ案内羽根
６頂壁
７底壁
７ａ溝部
８分級羽根
９Ａ保持枠
９Ｂ保持枠
１０排出口
１１Ａ羽根保持体
１１Ｂ羽根保持体
１２分級空間
１３渦巻部材
１３ａ帯状材料
１４上カバー
１５原料投入口
１６分級空気供給室
１７微粉排出室
１８粗粉排出室
１９分級空気供給管
２０微粉排出管
２１粗粉排出管
２２シール部
２３Ａピン
２３Ｂピン
２４Ａ穴
２４Ｂ穴
２５Ａピン
２５Ｂピン
２６Ａ穴
２６Ｂ穴
２７空気室
２９空気通路
３０ケーシング
３１上ケーシング
３２下ケーシング
３３分級ロータ（前段側）
３３ａ排出口
３４分級ロータ（後段側）
３４ａ排出口
３５微粉排出部
３６微粉排出部
３７粗粉排出部
３８原料投入口
３９Ａ渦巻部材
３９Ｂ渦巻部材
４０案内羽根環
４０ａ案内羽根
４１案内羽根環
４１ａ案内羽根
１００微粉排出部
１０１粗粉排出部
１０２分級空気供給部
１０２Ａ分級空気供給部
１０２Ｂ分級空気供給部

Claims

複数の分級羽根が等間隔で外周部に環状に配置され、軸方向における少なくとも一方の端部に排出口を形成した羽根車型の分級ロータと、
前記分級ロータの外周面に対して間隔を隔てて環状に複数の案内羽根を配置し、前記分級ロータの外周面との間に環状の分級空間を形成する案内羽根環と、
前記分級ロータを軸芯周りに回転駆動自在に保持すると共に分級対象の原料粉体を前記分級空間に供給し且つ前記案内羽根環を保持すると共に隣接する案内羽根同士の隙間から前記分級空間に向けて分級空気を供給するように形成されたケーシングを備え、
原料粉体のうち前記分級羽根を通過した微粉を前記排出口から排出し、原料粉体のうち前記分級羽根を通過しなかった粗粉を排出する分級機であって、
前記案内羽根環が、環状に並ぶ前記複数の案内羽根において１つ置きに位置する各案内羽根の軸方向一方側端部を一つの保持枠に固定保持させた一方の羽根保持体と、前記一方の羽根保持体に保持されない残りの各案内羽根の軸方向他方側端部を他の一つの保持枠に固定保持させた他方の羽根保持体によって分割可能に構成されている分級機。
帯状材料を前記分級ロータの回転軸と同軸の螺旋状に形成した渦巻部材が、前記一方の羽根保持体と他方の羽根保持体を合体させて前記案内羽根環を形成したときに両羽根保持体に支持されて前記分級空間内に配置される請求項１に記載の分級機。
トナーの分級に用いる請求項１又は２に記載の分級機。