JP3278325B2 - 気流式分級装置及びトナーの製造方法 - Google Patents

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及びその装
置を利用して静電荷像現像用トナーを製造する方法に関
する。特に、本発明は、重量平均粒径２０μｍ以下の粒
子を５０個数％以上含有する粉体の分級を効率よく行な
うために、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、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
気流式分級装置及びその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．ａｎｄ Ｋ．Ｍａｌｙ：Ｓｙｍｐ ｏｎ
Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎ Ｄ２（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．ａｎｄ Ｙａｓｕｋｕｎ
ｉ．Ｊ．Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎ ’８１、７７１（１
９８１）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７及び図８
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、分級室内にはコアンダブロック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で
は、微粉砕原料が原料供給ノズル１６から導入され、角
錐筒内部を流動する粉粒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を有する。該原料供給ノズル１
６中では原料を上部から導入するとき、おおまかに上部
流れと下部流れに分れて、上部流れには軽い微粉が多く
含有し、下部流れには重い粗粉が多く含有しやすく、そ
れぞれの粒子が独立して流れるため、分級室内への導入
部位によって、それぞれ異なった軌跡を描くことや、粗
粉が微粉の軌跡を撹乱するために、分級精度の向上に限
界が生じ、２０μｍ以上の粗粉の多い粉体の分級では精
度が低下する傾向があった。また、一般に、分級エッジ
ブロック１２４及び１２５は分級機本体に固定され、分
級エッジ１１７及び１１８の先端位置を調節し、それに
応じて分級のための気流の流量を調節することにより、
分級点（すなわち分級の境となる粒子の大きさ）を所望
の値に設定していた。更に、粉体の比重及び所定分級点
に応じた分級エッジの先端位置を検知して移動させ、そ
れに応じて所定流量になるように制御していた。このよ
うに、分級エッジ１１７及び１１８の先端位置のみを調
節するだけでは、角度によってそのエッジ先端付近で気
流の乱れが起こりやすく、その結果、精度の良い分級が
得られない場合があり、本来であれば大きさが均一でな
ければならない粒子群の中に他の粒子群に入るべき大き
さの粒子が混入してしまうという場合があった。また、
分級点を変更したい場合でも分級エッジの先端位置を変
更させ、それに応じて所定流量になるように制御しても
気流方向に沿って分級エッジの位置を制御することがで
きず、結局、分級点を所定の値に合わせるのに時間を要
するばかりでなく、分級精度も低下しやすいなどの改善
すべき問題を有していた。特に、複写機、プリンターな
ど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、かかる問題点が顕在化しやすかった。

【０００５】一般に、トナーには数多くの異なった性質
が要求されるために、かかる要求を満たすには、使用す
る原材料は勿論のこと、トナーの特性が製造方法によっ
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、また、低コストで効率良く安定的に品
質の良いトナーを作り出すことが要求される。

【０００６】一般的に、トナーに使用される結着樹脂と
しては、低融点、低軟化点又は低ガラス転移点の樹脂が
使用されるが、このような樹脂を含有する粉体を分級域
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。

【０００７】近年、例えば、複写機の省エネルギー対策
として、圧力により転写材の如き記録材に定着させるた
めに、結着樹脂としてワックスのような軟質のものを使
用したり、加熱式定着の場合であっても定着スピードを
速くしたり、定着に要する消費電力を少なくかつ低温で
定着させるために、低ガラス転移点の、または、低軟化
点の結着樹脂を使用するようになってきている。

【０００８】さらには、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。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くるが、樹脂粒子やトナー粒子も
同様で、微小サイズになると粒子同士の凝集性が大きく
なってくる。

【０００９】このような凝集体に、衝撃力や摩擦力など
の外力が働くと、図９に示す原料供給方式では粒子が原
料導入口と高圧エアー供給口との付近に融着しやすく、
また、分級装置内においても融着しやすい。特に、原料
導入口のスロート部及び分級エッジ先端への融着が起こ
りやすく、このような現象が発生すると分級精度が低下
し、安定した状態で分級装置が稼働しなくなるために、
良質の分級品を長期にわたり得ることが困難である場合
がある。

【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気流
式分級装置が待望されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解消した気流式分級装置及びその装置を利用し
てトナーを製造する方法を提供することにある。

【００１２】本発明の目的は、正確な分級点を設定する
ことにより、より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気流式分級装置及
びその装置を利用してトナーを製造する方法を提供する
ことにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、融着等が発生
しにくく装置内での分級点の変動が生じなく、安定な分
級が可能な気流式分級装置及びその装置を利用してトナ
ーを製造する方法を提供することにある。

【００１４】さらに、本発明の目的は、分級点を大幅に
変更し得る気流式分級装置及びその装置を利用してトナ
ーを製造する方法を提供することにある。

【００１５】さらに、本発明の目的は、分級点の変更を
短時間に成しえる気流式分級装置及びその装置を利用し
てトナーを製造する方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともコ
アンダブロック及び複数の分級エッジにより形成される
分級域にて、原料供給ノズルから供給される粉体原料
を、コアンダ効果により少なくとも粗粉体群、中粉体群
及び微粉体群に分級するための気流式分級装置におい
て、該原料供給ノズルを気流式分級装置の上面部に具備
し、 該原料供給ノズルにおいて、 （ｉ）該粉体原料を供給するとともにその先端部が該原
料供給ノズルの後端部に接続される粉体原料導入ノズル
と、 （ｉｉ）該粉体原料導入ノズルの軸芯部に配置されてい
るとともにその先端部が該粉体原料導入ノズルの先端部
に位置する高圧エアー導入管とが、 設けられており、 該
原料供給ノズルの前端部の側面側にコアンダブロックを
具備し、 該粉体原料が該原料供給ノズルの先端部のみか
ら噴出することを特徴とする気流式分級装置に関する。

【００１７】更に、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粒子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、気流式分級装置の上面部に
設置されている原料供給ノズルの後端部に接続される着
色樹脂粒子を供給するための粉体原料導入ノズルを設
け、該粉体原料導入ノズルの軸芯部に配置されるととも
にその先端部が該粉体原料導入ノズルの先端部に位置す
る高圧エアー導入管を設けることで、該高圧エアー導入
管からの高圧エアーを用いて該粉体原料導入ノズルから
着色樹脂粒子を該原料供給ノズルに供給し、該原料供給
ノズルの前端部の側面側に設置されたコアンダブロック
及び複数の分級エッジにより形成される分級域にて、該
原料供給ノズルの先端部のみから噴出することにより供
給される着色樹脂粒子を、コアンダ効果により少なくと
も粗粉体群、中粉体群及び微粉体群に分級し、分級され
た中粉体群からトナーを生成することを特徴とするトナ
ーの製造方法に関する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の気流式分級装置及びその
装置を利用してトナーを製造する方法においては、鉛直
方向に対して好ましくはθ＝４５°以下の角度で設置さ
れている原料供給ノズルの後端部に、高圧エアー導入管
と粉体原料導入ノズルを具備し、粉体原料導入ノズルの
上方に有する原料供給口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下部から高圧エアー導入
管の外周より放射され、高圧エアーに乗って加速されて
良好に分散し、良好に分散された粉体原料を原料供給ノ
ズルに供給できる。そして、分級域の形状を変更する場
合には、分級域が拡大し、分級点を大幅に変更できると
共に、分級エッジ先端付近での気流の乱れを発生させる
ことなく分級点を精度良く調整できるものである。粉体
原料供給部における粉体原料の吸引吐出の原理は、高圧
エアー導入管からの高圧エアーの粉体原料供給ノズルに
おける膨張減圧によるエゼクター効果による。

【００１９】

【実施例】以下に本発明を添付図面に基づいてより詳細
に説明する。

【００２０】本発明の気流式分級機の一例として図１
（断面図）及び図２、及び図３に示す形式の装置を一具
体例として例示する。

【００２１】図１及び図２及び図３において、側壁２２
及び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３２
の分級ゾーンは３分画されている。

【００２２】原料供給口から導入された原料粉体を原料
供給ノズル１６の後端部に導入するための粉体原料導入
ノズル４２を有し、原料供給ノズル１６の後端部に高圧
エアー導入管４１が粉体原料供給部を有する粉体原料導
入ノズル４２とともに設けられており、分級室３２に開
口部を有する原料供給ノズル１６を側壁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、
更に分級室３２の左側には分級室３２に開口する入気管
１４及び１５を設けてある。また、入気管１４及び１５
にはダンパーのごとき第１気体導入調節手段２０及び第
２気体導入調節手段２１と静圧計２８及び静圧計２９を
設けてある。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】原料供給ノズル１６は直角筒部と角錐筒部
とから成り、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、良好な導入速度から得られ
る。

【００２６】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。すなわち、
排出口１１、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中を高圧エアーと該減圧によって流動する気流に
よって、好ましくは流速５０〜３００ｍ／秒の速度で粉
体を原料供給ノズル１６を介して分級室に噴出する。

【００２７】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、その際流
入する空気のごとき気体の作用とにより湾曲線３０ａ、
３０ｂ、３０ｃ等を描いて移動し、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。

【００２８】本実施例による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、
分級点は分級気流の流量あるいは原料供給ノズル１６か
らの粉体の噴出速度等の影響を受ける。

【００２９】本発明の気流式分級装置において、原料供
給口から原料粉体を粉体原料導入ノズル４２に供給し、
供給された原料粉体は粉体原料導入口４０から高圧エア
ー導入管４１の外周より放射され、高圧エアー導入管４
１から噴出している高圧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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】すなわち、原料供給ノズル１６の先端開口
部１６ａの側面部にコアンダブロック２６、分級エッジ
１７及び１８を設置させ、なおかつ分級エッジブロック
２４または／及び分級エッジブロック２５の設置位置の
変更に伴って、分級室の分級域が拡大し、分級点を容易
に且つ大幅に変更することができる。

【００３３】そのため、分級エッジ先端部による流れの
乱れが防止でき、排出導管１１ａ、１２ａ及び１３ａを
介しての減圧による吸引流の流量を調節することで粒子
の飛翔速度を増加させて分級域での粉体原料の分散をよ
り向上させ、より高い粉塵濃度でも良好な分級精度が得
られ、製品の収率低下を防止できるだけでなく、同じ粉
塵濃度でもより良好な分級精度と製品の収率の向上が可
能になる。

【００３４】また、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Ｌ₆ は、軸１９ａを中心とし
て入気エッジ１９先端を回動させることにより調節可能
であり、これにより、入気管１４及び１５からの気体の
流入量及び流入速度を調節することで、分級点のさらな
る調整が可能である。

【００３５】上記の設定距離は粉体原料の特性等に応じ
て適宜決定されるが、着色樹脂粒子の真密度が０．３〜
１．４ｇ／ｃｍ³ のとき、 Ｌ₀ ＜Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ＜ｎＬ₃ （ｎ≧１：実数） １．４ｇ／ｃｍ³ を越える場合、 Ｌ₀ ＜Ｌ₃ ＜Ｌ₁ ＋Ｌ₂ を満足することが好ましい。この条件を満足する場合
は、シャープな粒度分布を有する製品（中粉体）を効率
良く得ることができる。

【００３６】通常、本発明の気流式分級装置は、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。

【００３７】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。導入に際しては、５０〜３０
０ｍ／秒の流速で３分割分級機１内に粉体を導入する。
３分割分級機１の分級室を構成する大きさは通常［１０
〜５０ｃｍ］×［１０〜５０ｃｍ］なので、粉体は０．
１〜０．０１秒以下の瞬時に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。

【００３８】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、低融
点、低軟化点又は低ガラス転移点を有する結着樹脂を含
有するトナー組成物を分級する場合に有効である。

【００３９】このような樹脂を用いたトナー組成物を従
来の分級機に供すると、インジェクションエアー導入路
の先端部から原料供給ノズルにかけての粒子流路管と分
級エッジ先端に融着物が発生しやすく、融着物が発生し
た場合には適切な分級点からずれてしまう。さらに、吸
引減圧による流量調節を行なっても、要求される粉体の
粒度分布は得られにくく、分級効率が低下しやすい。更
に分級した粉体の中に融着物が混入しやすい。

【００４０】本発明の分級装置では、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
したうえで、吸引減圧手段として排出導管１１ａ、１２
ａ、１３ａを通して吸引流の流量を調節することで粒子
の飛翔速度を増加させて分級域での粉体の分散がより向
上できるために、分級収率が良好になり、かつ、分級エ
ッジ先端への融着を防止又は抑制し、高精度な分級がで
きる効果がある。

【００４１】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６μｍ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。

【００４２】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。

【００４３】（実施例１） ・スチレン−ブチルアクリレートジビニルベンゼン共重
合体 １００重量部（モノマー重合重量比８０．０／１
９．０／１．０、重量平均分子量Ｍｗ３５万） ・磁性酸化鉄（平均粒径０．１８μｍ） １００重量部 ・ニグロシン ２重量部 ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 ４重量部

【００４４】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１５０℃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６．７μｍの粉砕原料を得られ、真
密度が１．７３ｇ／ｃｍ³ であった。

【００４５】この得られた粉砕原料を供給機２を介し
て、振動フィーダー３及び原料供給ノズル１６（粉体原
料導入ノズル４２，高圧エアー導入管４１及び変形筒部
４３）を介して３５．４ｋｇ／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
ために図１に示す多分割分級機１に導入した。

【００４６】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原料供給ノズル１６
に取付けた高圧エアー導入管４１のインジェクションエ
アー導入路３１からの圧縮空気を利用した。

【００４７】又、分級域の形状を変更するために、各々
の設定距離を Ｌ₀ ＝６ｍｍ（原料供給ノズル排出口１６ａの高さ径） Ｌ₁ ＝３４ｍｍ（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） Ｌ₂ ＝３３ｍｍ（分級エッジ１７の側面と分級エッジ１
８の側面との距離） Ｌ₃ ＝３７ｍｍ（分級エッジ１８の側面と側壁２３の側
面との距離） Ｌ₄ ＝１５ｍｍ（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） Ｌ₅ ＝３５ｍｍ（分級エッジ１８の先端とコアンダブロ
ック２６の壁面との距離） Ｌ₆ ＝２５ｍｍ（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） Ｒ＝１４ｍｍ（コアンダブロック２６の弧の半径） にして分級を行なった。

【００４８】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
６．９μｍ（粒径４．０μｍ以下の粒子を２２個数％含
有し、粒径１０．０８μｍ以上の粒子を１．０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）９２．５％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。

【００４９】尚、この分級された粗粉は前記粉砕工程に
再度循環した。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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）を用いて。電解液は１級塩化ナト
リウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調整する。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、本発明の係るところの体積分布から求める重量基準
の重量平均系を求めた。

【００５３】（実施例２〜４）実施例１と同様のトナー
製造用の粗砕物を衝突式気流粉砕機で粉砕して得た表１
に示す粉砕原料を用いて、表１に示す分級域の設定距離
とした他は同様の装置システムで分級を行なった。

【００５４】表２及び表３に示すように、いずれもシャ
ープな分布を有する中粉体を効率良く得ることができ、
トナー用として優れた性能を有していた。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【表３】

【００５８】（実施例５〜６） ・不飽和ポリエステル樹脂 １００重量部 ・銅フタロシアニン顔料 ４．５重量部 （Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５） ・荷電制御剤 ４．０重量部

【００５９】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１００℃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６．５μｍの粉砕原料を得られ、真
密度が１．０８ｇ／ｃｍ³ であった。

【００６０】この粉砕原料を用いて、表４に示す分級条
件とした他は実施例１と同様の装置システムで分級を行
なった。

【００６１】また、上記粗砕物を衝突式気流粉砕機で微
粉砕し、重量平均粒径５．５μｍの粉砕原料（実施例
６）を得、表４に示す分級条件で分級を行なった。

【００６２】表５及び表６に示すように、いずれもシャ
ープな分布を有する中粉体を効率良く得ることができ、
トナー用として優れた性能を有していた。

【００６３】

【表４】

【００６４】

【表５】

【００６５】

【表６】

【００６６】（比較例１〜３）実施例１と同様のトナー
原料を用いて、トナー製造用の粗砕物を衝突式気流粉砕
機で微粉砕し、重量平均粒径６．９μｍの粉砕原料（比
較例１）と重量平均粒径５．５μｍの粉砕原料（比較例
２）を得た。

【００６７】また、トナー原料を実施例５のものに代
え、重量平均粒径６．０μｍの粉砕原料（比較例３）を
得た。

【００６８】分級は図１０のフローチャートに従って行
ない、多分割分級装置は図７、図８及び図９のものを用
いた。

【００６９】各々の分級条件は表７に示す通りであり、
分級によって得られた中粉体の粒度分布等は表８〜表１
０に示す通りであった。

【００７０】

【表７】

【００７１】

【表８】

【００７２】

【表９】

【００７３】

【表１０】

【００７４】

【発明の効果】本発明の気流式分級装置によれば、分級
エッジ先端部における融着を良好に防止し得、また、分
級エッジ先端における分級気流の乱流を良好に防止し、
様々な粉体の比重及び分級気流条件に応じて正確な分級
点が得られ、装置が連動稼働しているときも分級点がず
れることなく分級収率の向上が図れる。特に、重量平均
粒径１０μｍ以下のトナーを良好に、収率良く分級する
場合に有効てある。

【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】原料供給口、高圧エアー導入管及び粉体原料導
入口に関する説明図である。

【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】従来の気流式分級装置の概略断面図である。

【図８】従来の気流式分級装置の斜視図である。

【図９】従来の原料供給部の斜視図である。

【図１０】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、１５ 入気管 １６ 原料供給ノズル 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、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路 ３２ 分級室 ３３、３４、３５、３６ 位置決め部材 ４０ 粉体原料導入口 ４１ 高圧エアー導入管 ４２ 粉体原料導入ノズル ４３ 変形筒部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B07B 1/00 - 15/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともコアンダブロック及び複数の
   分級エッジにより形成される分級域にて、原料供給ノズ
   ルから供給される粉体原料を、コアンダ効果により少な
   くとも粗粉体群、中粉体群及び微粉体群に分級するため
   の気流式分級装置において、該 原料供給ノズルを気流式分級装置の上面部に具備し、 該原料供給ノズルにおいて、 （ｉ）該粉体原料を供給するとともにその先端部が該原
   料供給ノズルの後端部に接続される粉体原料導入ノズル
   と、 （ｉｉ）該粉体原料導入ノズルの軸芯部に配置されてい
   るとともにその先端部が該粉体原料導入ノズルの先端部
   に位置する高圧エアー導入管とが、 設けられており、 該原料供給ノズルの前端部の側面側にコアンダブロック
   を具備し、 該粉体原料が該原料供給ノズルの先端部のみから噴出す
   る ことを特徴とする気流式分級装置。
2. 【請求項２】 原料供給ノズルは、鉛直方向に対してθ
   ＝４５°以下の角度で設置されている請求項１に記載の
   気流式分級装置。
3. 【請求項３】 分級された粗粉体群を排出するための粗
   粉排出口は、分級された微粉体群を排出するための微粉
   排出口よりも下方に設置されている請求項１または２に
   記載の気流式分級装置。
4. 【請求項４】 該分級エッジを具備する分級エッジブロ
   ックが、分級域の形状を変更できるようにその設置位置
   を変更し得る請求項１乃至３のいずれかに記載の気流式
   分級装置。
5. 【請求項５】 前記分級エッジの設置位置が移動可能で
   ある請求項１乃至４のいずれかに記載の気流式分級装
   置。
6. 【請求項６】 前記分級エッジの先端が回動可能なよう
   に、分級エッジが前記分級エッジブロックに取り付けら
   れている請求項１乃至５のいずれかに記載の気流式分級
   装置。
7. 【請求項７】 結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有す
   る着色樹脂粒子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、 気流式分級装置の上面部に設置されている原料供給ノズ
   ルの後端部に接続される着色樹脂粒子を供給するための
   粉体原料導入ノズルを設け、該粉体原料導入ノズルの軸
   芯部に配置されるとともにその先端部が該粉体原料導入
   ノズルの先端部に位置する高圧エアー導入管を設けるこ
   とで、該高圧エアー導入管からの高圧エアーを用いて該
   粉体原料導入ノズルから着色樹脂粒子を該原料供給ノズ
   ルに供給し、 該原料供給ノズルの前端部の側面側に設置されたコアン
   ダブロック及び複数の分級エッジにより形成される分級
   域にて、該原料供給ノズルの先端部のみから噴出するこ
   とにより供給される着色樹脂粒子を、コアンダ効果によ
   り少なくとも粗粉体群、中粉体群及び微粉体群に分級
   し、 分級された中粉体群からトナーを生成することを特徴と
   するトナーの製造方法。
8. 【請求項８】 該分級エッジを具備する分級エッジブロ
   ックが、分級域の形状を変更できるようにその設置位置
   を変更して、各々の設定距離を Ｌ０＞０、Ｌ１＞０、Ｌ２＞０、Ｌ３＞０ （式中、Ｌ０は原料供給ノズル排出口の内径を示し、 Ｌ１は中粉体群と微粉体群とに分画する分級エッジの側
   面と、これに対峙するコアンダブロックの側面との距離
   を示し、 Ｌ２は中粉体群と微粉体群とに分画する分級エッジの側
   面と、粗粉体群と中粉体群とに分画する分級エッジの側
   面との距離を示し、 Ｌ３は粗粉体群と中粉体群とに分画する分級エッジの側
   面と、これに対峙する側壁の側面との距離を示す。） と設定し、着色樹脂粒子の真密度が０．３〜１．４ｇ／
   ｃｍ３のときＬ０＜Ｌ１＋Ｌ２＜ｎＬ３（ｎ≧１：実
   数）である条件下で分級をおこなう請求項７に記載のト
   ナーの製造方法。
9. 【請求項９】 該分級エッジを具備する分級エッジブロ
   ックが、分級域の形状を変更できるようにその設置位置
   を変更して、各々の設定距離をＬ０＞０、Ｌ１＞０、Ｌ
   ２＞０、Ｌ３＞０ （式中、Ｌ０は原料供給ノズル排出口の内径を示し、 Ｌ１は中粉体群と微粉体群とに分画する分級エッジの側
   面と、これに対峙するコアンダブロックの側面との距離
   を示し、 Ｌ２は中粉体群と微粉体群とに分画する分級エッジの側
   面と、粗粉体群と中粉体群とに分画する分級エッジの側
   面との距離を示し、 Ｌ３は粗粉体群と中粉体群とに分画する分級エッジの側
   面と、これに対峙する側壁と側面との距離を示す） と設定し、着色樹脂粒子の真密度が１．４ｇ／ｃｍ３を
   越える場合にＬ０＜Ｌ３＜Ｌ１＋Ｌ２である条件下で分
   級をおこなう請求項７に記載のトナーの製造方法。