JP3308802B2 - トナーの製造方法およびトナーの製造システム - 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、電子写真等に用い
られるトナーを製造する方法およびそのための製造シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーの微粉砕方法としては、１
台の分級機と１台の粉砕機との組み合わせまたは２台の
分級機と１台の粉砕機との組み合わせが知られている。
その例として、機械的に粉砕するものや、他には、高圧
気流をジェットノズルから噴出させ、そのジェット気流
中に原料粒子を巻き込み、粒子の相互衝突または壁その
他の衝突体との衝突で粉砕を進めるジェット式粉砕手段
であるジェットミルを用いるものがある。そして、該粉
砕手段１個と分級手段１〜２個が結合されて粉砕に供さ
れている。

【０００３】また、特公平６−６６０３３号公報や特公
平６−６６０３４号公報には、第１粉砕手段と第２粉砕
手段とを設け、第１粉砕手段で強くかつ第２粉砕手段で
弱く粉砕する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、分級手段に供給される粉体は、原料の粉
体のほかにも、粉砕の過程にある種々の粒径の粉砕物が
含まれており、これらが粉砕手段と分級手段との間を循
環して供給されている。このため粒度が非常にブロード
であり、かつ、非常に負荷の大きい状態で運転されるこ
とになる。したがって、分級された粉砕品には、品質上
悪影響を及ぼす粗粒子が多くなる。

【０００５】一方、再度粉砕手段へ戻される粗粉側は、
本来これ以上粉砕の必要のない微粉が多く混入する。こ
れらの微粉がさらに粉砕されることから、粉砕物中の微
粉の割合が多くなり、微粉凝集物が発生することもあ
る。また、次の工程である分級工程で分級を行って所望
の粒度を得る際の収率が低くなる。

【０００６】このように、従来の方法では粗粉、微粉等
の割合が多くなり、分級効率が悪い。このため粒度分布
のシャープなトナーを製造することができない。その結
果、このトナーを用いた画像は濃度が低くてカブリが高
くなり、高画質が得られないという問題点がある。

【０００７】また、分級効率が悪いために、粉砕のエネ
ルギー効率が悪いという問題点がある。

【０００８】上記特公平６−６６０３３号公報や特公平
６−６６０３４号公報の技術でも、第１粉砕手段での粉
砕エア圧が第２粉砕手段での粉砕エア圧よりも高いこと
により、過剰粉砕を引き起こす。このためやはり微粉発
生が多くなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１記載のトナーの製造システムは、固形のト
ナー原料を粉砕・分級してトナーを製造するトナーの製
造システムにおいて、上記トナー原料を粗砕して第１粉
砕物を得る第１粉砕手段と、固形物を第１分級粗粉とそ
れより粒子径の小さい第１分級粉砕物とに分級する第１
分級手段と、上記第１分級粗粉を第２ノズルにより第２
粉砕室へ導入し、上記第２粉砕室内に設けられた第２衝
突部材に上記第１分級粗粉を衝突させることによって粉
砕して第２粉砕物を得る第２粉砕手段と、上記第１粉砕
物と上記第２粉砕物とを上記第１分級手段に配送する第
１配送部材と、固形物を第２分級粗粉とそれより粒子径
の小さい第２分級粉砕物とに分級する第２分級手段と、
上記第２分級粗粉を第３ノズルにより第３粉砕室へ導入
し、上記第３粉砕室内に設けられた第３衝突部材に上記
第２分級粗粉を衝突させることによって粉砕して第３粉
砕物を得る第３粉砕手段と、上記第１分級粉砕物と上記
第３粉砕物とを上記第２分級手段に配送する第２配送部
材とを備え、上記第２衝突部材が、第２ノズルから第２
粉砕室へ向かう方向に対して衝突面形状が４５度以上９
０度以下の第２衝突板を有し、上記第３衝突部材が、第
３ノズルから第３粉砕室へ導入された第２分級粗粉を衝
突させた後に第２分級粗粉を第３粉砕室内面に衝突させ
るものであり、上記第３衝突部材の、上記第２分級粗粉
と衝突する衝突面が、平面上の板に、上記第３粉砕室と
同軸となるように、同心円状にＶ字型の溝が設けられた
形状を有し、上記第２および第３ノズルの内面に螺旋状
の溝が設けられたことを特徴としている。また、請求項
２のトナー製造システムは、固形のトナー原料を粉砕・
分級してトナーを製造するトナーの製造システムにおい
て、上記トナー原料を粗砕して第１粉砕物を得る第１粉
砕手段と、固形物を第１分級粗粉とそれより粒子径の小
さい第１分級粉砕物とに分級する第１分級手段と、上記
第１分級粗粉を第２ノズルにより第２粉砕室へ導入し、
上記第２粉砕室内に設けられた第２衝突部材に上記第１
分級粗粉を衝突させることによって粉砕して第２粉砕物
を得る第２粉砕手段と、上記第１粉砕物と上記第２粉砕
物とを上記第１分級手段に配送する第１配送部材と、固
形物を第２分級粗粉とそれより粒子径の小さい第２分級
粉砕物とに分級する第２分級手段と、上記第２分級粗粉
を第３ノズルにより第３粉砕室へ導入し、上記第３粉砕
室内に設けられた第３衝突部材に上記第２分級粗粉を衝
突させることによって粉砕して第３粉砕物を得る第３粉
砕手段と、上記第１分級粉砕物と上記第３粉砕物とを上
記第２分級手段に配送する第２配送部材とを備え、上記
第２衝突部材が、第２ノズルから第２粉砕室へ向かう方
向に対して衝突面形状が４５度以上９０度以下の第２衝
突板を有し、上記第３衝突部材が、第３ノズルから第３
粉砕室へ導入された第２分級粗粉を衝突させた後に第２
分級粗粉を第３粉砕室内面に衝突させるものであり、上
記第３衝突部材の、上記第２分級粗粉と衝突する衝突面
が凹面状であり、上記第２および第３ノズルの内面に螺
旋状の溝が設けられたことを特徴としている。

【００１０】上記の構成により、第１粉砕手段で得た第
１粉砕物が第１配送部材によって第１分級手段に配送さ
れる。そしてそこで第１分級粗粉と第１分級粉砕物とに
分級される。第１分級粗粉は第２粉砕手段で粉砕されて
第２粉砕物が得られる。第２粉砕物が第１配送部材によ
って再び第１分級手段に配送されて分級される。

【００１１】次に、第１分級粉砕物が第２配送部材によ
って第２分級手段に配送される。そしてそこで第２分級
粗粉と第２分級粉砕物とに分級される。第２分級粗粉は
第３粉砕手段で粉砕されて第３粉砕物が得られる。第３
粉砕物が第２配送部材によって再び第２分級手段に配送
されて分級される。このようにして、目的物であるトナ
ーが上記第２分級粉砕物として得られる。

【００１２】ここで、上記第２衝突部材が、第２ノズル
から第２粉砕室へ向かう方向に対して衝突面形状が４５
度以上９０度以下の第２衝突板を有しているため、第２
粉砕手段での粉砕ができるだけ弱い衝撃力で行われる。
したがって、粉砕物の第２衝突板への衝突回数を最小限
にとどめ、過剰な粉砕を抑制することができるので、微
粉発生を低減することができる。

【００１３】また、上記のように、第２粉砕手段で粉砕
されたのちに、粉砕しきれなかった粉砕物は、第３粉砕
手段で粉砕される。第３粉砕手段で粉砕される際に、上
記第３衝突部材に粉砕物が衝突すると、第３粉砕室内面
への衝突が起こる。このため、１回の粉砕動作で複数回
の粉砕物の衝突を起こすことができる。したがって、第
３衝突部材では、強い衝撃力によって少量の粗大粗粉を
粉砕することができる。

【００１４】このように、粗粉や微粉等の割合を少なく
して分級効率を向上させることができる。それによっ
て、微粉発生を低減して効率良く粒度分布のシャープな
トナーを製造することができるので、画像の濃度を上
げ、カブリを抑えた高画質を実現することができる。ま
た、システムにおける粉砕のエネルギー効率を向上させ
ることができる。

【００１５】また、上記のトナーの製造システムにおい
て、第２衝突板と第２ノズル先端間距離を７０ｍｍ以上
１２０ｍｍ以下にし、第３衝突板と第３ノズル先端間距
離を１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下にすることができる。

【００１６】上記の構成により、第１分級粗粉が第２粉
砕手段で、比較的弱い衝撃力で粉砕される。また、第２
分級粗粉が第３粉砕手段で第２粉砕手段での粉砕時の衝
撃力よりも強い衝撃力で粉砕されて第３粉砕物が得られ
る。したがって、第２粉砕手段において過剰な粉砕を避
けることができる。これにより、微粉発生を一層低減す
ることができる。また、第３粉砕手段において少ない量
の粗大粒子を一層効率的に粉砕することができる。

【００１７】さらに、上記の構成により、上記第２およ
び第３ノズル内を各粉砕物すなわち粗粉が移動するとき
に、この螺旋状の溝に沿って各衝突板へ向かうようにな
る。したがって、供給される粗粉が衝突板へ、拡散され
ることなく迅速かつ確実に供給される。これにより、効
率よくトナーを製造することができる。

【００１８】また、請求項３記載のトナーの製造システ
ムは、請求項１または２に記載のトナーの製造システム
において、第１粉砕手段でトナー原料を４０〜６０μｍ
の粒径に粗砕して第１粉砕物を得、第２粉砕手段で第１
分級粗粉を２〜４kg/cm²の範囲の粉砕エア圧で粉砕し、
第３粉砕手段で第２分級粗粉を４〜８kg/cm²の範囲の粉
砕エア圧で粉砕することを特徴としている。

【００１９】上記の構成により、第１分級粗粉が第２粉
砕手段で、比較的弱い衝撃力で粉砕される。また、第２
分級粗粉が第３粉砕手段で、第２粉砕手段での粉砕時の
衝撃力よりも強い衝撃力で粉砕されて第３粉砕物が得ら
れる。したがって、第２粉砕手段において過剰な粉砕を
避けることができる。これにより、微粉発生を一層低減
することができるとともに第３粉砕手段において少ない
量の粗大粒子を一層効率的に粉砕することができる。

【００２０】また、請求項４記載のトナーの製造方法
は、固形のトナー原料を粉砕・分級してトナーを製造す
るトナーの製造方法において、請求項１ないし３のいず
れかに記載のトナーの製造システムを用いて、固形のト
ナー原料を粗砕して第１粉砕物を得、上記第１粉砕物を
第１分級粗粉とそれより粒子径の小さい第１分級粉砕物
とに分級し、上記第１分級粗粉に衝撃力を与えることに
よって粉砕して第２粉砕物を得、上記第１粉砕物と上記
第２粉砕物とを混合して第１分級粗粉と第１分級粉砕物
とに分級し、上記第１分級粉砕物を第２分級粗粉とそれ
より粒子径の小さい第２分級粉砕物とに分級し、上記第
２分級粗粉を、上記第２粉砕物を得る時の衝撃力よりも
強い衝撃力で粉砕して第３粉砕物を得、上記第１分級粉
砕物と上記第３粉砕物とを混合して第２分級粗粉と第２
分級粉砕物とに分級することを特徴としている。

【００２１】上記の方法により、第２粉砕物を得る際、
粉砕ができるだけ弱い衝撃力で行われるので、過剰な粉
砕を抑制することができ、微粉発生を低減することがで
きる。また、第３粉砕物を得る際、１回の粉砕動作で複
数回の粉砕物の衝突を起こすことができるので、強い衝
撃力によって少量の粗大粗粉を粉砕することができる。
このように、粗粉や微粉等の割合を少なくして分級効率
を向上させることができる。それによって、微粉発生を
低減して効率良く粒度分布のシャープなトナーを製造す
ることができるので、画像の濃度を上げ、カブリを抑え
た高画質を実現することができる。また、システムにお
ける粉砕のエネルギー効率を向上させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】〔基本的な構成形態１〕 本発明の基本的な構成形態について図１ないし図４に基
づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２３】本形態は、結着樹脂および着色剤を有する
組成物を溶融混練して混練物を得、上記混練物を冷却固
化して固形のトナー原料を得、上記トナー原料を粉砕・
分級してトナーを製造するトナーの製造システムであ
る。まずその全体の構成について説明する。図４に示す
ように、本形態に係るトナーの製造システム３０は、３
つの粉砕機すなわち第１粉砕機（第１粉砕手段）３１、
第２粉砕機（第２粉砕手段）３５および第３粉砕機（第
３粉砕手段）４０と、２つの分級機すなわち第１分級機
（第１分級手段）３４および第２分級機（第２分級手
段）３９を備えている。

【００２４】上記第１粉砕機３１は機械式に粉砕する。
第２・第３粉砕機３５・４０はジェット式に粉砕する。
第１・第２分級機は風力式に分級するものである。ただ
しこれらに限定されない。

【００２５】第１粉砕機３１には導入口３１ａが設けら
れ、ここから上記トナー原料が導入される。第１粉砕機
３１の排出口３１ｂには充填機３２が接続される。充填
機３２の排出口は、配送管（第１配送部材）３３を介し
て第１分級機３４の導入口３４ａに接続されている。

【００２６】第１分級機３４の粗粉排出口は、第２粉砕
機３５の図示しない導入口に接続されている。第２粉砕
機３５の図中右側にはエアーコンプレッサ３６が接続さ
れている。上記エアーコンプレッサ３６が上記導入口へ
圧縮空気を送り込んで図示しないノズルから第２粉砕機
３５内へ被粉砕物を勢いよく送り込み、これによって被
粉砕物を粉砕して粉砕物を得るようになっている。

【００２７】第２粉砕機３５の図中左側には排出口３５
ｂがある。上記配送管３３は分岐してこの排出口３５ｂ
にも接続されており、第２粉砕機３５から上記配送管３
３を介して第１分級機３４へ粉砕物を配送・供給できる
ようになっている。

【００２８】一方、第１分級機３４の粉砕物排出口３４
ｂは、サイクロン３７の導入口３７ａに接続されてい
る。サイクロン３７の排出口３７ｂは、配送管（第２配
送部材）３８を介して第２分級機３９の第１導入口３９
ａに接続されている。

【００２９】第２分級機３９の粗粉排出口は第３粉砕機
４０の図示しない導入口に接続されている。第３粉砕機
４０の図中右側にはエアーコンプレッサ４１が接続さ
れ、上記エアーコンプレッサ４１が、上記導入口へ圧縮
空気を送り込んで図示しないノズルから第３粉砕機４０
に被粉砕物を勢いよく送り込み、これによって被粉砕物
を粉砕して粉砕物を得るようになっている。

【００３０】第３粉砕機４０の図中左側には排出口４０
ｂがある。この排出口４０ｂは、配送管（第２配送部
材）４２を介して第２分級機３９の第２導入口３９ｄに
接続されており、第３粉砕機４０から上記配送管４２を
介して第２分級機３９へ粉砕物を配送・供給できるよう
になっている。

【００３１】一方、第２分級機３９の粉砕物排出口３９
ｂは、サイクロン４３の導入口４３ａに接続されてい
る。サイクロン４３の排出口４３ｂは、配送管４４を介
して充填機４５に接続されている。充填機４５はサイク
ロン４６に接続され、サイクロン４６の排出口４６ｂか
ら製品のトナーが排出されるようになっている。

【００３２】また、第１分級機３４、サイクロン３７、
第２分級機３９、サイクロン４３およびサイクロン４６
の各上部にはそれぞれ微粉排出口３４ｃ、３７ｃ、３９
ｃ、４３ｃおよび４６ｃが設けられ、これら各微粉排出
口が微粉配送管４７を介して微粉サイクロン４８に接続
されている。

【００３３】このように、第２分級機３９に導入される
粉砕物の導入口は、第１導入口３９ａと第２導入口３９
ｄとの２か所ある。これらはそれぞれ、第１分級機３４
から第１分級粉砕物を導入する口と、第３分級機４０か
ら第２分級粉砕物を導入する口とである。このため、効
率的に微粉発生を抑制できる。

【００３４】第２および第３粉砕機３５・４０はそれぞ
れ、上記したようにエアーコンプレッサを用いて勢いよ
く粉砕室内に被粉砕物を送り込むことによって被粉砕物
に衝撃を与え、これを粉砕して粉砕物を得るようになっ
ている。次に、上記第２および第３粉砕機３５・４０の
各粉砕室の構成について述べる。

【００３５】図１に示すように、第３粉砕機４０の第３
粉砕室１は円筒状に形成されており、図中右側および左
側が底面である。その一方の底面１ａの中心部に、円筒
形状の第３ノズル２が底面１ａと同軸上になる位置に設
けられている。そして、この第３ノズル２からこの第３
粉砕室１内へ矢印Ｅの向きに被粉砕物８が入ってくるよ
うになっている。この方向に対して直角に、第３粉砕室
１の断面の直径と等しい直径を有する円盤状の第３衝突
板（第３衝突部材）３が設けられている。

【００３６】上記第３衝突板３の、被粉砕物８と衝突す
る面である衝突面４の中央に、図１および図２に示すよ
うに、底面１ａと同軸上になる位置に円錐５が設けられ
ている。この円錐５の底面の直径Ｂは、第３衝突板３の
直径Ａの(1/3) ないし(2/3)である。また、この円錐５
の頂点の角度は例えば４５度以上９０度以下である。図
１に示すように、第３衝突板３と第３ノズル２先端間の
距離Ｃとしては、１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下が、強い衝
撃力が得られ、被粉砕物８をより効率的に粉砕して第３
粉砕物を得ることができるため好ましい。

【００３７】図３に示すように、第２粉砕機３５の第２
粉砕室２１は第３粉砕室１と同様に円筒状に形成されて
おり、図中右側および左側が底面である。その一方の底
面２１ａの中心部に円筒形状の第２ノズル２２が底面２
１ａと同軸上になる位置に設けられている。そしてこの
第２ノズル２２からこの第２粉砕室２１内へ矢印Ｆの向
きに被粉砕物８が入ってくるようになっている。この方
向に対して後述の角度Ｇを有するように、第２粉砕室２
１の断面の直径と等しい直径を有する円盤状の第２衝突
板（第２衝突部材）２３が設けられている。

【００３８】上記第２衝突板２３の、被粉砕物８と衝突
する面である衝突面２４は平面状になっている。そし
て、この衝突面２４は、被粉砕物８が入ってくる方向で
ある上記矢印Ｆの方向に対し、４５度ないし９０度の角
度Ｇをなしている。第２衝突板２３と第２ノズル２２先
端間の距離Ｄとしては、７０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下
が、過剰な粉砕をより抑制することができるため好まし
い。

【００３９】次に、本形態に係るトナーの製造システム
全体の動作について図４を参照して説明する。

【００４０】トナー原料が第１粉砕機３１に導入口３１
ａから導入され、機械的に粉砕される。粉砕物が排出口
３１ｂから充填機３２を介して配送管３３によって第１
分級機３４に配送される。第１分級機３４で、第１分級
粗粉とそれより粒径の小さい第１分級粉砕物とに分級さ
れる。第１分級粗粉はその下の第２粉砕機３５に送ら
れ、粉砕されて第２粉砕物が得られる。

【００４１】この第２粉砕物が配送管３３によって再び
第１分級機３４に配送され、そこで再度分級される。

【００４２】次に、第１分級機３４から戻されて再分級
された分も含めて、第１分級粉砕物が排出口３４ｂから
サイクロン３７を介して配送管３８よって第２分級機３
９に配送される。第２分級機３９で、第２分級粗粉とそ
れより粒径の小さい第２分級粉砕物とに分級される。

【００４３】第２分級粗粉はその下の第３粉砕機４０に
送られ、粉砕されて第３粉砕物が得られる。

【００４４】この第３粉砕物が配送管４２によって再び
第２分級機３９に配送され、そこで再度分級されて、粗
粉と微粉との中間の粒径を有する粉砕物が得られる。こ
の粉砕物が排出口３９ｂからサイクロン４３へ送られ、
充填機４５およびサイクロン４６を介した後、排出口４
６ｂから目的物であるトナーが上記第２分級粉砕物とし
て得られる。なお、より粒径の大きなものは再度第３粉
砕機４０での粉砕と第２分級機３９での分級が繰り返さ
れる。

【００４５】また、第１分級機３４、サイクロン３７、
第２分級機３９、サイクロン４３およびサイクロン４６
の微粉排出口３４ｃ、３７ｃ、３９ｃ、４３ｃおよび４
６ｃから、粉砕でできた微粉や微粉がさらに粉砕されて
出来た超微粉が、微粉配送管４７を介して微粉サイクロ
ン４８へ吸引され、回収される。

【００４６】次に、第２粉砕機３５および第３粉砕機４
０内の動作について図１ないし図４を用いて説明する。

【００４７】まず、第２粉砕機３５において、図３に示
すように、被粉砕物８が第２ノズル２２から入ってくる
と、第２衝突板２３に衝突する。第２衝突板２３は、被
粉砕物８が衝突する方向Ｆに対して前述のように４５度
ないし９０度の角度Ｇをなすように設置されているた
め、被粉砕物８が第２衝突板２３に衝突後逆方向へ跳ね
返ったあと、じきに停止する。このため、第２粉砕機３
５での粉砕ができるだけ弱い衝撃力で行われるので、被
粉砕物８の第２衝突板２３への衝突回数を最小限にとど
め、過剰な粉砕を抑制することができる。このため、微
粉発生が低減される。

【００４８】一方、第３粉砕機４０においては、図１に
示すように、被粉砕物８が第３ノズル２から入ってくる
と、第３衝突板３に設けられた円錐５の面に衝突する。
そして、その後跳ね返り、同図に示すように、第３粉砕
室１の内壁にやはり勢いよく衝突する。そして、第３衝
突板３または第３粉砕室１内壁への衝突を、十分な勢い
を持ったまま繰り返す。このため、１回の粉砕動作すな
わち粉砕エア圧の噴射による第３ノズル２からの被粉砕
物８の導入で、第３衝突板３や第３粉砕室１内壁への複
数回の被粉砕物８の衝突が起こる。したがって、第３衝
突板３では、強い衝撃力によって少量の被粉砕物８を十
分に粉砕することができる。

【００４９】〔基本的な構成形態２〕 本発明の他の基本的な構成形態について図５および図６
に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明
の便宜上、前記の基本的な構成形態１の図面に示した部
材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し
てその説明を省略する。

【００５０】上記第３衝突部材以外は前記基本的な構成
形態１と同様である。

【００５１】本形態では、図５に示すように、前記基本
的な構成形態１と同様の第３衝突板（第３衝突部材）３
を設け、上記第３衝突板３の面を衝突面４とする。

【００５２】この衝突面４は、図５および図６に示すよ
うに、平面状の板に、第３粉砕室１と同軸となるよう
に、同心円状にＶ字型の溝６…が設けられた構成となっ
ている。

【００５３】被粉砕物８が第３ノズル２から第３粉砕室
１内へ入ってくると、第３衝突板３の上記溝６…の面に
衝突する。そして、その後跳ね返り、別の溝６の面や第
３粉砕室１の内壁に勢いよく何度も衝突する。これによ
り、被粉砕物８を十分粉砕することができる。

【００５４】〔基本的な構成形態３〕 本発明のさらに他の基本的な構成形態について図７に基
づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便
宜上、前記の基本的な構成形態の図面に示した部材と同
一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその
説明を省略する。

【００５５】上記第３衝突部材以外は前記基本的な構成
形態と同様である。

【００５６】本形態では、図７に示すように、第３ノズ
ル２から第３粉砕室１内へ被粉砕物８が入ってくる方向
に対して直角に、第３粉砕室１の断面の直径と等しい直
径を有する円盤状の第３衝突板（第３衝突部材）３を設
け、上記第３衝突板３の、被粉砕物８と衝突する面を衝
突面７とする。そしてこの衝突面７を滑らかな凹面状に
構成する。

【００５７】被粉砕物８が第３ノズル２から第３粉砕室
１内へ入ってくると、第３衝突板３の上記凹面状の衝突
面７に衝突する。そして、その後跳ね返り、第３粉砕室
１の内壁に勢いよく衝突する。そして、衝突面７または
粉砕室１内壁への衝突を、十分な勢いを持ったまま繰り
返す。これにより、被粉砕物８を十分粉砕することがで
きる。

【００５８】〔実施の形態１〕 本発明の実施の形態について図８に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の基
本的な構成形態の図面に示した部材と同一の機能を有す
る部材には、同一の符号を付記してその説明を省略す
る。

【００５９】上記第２および第３ノズル以外は前記基本
的な構成形態と同様である。

【００６０】第３ノズル２は、図８に示すように、被粉
砕物が通る内面に、螺旋状の一本の溝１０が刻まれてい
る。被粉砕物は、この溝１０に沿ってノズル内を回転し
ながら第２粉砕室へ入るようになっている。このよう
に、溝１０は、被粉砕物を第３粉砕室へ案内する機能を
有している。このため、被粉砕物が衝突板３へ、拡散さ
れることなく迅速かつ確実に供給されるようになってい
る。

【００６１】第２ノズル２２も第３ノズル２と全く同じ
構成となっており、同様の効果が得られる。

【００６２】〔粉砕例１〕 粉砕例について説明すれば、以下の通りである。

【００６３】本粉砕例は、結着樹脂および着色剤を有す
る組成物を溶融混練して混練物を得、上記混練物を冷却
固化して固形のトナー原料を得、上記トナー原料を粉砕
・分級してトナーを製造するトナーの製造システムであ
る。

【００６４】まず、比較のために、前記基本的な構成形
態１に係るトナーの製造システムとは第２分級手段・第
２・第３粉砕手段を備えない点が異なる従来の製造シス
テムで、以下の方法にてトナー原料を粉砕してトナーを
製造した。

【００６５】ここで用いるトナー原料は、スチレンアク
リル樹脂、ワックス、カーボンおよび帯電制御剤から構
成された混練固化物である。このトナー原料を機械式粉
砕機により、４０〜６０μｍの範囲よりも大きな粒径に
粗砕して粉砕物を得た。粉砕機として日本ニューマチッ
ク社製ＩＤＳ５型を用い、粉砕エア圧は５kg/cm²であっ
た。上記粉砕物を風力分級機へ導入して、粗粉と微粉と
に風力分級した。粒度分布測定器としてコールター社製
ＴＡ２を用いた。

【００６６】各チャンネルの篩の目（直径）は、表１に
示す通りである。結果を表２および表３に示す。微粉発
生率は（微粉重量／トナー原料投入重量）×１００で求
めた。

【００６７】

【表１】

【００６８】

【表２】

【００６９】

【表３】

【００７０】また、上記トナー原料を、前記基本的な構
成形態１に係る方法で粉砕した。その際、上記トナー原
料を機械式の第１粉砕機３１により４０〜６０μｍの範
囲内の粒径に粗砕して第１粉砕物を得た。また、第２粉
砕機３５における第２粉砕室２１内の第２衝突板２３の
衝突面２４を、粉砕エアーすなわち被粉砕物８の方向
（図３中、Ｆの方向）に対して９０度になるように設置
した。さらに、第３粉砕機４０における第３粉砕室１内
の第３衝突板として、第３粉砕室１の内径（３０ｍｍ）
にちょうどはまる大きさの円盤型の第３衝突板を使用し
た。第３衝突板の衝突面には直径３０ｍｍ、頂点の角度
＝５０度の円錐を形成してある。また、第２および第３
ノズル２２・２は、実施の形態１に記載したように、そ
の内面が螺旋状になったものを用いた。第２粉砕エア圧
は２kg/cm²、第３粉砕エア圧は４kg/cm²とした。結果を
表４および表５に示す。

【００７１】

【表４】

【００７２】

【表５】

【００７３】従来の粉砕方法と比べ、トータル微粉発生
量は８．０％低減され、かつ、粒度分布もシャープにな
っていることが分かる。

【００７４】〔粉砕例２〕 第２粉砕機３５における第２衝突板２３として、衝突面
２４の形状が粉砕エアーに対して６０度の傾斜角度Ｇを
なす板を用いた（図３参照）。また、第３粉砕機４０に
おける第３粉砕室１内の第３衝突板３の衝突面４（直径
Ａ＝３０ｍｍ）の中央に、直径Ｂ＝１５ｍｍの円錐５を
施した（図１参照）ものを用いて粉砕を行った。第２粉
砕エア圧は３kg/cm²、第３粉砕エア圧は８kg/cm²とし
た。それ以外の条件は粉砕例１に示した前記基本的な構
成形態１に係る条件と同じである。結果を表６および表
７に示す。

【００７５】

【表６】

【００７６】

【表７】

【００７７】〔粉砕例３〕 また、第２衝突板２３の傾斜角度Ｇと円錐５の直径Ｂと
を表８に示すように変え、他は粉砕例２と同様にして粉
砕した。結果を表８および表９に示す。

【００７８】

【表８】

【００７９】

【表９】

【００８０】表６ないし表９から分かるように、傾斜角
度Ｇを４５度ないし９０度にすることにより、従来の粉
砕方法よりもさらにトータル微粉発生量を低減できるこ
とが分かる。また、円錐５の直径Ｂを衝突面４の直径Ａ
の（１／３）ないし（２／３）にすることにより、従来
の粉砕方法よりもさらにトータル微粉発生量を低減でき
ることが分かる。また、粒度分布も従来の粉砕方法より
シャープになっていることが分かる。

【００８１】〔粉砕例４〕 ５０ｋｇの上記トナー原料に対し、第２粉砕エア圧は３
kg/cm²、第３粉砕エア圧は７kg/cm²とし、第２粉砕機３
５の第２衝突板２３・第２ノズル２２間距離、第３粉砕
機４０の第３衝突板３・第３ノズル２間距離を表１０お
よび表１１に示したように設定し、それ以外の条件は粉
砕例２と同じにして粉砕を行った。この条件下で連続粉
砕処理し、粉砕時間を測定した。ここで、粉砕時間と
は、５０ｋｇのトナー原料を粉砕してトナーを得るのに
要する時間である。結果を表１０および表１１に示す。

【００８２】

【表１０】

【００８３】

【表１１】

【００８４】このなかで、粉砕時間の長い悪い例として
No. １、３５、粉砕時間の短い良い例としてNo. ９、１
７、１８、２６および２７の詳細なデータを表１２およ
び表１３に示す。

【００８５】

【表１２】

【００８６】

【表１３】

【００８７】表１０ないし表１３から分かるように、N
o. １〜７では、第２粉砕機３５の第２衝突板２３・第
２ノズル２２間距離が短いために過粉砕となり、微粉発
生量が２５％を越える結果となった。また、粉砕時間も
６０分を越え、効率が悪かった。No. ９〜１３、No. １
６〜２０、No. ２３〜２７においては、粉砕時間も短
く、比較的エネルギー効率の良い粉砕が実現できた。こ
れは、第２及び第３粉砕機の各衝突板・ノズル間距離が
適切であったためと思われる。No. ２９〜３５では、微
粉発生量は比較的少ないものの、粉砕時間が長くなり、
エネルギー効率が良くなかった。

【００８８】〔粉砕例５〕 直径３０ｍｍ、内径２０ｍｍ×長さ１５ｍｍのアルミナ
セラミック製の筒の内面に、ピッチ４ｍｍで半径Ｒ＝２
ｍｍの螺旋状の溝１０（図８参照）を施した第２・第３
ノズル２２・２を用い、粉砕例１に記したトナー原料５
０ｋｇを粉砕例４のNo. ５の条件で粉砕した。粉砕に要
した時間は５３分であった。結果を表１４および表１５
に示す。

【００８９】

【表１４】

【００９０】

【表１５】

【００９１】第２・第３ノズル２２・２の内面に螺旋状
の溝１０を施すことで、被粉砕物８が拡散することなく
各粉砕室に供給されるため、No. ５の結果よりもさらに
微粉発生が抑制され、効率よく粉砕できた。

【００９２】〔粉砕例６〜１４〕 前記トナー原料を第１粉砕機３１により中心粒径５０μ
ｍの第１粉砕物に粗砕した。また、第３粉砕機４０にお
ける第３粉砕室１（内径３０ｍｍ）内の第３衝突板３と
して、直径３０ｍｍ、頂点の角度５０度の円錐形状のも
のを用いた。第２および第３ノズル２２・２の内面は螺
旋状のものを使用した。衝突板・ノズル間距離は、第２
粉砕において１００ｍｍ、第３粉砕において５０ｍｍと
した。第２粉砕・第３粉砕の粉砕エア圧を粉砕例６〜１
４においてそれぞれ表１６のように設定した。微粉発生
率を調べた結果を表１７に示す。表中、粉砕時間とは、
５０ｋｇのトナー原料を粉砕するのに必要な時間であ
る。また、この際の粒度分布を表１８に示す。

【００９３】

【表１６】

【００９４】

【表１７】

【００９５】

【表１８】

【００９６】上記表に示された結果および今までの粉砕
例の結果から、第２粉砕で第１分級粗粉を２〜４kg/cm²
の範囲の粉砕エア圧で粉砕し、第３粉砕で第２分級粗粉
を４〜８kg/cm²の範囲の粉砕エア圧で粉砕すると、微粉
発生を抑制した効率の良い粉砕ができるが、粉砕エア圧
がこの範囲外であれば、微粉発生が多く、また粉砕時間
が長く必要となることが分かる。

【００９７】〔比較例〕 粉砕例５において、第２分級機３９に導入される第１分
級粉砕物の導入口を２か所から１か所に減らした。すな
わち、第３粉砕機４０と第２分級機３９との間での第３
粉砕物の流通を無くした。この状態で、５０ｋｇのトナ
ー原料を粉砕例５と同様に粉砕した。

【００９８】得られた粉砕物であるトナーの粒度分布は
粉砕例５と同様であったが、微粉発生量がトータル微粉
量で７．５％増加し、１７．２％と多くなった。また、
粉砕に要した時間も増加し、６８分であった。

【００９９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載のトナーの
製造システムは、固形のトナー原料を粉砕・分級してト
ナーを製造するトナーの製造システムにおいて、上記ト
ナー原料を粗砕して第１粉砕物を得る第１粉砕手段と、
固形物を第１分級粗粉とそれより粒子径の小さい第１分
級粉砕物とに分級する第１分級手段と、上記第１分級粗
粉を第２ノズルにより第２粉砕室へ導入し、上記第２粉
砕室内に設けられた第２衝突部材に上記第１分級粗粉を
衝突させることによって粉砕して第２粉砕物を得る第２
粉砕手段と、上記第１粉砕物と上記第２粉砕物とを上記
第１分級手段に配送する第１配送部材と、固形物を第２
分級粗粉とそれより粒子径の小さい第２分級粉砕物とに
分級する第２分級手段と、上記第２分級粗粉を第３ノズ
ルにより第３粉砕室へ導入し、上記第３粉砕室内に設け
られた第３衝突部材に上記第２分級粗粉を衝突させるこ
とによって粉砕して第３粉砕物を得る第３粉砕手段と、
上記第１分級粉砕物と上記第３粉砕物とを上記第２分級
手段に配送する第２配送部材とを備え、上記第２衝突部
材が、第２ノズルから第２粉砕室へ向かう方向に対して
衝突面形状が４５度以上９０度以下の第２衝突板を有
し、上記第３衝突部材が、第３ノズルから第３粉砕室へ
導入された第２分級粗粉を衝突させた後に第２分級粗粉
を第３粉砕室内面に衝突させるものであり、上記第３衝
突部材の、上記第２分級粗粉と衝突する衝突面が、平面
上の板に、上記第３粉砕室と同軸となるように、同心円
状にＶ字型の溝が設けられた形状を有し、上記第２およ
び第３ノズルの内面に螺旋状の溝が設けられた構成であ
る。また、請求項２記載のトナーの製造システムは、固
形のトナー原料を粉砕・分級してトナーを製造するトナ
ーの製造システムにおいて、上記トナー原料を粗砕して
第１粉砕物を得る第１粉砕手段と、固形物を第１分級粗
粉とそれより粒子径の小さい第１分級粉砕物とに分級す
る第１分級手段と、上記第１分級粗粉を第２ノズルによ
り第２粉砕室へ導入し、上記第２粉砕室内に設けられた
第２衝突部材に上記第１分級粗粉を衝突させることによ
って粉砕して第２粉砕物を得る第２粉砕手段と、上記第
１粉砕物と上記第２粉砕物とを上記第１分級手段に配送
する第１配送部材と、固形物を第２分級粗粉とそれより
粒子径の小さい第２分級粉砕物とに分級する第２分級手
段と、上記第２分級粗粉を第３ノズルにより第３粉砕室
へ導入し、上記第３粉砕室内に設けられた第３衝突部材
に上記第２分級粗粉を衝突させることによって粉砕して
第３粉砕物を得る第３粉砕手段と、上記第１分級粉砕物
と上記第３粉砕物とを上記第２分級手段に配送する第２
配送部材とを備え、上記第２衝突部材が、第２ノズルか
ら第２粉砕室へ向かう方向に対して衝突面形状が４５度
以上９０度以下の第２衝突板を有し、上記第３衝突部材
が、第３ノズルから第３粉砕室へ導入された第２分級粗
粉を衝突させた後に第２分級粗粉を第３粉砕室内面に衝
突させるものであり、上記第３衝突部材の、上記第２分
級粗粉と衝突する衝突面が凹面状であり、上記第２およ
び第３ノズルの内面に螺旋状の溝が設けられた構成であ
る。

【０１００】それゆえ、微粉発生を低減して効率良く粒
度分布のシャープなトナーを製造することができるの
で、画像の濃度を上げ、カブリを抑えた高画質を実現す
ることができるという効果を奏する。

【０１０１】また、システムにおける粉砕のエネルギー
効率を向上させることができるという効果を奏する。

【０１０２】上記のトナー製造システムにおいて、第２
衝突板と第２ノズル先端間距離を７０ｍｍ以上１２０ｍ
ｍ以下にし、第３衝突板と第３ノズル先端間距離を１０
ｍｍ以上７０ｍｍ以下にすることできる。

【０１０３】それゆえ、微粉発生を一層低減することが
できるとともに第３粉砕手段において少ない量の粗大粒
子を一層効率的に粉砕することができるという効果を奏
する。

【０１０４】また、上記の効果に加えて効率よくトナー
を製造することができるという効果を奏する。

【０１０５】請求項３記載のトナーの製造システムは、
請求項１または２に記載のトナーの製造システムにおい
て、第１粉砕手段でトナー原料を４０〜６０μｍの粒径
に粗砕して第１粉砕物を得、第２粉砕手段で第１分級粗
粉を２〜４kg/cm²の範囲の粉砕エア圧で粉砕し、第３粉
砕手段で第２分級粗粉を４〜８kg/cm²の範囲の粉砕エア
圧で粉砕することを特徴としている。

【０１０６】それゆえ、微粉発生を一層低減することが
できるとともに、第３粉砕手段において少ない量の粗大
粒子を一層効率的に粉砕することができるという効果を
奏する。

【０１０７】請求項４記載のトナー製造方法は、固形の
トナー原料を粉砕・分級してトナーを製造するトナーの
製造方法において、請求項１ないし３のいずれかに記載
のトナー製造システムを用いて、固形のトナー原料を粗
砕して第１粉砕物を得、上記第１粉砕物を第１分級粗粉
とそれより粒子径の小さい第１分級粉砕物とに分級し、
上記第１分級粗粉に衝撃力を与えることによって粉砕し
て第２粉砕物を得、上記第１粉砕物と上記第２粉砕物と
を混合して第１分級粗粉と第１分級粉砕物とに分級し、
上記第１分級粉砕物を第２分級粗粉とそれより粒子径の
小さい第２分級粉砕物とに分級し、上記第２分級粗粉
を、上記第２粉砕物を得る時の衝撃力よりも強い衝撃力
で粉砕して第３粉砕物を得、上記第１分級粉砕物と上記
第３粉砕物とを混合して第２分級粗粉と第２分級粉砕物
とに分級する方法である。

【０１０８】それゆえ、微粉発生を低減して効率良く粒
度分布のシャープなトナーを製造することができるの
で、画像の濃度を上げ、カブリを抑えた高画質を実現す
ることができるという効果を奏する。

【０１０９】また、システムにおける粉砕のエネルギー
効率を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】トナー製造システムの基本的な構成形態におけ
る第３粉砕機の第３粉砕室を示す断面図である。

【図２】第３粉砕室に設けられた第３衝突板を示すもの
であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は斜視図であ
る。

【図３】第２粉砕機の第２粉砕室を示す断面図である。

【図４】トナー製造システムの概略の構成を示す平面図
である。

【図５】トナー製造システムの他の基本的な形態におけ
る第３粉砕機の第３粉砕室を示す断面図である。

【図６】第３粉砕室に設けられた第３衝突板を示す平面
図である。

【図７】トナー製造システムのさらに他の基本的な構成
形態における第３粉砕機の第３粉砕室を示す断面図であ
る。

【図８】第３ノズルの概略の構成を示すものであり、同
図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は底面図である。

【符号の説明】

１ 第３粉砕室 ２ 第３ノズル ３ 第３衝突板（第３衝突部材） ４ 衝突面 ５ 円錐 ６ 溝 ７ 衝突面 ８ 被粉砕物 １０ 溝 ２１ 第２粉砕室 ２２ 第２ノズル ２３ 第２衝突板（第２衝突部材） ２４ 衝突面 ３１ 第１粉砕機（第１粉砕手段） ３３ 配送管（第１配送部材） ３４ 第１分級機（第１分級手段） ３５ 第２粉砕機（第２粉砕手段） ３８ 配送管（第２配送部材） ３９ 第２分級機（第２分級手段） ４０ 第３粉砕機（第３粉砕手段） ４２ 配送管（第２配送部材）

フロントページの続き (72)発明者 森西 康晴 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 中野 暢彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 中村 雅 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 大内 武明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 小川 哲 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−112627（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−30845（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−1033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−112626（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−179045（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固形のトナー原料を粉砕・分級してトナー
   を製造するトナーの製造システムにおいて、 上記トナー原料を粗砕して第１粉砕物を得る第１粉砕手
   段と、 固形物を第１分級粗粉とそれより粒子径の小さい第１分
   級粉砕物とに分級する第１分級手段と、 上記第１分級粗粉を第２ノズルにより第２粉砕室へ導入
   し、上記第２粉砕室内に設けられた第２衝突部材に上記
   第１分級粗粉を衝突させることによって粉砕して第２粉
   砕物を得る第２粉砕手段と、 上記第１粉砕物と上記第２粉砕物とを上記第１分級手段
   に配送する第１配送部材と、 固形物を第２分級粗粉とそれより粒子径の小さい第２分
   級粉砕物とに分級する第２分級手段と、 上記第２分級粗粉を第３ノズルにより第３粉砕室へ導入
   し、上記第３粉砕室内に設けられた第３衝突部材に上記
   第２分級粗粉を衝突させることによって粉砕して第３粉
   砕物を得る第３粉砕手段と、 上記第１分級粉砕物と上記第３粉砕物とを上記第２分級
   手段に配送する第２配送部材とを備え、 上記第２衝突部材が、第２ノズルから第２粉砕室へ向か
   う方向に対して衝突面形状が４５度以上９０度以下の第
   ２衝突板を有し、 上記第３衝突部材が、第３ノズルから第３粉砕室へ導入
   された第２分級粗粉を衝突させた後に第２分級粗粉を第
   ３粉砕室内面に衝突させるものであり、 上記第３衝突部材の、上記第２分級粗粉と衝突する衝突
   面が、平面上の板に、上記第３粉砕室と同軸となるよう
   に、同心円状にＶ字型の溝が設けられた形状を有し、 上記第２および第３ノズルの内面に螺旋状の溝が設けら
   れた ことを特徴とするトナーの製造システム。
2. 【請求項２】固形のトナー原料を粉砕・分級してトナー
   を製造するトナーの製造システムにおいて、 上記トナー原料を粗砕して第１粉砕物を得る第１粉砕手
   段と、 固形物を第１分級粗粉とそれより粒子径の小さい第１分
   級粉砕物とに分級する第１分級手段と、 上記第１分級粗粉を第２ノズルにより第２粉砕室へ導入
   し、上記第２粉砕室内に設けられた第２衝突部材に上記
   第１分級粗粉を衝突させることによって粉砕して第２粉
   砕物を得る第２粉砕手段と、 上記第１粉砕物と上記第２粉砕物とを上記第１分級手段
   に配送する第１配送部材と、 固形物を第２分級粗粉とそれより粒子径の小さい第２分
   級粉砕物とに分級する第２分級手段と、 上記第２分級粗粉を第３ノズルにより第３粉砕室へ導入
   し、上記第３粉砕室内に設けられた第３衝突部材に上記
   第２分級粗粉を衝突させることによって粉砕して第３粉
   砕物を得る第３粉砕手段と、 上記第１分級粉砕物と上記第３粉砕物とを上記第２分級
   手段に配送する第２配送部材とを備え、 上記第２衝突部材が、第２ノズルから第２粉砕室へ向か
   う方向に対して衝突面形状が４５度以上９０度以下の第
   ２衝突板を有し、 上記第３衝突部材が、第３ノズルから第３粉砕室へ導入
   された第２分級粗粉を衝突させた後に第２分級粗粉を第
   ３粉砕室内面に衝突させるものであり、 上記第３衝突部材の、上記第２分級粗粉と衝突する衝突
   面が凹面状であり、 上記第２および第３ノズルの内面に螺旋状の溝が設けら
   れた ことを特徴とするトナーの製造システム。
3. 【請求項３】第１粉砕手段でトナー原料を４０〜６０μ
   ｍの粒径に粗砕して第１粉砕物を得、第２粉砕手段で第
   １分級粗粉を２〜４kg/cm²の範囲の粉砕エア圧で粉砕
   し、第３粉砕手段で第２分級祖粉を４〜８kg/cm²の範囲
   の粉砕エア圧で粉砕することを特徴とする請求項１また
   は２に記載のトナーの製造システム。
4. 【請求項４】固形のトナー原料を粉砕・分級してトナー
   を製造するトナーの製造方法において、 請求項１ないし３のいずれかに記載の製造システムを用
   いて、 上記第１粉砕物を第１分級粗粉とそれより粒子径の小さ
   い第１分級粉砕物とに分級し、 上記第１分級粗粉に衝撃力を与えることによって粉砕し
   て第２粉砕物を得、 上記第１粉砕物と上記第２粉砕物とを混合して第１分級
   粗粉と第１分級粉砕物とに分級し、 上記第１分級粉砕物を第２分級粗粉とそれより粒子径の
   小さい第２分級粉砕物とに分級し、 上記第２分級粗粉を、上記第２粉砕物を得る時の衝撃力
   よりも強い衝撃力で粉砕して第３粉砕物を得、 上記第１分級粉砕物と上記第３粉砕物とを混合して第２
   分級粗粉と第２分級粉砕物とに分級することを特徴とす
   るトナーの製造方法。