JP4011279B2 - 分級装置およびこれを用いたトナー製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電荷像を現像するための乾式トナーの製造装置に関し、特に、所望の粒径を得るために粒子の篩い分けを行う分級装置およびこれを用いたトナー製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ミクロンオーダーの固体物質を粗粉と微粉に分離させるための分級装置は、円筒形状の分散室と分級室によって構成され、当該分散室と当該分級室との間に、円錐状部材を有し、当該分散室の上部外側表面一端の口から固体物質を供給し、当該分散室内部に形成された旋回流によって分散作用を受け、さらに当該分級室へと導かれ遠心分離によって、微粉排出口又は粗粉排出口へと排出され、固体物質が粗粉と微粉に分離される。
【0003】
例えば、特開平10−43692号公報に開示された技術では、前述の分級装置において、分級室上部に旋回流を形成するロータを設け、分散室内での固体粒子の凝集を防止することで製品回収率を向上させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平10−43692号公報に開示された技術によれば、分散室内での固体粒子の凝集を防止することができるが、前記分級装置のさらなる生産効率向上が望まれる。
【0005】
前記分級装置の生産効率をさらに向上させるため、まず、前記分散室に供給された固体物質の分散性の向上が必要である。なぜなら、供給された固体物質の一つ一つは速やかに分散室を通過し、分級室へと導かれ分離作用を受けるのが理想的であるが、分散室内で固体物質は粒子が相互に関わりあって凝集物となる場合があり、分級精度の低下を招いているからである。
【0006】
次いで、前記分級装置の分級室内での分級精度の向上が必要である。前述のように供給された固体物質の一つ一つは分散室から分級室へと導かれるが、ここで理想とする分級は、所望の粒径以上の固体物質はすべて粗粉回収側へ、所望の粒径以下の固体物質は微粉回収側に回収されることである。ところが、実際の分級装置においては、分級誤差があり、所望の粒径以上の固体物質が微粉回収側へ、また所望の粒径以下の固体物質が粗粉回収側へ回収されてしまう。そこで、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級装置が求められる。
【0007】
本発明の目的は、このような問題点を改善し、分散室内での分散性向上を容易な設備変更で可能とする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。また、本発明の他の目的は、このような問題点を改善し、分級室内での分級精度向上を達成し、必要とする大きさの範囲の粒子を高効率で分離することができる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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、固体物質を円筒形状の分散室に供給して分散させ、さらに前記分散室下方の円筒形状の分級室内に旋回流を形成し、前記固体物質を遠心分離する分級装置であって、前記分散室に固体物質を供給する固体物質供給手段と、前記固体物質供給手段によって固体物質が供給される固体物質供給口の前記分散室側に直接設けられ、前記分散室の上部で、供給された固体物質が滞留することを防ぐ滞留防止手段と、供給された固体物質を前記分級室へ案内する案内部材と、この案内部材の下方に配置され、この案内部材と共に前記分級室を形成する分級部材と、前記分級室内に形成される旋回流により、所定の粒径よりも細かい固体物質の微粉が回収される微粉回収方向の中央部から、前記微粉を排出する微粉排出手段と、前記分級室内に形成される旋回流により、所定の粒径よりも粗い固体物質の粗粉が回収される粗粉回収方向の間隙から、前記粗粉を排出する粗粉排出手段とを備えたことに特徴がある。
【0009】
分級装置において、分散室上部で固体物質の滞留を防止する滞留防止手段と、分級室内に形成される旋回流により固体物質の粗粉が回収される粗粉回収方向の間隙から粗粉を排出する粗粉排出手段とを設けることにより、分散室での固体物質の分散性向上、延いては分級室での分級精度向上をはかることができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の分級装置において、前記固体物質の供給口が複数設置されていることに特徴がある。
【0013】
分級装置の分散室上部で、滞留防止手段により、自在に位置が変更できる固体物質供給口を複数設置するように設定する。このように設定するのは、固体物質供給口を複数にすることにより、固体物質が一定供給量に対して分散されて供給されるため、粒子が相互に関わりにくくなることによる。よって、自在に位置が変更できる固体物質供給口を複数設けるように設定するのが好ましい。
【0014】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の分級装置において、前記粗粉が前記微粉排出手段へ導かれることを阻止する粗粉流阻止手段を備え、この粗粉流阻止手段は、リング状部材からなることに特徴がある。
【0015】
分級装置において、分級室上部に設けた円錐状部材下部にリング状部材を設けるように設定する。このように設定するのは、従来の分級装置の分級室内部には分布を持った流れが形成されており、特に円錐状部材の下部壁面(内面)付近は他の場所に比べて速度が速くなっているため、分級室内に導かれた固体物質は分級装置中心部へと導かれやすくなる。したがって、粗粉回収側へと回収されるべき固体物質が微粉回収側へと導かれ、分級精度を低下させているため、円錐状部材の下部壁面にリング状部材を設けることで、壁面に沿う流れが変化し、粗粉回収側(粗粉排出手段)に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側(微粉排出手段)に導かれる作用を防ぐことができるのである。よって、分級室上部に設けられた円錐状部材下部にリング状部材を設けるのが好ましい。また、このリング状部材は、特にその形状を問わないが、好ましくは真円形状のものを用いる。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の分級装置において、前記粗粉流阻止手段は、複数のリング状部材からなることに特徴がある。
【0017】
分級装置において、分級室上部に設けた円錐状部材下部にリング状部材を複数設けるように設定する。このように設定するのは、円錐状部材の下部壁面(内面)にリング状部材を複数設けることで、壁面に沿う流れが変化し、粗粉回収側(粗粉排出手段)に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側(微粉排出手段)に導かれる作用を防ぐことができるのである。よって、分級室上部に設けた円錐状部材下部に、リング状部材を複数設けるのが好ましい。
【0018】
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の分級装置において、前記粗粉流阻止手段のリング状部材の高さは、前記分級室の高さの1/2以下であることに特徴がある。
【0019】
分級装置の分級室上部で、円錐状部材下部のリング状部材の高さを分級室高さの1/2以下とした。このようにしたのは、リング状部材の高さが高すぎると、分級室内部の流れが大きく変化し、固体物質の回収率が低下するなどの問題が発生するため、分級室内の流れを大きく変化させないように、リング状部材の高さを分級室高さの1/2以下に設定するのが好ましいことによる。
【0020】
請求項7に記載の発明は、請求項4乃至6のいずれかに記載の分級装置において、前記案内部材の上面は略円錐形に形成されており、前記粗粉流阻止手段のリング状部材の厚さは、前記案内部材が形成する円錐形の底面半径の30%以下であることに特徴がある。
【0021】
分級装置の分級室上部で、円錐状部材下部のリング状部材の厚みを円錐状部材下部半径の30%以下とした。このように設定するのは、リング状部材の厚みが厚すぎると、分級室内部の流れが大きく変化し、固体物質の回収率が低下するなどの問題が発生するため、分級室内の流れを大きく変化させないように、リング状部材の厚みを円錐状部材下部半径の30%以下に設定するのが好ましいことによる。
【0022】
請求項8に記載の発明は、請求項4乃至7のいずれかに記載の分級装置において、前記案内部材の下面中央には凸部が形成されており、前記粗粉流阻止手段のリング状部材の直径は、前記凸部の直径よりも大きいことに特徴がある。
【0023】
分級装置の分級室上部で、円錐状部材下部のリング状部材の直径が、円錐状部材下部の凸部直径以上とした。このように設定するのは、円錐状部材下部の凸部直径以下に設定しても、壁面に沿う流れは大きく変化せず、その結果、固体物質の動きもほとんど変わらないため、粗粉回収側に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側に導かれる作用を防ぐような効果が得られない。よって、リング状部材の直径を、円錐状部材下部の凸部直径以上に設定するのが好ましい。
【0024】
請求項9に記載の発明は、請求項4乃至8のいずれかに記載の分級装置において、前記粗粉流阻止手段のリング状部材の外壁面上部には、曲面が形成されたことに特徴がある。
【0025】
分級装置の分級室上部で、円錐状部材下部のリング状部材の上部外側(外周上部)を曲面形状部とした。このように設定するのは、円錐状部材下部にリング状部材を設けると、取り付け部分に流れが淀みやすくなり、連続運転をする場合、固体物質が堆積しやすくなり、回収率の低下、清掃性の悪さ等の不具合が発生することによる。よって、リング状部材の上部外側を曲面形状部にするのが好ましい。
【0026】
請求項10に記載の発明は、請求項4乃至9のいずれかに記載の分級装置において、前記粗粉流阻止手段のリング状部材の内壁面上部には、曲面が形成されたことに特徴がある。
【0027】
分級装置の分級室上部で、円錐状部材下部のリング状部材の上部内側(内周上部)を曲面形状部とする。このように設定するのは、円錐状部材下部にリング状部材を設けると、取り付け部分に流れが淀みやすくなり、連続運転をする場合、固体物質が堆積しやすくなり、回収率の低下、清掃性の悪さなどの不具合が発生する。よって、リング状部材の上部内側を曲面形状部にするのが好ましい。
【0028】
請求項11に記載の発明は、請求項1乃至10のいずれかに記載の分級装置において、前記滞留防止手段を前記分散室の部材に着脱するための着脱手段を備えたことに特徴がある。
【0029】
分級装置の分散室上部で、ビスなどの滞留防止部材着脱機構により、滞留防止手段を脱着可能とすることによって、滞留防止手段を分散室部材上部に設けることが容易となり、分級条件に応じた滞留防止手段の形状および、寸法の変更にも容易に対応できる。また、切り替え、清掃作業の短縮化をはかることができる。よって、滞留防止手段を脱着可能とするのが好ましい。
【0030】
請求項12に記載の発明は、請求項4乃至10のいずれかに記載の分級装置において、前記粗粉流阻止手段を前記案内部材に着脱するための着脱手段を備えたことに特徴がある。
【0031】
分級装置において、分級室上部に設けた案内部材(円錐状部材)下部にリング状部材を、ビスなどのリング状部材着脱機構で脱着可能に設けることによって、リング状部材を案内部材に取り付けることが容易となり、リング状部材のリング高さの調整(例えば、部材交換による調整など)も容易となる。また、リング状部材を着脱可能としたことによって、切り替え、清掃作業の短縮化をはかることができる。
【0032】
請求項13に記載の発明は、電子写真方式の画像形成装置に使用する潜像を顕像化するトナーの製造方法において、個体物質を粉砕化した後に、請求項1乃至12のいずれかに記載の分級装置で分級してトナーを製造することに特徴がある。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面を用いて説明する。
【0034】
[第1の実施形態]
図1に、本発明の第1の実施の形態に係る分級装置の構成を示し、図2にその分級装置の滞留防止部材を示す。
【0035】
図1において、1は、流入エアと固体物質が供給される供給管であって、2は、エアと共に超微粉(所定の粒径Aよりも小さい値)が排出される排気管、3は、分級室10に送り込まれる2次エア流入口、4は、分級室10内に形成される旋回流により固体物質の微粉(所定の粒径A以上大きく、所定の粒径B以下のもの)が回収される微粉回収方向の中央部から、エアと共に微粉が排出される微粉排出口、5は、分級室10内に形成される旋回流により固体物質の粗粉(所定の粒径Bより大きいもの)が回収される粗粉回収方向の間隙から、エアと共に粗粉を排出する粗粉排出口である。
【0036】
また、分散室9の下部には、固体物質を分級室10へ案内するための円錐状部材6が設けられており、さらに、その下部に分級板8が設けられている。供給された固体物質は、円錐状部材6と分散室内壁面との間隙を通過し、分級室10に導かれる。
【0037】
また、図2において、11は、分散室9上部の固体物質供給口(供給管1の開口部)の位置を自在に変更できる形状((a)に示す)に形成された滞留防止部材である。この滞留防止部材11は、図2(b)に示すように、供給管1の開口部付近の分散室9内壁に、ビスなどの滞留防止部材着脱機構12で着脱自在に取り付けられている。また、滞留防止部材11を操作することで、固体物質の供給口位置を分散室外周側から中心に向けて移動し、あるいは中心側から分散室外周側に移動できるようになっている。
【0038】
ここで、本実施形態の分級装置における分級動作およびトナー製造方法を説明する。ここでは、スチレンーアクリル共重合体樹脂85重量部とカーボンブラック15重量部の混合物を溶融混練、冷却し、これをハンマーミルで粗粉砕した後、ジェットミルにて、微粉砕された固体物質を、図1に示す分級装置によって分級することによって、電子写真などの静電荷像を現像するための乾式トナーを製造する。
【0039】
はじめに、供給管1および2次エア流入口3からは、エアが供給され、同時に排気管2、微粉排出口4、および粗粉排出口5からは、エアが排出されることによって、分散室9および分級室10内部には旋回流場が形成される。次いで、供給管1から滞留防止部材11により、固体物質供給口の位置を変更しながら固体物質が供給され、この固体物質は、分散室9内部に導かれて遠心分離作用を受け、回転しながら落下していく。
【0040】
この時、固体物質の中でも非常に小さい粒径の超微粉は、分散室9の中心方向に導かれ、排気管2より排出されることとなる。また、排気管2より排出されることなく、分散室9より回転しながら落下した固体物質は、円錐状部材6と内壁面との間隙を通過して分級室10に導かれ、ここでも遠心分離作用を受け、粗粉は遠心力によって分級室10の中心から遠ざかり、分級板8と分級室10内壁面との間隙を通過して粗粉排出口5より排出される。一方、微粉は向心力によって分級室10の中心へと導かれ、微粉排出口4より排出される。
【0041】
本実施形態では、分級装置の分散室9上部に、固体物質の供給口位置を変更することで前記固体物質の滞留を防止するための滞留防止部材11を、着脱自在に設けたので、分散室9上部で過剰な旋回流が生じることを抑制でき、分散室9上部で前記固体物質が滞留し難くなる。 また、滞留防止部材11は着脱自在なので、特に分散室9の清掃作業を容易にすることとなる。
【0042】
なお、本実施形態に限らず、滞留防止部材11を複数設け、前記固体物質の供給口を複数にしてもよい。この構成により、固体物質が一定供給量に対して分散されて供給されるため、粒子が相互に関り難くなる。
【0043】
[第2の実施形態]
図3に、本発明の第2の実施の形態に係る分級装置の構成を示し、図4にその分級装置の円錐状部材およびリング状部材を示す。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。
【0044】
本実施形態は、第1の実施形態とは、分級装置の分散室9における円錐状部材6の下面に、リング状部材7を着脱自在に設けた点が相違している。この構成により、分散室9壁面に沿うエアの流れを調整して、前記固体物質の微粉が排出されるべき微粉排出口4に、前記固体物質の粗粉が導かれることを防止できる。また、リング状部材7は着脱自在なので、特に分級室10の清掃作業を容易にする。
【0045】
図3において、リング状部材7は、円錐状部材6下部に形成された凸部(円錐状の突起)13の周囲の斜面に取り付けられており、図4(a)に示すように、壁面に沿う気流の流れ14を変化させる。また、リング状部材7は、図4(b)に示すように、ビスなどのリング状部材着脱機構15で円錐状部材6下部の斜面(凸部13の周囲)に着脱自在に取り付けられている。
【0046】
なお、リング状部材7の高さhは、分級室10の高さHの1/2以下であることが好ましい。また、リング状部材7の厚さは、円錐状部材6が形成する円錐形の底面半径rの30%以下であることが好ましい。また、リング状部材7の直径Rは、凸部13の直径R′よりも大きいことが好ましい。
【0047】
本実施形態では、第1の実施形態に準じて分級動作を行う際、前述のように排気管2より排出されることなく、分散室9より回転しながら落下した固体物質は、円錐状部材6と内壁面との間隙を通過して分級室10に導かれ、遠心分離作用を受ける。その結果、前述の粗粉は、遠心力によって分級室10の中心から遠ざかり、分級板8と分級室10内壁面との間隙を通過して、粗粉排出口5より排出される。
【0048】
ここで、主に2次エア流入口3から分級室10に送り込まれるエアにより、内壁面から円錐状部材6の下部に沿って中心部(突起13側)へ向かう気流の流れが生じるが(図8に示す)、この流れはリング状部材7によって一部遮断され、リング外周に沿って微粉排出口4の外側へ下降することとなる。この下降する流れによって前記粗粒は下降し、分級板8の上部斜面により粗粉排出口5に導かれるので、粗粉排出口5に導かれるべき粒径を有する固体物質(粗粒)が微粉排出口4へ導かれることを防止できる。一方、前述の微粉は、向心力によって分級室10の中心へと導かれ、微粉排出口4より排出される。
【0049】
[第3の実施形態]
図5に、本発明の第3の実施形態に係る分級装置の円錐状部材およびリング状部材を示す。本実施形態の全体構成は、第2の実施形態と概ね同様であるため、図3を用いると共に同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。
【0050】
本実施形態は、第1の実施形態とは、分級装置の分散室9における円錐状部材6の下面に、複数のリング状部材7a、7bを同心円状に着脱自在に設けた点が相違している。この構成により、分散室9壁面に沿うエアの流れを調整して、前記固体物質の微粉が排出されるべき微粉排出口4に、前記固体物質の粗粉が導かれることを確実に防止できる。また、リング状部材7は着脱自在なので、特に分級室10の清掃作業を容易にする。
【0051】
図5において、複数のリング状部材7a、7bは、円錐状部材6下部に形成された凸部(円錐状の突起)13の周囲の斜面に同心円状に配置されており、内壁面に沿う気流の流れを変化させる。また、複数のリング状部材7a、7bは、ビスなどのリング状部材着脱機構で円錐状部材6下部の斜面(凸部13の周囲)に着脱自在に取り付けられている。
【0052】
[第4の実施形態]
図6に、本発明の第4の実施形態に係る分級装置のリング状部材の形状を示す。本実施形態の全体構成は、第2の実施形態と概ね同様であるため、図3を用いると共に同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。
【0053】
本実施形態は、第1の実施形態とは、分級装置の分散室9における円錐状部材6の下面に、一端部の外側に曲面を設けたリング状部材7cを着脱自在に設けた点が相違している。この構成により、分散室9壁面に沿うエアの流れを調整して、前記固体物質の微粉が排出されるべき微粉排出口4に、前記固体物質の粗粉が導かれることを防止できる。また、リング状部材7は着脱自在なので、特に分級室10の清掃作業を容易にする。
【0054】
図6において、リング状部材7cは、円錐状部材6下部に形成された凸部(円錐状の突起)13の周囲の斜面に配置されており、内壁面に沿う気流の流れを変化させる。また、リング状部材7cは、ビスなどのリング状部材着脱機構で円錐状部材6下部の斜面(凸部13の周囲)に着脱自在に取り付けられている。さらに、リング状部材7cの取付側端部の両側(外壁面および内壁面の上部)には曲面(表裏2面)が、前記取付側端部に向かって壁厚が厚くなるように形成されている。
【0055】
【実施例】
[第1の実施例]
本実施例では、第1の実施形態に準じた分級装置で、分級を実施した。但し、分散室(図1の9に相当)の上部の固体物質供給口(図1の1に相当)に滞留防止部材(図1の11に相当)を固定設置し、この滞留防止部材の先端位置を分散室上部壁面よりも20mm内側に設定した分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、排気ブロワー圧1620mmAqに設定し、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。
【0056】
また、本実施例との比較のために「比較例」を実施した。この比較例では、図7に示す従来の分級装置(図8に、円錐状部材による気流の変化を示す。)を用い、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給して、排気ブロワー圧1620mmAqの条件で、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。
【0057】
その結果、本実施例では、フィード量10.0kg/hに対して、体積平均粒径7.75μm、4μm以下の微粉含有率(個数%)9.20%であった。これに対し、比較例では、フィード量10.0kg/hに対して、体積平均粒径7.88μm、4μm以下の微粉含有率(個数%)10.71%であった。本実施例によれば、比較例に対してシャープな粒度分布が得られた。
【0058】
[第2の実施例]
本実施例では、第1の実施例に準じて分級を実施した。但し、分散室(図1の9に相当)の上部の固体物質供給口(図1の1に相当)に滞留防止部材(図1の11に相当)を二つ固定設置し、これらの滞留防止部材の先端位置を分散室上部壁面よりも20mm内側に設定した分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、排気ブロワー圧1620mmAqに設定し、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。
【0059】
その結果、フィード量10.0kg/hに対して、体積平均粒径7.70μm、4μm以下の微粉含有率(個数%)8.72%であり、前述の比較例に対し、シャープな粒度分布が得られた。
【0060】
[第3の実施例]
本実施例では、第2の実施形態に準じた分級装置で、分級を実施した。但し、分級室(図3の9に相当)の上部に設けられた円錐状部材(図3の6に相当)の下部に、リング状部材(図3の7に相当)を固定設置した分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、排気ブロワー圧1620mmAq、リング状部材高さを分級室高さの約1/20、リング状部材厚さ1.5mm、直径170mmに設定し、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。
【0061】
その結果、フィード量10.0kg/hに対して、体積平均粒径7.68μm、4μm以下の微粉含有率(個数%)7.59%であり、前述の比較例に対し、シャープな粒度分布が得られた。
【0062】
[第4の実施例]
本実施例では、第3の実施形態に準じた分級装置で、分級を実施した。すなわち、分級室(図3の9に相当)の上部に設けられた円錐状部材(図5の6に相当)の下部に、直径が150mmと170mmの二つのリング状部材(図5の7a、7bに相当)を設けた分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、第1の実施例と同様に、排気ブロワー圧1620mmAqの条件で、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。
【0063】
その結果、フィード量10.0kg/hに対して、体積平均粒径7.70μm、4μm以下の微粉含有率(個数%)7.51%であり、前述の比較例に対し、シャープな粒度分布が得られた。
【0064】
[第5の実施例]
本実施例では、第4の実施形態に準じた分級装置で、分級を実施した。但し、分級室(図3の9に相当)の上部に設けられた円錐状部材(図6の6に相当)の下部に、上部外側(外壁面上部)のみを曲面形状としたリング状部材(図6の7cに相当)を設けた分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、排気ブロワー圧1620mmAq、リング状部材高さを分級室高さの約1/20、リング状部材厚さ1.5mm、直径170mmに設定し、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。
【0065】
その結果、第3の実施例に対し、円錐状部材下部でリング状部材の取り付け部分の固体物質の堆積が減少し、清掃性も改善された。
【0066】
[第6の実施例]
本実施例では、第4の実施形態に準じた分級装置で、分級を実施した。但し、分級室(図3の9に相当)の上部に設けられた円錐状部材(図6の6に相当)の下部に、上部内側(内壁面上部)のみを曲面形状としたリング状部材(図6の7cに相当)を設けた分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、排気ブロワー圧1620mmAq、リング状部材高さを分級室高さの約1/20、リング状部材厚さ1.5mm、直径170mmに設定し、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。
【0067】
その結果、第3の実施例に対し、円錐状部材下部でリング状部材の取り付け部分の固体物質の堆積が減少し、清掃性も改善された。
【0068】
[第7の実施例]
本実施例では、第1の実施形態に準じた分級装置で、分級を実施した。すなわち、分散室(図1の9に相当)の上部の固体物質供給口(図1の1に相当)に滞留防止部材(図1の11に相当)を着脱可能に設置し、この滞留防止部材の先端位置を分散室上部壁面よりも20mm内側に設定した分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、排気ブロワー圧1620mmAqに設定し、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。この後、さらに清掃切替を実施した。
【0069】
その結果、実施例1で滞留防止部材を固定した場合に比べ、清掃切替時間について、約10%の短縮が可能となった。
【0070】
[第8の実施例]
本実施例では、第2の実施形態に準じた分級装置で、分級を実施した。すなわち、分級室(図3の9に相当)の上部に設けられた円錐状部材(図3の6に相当)の下部に、リング状部材(図3の7に相当)を着脱可能に設けた分級装置において、前述の組成の固体物質(第1の実施形態に準じる)を供給し、排気ブロワー圧1620mmAq、リング状部材高さを分級室高さの約1/20、リング状部材厚さ1.5mm、直径170mmに設定し、体積平均粒径7.8μm(コールターカウンタによる測定)になるように分級を実施した。この後、さらに清掃切替を実施した。
【0071】
その結果、第3の実施例でリング状部材を固定した場合に比べ、清掃切替時間について、約15%の短縮が可能となった。
【0072】
なお、供給管1などが前記固体物質供給手段を構成し、滞留防止部材11などが前記滞留防止手段を構成し、円錐状部材6などが前記案内部材を構成し、分級板8などが前記分級部材を構成し、微粉排出口4などが前記微粉排出手段を構成し、粗粉排出口5などが前記粗粉排出手段を構成し、リング状部材7などが前記粗粉流阻止手段(前記リング状部材)を構成し、滞留防止部材着脱機構12又はリング状部材着脱機構15が前記着脱手段を構成する。
【0073】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、分散室上部で固体物質の滞留防止手段と、分級室内に形成される旋回流により固体物質の粗粉が回収される粗粉回収方向の間隙から粗粉を排出する粗粉排出手段を設けたので、分散室での固体物質の分散性向上、分級室での分級精度向上が達成され、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0074】
請求項2に記載の発明によれば、分散室上部で固体物質の滞留防止手段は、固体物質供給口の位置を自在に変更できるるように設定したので、分散室内部の旋回流の強さを制御することが可能となり、分散室上部での過剰な旋回流の発生を抑えることができ、分散室上部において、固体物質が滞留しにくくなり、粒子の凝集を防ぐため、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0075】
請求項3に記載の発明によれば、自在に位置が変更できる固体物質供給口を複数設けたので、固体物質が一定供給量に対して分散されて供給されるため、粒子が相互に関わりにくくなり、粒子の凝集を防ぐことにより、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0076】
請求項4に記載の発明によれば、分級室上部に設けられた円錐状部材下部にリング状部材を設けたので、円錐状部材の下部壁面(下面)に沿う流れが変化し、粗粉回収側に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側に導かれる作用を防ぐことができるため、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0077】
請求項5に記載の発明によれば、分級室上部に設けられた円錐状部材下部にリング状部材を複数設けたので、円錐状部材の下部壁面に沿う流れが変化し、粗粉回収側に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側に導かれる作用を防ぐことができるため、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0078】
請求項6に記載の発明によれば、リング状部材の高さを分級室高さの1/2以下としたので、分級室内の流れを大きく変化させずに、円錐状部材の下部壁面に沿う流れを変化させることが可能となり、粗粉回収側に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側に導かれる作用を防ぐことができるため、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0079】
請求項7に記載の発明によれば、リング状部材の厚みを円錐状部材の下部半径の30%以下としたので、分級室内の流れを大きく変化させずに、円錐状部材の下部壁面に沿う流れを変化させることが可能となり、粗粉回収側に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側に導かれる作用を防ぐことができるため、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0080】
請求項8に記載の発明によれば、リング状部材の直径を円錐状部材下部の凸部直径以上としたので、粗粉回収側に導かれるべき粒径を持つ固体物質が、微粉回収側に導かれる作用が働くため、分級誤差の少ない、シャープな分布が得られる分級が可能になる。
【0081】
請求項9に記載の発明によれば、リング状部材の上部外側(外壁面上部)を曲面形状としたので、円錐状部材下部取り付け部分の流れが淀みにくくなり、連続運転をする場合、固体物質が堆積しにくくなり、また、回収率の低下、清掃性の悪さ等の不具合も改善される。
【0082】
請求項10に記載の発明によれば、リング状部材の上部内側(内壁面上部)を曲面形状としたので、円錐状部材下部取り付け部分の流れが淀みにくくなり、連続運転をする場合、固体物質が堆積しにくくなり、また、回収率の低下、清掃性の悪さ等の不具合も改善される。
【0083】
請求項11に記載の発明によれば、滞留防止手段を着脱可能としたので、切り替え、清掃作業を短縮化し、効率の良い分級が可能になる。
【0084】
請求項12に記載の発明によれば、リング状部材を着脱可能としたので、切り替え、清掃作業を短縮化し、効率の良い分級が可能になる。
【0085】
請求項13に記載の発明によれば、請求項1乃至12のいずれかに記載の分級装置でトナーを製造したので、分級誤差の少ない、シャープな分布のトナーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る分級装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る分級装置の滞留防止部材を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る分級装置の概略構成を示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る分級装置の円錐状部材およびリング状部材を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る分級装置の円錐状部材および複数のリング状部材を示す図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態に係る分級装置のリング状部材の形状を示す図である。
【図7】従来の分級装置の概略構成を示す断面図である。
【図8】従来の分級装置の円錐部材の作用を示す図である。
【符号の説明】
1 供給管
2 排出管
3 2次エア流入口
4 微粉排出口
5 粗粉排出口
6 円錐状部材
7 リング状部材
8 分級板
9 分散室
10 分級室
11 滞留防止部材
12 滞留防止部材着脱機構(ビスなど)
13 円錐状部材下部の凸部
14 気流の流れ
15 リング状部材着脱機構(ビスなど)
Claims (12)
- 固体物質を円筒形状の分散室に供給して分散させ、さらに前記分散室下方の円筒形状の分級室内に旋回流を形成し、前記固体物質を遠心分離する分級装置であって、
前記分散室に固体物質を供給する固体物質供給手段と、前記固体物質供給手段によって固体物質が供給される固体物質供給口の前記分散室側に直接設けられ、前記分散室の上部で、供給された固体物質が滞留することを防ぐ滞留防止手段と、供給された固体物質を前記分級室へ案内する案内部材と、この案内部材の下方に配置され、この案内部材と共に前記分級室を形成する分級部材と、前記分級室内に形成される旋回流により、所定の粒径よりも細かい固体物質の微粉が回収される微粉回収方向の中央部から、前記微粉を排出する微粉排出手段と、前記分級室内に形成される旋回流により、所定の粒径よりも粗い固体物質の粗粉が回収される粗粉回収方向の間隙から、前記粗粉を排出する粗粉排出手段とを備えたことを特徴とする分級装置。 - 請求項1に記載の分級装置において、
前記固体物質供給口が複数設置されていることを特徴とする分級装置。 - 請求項1又は2に記載の分級装置において、
前記粗粉が前記微粉排出手段へ導かれることを阻止する粗粉流阻止手段を備え、この粗粉流阻止手段は、リング状部材からなることを特徴とする分級装置。 - 請求項3に記載の分級装置において、
前記粗粉流阻止手段は、複数のリング状部材からなることを特徴とする分級装置。 - 請求項3又は4に記載の分級装置において、
前記粗粉流阻止手段のリング状部材の高さは、前記分級室の高さの1/2以下であることを特徴とする分級装置。 - 請求項3乃至5のいずれかに記載の分級装置において、
前記案内部材の上面は略円錐形に形成されており、前記粗粉流阻止手段のリング状部材の厚さは、前記案内部材が形成する円錐形の底面半径の30%以下であることを特徴とする分級装置。 - 請求項3乃至6のいずれかに記載の分級装置において、
前記案内部材の下面中央には凸部が形成されており、前記粗粉流阻止手段のリング状部材の直径は、前記凸部の直径よりも大きいことを特徴とする分級装置。 - 請求項3乃至7のいずれかに記載の分級装置において、
前記粗粉流阻止手段のリング状部材の外壁面上部には、曲面が形成されたことを特徴とする分級装置。 - 請求項3乃至8のいずれかに記載の分級装置において、
前記粗粉流阻止手段のリング状部材の内壁面上部には、曲面が形成されたことを特徴とする分級装置。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載の分級装置において、
前記滞留防止手段を前記分散室の部材に着脱するための着脱手段を備えたことを特徴とする分級装置。 - 請求項3乃至9のいずれかに記載の分級装置において、
前記粗粉流阻止手段を前記案内部材に着脱するための着脱手段を備えたことを特徴とする分級装置。 - 電子写真方式の画像形成装置に使用する潜像を顕像化するトナーの製造方法において、
個体物質を粉砕化した後に、請求項1乃至11のいずれかに記載の分級装置で分級してトナーを製造することを特徴とするトナーの製造方法。
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