JP4498550B2 - Airflow classifier - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、静電荷像現像用のトナーのような粉体原料を各粒子の粉子径に応じた慣性力及び遠心力の差に基づいて所定の粒径の粉子に分級する分級装置に係り、特に、分級エッジのエッジ部を許容範囲に常時自動調整して分級精度を向上するようにした気流式分級装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法による画像形成に用いられるトナー又は着色樹脂粉体は、現在、主に、結着樹脂と着色剤とを少なくとも含有する混合物を溶融混練し、該溶融混練物を冷却し冷却物とし、得られた冷却物を粉砕し、更に粉砕物を分級することによって製造される。一方、粉体の分級については、各種の気流式分級機及び気流式分級方法が提案されているが、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式の分級機がある。本発明は、慣性力分級式の分級装置であるが、この型式の気流式分級装置として図5に示すものが従来より使用されている。例えば、日鉄鉱業製のエルボジェット分級機等が挙げられる。
【0003】
図5は、従来の慣性力を利用した気流式分級装置200の主要部の内部構造を示す断面図である。側板101の表面上には上方右側壁122と上方左側壁124と下方右側壁123と下方左側壁125が夫々突出して形成されると共に上方右側壁122と下方右側壁123との間にはコアンダブロック126が凸出して配設される。また、上方右側壁122と上方左側壁124との間には入気エッジ119で分岐された入気路131が形成される。なお、入気エッジ119は上方右側板122と上方左側板124の中間に設けられた上部カバー127に基端部を枢支される。また、下方右側壁123や下方左側壁125にはその基端部をこれ等に枢支される分級エッジ117や118が設けられる。また、コアンダブロック126の上面と上方右側壁122との間には粉体原料を導入するための粉体原料供給管116が挿入される。また、2つの入気路131には気体導入調節手段120,121を有する入気管114,115が連通して配置される。また、入気管114,115には気流の圧力を検出する静圧計128,129が設けられている。
【0004】
分級室130は、コアンダブロック126の尖端の弧状部と、分級エッジ117,118の尖端のエッジ部と入気エッジ119の尖端のエッジ部とが互いに近接して集合する位置に形成される。また、分級室130には入気路131や原料供給管116の尖端が連通する。また、分級室130は第1の分級路111と第2の分級路112と第3の分級路113に連通している。なお、これ等の分級路111,112,113は上方左側板124と分級エッジ118との間、分級エッジ118と分級エッジ117との間及び分級エッジ117とコアンダブロック126の下面との間に夫々形成される。以上の構造により、入気路131からの気流と粉体原料供給管116からの粉体原料が分級室130で混合され、粉体原料の粒子の大きさに基づく慣性力やコアンダ効果による湾曲気流の遠心力により粉体原料は前記の第1乃至第3の分級路111,112,113に分級される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
粉体原料は、粒子の大きさ毎に高精度に分級されることが望ましいが、この分級精度に大きな影響を与えるものとして分級エッジ117や118の前記エッジ部の尖端位置の位置決め精度が挙げられる。また、コアンダブロック126の尖端の前記弧状部の位置や形状及び入気エッジ119の尖端の前記エッジ部の位置精度や入気気流の流量,圧力等が挙げられる。この内、特に影響度の高いものとして分級エッジ117,118の前記エッジ部の位置決め精度が挙げられる。然し乍ら、気流式分級装置200の各駆動伝達機構の微小あそびや強度不足等の原因により、分級エッジ117や118の前記エッジ部が所定の許容範囲に入らない問題点がある。このエッジ部の位置は、そのズレ量が微小であってもこのエッジ部によって分断される気流の流線に大きな影響を与え、流線が乱れ、分級された産物の粒度分布が変化する問題点がある。
【0006】
本発明は、以上の問題点を解決するもので、分級された産物の粒度分布のバラ付きを小さくすることができると共に、粒度分布の精度を向上させることができる気流式分級装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項1の気流式分級装置は、前面側板及び該前面側板と適宜間隔を介して相対向して配設される後面側板との前記間隔内の密閉空間に気流を導入するための入気路と、粉体原料供給路と、粉体原料を分級する分級路とを形成し、前記粉体原料を粒径の相異する複数種類の分級原料に分級する気流式分級装置であって、分級点となる前記密閉空間の中心部の分級室は、該分級室に向かって弧状尖端を形成して突出するコアンダブロックと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめその基端側を前記前後面側板に回動可能に支持される複数の分級エッジと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめ前記入気路を分割する入気エッジの集合する部分に形成され、前記分級路は、前記分級室が面する側壁と、前記複数の分級エッジと、前記コアンダブロックのそれぞれの間に複数形成され、前記分級エッジのエッジ部を予め決められた許容範囲に位置決めすべく前記分級エッジの基端部の回転軸には、駆動手段を設けると共に前記回転軸の回転角度を検出して前記エッジ部を所定の許容範囲にセットするための位置検出手段を係合せしめ、前記粉体原料の分級作業中においても前記分級エッジの位置コントロールをすることを特徴とする。これにより、分級エッジの尖端が常時に許容範囲にセットされ高精度の分級が可能になり、高精度の粒度分布を有する分級粉体を効率よく、且つ安定して生成することができる。従来技術では分級エッジのエッジ部の調整のため分級作業を中断し、前方側板等を取り外して行う必要があったが、本発明では取り外しが不要であり、分級中でもエッジ部の調整が可能になる。これにより、効率向上が図れる。
【0010】
また、請求項2の気流式分級装置は、前記入気路に気体導入調節手段が配設され、前記駆動手段が、ステッピングモータであることを特徴とする。ステッピングモータを用いることにより分級エッジの駆動が高精度に、且つ円滑に行われると共に比較的安価に実施できる。
【0011】
また、請求項3の気流式分級装置は、前記位置検出手段が、ポテンショメータであることを特徴とする。ポテンショメータを用いることにより分級エッジのエッジ部の位置決め検出精度の向上が図れ、高精度の分級ができると共に比較的安価に実施できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の気流式分級装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。図1は本実施の形態の気流式分級装置100の主要部(装置本体)の構造を示す断面図、図2は気流式分級装置100の構成要素のほぼ全体を示す分解斜視図、図3は図1と同様に主要部の構造を示す斜視図である。
【0013】
気流式分級装置100は、図2に示す後方側板2と、後方側板2とほぼ同一形状で相対向して配置される図3に示す前方側板1とによって挟持されて分級室30等を形成する気流式分級装置本体100と、この気流式分級装置本体100aの分級エッジ5,6の回転軸36a,36bと、この回転軸36a,36bに連結される駆動手段の1つであるステッピングモータ31a,31bと、同じく回転軸36a,36bに連結係合されるポテンショメータ43a,43b等とからなる。
【0014】
まず、図1乃至図3により気流式分級装置本体100aを説明する。後方側壁2の表面上には上方右側壁19と上方左側壁10と下方右側壁8と下方左側壁9及びコアンダブロック4が夫々突出した状態で固定される。上方右側壁19と上方左側壁10との間の後方側壁2の表面には上方カバー23が同じく突出して固定される。
【0015】
上方カバー23には入気エッジ7の基端部が枢支され、入気エッジ7により入気路32は第1の入気路32aと第2の入気路32bに分割される。また、下方右側壁8及び下方左側壁9にはその基端部をこれ等に枢支される分級エッジ5,6が連結される。また、上方右側壁19とコアンダブロック4の上面との間には粉体原料供給管3が挿入される。また、コアンダブロック4の尖端には楕円弧の弧状部4aが形成される。また、分級エッジ5,6の尖端にはエッジ部5a,6aが形成され、入気エッジ7の尖端にもエッジ部7aが形成される。
【0016】
分級室30は、分級エッジ5,6のエッジ部5a,6aとコアンダブロック4の弧状部4aと入気エッジ7のエッジ部7aの集合する部分に形成される。また、分級室30は第1乃至第3の分級路11,12,13に連通している。第1の分級路11は上方左側壁10の下面側と分級エッジ6及び下方左側壁9との間に形成される。また、第2の分級路12は分級エッジ5,6及び下方右側壁8と下方左側壁9との間に形成される。また、第3の分級路13は分級エッジ5と下方右側壁8とコアンダブロック4の下面側との間に形成される。
【0017】
入気路32の第1の入気路32aと第2の入気路32bには入気管14と15が連結される。また、入気管14,15には気体導入調節手段20,21と入気される気体の圧力を検出する静圧計28,29が夫々設けられている。
【0018】
粉体原料供給管3には図4に示すように粉体原料が定量供給機18からの粉体原料が振動フィーダ17を介して導入される。また、粉体原料供給管3には粉体原料を噴出させるためのエアーが供給され、このエアーはバルブ16により供給量がコントロールされる。
【0019】
粉体原料は各種のものがあるが、例えば、電子写真法による画像形成に用いられるトナー又は着色樹脂粉体が挙げられる。このトナー又は着色樹脂粉体は主に結着樹脂と着色剤とを少なくとも混合した混合物を溶融混練し、この溶融混練物を冷却し、この冷却物を粉砕したものからなる。
【0020】
以上の構造の気流式分級装置本体100aの分級室30等は図3に示すように前方側板1により閉止されて密閉される。また、気流式分級装置本体100aの第1乃至第3の分級路11,12,13には第1乃至第3の配管11a,12a,13aを介して捕集サイクロン22a,22b,22cが夫々連結される。
【0021】
前記のように分級室30は複数の分級路11,12,13に分割されるが、この分級精度は分級エッジ5,6のエッジ部5a,6aの位置やコアンダブロックの弧状部4aの形状,位置及び入気エッジ7のエッジ部7aの位置等により決められると共に、分級気流の流量や粉体原料の原料供給管3からの噴出速度によって決まる。
【0022】
図2に示すように分級エッジ5,6の基端部には前方側板1や後方側板2により枢支される回転軸36a,36bが連結される。この回転軸36a,36bは図2に示す各種の連結手段(詳細説明を省略する)を介してステッピングモータ31a,31bに連結される。また、回転軸36a,36bはプーリ35a,35b,ベルト51a,51b及びプーリ49a,49bを介してポテンショメータ43a,43bに連結される。なお、ステッピングモータ31a,31bは回転軸36a,36bを駆動して所望角度に回動するものであり、ポテンショメータ43a,43bは分級エッジ5,6のエッジ部5a,6aの位置検出を行うものである。
【0023】
本発明は、特に、分級エッジ5,6のエッジ部5a,6aの位置を常時許容範囲に入るようにするものである。この許容範囲は予め粉体原料の性状等に対応して決められ、この位置はポテンショメータ43a,43bにより検出される。従って、分級エッジ5,6のエッジ部5a,6aの位置が分級作業中の各要素の変位等により狂った場合には正常位置からのズレがポテンショメータ43a,43bにより自動的に検出される。この検出情報はステッピングモータ31a,31b側に伝達されるため、ステッピングモータ31a,31bを駆動することにより分級エッジ5,6のエッジ部5a,6aを常時許容範囲の位置にセットすることが容易にできる。
【0024】
次に、本発明の気流式分級装置100による粉体原料の分級作用について説明する。なお、前記のように粉体原料としては任意のものでよいが、特に電子写真法による画像形成に用いられるトナー又は着色樹脂粉体の分級に有効である。この様なトナー製造用の粉体原料を従来の分級装置にて分級する場合、中間粒子である製品の粒度分布を得るためには分級の各諸条件を精度良く限定させ、且つ安定させる必要がある。また、分級室内の状況が微細に変化することによって分級点が適切な範囲から外れる傾向にあり、この場合、要求される粉体の粒度分布は得られにくく、分級効率が大幅に低下することが生じる。品質が一定の製品を得るために、安定的に稼動させることが必要であり、本発明の気流式分級装置100はこの目的に対して効果的なものである。
【0025】
図4に示すように、定量供給機18から粉体原料が導入され、振動フィーダ17を介し粉体原料供給管3内に粉体原料が加圧された状態で送られ、分級室30に到る。一方、空気等の気流が気体導入調節手段20,21と静圧計28,29により供給量と圧力が調整された状態で入気管14,15から入気路32a,32bに導入され分級室30に到る。分級室30の近傍にはエッジ部5a,6aやエッジ部7aが位置調整された状態で配置され分級点を形成する。分級エッジ5,6のエッジ部5a,6aが正常な位置から±0.3mm程度のズレ量の場合には分級点から粉体原料が高精度に分級され第1乃至第3の分級路11,12,13に夫々粒径に対応した粒子が分級されて送出される。この分級された粒子は図4に示すように第1の配管11a,第2の配管12a,第3の配管13aを介し捕集サイクロン22a,22b,22cに導入され微粉体として回収される。
【0026】
1.本発明の請求項1に気流式分級装置によれば、分級エッジのエッジ部の位置を自動的にセットすることができ、分級点の変動を抑止できるため、様々な粉体原料の比重や分級気体条件に対応して正確な分級点が得られ、高精度(シャープ)な粒度分布の粒子が高分級精度で得られ、且つ連続して分級粒子を作ることができる。また、分級エッジのエッジ部の調整が分級作業中にもできるため、作業効率の向上を図ることができる。2.本発明の請求項2の気流式分級装置によれば、ステッピングモータを駆動手段として採用するため、エッジ部の調整が高精度にでき、比較的容易に入手でき装置コストの低減が図れる。3.本発明の請求項3の気流式分級装置によれば、ポテンショメータを採用するためエッジ部の位置決め精度を高精度に検出できると共に装置コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の気流式分級装置の主要部の構造を示す断面図。
【図2】本発明の気流式分級装置の構成要素のほぼ全体構造を示す分解斜視図。
【図3】本発明の気流式分級装置の主要部の構造を示す斜視図。
【図4】本発明の気流式分級装置による分級作用を説明するための構成図。
【図5】従来の気流式分級装置の主要部の構造を示す断面図。
【符号の説明】
1 前方側板
2 後方側板
3 粉体原料供給管
4 コアンダブロック
4a 弧状部
5 分級エッジ
5a エッジ部
6 分級エッジ
6a エッジ部
7 入気エッジ
7a エッジ部
8 下方右側壁
9 下方左側壁
10 上方左側壁
11 第1の分級路
11a 第1の配管
12 第2の分級路
12a 第2の配管
13 第3の分級路
13a 第3の配管
14 入気管
15 入気管
16 バルブ
17 振動フィーダ
18 定量供給機
19 上方右側壁
20 気体導入調節手段
21 気体導入調節手段
22a 捕集サイクロン
22b 捕集サイクロン
22c 捕集サイクロン
23 上方カバー
28 静圧計
29 静圧計
30 分級室
31a ステッピングモータ
31b ステッピングモータ
32 入気路
32a 入気路
32b 入気路
35a プーリ
35b プーリ
36a 回転軸
36b 回転軸
43a ポテンショメータ
43b ポテンショメータ
49a プーリ
49b プーリ
51a ベルト
51b ベルト
100 気流式分級装置
100a 気流式分級装置本体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention classifies, for example, a powder raw material such as a toner for developing an electrostatic image into a powder having a predetermined particle diameter based on a difference between an inertial force and a centrifugal force corresponding to the powder diameter of each particle. The present invention relates to an apparatus, and more particularly to an airflow classifier that automatically adjusts an edge portion of a classification edge to an allowable range to improve classification accuracy.
[0002]
[Prior art]
The toner or colored resin powder used for image formation by electrophotography is currently mainly melt-kneaded a mixture containing at least a binder resin and a colorant, and the melt-kneaded product is cooled to be a cooled product. It is manufactured by pulverizing the obtained cooling product and further classifying the pulverized product. On the other hand, various airflow classifiers and airflow classification methods have been proposed for powder classification. Among them, there are classifiers using rotating blades and classifiers having no moving parts. Among these, there are a fixed-wall centrifugal classifier and an inertial force classifier as classifiers having no moving parts. The present invention is an inertial force classifier, and the type shown in FIG. 5 is conventionally used as this type of airflow classifier. For example, an elbow jet classifier manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd. can be used.
[0003]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an internal structure of a main part of a
[0004]
The classification chamber 130 is formed at a position where the arcuate portion of the tip of the Coanda
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The powder raw material is desirably classified with high accuracy for each particle size. However, the positioning accuracy of the edge portions of the edge portions of the
[0006]
The present invention solves the above problems, and provides an airflow classifier that can reduce the variation in the particle size distribution of classified products and can improve the accuracy of the particle size distribution. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the airflow classifier according to claim 1 includes a front side plate and a rear side plate disposed opposite to the front side plate with an appropriate interval. Forming an air inlet path for introducing an air flow into the sealed space, a powder raw material supply path, and a classification path for classifying the powder raw material, and classifying the powder raw material into a plurality of types having different particle sizes. An airflow classifier for classifying into raw materials, wherein a classification chamber at the center of the sealed space serving as a classification point is a Coanda block projecting with an arc-shaped tip toward the classification chamber, and toward the classification chamber. And a plurality of classification edges whose base ends are rotatably supported by the front and rear side plates, and an inlet edge that divides the inlet passage by protruding the edge portions toward the classification chamber The classification path faces the classification chamber. A side wall, wherein a plurality of classifying edges, a plurality of formed between each of the Coanda block, the rotational axis of the classification proximal end of the classification edge to be positioned in a predetermined allowable range edge portion of the edge Is provided with a driving means, engages a position detecting means for detecting the rotation angle of the rotary shaft and sets the edge portion within a predetermined allowable range, and the classification is also performed during the classification of the powder raw material. It is characterized by edge position control. As a result, the tip of the classification edge is always set within an allowable range, and high-precision classification is possible, and classification powder having a high-precision particle size distribution can be generated efficiently and stably. In the prior art, it was necessary to interrupt the classification work to adjust the edge portion of the classification edge and remove the front side plate, etc., but in the present invention, the removal is unnecessary, and the edge portion can be adjusted even during classification. . Thereby, efficiency can be improved.
[0010]
The airflow classifier according to
[0011]
The airflow classifier according to
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an airflow classifier according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a main part (apparatus main body) of an
[0013]
The
[0014]
First, the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
As shown in FIG. 4, the powder raw material is introduced into the powder raw
[0019]
There are various powder raw materials, and examples thereof include toner or colored resin powder used for image formation by electrophotography. This toner or colored resin powder mainly comprises a mixture obtained by melt-kneading a mixture of at least a binder resin and a colorant, cooling the melt-kneaded product, and pulverizing the cooled product.
[0020]
The
[0021]
As described above, the
[0022]
As shown in FIG. 2, rotating
[0023]
In the present invention, in particular, the positions of the
[0024]
Next, the classification action of the powder raw material by the
[0025]
As shown in FIG. 4, the powder raw material is introduced from the
[0026]
1. According to the airflow classifier of claim 1 of the present invention, the position of the edge portion of the classification edge can be automatically set, and the variation of the classification point can be suppressed, so that the specific gravity and classification of various powder raw materials can be suppressed. Accurate classification points corresponding to gas conditions can be obtained, particles with a high precision (sharp) particle size distribution can be obtained with high classification accuracy, and classified particles can be produced continuously. Further, since the edge portion of the classification edge can be adjusted even during the classification work, the work efficiency can be improved . 2. According to the airflow classifier of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the main part of an airflow classifier according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing almost the entire structure of components of the airflow classifier of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the main part of the airflow classifier of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram for explaining the classification action by the airflow classifier of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a main part of a conventional airflow classifier.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
分級点となる前記密閉空間の中心部の分級室は、該分級室に向かって弧状尖端を形成して突出するコアンダブロックと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめその基端側を前記前後面側板に回動可能に支持される複数の分級エッジと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめ前記入気路を分割する入気エッジの集合する部分に形成され、
前記分級路は、前記分級室が面する側壁と、前記複数の分級エッジと、前記コアンダブロックのそれぞれの間に複数形成され、
前記分級エッジのエッジ部を予め決められた許容範囲に位置決めすべく前記分級エッジの基端部の回転軸には、駆動手段を設けると共に前記回転軸の回転角度を検出して前記エッジ部を所定の許容範囲にセットするための位置検出手段を係合せしめ、前記粉体原料の分級作業中においても前記分級エッジの位置コントロールをすることを特徴とする気流式分級装置。An air inlet path for introducing an air flow into a sealed space within the space between the front side plate and the rear side plate disposed opposite to the front side plate with an appropriate gap, a powder raw material supply path, a powder Forming a classification path for classifying body materials, and classifying the powder material into a plurality of types of classification materials having different particle sizes,
The classification chamber at the center of the sealed space that serves as a classification point includes a Coanda block that protrudes by forming an arcuate tip toward the classification chamber, and an edge portion that protrudes toward the classification chamber and the base end side of the classification chamber. A plurality of classification edges that are rotatably supported by the front and rear side plates, and formed at a portion where the inlet edges divide the inlet passage by protruding the edge portion toward the classification chamber ,
A plurality of classification paths are formed between the side wall facing the classification chamber, the plurality of classification edges, and the Coanda block,
In order to position the edge portion of the classification edge within a predetermined allowable range, a drive means is provided on the rotation shaft of the base end portion of the classification edge, and the rotation angle of the rotation shaft is detected and the edge portion is determined in advance. An airflow classifier which engages a position detecting means for setting within the allowable range and controls the position of the classification edge even during the classification operation of the powder raw material.
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