JP6287026B2 - 気流式分級装置 - Google Patents
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Description
本発明は、微粉や粗大粒子の混入を抑制し、効率良く粒度分布のシャープな粉体、例えばトナー粉を製造する方法及びそのための装置システムに関する。
従来、供給原料の粉砕、分級によるトナーの製造方式（装置）としては図１に示す１台の分級機（分級手段）２ａと１台の粉砕機３ａの組合せ、図２に示す２台の分級機２ａ、２ｂと１台の粉砕機３ａの組合せ、又は、図３に示す２台の分級機２ａ、２ｂと２台の粉砕機３ａ、３ｂの組合せが知られており、粉砕機の例として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、粒子の相互衝突又は壁その他の衝突体との衝突で粉砕を進めるいわゆるジェット式粉砕手段がある。図１〜３中、符号１ｓ、２ｓは粉砕原料供給管を、符号２ｖは開閉弁を、符号４ａ、４ｂはサイクロンを、符号８１Ｂ、８２Ｂは余剰微粉回収バッグを、符号９１ａ、９２ａはブロワーを、符号１０１、１０２はフィーダを、符号１０３はホッパーを、それぞれ表わす。
図３記載の原料の粉砕分級装置（粉砕分級機、粉砕分級系、又は粉砕分級システム）及び粉砕分級方法について以下、説明する。原料は、第１粉砕機３ａから供給される粉砕物と共に原料供給管１ｓを経て供給され、第１粉砕機からの該粉砕物と共に、第１分級手段（第１分級機）２ａに導入され、粗粉と微粉に分けられる。粗粉は第１サイクロン４ａで一旦捕集され、再び第２分級手段（第２分級機）２ｂへ導入され、粗粉と微粉にわけられる。粗粉は第２粉砕機３ｂで粉砕処理され、所望の粒径に達したものが第２サイクロン４ｂで捕集される。この系では、分級手段に供給される粉体は、原料の粉体の他、粉砕の過程で生じた種々の粒径のトナーが粉砕手段と分級手段の間を循環して供給される。
上記図１〜図３に示される粉砕分級システムにおける分級手段２ａ、２ｂは、気流式分級装置と言われるものである。分級機の詳細は図４に示されるように、上から被分級物を分散する分散室２１ａ、２１ｂ、分級室２２ａ、２２ｂさらに下部ホッパー２３ａ、２３ｂから構成されている。
図５、図６は図４を改良した分級機である。同様に上から被分級物を分散するコレクター分散室２１ｃ、２１ｄ、分級室２２ｃ、２２ｄさらに下部ホッパー２３ｃ、２３ｄから構成されている。
図５、図６は図４を改良した分級機である。同様に上から被分級物を分散するコレクター分散室２１ｃ、２１ｄ、分級室２２ｃ、２２ｄさらに下部ホッパー２３ｃ、２３ｄから構成されている。
図４に示す分級機の詳細を説明すると分散室２１ａ、２１ｂの上部外周面に一次空気流と粉体材料の混合物供給のための粉体材料供給口（分散室流入口ともいう）２６ａ、２６ｂが、該混合物を周面方向から流入させるような角度で接続されている。
分散室上部には排気管２０ａ、２０ｂによって粉砕に使われたエアーの一部が排気される。図４−１は図４の分散室２１ａ、２１ｂの断面ＡＡ−Ａ’Ａ’を示す。また分散室２１ａ、２１ｂ内の下に、中央が高い円錐上のセンターコア２５ａ、２５ｂが取り付けられており、慣性力によって粒子はケーシング内を旋回し、大きい粒子はより外側を旋回することで、粒子は分散されセンターコアの低部にあたるリング状のスリット部より粒子は均一に分級室２２ａ、２２ｂに供給される。このセンターコア２５ａ、２５ｂの下縁外周囲には分級室２２ａ、２２ｂ内の微粉を微粉排出口２７ａ、２７ｂに導くためのセパレータコア２８ａ、２８ｂが形成されており、微粉は微粉排出口２７ａ、２７ｂに連結した配管２１０ａ、２１０ｂよりサイクロン４ａ、４ｂを介して、ブロワー９１ａ、９２ａの吸引力によって排出される。分級室２２ａ、２２ｂの周壁外周部には二次空気流を内壁に沿って接線方向流入させるための流路を形成する羽形状をした二次空気流入口２９ａ、２９ｂ（ルーバーとも呼ばれる）が具備されており、粉体材料を分散させると共に旋回速度を加速させるように構成されている。
気流式ＤＳ分級方式の分級原理は分級室２２ａ、２２ｂ内において、流入する二次空気流が粉体材料を旋回状に反自由流動させる際、該粉体材料中の粗粒子と微粒子に対して働く遠心力及び向心力が異なることを利用するものである。この遠心力によって粒径の大きい粉体材料、例えば粗大トナー粒子、は内壁面に略接線方向から衝突して落下し粗粉として分級され、環状の粗粉排出口２３１より下部ホッパー２３ａ、２３ｂの底部を経由して粗粉として排出される。
また図５、６に示される分級機２０（図１〜図３の粉砕分級システムにおける２ａまたは２ｂ）の場合は、分散室２１ｃ、２１ｄ内に、複数の案内羽根（ルーバー）１Ｑを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環クリアランス（隙間）１Ｃと、該ルーバー１Ｃの前記分散室２１ｃ、２１ｄの外周に粉体材料供給口２６ｃ、２６ｄを有する気流式分級装置が用いられている。
つまり、図５、図６の気流式分級機における粉体材料供給口２６ｃ、２６ｄは環状構造を有し、該粉体材料供給口２６ｃ、２６ｄには、断面ＢＢ−Ｂ’Ｂ’，ＣＣ−Ｃ’Ｃ’に示す供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間１ｂと供給される流体のための案内羽根（ルーバー）１Ｑが設けられている。
供給された粉体材料はこの案内羽根（ルーバー）１Ｑの一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバークリアランス（隙間）１Ｃより分散室２１Ｃ、２１ｄに均一流入する。
分散室上部には排気管２０ａ、２０ｂによって粉砕に使われたエアーの一部が排気される。図４−１は図４の分散室２１ａ、２１ｂの断面ＡＡ−Ａ’Ａ’を示す。また分散室２１ａ、２１ｂ内の下に、中央が高い円錐上のセンターコア２５ａ、２５ｂが取り付けられており、慣性力によって粒子はケーシング内を旋回し、大きい粒子はより外側を旋回することで、粒子は分散されセンターコアの低部にあたるリング状のスリット部より粒子は均一に分級室２２ａ、２２ｂに供給される。このセンターコア２５ａ、２５ｂの下縁外周囲には分級室２２ａ、２２ｂ内の微粉を微粉排出口２７ａ、２７ｂに導くためのセパレータコア２８ａ、２８ｂが形成されており、微粉は微粉排出口２７ａ、２７ｂに連結した配管２１０ａ、２１０ｂよりサイクロン４ａ、４ｂを介して、ブロワー９１ａ、９２ａの吸引力によって排出される。分級室２２ａ、２２ｂの周壁外周部には二次空気流を内壁に沿って接線方向流入させるための流路を形成する羽形状をした二次空気流入口２９ａ、２９ｂ（ルーバーとも呼ばれる）が具備されており、粉体材料を分散させると共に旋回速度を加速させるように構成されている。
気流式ＤＳ分級方式の分級原理は分級室２２ａ、２２ｂ内において、流入する二次空気流が粉体材料を旋回状に反自由流動させる際、該粉体材料中の粗粒子と微粒子に対して働く遠心力及び向心力が異なることを利用するものである。この遠心力によって粒径の大きい粉体材料、例えば粗大トナー粒子、は内壁面に略接線方向から衝突して落下し粗粉として分級され、環状の粗粉排出口２３１より下部ホッパー２３ａ、２３ｂの底部を経由して粗粉として排出される。
また図５、６に示される分級機２０（図１〜図３の粉砕分級システムにおける２ａまたは２ｂ）の場合は、分散室２１ｃ、２１ｄ内に、複数の案内羽根（ルーバー）１Ｑを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環クリアランス（隙間）１Ｃと、該ルーバー１Ｃの前記分散室２１ｃ、２１ｄの外周に粉体材料供給口２６ｃ、２６ｄを有する気流式分級装置が用いられている。
つまり、図５、図６の気流式分級機における粉体材料供給口２６ｃ、２６ｄは環状構造を有し、該粉体材料供給口２６ｃ、２６ｄには、断面ＢＢ−Ｂ’Ｂ’，ＣＣ−Ｃ’Ｃ’に示す供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間１ｂと供給される流体のための案内羽根（ルーバー）１Ｑが設けられている。
供給された粉体材料はこの案内羽根（ルーバー）１Ｑの一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバークリアランス（隙間）１Ｃより分散室２１Ｃ、２１ｄに均一流入する。
従来、これら気流式分級装置としては、各種の分級装置が提案されている。例えば特許文献１の特許第２７６６７９０号公報には、上部が開口する本体ケーシング内に分級カバーと、その下方円錐形の分級板を設けて両者間に分級室を形成し、本体ケーシングの上部に端板を有する原料供給筒を接続し、その原料接続筒の上部から原料供給筒内の外周接線方向に向けて原料を供給し、該原料供給筒内を旋回し乍ら降下する原料を前記分級カバーの外周囲に形成された環状の原料供給孔から分級室に旋流入させて粗粉と微粉に遠心分離する気流式分級装置において、原料供給筒の上部円周上にエア噴射ノズルを挿入して原料供給を改良することが記載されている。
特許文献２の特許第２５９７７９４号公報には、環状平板に形成された整流板と、該整流板に対して垂直方向に所定間隔を置いて配置され、所定径の原料導入孔を複数穿孔した環状平板に形成された複数の整流板と、各整流板の間に回転中心から外周方向へ放射状に配設固着された分級羽根とを有する羽根車型分級機を備え、粉末原料を微細粉と粗粉とに分級し、微細粉を吸引して収集し、粗粉を落下させて回収するようにした分級装置において、前記羽根車型分級機の上部に回転型分散機を配置し、該回転型分散機の上部に原料導入部を設け、前記回転型分散機の外周に気体を円周方向へ向けて導入する気体導入部を形成し、前記羽根車型分級機の中心部下方に微細粉を吸引搬送する細粉取出部を設け、前記羽根車型分級機の外周下方に前記細粉取出部と隔離して形成し粗粉を自由落下させて回収する粗粉回収部を設けたことを特徴とする粉末材料の分級装置が記載されている。
さらに、特許文献３の特許第４９７２５７７号公報には、上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口を有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコアと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコアとを備え、前記ケーシング上部内壁とセンターコアとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室と、前記センターコア、セパレータコア、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉に遠心分離する分級室と、を構成する気流分級装置であって、前記分散室内に、複数の案内羽根を一定間隔を設けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設け、前記センターコアは、その中心に設けられる微粉排出管とを有する気流式分級装置が記載されている。
特許文献２の特許第２５９７７９４号公報には、環状平板に形成された整流板と、該整流板に対して垂直方向に所定間隔を置いて配置され、所定径の原料導入孔を複数穿孔した環状平板に形成された複数の整流板と、各整流板の間に回転中心から外周方向へ放射状に配設固着された分級羽根とを有する羽根車型分級機を備え、粉末原料を微細粉と粗粉とに分級し、微細粉を吸引して収集し、粗粉を落下させて回収するようにした分級装置において、前記羽根車型分級機の上部に回転型分散機を配置し、該回転型分散機の上部に原料導入部を設け、前記回転型分散機の外周に気体を円周方向へ向けて導入する気体導入部を形成し、前記羽根車型分級機の中心部下方に微細粉を吸引搬送する細粉取出部を設け、前記羽根車型分級機の外周下方に前記細粉取出部と隔離して形成し粗粉を自由落下させて回収する粗粉回収部を設けたことを特徴とする粉末材料の分級装置が記載されている。
さらに、特許文献３の特許第４９７２５７７号公報には、上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口を有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコアと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコアとを備え、前記ケーシング上部内壁とセンターコアとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室と、前記センターコア、セパレータコア、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉に遠心分離する分級室と、を構成する気流分級装置であって、前記分散室内に、複数の案内羽根を一定間隔を設けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設け、前記センターコアは、その中心に設けられる微粉排出管とを有する気流式分級装置が記載されている。
これら特許文献及び図４〜図６に示される従来の分級装置においては、分級室２２ａ、２２ｂ内では、分散された粗粒子や微粒子が再凝集することなく、速やかに粗粒子と微粒子に分級されることが望ましい。
しかしながら、従来の分級装置では、トナー粒子の小粒径化にともなう粒子個数の増加ならびに粉砕処理能力で向上による粒子個数の増加により、分級機内の分散能力が低下する。その結果分級精度が低下し、過粉砕による超微粉量の増加や微粉排出部への粗大粒子の混入が避けられない状態にある。
トナーの微粒子化によって粉砕機に加える粉砕圧力や流量の増加によりコレクター内を旋回するエアー量も大幅な上昇となっている。エアー量の増加は旋回速度ＵＰやコレクター内の分散性向上、さらには分級室内での遠心力向上には役立つものの分級ゾーンに到達すると微粉排出孔（配管２７ａ、２７ｂの上端開口部）によって回収されるため向心力の増加、すなわちカットポイントの上昇に繋がってしまう。
このカットポイント上昇を抑制する手段としては分級室高さ１１を広げ高くするか、コレクター部（分散室）の排気管２０ａ、２０ｂを解放して粉砕エアーを予め分級室径外に排出させる手段があるが、まず分級室高さを広げると分級室内の旋回速度低下による分級精度の低下具体的には粗大粒子の混入が発生する。またコレクター部排気管２０ａ、２０ｂを解放すると旋回速度や分級精度は維持されたままカットポイントも小さく良好な粉砕条件となるが、コレクター部排気管から製品分も排気され余剰微粉回収バグ８１Ｂ、８２Ｂに回収されてしまい粉砕収率の低下が発生してしまう。粉砕収率の低下が発生してしまう。
近年、微粉分級機は高速回転するロータの遠心力とをロータ内部から吸引される向心力によって強制的に分散分級される機械式分級機が開発され微粉分級機の主流となっている。
この機械式分級機はさらにタンデムにして断続的に二段分級が可能な機械式分級機も開発され高精度な微粉分級が可能になっている。そのため微粉あるいは超微粉を含んだ本願従来技術の粉砕上り品（粉砕粗粉分級上り）粒子であっても容易に微粉分級は可能となっている。例えばホソカワミクロン社のＴＳＰ、ＴＴＳＰ分級機等が代表される分級機（特許文献４の特許第４８５４４１３号公報、特許文献５の特許第５１５１９４０号公報、特許文献６の特許第４０１０６２５号公報参照。）がある。従ってトナーの粉砕分級工程では粉砕工程でいかに過粉砕を行わず、粗粉を少なくすることが求められる。
このカットポイント上昇を抑制する手段としては分級室高さ１１を広げ高くするか、コレクター部（分散室）の排気管２０ａ、２０ｂを解放して粉砕エアーを予め分級室径外に排出させる手段があるが、まず分級室高さを広げると分級室内の旋回速度低下による分級精度の低下具体的には粗大粒子の混入が発生する。またコレクター部排気管２０ａ、２０ｂを解放すると旋回速度や分級精度は維持されたままカットポイントも小さく良好な粉砕条件となるが、コレクター部排気管から製品分も排気され余剰微粉回収バグ８１Ｂ、８２Ｂに回収されてしまい粉砕収率の低下が発生してしまう。粉砕収率の低下が発生してしまう。
近年、微粉分級機は高速回転するロータの遠心力とをロータ内部から吸引される向心力によって強制的に分散分級される機械式分級機が開発され微粉分級機の主流となっている。
この機械式分級機はさらにタンデムにして断続的に二段分級が可能な機械式分級機も開発され高精度な微粉分級が可能になっている。そのため微粉あるいは超微粉を含んだ本願従来技術の粉砕上り品（粉砕粗粉分級上り）粒子であっても容易に微粉分級は可能となっている。例えばホソカワミクロン社のＴＳＰ、ＴＴＳＰ分級機等が代表される分級機（特許文献４の特許第４８５４４１３号公報、特許文献５の特許第５１５１９４０号公報、特許文献６の特許第４０１０６２５号公報参照。）がある。従ってトナーの粉砕分級工程では粉砕工程でいかに過粉砕を行わず、粗粉を少なくすることが求められる。
本発明は上記問題点を解決しようとするもので、その目的は目標粒径に対し、過剰微粉や粗粉混入の抑制が容易に得られ、かつ発生する余剰微粉をも効率的に再利用可能とし消費動力の効率化面において、乾式トナーの製造に好適な粉砕分級装置及び粉砕分級方法を提供することにある。
換言すれば本発明の目的は、上記欠点を補い、分級精度、カットポイントを維持し同時に高い粉砕収率の維持を達成することにある。
換言すれば本発明の目的は、上記欠点を補い、分級精度、カットポイントを維持し同時に高い粉砕収率の維持を達成することにある。
上記目的は、以下の（１）に記載の「分級装置」により解決される。
（１）「上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコア２５、２５ａと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコア２８ａ、２８ｂとを備え、前記ケーシング上部内壁と該センターコア２５、２５ａとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、該分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに高圧エアーで供給された粉体材料中の、高圧エアーを排気する排気配管２０、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設け、前記センターコア２５、２５ａ、セパレータコア２８ａ、２８ｂ、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとを構成し、微粉はサイクロン４ａ、４ｂを介して捕集する気流式分級装置において、前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内に具備された排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをサイクロンに接続することを特徴とする分級装置。」
（１）「上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコア２５、２５ａと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコア２８ａ、２８ｂとを備え、前記ケーシング上部内壁と該センターコア２５、２５ａとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、該分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに高圧エアーで供給された粉体材料中の、高圧エアーを排気する排気配管２０、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設け、前記センターコア２５、２５ａ、セパレータコア２８ａ、２８ｂ、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとを構成し、微粉はサイクロン４ａ、４ｂを介して捕集する気流式分級装置において、前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内に具備された排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをサイクロンに接続することを特徴とする分級装置。」
以下の詳細かつ具体的な説明から理解されるように、本発明によれば、コレクター内に流入する粉流体の分散性向上ならびに微粉排出口の増加による分級精度を向上させ超微粉の発生量と微粉中に混入する粗粉量を減少させることができる。
また、静電荷像現像用トナーで帯電量が安定し且つ良好な画質を与えるトナーを製造する方法において、微粉発生率及び粗大粒子の混入が少なく生産効率面においても製品回収率が高く経済面で有利な製造方法が提供される。
本発明を用い実施したトナー製造技術により得られるトナー品質は、製品回収量も高く、シャープな粒度分布であることからトナーの帯電量も安定し地汚れや転写不良問題にたいしても良好で安定した画質品質が得られるという極めて優れた効果が奏される。
また、静電荷像現像用トナーで帯電量が安定し且つ良好な画質を与えるトナーを製造する方法において、微粉発生率及び粗大粒子の混入が少なく生産効率面においても製品回収率が高く経済面で有利な製造方法が提供される。
本発明を用い実施したトナー製造技術により得られるトナー品質は、製品回収量も高く、シャープな粒度分布であることからトナーの帯電量も安定し地汚れや転写不良問題にたいしても良好で安定した画質品質が得られるという極めて優れた効果が奏される。
本発明は前記（１）記載の「分級装置」に係るものであるが、この分級装置は、以下の（２）〜（８）記載の「分級装置」を包含する。また本発明は、つぎの（９）及び（１０）記載の「微粉体の製造装置」及び「静電荷現像用トナーの製造方法」をも包含する。
（２）「前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、を構成する気流式分級装置であって、前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内に複数の案内羽根（ルーバー）１Ｑを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバークリアランス（隙間）１Ｃと、該ルーバー環１Ｑの外周に前記粉体材料供給口２６ａ、２６ｂから供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間１ｂとを設けた気流式分級装置において、前記分散室内に具備された前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをサイクロンに接続することを特徴とする前記（１）に記載の分級装置。」
（３）「前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの断面積Ｒ１は、コレクター分散室の断面積Ｒ２に対して下記の範囲にあることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の分級装置；
〔２／１５≦（Ｒ１／Ｒ２）≦８／１５〕。」
（４）「前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内に複数の案内羽根１ｃを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバ環１Ｑと、該ルーバ環１Ｑの外周に前記粉体材料供給口２６ａ、２６ｂから供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とが設けられ、前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄはコレクター分散室径Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃ、Ｒ２ｄに対し上部エアー排気配管径Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄを任意に変更する治具を具備し、前記排気管をサイクロンに接続することを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の分級装置。」
（５）「前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、挿入距離を容易に変更できるものであり、前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの高さ２１Ｈ、２１Ｊ、２１Ｋ、２１Ｌに対し、該排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの挿入距離２５Ｈ、２５Ｊ、２５Ｋ、２５Ｌはつぎの範囲にあることを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の粉砕粗粉分級装置；
〔２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／４≦（２５Ｈ，２５Ｊ，２５Ｋ，２５Ｌ）≦２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／２〕」
（６）「前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからの排気静圧△Ｐ１は、分級室のセンターコア排気静圧△Ｐ２に対してつぎの範囲にあることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の装置；
△Ｐ２＋１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２−１０Ｋｐａ」
（７）「サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備されたセンターコアの中心に微粉排出孔管を設けたことを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の分級装置。」
（８）「サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備され中心に微粉排出孔管を設けたセンターコア２５、２５ａの頂角α１はつぎの範囲を満足することを特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の分級装置；
９０°≦α１≦１４０°」
（９）「前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の分級装置と、粉砕装置とを有することを特徴とする微粉体の製造装置。」
（１０）「前記（９）に記載の微粉体の製造装置を用いたことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。」
（２）「前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、を構成する気流式分級装置であって、前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内に複数の案内羽根（ルーバー）１Ｑを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバークリアランス（隙間）１Ｃと、該ルーバー環１Ｑの外周に前記粉体材料供給口２６ａ、２６ｂから供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間１ｂとを設けた気流式分級装置において、前記分散室内に具備された前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをサイクロンに接続することを特徴とする前記（１）に記載の分級装置。」
（３）「前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの断面積Ｒ１は、コレクター分散室の断面積Ｒ２に対して下記の範囲にあることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の分級装置；
〔２／１５≦（Ｒ１／Ｒ２）≦８／１５〕。」
（４）「前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ内に複数の案内羽根１ｃを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバ環１Ｑと、該ルーバ環１Ｑの外周に前記粉体材料供給口２６ａ、２６ｂから供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とが設けられ、前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄはコレクター分散室径Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃ、Ｒ２ｄに対し上部エアー排気配管径Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄを任意に変更する治具を具備し、前記排気管をサイクロンに接続することを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の分級装置。」
（５）「前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、挿入距離を容易に変更できるものであり、前記分散室２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの高さ２１Ｈ、２１Ｊ、２１Ｋ、２１Ｌに対し、該排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの挿入距離２５Ｈ、２５Ｊ、２５Ｋ、２５Ｌはつぎの範囲にあることを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の粉砕粗粉分級装置；
〔２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／４≦（２５Ｈ，２５Ｊ，２５Ｋ，２５Ｌ）≦２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／２〕」
（６）「前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからの排気静圧△Ｐ１は、分級室のセンターコア排気静圧△Ｐ２に対してつぎの範囲にあることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の装置；
△Ｐ２＋１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２−１０Ｋｐａ」
（７）「サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備されたセンターコアの中心に微粉排出孔管を設けたことを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の分級装置。」
（８）「サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備され中心に微粉排出孔管を設けたセンターコア２５、２５ａの頂角α１はつぎの範囲を満足することを特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の分級装置；
９０°≦α１≦１４０°」
（９）「前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の分級装置と、粉砕装置とを有することを特徴とする微粉体の製造装置。」
（１０）「前記（９）に記載の微粉体の製造装置を用いたことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。」
以下、本発明を詳細に説明する。
図７には、本発明の分級装置の１例が示される。この分級装置２０においては、上記のように、分散室内に具備された排気配管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが、微粉を捕集するためのサイクロン４ａに接続する。これにより、粉砕材料例えばトナー粉砕分級工程（微粉砕＋粗粉閉回路分級）において粉砕部の過粉砕を防止し、粉砕で発生する微粉を要求品質以上に製品内に混入することを防止し、トナー粒子を安定して高収率で容易に得られ、分級精度、カットポイントを維持し同時に高い粉砕収率の維持を達成することができ、品質特性や生産効率面も好適な静電荷像現像用トナーを製造することができるものである。
図７には、本発明の分級装置の１例が示される。この分級装置２０においては、上記のように、分散室内に具備された排気配管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが、微粉を捕集するためのサイクロン４ａに接続する。これにより、粉砕材料例えばトナー粉砕分級工程（微粉砕＋粗粉閉回路分級）において粉砕部の過粉砕を防止し、粉砕で発生する微粉を要求品質以上に製品内に混入することを防止し、トナー粒子を安定して高収率で容易に得られ、分級精度、カットポイントを維持し同時に高い粉砕収率の維持を達成することができ、品質特性や生産効率面も好適な静電荷像現像用トナーを製造することができるものである。
この例の分級装置は、前記従来の分級装置と同様、上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口（分散室流入口）２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコア２５ａ、２５ｂと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコア２８ａ、２８ｂとを備え、前記ケーシング上部内壁と該センターコア２５ａ、２５ｂとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室２１ａ、２１ｂと、該分散室２１ａ、２１ｂに高圧エアーで供給された粉体材料中の、高圧エアーを排気する排気配管２０ａ、２０ｂを設け、前記センターコア２５ａ、２５ｂ、セパレータコア２８ａ、２８ｂ、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室２２ａ、２２ｂと、を構成し、微粉はサイクロンを介して捕集する気流式分級装置を基にして、これを改良したものである。
したがって、前記従来の分級装置と共通する部分の説明は簡略化している。
したがって、前記従来の分級装置と共通する部分の説明は簡略化している。
そしてこの例の分級装置は、図１に示される粉砕分級システム例における分級手段２ａを改良したものに相当するものと云うことができ、従って、図１の粉砕分級システム例における分級手段２ａをこの図７の分級装置例で置き換えることによって、粉砕分級システムとすることができる。
また、この例の分級装置は、エアー供給手段を、前記特許文献３に示されるような「前記分散室内に複数の案内羽根１ｃを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環１Ｑと、該ルーバー環１Ｑの外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間１ｂとを設けたもの」とすることができ、かつ好ましい。なお、図７〜９中の符号は、図１〜６中の対応する符号と同じ意味を有する。また、図７〜９中の符号Ｄ１は、排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをサイクロンに接続する排気管を、符号２１０ａ、２１０ｂは分級済み粉体排出のための配管を表わす。
また、前記排気管２０ａ、２０ｂの断面積Ｒ１は、コレクター分散室の断面積Ｒ２に対して下記の範囲にあることが好ましい。
〔２／１５≦（Ｒ１／Ｒ２）≦８／１５〕
コレクター分散室２１ａ、２１ｂの断面積Ｒ２に対する排気管２０ａ、２０ｂの断面積Ｒ１を、このような範囲にすることによって、前記本発明の目的を、支障なく達成できる分級装置とすることができる。
〔２／１５≦（Ｒ１／Ｒ２）≦８／１５〕
コレクター分散室２１ａ、２１ｂの断面積Ｒ２に対する排気管２０ａ、２０ｂの断面積Ｒ１を、このような範囲にすることによって、前記本発明の目的を、支障なく達成できる分級装置とすることができる。
また、前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからの排気静圧△Ｐ１は、分級室のセンターコア排気静圧△Ｐ２に対して、△Ｐ２＋１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２−１０Ｋｐａ、の範囲にあることが好ましい。前記排気管２１Ｃ、２２Ｃからの排気静圧△Ｐ１と、分級室のセンターコア排気静圧△Ｐ２との関係を、この範囲にすることによって、粉の逆流を防止し分級機内の粉の流れが正常化を保つことができ、前記本発明の目的を、より円滑に達成できる分級装置とすることができる。
さらに、本発明の分級装置は、サイクロン型分級機であることが好ましく、かつ、図５に示されるように、上部の前記分散室２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに具備されたセンターコア２５ａ、２５ｂの中心に微粉排出孔管２７ａ、２７ｂを設けたものであることが好ましい。これにより、微粉はセンターコア２５ａ、２５ｂからも予め排気させ微粉を高率良く微粉回収流路２１０ａ、２１０ｂに導くことができる。さらにまた、本発明の分級装置は、上部の前記分散室２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに具備され中心に微粉排出孔管２７ａ、２７ｂを設けたセンターコア２５ａ、２５ｂの頂角α１が、９０°≦α１≦１４０°、の範囲を満足するものであることが好ましい。このような分級装置の部分的な構造は、先に説明した従来の分級装置、特に例えば特許文献３記載の分級装置、が有する構造を基にすることができる。
図８には、本発明の分級装置の他の１例が示され、図９には、本発明の分級装置の１更に他の１例が示される。
図８記載の分級装置は、図２に示される粉砕分級システム例における分級手段２ａを改良したものに相当するものと云うことができ、従って、図２の粉砕分級システム例における分級手段をこの図８の分級装置例で置き換えることによって、粉砕分級システムとすることができる。
同様に、図９記載の分級装置は、図３に示される粉砕分級システム例における分級手段２ａを改良したものに相当するものと云うことができ、従って、図３の粉砕分級システム例における分級手段をこの図９の分級装置例で置き換えることによって、粉砕分級システムとすることができる。
図８記載の分級装置は、図２に示される粉砕分級システム例における分級手段２ａを改良したものに相当するものと云うことができ、従って、図２の粉砕分級システム例における分級手段をこの図８の分級装置例で置き換えることによって、粉砕分級システムとすることができる。
同様に、図９記載の分級装置は、図３に示される粉砕分級システム例における分級手段２ａを改良したものに相当するものと云うことができ、従って、図３の粉砕分級システム例における分級手段をこの図９の分級装置例で置き換えることによって、粉砕分級システムとすることができる。
図１０に、本発明の排気配管径Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄを任意に変更する治具の１例を、コレクター分散室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、上部前記排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと共に詳細に示す。排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは上フランジ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、パッキン３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、下フランジ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、固定ボルト３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄで構成されている。そして、上フランジ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、パッキン３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄおよび下フランジ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄにはフランジ固定ボルト穴３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが形成されている。
排気管はこれらの治具をケーシングに挿入後、固定ボルト３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを締付けることでＯリング３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが内側に広がり排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを固定する構成となっている。上フランジの詳細を図１０Ｂに、下フランジの詳細を図１０Ｃに示す。排気管を変更する場合は排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの内径を変更し、上フランジ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと下フランジ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの内径３１Ｎ、３４Ｎを変更し、内径を変更した排気管２０ａ、２０ｂに合せて容易にセットするように構成されている。すなわち装着治具によりケーシング排気菅径は治具の部分の交換で自在に且つ容易に変更を可能とする。
排気管はこれらの治具をケーシングに挿入後、固定ボルト３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを締付けることでＯリング３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが内側に広がり排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを固定する構成となっている。上フランジの詳細を図１０Ｂに、下フランジの詳細を図１０Ｃに示す。排気管を変更する場合は排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの内径を変更し、上フランジ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと下フランジ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの内径３１Ｎ、３４Ｎを変更し、内径を変更した排気管２０ａ、２０ｂに合せて容易にセットするように構成されている。すなわち装着治具によりケーシング排気菅径は治具の部分の交換で自在に且つ容易に変更を可能とする。
また図１０に示される排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、上フランジ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと下フランジ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで重ね合わせた後、排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの挿入距離１２Ｈを自在に調整できる機能を有する。
トナーの粉砕特性や狙いの粒度によって前述したケーシング径に合った排気管径で旋回流によって発生する遠心力と向心力が決定され排気管から排出される微粉径が決定されるが、同時にコレクターの高さ方向に対し、トナー粒子はコレクターを旋回しながら自重によって螺旋流を描きながらセンターコアの低部にあたるリング状のスリット部より粒子は均一に分級室に供給されるため、排気管より微粉排出させるための吸引孔の位置すなわち高圧エアーを含む超微粉および微粉と分級室に送られる粉砕品を含む微粉＋粗粉の固気分離点が重要となる。
分散室での固気分離を有効に行うためのコレクター内への排気管の挿入程度は、分散室の高さ２１Ｈ、２１Ｊ、２１Ｋ、２１Ｌに対し排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの挿入距離２５Ｈ、２５Ｊ、２５Ｋ、２５Ｌはつぎの範囲にあることが好ましい。つぎの範囲にあることで高圧エアーを含む超微粉および微粉を排気管より排出を可能とする。
〔２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／４≦（２５Ｈ，２５Ｊ，２５Ｋ，２５Ｌ）≦２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／２〕
分散室での固気分離を有効に行うためのコレクター内への排気管の挿入程度は、分散室の高さ２１Ｈ、２１Ｊ、２１Ｋ、２１Ｌに対し排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの挿入距離２５Ｈ、２５Ｊ、２５Ｋ、２５Ｌはつぎの範囲にあることが好ましい。つぎの範囲にあることで高圧エアーを含む超微粉および微粉を排気管より排出を可能とする。
〔２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／４≦（２５Ｈ，２５Ｊ，２５Ｋ，２５Ｌ）≦２１Ｈ，２１Ｊ，２１Ｋ，２１Ｌ／２〕
（トナーの製造方法）
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも分級工程を含み、溶融混練工程、粉砕工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。前記分級工程は、上述した本発明の前記分級装置を用いて行われる。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも分級工程を含み、溶融混練工程、粉砕工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。前記分級工程は、上述した本発明の前記分級装置を用いて行われる。
＜溶融混練工程＞
前記溶融混練工程は、前記溶融混練工程では、トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製のＫＴＫ型二軸押出機、東芝機械社製のＴＥＭ型押出機、浅田鉄工社製のＫＣＫ混練機、池貝鉄工所製のＰＣＭ型二軸押出機、Ｂｕｓｓ社製のコニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記トナー材料は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記溶融混練工程は、前記溶融混練工程では、トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製のＫＴＫ型二軸押出機、東芝機械社製のＴＥＭ型押出機、浅田鉄工社製のＫＣＫ混練機、池貝鉄工所製のＰＣＭ型二軸押出機、Ｂｕｓｓ社製のコニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記トナー材料は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
−結着樹脂−
前記結着樹脂としては、例えばスチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、などの単独重合体、又は共重合体などが挙げられる。
前記結着樹脂としては、例えばスチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、などの単独重合体、又は共重合体などが挙げられる。
特に代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ビリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ビリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記着色剤の色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用のもの、カラー用のもの、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記黒色用のものとしては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料、などが挙げられる。
マゼンタ用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４１、４８、４８：１、４９、５０、５１、５２、５３、５３：１、５４、５５、５７、５７：１、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１６３、１７７、１７９、２０２、２０６、２０７、２０９、２１１；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９；Ｃ．Ｉ．バットレッド１、２、１０、１３、１５、２３、２９、３５などが挙げられる。
マゼンタ用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４１、４８、４８：１、４９、５０、５１、５２、５３、５３：１、５４、５５、５７、５７：１、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１６３、１７７、１７９、２０２、２０６、２０７、２０９、２１１；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９；Ｃ．Ｉ．バットレッド１、２、１０、１３、１５、２３、２９、３５などが挙げられる。
シアン用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、１７、６０；Ｃ．Ｉ．バットブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５、又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン７、グリーン３６などが挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２３、５５、６５、７３、７４、８３、９７、１１０、１５１、１５４、１８０；Ｃ．Ｉ．バットイエロー１、３、２０、オレンジ３６などが挙げられる。
前記着色剤の前記トナーにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜１５質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。前記含有量が１質量％未満であると、トナーの着色力の低下が見られ、１５質量％を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力の低下、及びトナーの電気特性の低下を招くことがある。
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。該樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記スチレン又はその置換体の重合体としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリｐ−クロロスチレン樹脂、ポリビニルトルエン樹脂などが挙げられる。前記スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などが挙げられる。
前記マスターバッチは、前記マスターバッチ用樹脂と、前記着色剤とを高せん断力をかけて混合又は混練させて製造することができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を添加することが好ましい。また、いわゆるフラッシング法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができ、乾燥する必要がない点で好適である。前記フラッシング法は、着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合又は混練し、着色剤を樹脂側に移行させて水分及び有機溶剤成分を除去する方法である。前記混合又は混練には、例えば三本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に用いられる。
−離型剤−
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトンなどが挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレートなどが挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどが挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドなどが挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなどが挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンなどが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
前記離型剤の前記トナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０〜４０質量％が好ましく、３〜３０質量％がより好ましい。前記含有量が、４０質量％を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
前記離型剤の前記トナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０〜４０質量％が好ましく、３〜３０質量％がより好ましい。前記含有量が、４０質量％を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
−帯電制御剤−
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（いずれもオリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（いずれも保土谷化学工業株式会社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（いずれもヘキスト社製）；ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット株式会社製）；キナクリドン、アゾ系顔料；スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等を有する高分子系の化合物などが挙げられる。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、前記トナーの各成分と共に前記有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
前記帯電制御剤の前記トナーにおける含有量としては、前記結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、前記結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜５質量部がより好ましい。前記含有量が０．１質量部未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、１０質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
前記帯電制御剤の前記トナーにおける含有量としては、前記結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、前記結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜５質量部がより好ましい。前記含有量が０．１質量部未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、１０質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
前記外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩（例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど）；金属酸化物（例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど）又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子、が好適に挙げられる。
＜粉砕工程＞
前記粉砕工程は、少なくとも１つの粉砕機と、場合によっては少なくとも１つの粗粉分級工程を用いて微粉砕を行う工程であり、前記粉砕工程で用いられる該粉砕機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、気流式粉砕機、流動層式粉砕機、機械式粉砕機器などが挙げられる。
前記粉砕工程は、少なくとも１つの粉砕機と、場合によっては少なくとも１つの粗粉分級工程を用いて微粉砕を行う工程であり、前記粉砕工程で用いられる該粉砕機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、気流式粉砕機、流動層式粉砕機、機械式粉砕機器などが挙げられる。
前記気流式粉砕機としては、例えば日本ニューマチック工業株式会社製の超音速ジェット粉砕機、日清エンジニアリング株式会社製のスーパージェットミル、ホソカワミクロン株式会社製のミクロンジェットなどが挙げられる。
前記流動層式粉砕機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のカウンタージェット粉砕機、栗本鐵工所社製のクロスジェットミルなどが挙げられる。
前記機械式粉砕機としては、例えば、株式会社アーステクニカ社製のクリプトロン、日清エンジニアリング株式会社製のスーパーローター、ターボ工業株式会社製のターボミルなどが挙げられる。
前記流動層式粉砕機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のカウンタージェット粉砕機、栗本鐵工所社製のクロスジェットミルなどが挙げられる。
前記機械式粉砕機としては、例えば、株式会社アーステクニカ社製のクリプトロン、日清エンジニアリング株式会社製のスーパーローター、ターボ工業株式会社製のターボミルなどが挙げられる。
（トナー）
本発明のトナーは、本発明の前記トナーの製造方法により製造される。前記トナーは、粒径８．０μｍ以上の粗粉含有率が２．０質量％以下であることが好ましく、０〜１．５質量％がより好ましい。また、トナーの体積平均粒径は４．５〜６．０μｍが好ましい。
本発明のトナーは、本発明の前記トナーの製造方法により製造される。前記トナーは、粒径８．０μｍ以上の粗粉含有率が２．０質量％以下であることが好ましく、０〜１．５質量％がより好ましい。また、トナーの体積平均粒径は４．５〜６．０μｍが好ましい。
ここで、前記粒度分布及び体積平均粒径は、例えば、粒度測定器粒度測定器（コールターカウンターＴＡ−II、コールターマルチサイザーII、又はコールターマルチサイザーIII、ベックマンコールター社製）を用いて測定することができる。
以下、実施例、比較例により、本発明を更に具体的に説明する。
［実施例１］
気流式にて、微粉砕し粗粉分級機にて開回路または閉回路粉砕する粉砕粗粉分級装置で、サイクロン型分級機上部のコレクター分散室にセンターコアを具備し下部分級ゾーンには微粉と粗粉を除去するためのセパレータコアを設けた、図３に示される粉砕分級システムを、図９に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。ここで、この本発明の粉砕分級システム例における分級機の内部構造自体は、図６に示される、排気配管を粉砕上り製品回収用サイクロンに具備したサイクロン型分級機と同じものであった。
気流式にて、微粉砕し粗粉分級機にて開回路または閉回路粉砕する粉砕粗粉分級装置で、サイクロン型分級機上部のコレクター分散室にセンターコアを具備し下部分級ゾーンには微粉と粗粉を除去するためのセパレータコアを設けた、図３に示される粉砕分級システムを、図９に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。ここで、この本発明の粉砕分級システム例における分級機の内部構造自体は、図６に示される、排気配管を粉砕上り製品回収用サイクロンに具備したサイクロン型分級機と同じものであった。
ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を、図３に示す粉砕分級システムの気流式ジェット粉砕機３ａと同じ粉砕機で粉砕し、同図における分級機として、図６に示される内部構造のものを用いた。
このような本発明の粉砕粗粉分級システムを用い、粉砕、分級を行ったところ、１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径６．５μｍで５μｍ以下微粉含有率が個数平均で８０ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で１．５Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９５ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
このような本発明の粉砕粗粉分級システムを用い、粉砕、分級を行ったところ、１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径６．５μｍで５μｍ以下微粉含有率が個数平均で８０ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で１．５Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９５ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
［比較例１］
実施例１と同一の混練品を用いて、図３に示す従来型の粉砕分級システム構成にて粉砕分級を行ったところ１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径６．７μｍで５μｍ以下微粉含有率が個数平均で７５ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で２．５Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９３ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
実施例１と同一の混練品を用いて、図３に示す従来型の粉砕分級システム構成にて粉砕分級を行ったところ１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径６．７μｍで５μｍ以下微粉含有率が個数平均で７５ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で２．５Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９３ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
［実施例２］
図３に示される粉砕分級システムを、図９に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。ここで、採用した分散機の内部構造自体は、図７に示されるものである。図７に示される分級装置は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置である。
図３に示される粉砕分級システムを、図９に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。ここで、採用した分散機の内部構造自体は、図７に示されるものである。図７に示される分級装置は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置である。
前記分散室内に具備された排気配管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをサイクロンに接続した該分級装置を用い、ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径４．６μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で６５ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で１．０Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９５ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
［比較例２］
実施例２と同一の混練品を用い、かつ、図３に示す従来構造型の粉砕分級システム（分級機２ａおよび２ｂは図４に示されるもの）を用いて粉砕分級処理した。
ここで、図４に示される従来型の分級装置は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置であった。
実施例２と同一の混練品を用い、かつ、図３に示す従来構造型の粉砕分級システム（分級機２ａおよび２ｂは図４に示されるもの）を用いて粉砕分級処理した。
ここで、図４に示される従来型の分級装置は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置であった。
ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径４．７μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で６０ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で１．６Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９２ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
［実施例３］
図３に示される粉砕分級システムを、図９に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。この場合、採用した分級機の内部構造自体は、図７に示す構造のものである。図７の分級機は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置である。
また、この例における該分級装置は、前記分散室内に具備された排気管の断面積２１Ｃ、２２Ｃをコレクター（分散室）２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに対する断面積Ｒ１に対し３／５として（すなわち、コレクター分散室の断面積Ｒ２に対する排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの断面積Ｒ１が、前記「２／１５≦（Ｒ１／Ｒ２）≦８／１５」〕の関係を満たすものとして）サイクロンに接続した分級装置である。
図３に示される粉砕分級システムを、図９に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。この場合、採用した分級機の内部構造自体は、図７に示す構造のものである。図７の分級機は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置である。
また、この例における該分級装置は、前記分散室内に具備された排気管の断面積２１Ｃ、２２Ｃをコレクター（分散室）２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに対する断面積Ｒ１に対し３／５として（すなわち、コレクター分散室の断面積Ｒ２に対する排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの断面積Ｒ１が、前記「２／１５≦（Ｒ１／Ｒ２）≦８／１５」〕の関係を満たすものとして）サイクロンに接続した分級装置である。
この本発明の分級装置を有する本発明の粉砕分級システムを用い、ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径４．６μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で６７ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で１．０Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９６ｋｇ／ｈｒ得ることができた。この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
［実施例４］
図３に示す従来型の粉砕分級システムにおける分級機２ａおよび２ｂを、本発明の分級装置に変えた図８に示す本発明の粉砕分級システムを用いて粉砕分級処理を実行した。この本発明の粉砕分級システムにおける分散装置は、分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とが設けられたものである。そして、前記分散室内に具備された排気配管をサイクロンに接続し排気管からの排気静圧△Ｐ１は−１３Ｋｐａでセンターコア排気静圧△Ｐ２は−１６Ｋｐａ（すなわち、△Ｐ２−１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２−１００Ｋｐａになる（すなわち、前記「△Ｐ２＋１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２−１０Ｋｐａ」を満たす）ように設定し、分級処理に供した。
図３に示す従来型の粉砕分級システムにおける分級機２ａおよび２ｂを、本発明の分級装置に変えた図８に示す本発明の粉砕分級システムを用いて粉砕分級処理を実行した。この本発明の粉砕分級システムにおける分散装置は、分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とが設けられたものである。そして、前記分散室内に具備された排気配管をサイクロンに接続し排気管からの排気静圧△Ｐ１は−１３Ｋｐａでセンターコア排気静圧△Ｐ２は−１６Ｋｐａ（すなわち、△Ｐ２−１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２−１００Ｋｐａになる（すなわち、前記「△Ｐ２＋１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２−１０Ｋｐａ」を満たす）ように設定し、分級処理に供した。
ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を、本発明の該粉砕分級システムに１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で供給し、重量平均粒径４．６μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で６８ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で０．９Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９６．５ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
［実施例５］
図９に示す本発明の粉砕分級システムを用いた。この粉砕分級システムにおける分級機の内部構造自体は、図４に示されるものである。すなわち、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置でセンターコア２５ａの中心には微粉排出孔管２７ａ、２７ｂを設け分散されたトナー粒子の内の微粉を予め微粉排出流路に回収する機構を設けたものである。
図９に示す本発明の粉砕分級システムを用いた。この粉砕分級システムにおける分級機の内部構造自体は、図４に示されるものである。すなわち、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置でセンターコア２５ａの中心には微粉排出孔管２７ａ、２７ｂを設け分散されたトナー粒子の内の微粉を予め微粉排出流路に回収する機構を設けたものである。
ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給で、重量平均粒径４．６μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で７０ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で０．８Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９６．５ｋｇ／ｈｒ得ることができた。この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
［実施例６］
図９に示す本発明の粉砕分級システムを用いたが、この粉砕分級システムにおける分級機の内部構造自体は、図５に示されるものである。
図５の分級機は、分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置であり、かつ、分級機上部の分散室に具備され中心に微粉排出孔管を設けたセンターコアを有するものである。そして、この例の分級機における分散室に具備されたセンターコアの頂角α１は、「α１＝１２０°」に設定された。なお、この頂角は、前記（８）に記載の好ましい条件、「９０°≦α１≦１４０°」を満たしている。
図９に示す本発明の粉砕分級システムを用いたが、この粉砕分級システムにおける分級機の内部構造自体は、図５に示されるものである。
図５の分級機は、分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置であり、かつ、分級機上部の分散室に具備され中心に微粉排出孔管を設けたセンターコアを有するものである。そして、この例の分級機における分散室に具備されたセンターコアの頂角α１は、「α１＝１２０°」に設定された。なお、この頂角は、前記（８）に記載の好ましい条件、「９０°≦α１≦１４０°」を満たしている。
ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を、該粉砕分散システムに、１００ｋｇ／ｈｒの原材料供給した結果重量平均粒径４．６μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で７２ＰＯＰ．％、８μｍ以下粗粉含有率が重量平均で０．８Ｖｏｌ％のトナー粒径を１時間当り９７．０ｋｇ／ｈｒ得ることができた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
１ｂ 空間
１ｃ 案内羽
１Ｑ ルーバー環
１ｓ 粉砕原料供給管
２ａ 第１分級機（分級手段）
２ｂ 第２分級機（分級手段）
２ｓ 粉砕原料供給管
２ｖ 開閉弁
３ａ 第１粉砕機
３ｂ 第２粉砕機
４ａ 第１サイクロン
４ｂ 第２サイクロン
１０ 微粉回収流路
１１ 分級室高さ
２０ａ 排気管
２０ｂ 排気管
２０ｃ 排気管
２０ｄ 排気管
２１ａ 分散室
２１ｂ 分散室
２１ｃ 分散室
２１ｄ 分散室
２１Ｈ 分散室の高さ
２１Ｊ 分散室の高さ
２１Ｋ 分散室の高さ
２１Ｌ 分散室の高さ
２２ａ 分級室
２２ｂ 分級室
２２ｃ 分級室
２２ｄ 分級室
２３ａ 下部ホッパー
２３ｂ 下部ホッパー
２３ｃ 下部ホッパー
２３ｄ 下部ホッパー
２５ａ センターコア
２５ｂ センターコア
２５Ｈ 挿入距離
２５Ｊ 挿入距離
２５Ｋ 挿入距離
２５Ｌ 挿入距離
２６ａ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２６ｂ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２６ｃ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２６ｄ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２７ａ 微粉排出口（配管２７の上端開口部）
２７ｂ 微粉排出口（配管２７の上端開口部）
２８ａ セパレータコア
２８ｂ セパレータコア
２９ａ 二次空気流入口（ルーバー）
２９ｂ 二次空気流入口（ルーバー）
３１ａ 上フランジ
３１ｂ 上フランジ
３１ｃ 上フランジ
３１ｄ 上フランジ
３１Ｎ 内径
３２ａ パッキン
３２ｂ パッキン
３２ｃ パッキン
３２ｄ パッキン
３３ａ Ｏリング
３３ｂ Ｏリング
３３ｃ Ｏリング
３３ｄ Ｏリング
３４ａ 下フランジ
３４ｂ 下フランジ
３４ｃ 下フランジ
３４ｄ 下フランジ
３４Ｎ 内径
３７ａ 固定ボルト
３７ｂ 固定ボルト
３７ｃ 固定ボルト
３７ｄ 固定ボルト
３８ａ フランジ固定ボルト穴
３８ｂ フランジ固定ボルト穴
３８ｃ フランジ固定ボルト穴
３８ｄ フランジ固定ボルト穴
８１Ｂ 余剰微粉回収バッグ
８２Ｂ 余剰微粉回収バッグ
９１ａ ポンプ
９２ａ ポンプ
１０１ フィーダ
１０２ フィーダ
１０３ ホッパー
２１０ａ 配管
２１０ｂ 配管
２３１ 粗粉排出口
Ｄ１ 排気管
Ｒ２ａ コレクター分散室径
Ｒ２ｂ コレクター分散室径
Ｒ２ｃ コレクター分散室径
Ｒ２ｄ コレクター分散室径
Ｓ２ａ エアー排気配管径
Ｓ２ｂ エアー排気配管径
Ｓ２ｃ エアー排気配管径
Ｓ２ｄ エアー排気配管径
△Ｐ１ 排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからの排気静圧
△Ｐ２ 分級室のセンターコア排気静圧
ＡＡ−Ａ’Ａ’ 分散室２１ａ、２１ｂの断面
ＢＢ−Ｂ’Ｂ’，ＣＣ−Ｃ’Ｃ’ 分散室２１ｃ、２１ｄの断面
Ｒ１ 排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの断面積
Ｒ２ 分散室の断面積
α１ センターコアの頂角
１ｃ 案内羽
１Ｑ ルーバー環
１ｓ 粉砕原料供給管
２ａ 第１分級機（分級手段）
２ｂ 第２分級機（分級手段）
２ｓ 粉砕原料供給管
２ｖ 開閉弁
３ａ 第１粉砕機
３ｂ 第２粉砕機
４ａ 第１サイクロン
４ｂ 第２サイクロン
１０ 微粉回収流路
１１ 分級室高さ
２０ａ 排気管
２０ｂ 排気管
２０ｃ 排気管
２０ｄ 排気管
２１ａ 分散室
２１ｂ 分散室
２１ｃ 分散室
２１ｄ 分散室
２１Ｈ 分散室の高さ
２１Ｊ 分散室の高さ
２１Ｋ 分散室の高さ
２１Ｌ 分散室の高さ
２２ａ 分級室
２２ｂ 分級室
２２ｃ 分級室
２２ｄ 分級室
２３ａ 下部ホッパー
２３ｂ 下部ホッパー
２３ｃ 下部ホッパー
２３ｄ 下部ホッパー
２５ａ センターコア
２５ｂ センターコア
２５Ｈ 挿入距離
２５Ｊ 挿入距離
２５Ｋ 挿入距離
２５Ｌ 挿入距離
２６ａ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２６ｂ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２６ｃ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２６ｄ 粉体材料供給口（分散室流入口）
２７ａ 微粉排出口（配管２７の上端開口部）
２７ｂ 微粉排出口（配管２７の上端開口部）
２８ａ セパレータコア
２８ｂ セパレータコア
２９ａ 二次空気流入口（ルーバー）
２９ｂ 二次空気流入口（ルーバー）
３１ａ 上フランジ
３１ｂ 上フランジ
３１ｃ 上フランジ
３１ｄ 上フランジ
３１Ｎ 内径
３２ａ パッキン
３２ｂ パッキン
３２ｃ パッキン
３２ｄ パッキン
３３ａ Ｏリング
３３ｂ Ｏリング
３３ｃ Ｏリング
３３ｄ Ｏリング
３４ａ 下フランジ
３４ｂ 下フランジ
３４ｃ 下フランジ
３４ｄ 下フランジ
３４Ｎ 内径
３７ａ 固定ボルト
３７ｂ 固定ボルト
３７ｃ 固定ボルト
３７ｄ 固定ボルト
３８ａ フランジ固定ボルト穴
３８ｂ フランジ固定ボルト穴
３８ｃ フランジ固定ボルト穴
３８ｄ フランジ固定ボルト穴
８１Ｂ 余剰微粉回収バッグ
８２Ｂ 余剰微粉回収バッグ
９１ａ ポンプ
９２ａ ポンプ
１０１ フィーダ
１０２ フィーダ
１０３ ホッパー
２１０ａ 配管
２１０ｂ 配管
２３１ 粗粉排出口
Ｄ１ 排気管
Ｒ２ａ コレクター分散室径
Ｒ２ｂ コレクター分散室径
Ｒ２ｃ コレクター分散室径
Ｒ２ｄ コレクター分散室径
Ｓ２ａ エアー排気配管径
Ｓ２ｂ エアー排気配管径
Ｓ２ｃ エアー排気配管径
Ｓ２ｄ エアー排気配管径
△Ｐ１ 排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからの排気静圧
△Ｐ２ 分級室のセンターコア排気静圧
ＡＡ−Ａ’Ａ’ 分散室２１ａ、２１ｂの断面
ＢＢ−Ｂ’Ｂ’，ＣＣ−Ｃ’Ｃ’ 分散室２１ｃ、２１ｄの断面
Ｒ１ 排気管２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの断面積
Ｒ２ 分散室の断面積
α１ センターコアの頂角
Claims (9)
- 分散室、分級室、及びサイクロンを有する気流式分級装置であって、
上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口を有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコアと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコアとを備え、
前記分散室が、前記ケーシングの上部内壁と前記センターコアとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される前記粉体材料を分散する分散室であり、
前記分散室内の上部に、前記高圧エアーで供給された前記粉体材料中の前記高圧エアーを排気する第１の排気管が設けられ、
前記分級室が、前記センターコア、前記セパレータコア、及び前記ケーシングの内壁で囲われ、前記分散室から流入する前記粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室であり、
前記分散室内の上部に具備された前記第１の排気管が、前記微粉を前記サイクロンに導入可能に前記サイクロンに接続されていて、
前記セパレータコアの中心に形成された前記開口部に接続された第２の排気管を有し、前記第２の排気管が、前記微粉を前記サイクロンに導入可能に前記サイクロンに接続されていて、
前記第１の排気管の断面積Ｒ１が、前記分散室の断面積Ｒ２に対して下記式（１）の範囲にあり、
前記微粉が、前記サイクロンを介して捕集されることを特徴とする気流式分級装置。
（数１）
〔２／１５≦（Ｒ１／Ｒ２）≦８／１５〕 ・・・式（１） - 前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、前記ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される前記高圧エアー及び前記粉体材料の流路となる空間とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の気流式分級装置。
- 前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバ環と、前記ルーバ環の外周に前記粉体材料供給口から供給される前記高圧エアー及び前記粉体材料の流路となる空間とが設けられ、
前記第１の排気管は前記分散室の径に対し前記第１の排気管の径を任意に変更する治具を具備し、前記第１の排気管を前記サイクロンに接続することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の気流式分級装置。 - 前記分散室の高さ２１Ｈに対して、前記第１の排気管の挿入距離２５Ｈを、下記式（２）の範囲に設定できることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気流式分級装置。
（数２）
〔２１Ｈ／４≦２５Ｈ≦２１Ｈ／２〕 ・・・式（２） - 前記第１の排気管からの排気静圧△Ｐ１は、前記分級室のセンターコア排気静圧△Ｐ２に対して下記式（３）の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の気流式分級装置。
（数３）
△Ｐ２−１０Ｋｐａ≦△Ｐ１≦△Ｐ２＋１０Ｋｐａ ・・・式（３） - 前記センターコアの中心に開口部が形成され、前記開口部に接続され前記セパレータコアの前記開口部に延びる第３の排気管を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 前記センターコアの頂角α１は下記式（４）の範囲を満足することを特徴とする請求項６に記載の気流式分級装置。
（数４）
９０°≦α１≦１４０° ・・・式（４） - 請求項１乃至７のいずれかに記載の気流式分級装置と、粉砕装置とを有することを特徴とする微粉体の製造装置。
- 請求項８に記載の微粉体の製造装置を用いたことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。
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