JPH03209266A - 静電荷像用現像剤の製造方法及びそのための粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、静電荷像用現像剤（以下、現像剤という）の
製造方法の改良、特に現像剤材料を閉回路粉砕して、現
像剤を得る微粉砕方法の改良に関する。

（従来の技術） 現像剤の製造方法の常法としては、混練粉砕法があり、
粉砕プロセスは、現像剤の形状、大きさを決定する重要
なプロセスである。

従来、粉砕には、ジェットミルや機械式ミルが多く利用
されていたが、現像剤の特性上の要求（解像度、カブリ
等）により、シャープな粒度分布が必要となり、上記微
粉砕機と粗粉分級機を組み合わせた閉回路粉砕方法が盛
んに行われるようになった。

閉回路粉砕方法の一番簡便なシステムは、粗粉分級機か
らの戻り粉を直接粉砕機に戻す方法であって、第４図は
、その場合の基本的プロセス図である。粉砕原料を粉砕
原料定量供給装置１から微粉砕機２に供給し粉砕を行う
。粉砕物は粗粉分級機３に送られ、粗粉を分級により分
離した後、サイクロン４で補集して粉砕製品を得る。サ
イクロンからの排気は、バグフィルタ−５によって微粉
を分離した後、ブロワ−６によって排出される。

一方、粗粉分級機３によって分離された粗粉は、微粉砕
機に戻り粉として返送循環させる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の閉回路粉砕方法の欠点としては、閉回路システム
の安定操作が、以下のように難しい点があった。すなわ
ち、閉回路粉砕方法の一番簡便なシステムは、上記第４
図に示されるように、粗粉分級機からの戻り粉を直接、
微粉砕機に戻すものであるが、材料の粉砕性の変動が、
直接、システムの固体濃度変動となり、粉砕粒子径Ｄ５
０の大幅な変動、機械式ミルの場合は、さらに負荷エネ
ルギー変動の原因となってしまい、最悪なケースでは、
システムの停止を招くことになるという問題があった。

また、粉砕システム全体が安定状態に至るまで時間がか
かり、目的とした粉砕粒子径を得るまでに時間がかかる
という欠点もあった。

本発明の目的は、上記した従来の閉回路粉砕方法におけ
る欠点を解消し、長時間安定して目的粉砕粒子径の現像
剤を製造する閉回路粉砕システムを提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、検討の結果、従来の閉回路粉砕システム
において、安定した粉砕粒子径が得られている際には、
戻り粉の供給量Ｆ　２’が粉砕原料供給量Ｆ１の５倍以
下の範囲で変動していることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

したがって、本発明の静電荷像用現像剤の製造方法は、
静電荷像用現像材料を閉回路粉砕して製造する方法にお
いて、粉砕原料定量供給装置から微粉砕機に粉砕原料を
供給して微粉砕を行い、得られた粉砕物を粗粉分級装置
によって所定の粒子径の粉砕製品を分級し、分離された
粗粉を戻り粉として戻り粉定量供給装置に導入し、該戻
り粉を微粉砕機に粉砕原料供給量の５倍以下の比率で定
量供給することを特徴とする。

本発明の上記製造方法は、粉砕原料を微粉砕機に供給す
るための粉砕原料定量供給装置、粉砕原料を粉砕するた
めの微粉砕機、粉砕物を分級するための粗粉分級装置、
及び分離された粗粉を微粉砕機に供給するための戻り粉
定量供給装置とを具備する閉回路粉砕装置によって実施
することができる。

本発明の上記の製造方法における好ましい実施態様とし
ては、上記粗粉分級装置を回転式風力分級機とし、戻り
粉定量供給装置を重量検知機能付とし、粉砕製品の粒子
径及び戻り粉定量供給装置における戻り粉の重量を検知
して、粉砕粒子径（Ｄ　５０）及び回転式風力分級機か
ら戻り粉定量供給装置への戻り粉量と戻り粉定量供給装
置から微粉砕機への供給量との差（ΔＷ１）が以下の式
を満足するように、該回転式風力分級機の回転羽根回転
数及び粉砕原料供給量を制御することを特徴とする。

ΔＤ５０−Ｄ０５０−Ｄ５０＝α・ΔＲ１＋α′　・Δ
Ｆ１・・・■ Δ（ΔＷ１）−〇−ΔＷｌ＝β・ΔＲ１＋γ・ΔＦ１・
・・■ ΔＷｌ　−Ｆ３−Ｆ２　　　　　　　　　　　　、、、
■〔式中、 Ｄ’５０：目的粉砕粒子径（虜二体積平均粒子径）Ｄ５
０：粉砕粒子径（迦：体積平均粒子径）Δｐ５０：粉砕
粒子径のずれ（郁） Ｒ１：粗粉分級装置の回転羽根回転数（ｒｐｍ）Ｆｌ：
粉砕原料供給量（ｋｇ／ｈｒ） ΔＷｌ　：戻り粉増減量（ｋｇ／ｈｒ）Ｆ２：戻り粉定
量供給装置から微粉砕機への供給量（ｋｇ／ｈｒ） Ｆ８　一回転式風力分級機から戻り粉定量供給装置への
戻り粉量（ｋｇ／ｈｒ） Δ（ΔＷ１）：戻り粉増減量のずれ α、α′、β、γ：被粉砕材料によって決定される係数
〕 更にまた、本発明の製造方法における他の好ましい実施
態様は、粉砕物サンプルを自動採取し、粉砕粒子径（Ｄ
　５０）を自動測定したデータ、及び戻り粉増減量（Δ
ＷＬ）を自動計測したデータを使用してシステムを自動
的に運転制御することを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の方法を実施するための閉回路粉砕シ
ステムの基本的なプロセス図であって、ｌは粉砕原料定
量供給装置、２は微粉砕機、３は粗粉分級機、４はサイ
クロン、５はバグフィルタ、６はブロワ−１７は戻り粉
定量供給装置である。

本発明において、粉砕原料は粉砕原料定量供給装置１か
ら所定の供給量Ｆ１で微粉砕機２に供給され、粉砕を行
う。粉砕物は粗粉分級機３に送られ、そこで粗粉が分離
され、微粉砕機２に返送されるが、その際、−旦戻り粉
定量供給装置７に導入して、微粉砕機２への戻り粉の供
給量Ｆ２を粉砕原料供給量の５倍以下の比率になるよう
に制御する。粗粉が除去された粉砕物は、サイクロン４
でさらに補集して粉砕製品を得る。なお、サイクロンか
らの排気は、バグフィルタ−５によって微粉を分離した
後、ブロワ−６によりて排出される。

第２図は、本発明を実施するための閉回路粉砕システム
の他の一例を示すもので、３１は回転式風力分級機であ
り、７Ｉは重量検知機能を備えた戻り粉定量供給装置で
あり、その他の符号は、第１図に示すものと同じ意味を
有する。

この閉回路粉砕システムにおいて、粉砕粒子径（Ｄ　５
０）を計測すると共に、重量検知機能によって、回転式
風力分級機から戻り粉定量供給装置への戻り粉量Ｆ３と
戻り粉定量供給装置から微粉砕機への供給量Ｆ２との差
（ΔｗＢを計測し、そしてＤ５０及びΔＷ１の値に変動
が生じた場合、前記式■及び■によって、粗粉分級機の
回転羽根回転数Ｒ１と粉砕原料供給量Ｆ１の値を算出し
、粗粉分級機の回転羽根回転数Ｒ１及び粉砕原料供給量
Ｆ１を補正する。それによってＤ５０及びΔＷ１の値が
制御され、安定した粉砕粒子径を維持して粉砕が実施さ
れる。

第３図は、本発明を実施するための閉回路粉砕システム
のさらに他の一例を示すもので、８は自動ザンブリング
装置、９は粒度ｎｐ＋　是機、１０はインターフェース
、［１はコンピューターであり、その他の符号は、第１
図及び第２図に示すものと同じ意味を有する。

この閉回路粉砕システムにおいては、粉砕製品を自動サ
ンプリング装置８で採取し、その粒子径を粒度δｐ１定
機９で測定して、粒子径データ（Ｄ　５０）を得る。こ
の粒子径データは、戻り粉定量供給装置７１の重量検知
機能によって測定された重量変化データ（ΔＷｔ）と共
に、インターフェース１０を介して、コンピューター１
１にインプットし、データ処理する。コンピューター１
１からの制御信号は、粉砕原料供給装置及び粗粉分級機
に送られ、粗粉分級機の回転羽根回転数Ｒ１と粉砕原料
供給量Ｆｌが制御信号に応じて自動的に調整される。

（実施例） 以下、実施例によって本発明を説明する。

実施例１ 粉砕原料として、スチレン系バインダー樹脂９３重量部
、カーボンブラック７重量部を連続混線機で混練した後
、Ｄ　５０−３００〜５００（虜）に破砕したものを使
用し、第１図に示す閉回路粉砕システムによって微粉砕
を行った。粉砕原料定量供給装置ｌとしてベルトフィー
ダーＢＰＥ１４型（北東衡機工業■製）、微粉砕機２と
して、直径４００　ｍｍで、５．２順φのノズル４本を
具備する水平旋回流型ジェットミル、粗粉分級機３とし
て、ミクロンセパレーターＭＳ−ＬＨ（ホソカワミクロ
ン■製）、戻り粉定量供給装置７として、ＮＳＥ式定量
フィーダークー−３Ｂ型（日豊エンジニアリング■製）
を用い、粉砕原料定量供給装置ｌからの粉砕原料供給量
（Ｆ１）を２（１ｋｇ／ｈｒ、戻り粉定量供給装置から
の戻り粉供給量（Ｆ２）を６０ｋｇ／ｈｒ　（リサイク
ル比＝３）、粗粉分級機３の回転数を１７０ｏｒｐｍ　
、微粉砕機の粉砕圧を８ｋｇ／ｃ＃Ｇに設定し、そして
目的粉砕粒径Ｄ５０を１１．０節として粉砕操作を行っ
た。

粉砕操作を継続した際における粉砕製品の粉砕粒子径Ｄ
５０の経時変化を第５図に示す。なお、粒子径の測定に
は、コールタ−カウンターＴ＾−■型（コールタ−エレ
クトロニクス社製）を使用した。

第５図から明らかなごとく、Ｄ５０の変動は小さく、天
−１１，０５（虜）、σｅ−１−０，２０６（μｍ）と
安定した粉砕粒子径が得られた。なお、戻り粉定量供給
装置Ｉのホッパー内の戻り籾重量がやや減少する傾向（
−１，２ｋｇ／ｈｒ”）にあった。

実施例２ 第２図に示す閉回路粉砕システムによって微粉砕を行っ
た。この場合、第１図に示すシステムにおける戻り粉定
量供給装置に重量検知機能５Ｐ０２Ｂ（北東衡機工業側
製）を付加したちの７１を用いた以外は同一の装置を使
用し、粗粉分級機の回転羽根回転数（Ｒ１）及び粉砕原
料供給量（Ｆｌ　）を制御して粉砕を行った。

まず、予備実験として、粗粉分級機の回転羽根回転数を
１５０Ｏｒｐｍ＋及び２０００ｒｐｍとし、また、粉砕
原料供給量を２０ｋｇ／ｈｒ及び３０ｋｇ／ｈｒとして
、それぞれの場合について粉砕テストを行い、粉砕粒子
径Ｄ５０、及び、戻り粉増減量ΔＷ１を求めた。その結
果を下記第１表に示す。

注）ΔＷｌ　：　　ｒ−Ｊの場合は、戻り粉減少「＋」
の場合は、戻り粉増加 粗粉分級機の回転羽根回転数が１５０Ｏｒｐｍ及び２０
００ｒｐＩｌの場合、及び原料供給量が２０ｋｇ／ｈｒ
及び３０ｋｇ／ｈｒの場合のそれぞれについて、Ｄ５０
及びΔＷ１の平均値を算出し、下記の二つの式■及び■
に基づいて、α、α　、β、γの値を求めた。

ΔＤ５０＝α・ΔＲ１＋α′　・ΔＦｌ　　　　・・・
■Δ（ΔＷｔ）＝β・ΔＲ１＋γ・ΔＦｌ　　　・・・
■例えば、αの値は、次のようにして求められる。

ΔＤ　５０−　Ｄ　５０（１，５００ｒｐｍの場合）　
−Ｄ５０（２００Ｏｒｐｍの場合）＝α（１５００−２
０００） であるから、α−−５，２８Ｘ　ｔｏ−３になる。

同様にして、α′、β及びγも計算され、α　−０，０
２１、β−０，０２７３、γ−０．６１７になる。

したがって、ΔＤ５０及びΔ（ΔＷ１）は、それぞれ下
記式■′及び■′の通りとなる。

ΔＤ５０−−５．２６　ｘＬＯ−３ΔＲ１＋０．０２１
ΔＦ１・・■′ Δ（ΔＷｌ　）　−０，０２７３ΔＲ１十０．８１７Δ
Ｆ１・・・■′ 目標とするところは、Ｄ５０−１１．０　（ｍ）でΔ５
〇−〇、及びΔＷｔ−±０　（ｋｇ／ｈｒ）であるから
、前記式■′及び■′に、目標値及び予備実験の４条件
のうちの１条件（例えば、２０ｋｇ／ｈｒ、１５００ｒ
ｐｉ）のＤ５０及びΔＷｔの値を代入する。

計算の結果、Ｄ５０−１１．、ｏ　（節）、Δｗｉ−±
０（ｋｇ／ｈｒ）の値を得るためには、粉砕原料供給量
（Ｆ　１）２３．２　（ｋｇ／ｈｒ）　、回転羽根回転
数（Ｒ１）１７９０　（ｒｐｍ）となるため、この値を
初期設定値とした。戻り粉供給量（Ｒ２）は７０　（ｋ
ｇ／ｈｒ）　　（リサイクル比＝３）とし、微粉砕機２
の粉砕圧を８ｋｇ／ＣシＧに設定し、粉砕運転を開始し
た。また、粉砕運転中も、粉砕製品のＤ５０の測定と戻
り粉定量供給装置７の重量変化を定期的に測定し、前記
■′及び■′式に値を代入し、粉砕原料供給量Ｒ１、粗
粉分級機の回転羽根回転数Ｒ１、及びＦｌに伴う戻り粉
定量供給量Ｆ２（Ｆ２−３・Ｆ１）を調整し、制御を行
った。

第６図に、Ｄ５０の経時変化を示す。第６図から明らか
なごとく、Ｄ５０の変動は小さく、Ｘ　−１０，９９（
ｓ１）　、ａ、−＋　−０，１７０（ａｔ）と安定した
粉砕粒子径が得られた。また、戻し籾重量も＋　０．０
８ｋｇ／　ｈｒで、実施例１よりもさらにシステムが安
定していることが分かる。

比較例１ 第４図に示す閉回路粉砕システムによって微粉砕を行っ
た。このシステムにおいては、戻り粉定量供給装置を備
えていなく、戻り粉は直接粉砕機に戻すように構成され
ていた。実施例１と同様の条件で粉砕運転を行った。Ｄ
５０の経時変化を第７図に示す。

第７図から明らかなように、Ｄ５０の変動は上記実施例
１及び２の場合に比べて大きく、また目的としたＤ５０
の値が得られるまでの時間がかかっていることが分かる
。なお、ｘ＝ＩＯ，９２（ｊｆｆｉ）、ａ　ｍ−１−０
，４８０（ａ）であり、また、２０分以降における目的
のＤ５０の値に達した後のバラツキも、又−１１，０８
（μｍ）、σ＋＋−１−０，４１３（μｍ）と大きかっ
た。

（発明の効果） 本発明は、上記実施例及び比較例の結果から明らかなよ
うに、粗粉分級装置からの戻り粉の供給量を、粉砕原料
供給量の５倍以内（リサイクル比：５以下）に規定する
ことにより、所望の粉砕粒子径の現像剤が安定した粉砕
システムの運転によって安定して得られる。

さらに、戻り粉の供給装置を重量検知機能付きにし、ま
た粗粉分級装置を回転式の風力分級機にした場合、粉砕
粒子径及び戻り粉増減量の補正は、粉砕原料供給量及び
風力分級機の回転羽根回転数の２因子制御を人為的に又
は自動的に行うことができるので、負荷変動、材料粉砕
性変動に対しても安定して粉砕を行うことができ、かつ
一定の粉砕粒子径の現像剤が得られる。

また、本発明においては、戻り粉の定量供給装置を設け
ているから、閉回路システム内の固体濃度が、戻り粉を
直接粉砕機へ戻す場合よりも早く一定の値になるため、
目的とした粉砕粒子径の現像剤がか早く得られるように
なる。

なお、実施例１及び２及び比較例１の上記の結果を第２
表にまとめて記載する。

第２表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための閉回路粉砕シス
テムの基本的なプロセス図、第２図及び第３図は、それ
ぞれは、本発明の方法を実施するための閉回路粉砕シス
テムの他の一例のプロセス図、第４図は従来の閉回路粉
砕システムのプロセス図、第５図は実施例１における粉
砕粒子径の経時変化を示すグラフ、第６図は実施例２に
おける粉砕粒子径の経時変化を示すグラフ、第７図は比
較例１における粉砕粒子径の経時変化を示すグラフであ
る。 ■・・粉砕原料定量供給装置、２・・・微粉砕機、３・
・・粗粉分級機、３１・・・回転式風力分級機、４・・
・サイクロン、５・・・バグフィルタ−１６・・・ブロ
ワ−１７・・・戻り粉定量供給装置、７１・・・重量検
知機能を備えた戻り粉定量供給装置、８・・・自動サン
プリング装置、９・・・粒度測定機、１０・・・インタ
ーフェース、Ｉｆ・・・コンピューター

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電荷像用現像剤を閉回路粉砕して製造する方法
   において、粉砕原料定量供給装置から微粉砕機に粉砕原
   料を供給して微粉砕を行い、得られた粉砕物を粗粉分級
   装置によって所定の粒子径の粉砕製品を分級し、分離さ
   れた粗粉を戻り粉として戻り粉定量供給装置に導入し、
   該戻り粉を微粉砕機に粉砕原料供給量の５倍以下の比率
   で定量供給することを特徴とする静電荷像用現像剤の製
   造方法。
2. （２）粗粉分級装置を回転式風力分級機とし、戻り粉定
   量供給装置を重量検知機能付とし、粉砕製品の粒子径及
   び戻り粉定量供給装置における戻り粉の重量を検知して
   、粉砕粒子径（Ｄ５０）及び回転式風力分級機から戻り
   粉定量供給装置への戻り粉量と戻り粉定量供給装置から
   微粉砕機への供給量との差（ΔＷ１）が以下の式を満足
   するように、該回転式風力分級機の回転羽根回転数及び
   粉砕原料供給量を制御することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の静電荷像用現像剤の製造方法。 ΔＤ５０＝Ｄ＾０５０−Ｄ５０＝α・ΔＲ１＋α′・Δ
   Ｆ１ Δ（ΔＷ１）＝０−ΔＷ１＝β・ΔＲ１ ＋γ・ΔＦ１ ΔＷ１＝Ｆ３−Ｆ２ 〔式中、 Ｄ＾０５０：目的粉砕粒子径（μｍ：体積平均粒子径）
   Ｄ５０：粉砕粒子径（μｍ：体積平均粒子径）ΔＤ５０
   ：粉砕粒子径のずれ（μｍ） Ｒ１：粗粉分級装置の回転羽根回転数（ｒｐｍ）Ｆ１：
   粉砕原料供給量（ｋｇ／ｈｒ） ΔＷ１：戻り粉増減量（ｋｇ／ｈｒ） Ｆ２：戻り粉定量供給装置から微粉砕機への供給量（ｋ
   ｇ／ｈｒ） Ｆ３：回転式風力分級機から戻り粉定量供給装置への戻
   り粉量（ｋｇ／ｈｒ） Δ（ΔＷ１）：戻り粉増減量のずれ α、α′、β、γ：被粉砕材料によって決定される係数
   〕
3. （３）粉砕物サンプルを自動採取し、粉砕粒子径（Ｄ５
   ０）を自動測定したデータ及び粗粉分級装置から戻り粉
   定量供給装置への戻り量と戻り粉定量供給装置から微粉
   砕機への戻り粉供給量の差（ΔＷ１）を自動計測したデ
   ータを使用して、システムを自動的に運転制御すること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の静電荷像用
   現像剤の製造方法。
4. （４）粉砕原料を微粉砕機に供給するための粉砕原料定
   量供給装置、粉砕原料を粉砕するための微粉砕機、粉砕
   物を分級するための粗粉分級装置、及び分離された粗粉
   を微粉砕機に供給するための戻り粉定量供給装置とを具
   備することを特徴とする静電荷像用現像剤を製造するた
   めの閉回路粉砕装置。
5. （５）粉砕製品の粒子径のずれ及び粗粉分級装置から戻
   り粉定量供給装置への戻り量と粉砕機への戻り粉供給量
   の差を検知して、粉砕原料定量供給装置からの粉砕原料
   の供給量、及び粗粉分級装置の回転羽根の回転数を制御
   する制御手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲
   第４項に記載の閉回路粉砕装置。