JPH0352858B2 - - Google Patents

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JPH0352858B2
JPH0352858B2 JP57232475A JP23247582A JPH0352858B2 JP H0352858 B2 JPH0352858 B2 JP H0352858B2 JP 57232475 A JP57232475 A JP 57232475A JP 23247582 A JP23247582 A JP 23247582A JP H0352858 B2 JPH0352858 B2 JP H0352858B2
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JP
Japan
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swirling
hot air
toner particles
flow
heat treatment
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JP57232475A
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JPS59125740A (ja
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Tsutomu Iwamoto
Kazuhiro Kubochi
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/10Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • F26B17/101Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis
    • F26B17/103Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis with specific material feeding arrangements, e.g. combined with disintegrating means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 1 産業上の利用分野 本発明は例えば電子写真用現像剤として用いら
れるトナー粒子を気流中で溶融、球形化するため
の熱処理装置に関するものである。
2 従来技術 トナー粒子の球形化装置としては、水又は有機
溶剤に粉粒体を溶解、分散させた懸濁液を二流体
ノズル又は回転円盤によつて微粒化させ、熱風中
で乾燥させるスプレードライ法等の湿式装置や、
熱気流中にトナー粒子を分散させて球形化する乾
式装置が知られている。
しかしながら、上記湿式装置では、霧化した粒
子を捕集するまで粒子中に含まれる溶剤の殆んど
を蒸発させなければならないことから、広大な乾
燥室が必要であつて装置が大型化すること、更に
蒸発した溶剤が水以外のものである場合には溶剤
回収のために付帯設備が増え、また溶剤による火
災、毒性等の危険性を伴なうという問題がある。
他方、上記乾式装置では、数μm〜数10μmのオ
ーダーのトナー粒子を熱処理する場合、トナー粒
子同士の熱融着による粗大粒子の発生や粒子分散
気流の噴出ノズル及び容器壁面への粒子の付着等
が生じ、このために収率、生産性の低下、熱処理
状態の不均一化を招くことが多い。特に、トナー
粒子の熱融着による粗大粒子の発生及び熱処理状
態の不均一性が生じる原因として、分散気流中の
トナー粒子が均一に分散されていないこと、熱風
と分散気流が均一に熱拡散、衝突して混合されて
いないことが挙げられる。例えば、特開昭53−
140358号公報には、旋回する加圧熱風流に対し逆
方向に旋回する粒子分散気流を吹出すことが開示
されているが、この装置では分散気流の均一な円
錐面状の流れ(以下、空円錐流れと称する。)を
形成することが困難であり、かつ噴出口付近での
気流の乱れによる粒子の舞い上り現像を回避でき
ず、容器の上壁面等への粒子付着が増加してしま
う。しかも、両旋回流が逆方向から衝突するため
に熱会合位置において激しい気流の乱れが生じ、
トナー粒子同士の熱融着、容器壁面への粒子付着
量が著しく増え、収率、生産性の低下等を招くこ
とになる。
3 発明の目的 本発明の目的は、熱風と(トナー粒子)分散気
流とを均一に混合又は熱会合させ、均一な球形体
を収率及び生産性良く得ることにある。
4 発明の構成 即ち、本発明は、トナー粒子の分散気流を内壁
面に沿つて旋回させながら先端開口から導出し、
円錐面状の流れ(即ち、空円錐流れ)として旋回
状に外方へ拡散させるためのほぼ円錐台形の旋回
ノズル部と、この旋回ノズル部を囲み、この外周
囲から前記円錐面状の分散気流と順流的に熱風を
導入するための筒状の熱風導入部とを有し、この
熱風導入部に、前記熱風を旋回させながら下方へ
導く案内羽根と、この案内羽根の下方位置から内
向きに逆円錐台状に傾斜し、前記案内羽根からの
熱風旋回流を前記旋回ノズル部の外周囲から中心
方向へ絞りながら吹出させる風向制御板とが設け
られている、トナー粒子球形化用の熱処理装置に
係るものである。ここで、本発明における上記
「円錐面状の流れ(又は空円錐流れ)」とは、トナ
ー粒子が同心円方向に沿つて均一に分散され、か
つ個々のトナー粒子がほぼ等しい噴出角度で導出
された円錐面状の安定した流れを指す。
5 実施例 以下、本発明を実施例について図面参照下に詳
細に説明する。
まず第1図について、熱可塑性粒子であるトナ
ー粒子の熱処理(球形化)装置の一例を説明す
る。
エゼクター1において、ホツパー2から供給さ
れたトナー粒子3が圧縮空気4によつて分散せし
められ、この分散気流5は旋回室6に導びかれ、
ここで旋回されながら下部の旋回ノズル7より熱
処理室8内へ噴出され、空円錐流れ9を形成す
る。この空円錐状の分散気流9に対し、ヒーター
10で熱せられた熱風11がまず熱風旋回室12
に導入されて旋回流となされた後に順流的に吹込
まれ、分散気流9と均一に熱会合又は混合する。
熱処理室8の側壁内面近傍には、その上壁部から
冷却風13が導入される。熱処理室8内で球形化
されたトナーは上記冷却風によつて冷却され、排
出口14を経てサイクロン15、集塵機16にて
捕集される。
第2図には、トナー粒子を含む分散気流5を均
一な空円錐流れ9とするための部分が拡大して示
されている。エゼクタ1では圧縮空気4がノズル
より混合室17内へ噴出するときにトナー粒子3
はホツパー2から空気と共に吸い込まれ、スロー
ト部18内で強力な剪断作用を受け、凝集粒子は
解砕されて気流中に均一分散される。スロート部
18内での分散気流の線速度は150〜450m/sec
としてよく、好ましくは200〜400m/secとする
のが望ましい。トナー粒子の分散気流5は次いで
旋回室6へその接線方向に沿つて(第3図参照)
入り、ここで旋回されながら旋回ノズル7内へ導
びかれる。旋回ノズル7はほぼ円錐台形に構成さ
れ、その下端の噴出口19へ向けて順次横断面が
拡大された形状を有しているので、この噴出口1
9からは一定の噴出角度を保ちながら分散気流は
ほぼ均一な粒子濃度、一定の線速度で噴出され、
空円錐流れ9を形成する。このとき、噴出された
トナー粒子の分散気流による均一な空円錐流れ9
に関し、トナー粒子の噴出角度φはほぼ一定であ
り、旋回ノズル7の内壁先端部の接線と水平線と
のなす角度θとほぼ一致している。
上記した熱処理装置において、本実施例による
重要な構成は、上記の粒子分散気流の旋回手段に
加えて、第4図〜第6図に示す如き熱風11の案
内手段を設けていることである。
即ち、この熱風案内手段は、熱風供給管20と
熱風旋回室12と旋回案内羽根21と風向制御板
22とによつて構成されている。300〜400℃に加
熱された熱風11は旋回室12内へ接線方向から
吹込まれて旋回し、更に旋回案内羽根21によつ
て下方角度αで旋回しながら軸心方向に導びかれ
る。この流れは、旋回羽根21が第5図に明示す
る如くに円周に沿つて、個々に角度αだけ下方へ
傾斜した状態(第6図参照)で壁面に固定されて
いることにより確実に生ぜしめることができる。
そして、案内羽根21からの熱風旋回流は、逆円
錐台形状に形成されて下方角度βだけ水平線に対
し傾斜した風向制御板22によつて、上記ノズル
7の中心(軸心)方向へ絞られながら更に旋回し
続け、下端の吹出し口23より熱処理室8内へ吹
出される。
上記の角度αは熱風旋回流の強さを決めるパラ
メーターであり、αが小さい程軸心方向の流れよ
りも旋回流の方が支配的となる。この角度αは5゜
〜85゜とするのがよい(望ましくは30゜〜75゜)が、
15゜未満では案内羽根を設けた効果が弱く、上記
噴出口19から出た粒子が熱風によつて舞い上つ
て加熱室8の上壁面に付着したり、或いは上記吹
出し口23から出る熱風が周辺方向へ拡がり易い
ために熱効率が悪くなる。また、αが85゜を越え
ると熱風による加熱ゾーンが狭くなり、吹出し口
23付近でのみしか熱処理ができない恐れがあ
る。また、風向制御板22の傾斜角βは、熱風を
旋回ノズル7の中心方向をはじめ、下方又は外方
へ拡散させる状態を制御するものであり、一般に
は15゜〜85゜(望ましくは30゜〜75゜)とするのがよ
い。このβが15゜未満では却つて熱風の乱流が生
じ、制御板内部又は旋回ノズル先端にてトナー粒
子の付着が生じ易く、また熱処理を可能とするゾ
ーンも小さくしてしまう。角度βが85゜を越える
と中心方向へ熱風を絞ることが困難となり、熱効
率を悪くする。従つて、上記のαとβ、或いはこ
れらの組合せによつて、熱風の吹出し角度及び熱
風旋回流の強さを制御できるから、ノズル7から
のトナー粒子分散気流と吹出し口23からの熱風
とが充分に衝突混合し、熱会合する領域(加熱ゾ
ーン)の熱温度分布を制御することができる。こ
のため、トナー粒子の熱処理状態もコントロール
できる。
また、第4図において、旋回ノズル7の下端の
高さと風向制御板22の下端の高さとの差をlと
した場合、トナー粒子の良好な熱処理状態を得る
には、ノズル7の下端は制御板22の下端とほぼ
同じ高さか或いは上方に位置するのがよく、0≦
l≦D/4但、Dは制御板22下端の直径)とす
るのが望ましい。
上記した如く、熱風は吹出し口23からトナー
粒子分散気流の全外周に亘つて旋回しながら吹込
まれ、この際の吹込み角度、熱風量が一定となる
から、加熱ゾーンの温度分布はノズル7の中心に
対して完全な対称形をなしている。この結果、分
散気流中の個々のトナー粒子は一定した熱量を熱
風から受けるので、その熱処理状態は常に一定と
なり、均質な球形化トナー粒子を得ることができ
る。また、加熱ゾーンは上記空円錐流れに従つて
旋回状に外方へ拡散してゆくため、トナー粒子が
熱処理を受けた直後にトナー粒子同士が接触して
熱融着を生じる確率が小さくなり、熱融着による
粗大粒子の発生を抑えることができる。そしてこ
の場合、熱風は上記案内羽根21及び風向制御板
22によつて、トナー粒子の旋回分散気流と順流
的に旋回させながら吹込まれるため、トナー粒子
の分散気流の流れを乱すことなくその安定な流れ
を保持しながら熱処理することができ、トナー粒
子の上記した熱融着を生じさせることなく熱処理
が可能となる。上記した熱風の旋回流はトナー粒
子の旋回流と一緒に旋回しながら下方へ流動する
間に熱処理が行われるが、両旋回流を制御するこ
とによつて、熱処理室の高さが低くても、トナー
粒子の滞留時間(即ち、熱処理の状態)をコント
ロールできると共に、トナー粒子の舞い上り現象
が生じないようにもコントロール可能である。し
かも、上記空円錐流れによつてトナー粒子の舞い
上り等による容器壁面への付着も防止でき、上記
のことと相俟つて球形化トナーを収率及び生産性
良く得ることができる。
6 発明の効果 本発明によれば、熱処理されるべきトナー粒子
の分散気流を空円錐流れとして導びくと同様に、
加熱用の熱風を案内羽根で旋回させ、更に風向制
御板で絞りながら吹出させているので、分散気流
に対し全外周から均一に熱風を吹込んで粒体又は
粉体と充分かつ均一に会合させることができ、熱
処理状態を一様にできる。しかも、トナー粒子の
空円錐流れとこれに順流的な熱風旋回流によつて
粒体又は粉体の熱融着や容器壁面への付着を効果
的に防止でき、かつ、旋回流の制御によつて熱処
理室の高さが低くても、トナー粒子の滞留時間を
コントロールし、舞い上りのない安定した流れを
再現することができる。従つて、本発明の装置
は、均質な製品を収率良く量産することができる
ので、極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
1図は熱処理装置全体の概略フロー図、第2図は
粒子の旋回流を形成する部分の拡大断面図、第3
図は第2図のX−X線に沿う断面図、第4図は熱
風吹込み部を示す要部断面図、第5図は第4図の
Y−Y線に沿う断面図、第6図は熱風案内羽根の
傾斜状態を示す断面図である。 なお、図面に示された符号において、1…エゼ
クタ、3…トナー粒子、4…圧縮空気、5…分散
気流、6,12…旋回室、7…旋回ノズル、8…
熱処理室、9…空円錐流れ、10…ヒーター、1
1…熱風、20…熱風供給管、21…旋回案内羽
根、22…風向制御板、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 トナー粒子の分散気流を内壁面に沿つて旋回
    させながら先端開口から導出し、円錐面状の流れ
    として旋回状に外方へ拡散させるためのほぼ円錐
    台形の旋回ノズル部と、この旋回ノズル部を囲
    み、この外周囲から前記円錐面状の分散気流と順
    流的に熱風を導入するための筒状の熱風導入部と
    を有し、この熱風導入部に、前記熱風を旋回させ
    ながら下方へ導く案内羽根と、この案内羽根の下
    方位置から内向きに逆円錐台状に傾斜し、前記案
    内羽根からの熱風旋回流を前記旋回ノズル部の外
    周囲から中心方向へ絞りながら吹出させる風向制
    御板とが設けられている、トナー粒子球形化用の
    熱処理装置。
JP57232475A 1982-12-13 1982-12-31 トナー粒子球形化用の熱処理装置 Granted JPS59125740A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57232475A JPS59125740A (ja) 1982-12-31 1982-12-31 トナー粒子球形化用の熱処理装置
US06/822,678 US4736527A (en) 1982-12-13 1986-01-23 Apparatus for the heat treatment of powdery material

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JP57232475A JPS59125740A (ja) 1982-12-31 1982-12-31 トナー粒子球形化用の熱処理装置

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Publication Number Publication Date
JPS59125740A JPS59125740A (ja) 1984-07-20
JPH0352858B2 true JPH0352858B2 (ja) 1991-08-13

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9671707B2 (en) 2011-06-13 2017-06-06 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus for heat-treating powder particles and method of producing toner

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JP4603800B2 (ja) * 2003-02-24 2010-12-22 日本ニューマチック工業株式会社 球形化処理装置
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