JPH08131869A - トナー粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来まったく気づかれていなかった円錐体部の
表面粗さに着目して、粉砕されたトナーの中心粒径を従
来に比べてより一層小さくすることが出来、粉砕効率を
従来に比べてより一層向上させることが出来るトナー粉
砕装置を提供することを目的とする。 【構成】圧縮エヤーを噴出させるノズル部１と、そのノ
ズル部１から噴出される圧縮エヤーにより加速された被
粉砕トナー１１０が衝突する円錐体状の衝突面を有する
衝突部材６とを備え、衝突部材６は円錐体状の衝突面を
なす円錐体部６ａと、外形が円板平板状の衝突面をなす
衝突平板６ｂとから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー原料を、画像形
成装置等に使用するトナーとして、所望の粒径に粉砕す
るトナー粉砕装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等の画像形成装置に使用す
る画像形成用の粉体材料としてトナーが知られている。
そして、このトナーを生産するための、トナー原料を所
定粒径以下に粉砕する装置としてトナー粉砕装置があ
る。

【０００３】以下、従来のトナー粉砕装置の構成を図面
を参照しながら説明する。

【０００４】図４において、超音速ノズル部１０１は、
外部に設置されたトナーホッパー（図示省略）から供給
されるトナー原料（以下、被粉砕トナーと呼ぶ）１１０
を圧縮エヤーにより、加速搬送するものであり、粉砕室
１０５は、超音速ノズル部１０１の出口に連結するよう
に配設され、その連結部分の開口部を通過して上流側か
ら高速で搬送されてくる被粉砕トナー１１０をより小さ
な粒径に粉砕するための所定の広さを有する円筒状の部
屋である。

【０００５】衝突部材１０６は、被粉砕トナー１１０を
粉砕するためのアルミナ製の部材であり、頂角が６０°
なる円錐体状の衝突面をなす円錐体部１０６ａと、外形
が円板形状の平板状の衝突面をなす衝突平板１０６ｂと
からなる。又、衝突部材１０６は、粉砕室１０５の内部
に設けられている。

【０００６】以上のような構成において、従来のトナー
粉砕装置の動作を図４を参照しながら説明する。

【０００７】同図において、連続的に供給される被粉砕
トナー１１０は、超音速ノズル部１０１の内部で、圧縮
エヤーによって粉砕室１０５側へ加速搬送される。

【０００８】このように加速搬送された被粉砕トナー１
１０は、図中矢印Ａで示すように、粉砕室１０５内部に
設置されている円錐体部１０６ａの表面及び衝突平板１
０６ｂに激しく衝突し、より小さな粒径に粉砕される。
これは、いわゆる一次粉砕と呼ばれるものである。

【０００９】一次粉砕された被粉砕トナー１１０、ある
いは一次粉砕では粉砕されなかった被粉砕トナー１１０
等が、更に粉砕室ケーシング１０５ａに衝突して、粉砕
される。これは、いわゆる二次粉砕と呼ばれるものであ
る。

【００１０】このように、一次粉砕及び二次粉砕を経
て、被粉砕トナー１１０が所定の粒径となり、所望の粒
径となるまで同様の動作として、いわゆるリサイクル粉
砕が繰り返される。

【００１１】従って、粉砕室１０５内部での一次粉砕及
び二次粉砕の一連の粉砕動作が１サイクル行われた結
果、同一条件の下で、粉砕直前の中心粒径（粒径分布の
中心値）に比べてその粉砕後の中心粒径がより小さく出
来るもの程、最終的に所望される中心粒径にまで粉砕す
るために必要なリサイクル粉砕の繰り返し回数が少なく
て済むことになる。

【００１２】すなわち、同一条件の下でリサイクル粉砕
の繰り返し回数が少なくて済むもの程、粉砕効率が良い
と言える。

【００１３】尚、上述したように円錐体部１０６ａの頂
角が６０°に設定されているのは、１サイクルにおける
粉砕の中心粒径を最も小さく出来るとして知られている
角度に設定し、粉砕効率を良好に保つためである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のトナー粉砕装置では、円錐体部１０６ａの
頂角以外にその装置の粉砕効率を左右するものとして、
円錐体部１０６ａの表面粗さがあることは、まったく知
られていなかった。

【００１５】このような技術的背景から、粉砕効率を左
右する要素として、円錐体部１０６ａの頂角の差異にの
み着目して割り出された上述の６０°に円錐体部１０６
ａの頂角を設定する以外に、１サイクル当りの中心粒径
をより小さくするための主たる対策が無かった。そのた
めに粉砕効率をより向上することが出来ないといった欠
点があった。

【００１６】又、最終的に所望される中心粒径をより小
さくするためには、リサイクル回数を増やす等の処置が
必要となり、粉砕効率が低下するといった課題を有して
いた。

【００１７】本発明は、従来のトナー粉砕装置のこのよ
うな課題を考慮し、従来まったく気づかれていなかった
円錐体部の表面粗さに着目して、粉砕されたトナーの中
心粒径を従来に比べてより一層小さくすることが出来、
粉砕効率を従来に比べてより一層向上させることが出来
るトナー粉砕装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、所
定気体を噴出させるノズル部と、そのノズル部から噴出
される気体により加速された被粉砕トナーが衝突する円
錐体状の衝突面を有する衝突部材とを備え、前記衝突後
の前記被粉砕トナーの粒子の大きさをより細かくする場
合には、前記衝突面の表面粗さがより滑らかな衝突面を
有する衝突部材が選ばれ、又、前記粒子の大きさをより
大きくする場合には、前記衝突面の表面粗さがより粗く
なるような衝突面を有する衝突部材が選ばれたトナー粉
砕装置である。

【００１９】請求項２の本発明は、上記円錐体状の衝突
面は、その円錐体の頂点が前記気体の噴出される方向を
基準として上流側に向くように配設されており、且つ、
前記衝突面の表面粗さは、Ｒｚ＝３μｍ以下に設定され
ているトナー粉砕装置である。

【００２０】

【作用】本発明では、ノズル部が所定気体を噴出させ、
そのノズル部から噴出される気体により加速された被粉
砕トナーが衝突する円錐体状の衝突面を有する衝突部材
に衝突する。

【００２１】前記衝突後の前記被粉砕トナーの粒子の大
きさをより細かくする場合には、前記衝突面の表面粗さ
がより滑らかな衝突面を有する衝突部材が選ばれ、又、
前記粒子の大きさをより大きくする場合には、前記衝突
面の表面粗さがより粗くなるような衝突面を有する衝突
部材が選ばれている。

【００２２】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例について図面を
参照しながら説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施例のトナー粉砕装
置の構成図であり、同図等を用いて本実施例の構成を説
明する。

【００２４】同図において、ノズル部１は、一方の端部
から他方の端部に向かうに従って徐々に内径が大きくな
っている円筒状の形状をなし、両端部に所定の開口部を
有するノズルである。

【００２５】このノズル部１の一方の端部には、ノズル
部１の内部に対して、コンプレッサー装置（図示省略）
により生成された圧縮エヤーが噴出される圧縮エヤー噴
出口２が設けられている。又、このノズル部１の他方の
端部には、ノズル口３が設けられており、後述する粉砕
室５に連結されている。このノズル口３の直径は圧縮エ
ヤー噴出工２の直径に比べて十分大きいものである。

【００２６】更に、被粉砕トナー供給口４は、ノズル部
１の側面上部に設けられ、ノズル部１内に被粉砕トナー
１１０を供給するための開口部である。被粉砕トナー供
給口４の図中上方部は、ノズル部１の上方部に設けられ
たトナーホッパー（図示省略）側に連結されている。

【００２７】粉砕室５は、ノズル部１による圧縮エヤー
の流れる方向を基準として、ノズル口３より下流側で、
ノズル口３に連結するように配設され、その連結部分の
開口部から高速で搬送されてくる被粉砕トナー１１０を
粉砕するための円筒状のアルミナ製の部屋である。粉砕
室５の端部に設けられた上記開口部は、円形状を呈して
おり、その開口部の中心は、粉砕室５の上記端部の中心
と一致している。

【００２８】又、衝突部材６は、頂角が６０°なる円錐
体状の衝突面をなす円錐体部６ａと、外形が円板形状の
厚み２０ｍｍの平板状の衝突面をなす衝突平板６ｂとか
らなる、粉砕室５の内部に取り外し自在に設けられた、
被粉砕トナー１１０を粉砕するための炭化珪素製の部材
である（図２参照）。この円錐体部６ａの表面は、研削
法により表面仕上げを施してあり、表面粗さは、Ｒｚ＝
２．６μｍである。尚、図２は、本実施例の衝突部材６
の斜視図である。

【００２９】この円錐体部６ａの底面の半径はφ５０ｍ
ｍであり、衝突平板６ｂの半径はφ９０ｍｍとなるよう
に形成されている。又、円錐体部６ａの底面は、衝突平
板６ｂの片側の円形状の平面の中央部に、各々の中心が
一致するように構成されている。

【００３０】衝突部材６は、円錐体部６ａの頂点がノズ
ル口３側を向き、且つ、その頂点から円錐体部６ａの底
面に下ろした垂線をノズル口３側へ延長した場合に、ノ
ズル口３の中心がその垂線の延長線上に存在するように
配置されている。

【００３１】又、粉砕室５は衝突平板６ｂの幅２０ｍｍ
の外周面を形成する外周面部６ｃと粉砕室５の内周面を
形成する粉砕室ケーシング５ａとの間の最短距離が１０
ｍｍとなるように構成されている。

【００３２】以上のような構成において、本実施例の動
作及び実験例を図１等を参照しながら説明する。

【００３３】先ず、本実施例の動作は、後述する点を除
いて、基本的には、図４を用いて説明したものと同じで
ある。

【００３４】すなわち、図１において、被粉砕トナー供
給口４から連続的に供給される被粉砕トナー１１０は、
ノズル部１の内部で、圧縮エヤー噴出口２から噴出され
てくる圧縮エヤーによって、ノズル口３側へ加速搬送さ
れる。

【００３５】このように加速搬送された被粉砕トナー１
１０は、高速状態のままノズル口３を通過して粉砕室５
へと進み、図中矢印Ｂで示すように、ノズル口３の下流
側に設置されている円錐体部６ａの表面及び衝突平板６
ｂに激しく衝突し、一次粉砕される。

【００３６】一次粉砕された被粉砕トナー１１０等は、
粉砕室ケーシング５ａに再び衝突して、二次粉砕され
る。

【００３７】このように、一次粉砕及び二次粉砕を経
て、被粉砕トナー１１０が所定の粒径となるのである。

【００３８】ここで、従来の場合との主な相違点は、次
の通りである。

【００３９】従来のトナー粉砕装置（図４参照）では、
ノズル部１０１で加速された被粉砕トナー１１０が円錐
体部１０６ａの表面に接触あるいはその表面に沿って流
れる場合に、被粉砕トナー１１０の速度が失速してしま
い、一次粉砕及び二次粉砕での被粉砕トナー１１０の衝
突速度が遅くなり、粉砕効率が低下する。

【００４０】これに対して、本実施例の構成であれば、
円錐体部６ａの表面粗さを従来に比べてより一層平滑に
することにより、被粉砕トナー１１０の速度の失速の度
合が従来より低減され、一次・二次粉砕での粉砕効率が
従来より向上する。

【００４１】このような相違点について、更に具体的
に、表１を参照しながら本実施例の実験例について述べ
る。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１は、円錐体部６ａの表面粗さの違いに
よる、それ以外の条件を同一にした場合の、所定のリサ
イクル粉砕の下で粉砕されたトナーの中心粒径の違いを
示すグラフである。又、同表は、円錐体部６ａの表面粗
さと、トナーの中心粒径との上述の関係を、被粉砕トナ
ー１１０を被粉砕トナー供給口４からノズル部１内へ投
入する投入速度を変えた各々の場合について示すもので
ある。尚、表中の粒径データは、粉砕トナーの中心粒径
を表しており、単位はμｍである。又、被粉砕トナー１
１０の元の中心粒径は４０μｍであるとする。

【００４４】同表に示す本例は、円錐体部６ａの表面粗
さをＲｚ＝２．６μｍとしたものを用い、又、同表に示
す比較例は、本例で用いた上記円錐体部６ａを一旦取り
外し、表面粗さをＲｚ＝６．４μｍとした別の円錐体部
６ａに取り替えて、各々リサイクル粉砕を実施した結果
を表すものである。ここで、比較例として用いた表面粗
さＲｚ＝６．４μｍは、従来のトナー粉砕装置で使用し
ていたものと同じ表面粗さのものである。

【００４５】同表に示すように、被粉砕トナー１１０の
投入速度にかかわらず、円錐体部６ａの表面粗さがより
滑らかな本例の方が、比較例に比べてより細かく粉砕さ
れていることがわかる。尚、円錐体部６ａの表面粗さが
Ｒｚ≦３μｍであれば、従来の表面粗さの円錐体部を用
いる場合に比べて、上記の場合と同様の効果が発揮され
る。

【００４６】以上のことから、本実施例によれば、円錐
体部６ａの頂角以外にトナー粉砕装置の粉砕効率を左右
するものとして、従来全く知られていなっかった円錐体
部６ａの表面粗さに着目し、粉砕されたトナーの中心粒
径を従来に比べてより一層小さくするが出来、粉砕効率
を従来に比べてより一層向上させることが出来る。

【００４７】しかも、衝突後の被粉砕トナー１１０の中
心粒子の大きさをより細かくしたい場合には、衝突面の
表面粗さがより滑らかな衝突面を有する衝突部材６を取
り付ければよく、又、同中心粒子の大きさをより大きく
したい場合には、衝突面の表面粗さがより粗くなるよう
な衝突面を有する衝突部材６を選択して取り付けること
により、自由に選択できる。

【００４８】尚、上記実施例では、衝突部材６を最終的
に所望する粉砕トナーの中心粒径の大きさに応じて、そ
の都度、作業者が取り替える場合について説明したが、
これに限らず、例えば、図３に示すように、衝突平板６
ｂの両面の内、片方の面にはＲｚ＝２．６μｍとした円
錐体部３１を、他方の面にはＲｚ＝６．４μｍとした円
錐体部３２を備えており、回転駆動装置（図示省略）に
より、必要に応じて円錐体部を自動的に切り換えられる
構成としてもよい。この場合、回転駆動装置は、作業者
の指示に応じて、粉砕トナーの中心粒子の大きさをより
細かくする旨の指示があれば、円錐体部３１がノズル部
１の側に面するように衝突部材を回動させ、又、同中心
粒子の大きさをより大きくする旨の指示があれば、円錐
体部３２がノズル部１の側に面するように衝突部材を回
動させるように構成されている。ここで、図３は本発明
の他の実施例のトナー粉砕装置の構成図である。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、粉砕されたトナーの中心粒径を従来に比べてよ
り一層小さくすることが出来、粉砕効率を従来に比べて
より一層向上させることが出来るという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のトナー粉砕装置の構成図

【図２】本実施例の衝突部材の斜視図

【図３】本発明の他の他の実施例のトナー粉砕装置の構
成図

【図４】従来のトナー粉砕装置の略示構成図

【符号の説明】

１ ノズル部 ２ 圧縮エヤー噴出口 ３ ノズル口 ４ 被粉砕トナー供給口 ５ 粉砕室 ６ 衝突部材 ６ａ 円錐体部 ６ｂ 衝突平板 ６ｃ 外周面部 １０５ 粉砕室 １０６ 衝突部材 １１０ 被粉砕トナー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定気体を噴出させるノズル部と、 そのノズル部から噴出される気体により加速された被粉
   砕トナーが衝突する円錐体状の衝突面を有する衝突部材
   とを備え、 前記衝突後の前記被粉砕トナーの粒子の大きさをより細
   かくする場合には、前記衝突面の表面粗さがより滑らか
   な衝突面を有する衝突部材が選ばれ、又、前記粒子の大
   きさをより大きくする場合には、前記衝突面の表面粗さ
   がより粗くなるような衝突面を有する衝突部材が選ばれ
   たことを特徴とするトナー粉砕装置。
2. 【請求項２】 前記円錐体状の衝突面は、その円錐体の
   頂点が前記気体の噴出される方向を基準として上流側に
   向くように配設されており、且つ、前記衝突面の表面粗
   さは、Ｒｚ＝３μｍ以下に設定されていることを特徴と
   する請求項１記載のトナー粉砕装置。