JPH09314060A

JPH09314060A - 気流式分級装置及び静電荷像現像用トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH09314060A
Application number: JP15286096A
Authority: JP
Inventors: Youko Goka; 洋子五箇; Satoshi Mitsumura; 聡三ツ村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】正確な分級点を短時間に設定し、これを保持
することにより、より高精度の分級を可能にし、精緻な
粒度分布を有する粉体原料を効率よく生成し得る気流式
分級装置及びこれを用いた静電荷像現像用トナーの製造
方法の提供。【解決手段】少なくともコアンダブロック、個壁ブロ
ック及び分級エッジにより形成される分級域に、原料供
給管から粉体原料を噴出させ、噴出気流中の粒子の慣性
力とコアンダ効果により粉体原料を少なくとも粗粉体、
中粉体及び微粉体に分級する分級装置において、粉体原
料の比重、目標分級点及び原料供給速度に合わせて分級
域の形状を変更できるように、入気側の側壁ブロック及
び／又は入気エッジが具備されている入気エッジブロッ
クの設置位置が移動可能に構成されている気流式分級装
置及びこれを用いた静電荷像現像用トナーの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コアンダ効果を利
用して粉体原料を分級する気流式分級装置及びこれを用
いた静電荷現像用トナーの製造方法に関する。更に詳し
くは、重量平均粒子径２０μｍ以下の粒子を５０個数％
以上含有する着色樹脂粒子からなる粉体原料の分級を効
率よく行う為に、粉体を気流に乗せて運び、コアンダ効
果と、粉体中の各粒子の粒子径に応じた慣性力及び遠心
力等の差に基づいて所定の粒度を有する粒子を精度よく
分級し得る気流式分級装置及びこれを用いた静電荷現像
用トナーの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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機がある。慣性力を利用する分
級機としては、ＬｏｆｆｉｅｒＦ．ａｎｄＫ．Ｍａ
ｌｙ：ＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＰｏｗｄｅｒＴｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙＤ−２（１９８１）に例示され、日
鉄鉱業製として商品化されているエルボジェット分級機
や、ＯｋｕｄａＳ．ａｎｄＹａｓｕｋｕｎｉ
Ｊ．：Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｏ
ｎＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ’８１，７７
１（１９８１）で例示される分級装置が提案されてい
る。

【０００３】図５及び図６に、従来の慣性力を利用した
気流式分級装置の断面図及び斜視図を示す。この気流式
分級装置では、分級装置内の分級域に開口された開口部
を有する原料供給管１１６の排出口から、粉体原料を高
速で気流と共に分級域内へと噴出させ、噴出された気流
中の粉体原料を、粒子の慣性力及びコアンダ効果による
湾曲気流の遠心力によって分級する。即ち、図５及び図
６に示した様に、気流式分級装置の分級室内にはコアン
ダブロック１２６が設けられており、且つ噴出させる気
流と角度の交叉する気流が導入される為、気流中の粉体
原料の各粒子は、コアンダブロック１２６に沿って流れ
る湾曲気流の遠心力によって粗粒子群と微粒子群とに分
離され、この状態の粒子を先端の細くなった分級エッジ
１１７及び１１８によって、粗粉体と微粉体、若しくは
粗粉体と中粉体と微粉体とに分級が行われる。

【０００４】図５及び図６に示した従来の気流式分級装
置１０１では、下部壁ブロック１２３及び１２５、粗粉
側の側壁ブロック１２４及び入気側の側壁ブロックはい
ずれも固定されており、軸１１７ａ、軸１１８ａ及び軸
１１９ａを中心に回動可能に構成されている分級エッジ
１１７、１１８、及び入気エッジ１１９の先端位置を移
動して調節し、それに応じて分級の為の気流の流量を調
整することによって分級点（即ち、分級した粒子の大き
さの境界となる点）を所定の位置に設定していた。又、
導入される粉体の比重及び所望の分級点に応じた分級エ
ッジの先端位置を検知して移動させ、これに応じて気流
が所定の流量になる様に制御していた。

【０００５】しかしながら、この様な分級エッジ１１７
及び１１８の先端位置のみを調節するだけでは、角度に
よってその分級エッジ１１７及び１１８の先端付近での
気流の乱れが起こり易く、その結果、精度のよい分級品
が得られない場合があり、本来であれば大きさが均一で
なければならない粒子群の中に、他の粒子群に入るべき
大きさの粒子が混入してしまうという問題が生じる場合
があった。又、分級点を変更したい場合でも、分級エッ
ジ１１７及び１１８の先端位置を変更して、それに応じ
て気流が所定流量になる様に制御しても、気流方向に沿
って分級エッジ１１７及び１１８の位置を制御すること
ができず、結局、分級点を所定の値に合わせるのに時間
を要するばかりでなく、分級精度も低下してしまう等、
改善すべき問題を有していた。特に、複写機やプリンタ
ー等に用いられる静電荷現像用トナーを製造する為の着
色樹脂粒子を分級する場合に、上記の問題が顕著であっ
た。

【０００６】一般に、トナーには数多くの異なった性質
が要求され、かかる要求性質を得る為には、使用する粉
体原料の選択は勿論のこと、トナーの特性が製造方法に
よって影響されることも多い。例えば、トナーを製造す
る為の分級工程においては、分級された粒子群がシャー
プな粒度分布を有することが要求され、又、低コストで
効率よく安定的に品質のよいトナーを作り出すことが望
まれる。

【０００７】又、近年、例えば、複写機に対する省エネ
ルギー対策として、圧力によって被転写材にトナー画像
を定着する為にトナーの結着樹脂としてワックスの様な
軟質のものを使用したり、加熱式定着の場合であって
も、定着スピードを速くしたり、定着に要する消費電力
を少なく且つ低温で定着させる為に、低ガラス転移点
の、又は、低軟化点、低融点の結着樹脂をトナーに使用
する様になってきている。この様な樹脂を含有するトナ
ーの粉体原料を前記した従来の分級装置に導入して分級
すると、特に分級装置内での付着や融着が発生し易かっ
た。

【０００８】更には、近年、複写機やプリンターにおけ
る画質向上の為に、トナー粒子が徐々に微細化の方向に
進んでいる。一般に、物質は細かくなるに従い粒子間力
の働きが大きくなっていくが、樹脂粒子やトナー粒子も
同様で、微小サイズになると粒子同士の凝集性が大きく
なっていき、凝集体を生じ易い。又、粒子同士の質量差
も小さくなっていく。この様な凝集体に、分級の際の衝
撃力や摩擦力等の外力が働くと、粒子が分級装置内に融
着し易い。特に、分級エッジ先端部分への融着が起こり
易く、この様な現象が発生すると分級精度が悪化し、安
定した状態で分級装置が稼働しなくなる為、長期にわた
り安定的に良質の分級品を得ることが困難となる。

【０００９】特に、重量平均粒子径が１０μｍ以下のト
ナー製造用の粉体原料から、シャープな粒度分布を有す
るトナーを得ようとする場合には、従来の装置では分級
収率の低下を引き起こす。更に、重量平均粒子径が８μ
ｍ以下のトナー製造用粉体原料からシャープな粒度分布
を有するトナーを得ようとする場合には、従来の装置で
は分級収率の低下を引き起こすことが一層顕著となる。
この様な点から、特に、トナーの如き着色樹脂微粒子を
安定的、且つ効率的に分級し得る気流式分級装置が望ま
れている。特に、重量平均粒子径８μｍ以下のトナーを
安定的、且つ効率的に分級する為の気流式分級装置が待
望されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記した各種の課題が解決された気流式分級装置及
び静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することにあ
る。即ち、本発明の目的は、正確な分級点を設定し、こ
れを保持することにより、より高精度の分級を可能に
し、精緻な粒度分布を有する着色樹脂微粒子からなる粉
体原料を効率よく生成し得る気流式分級装置及び静電荷
像現像用トナーの製造方法を提供することにある。又、
本発明の目的は、融着等が発生しにくく、装置内での分
級点の変動が生じることのない安定的に分級することが
可能な分級点の設定を短時間に成し得る、分級域の変更
の幅の大きい気流式分級装置及び静電荷現像用トナーの
製造方法を提供することにある。又、本発明の目的は、
重量平均粒子径が１０μｍ以下のトナー製造用原料か
ら、更には、重量平均粒子径が８μｍ以下のトナー製造
用原料からシャープな粒度分布を有する静電荷像現像用
トナーが効率よく得られる気流式分級装置及び静電荷現
像用トナーの製造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも
コアンダブロック、個壁ブロック及び複数の回動可能な
分級エッジにより形成される分級室の分級域に、原料供
給管から供給されてくる粉体原料を噴出させ、噴出気流
中の各粒子の慣性力及びコアンダ効果により、粉体原料
を少なくとも粗粉体群、中粉体群及び微粉体群に分級す
るための気流式分級装置において、粉体原料の比重、目
標分級点及び原料供給速度に合わせて分級域の形状を変
更できるように、入気側の側壁ブロック及び／又は入気
エッジが具備されている入気エッジブロックの設置位置
が移動可能に構成されていることを特徴とする気流式分
級装置及びこれを用いた静電荷現像用トナーの製造方法
である。

【００１２】本発明の気流式分級装置では、希望する分
級粒度分布に合わせて噴出流と交叉し、流入する気流の
流量及び流速方向を調節可能な様に、入気エッジブロッ
ク及び入気側の側壁ブロックの設定位置が変更可能に構
成されている為、これに伴って分級点を容易に且つ大幅
に変更させ、理想的な分級域を短時間に形成させること
が可能である。特に、本発明の気流式分級装置では、入
気エッジブロック及び入気側の側壁ブロックを、水平方
向、又は略水平方向に移動させることにより、分級エッ
ジの先端部のみを移動させる従来の装置に比べて分級点
を容易に且つ大幅に変更させることが可能である為、こ
れを利用してトナー製造を行えば、分級効率とシャープ
な粒度分布を有する分級精度に優れたトナー製品（分級
品）が安定して得られる製造が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の気流式分級装置
及び静電荷現像用トナーの製造方法について、添付図面
に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明の気流式分級
装置の一例として、図１に、粉体原料を粒径別の３つの
粉体群に分割し得る分級装置の断面図を示し、図２にそ
の斜視図を示す。

【００１４】図１及び図２において、側壁は、図中の２
２及び２４で示される形状を有し、分級エッジの下部壁
は２３及び２５で示される形状を有する。又、下部壁２
３及び２５には夫々ナイフエッジ型の分級エッジ１７及
び１８が具備されており、この分級エッジ１７及び１８
より、分級室の分級域は３分画されている。入気側の側
壁ブロック２２の下の部分に分級室に開口部を有する原
料供給管１６が設けられ、該原料供給管１６の下部に
は、原料供給管１６の底部接線の延長方向に対して下方
に折り曲げられた長楕円弧を描いた壁面を有するコアン
ダブロック２６が設置されている。分級室の入気エッジ
ブロック２７には、分級室の下部方向にナイフエッジ型
の入気エッジ１９が設けられており、更に分級室の上部
には、空気の如き気体を導入するための分級室に開口し
た入気管１４及び１５を設けられている。この入気管１
４及び１５には、ダンパーの如き第１気体導入調節手段
２０及び第２気体導入調節手段２１、及び静圧計２８及
び２９を設けられている。

【００１５】上記の部材のうち分級エッジ１７及び１８
と入気エッジ１９は、軸１７ａ、１８ａ及び１９ａを中
心に夫々回動可能に構成されており、分級エッジ１７及
び１８と入気エッジ１９の先端位置は、これらの軸を中
心に回動させることによって適宜に変更させることが出
来る。分級エッジ１７及び１８と入気エッジ１９の先端
位置の設定は、被分級処理原料である粉体の種類によ
り、或いは所望する粒子径によって適宜に調整して行
う。更に、本発明の気流式分級装置においては、図１及
び図２に示した様に、入気側の側壁２２及び入気エッジ
１９が具備されている入気エッジブロックの設定位置も
移動可能に構成されているので、これらの位置を適宜に
変えることで、従来の装置に比べて分級域の形状を容易
に且つ大幅に変更させること出来る。

【００１６】分級室の底部には夫々の分画域に対応させ
た分級室に開口する排出口１１、１２及び１３が設けら
れており、該排出口１１、１２及び１３には、パイプの
如き連通手段が接続されている（不図示）。又、これら
に、夫々バルブの如き開閉手段を設けてもよい。

【００１７】上記した様な分級域へと被分級物である粉
体原料を噴出させる為の原料供給管１６は、図１及び図
２に示した様に、直管筒部１６ａと、これに続いて設け
られている先端が分級室への開口部となっている角錐筒
部１６ｂとから成るものが好ましい。又、直管筒部１６
ａの内径と角錐筒部の最も狭まった箇所１６ｃ（分級室
への開口部の高さ）の内径の比が、２０：１〜１：１、
好ましくは１０：１〜２：１となる様に構成すると、粉
体原料の分級室への良好な挿入速度が得られる。

【００１８】又、上記の様な原料供給管１６へと粉体を
気流と共に導入する手段としては、例えば、０．１〜３
ｋｇ／ｃｍ²の圧を加えて送る方法、分級域の下流側に
ある送風機を大型化し、分級域の負圧をより大きくする
ことで外気と粉体原料を自然に吸引する方法、或いは、
原料供給管１６の原料粉投入口にインジェクションフィ
ーダーを装着し、これによって粉体原料と外気を吸引せ
しめると共に原料供給管１６を経て分級域へ送る方法、
等が挙げられる。本発明においては、上記３つの粉体原
料の投入手段のうち、特に、分級域の負圧をより大きく
して、外気と粉体原料とを自然に吸引する方法、或いは
インジェクションフィーダーによる方法では、装置面や
運転条件面においても好ましい影響が出てくる。

【００１９】以上の様に構成されている本発明で使用す
る気流式分級装置における分級操作は、例えば次の様に
して行われる。先ず、排出口１１、１２及び１３の少な
くとも１つを介して分級室内を吸引減圧し、該減圧によ
って生じる分級室内に開口した開口部を有する原料供給
管１６中を流動する気流によって、好ましくは流速５０
〜３００ｍ／秒の速度で、粉体原料を原料供給管１６を
介して分級室に供給する。

【００２０】以上様な手段によって分級室内に供給され
た粉体原料は、コアンダブロック２６の作用によるコア
ンダ効果と、その際に入気管１４及び１５から流入して
くる空気の如き気体の作用とにより、図１中に矢印で示
した様に、湾曲線３０ａ、３０ｂ及び３０ｃを描いて移
動し、個々の粒子径及び慣性力の大小に応じて、大きい
粒子（粗粒子）は気流の外側、即ち、分級エッジ１８の
左側の第１分画へ、中間の大きさの粒子（規格内粒子径
の粒子）は分級エッジ１７と１８の間の第２分画へ、そ
して小さい粒子（規格粒子径以下の粒子）は気流の内
側、即ち、分級エッジ１７の右側の第３分画へと夫々分
割される。そして、大きい粒子は排出口１１より粗粉体
群として、中間の大きさの粒子は、中粉体群（分級製
品）として排出口１２より、そして小さい粒子は、微粉
体として排出口１３より夫々排出される。

【００２１】上記した図１の装置によって行われる粉体
の分級において、分級点は、粉体が分級室内へ飛び出す
位置であるコアンダブロック２６の左端部分に対する分
級エッジ１７及び１８の先端位置によって主に決定され
る。更に、分級点は、分級気流の流量、或いは原料供給
管１６からの粉体原料の噴出速度、該噴出流と交叉する
気流量及び角度等の影響を受ける。

【００２２】本発明にの気流式分級装置においては、原
料供給管１６を介して分級室に粉体原料が導入される
と、噴出気流と共に導入される粉体原料中の粒子の大き
さに応じて分散して粒子流が形成されるが、その際に、
先ず、その流線に沿って入気側の側壁ブロック２２を移
動し、次いで、入気エッジ１９が具備されている入気エ
ッジブロック２７を移動させて入気エッジ１９の位置を
固定し、然る後、分級エッジ１７及び１８のエッジ先端
位置を固定し、所定の分級点に設定する。本発明におい
ては、従来の装置で行われていた分級エッジ１７、１
８、入気エッジ１９の回動によるエッジ先端部の移動に
加えて、更に、入気側の側壁ブロック２２、入気エッジ
１９及び入気エッジブロック２７の水平方向又は略水平
方向への移動が加わることにより、コアンダブロック２
６に沿って飛翔する粒子群の流れ方向に分級エッジ１７
及び１８の向きを容易に合わせることが出来る。

【００２３】図３に、図１の気流式分級装置の分級域の
拡大図を示したが、以下、これに従って分級域の調節方
法について説明する。原料供給管１６の先端の開口部の
下部に対応するコアンダブロック２６中の、例えば、図
中に示した位置Ｏを基点とし、点Ｏと分級エッジ１７及
び１８の先端とを結んだ場合に、先ず、分級エッジ１７
の先端とコアンダブロック２６の壁面との距離ｅは、分
級エッジ１７の先端を軸１７ａを中心に回動させること
によって調節可能である。同様に、分級エッジ１８の先
端とコアンダブロック２６の壁面との距離ｄは、分級エ
ッジ１８の先端を軸１８ａを中心として回動させるこに
より調節可能である。更に、本発明に用いる分級装置で
は、図３に示した様に、入気側の側壁ブロック２２の側
面と入気エッジ１９の側面との最短距離ｃは、入気側の
側壁ブロック２２を位置決め部材３３に沿って水平又は
略水平に移動させることによって、或いは入気エッジブ
ロック２７を位置決め部材３２に沿って水平又は略水平
に移動させることで調節可能である。尚、本発明におい
ては、入気側の側壁ブロック２２及び入気エッジブロッ
ク２７の少なくとも一方が移動可能に構成されていれば
よいが、分級域の変更をより容易にするには両方共に移
動可能に構成されているのが好ましい。

【００２４】又、基点Ｏと入気エッジ１９の先端とを結
んだ場合に、入気エッジ１９の先端とコアンダブロック
２６の側面との距離ｂは、軸１９ａを中心として入気エ
ッジ１９先端を回動させることにより調節可能である。
更に、入気エッジ１９は入気エッジブロック２７に具備
されている為、入気エッジブロック２７の水平方向又は
略水平方向への移動によっても距離ｂの調節が可能であ
る。これにより入気管１４及び１５からの気体の流入量
及び流入速度を調節することが出来、分級点の更なる調
節が可能になる。即ち、入気エッジブロック２７及び入
気側の側壁ブロック２２の移動に伴って分級室の分級域
の形状が変化し、分級点を容易に且つ大幅に調整するこ
とが可能である。又、本発明においては、入気エッジ１
９、入気エッジブロック２７及び入気側の側壁ブロック
２２を粉体原料の種類及び所望の粒径に応じて交換する
ことが可能に構成しておけば、更に多様な粉体原料に対
しての分級効率及び分級精度に優れた分級が可能とな
る。

【００２５】トナーの小粒子径化が進むに連れて分級に
供される粉体粒子同士の質量の差も小さくなるので、遠
心力と慣性力を利用した気流式分級装置では、粉体の質
量に左右される粒子群の飛翔軌跡の幅が狭くなってい
き、粗粉側の側壁ブロック近傍まで粒子が行きわたらな
い傾向があった。これに対し、本発明の気流式分級装置
では、上記した様に、粉体の比重・分級点等に合わせて
分級域内の入気エッジ１９の側面と入気側の側壁ブロッ
ク２２の側面との最短距離ｃを変えることが出来、これ
によって分級域の形状を変更させて噴出流に対しての流
入空気の交叉角度及び流入量を変えることが出来る為、
粒子群の飛翔軌跡の幅が広くなり、分級収率は向上し、
装置上安定な分級を行うことが可能となる。又、分級エ
ッジ先端部等に生じる融着が軽減される傾向にある。

【００２６】更には、本発明の気流式分級装置によれ
ば、最適な分級点が短時間に容易に得られる為、分級エ
ッジ先端部による流れの乱れを防止することができ、排
出口１１、１２及び１３を介しての減圧による吸引流の
流量を調整することで、粒子の飛翔速度を増加させて分
級域での粉体原料の分散をより向上させ、より高い粉塵
濃度でも良好な分級精度で得られる。この結果、製品の
収率低下を防止できるだけでなく、同じ粉塵濃度でより
良好な分級精度と製品の収率を向上させることが可能と
なる。

【００２７】上記のａ〜ｄで表わされる各距離は、粉体
原料の特性等に応じて適宜決定されるが、本発明の静電
荷現像用トナー製造方法では、粉体原料としてトナー原
料である着色樹脂粒子を用いるが、その真密度が０．３
〜３．０ｇ／ｃｍ^３の着色樹脂粒子を分級する場合に、
上記した本発明の気流式分級装置を用い、分級室の入気
エッジブロック２７及び／又は入気側の側壁ブロック２
２の位置、更に分級エッジ及び入気エッジの先端位置
を、下記式（１）の距離関係を満足するように設定して
分級を行うことを特徴とする。ａ＜ｄ＜ｂ、ａ＜ｃ＜２ｂ（１）（但し、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＞０、ｄ＞０で、ａ〜ｄは
下記の距離を表わす。ａ：原料供給管の分級室への開口部の高さｂ：入気エッジの先端と、これに対峙するコアンダブロ
ックの側面との距離ｃ：入気エッジブロックの側面と、入気側の側壁ブロッ
クの壁面との最短距離。ｄ：粗粉体群と中粉体群とに分画する為の分級エッジの
先端と、これに対峙するコアンダブロックの側面との距
離）

【００２８】本発明者らの詳細な検討によれば、被分級
物として真密度が０．３〜３．０ｇ／ｃｍ³のトナー原
料である着色樹脂粒子を用いる場合に、分級室の入気エ
ッジブロック２７、入気側の側壁ブロック２２の位置、
更に分級エッジ及び入気エッジの先端位置の夫々を、上
記の距離関係を満足する様な条件に設定すれば理想的な
分級域が短時間に形成され、シャープな分布を有する分
級品（中粉体群）を効率よく得ることが出来ることが確
認された。逆に、上記の関係を満足しない場合には、シ
ャープな分布を有する分級品を効率よく得ることが困難
となる。特に、上記の様な構成を有する本発明の静電荷
現像用トナー製造方法では、重量粒子径が１０μｍ以下
のトナー原料に適用した場合に効果的であり、特に８μ
ｍ以下の場合に一層効果的である。

【００２９】上記した様な本発明の静電荷現像用トナー
製造方法を実施する為には、通常、相互の機器をパイプ
等の如き連通手段で連結してなる一体装置システムを使
用するのが通常である。そうした一体装置システムの好
ましい例を図４に示す。図４に示す一体装置システム
は、３分割分級装置１（図１、図２及び図３に示される
もので、その詳細は先の説明の通り）、定量供給機２、
振動フィーダー３、捕集サイクロン４、５及び６を連通
手段で連結してなるものである。

【００３０】図４に示した一体装置システムにおいて、
先ず、粉体原料は、適宜な手段により定量供給機２に送
り込まれ、次いで振動フィーダー３を介し、原料供給管
１６により３分割分級装置１内へと導入される。導入に
際しては、５０〜３００ｍ／秒の流速で３分割分級装置
１内に粉体原料を導入する。３分割分級装置１の分級室
を構成する大きさは、通常［１０〜５０ｃｍ］×［１０
〜５０ｃｍ］程度なので、粉体原料は０．１秒以下、或
いは０．０１秒以下の瞬時に３種以上の粒子群に分級さ
れ得る。そして、３分割分級装置１により、大きい粒子
（粗粒子）、中間の大きさの粒子（規定内粒子径の粒
子）、小さい粒子（規定粒子径以下の粒子）に分割され
る。その後、大きい粒子は排出口１１を介して系外に排
出され、捕集サイクロン６に送られ、粗粉体群として回
収される。中間の大きさの粒子は排出口１２を介して系
外に排出され捕集サイクロン５に送られ、トナー製品
（中粉体群）となるべく回収される。小さい粒子は排出
口１３を介して系外に排出され捕集サイクロン４に送ら
れ、微粉体群として回収される。捕集サイクロン４、５
及び６は、粉体原料を原料供給管１６を介して分級室に
吸引導入する為の吸引減圧手段としての働きを兼ねるこ
とが可能である。

【００３１】本発明の気流式分級装置は、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トナー用着
色樹脂粒子を分級する場合に有効である。特に、低融
点、低軟化点、低ガラス転移点を有する結着樹脂からな
る静電荷現像用トナーの粉体原料を分級する場合に有効
である。この様な樹脂が用いられている静電荷現像用ト
ナーの粉体原料を従来の分級装置に供すると、分級エッ
ジ先端に融着物が発生し易く、該融着物が発生した場合
には適切な分級点から外れる傾向にあった。この場合
は、吸引減圧による流量調節を行っても要求されるシャ
ープな粒度分布を有する分級品は得られにくく、分級効
率が大幅に低下する。又、分級した分級品の中に融着物
が混入し品質のよい製品が得られないといった問題があ
った。

【００３２】これに対し、先に説明した本発明の気流式
分級装置では、分級エッジ１７及び１８の移動に際し、
入気側の側壁ブロック２２及び入気エッジブロック２７
の移動により、コアンダブロック２６に沿って飛翔する
粒子の流れ方向に分級エッジの向きを合わせた上で、例
えば、吸引減圧手段として排出口１１、１２及び１３を
通しての吸引流の流量を調節することによって、粒子の
飛翔速度を増加させて分級域での粉体の分散をより向上
させることが出来る為、分級収率が良好になり、且つ、
分級エッジ先端への融着が防止又は抑制され、高精度な
分級が出来るという効果がある。

【００３３】更に、本発明の気流式分級装置では、被分
級原料であるトナー用の着色樹脂粒子の粒子径が小さい
程、上記の効果が顕著にみられる。特に、重量平均粒子
径が１０μｍ以下の粉体原料を分級する場合に好まし
く、更には重量平均粒子径が８μｍ以下の粉体原料を分
級する場合に特に好ましい。この為、本発明によれば、
重量平均粒子径が１０μｍ以下、更には重量平均粒子径
が８μｍ以下の、高精度に分級されたシャープに分級さ
れた粒径の小さな静電荷現像用トナーが、従来の気流式
分級装置を使用した場合よりも効率よく得られる。

【００３４】本発明の気流式分級装置において、入気側
の側壁ブロック２２及び／又は入気エッジブロック２７
の位置を移動させる手段としては、図１〜図３に示した
様に、例えば、ステッピングモーター等を用いてブロッ
クを位置決め部材３２及び３３に沿って水平又は略水平
の方向に移動させ、調節手段３２ａ及び３３ａによって
位置を調節する。この際に、分級エッジ１７及び１８の
先端位置の検知に検知手段としてポテンショメーター等
を用い、更に、これらを制御する制御装置により各分級
エッジの先端位置を制御し、更に流量調節の自動化を行
えば、所望の分級点が短時間に、且つ、より正確に得ら
れるのでより好ましい。

【００３５】この結果、本発明の気流式分級装置を使用
して粉体原料としてトナー用の着色樹脂粒子を分級する
と、重量平均粒子径が１０μｍ以下のトナーの原料から
シャープな粒度分布を有する静電荷現像用トナーを得る
ことが出来、従来に比べ効率よく分級が行れる。特に、
重量平均粒子径が８μｍ以下のトナー原料からシャープ
な粒度分布を有する静電荷現像用トナーを得ることが出
来る。従って、本発明の静電荷現像用トナー製造方法に
よれば、従来に比べトナー原料である着色樹脂粒子の効
率のよい分級がなされ、高品質のトナーを安定的に製造
される。

【００３６】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて、本発明を更
に具体的に説明する。実施例１・スチレン−ブチルアクリレート−ジビニルベンゼン共重合体(モノマー重合重量比＝８０.０/１９.０/１.０、重量平均分子量Ｍｗ＝３５万) １００重量部・磁性酸化鉄（平均粒子径０．１８μｍ）１００重量部・ニグロシン２重量部・低分子量エチレン−プロピレン共重合体４重量部上記の処方の材料をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５
型、三井三池化工機（株）製）でよく混合した後、温度
１５０℃に設定した２軸混練機（ＰＣＭ−３０型、池貝
鉄工（株）製）にて混練した。得られた混練物を冷却
し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下の粒子径になる様に粗
粉砕し、トナー製造用の粗砕物Ａを得た。得られた粗砕
物Ａを衝突式気流粉砕機ジェット・ミルで微粉砕し、重
量平均粒子径が６．８μｍで、真密度が１．７３ｇ／ｃ
ｍ³の微粉砕物たる粉体原料を得た。尚、この際の粉体
原料の真密度は、測定装置としてマイクロメトリックス
アキュピック１３３０（島津製作所製）を用い、静電荷
現像用トナーの粉体原料を５ｍｇ秤り採って求めた。

【００３７】上記で得られた粉体原料を、定量供給機
２、振動フィーダー３及び原料供給管１６を介して３
４．０ｋｇ／ｈの割合でコアンダ効果を利用して粗粉体
群、中粉体群及び微粉体群の３種に分級する為に、図１
に示す気流式分級装置１に導入した。導入に際しては排
出口１１、１２及び１３に連通している捕集サイクロン
４、５及び６の吸引減圧による系内の減圧から派生する
吸引力と原料供給管１６に取付けたインクジェクション
フィーダーからの圧縮空気を利用した。

【００３８】又、分級域の形状を変更する為に、各々の
設置距離を以下の通りに調節した。ａ＝６ｍｍ（原料供給管１６の排出口１６ｃの高さ
（排出口の径））ｂ＝３０ｍｍ（入気エッジ１９の先端と、これに対峙す
るコアンダブロック２６の側面との距離）ｃ＝４５ｍｍ（入気エッジ１９の側面と入気側の側壁ブ
ロックの側面との最短距離）ｄ＝２９ｍｍ（分級エッジ１８の先端とコアンダブロッ
ク２６の側面との距離）ｅ＝１７ｍｍ（分級エッジ１７の先端とコアンダブロッ
ク２６の側面との距離）Ｒ＝１４ｍｍ（コアンダブロック２６の弧の半径）

【００３９】上記の条件に設定された図１に示す気流式
分級装置１に導入された粉体原料は、０．１秒以下の瞬
時に分級された。又、分級された中粉体群は、重量平均
粒子径が６．８μｍであって、且つ、粒子径４．００μ
ｍ以下の粒子を２４個数％含有し、粒子径１０．０８μ
ｍ以上の粒子を１．８体積％含有するシャープな粒度分
布を有しており、トナー用として優れた性能を有してい
た。又、投入された粉体原料の全量に対する最終的に得
られた中粉体（製品）との比率（即ち、分級収率）は７
８％であった。尚、このとき同時に分級されて回収され
た粗粉体群は、粉砕工程に再度循環させて用いた。

【００４０】トナーの粒度分布は種々の方法によって測
定できるが、本実施例においては、測定装置としてコー
ルターカウンターＴＡ−II型、或いはコールターマルチ
サイザーII（コールター社製）を用いた。又、電解液
は、１級塩化ナトリウムを用いて調製した約１％ＮａＣ
ｌ水溶液を使用した。例えば、市販品としては、ＩＳＯ
ＴＯＮ・Ｒ−II（コールターサイエンティフィックジャ
パン社製）が使用できる。測定方法としては、先ず、電
解液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、
好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５
ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。次に、
試料が懸濁している電解液は、超音波分散器で約１〜３
分間分散処理を行った後、測定装置により、アパーチャ
ーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナーの体
積、個数を測定して体積分布から求めた重量基準の粗粉
体（２０．２μｍ以上）の量、個数分布から求めた個数
基準の微粉体（６．３５μｍ以下）の量を求めた。

【００４１】実施例２〜３実施例１と同様のトナー製造用の粗砕物Ａを衝突式気流
粉砕機ジェット・ミルで微粉砕した。得られた微粉砕物
たる粉体原料を下記表１の条件の図１に示す気流式分級
装置に導入した。他は、実施例１と同様の条件で分級を
行った。この結果、何れもシャープな粒度分布を有する
トナーの中粉体を効率よく得ることができ、この中粉体
群はトナー用として優れた性能を有していた（表１参
照）。尚、このとき同時に分級され回収された粗粉体群
は前記粉砕工程に再度循環して用いた。

【００４２】

【表１】実施例１〜実施例３の分級条件及び分級品の特
性

【００４３】実施例４・不飽和ポリエステル樹脂１００重量部・銅フタロシアニン顔料（C.I.Pigment Blue 15）４．５重量部・荷電制御剤（サルチル酸クロム錯体）４．０重量部上記の処方の材料をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５
型、三井三池化工機（株）製）でよく混合した後、温度
１００℃に設定した２軸混練機（ＰＣＭ−３０型、池貝
鉄工（株）製）にて混練した。得られた混練物を冷却
し、ハンマーミルにて１ｍｍ以下の粒子径になる様に粗
粉砕し、トナー製造用の粗砕物Ｂを得た。得られた粗砕
物Ｂを衝突式気流粉砕機ジェット・ミルで微粉砕し、重
量平均粒子径が６．１μｍで、真密度が１．０８ｇ／ｃ
ｍ^３の微粉砕物たる粉体原料を得た。

【００４４】この得られた粉体原料を定量供給機２、振
動フィーダー３及び原料供給管１６を介して３０．０ｋ
ｇ／ｈの割合でコアンダ効果を利用して粗粉体群、中粉
体群及び微粉体群の３種に分級する為に、図１に示す気
流式分級装置１に導入した。導入に際しては、排出口１
１、１２及び１３に連通している捕集サイクロン４、５
及び６の吸引減圧による系内の減圧から派生する吸引力
と原料供給管１６に取付けたインクジェクションフィー
ダー３１からの圧縮空気を利用した。

【００４５】又、分級域の形状を変更する為に、各々の
設置距離を以下の通りに調節した。ａ＝６ｍｍ（原料供給管１６の排出口１６ｃの高さ
（排出口の径））ｂ＝２７ｍｍ（入気エッジ１９の先端と、これに対峙す
るコアンダブロック２６の側面との距離）ｃ＝３５ｍｍ（入気エッジ１９の側面と入気側の側壁ブ
ロックの側面との最短距離）ｄ＝２５ｍｍ（分級エッジ１８の先端とコアンダブロッ
ク２６の側面との距離）ｅ＝１４ｍｍ（分級エッジ１７の先端とコアンダブロッ
ク２６の側面との距離）Ｒ＝１４ｍｍ（コアンダブロック２６の弧の半径）

【００４６】図１に示す気流式分級装置１に導入された
粉体原料は、０．１秒以下の瞬時に分級された。又、分
級された中粉体群は、重量平均粒子径が６．１μｍであ
って、且つ、粒子径４．００μｍ以下の粒子を２８個数
％含有し、粒子径１０．０８μｍ以上の粒子を１．８体
積％含有するシャープな粒度分布を有しており、トナー
用として優れた性能を有していた。又、分級収率は７８
％であった。尚、このとき同時に分級されて回収された
粗粉体群は、粉砕工程に再度循環させて用いた。

【００４７】実施例５実施例１と同様のトナー製造用の粗砕物Ａを衝突式気流
粉砕機ジェット・ミルで微粉砕した。得られた微粉砕物
たる粉体原料を、下記表２の条件のとなる様に分級域が
設定された図１に示す気流式分級装置に導入した。他
は、実施例１と同様の条件で分級を行った。この結果シ
ャープな粒度分布を有するトナー用の中粉体群を効率よ
く得られた。この中粉体群は、トナー用として優れた性
能を有していた。尚、このとき同時に分級され回収され
た粗粉体群は前記粉砕工程に再度循環して使用した。

【００４８】

【表２】実施例４及び実施例５の分級条件及び分級品の
特性

【００４９】比較例１実施例１と同様のトナー製造用の粗砕物Ａを衝突式気流
粉砕機ジェット・ミルで微粉砕した。得られた微粉砕物
を粉体原料として、図５及び図６に示した従来の気流式
分級装置を使用した図７のフローに従って分級を行っ
た。先ず、粉体原料を定量供給機１０２を介して、振動
フィーダー１０３及び原料供給管１１６を介して３０．
０ｋｇ／ｈの割合でコアンダ効果を利用して粗粉体、中
粉体及び微粉体の３種に分級すべく図５及び図６に示す
気流式分級装置１０１に導入した。導入に際しては排出
口１１１、１１２及び１１３に連通している捕集サイク
ロン１０４、１０５及び１０６の吸引減圧による系内の
減圧から派生する吸引力と原料供給管１１６に取付けた
インジェクションフィーダーからの圧縮空気を利用し
た。又、分級域の形状を変更する為に、表３に示す通り
に設置位置を調整した。

【００５０】この結果、重量平均粒子径が６．８μｍで
あって、且つ、粒子径４．００μｍ以下の粒子を２９個
数％含有し、粒子径１０．０８μｍ以上の粒子を２．４
体積％含有する中粉体が分収収率７５％で得られた。実
施例１に比べて粒度分布がブロードで、且つ、粉砕効率
及び分級収率共に劣っていた。尚、このとき同時に分級
され回収された粗粉体は、粉砕工程に再度循環して使用
した。

【００５１】比較例２実施例３と同様のトナー製造用の粗砕物Ａを衝突式気流
粉砕機ジェット・ミルで微粉砕した。得られた微粉砕物
たる粉体原料を、表３の条件で図５及び６に示す気流式
分級装置に導入した。他は比較例１と同様の条件で分級
を行った。この結果、実施例３の場合と比べて粒度分布
がブロードで、且つ、粉砕効率及び分級収率共に劣って
いた。尚、このとき同時に分級され回収された粗粉体群
は粉砕工程に再度循環させて使用した。

【００５２】比較例３実施例４と同様のトナー製造用の粗砕物Ｂを用いて、衝
突式気流粉砕機ジェット・ミルで微粉砕した。得られた
微粉砕物たる粉体原料を、図７のフローチャートに従っ
て下記表３の条件の図５及び６に示す気流式分級装置に
導入した。他は比較例１と同様の条件で分級を行った。
この結果粒度分布がブロードで、且つ、実施例４の場合
と比べて、粉砕効率及び分級収率共に劣っていた。。
尚、このとき同時に分級され回収された粗粉体は前記粉
砕工程に再度循環した。

【００５３】

【表３】比較例１〜比較例３の分級条件及び分級品の特
性

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、分級エッジ先端におけ
る分級気流の乱流が良好に防止され、様々な被分級原料
の比重及び分級気流条件に応じた正確な分級点が短時間
に設定出来る結果、シャープな粒度分布の分級品が高い
分級収率で得られる。更に、本発明の気流式分級装置を
用いてトナーを製造すれば、トナー成分による装置的摩
耗が防止される為、連続して安定した静電荷現像用トナ
ーの製造が出来る。又、本発明によれば、従来の静電荷
現像用トナーの製造方法に比べて、画像濃度が安定して
高く、耐久性が高く、カブリやクリーニング不良等の画
像欠陥のない優れた所定の粒度を有する静電荷現像用ト
ナーが低コストで得られる。特に、本発明によれば、重
量平均粒子径１０μｍ以下のトナーの原料からシャープ
な粒度分布を有する静電荷現像用トナーが効率よく得ら
れ、更には、重量平均粒子径が８μｍ以下のトナーの原
料からシャープな粒度分布を有する静電荷現像用トナー
を効率よく得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に用いる気流式分級装置の一例を
示す断面図である。

【図２】図１の気流式分級装置の斜視図である。

【図３】図１の気流式分級装置の分級域部の拡大図であ
る。

【図４】図１に示す気流式分級装置を用いた一体装置シ
ステムを示す図である。

【図５】従来例の気流式分級装置の一例を示す断面図で
ある。

【図６】図５の気流式分級装置の斜視図である。

【図７】図５に示す気流式分級装置を用いた一体装置シ
ステムを示す図である。

【符号の説明】

１、１０１：気流式（３分割）分級装置２、１０２：定量供給機３、１０３：振動フィーダー４、５、６、１０４、１０５、１０６：捕集サイクロン１１、１２、１３、１１１、１１２、１１３：排出口１４、１５、１１４、１１５：入気口１６、１１６：原料供給管１７、１８、１１７、１１８：分級エッジ１７ａ、１８ａ：分級エッジの軸１９、１１９：入気エッジ１９ａ：入気エッジの軸２０、１２０：第１気体導入調節手段２１、１２１：第２気体導入調節手段２２：入気側の側壁ブロック２４、１２４：粗粉側の側壁２３、２５、１２３、１２５：分級エッジの下部壁２６、１２６：コアンダブロック２７：入気エッジブロック２８、２９、１２８、１２９：静圧計３０：固体粒子飛散軌跡３０ａ：粗粉粒子の飛散軌跡３０ｂ：中粉粒子の飛散軌跡３０ｃ：微粉粒子の飛散軌跡３１、１３１：インクジェクションフィーダー３２、３３：位置決め部材１２２：入気側の側壁１２７：上部壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともコアンダブロック、個壁ブロ
ック及び複数の回動可能な分級エッジにより形成される
分級室の分級域に、原料供給管から供給されてくる粉体
原料を噴出させ、噴出気流中の各粒子の慣性力及びコア
ンダ効果により、粉体原料を少なくとも粗粉体群、中粉
体群及び微粉体群に分級するための気流式分級装置にお
いて、粉体原料の比重、目標分級点及び原料供給速度に
合わせて分級域の形状を変更できるように、入気側の側
壁ブロック及び／又は入気エッジが具備されている入気
エッジブロックの設置位置が移動可能に構成されている
ことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項２】入気エッジブロックの設置位置の変更に
伴って、該入気エッジブロックに具備されている入気エ
ッジの設置位置が移動する様に構成されている請求項１
に記載の気流式分級装置。
【請求項３】入気エッジの先端が回動可能となるよう
に入気エッジブロックに入気エッジが具備されている請
求項１に記載の気流式分級装置。
【請求項４】入気エッジブロックが、水平方向又は略
水平方向にその設置位置を移動することが出来る様に構
成されている請求項１に記載の気流式分級装置。
【請求項５】入気側の側壁ブロックが、水平方向又は
略水平方向にその設置位置を移動することが出来る様に
構成されている請求項１に記載の気流式分級装置。
【請求項６】請求項１に記載の気流式分級装置を用
い、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する着色樹脂
粒子を粉体原料として、該粉体原料を分級してトナーを
製造する静電荷現像用トナーの製造方法において、真密
度が０．３〜３．０ｇ／ｃｍ³の着色樹脂粒子を分級す
る場合に、気流式分級装置の分級室内の入気エッジブロ
ック２７及び／又は入気側の側壁ブロック２２の位置、
更に分級エッジ及び入気エッジの先端位置を、下記式
（１）の距離関係を満足するように設定して分級を行う
ことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。ａ＜ｄ＜ｂ、ａ＜ｃ＜２ｂ（１）（但し、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＞０、ｄ＞０で、ａ〜ｄは
下記の距離を表わす。ａ：原料供給管の分級室への開口部の高さｂ：入気エッジの先端と、これに対峙するコアンダブロ
ックの側面との距離ｃ：入気エッジブロックの側面と、入気側の側壁ブロッ
クの壁面との最短距離。ｄ：粗粉体群と中粉体群とに分画する為の分級エッジの
先端と、これに対峙するコアンダブロックの側面との距
離）