JPH11319601A

JPH11319601A - 機械式粉砕装置

Info

Publication number: JPH11319601A
Application number: JP14208898A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Makino; 信康牧野; Akio Matsui; 秋雄松井; Kazuyuki Yazaki; 和之矢崎; Yoichi Maekawa; 陽一前川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】粒径が数ミクロンオーダーの微細な粉砕物が
容易に得られ、且つ消費動力の効率化も可能で、乾式ト
ナーの製造に好適な高性能の機械式粉砕装置を提供する
こと。【解決手段】回転軸に支持され外周面に母線と平行な
多数の凹凸部を周方向に連続して形成した回転子と、該
回転子の外側に微小間隙をあけて嵌装され内周面に母線
と平行な多数の凹凸部を周方向に連続して形成した筒体
とを備え、被粉砕物を前記微小間隙からなる粉砕室で微
粉砕する機械式粉砕装置であって、被粉砕物を周方向か
ら中心軸近傍に供給する供給手段を具備し、前記回転子
の側面に前記微小間隙と平行な凹凸部を周方向に連続し
て形成したことを特徴とする機械式粉砕装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトナー粉砕装置、微
粒子粉砕手段に関し、粒径がミクロンオーダーの被粉砕
物を数十ミクロンオーダーの微細な粒子に微粉砕するこ
とができ、特にトナーの製造に好適な機械式粉砕装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被粉砕物を微粉砕するための回転
型機械式粉砕装置としては、特開昭５９−１０５８５３
号公報に記載の微粉砕機が知られている。この微粉砕機
は図６に示すように、外周面に母線と平行な多数の凹凸
部（２１）を周方向に連続させた円筒状の回転子（２
２）を、回転軸（２３）で支持し、この回転軸（２２）
の外側に微小な間隙（２４）をあけて、内周面に母線と
平行な多数の凹凸部（２５）を周方向に連続させた円筒
状の固定子（２６）を嵌装し、前記間隙（２４）を粉砕
室としたものである。

【０００３】この粉砕機による粉砕工程について説明す
ると、回転子（２２）を高速回転させるとともに、固定
子（２６）の上方に設けた製品排出口（２７）に連なる
吸引送風機（図示せず）を運転し、被粉砕物を、固定子
（２６）の下方に設けた供給口（２８）から空気に同伴
させて機内に供給する。機内では被粉砕物が回転子（２
２）と一体で回転する撹拌羽根（２９）により生じる気
流によってケーシング（３０）の内周面に沿って上昇
し、回転子（２２）と固定子（２６）との対向間隙（２
４）（粉砕室）に流入し、回転子（２２）の回転で発生
した上向きの旋回気流に乗って対向間隙（２４）を上向
流で流過する間に粉砕が行なわれる。

【０００４】すなわち、被粉砕物は高速回転する回転子
（２２）により運動エネルギーが与えられ、固定子（２
６）の凹凸部（２５）内に生じる渦流に乗って該凹凸部
（２５）と衝突したり、回転子（２２）と固定子（２
６）の凸部間で磨砕されたりして微細粒子となり、間隙
（２４）から流出する。この微細粒子は、回転子（２
２）と、一体で回転する撹拌羽根（３１）により生じる
気流によってケーシング（３０）の内周面に沿って旋回
上昇し、製品排出口（２７）から機外に排出される。

【０００５】なお、図６の粉砕機において（３２）は、
固定子（２６）の凹凸部（２５）の凹部を塞ぐ分級リン
グであって、間隙（２４）からの粗大粒子の流出を防止
し、微細粒子のみを流出させるためのものである。ま
た、固定子（２６）は前記ケーシング（３０）の一部も
兼ねている。このように、被粉砕物は回転子（２２）と
固定子（２６）との間隙（２４）からなる粉砕室におい
て、回転子（２２）の高速回転によりその凹凸面と固定
子（２６）の凹凸面から生じる渦流によって互いに衝突
し、剪断力を受けて数十ミクロンオーダーから数ミクロ
ンオーダーの微細な粒子に微粉砕される。

【０００６】このような微粉砕機では、前記回転子（２
２）の凹凸部（２１）と固定子（２６）の凹凸部（２
５）との組み合わせとして図７、図８、図９又は図１０
に示すものが提案されている。これらの図において、凹
凸部（２１ａ）は横断面形状が方形状のもので、凹凸部
（２１ｂ）は横断面形状が三角形状のものであるが、こ
れらのうち、図１０に示す組み合わせにより優れた粉砕
性能が得られることが知られている。

【０００７】なお、回転型機械式粉砕装置としては他
に、特開昭５９−１０５８５３号公報に示されるような
粉砕性能向上したもの、ロータ外側表面の凹部をロータ
の接線に対し７０°〜３０°の角度となるように外側に
向けた形状とし粗粉生成を防止したもの（特開平８−７
１４３９号公報）、ロータ外周面とステータ内周面との
間の粉砕空間における出口部のステータ内周面には粗粉
発生原因となる凹凸溝を設けないもの（特開平７−９２
７３３号公報）、ステータ内周面の溝をロータの回転軸
方向に延設し溝内部に突起物を有するものとすることに
より粗粉が混入しないようにしたもの（特開平８−２９
９８２７号公報）、ロータ外周面の凹部が３角形状をな
し、該３角形状凹部の回転方向前側の一辺がロータ中心
から直立し回転方向後側の他辺が該一辺と４５度〜６０
度の角度をなすことにより該３角形状凹部の回転方向前
側が深く、後側になるにつれて徐々に浅くなる構造とし
粉砕効率の向上を期すもの（特公平３−１５４８９号公
報）、ステータ内周面の溝の断面を半円形凹部とし粉砕
効率の向上を期すもの（特開平５−２６９３９３号公
報）、ロータ外周面及びステータ内周面に鋭角粉砕刃が
ある粉砕機によりトナー表面を部分的に粉砕して球形化
するもの（特開平７−２４４３９９号公報）が知られる
他に、特開平７−１５５６２８号公報、特公昭６１−３
６４５７号公報、特公昭５８−１４８２２号公報、特公
昭５８−１４８２３号公報、特公昭６１−３６４５９号
公報、特公平４−１２１９１号公報、特開平５−１８４
９６０号公報、特公平４−１２１９０号公報等に記載の
ものが知られている。しかし、近年の乾式トナーにおい
ては、高画質を目指してデジタル化が進み、より粒径の
小さいトナーが要求されているが、上記従来の微粉砕機
では粉砕処理能力及び消費動力などの点で粉砕性能が不
十分であるだけでなく、目標の粒子径に粉砕することが
できないという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決するもので、その目的は、粒径が数ミ
クロンオーダーの微細な粉砕物が容易に得られ、しかも
消費動力の効率化も可能で、乾式トナーの製造に好適な
高性能の機械式粉砕装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明の
（１）「回転軸に支持され外周面に母線と平行な多数の
凹凸部を周方向に連続して形成した回転子と、該回転子
の外側に微小間隙をあけて嵌装され内周面に母線と平行
な多数の凹凸部を周方向に連続して形成した筒体とを備
え、被粉砕物を前記微小間隙からなる粉砕室で微粉砕す
る機械式粉砕装置であって、被粉砕物を周方向から中心
軸近傍に供給する供給手段を具備し、前記回転子の側面
に前記微小間隙と平行な凹凸部を周方向に連続して形成
したことを特徴とする機械式粉砕装置」、（２）「前記
筒体の前記回転子の側面と対向する面に平行な微小間隙
を保持して凹凸部を周方向に連続して形成したことを特
徴とする前記第（１）項に記載の機械式粉砕装置」、
（３）「前記筒体の前記回転子の側面と対向する面に平
行な微小間隙を保持して凹凸部を中心部から周方向に連
続して放射状に複数の平板を形成したことを特徴とする
前記第（１）項に記載の機械式粉砕装置」、（４）「前
記筒体の前記回転子の側面と対向する面に平行な微小間
隙を保持してピンを周方向に連続して形成したことを特
徴とする前記第（１）項に記載の機械式粉砕装置」によ
り達成される。

【００１０】上記課題は、本発明の（５）「回転軸に支
持され外周面に母線と平行な多数の凹凸部を周方向に連
続して形成した回転子と、該回転子の外側に微小間隙を
あけて具備され内周面に母線と平行な多数の凹凸部を周
方向に連続して形成した筒体とを備え、被粉砕物を前記
微小間隙からなる粉砕室で微粉砕する機械式粉砕装置で
あって、被粉砕物を周方向から中心軸近傍に供給する供
給手段を具備し、前記回転子の側面に前記微小間隙と平
行な凹凸部を中心部から周方向に連続して放射状に複数
の平板を形成したことを特徴とする機械式粉砕装置」、
（６）「前記筒体の前記回転子の側面と対向する面に平
行な微小間隙を保持して凹凸部を周方向に連続して形成
したことを特徴とする前記第（５）項に記載の機械式粉
砕装置」、（７）「前記筒体の前記回転子の側面と対向
する面に平行な微小間隙を保持して凹凸部を中心部から
周方向に連続して放射状に複数の平板を形成したことを
特徴とする前記第（５）項に記載の機械式粉砕装置」、
（８）「前記筒体の前記回転子の側面と対向する面に平
行な微小間隙を保持してピンを周方向に連続して形成し
たことを特徴とする前記第（５）項に記載の機械式粉砕
装置」により達成される。

【００１１】更に上記課題は、本発明の（９）「回転軸
に支持され外周面に母線と平行な多数の凹凸部を周方向
に連続して形成した回転子と、該回転子の外側に微小間
隙をあけて具備され内周面に母線と平行な多数の凹凸部
を周方向に連続して形成した筒体とを備え、被粉砕物を
前記微小間隙からなる粉砕室で微粉砕する機械式粉砕装
置であって、被粉砕物を周方向から中心軸近傍に供給す
る供給手段を具備し、前記回転子の側面に前記微小間隙
と平行なピンを周方向に連続して形成したことを特徴と
する機械式粉砕装置」、（１０）「前記筒体の前記回転
子の側面と対向する面に平行な微小間隙を保持して凹凸
部を中心部から周方向に連続して放射状に複数の平板を
形成したことを特徴とする前記第（９）項に記載の機械
式粉砕装置」、（１１）「前記筒体の前記回転子の側面
と対向する面に平行な微小間隙を保持して凹凸部を中心
部から周方向に連続して放射状に複数の平板を形成した
ことを特徴とする前記第（９）項に記載の機械式粉砕装
置」、（１２）「前記筒体の前記回転子の側面と対向す
る面に平行な微小間隙を保持してピンを周方向に連続し
て形成したことを特徴とする前記第（９）項に記載の機
械式粉砕装置」により達成される。

【００１２】更に上記課題は、本発明の（１３）「回転
軸に支持され外周面に母線と平行な多数の凹凸部を周方
向に連続して形成した回転子と、該回転子の外側に微小
間隙をあけて具備され内周面に母線と平行な多数の凹凸
部を周方向に連続して形成した筒体とを備え、被粉砕物
を前記微小間隙からなる粉砕室で微粉砕する機械式粉砕
装置であって、前記回転子の側面に、凹部を周方向に具
備し、かつ長手方向に連続して具備し、一方、筒体内周
面は前記回転子側面の凹部との間に微小間隙をあけて嵌
装した凸部を周方向に連続して具備することを特徴とす
る機械式粉砕装置」により達成される。

【００１３】更に上記課題は、本発明の（１４）「前記
回転子の側面に、凹部を周方向に具備し、かつ長手方向
に連続して具備し、一方、前記筒体内周面は前記回転子
側面の凹部との間に微小間隙をあけて嵌装した凸部を周
方向に連続して具備することを特徴とする前記第（１）
項乃至第（４）項のいずれか１に記載の機械式粉砕装
置」、（１５）「前記回転子の側面に、凹部を周方向に
具備し、かつ長手方向に連続して具備し、一方、前記筒
体内周面は前記回転子側面の凹部との間に微小間隙をあ
けて嵌装した凸部を周方向に連続して具備することを特
徴とする前記第（５）項乃至第（８）項のいずれか１に
記載の機械式粉砕装置」によって達成される。

【００１４】更に上記課題は、本発明の（１６）「被粉
砕物の供給のための圧縮エアーを具備することを特徴と
する前記（１）乃至（１５）項のうち何れか１に記載の
機械式粉砕装置」、（１７）「被粉砕物の供給に用いる
前記圧縮エアーの圧力または流量を制御することを特徴
とする前記（１６）項に記載の機械式粉砕装置」、（１
８）「被粉砕物の供給のための加速管を具備することを
特徴とする前記（５）項乃至第（８）項のいずれか１に
記載の機械式粉砕装置」、（１９）「該供給エアーのた
めの調温手段、調湿手段を具備することを特徴とする前
記（１６）乃至（１８）項のうち何れか１に記載の機械
式粉砕装置」によって達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面によって詳細
に説明する。請求項１に記載の機械式粉砕装置の１例を
図１に示す。この装置は、回転子の下部側面（２２Ａ）
と上部側面（２２Ｂ）に、凹凸部を周方向に連続して形
成したものである。本発明において「周方向に連続して
形成された凹凸部」は、図１中の上部側面（２２Ｂ）の
ように同心円状の凹凸部であってもよく、また図１中の
下部側面（２２Ａ）のように渦巻状の凹凸部であっても
よい。またこの粉砕装置においては、回転子の下部側面
（２２Ａ）と上部側面（２２Ｂ）に凹凸部を形成するだ
けでなく、前記回転子の下部側面（２２Ａ）に対向する
筒体の下部側面（２６Ａ）と回転子の上部側面（２２
Ｂ）に対向する筒体の下部側面（２６Ａ）にも凹凸部が
形成されている。そしてこの筒体内面の凹凸部は、周方
向に連続して形成されたものであっても、放射状に複数
の平板から形成されたものであっても、或いはピンを周
方向に連続して形成することにより形成されたものであ
ってもよい。筒体上部の製品排気側側面（２６Ｂ）と前
記回転子の上部側面（２２Ｂ）の外側との間には微小隙
間が０．３〜２．０ｍｍの範囲で具備されている。この
ため、この装置においては、粉砕室内の粉砕面（２
２）、（２６）に加え側面（２２Ａ）、（２２Ｂ）、
（２６Ａ）、（２６Ｂ）面にも粉砕渦流が発生するので
粉砕機能が向上する。しかしながら本発明においては、
回転子には下部側面（２２Ａ）にのみ凹凸部を設け、一
方、筒体には上部の対向面（２６Ｂ）にのみ凹凸部を設
けることができる。更に同様に、回転子には上部側面
（２２Ｂ）にのみ凹凸部を設け、一方、筒体には下部の
対向面（２６Ａ）にのみ凹凸部を設けることができる。

【００１６】請求項２に記載の機械式粉砕装置の１例を
図２に示す。この装置は、回転子の下部側面（２２Ａ）
と上部側面（２２Ｂ）に、筒体内面との間の微小間隙と
平行な凹凸部が、中心部から周方向に連続して放射状に
延長する複数の平板（平板部（２６Ｃ）、（２６Ｄ））
により形成されている。この粉砕装置は、回転子の下部
側面（２２Ａ）と上部側面（２２Ｂ）に放射状に延長す
る凹凸部が形成されているだけでなく、筒体の前記回転
子の下部側面（２２Ａ）に対向する下部内面（２６Ａ）
と上部側面（２２Ｂ）に対向する下部内面（２６Ａ）に
も凹凸部が形成されており、この凹凸部はピンを周方向
に連続して形成することにより形成されている。このた
め、この装置においては被破砕物供給口（２８）から供
給される粉砕物は粉砕経路において常時平板に衝突する
ので粉砕機能が向上する。しかしながらこの筒体内面の
凹凸部も放射状の複数の平板に限らず、周方向に連続し
て形成された堰状体であっても、或いは放射状に配置さ
れたピンから形成されたものであってもよい。さらにこ
の粉砕装置においても、回転子には下部側面（２２Ａ）
にのみ凹凸部を設け、一方、筒体には上部の対向面（２
６Ｂ）にのみ凹凸部を設けることができ、更に同様に、
回転子には上部側面（２２Ｂ）にのみ凹凸部を設け、一
方、筒体には下部の対向面（２６Ａ）にのみ凹凸部を設
けることができる。

【００１７】請求項３に記載の機械式粉砕装置の１例を
図３に示す。回転子の下部側面（２２Ａ）と筒体の下部
側面（２６Ａ）に、ピン部を周方向に連続して微小間隙
をあけて位置するようにそれぞれ形成し、回転子の上部
側面（２２Ｂ）と筒体の製品排出側側面（２６Ｂ）にも
平行な多数のピンにより同様に、微小間隙をあけてピン
列を形成したものである。このため、この装置において
は、粉砕室内の粉砕周面（２２）、（２６）の粉砕渦流
に加え回転子の下部側面（２２Ｃ）、上部側面（２２
Ｄ）、筒体の下部側面（２６Ｃ）、上部側面（２６Ｄ）
には剪断粉砕が発生するので粉砕機能が向上する。しか
しながら本発明においては、回転子には下部側面（２２
Ｃ）にのみピン列を設け、一方、筒体には上部の対向面
（２６Ｄ）にのみピン列を設けることができる。更に同
様に、回転子には上部側面（２２Ｄ）にのみピン列を設
け、一方、筒体には下部の対向面（２６Ｃ）にのみピン
列を設けることができる。また筒体の上下対向面（２６
Ｃ）（２６Ｄ）にはピン列に代えて凹凸部を設けるもで
きる。

【００１８】請求項４に記載の機械式粉砕装置を図４に
示す。この粉砕装置は、回転子の破砕周面に、凹部（２
２Ｅ）を周方向に具備し、かつ長手方向に連続して具備
し、一方、筒体の破砕周面は前記回転子の破砕周面の凹
部（２２Ｅ）との間に微小間隙をあけて嵌装した凸部
（２６Ｅ）を周方向に連続して具備する。凹部（２２
Ｅ）と凸部（２６Ｅ）は、該回転子の外側（円周面）と
筒体との間に微小間隙をあけて凹凸部（２２Ｅ）（２６
Ｅ）が嵌合された状態に位置している。そして回転子の
前記凹部（２２Ｅ）の外周面と筒体の前記凸部（２６
Ｅ）は、それぞれ母線と交差する方向で多数、長手方向
に連続して形成されている。このため、この装置におい
ては粉砕室内に水平方向の渦流に加えて、請求項１の装
置よりも多数の、且つ激しい上下方向の渦流が発生する
ので、粉砕室内の被粉砕物滞留時間が延長され粉砕機能
が著しく向上する。

【００１９】請求項５に記載の機械式粉砕装置は、図１
に示される装置、図４に示される装置を組み合わせたも
のである。回転子の周方向面及び側面、該回転子の外側
（円周面）及び側面に微小間隙をあけて凹凸部が嵌合さ
れた粉砕室筒体側面に回転子は周長形を小さくする方向
で凹部（２２Ｅ）を嵌合する外周面は凸部（２６Ｅ）
に、それぞれ母線と交差する方向の多数の凹凸部を長手
方向に連続して形成したものである。このため、この装
置においては粉砕室内に水平方向の渦流に加えて、請求
項１の装置よりも多数の、且つ激しい上下方向の渦流が
発生するので、粉砕室内の被粉砕物滞留時間が延長され
粉砕機能が著しく向上する。

【００２０】請求項６に記載の機械式粉砕装置は、図２
に示される装置、図４に示される装置を組み合わせたも
のである。回転子の側面に平板部が具備された粉砕室筒
体側面に回転子は周長形を小さくする方向で凹部（２２
Ｅ）を嵌合する外周面は凸部（２６Ｅ）に、それぞれ母
線と交差する方向の多数の凹凸部を長手方向に連続して
形成したものである。このため、この装置においては粉
砕室内に水平方向の渦流に加えて、請求項２の装置より
も多数の、且つ激しい上下方向の渦流が発生するので、
粉砕室内の被粉砕物滞留時間が延長され粉砕機能が著し
く向上する。

【００２１】請求項７に記載の機械式粉砕装置は、前記
請求項１〜６に記載の機械式粉砕装置の被粉砕物供給口
（２８）に圧縮エアーを用いたものである。同一粉砕能
力を得るのに粉砕物排気側のブロワー負担が軽減され
る。

【００２２】請求項８に記載の機械式粉砕装置は、前記
請求項１〜６に記載の機械式粉砕装置の被粉砕物供給口
（２８）に圧縮エアーを用い、且つエアー圧力を４９〜
９８０ｋｐａ、或いは粉砕室内の粉砕物或いは被粉砕物
の滞留時間を１^-5〜１^-2ｓｅｃの範囲になるようにエア
ー流量に制御されたものである。被粉砕物の特性に応じ
て粉砕されやすい物は過粉砕が抑制でき、反対に難粉砕
品は粉砕効率が向上し、被粉砕物の供給量を増大させて
粉砕することが可能になる。

【００２３】請求項９に記載の機械式粉砕装置を図５に
示す。請求項２に記載の機械式粉砕装置においての被粉
砕物供給口に圧縮エアーを用い、且つ被粉砕物供給に際
し、加速音となるラバール管（２８Ａ）を具備し該管内
を通過する粉体速度は、５０〜４００ｍ／ｓｅｃの範囲
になるように制御されたものである。被粉砕物は加速さ
れ回転子下部側面（２２Ａ）に激しく衝突するため、粉
砕効率が向上し、被粉砕物の供給量を増大させて粉砕す
ることが可能になる。

【００２４】請求項１０に記載の機械式粉砕装置は、前
記請求項７〜９に記載の機械式粉砕装置においての被粉
砕物供給する圧縮エアーの温度範囲が０〜４０度、湿度
が５〜５０％の範囲で調温、調湿が可能となるように制
御されたものである。被粉砕物の粉体特性に応じ、粉砕
室内で低融点品の融着防止或いは粉砕時の液架橋による
トナー凝集が防止できるため粉砕効率が向上し、被粉砕
物の供給量を増大させて粉砕することが可能になる。

【００２５】

【実施例】実施例１（請求項１）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
微小隙間１．５ｍｍに設定し回転子の周速を１４０ｍ／
ｓｅｃに設定し粉砕したところ、重量平均粒子径が７．
０μｍで、４μｍ以下の極微粒子が個数含有率で３２％
を得た。なお、この粒径測定に際してはコールターカウ
ンター社マルチサイザーを用いた。

【００２６】比較例１図６に示す現行の分級装置を用い、実施例１と同様の条
件で粉砕を行なったところ、重量平均粒子径は７．４５
μｍで、４μｍ以下の極微粒子で個数含有率３０％を得
た。

【００２７】実施例２（請求項２）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図２に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
平板を回転軸中心から半径方向１／３以降円周方向に５
度間隔で平板の高さを１５ｍｍに設定し回転子の周速を
１４０ｍ／ｓｅｃに設定し粉砕したところ、重量平均粒
子径が７．１μｍで、４μｍ以下の極微粒子が個数含有
率で３２％を得た。

【００２８】実施例３（請求項３）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
微小隙間４０ｍｍに設定し、且つ側面及び嵌合した外周
面（カバー面）には、半径方向１／３以降円周方向に１
０度間隔、半径方向に１０ｍｍ間隔でピンの長さ、平板
の高さを１５ｍｍに設定し、且つ側面及び嵌合した外周
面のピン設置は干渉しない位置に設定し、回転子の周速
を１４０ｍ／ｓｅｃに設定し粉砕したところ、重量平均
粒子径が７．１μｍで、４μｍ以下の極微粒子が個数含
有率で３１％を得た。

【００２９】実施例４（請求項４）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、且つ回
転子周方向及び嵌合した外周面（カバー面）には、長手
方向に対し４等分間隔で、半径方向に深さ２０ｍｍ、幅
２０ｍｍの凹面を、外周面には深さ１５ｍｍ、幅１５ｍ
ｍ間隔で凸面を設け、且つ側面及び嵌合した外周面の凹
凸は干渉しない位置に設定し、回転子の周速を１４０ｍ
／ｓｅｃに設定し粉砕したところ、重量平均粒子径が
６．７μｍで、４μｍ以下の極微粒子が個数含有率で３
１％を得た。

【００３０】実施例５（請求項５）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
微小隙間１．５ｍｍに設定し、且つ回転子周方向及び嵌
合した外周面（カバー面）には、長手方向に対し４等分
間隔で、半径方向に深さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍの凹面
を、外周面には深さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ間隔で凸面を
設け、且つ側面及び嵌合した外周面の凹凸は干渉しない
位置に設定し、回転子の周速を１４０ｍ／ｓｅｃに設定
し粉砕したところ、重量平均粒子径が６．５μｍで、４
μｍ以下の極微粒子が個数含有率で３２％を得た。

【００３１】実施例６（請求項６）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
平板を回転軸中心から半径方向１／３以降円周方向に５
度間隔で、平板の高さを１５ｍｍに設定し、且つ回転子
周方向及び嵌合した外周面（カバー面）には、長手方向
に対し４等分間隔で、半径方向に深さ２０ｍｍ、幅２０
ｍｍの凹面を、外周面には深さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ間
隔で凸面を設け、且つ側面及び嵌合した外周面の凹凸は
干渉しない位置に設定し、回転子の周速を１４０ｍ／ｓ
ｅｃに設定し粉砕したところ、重量平均粒子径が６．６
μｍで、４μｍ以下の極微粒子が個数含有率で３２％を
得た。

【００３２】実施例７（請求項７）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
平板を回転軸中心から半径方向１／３以降円周方向に５
度間隔で、平板の高さを１５ｍｍに設定し、且つ回転子
周方向及び嵌合した外周面（カバー面）には、長手方向
に対し４等分間隔で、半径方向に深さ２０ｍｍ、幅２０
ｍｍの凹面を、外周面には深さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ間
隔で凸面を設け、且つ側面及び嵌合した外周面の凹凸は
干渉しない位置に設定し、回転子の周速を１４０ｍ／ｓ
ｅｃに設定し、供給口から圧縮エアーを投入し、粉砕し
たところ、重量平均粒子径が６．３μｍで、４μｍ以下
の極微粒子が個数含有率で３２％を得た。

【００３３】実施例８（請求項８）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
平板を回転軸中心から半径方向１／３以降円周方向に５
度間隔で、平板の高さを１５ｍｍに設定し、且つ回転子
周方向及び嵌合した外周面（カバー面）には、長手方向
に対し４等分間隔で、半径方向に深さ２０ｍｍ、幅２０
ｍｍの凹面を、外周面には深さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ間
隔で凸面を設け、且つ側面及び嵌合した外周面の凹凸は
干渉しない位置に設定し、回転子の周速を１４０ｍ／ｓ
ｅｃに設定し、供給口から被粉砕物と同時に圧縮エアー
４９０ｋｐａを投入し、粉砕圧力で粉砕したところ、粉
砕室内の放粉砕物は８^-4ｓｅｃで、重量平均粒子径が
６．２μｍで、４μｍ以下の極微粒子が個数含有率で３
３％を得た。

【００３４】実施例９（請求項９）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
マーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に
示す機械式粉砕機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の
平板を回転軸中心から半径方向１／３以降円周方向に５
度間隔で、平板の高さを１５ｍｍに設定し、且つ回転子
周方向及び嵌合した外周面（カバー面）には、長手方向
に対し４等分間隔で、半径方向に深さ２０ｍｍ、幅２０
ｍｍの凹面を、外周面には深さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ間
隔で凸面を設け、且つ側面及び嵌合した外周面の凹凸は
干渉しない位置に設定し、回転子の周速を１４０ｍ／ｓ
ｅｃに設定し、供給口から被粉砕物と同時にラバール管
圧縮エアー４９０ｋｐａを投入し、粉砕圧力で粉砕した
ところ、重量平均粒子径が６．０μｍで、４μｍ以下の
極微粒子が個数含有率で３３％を得た。

【００３５】実施例１０（請求項１０）ポリエステル樹脂８０重量％と、スチレンアクリル共重
合樹脂５重量％とカーボンブラック１５重量％でガラス
転移点が（Ｔｇ＝５０℃）の低融点混合物をロールミル
にて溶融混練し、冷却固化した後、ハンマーミルにて粗
粉砕した。次に、この粗粉砕物を図１に示す機械式粉砕
機で周方向の隙間を１．０ｍｍ、側面の平板を回転軸中
心から半径方向１／３以降円周方向に５度間隔で、平板
の高さを１５ｍｍに設定し、且つ回転子周方向及び嵌合
した外周面（カバー面）には、長手方向に対し４等分間
隔で、半径方向に深さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍの凹面を、
外周面には深さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ間隔で凸面を設
け、且つ側面及び嵌合した外周面の凹凸は干渉しない位
置に設定し、回転子の周速を１４０ｍ／ｓｅｃに設定
し、供給口から被粉砕物と同時に圧縮エアー４９０ｋｐ
ａを投入し、その時のエアー温度は５℃、湿度２０％に
制御し、粉砕したところ、重量平均粒子径が６．０μｍ
で、４μｍ以下の極微粒子が個数含有率で３５％を２０
０ｋｇ得ても粉砕室内の融着物はなかった。

【００３６】比較例２実施例１０と同様の条件で圧縮エアーに調温、調湿制御
をさせないで粉砕したところ、被粉砕物を３０ｋｇ処理
した時点で、粉砕継続が不可能となり、確認したとこ
ろ、多量の融着物を確認した。

【００３７】

【発明の効果】以上詳細且つ具体的な説明より明らかな
ように、本発明の請求項１、２、３に記載の機械式粉砕
装置によれば、従来装置の回転子に所定の態様で凹凸部
を回転子側面にも追加形成したため、被粉砕物の衝突確
率が増大し、より微細径の粉砕物を容易に得ることがで
きる。また、請求項４に記載の機械式粉砕装置によれ
ば、回転子の外周面と筒体の内周面に凹凸部を追加形成
したため、粉砕室内における渦流の発生数が増大し、粉
砕効率が向上し、より微細径の粉砕物を容易に得ること
ができる。また、請求項５に記載の機械式粉砕装置によ
れば、請求項１の効果と請求項４の相乗効果によって渦
流発生数の増大や、渦流の増幅が生じるので、粉砕効率
が著しく向上し、限界粉砕粒径の更新が可能になる。ま
た、請求項６に記載の機械式粉砕装置によれば、請求項
２の効果と請求項４の相乗効果によって渦流発生数の増
大や、渦流の増幅が生じるので、粉砕効率が著しく向上
し、限界粉砕粒径の更新が可能になる。また、請求項７
に記載の機械式粉砕装置によれば、請求項１〜６の効果
に圧縮エアーが加わったことで渦流発生数の増大や、渦
流、滞留時間の増幅が生じるので、粉砕効率が著しく向
上し、限界粉砕粒径の更新が可能になる。また、請求項
８に記載の機械式粉砕装置によれば、請求項７の効果に
制御機能が加わったことで渦流発生数の増大や、渦流、
滞留時間の増幅が生じるので、粉砕効率が著しく向上
し、限界粉砕粒径の更新が可能になる。また、請求項９
に記載の機械式粉砕装置によれば、請求項８の効果に被
粉砕物を粉砕室に供給する際の加速度が加わったこと
で、粉砕室に達した時の衝突エネルギーが加わり、渦流
発生数の増大や、渦流、滞留時間との相乗効果も加算さ
れ、粉砕効率が著しく向上し、限界粉砕粒径の更新が可
能になる。また、請求項１０に記載の機械式粉砕装置に
よれば、請求項７〜９の効果に加え、低融点処理或いは
凝集性の強いトナーにおいても、粉砕能力を低下させる
ことなく、微細粒径の粉体を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に記載の機械式粉砕装置を示
したものである。

【図２】本発明の請求項２に記載の機械式粉砕装置を示
したものである。

【図３】本発明の請求項３に記載の機械式粉砕装置を示
したものである。

【図４】本発明の請求項４に記載の機械式粉砕装置を示
したものである。

【図５】本発明の請求項９に記載の機械式粉砕装置を示
したものである。

【図６】従来の機械式粉砕装置の１例を示したものであ
る。

【図７】機械式粉砕装置の破砕周面の凹凸溝例を示した
ものである。

【図８】機械式粉砕装置の破砕周面の凹凸溝例を示した
ものである。

【図９】機械式粉砕装置の破砕周面の凹凸溝例を示した
ものである。

【図１０】機械式粉砕装置の破砕周面の凹凸溝例を示し
たものである。

【符号の説明】

２１凹凸部２２Ａ回転子の下部側面２２Ｂ回転子の上部側面２２Ｃ回転子の下部側面２２Ｄ回転子の上部側面２２Ｅ回転子の破砕周面の凹部２３回転軸２４間隙２５破砕凹凸部２６Ａ筒体（固定子）の下部側面２６Ｂ筒体の上部側面２６Ｃ筒体の下部側面２６Ｄ筒体の上部側面２６Ｅ筒体の破砕周面の凸部２７製品排出口２８供給口２８Ａ被破砕物供給手段２９撹拌羽根３０ケーシング３１撹拌羽根３２分級リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前川陽一東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に支持され外周面に母線と平行な
多数の凹凸部を周方向に連続して形成した回転子と、該
回転子の外側に微小間隙をあけて嵌装され内周面に母線
と平行な多数の凹凸部を周方向に連続して形成した筒体
とを備え、被粉砕物を前記微小間隙からなる粉砕室で微
粉砕する機械式粉砕装置であって、被粉砕物を周方向か
ら中心軸近傍に供給する供給手段を具備し、前記回転子
の側面に前記微小間隙と平行な凹凸部を周方向に連続し
て形成したことを特徴とする機械式粉砕装置。
【請求項２】回転軸に支持され外周面に母線と平行な
多数の凹凸部を周方向に連続して形成した回転子と、該
回転子の外側に微小間隙をあけて具備され内周面に母線
と平行な多数の凹凸部を周方向に連続して形成した筒体
とを備え、被粉砕物を前記微小間隙からなる粉砕室で微
粉砕する機械式粉砕装置であって、被粉砕物を周方向か
ら中心軸近傍に供給する供給手段を具備し、前記回転子
の側面に前記微小間隙と平行な凹凸部を中心部から周方
向に連続して放射状に複数の平板を形成したことを特徴
とする機械式粉砕装置。
【請求項３】回転軸に支持され外周面に母線と平行な
多数の凹凸部を周方向に連続して形成した回転子と、該
回転子の外側に微小間隙をあけて具備され内周面に母線
と平行な多数の凹凸部を周方向に連続して形成した筒体
とを備え、被粉砕物を前記微小間隙からなる粉砕室で微
粉砕する機械式粉砕装置であって、被粉砕物を周方向か
ら中心軸近傍に供給する供給手段を具備し、前記回転子
の側面に前記微小間隙と平行なピンを周方向に連続して
形成したことを特徴とする機械式粉砕装置。
【請求項４】回転軸に支持され外周面に母線と平行な
多数の凹凸部を周方向に連続して形成した回転子と、該
回転子の外側に微小間隙をあけて具備され内周面に母線
と平行な多数の凹凸部を周方向に連続して形成した筒体
とを備え、被粉砕物を前記微小間隙からなる粉砕室で微
粉砕する機械式粉砕装置であって、前記回転子の側面
に、凹部を周方向に具備し、かつ長手方向に連続して具
備し、一方、筒体内周面は前記回転子側面の凹部との間
に微小間隙をあけて嵌装した凸部を周方向に連続して具
備することを特徴とする機械式粉砕装置。
【請求項５】前記回転子の側面に、凹部を周方向に具
備し、かつ長手方向に連続して具備し、一方、前記筒体
内周面は前記回転子側面の凹部との間に微小間隙をあけ
て嵌装した凸部を周方向に連続して具備することを特徴
とする請求項１に記載の機械式粉砕装置。
【請求項６】前記回転子の側面に、凹部を周方向に具
備し、かつ長手方向に連続して具備し、一方、前記筒体
内周面は前記回転子側面の凹部との間に微小間隙をあけ
て嵌装した凸部を周方向に連続して具備することを特徴
とする請求項２に記載の機械式粉砕装置。
【請求項７】被粉砕物の供給のための圧縮エアーを具
備することを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１
に記載の機械式粉砕装置。
【請求項８】被粉砕物の供給に用いる前記圧縮エアー
の圧力または流量を制御することを特徴とする請求項７
に記載の機械式粉砕装置。
【請求項９】被粉砕物の供給のための加速管を具備す
ることを特徴とする請求項２に記載の機械式粉砕装置。
【請求項１０】該供給エアーのための調温手段、調湿
手段を具備することを特徴とする請求項７乃至９のうち
何れか１に記載の機械式粉砕装置。