KR100186817B1 - 기류식 분급기 및 토너 제조방법 - Google Patents

기류식 분급기 및 토너 제조방법 Download PDF

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KR100186817B1
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Abstract

기류식 분급기는 재료 공급 노즐, 코안다 블럭, 분급 웨지 및 분급 웨지를 갖는 분급 웨지 블럭을 포함한다.
코안다 블럭과 분급웨지는 분급 구역을 형성하며, 분급 웨지 블럭은 분급구역의 형태가 변경될 수 있도록 그 위치가 변경 가능한 방식으로 설정된다.

Description

기류식 분급기 및 토너 제조 방법
제1도는 본 발명의 기류식 분급기의 개략 단면도.
제2도는 본 발명의 기류식 분급기의 단면 사시도.
제3도는 본 발명의 기류식 분급기의 분해 단면 사시도.
제4도는 제1도의 주요부를 도시하는 도면.
제5도는 제1도의 주요부를 도시하는 도면.
제6도는 본 발명의 기류식 분급기를 사용하여 수행되는 분급 공정의 일례를 도시하는 도면.
제7도는 종래의 기류식 분급기의 개략 단면도.
제8도는 종래의 기류식 분급기의 단면 사시도.
제9도는 종래의 분급 공정의 일례를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
16 : 재료 공급 노즐 17, 18 : 분급 웨지
22 : 측벽 24, 25 : 분급 웨지 블럭
26 : 코안다 블럭 33, 34, 35, 36 : 위치 결정 부재
본 발명은 코안다 효과(Coanda effect)를 이용하여 분말을 분급(分級)하는 기류식 분급기(gas current classifier)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 입자 크기가 20㎛ 이하인 입자를 50 개수%(percent by number) 함유한 분말이 효율적으로 분급될 수 있도록 공기 기류에 분말을 동반시키면서 그리고 코안다 효과 및 분말의 각각의 입자 크기에 따른 관성력과 원심력의 차이를 이용하여 분말을 소정의 입자크기를 갖는 입자들로 분급하기 위한 기류식 분급기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 코안다 효과를 이용하여 컬러 수지 분말(colored resin powder)을 분급하는 기류식 분급기에 의해 토너를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 입자 크기가 20㎛ 이하인 입자를 50 개수% 함유한 컬러 수지 분말이 효율적으로 분급될 수 있도록 공기 기류에 컬러 수지 분말을 동반시키면서 그리고 코안다 효과 및 분말의 각각의 입자 크기에 따른 관성력과 원심력의 차이를 이용하여 분말을 소정의 입자 크기를 갖는 컬러 수지 입자들로 분급함으로써 정전화상을 현상하기 위한 토너를 제조하는 방법에 관한 것이다.
분말 분급용으로 다양한 기류식 분급기가 제안되었다. 이들 중에는 회전 블레이드를 사용하는 분급기와 이동 부분이 없는 분급기가 있다. 이들 중에서, 이동 부분이 없는 분급기는 고정 벽 원심 분급기와 관성 분급기를 포함한다. 관성력을 이용하는 분급기로서, 예컨대 로피어, 에프. 및 케이. 말리에 의해 분말 기술에 관한 심포지움 D2(1981)에서 발표되고 닛데쯔 공업 주식회사의 제품으로서 상업적으로 입수 가능한 옐보우 제트 분급기와, 분말 기술에 관한 국제 심포지움 '81의 회보 제771호(1981)에 기재된 오꾸다, 에스. 및 야스꾸니, 제이.의 분급기는 미세 분말 범위 내에서 분급을 수행할 수 있는 관성 분급기로서 제안되었다.
제7도 및 제8도에 도시된 이러한 기류식 분급기에서, 분말은 분급 챔버(32)의 분급 구역 내에서 오리피스를 갖는 재료 공급 노즐(16)로부터의 고속 공기 기류와 함께 분급 챔버 내로 분사된다. 분급 챔버 내에는, 코안다 블럭(26)이 마련되고, 재료 공급 노즐(16)로부터 분사된 공기 기류와 교차하는 공기 기류가 도입되며, 여기서 분말은 코안다 블럭(26)을 따라 유동하는 곡선 공기 기류에 의해 생성된 원심력의 작용으로 조대한 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리되고나서, 팁(tip)을 형성하는 좁은 단부를 각각 갖는 분급 웨지(wedge, 117)와 다른 분급 웨지(118)의 수단을 통해 조대한 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분급된다.
그러나, 이러한 종래의 분급기(101)에서는, 분급 웨지 블럭(124, 125)이 고정되어 있고, 분급 웨지(117, 118) 각각의 팁의 위치가 조절되어 분급용 공기 기류의 유량애 대응하여 조절되어서 분급 값(즉, 분말이 분급되는 입자 크기)을 요구치로 설정하도록 한다. 또한, 소정의 유량을 유지하도록 제어하기 위하여, 중력 및 분말의 소정의 분급 값에 대응하는 분급 웨지의 팁 위치가 검출되고 이동된다. 분급 웨지(117, 118)의 팁 위치만의 이러한 제어는 각도에 따라 웨지의 팁 부근에서 공기 기류의 교란을 일으키기 쉬워, 어떤 경우에는 분급이 양호한 정밀도로 수행될 수 없게 하여 다른 입자 그룹에 속해야 하는 크기의 입자가 본래 균일한 크기를 가져야만 하는 입자 그룹 내에 무단으로 포함되게 된다. 분급 값을 변경하고자 하는 경우에도, 소정의 유량을 회복시키도록 제어하기 위하여 분급 웨지의 팁 위치가 이동된다면, 분급 웨지의 위치는 공기 기류의 방향을 따라 제어될 수 없다. 결국, 분급값을 조절하는데 시간이 걸릴 뿐만 아니라 분급 정밀도를 하락시켜, 해결하여야 할 문제점을 야기한다. 특히, 복사기, 프린터 등에 사용되는 정전 화상의 현상용 토너를 제조하기 위하여 분급이 수행될 때, 이러한 문제점이 발생하기 쉽다.
통상적으로, 토너는 많은 다양한 성질들을 가질 것이 요구된다. 토너의 성질들은 토너에 사용된 출발 재료(starting material)에 의해 영향을 받으며, 토너 제조방법에 의해서도 영향을 종종 받을 수 있다. 토너를 제조하기 위한 분급의 단계에 있어서, 분급되어진 토너 입자 그룹들은 정밀한 입자 크기 분포를 가질 것이 필요하고, 또한 낮은 비용으로 그리고 효율적으로 양질의 토너를 안정적으로 제조할 것이 요구된다.
토너에 사용되는 결합 수지로서, 낮은 용융점, 낮은 연화점 및 낮은 유리 전이점을 갖는 수지를 사용하는 것이 통상적이다. 이러한 수지를 함유한 컬러 수지 분말이 분급을 수행하는 분급기 내로 도입될 때, 입자들은 분급기의 내부면에 점착되거나 용융 점착되기 쉽다.
근년에, 복사기에서 에너지 절약을 위한 수단으로서, 가열 정착(heat fixing)의 경우에도 정착 속도를 고속으로 할 수 있도록 결합 수지로서 왁스와 같은 연질 재료를 사용하는 것과, 낮은 유리 전이점을 갖는 결합 수지 또는 낮은 연화점을 갖는 결합 수지를 사용하는 것이 대중화되어, 정착에 필요한 동력 소비가 감소되고 정착이 저온에서 수행될 수 있게 한다.
게다가, 복사기 및 프린터에서 화질을 개선하기 위하여, 토너 입자들은 점점 미세화되어 가는 경향을 나타낸다. 통상적으로, 물질이 미세하게 됨에 따라 입자들간에 작용하는 힘은 커지고, 이것은 수지 입자 및 토너 입자에도 동일하게 적용되며, 이 경우에 이들의 입자 크기가 작아질수록 입자들은 점점 더 뭉치기 쉽다.
일단 충격력 또는 마찰력과 같은 외력이 이러한 입자의 덩어리에 작용하면, 입자가 분급기의 내부면에 용융 점착되기 쉽다. 특히, 입자는 분급 웨지의 팁에 용융 점착하기 쉽다. 일단 이러한 현상이 발생하면, 분급 정밀도가 불량해지고 분급기는 항상 안정 상태에서 작동할 수 없게 되어 장기간에 걸쳐 양질의 분급된 분말을 안정하게 얻는 것을 어렵게 한다.
이러한 관점으로부터, 특히 토너와 같은 컬러 수지 미세 분말을 양호한 정밀도로 안정적으로 그리고 효율적으로 분급할 수 있는 기류식 분급기를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점들을 해결하는 기류식 분급기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 분급 값의 정확한 설정으로 인해 고 정밀도로 분급을 실행할 수 있고, 정밀한 입자 크기 분포를 갖는 분말을 효율적으로 생산할 수 있는 기류식 분급기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 입자가 분급 구역에서 거의 용융 점착될 수 없고, 분급기 내에서의 분급 값의 변동이 없으며, 안정한 분급을 수행할 수 있는 기류식 분급기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분급 값을 광범위하게 변경할 수 있는 기류식 분급기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단시간 내에 분급 값을 변경할 수 있는 기류식 분급기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 문제점을 해결한, 정전 화상의 현상용 토너제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분급 값의 정확한 설정으로 인해 고 정밀도로 분급을 실행할 수 있고, 정밀한 입자 크기 분포를 갖는 분말을 효율적으로 생산할 수 있는 토너 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 입자가 거의 용융 점착될 수 없고, 분급기 내에서의 분급 값의 변동이 없으며, 안정한 분급을 수행할 수 있는 토너 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분급 값을 광범위하게 변경할 수 있는 토너 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단시간 내에 분급 값을 변경할 수 있는 토너 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 재료 공급과 노즐과, 코안다 블럭과, 분급기 측벽들과, 분급 웨지를 각각 갖는 복수개의 분급 웨지 블럭을 포함하며, 상기 코안다 블럭과 상기 분급기 측별들이 분급 챔버 내에서 분급 구역을 형성하는, 분말을 미세 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 조대한 분말 그룹으로 분급하는 기류식 분급기에 있어서, 거리 L1, L2, 및 L3이 변경될 수 있도록, 상기 분급 웨지 블럭이 위치 결정 부재를 따라 이동되고, 상기 분급 웨지 블럭이 위치 결정 부재를 따라 이동되며, 상기 분급 웨지가 위치 결정 부재를 따라 이동되고, 상기 분급 웨지가 위치 결정 부재를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 기류식 분급기가 제공된다. 여기서 L1은 분말을 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하기 위한 제1 분급 웨지와 이에 대향하여 마련된 코안다 블럭의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, L2는 제1 분급 웨지와 분말을 조대한 분말 그룹 및 중간 분말 그룹으로 분리하기 위한 제2 분급 웨지의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내고, L3은 제2 분급 웨지와 이에 대향하여 위치한 측벽의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타낸다.
또한, 본 발명은, 재료 공급 노즐, 코안다 블럭, 분급기 측벽들, 및 분급 웨지를 각각 갖는 복수개의 분급 웨지 블럭을 포함하는 기류식 분급기로 0.3 내지 1.4g/㎤의 참밀도를 갖는 컬러 수지 분말을 공급하는 단계와, 재료 공급 노즐 내부에서 통과하는 공기 기류에 동반하여 컬러 수지 분말을 운반하는 단계와, 코안다 블럭과 분급기 측별들 사이에 형성된 분급 챔버 내로 컬러 수지 분발을 도입시키는 단계와, 복수개의 분급 웨지에 의해 컬러 수지 분말을 적어도 조대한 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하도록 코안다 효과를 이용하여 컬러 수지 분말을 분급하는 단계와, 분리된 중간 분말 그룹으로부터 토너를 제조하는 단계를 포함하는 토너 제조 방법에 있어서, (가) 상기 분급 구역에서의 거리 L1, L2및 L3을 선택적으로 변경하도록, 위치 결정 부재(33)를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭(24)과, 위치 결정 부재(35)를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭(25)과, 위치 결정 부재(34)를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지(17)와, 위치 결정 부재(36)를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지(18)를 채용하는 단계와, (나) 이하의 조건 L0＞0, L1＞0, L2＞0, L3＞0; 및 L0＜L1+L2＜nL3을 충족시키도록 공급 단계 이전에 분급 웨지 블럭(24, 25)을 선택적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법을 제공한다. 여기서, L0은 재료 공급 노즐의 방출 오리피스의 높이 방향 직경(mm)을 나타내고, L1은 분말을 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하기 위한 제1 분급 웨지와 이에 대향하여 마련된 코안다 블럭의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, L2는 제1 분급 웨지와 분말을 조대한 분말 그룹 및 중간 분말 그룹으로 분리하기 위한 제2 분급 웨지의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내고, L3은 제2 분급 웨지와 이에 대향하여 위치한 측벽의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, n은 1 이상의 실수를 나타낸다.
또한, 본 발명은, 재료 공급 노즐, 코안다 블럭, 분급기 측벽들, 및 분급 웨지를 각각 갖는 복수개의 분급 웨지 블럭을 포함하는 기류식 분급기로 1.4 g/㎤ 이상의 참밀도를 갖는 컬러 수지 분말을 공급하는 단계와, 재료 공급 노즐 내부에서 통과하는 공기 기류에 동반하여 컬러 수지 분말을 운반하는 단계와, 코안다 블럭과 분급기 측벽들 사이에 형성된 분급 챔버 내로 컬러 수지 분말을 도입시키는 단계와, 복수개의 분급 웨지에 의해 컬러 수지 분말을 적어도 조대한 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하도록 코안다 효과를 이용하여 컬러 수지 분말을 분급하는 단계와, 분리된 중간 분말 그룹으로부터 토너를 제조하는 단계를 포함하는 토너 제조 방법에 있어서, (가) 상기 분급 구역에서의 거리 L1, L2및 L3을 선택적으로 변경하도록, 위치 결정 부재를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭과, 상기 위치 결정 부재를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭과, 위치 결정 부재를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지와, 위치 결정 부재를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지를 채용하는 단계와, (나) 이하의 조건, L0＞ 0, L1＞ 0, L2＞ 0, L3＞ 0; 및 L0＜ L1+ L2를 충족시키도록 공급 단계 이전에 분급 웨지 블럭을 선택적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법을 제공한다. 여기서, L0은 재료 공급 노즐의 방출 오리피스의 높이 방향 직경(mm)을 나타내고, L1은 분말을 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하기 위한 제1 분급 웨지와 이에 대향하여 마련된 코안다 블럭의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, L2는 제1 분급 웨지와 분말을 조대한 분말 그룹 및 중간 분말 그룹으로 분리하기 위한 제2 분급 웨지의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내고, L3은 제2 분급 웨지와 이에 대향하여 위치한 측벽의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타낸다.
본 발명의 기류식 분급기에서, 분급 구역의 형태는 분급 웨지를 갖는 분급 웨지 블럭이 설정되는 위치(설정 위치)를 변경함으로써 변경될 수 있어, 분급 값은 광범위하고 용이하게 변경될 수 있다. 분급 웨지 블럭의 설정 위치가 변경됨에 따라, 분급 웨지가 설정되는 위치도 변경된다. 동시에, 분급 웨지의 팁은 스윙 이동 가능하여 분급 웨지의 팁 위치가 조절될 수 있도록 한다. 따라서, 분급 값이 광범위하게 변경될 수 있고, 동시에 분급 값은 분급 웨지의 팁 부근에서 공기 기류의 교란을 발생시키지 않고 양호한 정밀도로 조절될 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명을 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 기류식 분급기의 일 실시예는 특정예로서 제1도(단면도) 및 제2도와 제3도(단면 사시도)에 도시된 종류의 장치로 예시될 수 있다.
제1도, 제2도 및 제3도에서, 측벽(22, 23)은 분급 챔버의 일부를 형성하며, 분급 웨지 블럭(24)은 제1 분급 웨지(17)를 가지고, 다른 분급 웨지 블럭(25)은 제2 분급 웨지(18)를 갖는다. 분급 웨지(17, 18)는 각각 제1 축(17a)과 제2 축(18a) 둘레에서 스윙 이동 가능하게 직립하여 있어서, 각각의 분급 웨지의 팁 위치는 분급 웨지의 스윙에 의해 변경될 수 있다. 각각의 분급 웨지 블럭(24, 25)은 이들의 위치가 좌·우로 활주할 수 있도록 설정된다. 이들이 활주됨에 따라, 대응하는 칼날형 분급 웨지(17, 18)도 동일 방향으로 또는 거의 동일한 방향으로 좌·우로 활주할 수 있다. 상기 분급 웨지(17, 18)는 분급 챔버(32)의 분급 구역을 3개의 구역, 즉 코안다 블럭과 제1 분급 웨지 사이에 형성되어 소정의 입자 직경을 갖는 미세 분말 그룹을 분리하기 위한 제1 분급 구역과, 제1 분급 웨지와 제2 분급웨지 사이에 형성되어 소정의 입자 직경을 갖는 중간 분말 그룹을 분리하기 위한 제2 분급 구역과, 소정의 입자 직경 이상의 입자 직경을 갖는 조대한 분말 그룹을 분리하기 위한 제3 분급 구역으로 분리한다.
측벽(22)의 하부에는 분급 챔버(32) 내에서 오리피스를 갖는 재료 공급 노즐(16)이 마련되며, 코안다 블럭(26)은 하방으로 굴곡된 긴 타원형 원호를 형성하도록 재료 공급 노즐의 하부 접선의 연장선을 따라 배치된다. 분급 챔버(32)는, 하방으로 연장된 칼날형 흡기 웨지(19)가 마련되고 분급 챔버(32) 내로 개방된 흡기 파이프(14, 15)도 분급 챔버(32) 위에 마련된 상부 블럭(27)을 갖는다. 각각의 흡기 파이프(14, 15)에는 예컨대 댐퍼를 각각 포함하는 제1 기체 공급 제어 수단(20)과 제2 기체 공급 제어 수단(21)이 마련되고, 정압계(28, 29)도 마련된다.
분급 웨지(17, 18)와 흡기 웨지(19)의 위치는 분말의 종류, 분급될 공급 재료 및 요구되는 입자 크기에 따라 조절된다.
분급 챔버(32)의 바닥에는, 분급 챔버 내로 개방된 방출구(11, 12, 13)가 각각의 분급 구역에 대응하여 마련된다. 방출구(11, 12, 13)는 파이프와 같은 연통 수단과 연결되며, 밸브 수단과 같은 셔터 수단이 각각 마련될 수 있다.
재료 공급 노즐(16)은 평탄 직사각형 파이프 부분과 테이퍼진 직사각형 파이프 부분을 포함하며, 테이퍼진 직사각형 파이프 부분의 가장 좁은 부분의 내경에 대한 평탄 직사각형 파이프 부분의 내경의 비는 20:1 내지 1:1로, 양호하게는 10:1 내지 2:1로 설정될 수 있어, 양호한 공급 속도가 얻어지도록 한다.
재료 공급 노즐(16)에는 노즐에 공급될 분말이 나오는 공급 개구와, 분말을 운반하기 위한 공급 공기가 통과하는 분사 공기 공급 파이프(31)가 후단부에 마련된다.
상기 구성을 갖는 다중 구획 분급 구역 내에서의 분급은 예컨대 아래와 같은 방식으로 이루어진다. 분급 챔버의 내부는 방출구(11, 12, 13)들 중 적어도 하나를 통해 배출되어 비워진다. 분말은, 분급 챔버(32) 내로 개방된 재료 공급 노즐(16)을 통해 분급 챔버 내로 고속으로, 분사 공기 공급 파이프(31)로부터의 고압 공기 기류 및 분급 챔버의 비워짐에 따라 재료 공급 노즐(16) 내부에서 흐르는 공기 기류를 이용하여 50m/sec 내지 300m/sec의 유속으로 분사된다.
분급 챔버 내로 공급된 분말 입자들은 코안다 블럭(26)의 코안다 효과에 기인한 작용 및 동시에 유입된 공기와 같은 기체의 작용에 의해 곡선(30a, 30b, 30c)을 그리며 이동되어, 더 큰 입자(조대한 입자)가 공기 기류의 외측, 즉 분급 웨지(18)의 외측에 있는 제1 구역으로 분급되고 소정의 중간 입자들이 분급 웨지(17, 18)들 사이에 형성된 제2 구역으로 분급되며 더 작은 입자들이 분급 웨지(17)의 내측에 있는 제3 구역으로 분급되는 방식으로, 입자 크기 및 개개의 입자의 관성력에 따라 분급된다. 따라서, 분급된 조대한 입자, 중간 입자 및 미세 입자는 각각의 방출구(11, 12, 13)로부터 방출된다.
본 실시예에 따른 분말 분급에 있어서, 분급 값은 분말이 분급 챔버(32) 내로 분사되는 코안다 블럭(26)의 좌측 단부에 대한 분급 웨지(17, 18)의 팁 위치에 의해 주로 좌우된다. 또한, 분급 값은 분급 공기 기류의 유량 또는 재료 공급 노즐(16) 외부로 분사되는 분말의 속도에 의해 영향을 받는다.
본 발명의 기류식 분급기에 있어서, 분말이 분급 챔버(32)내로 도입될 때, 분말은 분말 내의 입자의 크기에 따라 분산되어 입자 유동을 형성하도록 한다. 따라서, 분급 웨지는 유선(streamline)을 따른 방향으로 이동되고 나서, 분급 웨지의 팁위치는 고정되어, 이들이 소정의 분급 값에서 설정되도록 하다. 상기 분급 웨지(17, 18)가 이동될 때, 이들은 분급 웨지 블럭(24, 25)의 이동과 함께 동시에 이동되어서, 분급 웨지는 코안다 블럭(26)을 따라 비행하는 입자의 유동 방향을 따라서 이동될 수 있다.
본 발명의 기류식 분급기에 있어서, 제1 분급 웨지 및 제2 분급 웨지는 스윙 이동 가능하블록 제1 축 및 제2 축에 각각 지지되고, 제1 분급 웨지를 지지하는 제1 축과 코안다 블럭 사이의 거리는 변경 가능하며, 제2 분급 웨지를 지지하는 제2 축과 제1 축 사이의 거리도 변경 가능하고, 제2 축과 이에 대향한 분급기 측벽 사이의 거리도 변경 가능하다.
구체적으로 설명하면, 제4도에 도시된 바와 같이, 예컨대 재료 공급 노즐(16)의 오리피스의 팁의 하부에 대응하는 코안다 블럭(26) 내의 위치(O)는 중심으로 가정되며, 이때 분급 웨지(17)의 팁과 코안다 블럭(26)의 벽면 사이의 거리(L4)는 분급 웨지(17)가 위치 결정 부재(34)를 따라 좌·우로 이동되도록 분급 웨지 블럭(24)을 위치 결정 부재(33)를 따라 좌·우로 이동시킴으로써, 그리고 분급 웨지(17)의 팁을 축(17a) 둘레에서 스윙 이동시킴으로써 조절될 수 있다. 마찬가지로, 분급 웨지(18)의 팁과 코안다 블럭(26)의 벽면 사이의 거리 (L5)는 분급 웨지(18)가 위치 결정 부재(36)를 따라 좌·우로 이동되도록 분급 웨지 블럭(25)을 위치 결정 부재(35)를 따라 좌·우로 이동시킴으로써, 그리고 분급 웨지(18)의 팁을 축(18a) 둘레에서 스윙 이동시킴으로써 조절될 수 있다. 분급 웨지 블럭(24) 및/또는 분급 웨지 블럭(25)의 설정 위치가 변경됨에 따라 분급 챔버 내의 분급 구역의 형태는 변화한다. 따라서, 분급 값이 용이하고 광범위하게 조절될 수 있다.
따라서, 분급 웨지의 팁에 의해 야기되는 기류의 교란이 방지될 수 있고, 방출 파이프(11a, 12a, 13a)(제6도)를 통한 배출에 의해 생성된 흡입 기류의 유량을 조절함으로써, 입자들이 비행 속도를 증가시킬 수 있어 분급 구역 내에서의 분마의 산포가 더욱 향상되도록 한다. 그러므로, 고농도의 분말에서도 양호한 분급 정밀도가 성취될 수 있고 생산량의 감소를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 분말 농도에서 더 양호한 분급 정밀도와 생산량의 향상을 성취할 수 있다.
흡기 웨지(19)의 팁과 코안다 블럭(26)의 벽면 사이의 거리(L6)는 흡기 웨지(19)의 팁을 축(19a) 둘레에서 스윙 이동시킴으로써 조절될 수 있다. 따라서, 분급값은 흡기 파이프(14, 15)로부터 흐르는 공기 또는 기체의 유량 및 유속을 제어함으로써 더욱 조절될 수 있다.
토너를 제조하기 위해서 컬러 수지 분말이 분급될 때, 제5도에 도시된 L0, L1, L2, L3, L4, L5및 L6은 양호하게는 아래와 같이 조절될 수 있다.
제5도에서, 예컨대 재료 공급 노즐(16)의 오리피스(16a)의 팁의 하부에 대응하는 코안다 블럭(26) 내의 위치(O)는 중심으로 가정되며, 이때 제1 분급 웨지(17)의 팁과 코안다 블럭(26)의 벽면 사이의 거리(L4) 및 제1 분급 웨지(17)의 측면과 코안다 블럭 (26)의 벽면 사이의 거리(L1)는 분급 웨지(17)가 위치 결정 부재(34)를 따라 좌·우로 이동되도록 제1 분급 웨지 블럭(24)을 위치 결정 부재(33)를 따라 좌·우로 이동시킴으로써, 그리고 제1 분급 웨지(17)의 팁을 제1 축(17a) 둘레에서 스윙 이동시킴으로써 조절될 수 있다.
마찬가지로, 제2 분급 웨지(18)의 팁과 코안다 블럭(26)의 벽면 사이의 거리(L5) 및 제1 분급 웨지(17)의 측면과 제2 분급 웨지(18)의 측면 사이의 거리(L2) 또는 제2 분급 웨지(18)의 측면과 측벽(23)의 측면 사이의 거리(L3)는 제2 분급 웨지(18)가 위치 결정 부재(36)를 따라 좌·우로 이동되도록 제2 분급 웨지 블럭(25)을 위치 결정 부재(35)를 따라 좌·우로 이동시킴으로써, 그리고 제2 분급 웨지(18)의 팁을 제2 축(18a) 둘레에서 스윙 이동시킴으로써 조절될 수 있다. 즉, 제1 분급 웨지 블럭(24) 및/또는 제2 분급 웨지 블럭(25)의 설정 위치가 변경됨에 따라 분급 챔버 내의 분급 구역의 형태는 변화한다. 따라서, 분급 값이 용이하고 광범위하게 조절될 수 있다.
따라서, 분급 웨지의 팁에 의해 야기되는 기류의 교란이 방지될 수 있고, 방출파이프(11a, 12a, 13a)를 통한 배출에 의해 생성되는 흡입 기류의 유량을 조절함으로써 입자들이 비행 속도를 증가시킬 수 있어 분급 챔버 및 분급 구역 내에서의 미세 분쇄된 분말의 산포가 더욱 향상되도록 한다. 그러므로, 고농도의 분말에서도 양호한 분급 정밀도가 성취될 수 있고 생산량의 감소를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 분말 농도에서 더 양호한 분급 정밀도와 생산량의 향상을 성취할 수 있다.
흡기 웨지(19)의 팁과 코안다 블럭(26)의 벽면 사이의 거리(L6)는 흡기 웨지(19)의 팁을 축(19a) 둘레에서 스윙 이동시킴으로써 조절될 수 있다. 따라서, 분급값은 흡기 파이프(14, 15)로부터 흐르는 공기 또는 기체의 유량 및 유속을 제어함으로써 더욱 조절될 수 있다.
전술한 설정 거리는 분쇄된 재료의 성질에 따라 적절히 결정될 수 있다. 미세 분쇄된 제품이 0.3 내지 1.4g/㎤의 참밀도를 갖는 경우에, 그 위치는
L0＜L1+L2＜nL3
(n은 1 이상의 실수이다)
의 조건을, 1.4g/㎤ 이상인 경우에는
L0＜L3＜L1＜L2
의 조건을 만족하여야 한다. 상기 위치가 만족될 때, 정밀한 입자 크기 분포를 갖는 제품(중간 분말)이 효율적으로 얻어질 수 있다.
구체적으로 설명하면, 20㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 입자를 50 개수% 이상 함유한 분말을 장기간에 걸쳐 효율적으로 분급하기 위하여, L0은 2 내지 10mm이고, L1은 10 내지 150mm이며, L2는 10 내지 150mm이고, L3은 10 내지 150mm이며, L4는 5 내지 70mm이고, L5는 15 내지 160mm이며, L6은 10 내지 100mm이고, n은 0.5 내지 3인 것이 바람직하다.
본 발명의 기류식 분급기는 상관 장비들이 파이프와 같은 연통 수단을 통해 연결된 유니트 시스템의 구성 유니트로서 사용되는 것이 보통이다. 이러한 유니트 시스템의 양호한 예가 제6도에 도시되어 있다. 제6도에 도시된 유니트 시스템에서, 3-구획 분급기(1)(제1도 및 제2도에 도시된 분급기), 연속식 공급기(2), 진동식 공급기(3), 수집 사이클론(collecting cyclone, 4), 수집 사이클론(5) 및 수집 사이클론(6) 모두는 연통 수단을 통해 연결된다.
상기 유니트 시스템에서, 분말은 적당한 수단을 통해 연속식 공급기(2)로 공급되고 나서, 진동식 공급기(3)로부터 재료 공급 노즐(16)을 통해 3-구획 분급기(1)내로 도입된다. 도입될 때, 분말은 50 내지 300mm/sec의 유속으로 3-구획 분급기(1) 내로 공급된다. 3-구획 분급기(1)의 분급 챔버는 통상적으로 [10 내지 50cm] ×[10 내지 50cm]의 크기로 구성되어, 분말이 0.1 내지 0.01초 이내에 3개 이상의 입자 그룹으로 순간적으로 분급될 수 있도록 한다. 이때, 분말은 3-구획 분급기(1)에 의해 큰 입자(조대한 입자) 그룹, 소정의 중간 입자 그룹 및 작은 입자 그룹으로 분급된다. 이후에, 큰 입자 그룹은 방출 파이프(11a)를 통과하여 수집 사이클론(6)으로 보내져 수집된다. 중간 입자 그룹은 방출 파이프(12a)를 통해 분급기 외부로 방출되어 수집 사이클론(5)에서 수집된다. 작은 입자 그룹은 방출 파이프(13a)를 통해 분급기 외부로 방출되어 수집 사이클론(4)에서 수집된다. 수집 사이클론(4, 5, 6)은 분말을 재료 공급 노즐(16)을 통해 분급 챔버로 흡입 공급하기 위한 흡입 배출 수단(suction evacuation means)으로서 가능할 수도 있다.
본 발명의 기류식 분급기는 토너와, 전자사진에 의해 실행되는 화상 형성에 사용되는 토너용 컬러 수지 분말이 분급될 때 특히 효과적이다. 특히, 낮은 용융점, 낮은 연화점 및 낮은 유리 전이점을 갖는 결합 수지를 포함한 토너 합성물이 분급될 때 효과적이다. 이러한 수지를 사용하는 토너 합성물이 종래의 분급기에 공급된다면, 입자들은 분급 웨지의 팁에 용융 점착되기 쉽고, 일단 입자들이 용융 점착되면 분급 값은 적당한 값으로부터 벗어날 수 있다. 이러한 상태에서 유량이 흡입 배출에 의해 조절된다면, 분말의 요구되는 입자 크기 분포를 얻기 힘들어 분급 효율이 크게 하락하게 된다. 게다가, 용융 점착에 의해 생성된 물질은 분급된 분말에 혼합되어 양질의 제품을 얻는 것을 어렵게 할 수 있다.
본 발명의 분급기에서, 분급 웨지(17, 18)가 이동될 때, 이들은 분급 웨지 블럭(24, 25)의 이동과 함께 동시에 이동하여 분급 웨지가 코안다 블럭(26)을 따라 비행하는 입자의 유동 방향을 따라서 이동되도록 하며, 이때 흡입 기류의 유량은 흡입배출 수단으로서 역할하는 방출 파이프(11a, 12a, 13a)를 통해 조절된다. 따라서, 입자의 비행 속도가 증가하여 분급 구역에서의 분말의 산포를 더욱 향상시키도록 하며, 그래서 분급 수율(yield)이 향상될 수 있고 입자들이 분급 웨지의 팁에 점착되는 것을 방지할 수도 있어 고정밀도의 분급이 효과적으로 수행될 수 있도록 한다.
본 발명의 분급기는 분말이 더 작은 직경을 가질 때 현저하게 효과적일 수 있으며, 특히 10㎛ 이하의 중량 평균 입자 직경을 갖는 분말이 분급될 때 더 양호하게 적용될 수 있고, 8㎛ 이하의 중량 평균 입자 직경을 갖는 분말이 분급될 때도 더 양호하게 적용될 수 있다.
양호하게는, 토너를 구성하는 토너 입자들은 적어도 비자성 착색제 및/또는 자성 재료 및 결합 수지를 함유할 수 있고, 결합 수지는 가열 정착 성능 및 막힘 저항성 관점에서 45℃ 내지 80℃, 양호하게는 50℃ 내지 75℃의 유리 전이점을 가질 수 있다. 양호한 결합 수지는 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-메타크릴 공중합체, 폴리에스터 수지 및 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.
착색제가 카본블랙 또는 프탈로시아닌과 같은 비자성 착색제인 경우에, 양호하게는 착색제는 100 중량부(parts by weight)의 결합 수지에 대하여 0.5 내지 20 중량부, 양호하게는 1 내지 15 중량부의 양으로 혼합될 수 있다.
착색제가 자철광 또는 자성 페라이트와 같은 자성 재료인 경우에, 양호하게는 자성 재료는 100 중량부의 결합 수지에 대하여 20 내지 200 중량부, 양호하게는 30 내지 150 중량부의 양을 혼합될 수 있다.
토너 입자를 형성하는 컬러 수지 입자는 용융 혼합 및 분쇄에 의해 마련되거나, 서스펜션 중합 또는 에멀션화 중합에 의해 마련될 수 있다.
본 발명의 분급기에서, 각각의 분급 웨지의 방향 및 웨지 팁 위치는 이동 수단으로서 스테핑 모터(stepping motor)에 의해 변경될 수 있고, 웨지 팁 위치는 검출 수단으로서 전위차계에 의해 검출될 수 있다. 이들을 제어하기 위한 제어 장치는 분급 웨지의 팁 위치를 제어할 수 있고, 유량의 제어가 자동화될 수도 있다. 이러한 것은 요구되는 분급 값이 단시간 내에 더욱 정확하게 얻어질 수 있으므로 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 기류식 분급기는, 입자들이 분급 웨지의 팁에 용융 점착되지 않게 하고, 분급 기류가 분급 웨지의 팁에서 교란되지 않게 하며, 다양한 분말의 중력과 분급 기류의 조건에 따라 정확한 분급 값을 얻게 하고, 장치가 연속적으로 작동될 때에도 분급 값의 분급 수율을 향상시킬 수 있게 한다.
토너 제조용 컬러 수지 분말을 분급함으로써 제품(토너)이 실제로 얻어진 예가 아래에서 설명된다.
(예 1)
스티렌/아크릴 부틸/디비닐벤젠 공중합체 100 중량부
(단량체 중합 중량비 : 80.0/19.0/1.0;
중량 평균 분자량 : 50,000;
유리 전이점 : 약 55℃)
자성 산화철 (평균 입자 직경 : 0.18㎛) 100 중량부
니그로신 2 중량부
저분자량 에틸렌/프로필렌 공중합체 4 중량부
상기 재료를 헨셀 혼합기(Henschel mixer)(FM-75 형, 미쯔이 미이께 엔지니어링 코포레이션 제조)를 사용하여 완전히 혼합한 후에, 150℃의 온도로 설정된 쌍-스크루 반죽기 (PM-30형, 이께가이 코포레이션 제조)를 사용하여 반죽하였다. 얻어진 반죽 제품을 냉각하고 나서, 해머 분쇄기로 1mm 이하의 크기로 부숴 부서진 제품을 얻도록 하였다. 부서진 제품을 충격식 공기 미세 분쇄기를 사용하여 미세 분쇄하여 중량 평균 입자 직경이 7.0㎛인 컬러 수지 분말을 얻도록 하였다. 이러한 컬러 수지 분말은 1.73 g/㎤의 참밀도를 가졌다.
제6도에 도시된 분급 시스템에서, 이렇게 얻어진 컬러 수지 분말은, 분말을 코안다 효과를 이용하여 35.0 kg/hr의 비율로 3개의 그룹, 즉 조대한 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분급하기 위하여, 공급기(2), 진동식 공급기(3) 및 재료 공급 노즐(16)을 통해 제1도 및 제5도에 도시된 다중 구획 분급기 내로 도입 되었다.
분말은, 방출구(11, 12, 13)와 각각 연통하는 수집 사이클론(4, 5, 6)을 통한 흡입 배출에 의해 시스템 내부의 비워짐으로부터 발생한 흡입력을 이용하고, 분사 파이프(31)로부터 공급된 공기 압축을 이용함으로써 도입되었다.
분급 구역의 형태를 변경하기 위하여, 제5도에 도시된 각각의 위치 거리가 아래와 같이 설정되어 분급이 수행되었다.
L0: 6mm [재료 공급 노즐 방출 오리피스(16a)의 높이 방향 직경]
L1: 32mm [분급 웨지(17)와 코안다 블럭(26)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리]
L2: 33mm [분급 웨지(17)와 분급 웨지(18)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리]
L3: 39mm [분급 웨지(18)와 측벽(23)의 표면의 서로 대면한 측면들 사이의 거리]
L4: 14mm [분급 웨지(17)의 팁과 코안다 블럭(26)의 측면 사이의 거리]
L5: 33mm [분급 웨지(18)의 팁과 코안다 블럭(26)의 측면 사이의 거리]
L6: 25mm [흡기 웨지(19)의 팁과 코안다 블럭(26)의 측면 사이의 거리]
R : 14mm [코안다 블럭(26)의 원호의 반경]
이렇게 도입된 컬러 수지 분말은 0.1초 내에 순간적으로 분급되었다. 분급된 중간 분말 그룹은 중량 평균 입자 직경이 6.85㎛(4.0㎛ 이하의 입자 직경을 갖는 24 개수%의 입자와, 10.08㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 1.0 체적%의 입자를 포함함)인 정밀한 입자 크기 분포를 가졌고, 중간 분말 그룹은 89%의 분급 수율(공급된 미세 분쇄된 재료의 총 중량에 대한 최종적으로 얻어진 중간 분말의 백분율) 내에서 얻어질 수 있었다. 얻어진 중간 분말 그룹은 토너용으로서 양호한 성능을 가졌다. 여기에서 분급된 조대한 분말 그룹은 미세 분쇄 단계로 재순환되었다.
컬러 수지 분말의 참밀도는 측정 장치로서 마이크로메리틱스 액큐픽 1330(시마즈 코포레이션 제조)을 사용하여 측정되었고, 참밀도를 결정하기 위하여 5g의 컬러 수지 분말이 계량되었다.
토너의 입자 크기 분포는 여러 방법으로 측정될 수 있다. 본 발명에서는 이하의 측정 장치를 사용하여 측정하였다.
코울터 카운터 TA-Ⅱ 또는 코울터 멀티사이저 Ⅱ(코울터 일렉트로닉스, 인크. 제조)가 측정 장치로서 사용되었다. 전해질 용액으로서, 제1 등급의 염화 나트륨을 사용하여 약 1% NaCl 수용액이 준비되었다. 예컨대, 이소톤 R-Ⅱ(상표명; 코울터 사이언티픽 저팬 캄파니로부터 입수)가 사용될 수 있다. 분산제로서 0.1 내지 5ml의 계면 활성제, 양호하게는 알킬벤젠 술폰산염을 100 내지 150ml의 상기 전해질 수용액에 첨가하고, 측정될 시료 2 내지 20mg을 추가로 첨가하여 측정을 수행하였다. 시료가 서스펜션화된 전해질 용액은 초음파 분산기 내에서 약 1 내지 3분 동안 분산되었다. 토너 입자의 체적 분포 및 개수 분포를 계산하기 위하여 100㎛의 구멍을 사용하여 상기 측정 장치로 토너 입자의 체적 및 개수를 측정하였다. 그리고 나서, 토너 입자의 체적 분포로부터 얻어진 토너의 중량-기준 중량 평균 입자 직경이 결정되었다.
(예 2 내지 예 4)
토너를 제조하기 위해 예 1 에서 사용된 부서진 제품을 충격식 공기 미세 분쇄기로 미세 분쇄함으로써 얻어진 표 1에 나타낸 미세 분쇄된 재료(컬러 수지 분말)는, 위치 거리가 표 1에 나타낸 바와 같이 설정된 것을 제외하고는 동일한 유니트 시스템을 이용하여 분급되었다.
표 2 및 표 3에 나타낸 바와 같이, 정밀한 입자 크기 분포를 갖는 중간 분말 그룹 모두를 효율적으로 얻을 수 있었고, 이렇게 얻어진 중간 분말 그룹은 토너로서 양호한 성능을 가졌다.
(1) : 중량 평균 입자 직경
(2) : 참밀도
(3) : 분급기로의 공급율
(예 5 및 예 6)
불포화 폴리에스터 수지 (유리 전이점 : 약 55℃) 100 중량부
구리 프탈로시아닌 안료 (C.I. 안료 청색 15) 4.5 중량부
대전 제어제 4.0 중량부
상기 재료를 예 1에서 사용한 헨셀 혼합기를 사용하여 완전히 혼합한 후에, 100℃의 온도로 설정된 예 1에서 사용한 쌍-스크루 반죽기를 사용하여 반죽하였다. 얻어진 반죽 제품을 냉각하고 나서, 해머 분쇄기로 1mm 이하의 크기로 부숴 부서진 제품을 얻도록 하였다. 부서진 제품을 충격식 공기 미세 분쇄기를 사용하여 미세 분쇄하여 중량 평균 입자 직경이 6.6㎛ (예 5)인 컬러 수지 분말을 얻도록 하였다. 이러한 컬러 수지 분말은 1.08 g/㎤의 참밀도를 가졌다.
얻어진 컬러 수지 분말은 분급이 표 4에 나타낸 조건 하에서 수행되었다는 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 유니트 시스템을 사용하여 분급되었다.
상기 부서진 제품은 중량 평균 입자 직경이 5.5㎛ (예 6)인 컬러 수지 분말을 얻도록 충격식 공기 미세 분쇄기를 사용하여 미세 분쇄되고, 나서, 표 4에 나타낸 조건 하에서 분급되었다.
표 5 및 표 6에 나타낸 바와 같이, 정밀한 입자 크기 분포를 갖는 중간 분말 그룹 모두를 효율적으로 얻을 수 있었고, 이렇게 얻어진 중간 분말 그룹은 토너로서 양호한 성능을 가졌다.
(1) : 중량 평균 입자 직경
(2) : 참밀도
(3) : 분급기로의 공급율
(비교예 1 내지 비교예 3)
예 1에 사용된 토너 재료를 사용하여, 중량 평균 입자 직경이 6.9 ㎛ (비교예 1)인 미세 분쇄된 재료와, 중량 평균 입자 직경이 5.5㎛ (비교예 2)인 미세 분쇄된 재료를 얻도록 부서진 제품을 충격식 공기 미세 분쇄기를 사용하여 미세 분쇄 하였다.
중량 평균 입자 직경이 6.5㎛ (비교예 3)인 미세 분쇄된 재료를 얻도록 토너 재료를 예 5에 사용된 것으로 대체하였다.
얻어진 미세 분세된 재료는 제7도 및 제8도에 도시된 다중 구획 분급기를 사용하여 제9도에 도시된 흐름도에 따라 각각 분급되었다.
각각의 미세 분세된 재료의 분급은 표 7에 나타낸 조건 하에서 수행되었고, 분급에 의해 얻어진 중간 분말 그룹의 입자 크기 분포 등은 표 8 내지 표 10에 나타낸 바와 같다.
(1) : 중량 평균 입자 직경
(2) : 참밀도
(3) : 분급기로의 공급율
전술한 바와 같이, 본 발명의 기류식 분급기에서의 L, L, L, L, L, L및 L의 조절은, 입자들이 분급 웨지의 팁에 용융 점착되지 않게 하고, 분급 기류가 분급 웨지의 팁에서 교란되지 않게 하며, 다양한 분말의 중력과 분급 기류의 조건에 따라 정확한 분급 값을 얻게 하고, 장치가 연속적으로 작동될 때에도 분급 값의 변동 없이 분급 수율을 향상시킬 수 있게 한다. 본 발명은 10㎛의 중량 평균 입자 직경을 갖는 토너용 미세 분쇄된 재료가 분급될 때 특히 효과적이다.

Claims (29)

  1. 재료 공급 노즐(16)과, 코안다 블럭(26)과, 분급기 측벽(22, 23)들과, 분급 웨지(17 또는 18)를 각각 갖는 복수개의 분급 웨지 블럭(24 또는 25)을 포함하여, 상기 코안다 블럭(26)과 상기 분급기 측벽(22, 23)들이 분급 챔버(32) 내에서 분급 구역을 형성하는, 분말을 미세 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 조대한 분말 그룹으로 분급하는 기류식 분급기에 있어서,
    거리 L1, L2, 및 L3이 변경될 수 있도록,
    상기 분급 웨지 블럭(24)이 위치 결정 부재(33)를 따라 이동되고,
    상기 분급 웨지 블럭(25)이 위치 결정 부재(35)를 따라 이동되며,
    상기 분급 웨지(17)가 위치 결정 부재(34)를 따라 이동되고,
    상기 분급 웨지(18)가 위치 결정 부재(36)를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 기류식 분급기.
    여기서, L1, 은 분말을 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하기 위한 제1 분급 웨지와 이에 대향하여 마련된 코안다 블럭의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, L2, 는 제1 분급 웨지와 분말을 조대한 분말 그룹 및 중간 분말 그룹으로 분리하기 위한 제2 분급 웨지의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내고, L3은 제2 분급 웨지와 이에 대향하여 위치한 측벽의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분급 웨지는 제1 분급 웨지와 제2 분급 웨지로 구성되며, 설정 입자 직경 이하의 입자 직경을 갖는 미세 분말 그룹을 분리하기 위한 분급 구역은 코안다 블럭과 제1 분급 웨지 사이에 형성되고, 설정 입자 직경을 갖는 중간 분말 그룹을 분리하기 위한 분급 구역은 제1 분급 웨지와 제2 분급 웨지 사이에 형성되며, 설정 입자 직경 이상의 입자 직경을 갖는 조대한 분말 그룹을 분리하기 위한 분급 구역은 제2 분급 웨지와 이에 대향한 분급기 측벽 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 기류식 분급기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분급 웨지 블럭은 복수개 마련되며, 각각의 분급 웨지 블럭은 분급 웨지의 팁이 스윙 이동 가능한 방식을 분급 웨지를 갖는 것을 특징으로 하는 기류식 분급기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코안다 블럭은 상기 재료 공급 노즐과 접촉하도록 마련되며, 재료 공급 노즐로부터 분사된 분말을 설정 입자 직경을 갖는 입자 그룹과 설정 입자 직경 이외의 입자 직경을 갖는 그룹 또는 그룹들로 분급하기 위한 분급 챔버는 코안다 블럭과 이에 대향한 분급기 측벽 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 기류식 분급기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분급 웨지들은, 각각의 분급 웨지가 각각의 분급 웨지 블럭이 이동되는 방향과 동일한 방향 또는 거의 동일한 방향으로 이동될 수 있도록 분급 웨지들의 위치가 위치 결정 부재에 의해 각각 제어 가능한 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기류식 분급기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 분급 웨지 및 제2 분급 웨지는 스윙 이동 가능하도록 제1 축과 제2 축에서 각각 지지되며, 제1 분급 웨지를 지지하는 제1 축과 코안다 블럭 사이의 거리는 변경 가능하고, 제1 축과 제2 분급 웨지를 지지하는 제2 축사이의 거리도 변경 가능하며, 제2 축과 측벽 사이의 거리도 변경 가능한 것을 특징으로 하는 기류식 분급기.
  7. 재료 공급 노즐(16), 코안다 블럭(26), 분급기 측벽(22, 23)들, 및 분급 웨지(17 또는 18)를 각각 갖는 복수개의 분급 웨지 블럭(24 또는 25)을 포함하는 기류식 분급기(1)로 0.3 내지 1.4g/㎤의 참밀도를 갖는 컬러 수지 분말을 공급하는 단계와, 재료 공급 노즐(16) 내부에서 통과하는 공기 기류에 동반하여 컬러수지 분말을 운반하는 단계와, 코안다 블럭(26)과 분급기 측벽(22, 23)들 사이에 형성된 분급 챔버 내로 컬러 수지 분말을 도입시키는 단계와, 복수개의 분급 웨지(17, 18)에 의해 컬러 수지 분말을 적어도 조대한 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하도록 코안다 효과를 이용하여 컬러 수지 분말을 분급하는 단계와, 분리된 중간 분말 그룹으로부터 토너를 제조하는 단계를 포함하는 토너 제조 방법에 있어서,
    (가) 상기 분급 구역에서의 거리 L1, L2, 및 L3을 선택적으로 변경하도록, 위치 결정 부재(33)를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭(24)과, 위치 결정 부재(35)를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭(25)과, 위치 결정 부재(34)를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지(17)와, 위치 결정 부재(36)를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지(18)를 채용하는 단계와,
    (나) 이하의 조건,
    L0＞ 0, L1, ＞ 0, L2, ＞ 0, L3＞ 0;
    L0＜ L1+ L2＜nL3
    을 충족시키도록 공급 단계 이전에 분급 웨지 블럭(24, 25)을 선택적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
    여기서, L0은 재료 공급 노즐(16)의 방출 오리피스의 높이 방향 직경(mm)을 나타내고, L1은 분말을 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하기 위한 제1 분급 웨지(17)와 이에 대향하여 마련된 코안다 블럭(26)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, L2는 제1 분급 웨지(17)와 분말을 조대한 분말 그룹 및 중간 분말 그룹으로 분리하기 위한 제2 분급 웨지(18)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내고, L3은 제2 분급 웨지(18)와 이에 대향하여 위치한 측벽(23)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, n은 1 이상의 실수를 나타낸다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 미세 분말 그룹은 제1 분급 웨지와 코안다 블럭 사이에 형성된 분급 구역으로 분리되고, 상기 중간 분급 그룹은 제1 분급 웨지와 제2 분급 웨지 사이에 형성된 분급 구역으로 분리되고, 상기 조대한 분말 그룹은 제2 분급 웨지와 이에 대향한 측벽 사이에 형성된 분급 구역으로 분리되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 분급 웨지는 스윙 이동 가능하도록 제1 축에서 지지되고, 상기 제2 분급 웨지는 스윙 이동 가능하도록 제2 축에서 지지되며, 상기 미세 분말 그룹의 입자 직경은 제1 축과 코안다 블럭 사이의 거리를 변경함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 중간 분말 그룹의 입자 직경은 제1 축과 제2 축 사이의 거리를 변경함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 조대한 분말 그룹의 입자 직경은 제2 축과 이에 대향한 측벽 사이의 거리를 변경함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  12. 제7항에 있어서, L0은 2 내지 10mm이고, L1은 10 내지 150mm이며, L2는 10 내지 150mm이고, L3은 10 내지 150mm이며, L4는 5 내지 70mm이고, L5는 15 내지 160mm이며, L6은 10 내지 100mm이고, n은 1 내지 3인 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
    여기서, L4는 제1 분급 웨지의 팁과 제1 분급 웨지에 대향하는 측벽 사이의 거리(mm)이고, L5는 제2 분급 웨지의 팁과 제1 분급 웨지에 대향하는 측벽 사이의 거리(mm)이며, L6은 재료 공급 노즐 위에서 이격되어 있는 공기 흡기 웨지의 팁과 재료 공급 노즐에 인접한 코안다 블럭의 벽면 사이의 거리(mm)이다.
  13. 제7항에 있어서, 상기 컬러 수지 분말은 비자성 착색제 및 결합 수지를 함유한 컬러 수지 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 착색제는 100 중량부의 결합 수지에 대하여 0.5 중량부 내지 20 중량부의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 결합 수지는 45℃ 내지 80℃의 유리 전이점을 갖는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 결합 수지는 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-메타크릴 공중합체, 폴리에스터 수지 및 이들의 임의의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  17. 제7항에 있어서, 상기 컬러 수지 분말은 20㎛ 이하의 입자 직경을 갖는 입자를 50 개수% 이상 포함한 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  18. 재료 공급 노즐(16), 코안다 블럭(26), 분급기 측벽(22, 23)들, 및 분급 웨지(17 또는 18)를 각각 갖는 복수개의 분급 웨지 블럭(24 또는 25)을 포함하는 기류식 분급기(1)로 1.4g/㎤ 이상의 참밀도를 갖는 컬러 수지 분말을 공급하는 단계와, 재료 공급 노즐(16) 내부에서 통과하는 공기 기류에 동반하여 컬러 수지 분말을 운반하는 단계와, 코안다 블럭(26)과 분급기 측벽(22, 23)들 사이에 형성된 분급 챔버 내로 컬러 수지 분말을 도입시키는 단계와, 복수개의 분급 웨지(17, 18)에 의해 컬러 수지 분말을 적어도 조대한 분말 그룹, 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하도록 코안다 효과를 이용하여 컬러 수지 분말을 분급하는 단계와, 분리된 중간 분말 그룹으로부터 토너를 제조하는 단계를 포함하는 토너 제조 방법에 있어서,
    (가) 상기 분급 구역에서의 거리 L1, L2및 L3을 선택적으로 변경하도록, 위치 결정 부재(33)를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭(24)과, 상기 위치 결정 부재(35)를 따라 이동 가능한 분급 웨지 블럭(25)과, 위치 결정 부재(34)를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지(17)와, 위치 결정 부재(36)를 따라 이동 가능한 상기 분급 웨지(18)를 채용하는 단계와,
    (나) 이하의 조건,
    L0＞ 0, L1, ＞ 0, L2, ＞ 0, L3＞ 0;
    L0＜ L3＜ L1+ L2
    를 충족시키도록 공급 단계 이전에 분급 웨지 블럭을 선택적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
    여기서, L0은 재료 공급 노즐(16)의 방출 오리피스의 높이 방향 직경(mm)을 나타내고, L1은 분말을 중간 분말 그룹 및 미세 분말 그룹으로 분리하기 위한 제1 분급 웨지(17)와 이에 대향하여 마련된 코안다 블럭(26)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내며, L2는 제1 분급 웨지(17)와 분말을 조대한 분말 그룹 및 중간 분말 그룹으로 분리하기 위한 제2 분급 웨지(18)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타내고, L3은 제2 분급 웨지(18)와 이에 대향하여 위치한 측벽(23)의 서로 대면한 측면들 사이의 거리(mm)를 나타낸다.
  19. 제18항에 있어서, 상기 미세 분말 그룹은 제1 분급 웨지와 코안다 블럭 사이에 형성된 분급 구역으로 분리되고, 상기 중간 분말 그룹은 제1 분급 웨지와 제 2 분급 웨지 사이에 형성된 분급 구역으로 분리되고, 상기 조대한 분말 그룹은 제2 분급 웨지와 이에 대향한 측벽 사이에 형성된 분급 구역으로 분리되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 분급 웨지는 스윙 이동 가능하도록 제1 축에서 지지되고, 상기 제2 분급 웨지는 스윙 이동 가능하도록 제2 축에서 지지되며, 상기 미세 분말 그룹의 입자 직경은 제1 축과 코안다 블럭 사이의 거리를 변경함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 중간 분말 그룹의 입자 직경은 제1 축과 제2 축 사이의 거리를 변경함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 조대한 분말 그룹의 입자 직경은 제2 축과 이에 대향한 측벽 사이의 거리를 변경함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  23. 제18항에 있어서, L0은 2 내지 10mm이고, L1은 10 내지 150mm이며, L2는 10 내지 150mm이고, L3은 10 내지 150mm이며, L4는 5 내지 70mm이고, L5는 15 내지 160mm이며, L6은 10 내지 100mm인 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
    여기서, L4는 제1 분급 웨지의 팁과 제1 분급 웨지에 대향하는 측벽 사이의 거리(mm)이고, L5는 제2 분급 웨지의 팁과 제1 분급 웨지에 대향하는 측벽 사이의 거리(mm)이며, L6은 재료 공급 노즐 위에서 이격되어 있는 공기 흡기 웨지의 팁과 재료 공급 노즐에 인접한 코안다 블럭의 벽면 사이의 거리(mm)이다.
  24. 제18항에 있어서, 상기 컬러 수지 분말은 자성 재료 및 결합 수지를 함유한 자성 수지 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 자성 재료는 100 중량부의 결합 수지에 대하여 20 중량부 내지 200 중량부의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 결합 수지는 45℃ 내지 80℃의 유리 전이점을 갖는 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 결합 수지는 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-메타크릴 공중합체, 폴리에스터 수지 및 이들이 임의의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  28. 제18항에 있어서, 상기 컬러 수지 분말은 20㎛ 이하의 입자 직경을 갖는 입자를 50 개수% 이상 포함한 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
  29. 제7항에 있어서, L1＜ L5이고, L2＜ L5인 것을 특징으로 하는 토너 제조 방법.
    여기서, L5는 제2 분급 웨지의 팁과 제1 분급 웨지에 대향하는 측벽 사이의 거리(mm)이다.
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