JPH052986B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機に用いるトナーを球形化する装
置に関するものである。

従来、複写機に用いるトナーを製造する場合に
は、カーボン、染料、樹脂等に離形剤を加え、こ
れらを加熱しつつ混練機内で混ぜ合わせ、これを
冷却して固化させた後粉砕し、一定粒度以下の微
粉状トナーを分級し、更に必要に応じてこのトナ
ーに表面処理を施したり、添加剤を加える等して
製品としてのトナー粉末を得る如くなしている。

しかしながら上記の如く、固形状のトナーを単
に粉砕して得た粉末状のトナーは、微視的に見る
と、一般に鋭く角張つた突起部分をその外表面に
有していることが知られている。複写機を長期間
使用すると、一般に画像濃度の低下する現象が生
じることが知られているが、このような現象の一
因が前記のようなトナー粉末の外表面に形成され
た角部の発生にあることが最近明らかとなつた。

従つて本発明は、粉砕工程により鋭利な角部を
有するトナー粉末の角部を磨滅させて球形化する
為の新規な装置を提供することを目的とし、その
要旨が、垂直に立設された円筒状の外筒と、上記
外筒に設けられたエアノズルと、上記外筒内に垂
直に設けられた外側ガイド筒と、該外側ガイド筒
の上端開口部に円筒状の隙間を介して挿入された
一端が負圧原と接続された内側ガイド筒とを有
し、上記外筒の側部より供給されたトナー粉末に
エアノズルから噴射された空気流によつて旋回運
動を与え、トナー粉末同志又は外筒内面との衝突
によりトナー粉末を球形化した後、前記隙間及び
内外ガイド筒内を経てトナー粉末を外筒外に取り
出す如くなした点にあるトナー球形化装置を提供
するものである。

続いて添付した図面を参照して、本発明を具体
化した実施例に付き説明し、本発明の理解に供す
る。

ここに第１図及び第２図は、本発明に係る、ト
ナー球形化装置を有するトナー製造装置の一例を
示す正面図及び側面図、第３図は、上記トナー球
形化装置の一例を示す側面図、第４図及び第５図
は、それぞれ第３図におけるＡ−Ａ矢視図、第６
図は、エアー抜き装置を接続したトナー球形化装
置の一例を示す側面図、第７図は、エアノズルを
多数有するトナー球形化装置を示す側断面図、第
８図ａ及びｂは、それぞれトナー球形化装置にお
ける気流旋回装置の一例を示す側断面図である。

第１図及び第２図において、１は分級装置の一
種であるサイクロンセパレータで、その側部に微
粉取出口２を有し、更にその下部には搬送管３に
接続された粗粉排出部４を有している。

上記搬送管３は、サイクロンセパレータ１の下
方に設けられた粉砕装置５の粗粉流入部６に接続
されており、粉砕装置５には、この粉砕装置５で
粉砕された原料を取り出す為のトナー排出部７が
設けられている。

従来のトナー製造装置では、このトナー排出部
７が直接上部の前記サイクロンセパレータ１のト
ナー取入口８とループ状に接続され、粉砕装置５
で粉砕されたトナー粉末は、サイクロンセパレー
タ１によつて、その内の一定粒度以下のトナーの
みが微粉取出口２から球形化されることなく、系
外に取り出されるものであつたが、本発明におい
ては、上記粉砕装置５のトナー排出部７とサイク
ロンセパレータ１のトナー取入口８との間にトナ
ーの球形化工程を司るトナー球形化装置９が接続
されている。

トナー球形化装置９を接続する部分は、上記の
ようなトナー排出部７とトナー取入口８との間に
限らず、サイクロンセパレータ１の粗粉排出部４
と粉砕装置５の粗粉流入部６との間、即ち搬送管
３を中間で切断してその間に挿入する如くなして
も良いが、この場合はせつかく球形化され角の取
れたトナーが再び粉砕装置５で粉砕され、鋭利な
角部を有するトナー粉末を生じ、これがサイクロ
ンセパレータ１から排出される結果となり、トナ
ー球形化装置９の効果が著しく減殺されることに
なる。

この点第１図及び、第２図に示したトナー製造
装置のように、粉砕装置５で粉砕されたトナーを
トナー排出部７からサイクロンセパレータ１のト
ナー取入口８へ戻す管路の途中に、トナー球形化
装置９を挿入してループ状に循環する工程を形成
する如くなせば、粉砕装置５で生じた鋭利な角部
を有するトナー粉末の角部が、トナー球形化装置
９で丸められ、こうして球形化されたトナー粉末
のみがサイクロンセパレータ１へ送られ、そこよ
り微粉取出口２を経て系外へ取り出されるので、
取り出される製品の球形化が著しく促進されるも
のである。

尚、トナー球形化装置９のトナー供給口１１
と、前記粉砕装置５のトナー排出部７とは、搬送
管１０によつて接続され、且つトナー球形化装置
９のトナー排出口１２とサイクロンセパレータ１
のトナー取入口８とは、搬送管１３によつて接続
されており、この搬送管１３には粒子の粗いトナ
ー原料粉末を供給する為の供給パイプ１４が接続
されている。

従つてこの供給パイプ１４より、搬送管１３内
にサイクロンセパレータ１の負圧によつて流入し
たトナー粗粉は、トナー取入口８からサイクロン
セパレータ１内に流れ込み、サイクロンセパレー
タ１内で生じた旋回気流に乗つて旋回し、サイク
ロンセパレータ１の側壁に衝突して速度を失い、
粗粉排出部４から搬送管３及び粗粉流入部６を経
て、粉砕装置５に入り、粉砕装置５内で細かく粉
砕された後、トナー排出部７、搬送管１０、トナ
ー供給口１１を経てトナー球形化装置９に流入
し、ここで後述する球形化作用を受けた後、トナ
ー排出口１２、搬送管１３を経て、再度トナー取
入口８からサイクロンセパレータ１に流入する。

こうして再度サイクロンセパレータ１に流入し
たトナー粉末は、粉砕装置５で細かく粉砕されて
いると共に、球形化装置９でその角部が丸めら
れ、質量が小さい為にサイクロンセパレータ１内
で受ける遠心力が小さく、従つて旋回気流に乗つ
たまま、微粉取出口２からループ状の系の外部に
取り出されるのである。

上記トナー粗粉を供給する為の供給パイプ１４
は、搬送管３や１０に接続することも可能である
が、第１図及び第２図に示した如く、サイクロン
セパレータ１の負圧に最もさらされる搬送管１３
に接続することにより、供給パイプ１４内でのト
ナー粉末の流れが確実となり、供給パイプ１４に
詰まりが生じるような虞れがない。

上記分級装置は、上述のようなサイクロンセパ
レータに限らず、遠心分離機、フイルタその他の
周知の装置を用いることが可能で、又粉砕装置５
についても、周知のものを用いることができる。

次に前記トナー球形化装置９の構造及び、作用
に付き詳述する。第３図は、このようなトナー球
形化装置９の内部構造の一例を示すもので、この
場合トナー球形化装置９は、概略円筒状の外筒１
５内中心部にこの外筒１５と同軸の外側ガイド筒
１６を有し、この外側ガイド筒１６は下端が密封
され、且つ上端が開放された構造で、この外側ガ
イド筒１６の上端開口部１７に該外側ガイド筒１
６と同軸で、且つその上端が、前記負圧源の一例
であるサイクロンセパレータ１に接続されたトナ
ー排出口１２に連通している内側ガイド筒１８
が、隙間１９を介して差し込まれており、この内
側ガイド筒１８の下端は開放され、内側ガイド筒
１８の内部の空間１８ａと外側ガイド筒１６の内
部の空間１６ａとが、上記内側ガイド筒１８の下
端開口部２０を介して連通している。

上記内側ガイド筒１８の外側ガイド筒１６内へ
の差し込み量は、内側ガイド筒１８内での負圧
力、内外ガイド筒１８、１６の寸法等の諸条件に
応じて設定され、必要に応じて可変とされる。

又、前記搬送管１０に接続されたトナー供給口
１１は、上記外筒１５に取り付けられ、外筒１５
内の空間１５ａと連通しており、この外筒１５に
は、更に第３図及び第５図に示すように、外筒１
５内の空間１５ａ内に突出する複数のエアノズル
２１が取り付けられている。

このエアノズル２１は第４図及び第５図に示す
如く、その先端が外筒１５の円周向で且つ下方に
傾斜して指向し、エアノズル２１より噴射される
圧縮空気が、外筒１５内で旋回し、外筒１５内に
トナー供給口１１から流入したトナー粉末に、旋
回運動を与える為のものである。

また外筒１５の下端部は、第３図に示すように
下方に向かつて断面積が減少するテーパ面２２を
有する有底円錐状に形成しておくことが望まし
い。

前記エアノズル２１からは常時矢印２３で示す
如く、円周方向下向きの空気流が噴射されてお
り、トナー供給口１１から流入したトナー粉末
は、この旋回流に乗つて高速で旋回し、外筒１５
の内面と衝突したり、トナー相互にぶつかり合う
ことにより、粉体表面に生じた鋭い角部が磨滅さ
れて丸められ、粉体全体として球形化されつつ、
外筒１５の内面にそつて下降し、やがてテーパ面
２２の内面に沿つて旋回することにより、その旋
回半径が狭められ、外筒１５の下端部に衝突して
上向きの旋回流に反転し、外側ガイド筒１６の周
りに旋回しつつ上昇していく。この上昇流を助勢
するべく上記ノズル２１の上方に旋回気流を発生
させる水平方向のノズルを付加してもよい。

一方、内側ガイド筒１８内の空間１８ａは、前
記したように負圧源の一種であるサイクロンセパ
レータ１と連通するトナー排出口１２に接続さ
れ、負圧状態となつている為、これと連通する外
側ガイド筒１６の内部空間１６ａ及び両ガイド筒
１６、１８の間の隙間１９も負圧にさらされ、外
側ガイド筒１６に沿つて上昇してきたトナー粉末
は、隙間１９の負圧によつて隙間１９内に、矢印
２４で示す如く引き込まれ、更に外側ガイド筒１
６内の空間１６ａ及び、内側ガイド筒１８内の空
間１８ａを通つてトナー排出口１２に至り、更に
搬送管１３及びトナー取入口８を経て、サイクロ
ンセパレータ１内に流入し、その内の一定粒度以
下の微粉のみが、微粉取出口２から系外に排出さ
れるものである。

上記のように、内側ガイド筒１８内の負圧を隙
間１９を介して外筒１５内の空間１５ａに作用さ
せるようにした理由は、空間１８ａ内の負圧はか
なり強力でこれを直接空間１５ａに接続すると、
この負圧によつてエアノズル２１による旋回気流
にトナー粉末が乗る前に、空間１８ａに吸い込ま
れてしまい、空間１５ａ内でのトナー粉末の旋回
運動、ひいては、球形化機能が行われなくなる為
で、その為僅少な面積に絞られた隙間１９を通る
時の流体抵抗により、外側ガイド筒１６の上端開
口部１７における負圧の程度を限定する必要があ
り、このような隙間１９における流体抵抗の大き
さを適切な量に調整することが重要で、その為、
上記隙間１９の縦方向の長さｌ及び、その厚さｄ
を適正に定める必要がある。

尚、上記エアノズル２１の個数は、第５図に示
した如く円周方向に２個設けることも又、第４図
に示した如く１個設けることも可能でであるが、
更に空間１５ａ内における旋回流の強化を図る為
に、第７図に示す如く多数のエアノズル２１ａ
を、外筒１５に沿つて配設する如くなしても良
い。

但し、図に示したような、エアノズル２１又
は、２１ａからの空気の流量が多くなると、隙間
１９を通つて空間１６ａ、１８ａへ流入する空気
量が増大し、この空気が総てサイクロンセパレー
タ１に流入すると、サイクロンセパレータ１にお
ける負圧の程度が弱まり、その分級機能が低下す
る虞れがある。その為、第７図に示す如く搬送管
１３に空気抜き装置２５を介在させ、搬送管１３
内の負圧の維持を図ることが望ましい。第６図に
は、第３図に示したようなトナー球形化装置９
に、空気抜き装置２５を接続した状態を示す。

底部２６に至つたトナー粉末を積極的に上昇さ
せる機構を設けけることが望ましく、第８図ａ及
びｂに示したようなものが考えられる。同図ａに
示したのは、モータ２７によつて回転される垂直
の軸２８の外周に、羽根２９を螺旋状に巻き付け
たもので、モータ２７によつて軸２８を矢印３０
の方向に回転させることにより、螺旋状の羽根２
９によつて、外筒１５の中心部に上向きの旋回気
流を発生させようとするものである。

又、同図ｂに示したものは、外筒１５の底部２
６にモータ２７によつて、垂直軸の周りに回転す
るプロペラ３１を取り付け、このプロペラ３１の
回転によつて上昇気流を発生させんとするもので
ある。

本発明は以上述べた如く、垂直に立設された円
筒状の外筒と、上記外筒に設けられたエアノズル
と、上記外筒内に垂直に設けられた外側ガイド筒
と、該外側ガイド筒の上端開口部に円筒状の隙間
を介して挿入された一端が負圧原と接続された内
側ガイド筒とを有し、上記外筒の側部より供給さ
れたトナー粉末にエアノズルから噴射された空気
流によつて旋回運動を与え、トナー粉末同志又は
外筒内面との衝突によりトナー粉末を球形化した
後、前記隙間及び内外ガイド筒内を経てトナー粉
末を外筒外に取り出す如くなしたことを特徴とす
るトナー球形化装置であるから、一定粒度以下に
粉砕されたトナー粉末を系外に取り出すに際し
て、トナーの球形化を促進することができ、画像
濃度を長期に維持することの出来るトナーを製造
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に係るトナー製造
方法の実施に直接使用することの出来る粉砕装
置、分級装置、トナー球形化装置を有するトナー
製造装置の一例を示す正面図及び側面図、第３図
は、上記トナー球形化装置の側面図、第４図及び
第５図は、第３図におけるＡ−Ａ矢視図、第６図
は、エアー抜き装置を接続したトナー球形化装置
の一例を示す側面図、第７図は、エアーノズルを
多数有するトナー球形化装置を示す側断面図、第
８図ａ及びｂは、それぞれトナー球形化装置にお
ける気流旋回装置の一例を示す側断面図である。 符号の説明、１……サイクロンセパレータ（分
級装置）、５……粉砕装置、９……球形化装置、
１５……外筒、１８……内側ガイド筒、１６……
外側ガイド筒、１９……隙間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直に立設された円筒状の外筒と、上記外筒
   に設けられたエアノズルと、上記外筒内に垂直に
   設けられた外側ガイド筒と、該外側ガイド筒の上
   端開口部に円筒状の隙間を介して挿入された一端
   が負圧原と接続された内側ガイド筒とを有し、上
   記外筒の側部より供給されたトナー粉末にエアノ
   ズルから噴射された空気流によつて旋回運動を与
   え、トナー粉末同志又は外筒内面との衝突により
   トナー粉末を球形化した後、前記隙間及び内外ガ
   イド筒内を経てトナー粉末を外筒外に取り出す如
   くなしたことを特徴とするトナー球形化装置。 ２ 前期エアノズルが外筒にその円周方向で且つ
   下方へ傾斜した状態で取り付けられている特許請
   求の範囲第１項に記載のトナー球形化装置。 ３ 上記外筒の底部を有底円錐状として形成した
   特許請求の範囲第１項に記載したトナー球形化装
   置。