JPH09299885A

JPH09299885A - トナー製造用気流式分級装置

Info

Publication number: JPH09299885A
Application number: JP13971896A
Authority: JP
Inventors: Youko Goka; 洋子五箇; Hitoshi Kanda; 仁志神田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】装置内で粉体原料の融着や部材の摩耗を有効
に防止することによって、装置内での分級点の変動を抑
制し、安定的な分級を可能とし、長時間稼働しても分級
装置内に付着物が発生することがなく、長時間にわたり
精度のよい分級が可能な静電荷像現像用トナーを製造す
る為の気流式分級装置の提供。【解決手段】複数の粒子径の異なる粒体群に分級させ
る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、原料供給管、分級エッジ
及び入気エッジの少なくとも一部が、プラスチック系ポ
リベンゾイミダゾールを主成分とする樹脂成形品、或い
はプラスチック系ポリベンゾイミダゾールを主成分とす
る樹脂で表面がコーティングされた部材によって構成さ
れていることを特徴とする気流式分級装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コアンダ効果を利
用し、静電荷像現像用トナーを製造する際に用いられる
気流式分級装置に関する。更に詳しくは、本発明は、重
量平均粒子径２０μｍ以下の粒子を５０個数％以上含有
する粉体原料を効率よく分級する気流式分級装置に関
し、特に、重量平均粒子径が８μｍ以下の粉体原料を効
率よく分級し得る、粉体を気流に乗せて運ぶと共に、コ
アンダ効果、前記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
に分級し、静電荷像現像用トナーを効率よく製造する為
の気流式分級装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法による画像形成に用いられる
トナー又は着色樹脂粉体には、通常、結着樹脂及び着色
剤又は磁性粉が少なくとも含有されている。この様なト
ナーによって、潜像担持体上に形成された静電荷像を現
像してトナー画像とし、次に、該画像を普通紙、又はプ
ラスチックフィルムの如き被転写材へと転写し、更に、
得られた転写画像を、加熱定着手段、加圧ローラ定着手
段、又は加熱加圧ローラ定着手段の如き定着装置によっ
て定着して画像が形成される。従って、トナーを形成す
る結着樹脂としては、熱及び／又は圧力が付加されると
塑性変形する特性を有する樹脂が使用される。又、上記
の様な画像形成に用いられるトナー或いはトナー用着色
樹脂粉体は、現在、主に、結着樹脂と、着色剤又は磁性
粉とを少なくとも含有する混合物（必要により、更に第
３成分を含有する）を溶融混練し、該溶融混練物を冷却
し冷却物とし、得られた冷却物を粉砕し、更に粉砕物を
分級することによって製造される。

【０００３】一方、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、Loffier F. and K. Maly：Symposi
um on Powder Technology D-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、Okuda S.and Yasukuni J.：Proc. Inter. Symposi
um on Powder Technology'81,771(1981)で例示される分
級機が提案されている。

【０００４】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を示す。この気流式分級装置
は、粉体原料を、分級装置内の分級域に開口されている
開口部を有する原料供給管１１６から高速で気流と共に
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１３２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
度の交叉する気流を導入することによって、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
粗粉体と微粉体とに分離し、先端の細くなった分級エッ
ジ１１７及び１１８により、粗粉体と微粉体との分級、
若しくは粗粉体と中粉体と微粉体との分級を行ってい
る。この時、分級エッジ１１７及び１１８と入気エッジ
１１９の先端位置を調節し、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り、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。更に、粉体原料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、それに応
じて気流が所定流量になる様に制御していた。

【０００５】しかしながら、近年、静電荷像現像用トナ
ーのニーズとしては、省エネルギーという観点から、よ
り低い温度で結着樹脂を溶融させることが近年特に要求
されている為、溶融温度の低い結着樹脂を使用したもの
が使用されてきている。この様な樹脂が含有された粉体
原料を、上記した様な気流分級装置に導入して分級を行
う場合、原料供給管１１６や分級エッジ１１７及び１１
８や入気エッジ１１９で生じる微小の摩擦熱や衝突熱に
よって、これらの部分に融着物や付着物を生じることに
なる。そして、連続運転時に、これらの付着と剥離が繰
り返されると、分級品の中に粗粒子となって混入し、精
度のよい分級品が得られない場合が生じ、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場合
があった。又、分級精度も低下する等の改善すべき問題
も生じる。

【０００６】特に、分級する際にトナー製造用の粉体材
料が激しく接触する箇所である原料供給管１１６、分級
エッジ１１７及び１１８、そして入気エッジ１１９にお
いて、トナー融着の現象が起こり易い。その様な場合、
通常、原料供給管１１６及び分級エッジ１１７及び１１
８の材質を滑り性のよいもの、例えば、フッ素樹脂製に
する、或いはフッ素樹脂を表面にコーティングする等が
検討されてきた。しかし、トナー製造用の粉体材料には
磁性粉が含まれる場合もあり、かかる場合には摩耗とい
う問題が生じ、フッ素樹脂製の部材、或いはフッ素樹脂
を表面にコーティングした部材では耐摩耗性に劣る為、
使用することが出来なかった。特に、複写機やプリンタ
ー等に用いられる静電荷像現像用トナーを製造する為の
分級の際に、かかる問題が顕著であった。そこで、耐融
着性や耐摩耗性の両方を満足し得る分級装置の開発が望
まれている。

【０００７】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る。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
ている。

【０００８】又、近年、例えば、複写機の省エネルギー
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。

【０００９】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
進んで来ている。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。

【００１０】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、微粉体、特にトナー如き樹脂微粉体を
安定的、且つ効率的に分級する静電荷像現像用トナーを
製造する為の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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記した各種の問題点が解決された静電荷像現像用
トナーを製造し得る気流式分級装置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粉体を効率よく生成し得る
静電荷像現像用トナーを製造する気流式分級装置、特
に、装置内で粉体原料の融着や部材の摩耗を有効に防止
することによって、装置内での分級点の変動を抑制し、
安定的な分級を可能とする静電荷像現像用トナーを製造
する為の気流式分級装置を提供することにある。

【００１２】更に、本発明の他の目的は、長時間稼働し
ても分級装置内に付着物が発生することのない静電荷像
現像用トナーを製造する為の気流式分級装置を提供する
ことにある。又、本発明の目的は、重量平均粒子径が１
０μｍ以下のトナー製造用の粉体原料から、特に、重量
平均粒子径が８μｍ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静電荷像現像用トナーを効
率よく得ることが出来る気流式分級装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成される。即ち、本発明は、トナー製造用粉
体原料を気流によって分級する為の気流式分級装置であ
って、少なくともコアンダブロック、個壁ブロック及び
複数の分級エッジにより形成された分級域が設けられて
おり、該分級域に分級装置内に開口部を有する原料供給
管中を流動する気流によって粉体原料を噴出させ、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複数の粒子径の異
なる粒体群に分級させる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、原
料供給管、分級エッジ及び入気エッジの少なくとも一部
がプラスチック系ポリベンゾイミダゾールを主成分とす
る樹脂成形品、又はプラスチック系ポリベンゾイミダゾ
ールを主成分とする樹脂で表面がコーティングされた部
材によって構成されていることを特徴とする気流式分級
装置。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のトナー製造用気
流式分級装置を添付図面に基づいて詳細に説明する。図
１に、本発明の気流式分級装置の一例として、３分割の
場合の分級装置の断面図を示し、図２に、その斜視図を
示す。これらの図からわかる様に、本発明のトナー製造
用気流式分級装置は、基本的な構成は、先に説明した従
来のものと同様である。

【００１５】図１及び図２において、側壁は、２２、２
３及び２４で示される形状を有し、下部壁は２５で示さ
れる形状を有し、側壁２３と下部壁２５にはそれぞれナ
イフエッジ型の分級エッジ１７及び１８を具備してお
り、この分級エッジ１７及び１８よって分級室３２の分
級ゾーンは３分画されている。側壁２２の下の部分に
は、分級室３２に開口部を有する原料供給管１６が設け
られており、該原料供給管１６の下部には、底部接線の
延長方向に対して下方に折り曲げて長楕円弧を描いたコ
アンダブロック２６が設置されている。分級室３２の上
部にある上部ブロック２７には、分級室３２の下部方向
に向けてナイフエッジ型の入気エッジ１９が具備され、
更に分級室３２の上部には、分級室に開口する入気管１
４及び１５を設けられている。又、入気口１４及び１５
には、ダンパーの如き第１及び第２の気体導入調節手段
２０及び２１と静圧計２８及び２９が設けられている。
分級エッジ１７及び１８の位置は、被分級処理原料であ
る粉体原料の種類により、又、所望する粒子径により、
夫々のエッジの軸１７ａ及び１８ａを回動させることに
よって適宜に調節される。

【００１６】分級室３２の底面には、夫々の分画域に対
応させて、分級室３２内に開口した排出口１１、１２及
び１３が設けられている。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おり、これらの
連通手段には、夫々にバルブ手段の如き開閉手段を設け
てもよい。原料供給管１６は、直管筒部３６と角錐筒部
３５から成っており、直管筒部３６の内径と角錐筒部３
５の最も狭い箇所の内径との比を２０：１〜１：１、好
ましくは１０：１〜２：１に設定すると、良好な導入速
度が得られる。これらの形状及び設置方法は処理される
粉体原料の性状により決定すればよく、限定されるもの
ではない。上記の様な本発明の気流式分級装置は、トナ
ー製造用の粉体原料を分級する場合においては、粉体原
料の重量粒子径は１０μｍ以下の場合に効果的であり、
特に、８μｍ以下の場合に一層効果的である。

【００１７】又、粉体原料を気流と共に原料供給管１６
へと投入する手段としては、０．１〜３ｋｇ／ｃｍ²の
圧を加えて送る方法、分級ゾーンの下流側にある送風機
を大型化し分級ゾーンの負圧をより大きくすることで外
気と粉体原料とを自然に吸引する方法、或いは、粉体原
料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を経て分級室３２へ送る方法、等がある。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、分
級室３２の負圧を大きくして外気と粉体原料とを自然に
吸引する方法、及びインジェクションフィーダーによる
方法が、装置面や運転条件にも特に好ましい影響が出て
くる為、好ましい。

【００１８】以上の様な構成を有する気流式分級装置の
多分割分級域での分級操作は、例えば次の様にして行
う。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３２内を減圧にし、この減圧によって生
じる分級室３２内に開口している原料供給管１６内を流
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３
２内に供給する。次に、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
流入する空気の如き気体の作用とにより湾曲線３０を描
いて移動し、夫々粒子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分画に、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との間の第
２分画に、小さい粒子（規格粒子径以下の粒子）は分級
エッジ１７の右側の第３分画に夫々分割され、大きい粒
子は排出口１１より、中間の大きさの粒子は排出口１２
より、そして小さい粒子は排出口１３よりそれぞれ排出
される。

【００１９】本例による粉体原料の分級において、分級
点は、粉体が分級室３２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、入気エッジ１９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等によっても
影響を受ける。

【００２０】本発明の気流式分級装置において、分級室
３２内に粉体原料が導入されると、粉体中の粒子の大き
さに応じて分散して粒子流が形成されるので、その流線
に沿って粗粒子からなる粗粉体群と、規格内粒子径の粒
子からなる中粉体群とを分画する分級エッジ１８の位置
を変更すれば、所定の分級点に設定することが出来る。
即ち、分級エッジ１７及び１８を移動させることによっ
て、分級エッジ１７及び１８の向きをコアンダブロック
２６に沿って飛翔する粒子群の流れ方向に合わせれば、
精度のよい分級が可能となる。

【００２１】図４に、図１の気流式分級装置の分級域部
の拡大図を示し、以下、これについて説明する。例え
ば、原料供給管１６の先端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と夫々のエッジの先端とを結んだ場合、
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ａ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ｂ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、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
ｃも、同様に入気エッジ１９先端を軸１９ａを中心とし
て回動させることにより調節可能である。これらの結
果、分級室３２の分級域の形状を任意に変化させて分級
点を容易に調整することによって、精度のよい分級が可
能となる。

【００２２】しかしながら、上記の様な分級域を有する
分級装置内では粉体原料は高速で移動する為、粉体原料
が接する面において、瞬間的に高熱になり、トナー融着
という問題が発生する。特に、トナー粒子が流動してい
く軌跡上にある原料供給管１６の壁面、分級エッジ１７
及び１８の壁面部分、更には入気エッジ１９の壁面部分
においては、その問題が一層顕著である。

【００２３】そこで、本発明のトナー製造用気流式分級
装置においては、これらの壁面へのトナー融着の問題を
解決する為、特に原料供給管１６の内壁面、分級エッジ
１７及び１８、更に入気エッジ１９の外壁面を、プラス
チック系ポリベンゾイミダゾールを主成分とする樹脂で
構成し、上記問題の解決を図る。即ち、これらの部材
を、プラスチック系ポリベンゾイミダゾールを主成分と
する樹脂成形品で構成するか、若しくはプラスチック系
ポリベンゾイミダゾールを主成分とする樹脂を表面にコ
ーティングした部材で構成することにより、上記問題点
が解決される。即ち、この様な構成を採ることにより、
原料供給管１６の内面、分級エッジ１７及び１８や入気
エッジ１９の表面において、優れた摺動特性が得られ、
流動する粒子の滑り性がよくなり、且つ耐摩耗性をも満
足することが出来る。特に、トナー用の粉体原料を製造
する場合において、これらの部材の壁面におけるトナー
融着物の発生が抑えられ、且つ装置を構成する部材の摩
耗をも低減させることが出来る。

【００２４】本発明においては、原料供給管１６、分級
エッジ１７及び１８、更に入気エッジ１９の構成部材と
して、プラスチック系ポリベンゾイミダゾール樹脂を主
成分とする樹脂成形品を用いてもよいし、又、金属材料
等の表面にプラスチック系ポリベンゾイミダゾール樹脂
を主成分とする樹脂をコーティングした部材を用いても
よい。これは、使用する状況に応じて、適宜選択すれば
よい。

【００２５】又、上記のプラスチック系ポリベンゾイミ
ダゾール樹脂を主成分とする樹脂としては、該樹脂を単
独で用いてもよいが、例えば、使用するトナー製造用の
粉体原料の材料特性等に応じて、適宜、その他の材料を
プラスチック系ポリベンゾイミダゾール樹脂にブレンド
して用いてもよい。尚、本発明で使用するポリベンゾイ
ミダゾール樹脂は、ベンゾイミダゾール環を有する耐熱
性高分子の総称であって、例えば、ポリ−ｐ−フェニレ
ンベンゾイミダゾールやポリアルキレンベンゾイミダゾ
ールがある。又、上記した部材にプラスチック系ポリベ
ンゾイミダゾール樹脂を主成分とする樹脂をコーティン
グする方法としては種々の方法があるが、例えば、樹脂
を適当な溶剤に溶解せしめ部材表面に塗布する方法や、
樹脂を部材表面に直接熱溶融接着する、或いはプラスチ
ック系樹脂含有テープを部材の該当部分に添付する等の
公知の方法を用いればよい。

【００２６】更に、本発明においては、排出口１１、１
２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
精度が得られ、製品の収率の低下を防止することができ
るだけでなく、同じ粉塵濃度の場合に、より良好な分級
精度で、且つ製品の収率を向上させることが可能とな
る。

【００２７】本発明の気流式分級装置は、上記の構成の
他、その形状や構成材料、或いはこれを用いる装置シス
テム等によって何ら限定されるものではなく、処理され
る粉体原料の性状により適宜に決定すればよい。又、本
発明の気流式分級装置は、特に、トナー製造用の粉体原
料を分級する場合において、粉体原料の重量粒子径が１
０μｍ以下の場合に効果的であり、更に、粉体原料の重
量粒子径が８μｍ以下の場合に一層効果的である。

【００２８】本発明の気流式分級装置は、通常、相互の
機器をパイプの如き連通手段で連結して一体装置システ
ムとして使用する。そうした一体装置システムの好まし
い例を図３に示す。図３に示す一体装置システムは、本
発明の気流式分級装置の一例である３分割分級装置１
（図１及び２に示されるもの。詳細は既に説明の通りで
ある。）、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を適当な連通手段で連結してなるも
のである。

【００２９】この一体装置システムにおいて、先ず粉体
原料は、適宜の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を介して原料供給管１６により
３分割分級装置１内へと導入される。このとき、粉体原
料は、５０〜３００ｍ／秒程度の流速で３分割分級装置
１内に導入される。３分割分級装置１の分級室３２の大
きさは、通常［１０〜５０ｃｍ］×［１０〜５０ｃｍ］
程度とされているので、粉体原料が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割され
る。例えば、図３に示した例では、３分割分級装置１に
よって、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）に夫々分割される。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で粗
粉体として回収される。中間の大きさの粒子は排出口１
２を介して系外に排出され、捕集サイクロン５で製品
（トナー）に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で微粉
体として回収される。上記で説明した例では、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３２に吸引導入する為の吸引減圧手段として
の働きをしている。

【００３０】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着色樹脂粉体
を分級する場合に有効に用いられる。特に、低融点、低
軟化点、或いは低ガラス転移点を有する結着樹脂からな
るトナー組成物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トナー製造用の粉体原料を従来の
分級装置にて分級すると、分級エッジ先端に融着物が発
生し易く、融着物の発生によって分級点が適切な範囲か
ら外れる傾向にある。この場合に、吸引減圧による流量
調節を行ったとしても要求される粉体の粒度分布は得ら
れにくく、分級効率が大幅に低下することが生じる。
又、分級した粉体の中に融着物が混入し、品質のよい製
品が得られなくなるという問題もあり、従来の分級装置
では、品質が一定の製品を得る為に、長時間安定的に稼
動させることは難しかった。

【００３１】これに対し、本発明の気流式分級装置を用
いることによって、分級エッジ先端及び近傍での融着が
防止又は抑制される為、分級収率が良好になり、且つ高
精度な分級が出来る。又、本発明の気流式分級装置は、
分級装置内に融着物や付着物が殆ど発生しない為、長時
間の稼動が可能となり、分級処理を長時間にわたり安定
的に行うことが出来る。

【００３２】例えば、本発明の気流式分級装置を用いて
粉体原料を分級すれば、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ることが出来、従来に比べ効率よく
分級を行うことが可能となる。特に、本発明の気流式分
級装置を用いれば、重量平均粒子径が８μｍ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
ナーを得ることが出来る。この為、ジェット・ミルによ
り粉砕する粉体原料の処理量を多くしようとする場合
や、粒子径の小さな粉砕品を得ようとする場合には著し
い効果が期待できる。

【００３３】

【実施例】次に、本発明の実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。実際にトナー製造用の粉体原料を用い
て、製品（トナー）を得た具体例を示す。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＝３５万) １００重量部・磁性酸化鉄（平均粒径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、三井三池化工業（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以下に粗粉砕し、１ｍｍス
クリーン通過品を衝突式気流粉砕機ジェット・ミルで微
粉砕し、粉体原料とした。

【００３４】上記の様にして得られたトナー原料を、図
３に示す装置システムで下記の様にして分級を行った。
先ず、上記で得られた粉体原料を定量供給機２を介し
て、振動フィーダー３及び原料供給管１６を介して、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１に示す３分割分級装置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。本実施例においては、原料供給管１６、分級
エッジ１７及び１８、更に入気エッジ１９の部材に、プ
ラスチック系ポリベンゾイミダゾール樹脂成形品が用い
られた装置を使用した。

【００３５】上記の構成の装置システムを使用して１ケ
月間連続運転を行った後、気流式分級装置を分解して原
料供給管１６、分級エッジ１７及び１８、更に入気エッ
ジ１９の状態を観察したところ、部材の摩耗及び部材へ
の融着現象は全く見られなかった。又、１ケ月間の連続
運転中に得られた分級品の粒度は安定していた。

【００３６】比較例１実施例１と同じトナー製造用の粉体原料を用いて、図７
に示す従来の一体装置システムで分級を行った。即ち、
粉体原料を、定量供給機１０２、振動フィーダー１０３
及び原料供給管１１６を介して導入し、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に示した３分割分級装置１０１に導入した。導
入に際しては、実施例１と同様に、排出口１１１、１１
２及び１１３に連通している捕集サイクロン１０４、１
０５及び１０６の吸引による系内の減圧から派生する吸
引力と、原料供給管１１６に取付けたインクジェクショ
ンフィーダー１３１からの圧縮空気を利用した。比較例
においては、原料供給管１１６、分級エッジ１１７及び
１１８、更に入気エッジ１１９の部材としてフッ素樹脂
成形品を使用した。

【００３７】実施例１と同様に、原料粉体を３つの粒子
群に分級する為、連続運転を行ったところ、２日後に分
級品の粒度が非常に粗くなった。そこで、気流式分級装
置１０１を分解し、原料供給管１１６の内面、分級エッ
ジ１１７及び１１８、更に入気エッジ１１９表面の状態
を観察したところ、原料供給管１１６の内壁面及び入気
エッジ１１９の先端部には融着は殆ど見られなかった
が、分級エッジ１１７及び１１８の表面に融着物がこび
りついていた。この為、運転を続けるには分級エッジ１
１７及び１１８の両部材を交換せざるを得なかった。

【００３８】比較例２実施例１で用いたと同じトナー製造用の粉体原料を用い
て、図７に示す従来の一体装置システムを使用して分級
を行った。本実施例では、３分割分級機の原料供給管１
１６、分級エッジ１１７及び１１８、更に入気エッジ１
１９の構成部材がＳＵＳ３０４で形成されているものを
使用した。実施例１と同様に、連続運転を行ったとこ
ろ、２日後に得られた分級品の粒度に異常が見られた
為、運転を取り止め、気流式分級装置１０１を分解して
原料供給管１１６、分級エッジ１１７及び１１８、そし
て入気エッジ１１９の状態を目視により観察した。この
結果、分級エッジ１１７及び１１８表面、更に入気エッ
ジ１１９表面に、トナーの融着物が層になってこびりつ
いており、原料供給管１１６内はかなり摩耗していた。
その為、これ以上の運転を続けることは不可能であっ
た。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の静電荷像用
トナーの製造用気流式分級装置によれば、原料供給管、
分級エッジ及び入気エッジの材質を適宜に特定のものに
することによって、分級装置内へのトナー成分の融着が
軽減され、且つ、装置内の部材の摩耗が防止される為、
様々な粉体原料の比重及び分級気流条件に応じて正確な
分級点が得られ、シャープな粒度分布のトナーが高い分
級収率で得られ、且つ連続して安定したトナー製品の生
産を行うことが可能となる。更には、分級機内の原料供
給管、分級エッジ及び入気エッジに融着物が発生せず、
又、装置内の摩耗も防止できる。この結果、これらの交
換頻度を減らすことが出来、本発明によればコストダウ
ンも可能となる。又、本発明の気流式分級装置が用いら
れているトナー製造装置システムにより、従来の装置に
比べ、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所定の粒度を有
する優れた静電荷像現像用トナーが得られる。

【００４０】特に、本発明の気流式分級装置によれば、
重量平均粒子径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効率よく得
ることが可能であり、更には、重量平均粒子径が８μｍ
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
を有するトナーを効率よく得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気流式分級装置の一例を表す断面図で
ある。

【図２】図１の気流式分級装置の側面図及び斜視図であ
る。

【図３】図１に示す気流式分級装置を用いた装置システ
ムを表す図である。

【図４】図１の気流式分級装置の分級域部の拡大図であ
る。

【図５】従来の気流式分級装置の一例を表す断面図であ
る。

【図６】図５の気流式分級装置の側面図及び斜視図であ
る。

【図７】図５に示す気流式分級装置を用いた装置システ
ムを表す図である。

【符号の説明】

１、１０１：気流式３分割分級装置２：定量供給機３：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１６ａ：原料供給管の開口部１７、１１７：中粉体群と微粉体群とを分画する分級エ
ッジ１８、１１８：粗粉体群と中粉体群とを分画する分級エ
ッジ１７ａ：分級エッジ１７の軸１８ａ：分級エッジ１８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、１２２：入気側側壁２３、２４、１２３、１２４：側壁２５、１２５：下部壁２６、１２６：コアンダブロック２７、１２７：上部壁２８、２９、１２８、１２９：静圧計３０：粒子飛散軌跡（湾曲線）３１、１３１：インジェクションフィーダー３２、１３２：分級室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー製造用粉体原料を気流によって分
級する為の気流式分級装置であって、少なくともコアン
ダブロック、個壁ブロック及び複数の分級エッジにより
形成された分級域が設けられており、該分級域に分級装
置内に開口部を有する原料供給管中を流動する気流によ
って粉体原料を噴出させ、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
心力によって複数の粒子径の異なる粒体群に分級させる
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、原料供給管、分級エッジ及
び入気エッジの少なくとも一部がプラスチック系ポリベ
ンゾイミダゾールを主成分とする樹脂成形品、又はプラ
スチック系ポリベンゾイミダゾールを主成分とする樹脂
で表面がコーティングされた部材によって構成されてい
ることを特徴とする気流式分級装置。