JPS604731B2 - 粉砕粉球状化炉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉砕粉球状化炉装置、特に例えば静電記録装
置に用いるトナーの如き合成樹脂を成分に含む粉体の形
状を球状化する粉砕粉球状化炉装置に関し、上記粉体が
トナーである場合に該粉体の流動性を矢なわせることな
く、静電記録時における非所望なカブリ状態の発生を防
止し、解像度を向上すると共に、非所望なオフセット状
態の発生を防止するトナーを製造するようにした粉砕粉
球状化炉装置に関するものである。

本発明はそれに限られるものではないが、静電記録装置
や電子写真用装置に用いるトナ｝は、着色顔料（一般に
はカーボンブラック微粒子）や染料などの着色剤（場合
によってはその一部もしくは全部として磁性粒子を含む
こともある）を樹脂中に分散させた粉状体によって構成
される。

また必要に応じて上述の如き粉粒体の周面に更に上記カ
ーボン微粒子をいわばまぶした粉状体によって構成され
る。なお、トナー用樹脂としては、周知の如く合成樹脂
の外に天然樹脂を用いることもあり、また両者を併用す
ることもある。このような粉状体は、静電記録を行なう
に当って解像度を良好にするために出来るだけ４・さし
、径の球状体であることが望まれ、カーボン微粒子が遊
離状態で存在したりあるいは容易に遊離し易い形で存在
したりすることによって生ずる非所望なカブリ状態やオ
フセット状態の発生を防止するものであることが望まれ
る。

なお上記カブリ状態とはハードコピー上で画像の周辺に
非所望な形でカーボン微粒子が被着して画像にボケを生
ずる現象と考えてよく、また上記オフセット状態とは例
えば定着ロール上にカーボン微粒子が被着してハードコ
ピー上の白地をよごす現象と考えてよい。上述の如き好
ましいトナーを製造するに当っては、従来から、カーボ
ン微粒子などを合成樹脂中に均質に分散せしめて得た鷹
練物を例えば直径１０なし・し３０山程度の粉砕体に粉
砕した後に、いわゆる球状化炉装置によって略真円に近
くかつ直径のバラッキの小さい球状の粉体にすることが
行なわれている。即ち、上記粉砕体を例えば空気中に噂
霧状に分散せしめた状態で上記球状化炉中に送り込み、
該球状化炉中で合成樹脂を溶融または軟化状態にして表
面張力により球状化することが行なわれている。しかし
、上述の球状化炉の場合、上記粉砕粉を気体（例えば空
気）中に贋窮状に分散させて炉内に送り込むことなどの
ために炉内の温度が不均一になり易い。

このために製造されたトナーが必らずしも十分に球状に
ならないことがあり、またカーボン微粒子の周囲に合成
樹脂が十分に被着せず合成樹脂によりカーボン微粒子を
保持する保持力が十分でないことが生ずる。即ちこのた
め、静電記録時に上記非所望なカブリ状態やオフセット
状態が生じ易くなる。更に従来公知の炉の場合、炉壁特
に炉の天井部分にトナーが被着し増殖してゆき収率が劣
るという欠点があった。本発明は上記の点を解決するこ
とを目的としており、以下図面を参照しつつ説明する。

第１図は従釆公知の球状化炉装置の一例を示し、第２図
は本発明の球状化炉装置の一実施例、第３図Ａは本発明
に用いる一実施例熱風供給装置の平面図、第３図Ｂは第
３図Ａ図示のＸ−Ｘ′線による断面図を示す。

第１図において、１は球状化炉、２は球状化炉の加熱部
、３は球状化炉の冷却部、４は噴霧状に分散された粉砕
粉、５は球状化された粉体、６は加熱ヒータであって例
えば赤外線パネル・ヒータで構成されるもの、７は粉体
搬送装置、８はブロワ、９はホッパであって粉砕粉を供
給するもの、１０は贋霧化装置であって粉砕粉を例えば
空気流によって吹き飛ばし該空気流中に噂霧状に分散し
て加熱部２に送り込むもの、１１，１２は夫々熱電対で
あって上記加熱ヒータの発熱を制御するもの、１３は冷
却水環流ダク‐ト、１４は吸気口、１５はサイクロン、
１６は台車付き回収容器を表わしている。

トナー製造の場合、上述の如くカーボン微粒子などを例
えば溶融合成樹脂中に均等に分散せしめて固化した混練
物を粉砕し、該粉砕された粉砕粉がホツパ９に供聯合さ
れる。

該粉砕粉の形状は粉砕時のままの一般に非球形形状を保
っており、通常直径に換算して１０ｒないし３０ｒ程度
の大きさをもつている。ホッパ９に供給された粉砕粉は
、上述の如く贋霧化装置１０によって噴霧化され、１つ
１つの粉粒が互に空気中に分散された形で加熱部２に送
り込まれる。

該送り込み時に用いられる空気流は例えば２気圧、４で
／時程度のものと考えてよい。上述の如く頃霧状の形で
送り込まれた粉砕粉４は加熱部２において例えば１００
ｏｏなし、し２００ｑＣ程度に加熱され、該粉砕粉４に
含まれる合成樹脂が溶融あるいは軟化し、表面張力によ
って自ら球状となる。上記加熱部２内の温度は、熱電対
１１，１２によって検出され、加熱ヒータ６に対する通
電を制御することによって制御される。球状化炉１は図
示の如く上半の加熱部２と下半の冷却部３とに区分され
る。

そして冷却部３において、上述の如く球状化した粉砕体
の温度が低下し、カーボン微粒子が合成樹脂によって補
捉された形の球状粉体５となる。該粉体５は、粉体搬送
装置７を介して更にブロワ８によってサイクロン１５側
に給送され、サイクロン１５において、空気と分離され
て回収容器１６内に回収される。従来公知の球状化炉装
置は上述の如く構成され、粉砕体を球状化してゆく。し
かし、上述の如く噴霧状態にされた粉砕粉が送り込まれ
ることや、炉内においては出来るだけ乱流を起すことの
ないように配慮されることもあって、炉内の温度は、図
中に位置・温度Ｔ曲線を書込んだように、炉の中央部の
温度が周壁に〈らべて低くなる。即ち、該低温度城を落
下してゆく粉砕粉において、合成樹脂の溶融あるいは軟
化が十分でなく、合成樹脂によるカーボン微粒子の補捉
が十分でないことが生ずる。このため、このようなトナ
ーを用いて静電記録を行なうとき、カーボン微粒子が遊
離して非所望なカブリを生じたり、或るし、は定着ロー
ルなどに被着してオフセットを生ずる原因となる。また
十分に球状化されず、製造されたトナーの外径のバラッ
キが大きく解像度が劣ることが生ずる。第２図は上記の
点を解決した本発明の一実施例を示し、図中の符号１，
２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，
１３，１４は第１図に対応し、１７は贋霧化装置の炉内
に開口する関口部、１８は本発明によりもうけられる熱
風供給装置、１９は熱風発生器、２０は例えば水袷によ
り冷却３れる冷却板、２１は外気遮断板、２２は熱風層
流を表わしている。

なお、第２図において、ブロヮ８以降の構成は第１図と
対応するものであり図示を省略されている。第３図は本
発明に用いる上記熱風供Ｖ給装置１８の一実施例構成を
示している。

該熱風供給装置１８は、中央部に上述の閉口部１７が貫
通する貫通口２３をそなえた中空平板環２４を有し、中
空平板環２４内部には上記熱風発生器１９からの熱風が
ダクト２５を介して送り込まれる。また上記中空平板環
２４において、上述の加熱部２に露出する熱風流出面２
６には、該面に略均一に分散された状態で穿たれた複数
の開孔２７をそなえている。 ‐第３図に具体的に
図示した如き熱風供給装置１８は第１図に示す如く炉１
の例えば天井部にもうけられ、該熱風供給装置１８は上
述の関口部１７を包囲するように配置されている。

該熱風供給層１８から例えば１００ｑ○ないし２００ｏ
ｏの熱風が例えば４ないし１０〆／ｍｉｎの量をもって
加熱部２内に層流の形で供給される。この状態で頃霧化
装置１０の閉口部ＩＴから噂霧化された粉砕粉が、第１
図に関連して説明した如く、加熱部２内に送り、まれ、
加熱され、球状化されてゆく。そして、、却部３におい
で冷却された球状粉体５がブロワ８を介してサイクロン
（第１図図示）に給送される過程は第１図図示の場合と
全く同一であると老・てよい。本発明の場合、上述の如
く熱風供給装置１８力ら熱風が層流の形で加熱部２内に
送り込まれか加熱ヒータ６によって加熱されることから
、加…部２内の温度は図中に位置・温度Ｔ曲線Ａとし表
わした如く炉内の中央部と周壁部とで略均一イされるこ
とになる。

加熱部２内の最高温度域と最低温度城の差を５℃程度に
抑えることが可能となる。なお、発明者の実験によれば
、熱風のみを送り込み加熱ヒータ６を非作動状態におい
た場合、炉内の温度は周壁近傍において低下し図示位置
・温度Ｔ曲線Ｂの如き煩向を示し、製造されたトナーは
第１図図示の場合と同様に合成樹脂によるカーボン徴粉
の捕捉力が十分でないことが生じた。また、従来加熱部
２の天井近傍を加熱すると、上述の如く合成樹脂成分が
溶融状態となった粉砕粉が、加熱された天井に被着する
ことが生ずる。しかし、本発明の場合、熱風層流２２に
よって、加熱部２内に強制流をつくっているために、熱
風供Ｖ給装置１８における熱風流出面２６などに粉砕粉
が非所望に被着することがない。更に上記強制流のため
に、加熱ヒータ６の内壁に粉砕粉が非所望に被着するこ
とが殆んどなくなり、回収率が向上する。以上説明した
如く、本発明によれば、加熱部２内の温度分布が均一に
なると共に、熱風層流による強制流のために粉砕粉が非
所望に炉内に被着することがなくなった。

これに伴ない、例えばトナー製造に当って、略完全に球
状化され、合成樹脂によるカーボン微粒子に対する保持
が効果的に行なわれ、静電記録時における非所望なカプ
リやオフセット発生を防止できる。更に上記トナー製造
の場合、球状に成形した上述の如き球状体の表面に、更
にカーボン微粒子をまぶした状態の改善されたトナーを
製造することがあるが、このような改善されたトナーを
製造する場合には、次の如くすれば足りる。即ち、上述
の如く球状に形成されたトナ−を僅かに加熱した状態で
更にカーボン微粒子を表面に附着させ、このようにした
粉体（又は粉砕粉）を上述のホッパ９に供給し、再び球
状化炉１によって球状化する。このようにした場合、上
述の表面に附着されたカーボン微粒子が溶融または軟化
した合成樹脂に植え込まれた形となり、所望のトナーを
得ることができる。なお、上述のトナーの如き粉体を製
造する場合、粉体の形状が正しく球形であることが粉体
の流動性に大きく影響を及ぼし、更にトナーの表面にカ
ーボン微粒子の頭部が現われていることが上記流動性に
影響を与える。

本発明の場合、合成樹脂が溶融または軟化せしめる温度
を、炉内全体にわたって略厳密に管理することは可能と
なる。このため、流動性を失なわせることなく球状化す
ることが可能となり、取扱い上も便利な粉体を製造する
ことができる。なお上記説明において主としてトナーを
対象として説明したが、本発明はこれに限られることな
く例えば粉体状に成形した接着剤粒子を製造するなどの
場合にも同様に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の球状化炉装置の一例を示し、第２図
は本発明の球状化炉装置の一実施例、第３図Ａは本発明
に用いる熱風供給装置の平面図、第３図Ｂは第３図Ａ図
示の×−Ｘ線による断面図を示す。 図中、１は球状化炉、２は球状化炉の加熱部、３は球状
化炉の冷却部、４は蹟霧状に分散された粉砕粉、５は球
状化された粉体、６は加熱ヒータ、７は粉体搬送装置、
８はブロワ、９はホッパ、１０‘ま噴霧化装置、１８は
熱風供給装置、１９は熱風発生器、２２は熱風層流、２
６は熱風流出面、２７は開孔を表わす。 才’凶 ナＺ凶 才３雌

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空筒状の球状化炉、該球状化炉の上部位置にもう
   けられかつ合成樹脂を成分中に含む粉砕粉を気体中に噴
   霧状態に分散せしめて上記球状化炉内に上記気体と共に
   供給する噴霧化装置、上記球状化炉の上部位置の壁面に
   もうけられる加熱ヒータを有する球状化炉加熱部、上記
   球状化炉の下部位置に位置する球状化炉冷却部、および
   該冷却部に位置される粉状体搬送装置を有する粉砕粉球
   状化炉装置において、上記噴霧化装置の上記炉内に開口
   する開口部に対応した位置に熱風供給装置をもうけ、該
   熱風供給装置は上記加熱部に対して層流状態で熱風を供
   給すると共に、上記加熱ヒータは上記加熱部の壁面から
   加熱部内部を加熱するようにしたことを特徴とする粉砕
   粉球状化炉装置。 ２ 上記熱風供給装置は、上記球状化炉の上端に配置さ
   れると共に該球状化炉の上端に対峙する熱風流出面をも
   ち、該熱風流出面は、該面に略均一に分散された複数の
   開孔を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の粉砕粉球状化炉装置。 ３ 上記粉砕粉は、少なくとも顔料または染料を合成樹
   脂によって固化した混練物を粉砕して得られた粉砕粉で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の粉砕粉球状化炉装置。