(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流を用いて粉末原料を分散させて所定の大きさの粒子別に分級する気流分級装置において、
粉末原料の粒子が流動する部材の表面に、クロムカーバイト合金又はタングステンカーバイト合金からなる超硬粉末の溶射による皮膜を形成し、形成した皮膜を鏡面研磨したことを特徴とする気流分級装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電子写真方式の画像形成装置に使用する現像用トナー等の微粉体を所定の粒度を有する粒子に分級する気流式分級装置、特に分級効率の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式で画像を形成するときの現像に使用するトナーや着色樹脂粉体には、通常、結着樹脂と着色剤又は磁性粉が少なくとも含有されている。結着樹脂としては熱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ている。このトナーや着色樹脂粉体を製造するときは、結着樹脂と着色剤又は磁性粉を含有する混合物を溶融混練し、溶融混練した混練物を冷却してから粉砕し、粉砕した粉体を所定の粒度を有する粒子に分級している。このように粉体を分級するために各種の気流式分級装置が使用されている。この気流式分級装置には回転翼を用いる分級装置と可動部分を有しない分級装置がある。可動部分のない分級装置は固定壁遠心式分級装置と例えば特開平９−２９９８８５号公報や特開平１０−２０２１９２号公報に示すような慣性力を利用した気流分級装置がある。
【０００３】
慣性力を利用した気流式分級装置は、図２の断面図に示すように、原料供給管１から粉体原料を高速で気流と共に分級室２へ噴出させ、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。すなわち、排出口６と排出口７及び排出口８の少なくとも１つを介して分級室２内を減圧し、減圧した分級室２に原料供給管２１から粉体原料を高速で気流と共に噴出させ、同時に入気管９，１０から原料供給管１から噴出する気流と角度が交差する気流を導入する。原料供給管１から噴出させた粉体原料はコアンダブロック３の作用によるコアンダ効果とその際に入気管９，１０から流入する気流の作用により湾曲線１２のように移動し、粗粉体を分級エッジ２２の外側にある排出口６に排出し、中粉体を分級エッジ２２と分級エッジ２３の間の排出口７に排出し、微粉体を分級エッジ２３の内側の排出口８に排出する。この粉体原料を分級するとき、分級エッジ２２，２３と入気エッジ２４の先端位置を調節し、それに応じて分級のための気流の流量を調整することにより、粗粉体と中粉体及び微粉体の分級点を所定の位置に設定している。
【０００４】
一方、電子写真方式のトナーは省エネルギの観点から、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ため、溶融温度の低い結着樹脂が使用されてきている。このような溶融温度の低い樹脂が含有された粉体原料を上記のような気流分級装置に導入して分級を行う場合、原料供給管２１や分級エッジ２２，２３や入気エッジ２４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。連続運動時に、これらの付着と剥離を繰り返すと、剥離した付着物が分級した中粉体や微粉体の中に粗粒子となって混入し、分級精度が低下する等の問題が生じる。
【０００５】
このため分級する際にトナー製造用の粉体原料が激しく接触して特に融着が起こりやすい原料供給管２１と分級エッジ２２，２３及び入気エッジ２４の材質を滑り性のよいもの、例えばフッ素樹脂にしたり、表面にフッ素樹脂をコーティングすれば粉体原料の融着を防止できるが、トナー製造用の粉体原料には磁性粉が含まれる場合もあり、この粉体原料によりフッ素樹脂が摩耗するためフッ素樹脂を使用することはできなかった。そこで特開平９−２９９８８５号公報に示すように、原料供給管２１と分級エッジ２２，２３及び入気エッジ２４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をコーティングした部材で構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ポリベンゾイミダゾールは融点が７７０℃以上と優れた耐熱性を有するが、原料供給管や分級エッジ，入気エッジの表面を高分子材料で形成しているため、電子写真方式の画像形成装置に使用するトナー製造用の粉体原料の分級に使用するとトナー製造用の粉体原料に含まれる磁性粉により摩耗してしまい、原料供給管や分級エッジ，入気エッジの交換頻度が多くなるという短所がある。
【０００７】
この発明はかかる短所を改善し、原料供給管や分級エッジ，入気エッジの交換頻度を低減して粉体原料を長期間安定して分級することができる気流式分級装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る気流式分級装置は、気流を用いて粉末原料を分散させて所定の大きさの粒子別に分級する気流分級装置において、粉末原料の粒子が流動する部材の表面に、クロムカーバイト合金又はタングステンカーバイト合金からなる超硬粉末の溶射による皮膜を形成し、形成した皮膜を鏡面研磨したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の気流式分級装置は、粉体原料を高速で気流と共に分級室へ噴出させ、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ものであり、分級室に粉体原料を高速で気流と共に噴出させる原料供給管と、原料供給管の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て設けられたコアンダブロックと、分級室の分級ゾーンを３分割する２つの分級エッジと、分級エッジで３分割された３つの排出口と、原料供給管から噴出する気流と交差する気流を噴出させる２つの入気管と、各入気管から噴出する気流の角度を調節する入気エッジとを有する。
【００１１】
この気流式分級装置で電子写真方式の画像形成装置に使用するトナー製造用の粉体原料を分級するときは、３つの排出口の少なくとも１つを介して分級室内を減圧し、減圧した分級室に原料供給管から粉体原料を高速で気流と共に噴出させ、同時に各入気管から気流を導入して、原料供給管から噴出させた粉体原料をコアンダブロックの作用によるコアンダ効果とその際に各入気管から流入する気流の作用により分級し、粗粉体を原料供給管に対して最も外側にある分級エッジの外側にある排出口に排出し、中粉体を外側の分級エッジと原料供給管に近い分級エッジの間の排出口に排出し、微粉体を原料供給管に近い分級エッジの内側の排出口に排出する。この粉体原料が流動する原料供給管と各分級エッジ及び入気エッジの表面にクロムカーバイト合金やタングステンカーバイト合金の超硬粉末を溶射することにより原料供給管と各分級エッジ及び入気エッジの表面の耐摩耗性を高め分級精度が劣化することを防ぐ。
【００１２】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例を示す斜視図である。図に示すように、気流式分級装置は、分級室２に粉体原料を高速で気流と共に噴出させる原料供給管１と、原料供給管１の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て設けられたコアンダブロック３と、分級室２の分級ゾーンを３分割する分級エッジ４，５と、分級エッジ４，５で３分割された排出口６，７，８と、原料供給管１から噴出する気流と交差する気流を噴出させる入気管９，１０と、入気管９，１０から噴出する気流の角度を調節する入気エッジ１１とを有する。原料供給管１と分級エッジ４，５及び入気エッジ１１は、表面に例えばクロムカーバイト合金の粉末材料やタングステンカーバイト合金の粉末材料を溶射した皮膜が形成され、形成された金属皮膜を鏡面研磨したり、セラミックスを溶射した皮膜が形成されている。
【００１３】
この気流式分級装置で電子写真方式の画像形成装置に使用するトナー製造用の粉体原料を分級するときは、排出口６と排出口７及び排出口８の少なくとも１つを介して分級室２内を減圧し、減圧した分級室２に原料供給管１から粉体原料を高速で気流と共に噴出させ、同時に入気管９，１０から気流を導入する。原料供給管１から噴出させた粉体原料はコアンダブロック３の作用によるコアンダ効果とその際に入気管９，１０から流入する気流の作用により湾曲し、粗粉体を原料供給管１に対して最も外側にある分級エッジ４の外側にある排出口６に排出し、中粉体を分級エッジ４と原料供給管１に近い分級エッジ５の間の排出口７に排出し、微粉体を分級エッジ７の内側の排出口８に排出する。この粉体原料を分級するとき、分級する粉体原料の種類と分級度に応じて分級エッジ４，５と入気エッジ９の先端位置を調節し、分級のための気流の流量を調整することにより、粗粉体と中粉体及び微粉体の分級度を所定の値に設定している。
【００１４】
このようにトナー製造用の粉体原料を分級するときに、粉体原料は高速で移動するため、特に粉体粒子が高速で流動する原料供給管１の壁面と分級エッジ４，５の先端と壁面及び入気エッジ１１の先端と壁面が瞬間的に高熱になり粉体粒子の融着が生じたり、トナー製造用の粉体原料に含まれている磁性粉により摩耗が生じて分級精度が劣化してしまう。そこで原料供給管１と分級エッジ４，５及び入気エッジ１１の表面にクロムカーバイト合金の粉末材料やタングステンカーバイト合金の粉末材料を溶射した皮膜を形成し、形成された金属皮膜を鏡面研磨したり、セラミックスを溶射した皮膜を形成して、粉体粒子は融着したり摩耗することを防ぐ。
【００１５】
すなわち、原料供給管１と分級エッジ４，５及び入気エッジ１１の表面にクロムカーバイト合金やタングステンカーバイト合金の超硬粉末を溶射することにより原料供給管１と分級エッジ４，５及び入気エッジ１１の表面の耐摩耗性を高め、この金属皮膜の表面を鏡面研磨して流動する粉体粒子の滑りを良くして耐付着性を高めたり、原料供給管１と分級エッジ４，５及び入気エッジ１１の表面にセラミックスを溶射した皮膜を形成して耐摩耗性及び耐付着性を高め、粉体粒子が融着したり摩耗することを防ぎ、分級精度が劣化することを防ぐ。
【００１６】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、粉末原料の粒子が流動する部材の表面に超硬粉末の溶射による皮膜を設けたから、粉末原料の粒子が流動する部材の表面の耐熱性と耐摩耗性を高めることができ、気流分級装置を長期間安定して使用することができる。
【００１７】
また、超硬粉末材料としてクロムカーバイト合金又はタングステンカーバイト合金を使用し、溶射により形成した皮膜を鏡面研磨することにより、粉末原料の粒子が流動する部材の表面の耐摩耗性を高めるとともに粉体粒子の滑りを良くして耐付着性を高め、粉体粒子が融着したり摩耗することを防ぎ、粉末原料の粒子が流動する部材の交換頻度を減らすことができるとともに長期間安定した分級精度で粉末原料を分級することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成を示す斜視図である。
【図２】従来例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１；原料供給管、２；分級室、３；コアンダブロック、
４，５；分級エッジ、６，７，８；排出口、９，１０；入気管、
１１；入気エッジ。
【図１】
0003693530.tif 000002
【図２】
0003693530.tif 000003