(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体材料と一次空気流との混合流体を分散室に導入し、次いで周辺部から二次空気流が流入するように構成された分級室に導入して、該粉体材料を気流により粗粒子及び微粒子に分離する気流式分級装置において、前記分散室が直径の異なる２重の同心円筒形状の内側分散室及び外側分散室で構成され、かつ外側分散室は内側分散室の軸方向下端部分を包含し、かつ外側分散室は気流式分級装置下部に位置する分級室に固定され、かつ内側分散室は分散室流入口及び分散室流出口を備え、かつ分散室流入口及び分散室流出口の各々に通ずる管路の一部が柔軟な材質から構成される気流式分級装置。
【請求項２】
粉体材料と一次空気流との混合流体を分散室に導入し、次いで周辺部から二次空気流が流入するように構成された分級室に導入して、該粉体材料を気流により粗粒子及び微粒子に分離する気流式分級装置において、分散室は分散室流入口及び分散室流出口を備え、前記分散室流出口が直径の異なる２重の円筒形状の内側分散室流出口及び外側分散室流出口で構成され、かつ外側分散室流出口は分散室に固定され、かつ外側分散室流出口は分散室流出口の軸方向上端部分を包含することを特徴とする気流式分級装置。
【請求項３】
請求項１における気流式分級装置において、内側分散室を軸方向に移動可能な駆動手段を設けたことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項４】
請求項２における気流式分級装置において、内側分散室流出口を軸方向に移動可能な駆動手段を設けたことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項５】
請求項１あるいは請求項３における気流式分級装置において、分散室流入口に粉圧センサーを付加したことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項６】
請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５における気流式分級装置において、分散室から分級室への通路に粉圧センサーを付加したことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項７】
請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５あるいは請求項６における気流式分級装置において、分散室流出口に粉圧センサーを付加したことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項８】
請求項２あるいは請求項４における気流式分級装置において、分散室流入口に粉圧センサーを付加したことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項９】
請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８における気流式分級装置において、分散室から分級室への通路に粉圧センサーを付加したことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項１０】
請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８あるいは請求項９における気流式分級装置において、分散室流出口に粉圧センサーを付加したことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項１１】
請求項５あるいは請求項６あるいは請求項７における気流式分級装置において、該センサーには、通常の稼動状態の混合比が予め入力されており、該混合比が前記センサーによって検出された現在の稼動状態の混合比と比較され、前記予め入力されている混合比からの変動分を緩和するように前記駆動手段に制御信号が送られることを特徴とする気流式分級装置。
【請求項１２】
請求項８あるいは請求項９あるいは請求項１０における気流式分級装置において該センサーには、通常の稼動状態の混合比が予め入力されており、該混合比が前記センサーによって検出された現在の稼動状態の混合比と比較され、前記予め入力されている混合比からの変動分を緩和するように前記駆動手段に制御信号が送られることを特徴とする気流式分級装置。
【請求項１３】
請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５あるいは請求項６あるいは請求項７あるいは請求項１１における気流式分級装置において、該外側分散室を振動させる振動手段を設けたことを特徴とする気流式分級装置。
【請求項１４】
請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８あるいは請求項９あるいは請求項１０あるいは請求項１２における気流式分級装置において、該外側分散室流出口を振動させる振動手段を設けたことを特徴とする気流式分級装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流式分級装置、より詳細には、複写機等の画像形成装置で使用されるトナーを生成するための粉砕，分級装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法、静電写真法等の画像形成方法では静電潜像を現像するためにトナーが使用される。最終製品が微細粒子であることが要求される静電潜像のトナー製造における原料固体粒子を、粉砕及び分級して最終製品を得るには、結着剤樹脂、着色剤（染料、顔料、磁性体等）などの所定材料を溶融混練し、冷却して固化させた後粉砕し分級する。電子写真トナーなどの微粒子粉体を分級するためには、一般的に旋回気流を利用する気流式分級装置が使用され、例えば、図１７に示するようなディスパージョンセパレータ（ＤＳ型：日本ニューマチック社製）が使用される。
【０００３】
図１７は、従来の気流式分級装置（ディスパージョンセパレータ）の一例を説明するための概略構成図で、主として、上から分散室５、本体ケーシング１、分級室４さらに下部ケーシング２、ホッパー３から構成されている。分散室５の上部外周面に１次空気流及び粉体材料供給のための分散室流入口６が接続されている。分散室５内の下に中央が高い円錐状のセンターコア７が取り付けられており、このセンターコア７の下縁外周囲に環状の供給溝８が形成されている。分級室４の底部には中央部分に微粉排気口１１を有する円錐状のセパレートコア９が具備されており、このセパレートコア９の下縁外周囲には環状の粗粉排出口１０が形成されている。分級室４の下部周壁外周部には、二次空気流が流入するための二次空気流入口１２が具備されており、粉体材料を分散させると共に旋回速度を加速させるように構成されている。
【０００４】
ディスパージョンセパレータ型気流式分級装置の分級原理は、分級室内において流入する二次空気流が粉体材料を旋回状に半自動流動させる際、該粉体材料中の粗粒子と微粒子に対して働く遠心力及び向心力が異なることを利用するものである。従って、分級室内に導入される粉体材料を良好に分散して凝集体等の混入を防止することが分級精度の向上には不可欠な要素となるので、理想的には粉体材料は分散室内に投入される時点で、既にある程度の分散状態にされていることが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のディスパージョンセパレータにおいては、特に目的粒径以下の極微粒子で構成される凝集物が生じる場合が多く、凝集物を微粉体として除去することは困難であった。粉体材料は分散室流入口６に到達するまでの配管内その他の経路において凝集物を生じることが多く、従来のディスパージョンセパレータ等の気流式分級装置では分散室内でこの凝集物を完全に解離することは非常に困難であった。その場合、凝集物は最終製品に混入し、その結果、高精度な粒径分布の製品を得るこ際の画像品質を低下させる原因となる。
【０００６】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、分散室内に導入される粉体材料中に含まれる凝集物を解離し分散させる新規な混合流体の形成装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、粉体材料と一次空気流との混合流体を分散室に導入し、次いで周辺部から二次空気流が流入するように構成された分級室に導入して、該粉体材料を気流により粗粒子及び微粒子に分離する気流式分級装置において、前記分散室が直径の異なる２重の同心円筒形状の内側分散室及び外側分散室で構成され、かつ外側分散室は内側分散室の軸方向下端部分を包含し、かつ外側分散室は気流式分級装置下部に位置する分級室に固定され、かつ内側分散室は分散室流入口及び分散室流出口を備え、かつ分散室流入口及び分散室流出口の各々に通ずる管路の一部が柔軟な材質から構成されるようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、粉体材料と一次空気流との混合流体を分散室に導入し、次いで周辺部から二次空気流が流入するように構成された分級室に導入して、該粉体材料を気流により粗粒子及び微粒子に分離する気流式分級装置において、分散室は分散室流入口及び分散室流出口を備え、前記分散室流出口が直径の異なる２重の円筒形状の内側分散室流出口及び外側分散室流出口で構成され、かつ外側分散室流出口は分散室に固定され、かつ外側分散室流出口は分散室流出口の軸方向上端部分を包含するようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１における気流式分級装置において、内側分散室を軸方向に移動可能な駆動手段を設けたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２における気流式分級装置において、内側分散室流出口を軸方向に移動可能な駆動手段を設けたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１あるいは請求項３における気流式分級装置において、分散室流入口に粉圧センサーを付加したものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５における気流式分級装置において、分散室から分級室への通路に粉圧センサーを付加したものである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５あるいは請求項６における気流式分級装置において、分散室流出口に粉圧センサーを付加したものである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項２あるいは請求項４における気流式分級装置において、分散室流入口に粉圧センサーを付加したものである。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８における気流式分級装置において、分散室から分級室への通路に粉圧センサーを付加したものである。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８あるいは請求項９における気流式分級装置において、分散室流出口に粉圧センサーを付加したものである。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項５あるいは請求項６あるいは請求項７における気流式分級装置において、該センサーには、通常の稼動状態の混合比が予め入力されており、該混合比が前記センサーによって検出された現在の稼動状態の混合比と比較され、前記予め入力されている混合比からの変動分を緩和するように前記駆動手段に制御信号が送られるようにしたものである。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項８あるいは請求項９あるいは請求項１０における気流式分級装置において該センサーには、通常の稼動状態の混合比が予め入力されており、該混合比が前記センサーによって検出された現在の稼動状態の混合比と比較され、前記予め入力されている混合比からの変動分を緩和するように前記駆動手段に制御信号が送られるようにしたものである。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５あるいは請求項６あるいは請求項７あるいは請求項１１における気流式分級装置において、該外側分散室を振動させる振動手段を設けたものである。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８あるいは請求項９あるいは請求項１０あるいは請求項１２における気流式分級装置において、該外側分散室流出口を振動させる振動手段を設けたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（請求項１の発明）
図１及び図２は、本発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図で、以下、図示されていない各名称及びその参照数字は図１７の場合と同じものとする。
本発明による気流式分級装置は、図１７に示した気流式分級装置に加えて、分散室５が直径の異なる２重の同心円筒形状１５，１６で構成され、このうち、直径が大きく外側に配される外側分散室１６は直径が小さい内側分散室１５の下端末部分１８を包含し、かつ分級室４を支持する下部ケーシング２に固定される。また、分散室流入口６及び分散室流出口１３は内側分散室１５に備えられ、かつ分散室流入口６及び分散室流出口１３の各々に通じる管路の一部分１４及び１９は柔軟な材質から構成されている。
【００２２】
上記の構成により、内側分散室１５は軸１７の方向つまり上下方向に移動が可能となって内側分散室１５及び外側分散室１６で挟まれる分散室５の軸方向長さが変わる。この際、分散室流入口６及び分散室流出口１３の各々に通じる管路の一部分１４及び１９は柔軟な材質を採用するため、分散室５の軸１７方向の長さが変わっても管路の障害が無く対応できる。この柔軟な材質の管路の一部分としては例えば、ゴム製の管路が考えられる。なお、図２に示すように、下末端部分１８の外壁面に突起物２１を設けるとともに、外側分散室１６の上端末部分の内壁面側にも突起物２２を設ける構成にして、内側分散室１５が外側分散室１６から上昇させ過ぎても抜けないようにしても良い。
また、内側分散室１５と外側分散室１６の隙間はテープ等を貼り重ねて隙間をなくし、軸１７方向の高さの可変及び内側分散室１５の自重によるずり落下への負担を軽減させるようにしてもよい。
【００２３】
請求項１の発明は、上述のごとく構成されているので、一次空気流及び粉体材料の混合流体が分散室流入口６から入射し分散室５内部にできる旋回気流２０に沿って進むとき、混合流体が分散室５内部に旋回しながら留まる時間が変わる。例えば、内側分散室１５を軸１７方向に沿って外側分散室１６に対し高く上げれば、混合流体の分散室５内部に旋回しながら留まる時間は増加する。この留まる時間の増加分により分散室５の内部では混合流体は分散室５の内壁面と一層衝突し、さらにこれによる衝撃で凝集物の解離が一層なされる。凝集物の一層の解離は分散効率及び分級効率を上昇させ、全体の効率が上がる。
【００２４】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕物を得た。
この微粉砕物を、内側分散室１５を＋３０［ｍｍ］高くし、すなわち、全体で分散室５を従来から＋３０［ｍｍ］だけ延ばした図１に示す本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径９．２［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率９．１％の電子写真トナーを得た。
【００２５】
（請求項２の発明）
図３及び図４は、請求項２の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、図１７に示した気流式分級装置に加えて、分散室流出口１３が直径の異なる２種の同心円筒形状２３，２４で構成され、このうち、直径が大きく外側に配された外側分散室流出口２３は直径が小さい内側分散室流出口２４の上末端部分２５を包含し、かつ外側分散室流出口２３は分散室５に固定されている。
【００２６】
上記２の構成により、内側分散室流出口２４は軸１７の軸方向に移動可能となって内側分散室２４及び外側分散室流出口２３で構成される分散室流出口１３の軸方向長さが変わる。なお、内側分散室流出２４の上末端部分２５の外壁面に図４に示すように突起物２６を設け、かつ外側分散室流出口２３の下末端部分の内壁面側にも突起物２７を設ける構成にして、内側分散室流出口２４が外側分散室流出口２３から伸ばしずきても抜けない様な構成としても良い。
また、内側分散室流出口２４と外側分散室流出口２３の隙間はテープ等を貼り重ね隙間をなくし、軸１７方向の高さの可変及び内側分散室流出口２４の自重によるずり落下への負担を軽減させるようにしても良い。
【００２７】
請求項２の発明は、上述のように構成されているので、一次空気流及び粉体材料の混合流体が分散室流入口６から入射し分散室５内部でできる旋回気流２０に沿って進むとき、分散室流出口１３の吸い込み口の高さが軸１７の方向で変わり軸１７方向の流れが支配的となり領域も変わることで旋回気流２０が支配的な領域の広さも変わり、混合流体が分散室５内部に旋回しながら留まる時間も変わる。このとき、例えば、内側分散室流出口２４を分散室流出口２３に比較して下げると、吸い込み口が下に移動したことで分散室流出口１３方向への上昇気流が発生する分散室５内部での位置は下がり、通常分散室５の上部に位置する分散室流入口６から入射した旋回気流２０は軸方向１７に沿った流れにはすぐには影響を受けず、結果的に分散室５内部では広い領域で旋回気流２０が実現できる。広い領域の旋回気流２０は分散室５の内壁面と、従来よりも一層衝突が起こり、さらにこれによる衝撃で凝集物の一層の解離が可能となる。凝集物の一層の解離は分散効率及び分級効率を上昇させ、全体の効率が上がる。
【００２８】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕した微粉砕物を得た。
この微粉砕物を、内側分散室流出口２４を２０［ｍｍ］下げ、すなわち、結果的に分散室流出口１３を従来のものから下方向に２０［ｍｍ］だけ引き伸ばした図３に示した気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径９．１［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率９．０％の電子写真トナーを得た。
【００２９】
（請求項３の発明）
図５は、請求項３の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項１の発明における気流式分級装置に加えて、内側分散室１５に軸１７方向に移動可能な駆動手段である駆動装置２８を設けた気流式分級装置である。この駆動装置２８を制御することで、内側分散室１５は軸１７方向、つまり上下方向の人間の指示に対する忠実な装置の位置決めの再現が可能という意味において半自動的な移動が実現される。請求項３の発明では、請求項１の発明の特徴である凝集物の解離による分散・分級効率の上昇と共に、駆動装置２８により内側分散室１５の軸１７方向の短時間かつ正確な位置決めが可能となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００３０】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。
この微粉砕物を、駆動装置２８としてステッピングモータを用いて内側分散室１５を＋３０［ｍｍ］高くし、すなわち、全体で分散室５を従来から＋３０［ｍｍ］だけ伸ばした図５に示す本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径９．０［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．９％の電子写真トナーを得た。
【００３１】
（請求項４の発明）
図６は、請求項４の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項２の発明における気流式分級装置に加えて、内側分散室流出口２４に軸１７方向に移動可能な駆動手段である駆動装置２９を設けた気流式分級装置である。この駆動装置２９を制御することで、内側分散室流出口２４は軸１７方向の上下方向の人間の指示に対する忠実な装置の位置決めの再現が可能という意味において半自動的な移動が実現される。
請求項４の発明では、請求項２の発明の特徴である凝集物の解離による分散・分級効率の上昇と共に、駆動装置２９により内側分散室流出口２４の軸方向１７の短時間かつ正確な位置決めが成される。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００３２】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。
この微粉砕物を、駆動装置２９としてステッピングモータを用いて内側分散室流出口２４を２０［ｍｍ］下げ、すなわち、結果的に分散室流出口１３を従来から２０［ｍｍ］だけ伸ばした図６に示す本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径９．０［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．８％の電子写真トナーを得た。
【００３３】
（請求項５の発明）
図７は、請求項５の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項１あるいは請求項３の発明における気流式分級装置に加えて、分散室流入口６に粉圧センサー３０を設けたものであり、図７に示す実施例は請求項３の発明における気流式分級装置にこの粉圧センサー３０を加えたものである。この分散室流入口６に設けられた粉圧センサー３０により、分散室流入口６から流入する混合流体中の粉体材料分の割合、すなわち、混合比が検知できる。例えば、粉圧センサー３０により混合比が大きいと検知された場合、多量の粉体材料に対し、凝集物の解離が必要となる。このとき内側分散室１５を高くし全体で分散室５を伸ばすことで旋回時間を長くとることが可能となる。
すなわち、請求項５の発明により、分散室流入口６から流入する混合流体中の粉体材料分の割合すなわち混合比に対応した分散条件の制御が可能となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００３４】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。
この微粉砕物を、図７に示す本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．９［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．８％の電子写真トナーを得た。
【００３５】
（請求項６の発明）
図８は、請求項６の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５の発明における気流式分級装置に加えて、分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路が存在する位置に粉圧センサー３１を設けたものであり、図８に示した実施例は図７に示した請求項５における気流式分級装置にこの粉圧センサー３１を加えたものである。このように、分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路が存在する位置に粉圧センサー３１を設けることにより、分散室５から分級室４へ流入する混合流体の粉体材料の混合比が検知可能となる。
請求項６の発明では、請求項５の発明の特徴に加え、例えば、粉圧センサー３１において混合比が通常より多いと検知されたとき、十分な凝集物の解離が必要なため内側分散室１５を上げ旋回気流２０の領域を広げる等の対処が可能となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００３６】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。
この微粉砕物を、図８に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．９［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．７％の電子写真トナーを得た。
【００３７】
（請求項７の発明）
図９は、請求項７の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５あるいは請求項６の発明における気流式分級装置に加えて、分散室流出口１３に粉圧センサー３２を設けたものであり、図９に示した実施例は図８に示した請求項６の発明における気流式分級装置に加えたものである。この分散室流出口１３に設けられた粉圧センサー３２により、分散室流出口１３を通り分散室５の系外に流出される混合流体の混合比が検知できる。例えば、分散室流出口１３で系外へ流出される粉体材料の混合比が通常レベルよりも高いと検知された場合、混合流体中の粉体材料の凝集物の一層の解離のために、内側分散室１５を上げて分散室５の長さを伸ばし旋回気流２０の範囲を広げて、旋回時間を長くする等の対処が可能となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００３８】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図９に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．９［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．６％の電子写真トナーを得た。
【００３９】
（請求項８の発明）
図１０は、請求項８の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項２あるいは請求項４の発明における気流式分級装置に加えて、分散室流入口６に粉圧センサー３３を設けた気流式分級装置であり、図１０に示した実施例は図６に示した請求項４の発明における気流式分級装置にこの粉圧センサー３３を加えたものである。この分散室流入口６に設けられた粉圧センサー３３により、分散室流入口６から流入する混合流体中の粉体材料分の割合すなわち混合比が検知できる。例えば、粉圧センサー３３により混合比が大きく検知された場合、多量の粉体材料に対し、凝集物の解離が必要となる。このとき内側分散室流出口２４を下げ分散室流出口１３を下に伸ばすことで、分散室流出口１３の吸い込み口を下げて旋回気流２０が支配的な領域を広げて旋回時間を長くすることが可能となる。すなわち、分散室流入口６から流入する混合流体中の粉体材料分の割合（混合比）に対応した分散条件の制御が可能となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００４０】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図１０に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．９［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．５％の電子写真トナーを得た。
【００４１】
（請求項９の発明）
図１１は、請求項９の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８の発明における気流式分級装置に加えて、分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路が存在する位置に粉圧センサー３４を設けたものであり、図１１に示した実施例は図１０に示した請求項８の発明における気流式分級装置にこの粉圧センサー３４を加えたものである。このように、分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路が存在する位置に粉圧センサー３４を設けることにより、分散室５から分級室４へ流入する混合流体の粉体材料の混合比が検知可能である。例えば、粉体センサー３４により混合比が通常の混合比より多いと検知された場合、十分な凝集物の解離を可能にするために、内側分散室流出口２４を下げ旋回気流２０の領域を広げる等の対処が可能となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００４２】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図１１に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．８［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．５％の電子写真トナーを得た。
【００４３】
（請求項１０の発明）
図１２は、請求項１０の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８あるいは請求項９の発明における気流式分級装置に加えて、分散室流出口１３に粉圧センサー３５を設けたものであり、図１２に示した実施例は図１１に示した請求項９の発明における気流式分級装置に加えられたものである。この分散室流出口１３に設けられた粉圧センサー３５により、分散室流出口１３を通り分散室５の系外に流出される混合流体の混合比が検知できる。請求項１０の発明では請求項９の発明における気流式分級装置の機能に加え、例えば、分散室流出口１３に設けられた粉体センサー３５で系外へ流出される粉体材料の混合比が高いと検知された場合、分散室流入口６からの混合流体が十分分散されず分散室流出口１３の吸い込み口に入る場合があるが、このとき内側分散室流出口２４を下げ直接分散室流入口６からの混合流体が分散室流出口１３の吸い込み口にかからないように対応を取ることが可能となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００４４】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図１２に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．７［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．３％の電子写真トナーを得た。
【００４５】
（請求項１１の発明）
図１３は、請求項１１の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項５あるいは請求項６あるいは請求項７の発明における気流式分級装置に加えて、分散室流入口６に設けた粉体センサー３０、分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路が存在する位置に設けた粉体センサー３１、分散室流出口１３に設けた粉体センサー３２の内、少なくともいずれか１つが、駆動装置２８にフィードバック可能な回路３６を持つものである。
【００４６】
前記フィードバック回路３６により、該回路３６に接続されかつ信号元である粉体センサー３０、粉体センサー３１、粉体センサー３２の内、少なくともいずれか１つが各設置場所に対する混合流体の粉体材料の混合比を検知しかつ混合比の大小に対応した信号を駆動装置２８に送る。回路３６に接続された粉体センサーには通常の稼働状態の混合比をあらかじめ入力しておき、現在の稼働状態の混合比とを比較し、変動分を緩和するように駆動回路２８に制御信号を送る。
【００４７】
制御パターンには内側分散室１５の制御として、例えば、以下の考え方がある。
［１］分散室流入口６に設けた粉体センサー３０において、
混合比：大→内側分散室１５を上昇させ分散室５の長さを伸ばす。
小→内側分散室１５を下降させ分散室５の長さを縮める。
［２］分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路のある位置に設けた粉体センサー３１において、
混合比：大→内側分散室１５を上昇させ分散室５の長さを伸ばす。
小→内側分散室１５を下降させ分散室５の長さを縮める。
［３］分散室流出口１３に設けた粉体センサー３２において、
混合比：大→内側分散室１５を上昇させ分散室５の長さを伸ばす。
小→内側分散室１５を下降させ分散室５の長さを縮める。
ただし、内側分散室１５の制御の［１］，［２］，［３］の重み付けは、個々の気流式分級機で多種多様となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００４８】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図１３に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．６［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．２％の電子写真トナーを得た。
【００４９】
（請求項１２の発明）
図１４は、請求項１２の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項８あるいは請求項９あるいは請求項１０における気流式分級装置に加えて、分散室流入口６に設けた粉体センサー３３、分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路が存在する位置に設けた粉体センサー３４、分散室流出口１３に設けた粉体センサー３５の内、少なくともいずれか１つが、駆動装置２９にフィードバック可能な回路３７を持つものである。
【００５０】
このフィードバック回路３７により、該回路３７に接続されかつ信号元である粉体センサー３３、粉体センサー３４、粉体センサー３５の内、少なくともいずれか１つが各設置場所に対する混合流体の粉体材料の混合比を検知し、かつ混合比の大小に対応した信号を駆動装置２９に送る。回路３７に接続された粉圧センサーには通常の稼働状態の混合比をあらかじめ入力しておき、現在の稼働状態の混合比とを比較し、変動分を緩和するように駆動回路２９に制御信号を送る。
【００５１】
制御パターンには内側分散室流出口２４の制御として、例えば、以下の考え方がある。
［１］分散室流入口６に設けた粉体センサー３３において、
混合比：大→内側分散室流出口２４を下降させ分散室流出口１３の長さを伸ばす。
小→内側分散室流出口２４を上昇させ分散室流出口１３の長さを縮める。
［２］分散室５から分級室４へ抜ける環状の通路のある位置に設けた粉体センサー３４において、
混合比：大→内側分散室流出口２４を下降させ分散室流出口１３の長さを伸ばす。
小→内側分散室流出口２４を上昇させ分散室流出口１３の長さを縮める。
［３］分散室流出口１３に設けた粉体センサー３５において、
混合比：大→内側分散室流出口２４を下降させ分散室流出口１３の長さを伸ばす。
小→内側分散室流出口２４を上昇させ分散室流出口１３の長さを縮める。
ただし、内側分散室流出口２４の制御の［１］，［２］，［３］の重み付けは、個々の気流式分級機で多種多様となる。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００５２】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図１４に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．６［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．１％の電子写真トナーを得た。
【００５３】
（請求項１３の発明）
図１５は、請求項１３の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項１あるいは請求項３あるいは請求項５あるいは請求項６あるいは請求項７あるいは請求項１１の発明における気流式分級装置に加えて、外側分散室１６に振動可能な振動装置３８を設けたものであり、この図１５に示した実施例は図１３に示した請求項１１の発明における気流式分級装置に振動装置３８を加えたものである。この振動装置３８の振動により、外側分散室１６の壁面上に混合流体中の粉体材料の付着物は解離が可能であり、あるいは外側分散室１６の壁面上への粉体材料の付着の防止が可能である。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００５４】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図１５に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．５［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．０％の電子写真トナーを得た。
【００５５】
（請求項１４の発明）
図１６は、請求項１４の発明の一実施例を説明するための要部構成図で、この気流式分級装置は、請求項２あるいは請求項４あるいは請求項８あるいは請求項９あるいは請求項１０あるいは請求項１２の発明における気流式分級装置に加えて、外側分散室流出口２３に振動可能な振動装置３９を設けたものであり、この図１６に示す実施例は図１４に示した請求項１２の発明における気流式分級装置にこの振動装置３９を加えたものである。この振動装置３９の振動により、外側分散室流出口２３の壁面上に混合流体中の粉体材料の付着物は解離が可能であり、あるいは外側分散室２３の壁面上への粉体材料の付着の防止が可能である。この結果、分散効率及び分級効率が上昇し全体の収率が向上する。
【００５６】
（実験例）
スチレン−アクリル共重合樹脂８５重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェットミルにて重量平均粒子径９．０［μｍ］に微粉砕して微粉砕物を得た。この微粉砕物を、図１６に示した本発明の気流式分級装置において、混合流体の流速２５［ｍ／ｓｅｃ］の条件で微粉分級した。この結果、重量平均粒子径８．４［μｍ］、４［μｍ］以下の極微粒子の個数含有率８．０％の電子写真トナーを得た。
【００５７】
【発明の効果】
分級室内に流入する二次空気流が粉体材料を旋回状に半自動流動させる際、該粉体材料中の粗粒子と微粒子に対して働く遠心力及び向心力が異なることを利用する分級原理を用いる気流式分級装置では、分散室流入口より導入される一次空気流及び粉体材料の混合流体に関して、分散室において粉体材料の凝集を解離させ、あるいは凝集物の生成を抑制させることで、分級室内への凝集物の混入を防ぐ必要がある。
請求項１の発明によると、分散室の高さ方向の寸法を伸ばすことができ、旋回気流が及ぶ範囲が拡大し、その結果、分散室内部では凝集物の生成が抑制され、かつ旋回気流が分散壁面に頻繁に衝突することで粉体材料の凝集を効率的に解離させることができ、分散及び分級の高効率化が図れる。
【００５８】
請求項２の発明によると、分散室流出口の高さ方向の寸法を伸ばすことができ、旋回気流が及び範囲の拡大が可能となる。この結果、分散室内部では凝集物の生成が抑制され、かつ旋回気流が分散室壁面に頻繁に衝突することで粉体材料の凝集を効率的に解離させることができ、分散及び分級の高効率化が図れる。
【００５９】
請求項３の発明によると、請求項１の発明の効果に加えて、分散室の高さ方向の寸法を短時間に精度良く調整することが可能となり、請求項１の発明以上に簡便に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６０】
請求項４の発明によると、請求項２の発明の効果に加えて、分散室流出口の高さ方向の寸法を短時間に精度良く調整することが可能となり、請求項２の発明以上に簡便に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６１】
請求項５の発明によると、少なくとも請求項１の発明に加えて、分散室流入口位置での混合流体に対する粉体材料の混合比が検知でき、これに対応した分散室の高さ方向の寸法の調整が可能となり、少なくとも請求項１の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６２】
請求項６の発明によると、少なくとも請求項１の発明に加えて、分散室から分散室へ抜ける通路での粉体材料の混合比が検知でき、これに対応した分散室の高さ方向の寸法の調整が可能となり、少なくとも請求項１の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６３】
請求項７の発明によると、少なくとも請求項１の発明に加えて、分散室流出口位置での粉体材料の混合比が検知でき、これに対応した分散室の高さ方向の寸法の調整が可能となり、少なくとも請求項１の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６４】
請求項８の発明によると、少なくとも請求項２の発明の効果に加えて、分散室流入口位置での混合流体に対する粉体材料の混合比が検知でき、これに対応した分散室流出口の高さ方向の寸法の調整が可能となり、少なくとも請求項２の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６５】
請求項６の発明によると、少なくとも請求項２の発明の効果に加えて、分散室から分級室へ抜ける通路での粉体材料の混合比が検知でき、これに対応した分散室の高さ方向の寸法の調整が可能となり、少なくとも請求項２の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６６】
請求項１０の発明によると、少なくとも請求項２の発明の効果に加えて、分散室流出口位置での粉体材料の混合比が検知でき、これに対応した分散室の高さ方向の寸法の調整が可能となり、少なくとも請求項２の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６７】
請求項１１の発明によると、少なくとも請求項５の発明の効果に加えて、分散室流入口位置、分散室から分級室へ抜ける通路位置、分散室流出口位置の内、少なくともいずれか１つでの混合比が検知結果が反映され、分散室の高さ方向の寸法を短時間に精度良く自動的な調整が可能となり、少なくとも請求項５の発明以上に簡便に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６８】
請求項１２の発明によると、少なくとも請求項８の発明の効果に加えて、分散室流入口位置、分散室から分級室へ抜ける通路位置、分散室流出口位置の内、少なくともいずれか１つでの混合比が検知結果が反映され、分散室流出口の高さ方向の寸法を短時間に精度良く自動的な調整が可能となり、少なくとも請求項８の発明以上に簡便に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００６９】
請求項１３の発明によると、少なくとも請求項１の発明に加えて、分散室壁面に付着した粉体材料の解離あるいは分散室壁面と粉体材料の付着が防止でき、少なくとも請求項１の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【００７０】
請求項１４の発明によると、少なくとも請求項２の発明の効果に加えて、分散室流出口壁面に付着した粉体材料の解離あるいは分散室流出口壁面と粉体材料の付着が防止でき、少なくとも請求項２の発明以上に分散及び分級の高効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図２】請求項１の発明の変形実施例を説明するための要部構成図である。
【図３】請求項２の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図４】請求項２の発明の変形実施例を説明するための要部構成図である。
【図５】請求項３の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図６】請求項４の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図７】請求項５の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図８】請求項６の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図９】請求項７の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１０】請求項８の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１１】請求項９の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１２】請求項１０の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１３】請求項１１の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１４】請求項１２の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１５】請求項１３の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１６】請求項１４の発明による気流式分級装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図１７】本発明が適用される従来の気流式分級装置の一例を説明するための構成図である。
【符号の説明】
１…本体ケーシング、２…下部ケーシング、３…ホッパー、４…分級室、５…分散室、６…分散室流入口、７…センターコア、８…供給溝、９…セパレートコア、１０…粗粉排出口、１１…微粉排気口、１２…２次空気流入口、１３…分散室流出口、１５…内側分散室、１６…外側分散室、２０…旋回気流、２３…外側分散室流出口、２８，２９…駆動装置、３０，３１，３２，３３，３４，３５…粉圧（粉体）センサー、３６，３７…フィードバック制御回路、３８，３９…振動装置。
【図１】
0003544060.tif 000002
【図２】
0003544060.tif 000003
【図３】
0003544060.tif 000004
【図４】
0003544060.tif 000005
【図５】
0003544060.tif 000006
【図６】
0003544060.tif 000007
【図７】
0003544060.tif 000008
【図８】
0003544060.tif 000009
【図９】
0003544060.tif 000010
【図１０】
0003544060.tif 000011
【図１１】
0003544060.tif 000012
【図１２】
0003544060.tif 000013
【図１３】
0003544060.tif 000014
【図１４】
0003544060.tif 000015
【図１５】
0003544060.tif 000016
【図１６】
0003544060.tif 000017
【図１７】
0003544060.tif 000018