(57)【要約】【課題】  トナー製造後に、トナー製造設備における収容設備および搬送設備の内壁面に付着するトナー粒子を除去し、次に成分の異なるトナーを製造しても、製造初期から所望の特性を有し、そのまま製品化できるトナーが得られるようにする。【解決手段】  原料貯留供給タンク２、計量器４、原料混合機５、原料混練機６、疎粉貯留タンク７、分級機８、微粉貯留タンク９、トナー粒子貯留供給タンク１０、外添剤貯留供給タンク１１、外添剤混合機１２、トナー貯留供給タンク１３、およびトナー充填機１４を含むトナー製造設備１において、各タンクにハンマリング装置３を装着し、トナーを製造しない時に、トナー製造時のハンマリング装置３による衝撃付与間隔よりも短い間隔でハンマリング装置３による衝撃付与を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の収容設備と、複数の搬送設備と、該収容設備および搬送設備の少なくとも１つに装着されて該設備に衝撃を付与する衝撃付与手段とを含むトナー製造設備を、トナーが製造されないときに清浄化するために実行されるトナー製造設備の清浄化方法であって、
清浄化時に、複数の収容設備および搬送設備の少なくとも１つに衝撃付与手段により衝撃を付与し、かつ
清浄化時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔を、トナー製造時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔よりも短くすることを特徴とするトナー製造設備の清浄化方法。
【請求項２】
トナー製造設備が、ａ）原料貯留供給タンク、計量器、原料混合機および原料混練機を含む原料混合混練設備と、ｂ）疎粉貯留供給タンク、分級機および微粉貯留タンクを含む粉砕分級設備と、ｃ）トナー粒子貯留供給タンク、外添剤貯留供給供給タンクおよび外添剤混合機を含む外添剤混合設備と、ｄ）トナー貯留供給タンクおよびトナー充填機を含む製品化設備とを有し、
収容設備が、原料混合混練設備における原料貯留供給タンクおよび計量器、粉砕分級設備における疎粉貯留供給タンクおよび微粉貯留タンク、外添剤混合設備におけるトナー粒子貯留供給タンクおよび外添剤貯留供給タンク、ならびに製品化設備におけるトナー貯留供給タンクから選ばれる１または２種以上であり、
搬送設備が、原料混合混練設備における原料混合機および原料混練機、粉砕分級設備における分級機ならびに外添剤混合設備における外添剤混合機から選ばれる１または２種以上であることを特徴とする請求項１記載のトナー製造設備の清浄化方法。
【請求項３】
清浄化時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔が０．５〜５秒であり、
トナー製造時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔が１〜３分であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー製造設備の清浄化方法。
【請求項４】
衝撃付与手段により付与される衝撃が、衝突エネルギとして０．４Ｎ・ｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のトナー製造設備の清浄化方法。
【請求項５】
トナー製造設備の清浄化時に、
衝撃付与手段による複数の収容設備および搬送設備の少なくとも１つへの衝撃付与とともに、該衝撃を付与される設備内に空気流を流過させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー製造設備の清浄化方法。
【請求項６】
衝撃付与手段がハンマリング装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のトナー製造設備の清浄化方法。
【請求項７】
ハンマリング装置によって収容設備または搬送設備に対して衝撃が付与される衝撃付与面が、弾性体により表面被覆されることを特徴とする請求項６記載のトナー製造設備の清浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトナー製造設備の清浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、高品質かつ保存性の高い画像がその場ですぐに得られることなどから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどとして広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置は、一般に、表面に感光層を有する感光体と、感光体表面を均一に帯電させる帯電手段と、帯電状態の感光体表面を露光して画像情報に対応する静電潜像を形成する露光手段と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、トナー像の記録媒体への転写後に感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを含んで構成される。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置において、静電潜像を現像して画像化するために用いられるトナーは、熱可塑性樹脂からなるマトリックス中に、着色剤である顔料、ワックス、電荷制御剤などを含む平均粒径３〜１０μｍ程度の微細粒子であり、マトリックスになる熱可塑性樹脂が加熱などにより溶融することを利用して製造される。
【０００４】
従来のトナー製造設備は、複数の原料貯留供給タンク、各原料の所定量を計量する計量器、各原料を粉体の状態で混合する原料混合機、原料混合物を溶融混練して造粒する原料混練機と、溶融混練により形成されるトナー疎粒を貯留する疎粉貯留供給タンクと、トナー疎粒を粉砕分級する分級機と、分級機にて分級される微小トナー粒子を貯留する微粉貯留タンクと、分級機にて分級される微小トナー粒子以外のトナー粒子を貯留するトナー粒子貯留供給タンクと、トナー粒子と混合する外添剤を貯留する外添剤貯留供給タンクと、トナー粒子と外添剤とを混合してトナーを得る外添剤混合機と、前記で得られるトナーを貯留するトナー貯留供給タンクと、トナー貯留供給タンクから供給されるトナーをたとえばトナーカートリッジなどの容器に充填するトナー充填機とを含む。そして、各タンクの側壁には、ハンマリング装置が取り付けられる。ハンマリング装置は、トナー製造時に１〜３分程度の間隔でタンク側壁に衝撃を付与し、各タンク内壁に各段階のトナー粒子が付着して目詰まりを起こして製造ラインが停止するのを防止している。しかしながら、ハンマリング装置は、目詰まりの防止には有効であるものの、トナー粒子がタンク内壁に付着するのを完全に防止できるわけではなく、製造終了時点ではタンク内壁にトナー粒子が付着して残留するのを避け得ない。
【０００５】
ところで、トナーの製造設備では、１種類のトナーだけを製造するのではなく、結着樹脂、着色剤などの種類、配合量などが異なる複数種のトナーを製造することが要求される。したがって、前述のようにタンク内壁にトナー粒子が付着した状態で、成分の異なるトナーを製造すると、タンク内壁に付着するトナー粒子がトナー製造時の熱などによってタンク内壁から遊離し、新たに製造されるトナー粒子と混ざり合うコンタミネーションを起こすので、製造初期に得られるトナーは異物混入率が３重量％以上になり、所望の特性を有するトナーが得られないという問題が生ずる。このため、製造初期に得られるトナーは廃棄するのが常であり、トナー製造設備の大きさにもよるけれども、通常１５０〜２００ｋｇものトナーを廃棄しなければならない。
このような問題を解消するために、種々の提案がなされている。
【０００６】
たとえば、粉体計量用ホッパーを振動させながら、該ホッパーの内部に加湿空気を噴射することによって、該ホッパー内壁に付着する粉体を除去する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、粉体が付着した集塵フィルタに振動を加えることによって、集塵フィルタから粉体を除去する方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、これらの方法は粘着性を有しない粉体の除去には有効であるものの、トナーのように合成樹脂含有量が多く、合成樹脂の溶融時の粘着力によりタンク内壁に付着する粉体の除去には充分な効果を有しない。実際、トナー製造時にはハンマリング装置による衝撃付与およびトナー製造設備内に空気流を流過させることが実施されるけれども、タンク内壁へのトナー粒子の付着が起こり易い。
【０００９】
また、穀物サイロの内壁に付着する穀物の堆積物を除去するために、該穀物サイロ内部に圧縮空気と流体（穀物粉）とを噴射する方法が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。この方法をトナー粒子の除去に応用して、圧縮空気とともに樹脂ペレットなどをタンク内部に噴射すると、タンク内壁に付着するトナー粒子の塊の上層部分は除去できるけれども、タンク内壁に直接付着するトナー粒子を完全に除去することができない。
【００１０】
なお、トナー製造設備を分解洗浄すれば、タンク内壁に付着するトナー粒子を除去できるけれども、分解洗浄は非常に繁雑な作業であり、しかもトナーの成分を変更する度に分解洗浄を行うのは、トナーの生産性を著しく低下させる原因になる。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−２６８５３４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９３２７号公報
【特許文献３】特開２００１−２５３４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、トナー製造設備において、トナー製造終了時点にタンクなどの内壁に付着するトナー粒子を除去する、トナー製造設備の清浄化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、複数の収容設備と、複数の搬送設備と、該収容設備および搬送設備の少なくとも１つに装着されて該設備に衝撃を付与する衝撃付与手段とを含むトナー製造設備を、トナーが製造されないときに清浄化するために実行されるトナー製造設備の清浄化方法であって、
清浄化時に、複数の収容設備および搬送設備の少なくとも１つに衝撃付与手段により衝撃を付与し、かつ
清浄化時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔を、トナー製造時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔よりも短くすることを特徴とするトナー製造設備の清浄化方法である。
【００１４】
また本発明のトナー製造設備の清浄化方法は、
トナー製造設備が、ａ）原料貯留供給タンク、計量器、原料混合機および原料混練機を含む原料混合混練設備と、ｂ）疎粉貯留供給タンク、分級機および微粉貯留タンクを含む粉砕分級設備と、ｃ）トナー粒子貯留供給タンク、外添剤貯留供給タンクおよび外添剤混合機を含む外添剤混合設備と、ｄ）トナー貯留タンクおよびトナー充填機を含む製品化設備とを有し、
収容設備が、原料混合混練設備における原料貯留供給タンクおよび計量器、粉砕分級設備における疎粉貯留供給タンクおよび微粉貯留タンク、外添剤混合設備におけるトナー粒子貯留供給タンクおよび外添剤貯留供給タンク、ならびに製品化設備におけるトナー貯留タンクから選ばれる１または２種以上であり、
搬送設備が、原料混合混練設備における原料混合機および原料混練機、粉砕分級設備における分級機ならびに外添剤混合設備における外添剤混合機から選ばれる１または２種以上であることを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明のトナー製造設備の清浄化方法は、清浄化時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔が０．５〜５秒（０．５秒以上、５秒以下）であり、トナー製造時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔が１〜３分（１分以上、３分以下）であることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明のトナー製造設備の清浄化方法は、衝撃付与手段により付与される衝撃が、衝突エネルギとして０．４Ｎ・ｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明のトナー製造設備の清浄化方法は、トナー製造設備の清浄化時に、衝撃付与手段による複数の収容設備および搬送設備の少なくとも１つへの衝撃付与とともに、該衝撃を付与される設備内に空気流を流過させることを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明のトナー製造設備の清浄化方法は、衝撃付与手段がハンマリング装置であることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明のトナー製造設備の清浄化方法は、ハンマリング装置によって収容設備または搬送設備に対して衝撃が付与される衝撃付与面が、弾性体により表面被覆されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、収容設備と、搬送設備と、収容設備および搬送設備の少なくとも１つに装着されて該設備に衝撃を付与する衝撃付与手段とを含むトナー製造設備において、トナーが製造されない時に、収容設備および搬送設備に、トナー製造時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔よりも短い間隔で衝撃を付与することによって、収容設備および搬送設備の内壁に付着するトナー粒子を完全に除去できる。その結果、前回の製造におけるのとは異なる成分を含むトナーを製造する場合でも、製造初期から所望の特性を有するトナーが得られ、製造初期に得られるトナーを廃棄する必要がなくなる。また、得られるトナーは不純物含有量が著しく少なく、製品としてのばらつきも少ないので、黒ポチ、白ポチなどの画像不良を生じることなく、高画質画像の長期にわたる安定的な形成に適する。
【００２１】
本発明によれば、本発明の清浄化方法を適用するトナー製造設備には、たとえば、ａ）原料貯留供給タンク、計量器、原料混合機および原料混練機を含む原料混合混練設備と、ｂ）疎粉貯留供給タンク、分級機および微粉貯留タンクを含む粉砕分級設備と、ｃ）トナー粒子貯留供給タンク、外添剤貯留供給タンクおよび外添剤混合機を含む外添剤混合設備と、ｄ）トナー貯留タンクおよびトナー充填機を含む製品化設備を有するトナー製造設備が挙げられる。このトナー製造設備において、原料混合混練設備における原料貯留供給タンクおよび計量器、粉砕分級設備における疎粉貯留供給タンクおよび微粉貯留タンク、外添剤混合設備におけるトナー粒子貯留タンクおよび外添剤貯留供給タンク、ならびに製品化設備におけるトナー貯留供給タンクが収容設備に相当し、原料混合混練設備における原料混合機および原料混練機、粉砕分級設備における分級機ならびに外添剤混合設備における外添剤混合機が搬送設備に相当する。
【００２２】
本発明によれば、トナー製造時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔が１〜３分である場合、清浄化時の衝撃付与手段による衝撃付与間隔を０．５〜５秒にすることによって、各設備内壁に付着するトナー粒子を効率的に除去できる。
【００２３】
本発明によれば、衝撃付与手段により収容設備および搬送設備に付与する衝撃を、衝突エネルギとして０．４Ｎ・ｍ以上にすることによって、各設備内壁に付着するトナー粒子を短時間で効率的に除去できる。なお、０．４Ｎ・ｍという衝突エネルギは、質量０．８ｋｇの物体を１ｍ／ｓの速度で衝突させる際の衝突エネルギである。
【００２４】
本発明によれば、トナー製造設備の清浄化時に、衝撃付与手段による衝撃付与とともに、トナー製造設備内部に空気流を流過させることによって、各設備内壁に付着するトナー粒子の除去および該トナー粒子の回収または排出を一度に実施できる。
【００２５】
本発明によれば、衝撃付与手段としてハンマリング装置を用いることによって、各設備内壁に付着するトナー粒子の除去に有効な衝撃を、各設備に付与できる。
【００２６】
本発明によれば、ハンマリング装置において、各設備に対して衝撃を付与する衝撃付与面を弾性体により表面被覆することによって、衝撃付与の際の騒音を低減化できるとともに、設備の損傷をも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のトナー製造設備の清浄化方法は、トナー製造時ではなくて、トナーを製造していないときに、トナー製造設備の中の収容設備および搬送設備から選ばれる少なくとも１つに、衝撃を付与することを特徴とする。
【００２８】
本発明の清浄化方法を適用できるトナー製造設備としては特に制限はなく、たとえば、図１に示すトナー製造設備１が挙げられる。図１は、トナー製造設備１の構成を模式的に示す配置図である。
【００２９】
トナー製造設備１は、次のａ）〜ｄ）の設備を含んで構成される。
ａ）結着樹脂、着色剤、ワックス（離型剤）、電荷制御剤などのトナー原料を別個に貯留して計量器４に供給する複数の原料貯留供給タンク２、原料貯留供給タンク２から供給される各トナー原料を所定量ずつ計量する計量器４、計量器４により計量される各原料の粉体を混合する原料混合機５および原料混合機５により得られる原料混合物を溶融混練して造粒する原料混練機６を含む原料混合混練設備。
【００３０】
原料混合機５には、乾式ブレンダ、ヘンシェルミキサ、ボールミルなどの一般的な混合機を使用できる。原料混練機６には、一軸押出機、二軸押出機、連続式２本ロール式混練機などの一般的な混練機を使用できる。なお、原料混練機６の下流側において、疎粉貯留供給タンク７との間に、原料混練機６から排出される混練物または造粒物を冷却してさらに粉砕する粉砕機を設けてもよい。冷却には、冷却ベルトなどを使用できる。粉砕機には、たとえば、スピードミル、ジェットミルなどの一般的な粉砕機を使用できる。
【００３１】
ｂ）原料混練機６により得られる造粒物である粒径数百μｍ〜２ｍｍ程度の疎粉を貯留して分級機８に供給する疎粉貯留タンク７、疎粉貯留供給タンク７から供給される疎粉を粉砕しおよび分級する分級機８、ならびに分級機８により分級される粒径４μｍ以下の微粉を貯留して外部に排出する微粉貯留タンク９を含む粉砕分級設備。
【００３２】
分級機８には、たとえば、エルボージェット分級機などの一般的な分級機を使用できる。
【００３３】
ｃ）分級機８により分級される前記微粉以外のトナー粒子を貯留して外添剤混合機１２に供給するトナー粒子貯留供給タンク１０、外添剤を貯留して外添剤混合機１２に供給する外添剤貯留供給タンク１１およびトナー粒子と外添剤とを混合してトナーを製造する外添剤混合機１２を含む外添剤混合設備。
【００３４】
外添剤混合機１２には、原料混合機５と同様に、乾式ブレンダ、ヘンシェルミキサ、ボールミルなどの一般的な混合機を使用できる。
【００３５】
ｄ）外添剤混合機１２により製造されるトナーを貯留してトナー充填機１４に供給するトナー貯留供給タンク１３、およびトナーカートリッジ容器などの製品用包材にトナーを充填するトナー充填機１４を含む製品化設備。
【００３６】
これらの各設備の中で、ａ）の原料混合混練設備における原料貯留供給タンク２および計量器４、ｂ）の粉砕分級設備における疎粉貯留供給タンク７および微粉貯留タンク９、ｃ）の外添剤混合設備におけるトナー粒子貯留供給タンク１０および外添剤貯留供給タンク１１、ならびにｄ）のトナー貯留供給タンク１３が収容設備に相当し、ａ）の原料混合混練設備における原料混合機５および原料混練機６、ｂ）の粉砕分級設備における分級機８、ｃ）の外添剤混合設備における外添剤混合機１２、ならびに前記各設備を連結する配管が搬送設備に相当する。
【００３７】
さらに、トナー製造設備１において、原料貯留供給タンク２、疎粉貯留供給タンク７、微粉貯留タンク９、トナー粒子貯留タンク１０、外添剤貯留供給タンク１１およびトナー貯留供給タンク１３はいずれも、円柱状でかつその下部においてタンク径が下方に向けて徐々に小さくなる所謂テーパ形状を有するものであり、テーパ形状部分の側壁には、ハンマリング装置３が装着される。
【００３８】
ハンマリング装置３は、各種エネルギを利用してピストンロッドを高速で移動させて対象物に強い衝撃を付加し、タンク、ダクト、ホッパーシュートなどに発生する粉体の付着、目詰まりなどを防止する装置であり、一般的なトナー製造設備においては専らトナー製造時のみに用いられてきた。
【００３９】
本発明では、ハンマリング装置３は、トナーを製造していないとき（以後「トナー非製造時」と称す）のトナー製造設備１の清浄化時に、各タンクに対して衝撃を付与するものであり、対象物に衝撃を付与する打撃手段と、打撃手段を対象物に衝突させる駆動力を打撃手段に付与する駆動力付与手段とを含んで構成される。打撃手段には、たとえば、ピストンロッドなどの金属製円筒状部材を使用できる。また、打撃手段の収容設備および搬送設備に対して衝撃を付与する衝撃付与面は、ゴム、エラストマ、合成樹脂などの弾性体により表面被覆されているのが好ましい。これによって、衝撃付与の際の騒音を低減化できるとともに、設備の損傷をも防止できる。駆動力付与手段には、たとえば、電磁力、エアなどを利用して打撃手段に応力を付与する装置を使用できる。
【００４０】
清浄化時の衝撃付与間隔が、トナー製造時の衝撃付与間隔よりも短いことが必要である。トナー製造時と同じ衝撃付与間隔でタンクなどに衝撃を付与しても、タンクなどの内壁に付着するトナー粒子を除去する効果がない。たとえば、トナー製造時の衝撃付与間隔を１〜３分とすると、清浄化時の衝撃付与間隔を好ましくは１５秒以下、さらに好ましくは０．５〜５秒、特に好ましくは１〜３秒とするのがよい。１５秒を超える間隔で衝撃を付与する場合には、各タンク内壁に付着するトナー粒子の除去効果が不充分になり、トナー粒子除去が完全に行われないかまたは完全に除去するのに長時間がかかる。
【００４１】
また、ハンマリング装置３により付与される衝撃は、衝突エネルギとして好ましくは０．４Ｎ・ｍ以上、さらに好ましくは０．４〜４０Ｎ・ｍである。０．４Ｎ・ｍ未満では、衝撃付与間隔を短くしても、トナー粒子除去効果が不充分になるおそれがある。
【００４２】
ハンマリング装置３としては公知のものを使用でき、たとえば、電磁式マグハンマ（商品名、日本マグネティックス（株）製）、エアーノッカー、エレキノッカー（いずれも商品名、（株）セイシン企業製）などが挙げられる。
【００４３】
本発明の方法によれば、トナー製造後のトナー製造設備１において、各タンクのテーパ形状部分内壁に付着するトナー粒子が、ハンマリング装置３によるトナー製造時よりも間隔の短い衝撃付与によって該内壁から剥がれ落ちて除去される。
【００４４】
本発明においては、ハンマリング装置３により各タンクに衝撃を付与するとともに、トナー製造設備１内に、空気流を流過させるのが好ましい。空気流を流過させるには、たとえば、トナー製造設備１における原料混練機６の下流側などに空気流発生装置、エアコンプレッサなどの圧縮空気発生装置を接続するか、トナー貯留供給タンク１３の下流側に吸引装置、真空吸引装置などを接続すればよい。これによって、各タンクの内壁面から除去されるトナー粒子の回収が容易になるとともに、トナー粒子のトナー製造設備１内での残留がなくなり、次に成分の異なるトナーを製造しても該トナーに不純物が混じるおそれがほとんどなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】トナー製造設備の構成を模式的に示す配置図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  トナーの製造設備
２  原料貯留供給タンク
３  ハンマリング装置
４  計量器
５  原料混合機
６  原料混練機
７  疎粉貯留供給タンク
８  分級機
９  微粉貯留タンク
１０  トナー粒子貯留供給タンク
１１  外添剤貯留供給タンク
１２  外添剤混合機
１３  トナー貯留供給タンク
１４  トナー充填機
【図１】
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