(57)【要約】【課題】化学反応を用いることなく粒径の揃った静電荷像現像用のトナーを製造することを可能にする手段を提供する。【解決手段】トナー製造装置Ｐは、湿式粉砕部１と、脱気部２と、微粉砕部３と、凝集部４と、フレミング部５とを備えている。湿式粉砕部１は、樹脂及び着色剤を含む粒状又は塊状の静電荷像現像用のトナー材料を媒体液中で粉砕し粗粒トナー混濁液を生成する。脱気部２は、粗粒トナー混濁液を減圧下で攪拌して粗粒トナー混濁液中の空気を除去する。微粉砕部３は、粗粒トナー混濁液に剪断力を加えてトナー粗粒子を微粉砕し微粒トナー混濁液を生成する。凝集部は、微粒トナー混濁液に凝集剤を添加してトナー微粒子を凝集させ、クラスタトナー混濁液を生成する。フレミング部５は、クラスタトナー混濁液に熱を加えて、各トナー微粒子クラスタ中のトナー粒子を互いに融着又は溶着させる。【選択図】図１
2008065247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含む粒状又は塊状の静電荷像現像用のトナー材料を液体中で粉砕し、トナー粗粒子と上記液体とを含む混合物を生成する湿式粉砕手段と、
上記湿式粉砕手段によって生成された上記混合物を減圧下で攪拌して該混合物中の空気を除去した後、上記混合物に界面活性剤を添加する脱気手段と、
上記脱気手段によって空気が除去された上記混合物に剪断力を加えて上記トナー粗粒子を微粉砕し、トナー微粒子と上記液体とを含む混合物を生成する微粉砕手段と、
上記微粉砕手段によって生成された上記混合物に凝集剤を添加して上記トナー微粒子を凝集させ、それぞれ複数のトナー微粒子が集合してなる複数のトナー微粒子クラスタと上記液体とを含む混合物を生成する凝集手段と、
上記凝集手段によって生成された上記混合物に熱を加えて、各トナー微粒子クラスタ中のトナー粒子を互いに融着又は溶着させるフレミング手段とを備えていることを特徴とする静電荷像現像用のトナーの製造装置。
【請求項２】
上記湿式粉砕手段が、
液体流入穴を備えた第１カバープレートと、
上記第１カバープレートに対してプレート広がり面と直交する方向に離間して配置された第２カバープレートと、
上記第１カバープレートと上記第２カバープレートとの間に形成された空間部内に配置された回転式のインペラと、
上記インペラを囲むように配置され、周壁に複数の液体流通穴と複数のトナー粉砕用突起部とが形成された筒状の内側スクリーン部材と、
上記内側スクリーン部材を囲むように配置され、周壁に複数の液体流通穴と複数のトナー粉砕用突起部とが形成された筒状の第１外側スクリーン部材と、
上記第１外側スクリーン部材を囲むように配置され、周壁に複数の液体流通穴が形成された筒状の第２外側スクリーン部材とを備えた攪拌装置であることを特徴とする、請求項１に記載の静電荷像現像用のトナーの製造装置。
【請求項３】
上記脱気手段が、
液体流入穴を備えた第１カバープレートと、
上記第１カバープレートに対してプレート広がり面と直交する方向に離間して配置された第２カバープレートと、
上記第１カバープレートと上記第２カバープレートとの間に形成された空間部内に配置された回転式のインペラと、
上記インペラを囲むように配置され周壁に複数の液体流通穴が形成された筒状の内側スクリーン部材と、
上記内側スクリーン部材を囲むように配置され周壁に複数の液体流通穴が形成された１つ又は複数の筒状の外側スクリーン部材とを備えた攪拌装置であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の静電荷像現像用のトナーの製造装置。
【請求項４】
上記微粉砕手段が、
上記脱気手段によって空気が除去された上記混合物を高圧で吐出する高圧ポンプと、
上記高圧ポンプから吐出された高圧の上記混合物中のトナー粗粒子を、上記高圧により惹起される剪断力によって粉砕・分散させてトナー微粒子を生成する粉砕・分散モジュールと、
上記粉砕・分散モジュールの出口に接続された連通路と、
上記連通路の下流に接続された多段式の減圧モジュールとを備えていて、
上記減圧モジュールが、入口通路と出口通路との間に２段以上の減圧セルがシール部材を介して連結された構造を有し、上記粉砕・分散モジュールの出口部に対して上記連通路を介して背圧を与える一方、該背圧を多段に減圧し、最終段の減圧セルでは上記出口通路においてバブリングが発生しない圧力まで減圧するようになっていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の静電荷像現像用のトナーの製造装置。
【請求項５】
上記粉砕・分散モジュール及び上記減圧モジュールが、それぞれ、その内部を流れる上記混合物を加熱又は冷却する熱交換部を備えていることを特徴とする、請求項４に記載の静電荷像現像用のトナーの製造装置。
【請求項６】
上記高圧ポンプが、吸込みと吐出とを繰り返すプランジャ式のポンプであって、上記混合物の吸込み時には上流側の通路を開く一方下流側の通路を閉じ、上記混合物の吐出時には上流側の通路を閉じる一方下流側の通路を開くことによって上記混合物の逆流を防止する逆止手段を備えていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の静電荷像現像用のトナーの製造装置。
【請求項７】
上記フレミング手段は、上記凝集手段によって生成された上記混合物を加熱する熱交換器であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の静電荷像現像用のトナーの製造装置。
【請求項８】
固体粒子を含む混濁液を往復動式のポンプにより輸送する配管に設けられ、上記混濁液の逆流を防止する電動式逆止装置であって、
上記ポンプが上記混濁液を吸い込み際には、上流側の通路を開く一方下流側の通路を閉じ、上記混濁液を吐出する際には上流側の通路を閉じる一方下流側の通路を開くことによって上記混濁液の逆流を防止するようになっていることを特徴とする電動式逆止装置。
【請求項９】
上流側の配管と下流側の配管とに連通する筒状部材と、
上記筒状部材に嵌入され、コントローラの制御に従って電動機によって上記筒状部材内で往復移動して、上流側の配管と下流側の配管とを開閉する弁体部とを有することを特徴とする、請求項８に記載の電動式逆止装置。
【請求項１０】
上記ポンプがプランジャポンプであることを特徴とする、請求項８又は９に記載の電動式逆止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状又は塊状のトナー材料を液体中で粉砕して静電荷像現像用のトナーを製造するようにした静電荷像現像用のトナーの製造装置と、電動式逆止装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機やプリンタなどにおいては、静電荷像を現像するために、樹脂及び着色剤を主成分とする静電荷像現像用のトナーが用いられる。そして、かかるトナーは、従来、溶融混練により製造された塊状のトナー材料を、例えばジェットミルを用いて気相中で粉砕するといった、いわゆる乾式粉砕法により製造されている。しかしながら、乾式粉砕法では、製造されたトナーの粒径のばらつきが大きくなるといった問題がある。なお、トナーの粒径のばらつきを小さくしようとすれば、製造装置が複雑化し、トナーの製造コストが高くつくといった問題が生じる。また、乾式粉砕法では、効率が悪く、消費電力が大きいといった問題もある。
【０００３】
そこで、乳化重合、懸濁重合、乳化重合凝集、乳化分散凝集等の化学反応により、液体中で直接的に小粒径のトナーを生成し、粉砕工程をなくすようにした、いわゆる湿式造粒法によるトナーの製造手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３４９２６号公報（段落［0066］〜［0074］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１に開示された従来の湿式造粒法では、乳化重合、懸濁重合、乳化重合凝集、乳化分散凝集等を行わせる複雑な化学反応装置を必要とし、またトナーの製造装置における化学反応の制御が複雑であるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、化学反応を用いることなく粒径の揃った静電荷像現像用のトナーを製造することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る静電荷像現像用のトナーの製造装置は、湿式粉砕手段と、脱気手段と、微粉砕手段と、凝集手段と、フレミング手段とを備えている。ここで、湿式粉砕手段は、樹脂を含む粒状又は塊状の静電荷像現像用のトナー材料を液体中で粉砕し、トナー粗粒子と上記液体とを含む混合物を生成する。脱気手段は、湿式粉砕手段によって生成された混合物を減圧下で攪拌して該混合物中の空気を除去した後、該混合物に界面活性剤を添加する。微粉砕手段は、脱気手段によって空気が除去された混合物に剪断力を加えてトナー粗粒子を微粉砕し、トナー微粒子と上記液体とを含む混合物を生成する。凝集手段は、微粉砕手段によって生成された混合物に凝集剤を添加してトナー微粒子を凝集させ、それぞれ複数のトナー微粒子が集合してなる複数のトナー微粒子クラスタと上記液体とを含む混合物を生成する。フレミング手段は、凝集手段によって生成された混合物に熱を加えて、各トナー微粒子クラスタ中のトナー粒子を互いに融着又は溶着させる（フレミングさせる）。
【０００７】
湿式粉砕手段は、液体流入穴を備えた第１カバープレートと、第１カバープレートに対してプレート広がり面と直交する方向に離間して配置された第２カバープレートと、第１カバープレートと第２カバープレートとの間に形成された空間部内に配置された回転式のインペラと、インペラを囲むように配置され周壁に複数の液体流通穴と複数のトナー粉砕用突起部とが形成された筒状の内側スクリーン部材と、内側スクリーン部材を囲むように配置され周壁に複数の液体流通穴と複数のトナー粉砕用突起部とが形成された筒状の第１外側スクリーン部材と、第１外側スクリーン部材を囲むように配置され周壁に複数の液体流通穴が形成された筒状の第２外側スクリーン部材とを備えた攪拌装置であるのが好ましい。
【０００８】
脱気手段は、液体流入穴を備えた第１カバープレートと、第１カバープレートに対してプレート広がり面と直交する方向に離間して配置された第２カバープレートと、第１カバープレートと第２カバープレートとの間に形成された空間部内に配置された回転式のインペラと、インペラを囲むように配置され周壁に複数の液体流通穴が形成された筒状の内側スクリーン部材と、内側スクリーン部材を囲むように配置され周壁に複数の液体流通穴が形成された１つ又は複数の筒状の外側スクリーン部材とを備えた攪拌装置であるのが好ましい。
【０００９】
微粉砕手段は、脱気手段によって空気が除去された上記混合物を高圧で吐出する高圧ポンプと、高圧ポンプから吐出された高圧の上記混合物中のトナー粗粒子を高圧により惹起される剪断力によって粉砕・分散させてトナー微粒子を生成する粉砕・分散モジュールと、粉砕・分散モジュールの出口に接続された連通路と、連通路の下流に接続された多段式の減圧モジュールとを備えていているのが好ましい。ここで、減圧モジュールは、入口通路と出口通路との間に２段以上の減圧セルがシール部材を介して連結された構造を有し、上記粉砕・分散モジュールの出口部に対して上記連通路を介して背圧を与える一方、該背圧を多段に減圧し、最終段の減圧セルでは上記出口通路においてバブリングが発生しない圧力まで減圧するようになっているのが好ましい。
【００１０】
ここで、粉砕・分散モジュール及び減圧モジュールが、それぞれ、その内部を流れる上記混合物を加熱又は冷却する熱交換部を備えているのが好ましい。また、高圧ポンプが吸込みと吐出とを繰り返すプランジャ式のポンプである場合は、混合物の吸込み時には上流側の通路を開く一方下流側の通路を閉じ、混合物の吐出時には上流側の通路を閉じる一方下流側の通路を開くことによって上記混合物の逆流を防止する逆止手段を備えているのが好ましい。
【００１１】
本発明に係るトナーの製造装置において、フレミング手段は、凝集手段によって生成された混合物を加熱する熱交換器であるのが好ましく、例えば多管式熱交換器などを用いてもよい。
【００１２】
本発明に係る、固体粒子を含む混濁液を往復動式のポンプにより輸送する配管に設けられ、混濁液の逆流を防止する電動式逆止装置は、ポンプが混濁液を吸い込み際には、上流側の通路を開く一方下流側の通路を閉じ、上記混濁液を吐出する際には上流側の通路を閉じる一方下流側の通路を開くことによって、上記混濁液の逆流を防止するようになっていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記電動式逆止装置は、上流側の配管と下流側の配管とに連通する筒状部材と、筒状部材に嵌入されコントローラの制御に従って電動機によって上記筒状部材内で往復移動して、上流側の配管と下流側の配管とを開閉する弁体部とを有するのが好ましい。なお、上記ポンプとしては、例えば、プランジャポンプが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るトナーの製造装置によれば、化学反応を用いることなく、物理的な処理のみにより、粒状又は塊状のトナー材料から、粒径の揃った静電荷像現像用のトナーを容易に製造することができる。また、本発明に係る電動式逆止装置は、粒径が大きい固体粒子を含む混濁液をポンプ輸送する際に目詰まりを起こさず、閉塞を起こさない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）を具体的に説明する。
図１は、本発明に係る静電荷像現像用のトナーを製造するためのトナー製造装置Ｐを示している。まず、本発明に係るトナー製造装置Ｐの概要を説明する。図１に示すように、本発明に係るトナー製造装置Ｐは、湿式粉砕部１と、脱気部２と、微粉砕部３と、凝集部４と、フレミング部５とを備えている。
【００１６】
ここで、湿式粉砕部１は、樹脂（例えば、ブレンド樹脂）及び着色剤を含む粒状又は塊状の静電荷像現像用のトナー材料を媒体液（例えば、水）中で粉砕し、トナー粗粒子と媒体液とを含む混濁液（以下「粗粒トナー混濁液」という。）を生成する。脱気部２は、湿式粉砕部１によって生成された粗粒トナー混濁液を減圧下で攪拌して、該粗粒トナー混濁液中の空気を除去し、この後、粗粒トナー混濁液に界面活性剤を添加する。微粉砕部３は、脱気部２によって空気が除去された粗粒トナー混濁液に剪断力を加えてトナー粗粒子を微粉砕し、トナー微粒子と媒体液とを含む混濁液（以下「微粒トナー混濁液」という。）を生成する。凝集部４は、微粉砕部３によって生成された微粒トナー混濁液に凝集剤を添加してトナー微粒子を凝集させ、それぞれ複数のトナー微粒子が集合してなる複数のトナー微粒子クラスタと上記液体とを含む混濁液（以下「クラスタトナー混濁液」という）を生成する。フレミング部５は、凝集部４によって生成されたクラスタトナー混濁液に熱を加えて、各トナー微粒子クラスタ中のトナー粒子を互いに融着又は溶着させ（フレミングさせる）、トナーを生成する。
【００１７】
以下、トナー製造装置Ｐを構成する各部１〜５の具体的な構成及び機能を説明する。
図２及び図３に示すように、湿式粉砕部１には、トナー材料を媒体液中で粉砕するバッチ式の攪拌装置１０が設けられている。この攪拌装置１０は、大気開放型の容器１１と、容器１１内に配置された撹拌機１２とを備えている。そして、攪拌装置１０は、容器１１内でトナー材料と媒体液とを撹拌機１２で高速回転撹拌することにより、トナー材料を媒体液中で粉砕して、トナー粗粒子と媒体液とを含む粗粒トナー混濁液を生成する。なお、図２において、各矢印は、原料の概略的な流れ方向を示している。
【００１８】
撹拌機１２は、第１カバープレート１３と、第２カバープレート１４と、インペラ１５と、内側スクリーン１６と、第１外側スクリーン１７と、第２外側スクリーン１８とを備えている。第１カバープレート１３は円板形であり、中心部付近には円形の液体流入穴１９が設けられている。第２カバープレート１４は、第１カバープレート１３と外径が等しい円板形の部材である。第１カバープレート１３と第２カバープレート１４との間には空間部２０が形成されている。インペラ１５は、回転軸２１に固定された４枚のパドル２２（撹拌翼）を備えた高速回転式の撹拌機であり、その回転軸２１は、図示していないモータに連結され、所望の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００１９】
内側スクリーン１６は、インペラ１５の直径より若干大きい内径をもつ筒形の部材であり、空間部２０内においてインペラ１５を囲むように配置されている。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、内側スクリーン１６の円筒形の周壁には、複数の液体流通穴２３と、複数のトナー粉砕用突起部２４とが形成されている。
【００２０】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１外側スクリーン１７は、内側スクリーン１６の外径よりやや大きい内径をもつ略円筒形の部材であり、空間部２０内において内側スクリーン１６を囲むように配置されている。そして、第１外側スクリーン１７の周壁には、複数の液体流通穴２５と、複数のトナー粉砕用突起部２６とが形成されている。
【００２１】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第２外側スクリーン１８は、第１外側スクリーン１７の外径よりやや大きい内径をもつ略円筒形の部材であり、空間部２０内において第１外側スクリーン１７を囲むように配置されている。そして、第２外側スクリーン１８の周壁には、多数の液体流通穴２７が形成されている。
【００２２】
この湿式粉砕部１ないしは攪拌装置１０では、インペラ２２が回転すると、トナー材料と媒体液とを含む混合液中に、空気が巻き込まれて混入する。このように、混合液中に空気が混入しているので、混合液が、液体流通穴２３を通って、内側スクリーン１６を内側から外側に通り抜ける際に、トナー材料がトナー粉砕用突起部２４によって粉砕（キャビテーションによる液中空圧粉砕）される。また、混合液が、液体流通穴２５通って、第１外側スクリーン１７を内側から外側に通り抜ける際にも、同様に、トナー材料がトナー粉砕用突起部２６によって粉砕される。
【００２３】
かくして、粒径（最大直径又は平均直径）が５〜１０ｍｍの粒状又は塊状の静電荷像現像用のトナー材料は粉砕され、粒径（最大直径又は平均直径）が１〜２ｍｍ又はこれより小径（例えば、０．１〜０．２ｍｍ）のトナー粗粒子となり、粗粒トナー混濁液が生成される。なお、湿式粉砕部１ないしは攪拌装置１０では、界面活性剤は使用されない。この後、湿式粉砕部１ないしは攪拌装置１０で生成された粗粒トナー混濁液は、ポンプ（図示せず）又は重力により脱気部２に送られる。
【００２４】
再び図１に示すように、脱気部２には、攪拌装置３０と、フィードポンプ３１と、多段乳化分散モジュール３２と、第１熱交換器３３と、多段減圧モジュール３４とが設けられている。ここで、攪拌装置３０は、粗粒トナー混濁液を減圧下で攪拌して該粗粒トナー混濁液中の空気を除去した後、トナー粗粒子の濡れ性を高めるために粗粒トナー混濁液に界面活性剤を添加して攪拌し、媒体液中に分散させる。なお、粗粒トナー混濁液の沈降性が高い場合は、フィードポンプ３１により、粗粒トナー混濁液を循環させてトナー粗粒子の沈降を防止するのが好ましい。
【００２５】
また、トナー粗粒子をより細かくする必要がある場合は、多段式の粉砕・分散モジュール３２と、第１熱交換器３３と、多段式の減圧モジュール３４とを用いてトナー粗粒子をさらに粉砕する。なお、フィードポンプ３１は、スラリー輸送用の普通のポンプを用いることができる。
【００２６】
攪拌装置３０の構造は、次の点を除けば湿式粉砕部１の攪拌装置１０と同様である。すなわち、攪拌装置３０内ではトナー材料を粉砕しないので、内側スクリーン１６及び第１外側スクリーン１７にはトナー粉砕用突起部２４、２６は設けられていない。また、真空ポンプ（図示せず）を用いて攪拌装置３０内を減圧するので、容器１１は密閉式である。
【００２７】
図７に示すように、粉砕・分散モジュール３２は、円柱状の本体３６と、本体３６の軸方向の一端に連結され、フィードポンプ３１によって供給される加圧された粗粒トナー混濁液を本体３６内に導入するためのコネクタ３７と、本体３６の軸方向の他端に連結されたエンドキャップ３８とを有している。本体３６の一端側には、コネクタ３７の外周部を締結するためのネジ穴３９と、該ネジ穴３９に続く小径の穴４０とが形成されている。この穴４０にはノズル部材４１が嵌合されている。ノズル部材４１は、コネクタ３７の先端肩部によって穴４０の底部に押圧・保持されている。本体３６の内部には、ノズル部材４１に保持されたノズル４２と同軸に、第１通路４３（内径Ｄ０）を形成する軸孔４４と、この軸孔４４のより大径の第２の軸孔４５とが軸方向に連続して形成されている。
【００２８】
この第２の軸孔４５には、合計で６段のセル４６（吸収セル）が、リング状のシール４７を介して軸方向他端側から挿入され、最終段のセル４６は、本体３６の他端に締結したエンドキャップ３８に形成した軸孔４８に嵌合状態で保持されている。ここで、図７中の位置関係において、左から１〜３番目のセル４６の内径をＤ１とすれば、左から４番目のセル４６は、Ｄ１より大きい内径Ｄ２を有する。また、左から５〜６番目のセル４６の内径Ｄ３は、Ｄ１よりさらに小さく設定されている（Ｄ２、Ｄ０＞Ｄ１＞Ｄ３）。
【００２９】
この場合、左から１〜３番目のセル４６は、第１通路４３に対して背圧を与え、相対的に大きい内径Ｄ２を有する左から４番目のセル４６に対して、左から５〜６番目の最も小径のセル４６が所定の背圧を与える。また、リング状のシール４７の内径Ｄｓは、最大の内径Ｄ２より大きい内径を有し、圧力を瞬間的に緩和することによって、各段のセル４６が、独立した減圧作用を奏することを確実化する。
【００３０】
上記の構成では、最も強い剪断力が生ずる第１通路４３に対しては、強い剪断力によって生じうるバブリングを防止するに十分な背圧を与えるとともに、左から４番目のセル４６による圧力緩和に対しては、この圧力緩和によってバブリングが生じない背圧を左から５〜６番目の小径の吸収セル４６によって与える。左から６番目のセル４６に連通する第２通路４７の内径は、６番目のセル４６の内径Ｄ３に比して十分大きく設定されており、この第２通路４７は、第１熱交換器３３に連結されている。
【００３１】
フィードポンプ３１によって昇圧された粗粒トナー混濁液は、コネクタ３７の軸孔４９を通り、ノズル４２により高速のジェット流として第１通路４４に噴射される。第１通路４４に噴射されたジェット流は、周囲に存在する液に大きな剪断力を与えてトナー粗粒子の粉砕・分散を生じさせ、自らは運動エネルギを失ないつつ、セル４６内に流入し、セル４６内に存在する粗粒トナー混濁液に対して剪断力を与え、粉砕・分散を生じさせる。
【００３２】
ここで、セル４６とは、軸心部を通過するジェット流とその周囲に存在する液との間での液−液剪断により、ジェット流の運動エネルギが剪断エネルギや熱エネルギに変換される結果次第に失なわれる小径の軸孔を有するものをいう。セル４６の内径及び段数の設定は、バブリングを発生させることなく、強力な粉砕・分散作用を得るためにきわめて重要である。
【００３３】
図８に示すように、減圧モジュール３４は、円柱状のモジュール本体５５と、モジュール本体５５の一端側に設けたネジ部に締結される円柱状のインレット側エンドキャップ５６とを有している。モジュール本体５５の軸芯方向に設けた軸孔５７には、合計６個の減圧セル５８が、シール５９を介して挿入され、エンドキャップ５６との間で保持されている。
【００３４】
エンドキャップ５６は、第１熱交換器３３（図１参照）に連結されるインレット６０と、これに続く通路６１とが軸方向に設けられ、半径方向から通路６１に連通する第１側方ポート６２が設けられている。モジュール本体５５の後端側には、上記軸孔５７と同軸の通路６３とこれに続くアウトレット６４とが設けられるとともに、半径方向から通路６３に連通する第２側方ポート６５が設けられている。なお、図示していないが、第１側方ポート６２には、目的に応じたシステムを構築するため供給パイプ、プラグ、リリーフバルブのいずれかが装着される。また、第２側方ポート６５には、プラグ又はリリーフバルブのいずれかが装着される。
【００３５】
この減圧モジュール３４は、粉砕・分散モジュール３２により高圧化された粗粒トナー混濁液の圧力（背圧）を多段階で減圧し、出口部で大気に解放してもバブリングが発生しない程度の圧力にまで下げるようになっている。
【００３６】
かくして、空気が除去され、かつ界面活性剤が添加されてトナー粗粒子の濡れ性が高められた攪拌装置３０内の粗粒トナー混濁液は、フィードポンプ３１により、微粉砕部３に送られる。
【００３７】
再び図１に示すように、微粉砕部３には、電動式逆止装置７０が付設された高圧ポンプ７１と、第２熱交換器７２と、多段式の熱交換器付粉砕・分散モジュール７３と、第３熱交換器７４と、多段式の熱交換器付減圧モジュール７５と、貯槽７６とが設けられている。
【００３８】
高圧ポンプ７１は、それぞれ逆位相で吸込みと吐出とを繰り返す２つのプランジャポンプが並列接続されたものであり（図１１、図１２参照）、脱気部２から送られてきた粗粒トナー混濁液を高圧（例えば、２０〜６０ＭＰａ、好ましくは３０ＭＰａ〜５０ＭＰａ）で連続的に吐出する。なお、後で詳しく説明するように、高圧ポンプ７１には、各プランジャポンプに対して、それぞれ、粗粒トナー混濁液（ないしは微粒トナー混濁液又はクラスタトナー混濁液）の吸込み時には上流側の通路を開く一方下流側の通路を閉じ、吐出時には上流側の通路を閉じる一方下流側の通路を開くことによって粗粒トナー混濁液の逆流を防止する電動式逆止装置７０（逆止手段）を備えている。
【００３９】
第２熱交換器７２及び第３熱交換器７４は、それぞれ、例えば多管式熱交換器、プレート式熱交換器等の普通の熱交換器であって、粗粒トナー混濁液（ないしは微粒トナー混濁液）を加熱又は冷却してその温度を制御ないしは調整する。なお、第３熱交換器７４に対しては、該第２熱交換器７４をバイパスするバイパス通路７８が設けられている。
【００４０】
図９に示すように、熱交換器付粉砕・分散モジュール７３は、粉砕・分散モジュール８０の外周部にフィン８１が設けられるとともに、該粉砕・分散モジュール８０を囲むジャケット８２が設けられたものであり、ジャケット８２内に熱媒又は冷媒を流すことにより、粉砕・分散モジュール８０内を流れている粗粒トナー混濁液（ないしは微粒トナー混濁液）を加熱又は冷却する。なお、粉砕・分散モジュール８０の具体的な構成は、基本的には図７に示す粉砕・分散モジュール３２と同様であるので、その詳しい説明は省略する。
【００４１】
また、熱交換器付減圧モジュール７５は、減圧モジュール８３の外周部にフィン８４が設けられるとともに、該減圧モジュール８３を囲むジャケット８５が設けられたものであり、ジャケット８５内に熱媒又は冷媒を流すことにより、減圧モジュール８３内を流れている粗粒トナー混濁液（ないしは微粒トナー混濁液）を加熱又は冷却する。なお、減圧モジュール８３の具体的な構成は、基本的には図８に示す減圧モジュール３４と同様であるので、その詳しい説明は省略する。
【００４２】
再び図１に示すように、高圧ポンプ７１と、第２熱交換器７２と、熱交換器付粉砕・分散モジュール７３と、第３熱交換器７４と、熱交換器付減圧モジュール７５と、貯槽７６とは、ループ配管７７を介して直列に接続され、粗粒トナー混濁液（ないしは微粒トナー混濁液）は、これらの各機器７１〜７６を循環することができるようになっている。また、貯槽７６へは、凝集部４を構成する凝集剤注入装置９０から凝集剤を注入することできるようになっている。
【００４３】
また、高圧ポンプ７１と第２熱交換器７２との間のループ配管７７から分岐する分岐配管９１が設けられ、この分岐配管９１に第４熱交換器９２と、多段式の熱交換器付減圧モジュール９３とが介設されている。ここで、第４熱交換器９２は、例えば多管式熱交換器、プレート式熱交換器等の普通の熱交換器であって、後で詳しく説明するように、クラスタトナー混濁液を加熱して、クラスタトナー混濁液中の各トナー微粒子クラスタ中を構成するトナー粒子をフレミングさせる（互いに融着又は溶着させる）。熱交換器付減圧モジュール９３は、基本的には図９に示す熱交換器付減圧モジュール７５と同様であるので、その詳しい説明は省略する。
【００４４】
かくして、微粉砕部３と凝集部４とフレミング部５とでは、以下のような処理過程で、粗粒トナー混濁物からトナー（製品）が生成される。この処理過程は、微粒化工程と、凝集工程と、フレミング工程とで構成される。
微粒化工程では、脱気部２から微粉砕部３に送られてきた粗粒トナー混濁液が、まず高圧ポンプ７１によって高圧で吐出され、第２熱交換器７２に送られる。第２熱交換器７２では、粗粒トナー混濁液は、トナー材料を構成する樹脂の軟化点以上の温度（例えば、１００℃以上）となるように加熱される。
【００４５】
このように加熱された粗粒トナー混濁液は、熱交換器付粉砕・分散モジュール７３に送られ、剪断力によってトナー粗粒子が微粉砕されてトナー微粒子（例えば、粒径２〜２０μｍ、５〜１５μｍ又は１０μｍ）となり、微粒トナー混濁物が生成される。この微粒トナー混濁液中には界面活性剤が含まれているので、微粒子は媒体液中にほぼ均一に分散する。この微粒トナー混濁液は、第３熱交換器７４によって常温まで冷却された後、熱交換器付減圧モジュール７５を経て、貯槽７６に送られる。なお、熱交換器付減圧モジュール７５は、熱交換器付粉砕・分散モジュール７３で高圧化された微粒トナー混濁液の圧力（背圧）を多段階で減圧し、出口部で大気に解放してもバブリングが発生しない程度の圧力にまで下げる。
【００４６】
前記のようにトナー微粒子ないしは微粒トナー混濁液を生成するための一連の微粒化処理は、トナー材料を構成する樹脂の特性、熱交換器付粉砕・モジュール７３の性能ないしは容量に応じて、複数回（すなわち複数パス、例えば３パス、４パス、５パス……）行ってもよい。このように微粒化処理を複数回（複数パス）行う場合は、貯槽７６内の微粒トナー混濁物を、高圧ポンプ７１に供給し、ループ配管７７を介して微粒トナー混濁物を循環させることになる。
【００４７】
このように、熱交換器付粉砕・分散モジュール７３を用いて剪断力によりトナー粗粒子（トナー材料）を微粒化する場合、高圧ポンプ７１の吐出圧、粉砕・分散モジュール７３の仕様（例えば、セルの数、セルの内径等）等を好ましく設定することにより、粒径が揃った、所望の粒径のトナー微粒子を得ることができる。
【００４８】
図１０に、本発明に係るトナー製造装置Ｐにより、トナー微粒子を生成した場合の、トナー粒子の粒径分布の一例を示す。なお、図１０中の各グラフＡ〜Ｆは、下記のとおりのトナー粒子の粒径分布を示している。
（１）  グラフＡ：粒径１０ｍｍ以上のトナー材料を、攪拌装置１０で３分間粉砕したトナー粗粒子の粒径分布である。
（２）  グラフＢ：減圧モジュールの最小径を０．４ｍｍとして、微粉砕部３を、１パス、圧力３０Ｍｐａで運転した場合のトナー微粒子の粒径分布である。
（３）  グラフＣ：減圧モジュールの最小径を０．４ｍｍとして、微粉砕部３を、３パス、圧力３０Ｍｐａで運転した場合のトナー微粒子の粒径分布である。
（４）  グラフＤ：これ以上の粒子径サイズでは、高圧ポンプの通常の逆止弁では運転することができない粒子の粒径分布である（高速回転衝撃粉砕機での中砕レベルでなお、１５０メッシュのふるいをかけたもの）。
（５）  グラフＥ：減圧モジュールの最小径を０．２ｍｍとして、微粉砕部３を、３パス、圧力５０Ｍｐａで運転した場合のトナー微粒子の粒径分布である。
（６）  グラフＦ：減圧モジュールの最小径を０．２ｍｍとして、微粉砕部３を、１０パス、圧力５０Ｍｐａで運転した場合のトナー微粒子の粒径分布である。
【００４９】
図１０に示す結果によれば、減圧モジュールの最小径を０．２ｍｍとして、微粉砕部３を、１０パス、圧力５０Ｍｐａで運転した場合、平均粒径が約１０μｍの粒径が揃ったトナー微粒子が得られるということが分かる。
【００５０】
凝集工程では、貯槽７６内に貯留されている微粒トナー混濁物に、凝集剤注入装置９０（凝集部４）から凝集剤が注入される。これにより、微粒トナー混濁物中のトナー微粒子が凝集し、多数のトナー微粒子クラスタ（トナー微粒子集合物）が形成され、クラスタトナー混濁液が生成される。各トナー微粒子クラスタは、それぞれ、複数（例えば、３〜１０粒子）のトナー微粒子で構成されている。
【００５１】
フレミング工程では、貯槽７６内に貯留されているクラスタトナー混濁物が、高圧ポンプ７１により、分岐配管９１を介して、第４熱交換器９２に送られる。クラスタトナー混濁物は、第４熱交換器９２内で加熱され、各トナー微粒子クラスタでは、これを構成するトナー微粒子はフレミングさせられ、互いに融着又は溶着させられトナー（製品）となる。この後、トナーを含む混濁物は、熱交換器付減圧モジュール９３に送られる。熱交換器付減圧モジュール９３は、高温・高圧の混濁液の圧力（背圧）を多段階で減圧し、出口部で大気に解放してもバブリングが発生しない程度の圧力にまで下げるとともに、混濁液を常温に冷却する。
【００５２】
以下、図１１及び図１２を参照しつつ、高圧ポンプ７１に付設された電動式逆止装置７０構成及び機能を説明する。なお、この電動式逆止装置７０は、ここではトナー製造装置Ｐの構成要素として用いられているが、その用途はトナー製造装置Ｐに限定されるものではなく、粒径が比較的大きい固体粒子、例えば１００〜１５０μｍ以上の固体粒子を含む混濁液ないしはスラリーをポンプ輸送する際の混濁液の逆流を防止する逆止装置として一般に広く用いることができる新規なものである。
【００５３】
一般に、粒径が１００〜１５０μｍ以上の固体粒子を含む混濁液をポンプ輸送する場合、管路に普通の機械式の逆止弁（チャッキ弁）を介設すると、逆止弁内の流体通路に固体粒子が詰まってしまい、逆止弁が閉塞を起こすといった問題があった。このため、本発明に係るトナー製造装置Ｐにおいても、高圧ポンプ７１の上流側又は下流側の配管に普通の機械式の逆止弁を介設すると、トナー粗粒子の粒径は１５０μｍを超えているので、逆止弁が閉塞するといった問題が生じることになる。そこで、本発明に係るトナー製造装置Ｐでは、普通の機械式の逆止弁を用いず、高圧ポンプ７１に、電動式逆止装置７０を付設している。
【００５４】
図１１及び図１２に示すように、高圧ポンプ７０を構成する２つのプランジャポンプ７１ａ、７１ｂには、それぞれ、電動式逆止装置７０ａ、７０ｂが設けられている。各プランジャポンプ７１ａ、７１ｂは、それぞれ、シリンダ９９ａ、９９ｂ内でプランジャ１００ａ、１００ｂがモータ（図示せず）の駆動により両矢印Ｘで示す方向に往復移動することにより、粗粒トナー混濁液の吸込みと吐出を繰り返すようになっている。なお、両プランジャ１００ａ、１００ｂは、互いに逆の位相で往復移動する。すなわち、図１２にその状態を示しているように、プランジャ１００ａが下降するときには、プランジャ１００ｂは上昇する。逆に、プランジャ１００ａが上昇するときには、プランジャ１００ｂは下降する。これにより、高圧ポンプ７１（プランジャポンプ７１ａ、７１ｂ）は、ほぼ一定速度で連続的に粗粒トナー混濁物を吐出することができる。
【００５５】
他方、電動式逆止装置７０ａ、７０ｂは、それぞれ、筒状部材１０１ａ、１０１ｂと、筒状部材１０１ａ、１０１ｂ内に嵌入され、両矢印Ｙで示す方向に移動することができる電動式（電動機等によって駆動される）の弁体部１０２ａ、１０２ｂとを備えている。各弁体部１０２ａ、１０２ｂは、例えば電子式のコントローラ（例えばマイクロコンピュータ）等によって電子的に制御され、所望のタイミングで迅速に両矢印Ｙ方向に移動することができるようになっている。
【００５６】
以下、電動式逆止装置７０の動作を説明する。例えば、図１２にその状態を示しているように、プランジャポンプ７１ａのプランジャ１００ａが下降するとき、すなわちプランジャポンプ７１ａの吸込み行程では、電動式逆止装置７０ａの弁体部１０２ａは、最大限右側（図１２中に位置関係においてであり、以下でも同様とする）に移動させられる。この場合、プランジャポンプ７１ａの吸込み側通路１０３ａが開かれる一方、吐出側通路１０４ａは閉じられる。したがって、プランジャポンプ７１ａは、吸込み側通路１０３ａを介して粗粒トナー混濁液を吸い込むことができる。
【００５７】
このとき、他方のプランジャポンプ７１ｂでは、プランジャ１００ａが上昇するが（吐出行程）、このとき電動式逆止装置７０ｂの弁体部１０２ｂは、最大限左側に移動させられる。この場合、プランジャポンプ７１ｂの吸込み側通路１０３ｂが閉じられる一方、吐出側通路１０４ｂは開かれる。したがって、プランジャポンプ７１ｂは、吐出側通路１０４ｂを介して粗粒トナー混濁液を吐出することができる。
【００５８】
逆に、プランジャポンプ７１ａのプランジャ１００ａが上昇する一方、プランジャポンプ７１ｂのプランジャ１００ｂが下降するときには、プランジャポンプ７１ａは、吐出側通路１０４ａを介して粗粒トナー混濁液を吐出することができる一方、プランジャポンプ７１ｂは、吸込み側通路１０３ｂを介して粗粒トナー混濁液を吸い込むことができる。
【００５９】
本発明に係る電動式逆止装置７０では、筒状部材１０１ａ、１０１ｂと弁体部１０２ａ、１０２ｂとの間に、少なくとも数ｍｍ以下の固体粒子が詰まることはあり得ないので、該電動式逆止装置７０がトナー粗粒子によって閉塞するおそれはない。なお、本発明に係る電動式逆止装置７０の用途はトナー製造装置Ｐに限定されるわけではなく、固体粒子を含む混濁液ないしはスラリーのポンプ輸送配管に設けることができる汎用の機器であることは前記のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るトナー製造装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】図１に示すトナー製造装置を構成する湿式粉砕部に設けられた攪拌装置の立面断面図である。
【図３】図２に示す攪拌装置の攪拌機の、カバープレートを取り外した状態における平面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図２に示す攪拌装置の内側スクリーンの平面図及び側面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図２に示す攪拌装置の第１外側スクリーンの平面図及び側面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図２に示す攪拌装置の第２外側スクリーンの平面図及び側面図である。
【図７】図１に示すトナー製造装置を構成する脱気部に設けられた粉砕・分散モジュールの側面断面図である。
【図８】図１に示すトナー製造装置を構成する脱気部に設けられた減圧モジュールの側面断面図である。
【図９】図１に示すトナー製造装置を構成する微粉砕部に設けられた熱交換器付粉砕・分散モジュール又は熱交換器付減圧モジュールの側面断面図である。
【図１０】トナー粗粒子及びトナー微粒子の粒径分布を示すグラフである。
【図１１】電動式逆止装置の構成を示す模式図である。
【図１２】電動式逆止装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
Ｐ  トナー製造装置、１  湿式粉砕部、２  脱気部、３  微粉砕部、４  凝集部、５  フレミング部、１０  攪拌装置、３０  攪拌装置、７０  電動式逆止装置、７０ａ  電動式逆止装置、７０ｂ  電動式逆止装置、７１  高圧ポンプ、７１ａ  プランジャポンプ、７１ｂ  プランジャポンプ、７３  熱交換器付粉砕・分散モジュール、７５  熱交換器付減圧モジュール、９０  凝集剤注入装置、９２  熱交換器、９３  熱交換器付減圧モジュール。
【図１】
2008065247.tif 000003
【図２】
2008065247.tif 000004
【図３】
2008065247.tif 000005
【図４】
2008065247.tif 000006
【図５】
2008065247.tif 000007
【図６】
2008065247.tif 000008
【図７】
2008065247.tif 000009
【図８】
2008065247.tif 000010
【図９】
2008065247.tif 000011
【図１０】
2008065247.tif 000012
【図１１】
2008065247.tif 000013
【図１２】
2008065247.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月1日(2006.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008065247.tif 000015
【図２】
2008065247.tif 000016
【図３】
2008065247.tif 000017
【図４】
2008065247.tif 000018
【図５】
2008065247.tif 000019
【図６】
2008065247.tif 000020
【図７】
2008065247.tif 000021
【図８】
2008065247.tif 000022
【図９】
2008065247.tif 000023
【図１０】
2008065247.tif 000024
【図１１】
2008065247.tif 000025
【図１２】
2008065247.tif 000026