(57)【要約】【課題】安定して粒径をサンプリング及び測定することができる粒度分布測定用サンプリング装置を提供する。【解決手段】粉体輸送管４内に設けられる吸引ノズル５の上方位置に、振動発生装置１３によって振動を付与可能な篩１６を配設してサンプリング装置１２を構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内を非連続的に自由落下する粉体のサンプリングを行う粒度分布測定用サンプリング装置において、落下する粉体の大きさよりも十分に大きい目開きの篩を配置し、落下してきた粉体を一時捕捉し、捕捉した粉体が篩を通過した後は連続的に落下し、その粉体の一部を吸引して測定器に取り込み粒径を連続的に測定する粒度分布測定用サンプリング装置。
【請求項２】
篩の目開きを９０μｍ〜４ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載の粒度分布測定用サンプリング装置。
【請求項３】
篩を複数段とし、下段篩下からサンプリングすることを特徴とする請求項１又は２記載の粒度分布測定用サンプリング装置。
【請求項４】
篩を上下に振動させることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれかに記載の粒度分布測定用サンプリング装置。
【請求項５】
篩の振動の振幅を０．５〜５．０ｍｍ、振動数を１０００回／ｍｉｎ〜６０００回／ｍｉｎとすることを特徴とする請求項４記載の粒度分布測定用サンプリング装置。
【請求項６】
使用する篩を上段、中段、下段とし、上段の目開き＞中段の目開き＞下段の目開きとすることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれかに記載の粒度分布測定用サンプリング装置。
【請求項７】
粒径をサンプリングし、サンプリングされた粉体の粒径をオンラインで測定することを特徴とする請求項１〜６のうちいずれかに記載の粒度分布測定用サンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インライン粒度測定機用サンプリングシステムに関し、更に詳細には、プリンタや複写機内で利用されるトナーの粒径を測定する場合に、製造ライン内で、分級機又はサイクロンの下部等でダブルダンパー又はロータリーバルブ等の装置により非連続的に自由落下で排出されるトナーの粒径を監視する場合の粒度分布測定用サンプリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本願の処理対象とするトナー用又は薬品等の粒度の小さい粉体を取り扱う粉体処理装置内において、粒度を測定するシステムをインライン型で構築する場合、サンプリングした粉体を計測する前に粉体の分散処理をすることが不可欠である。その処理工程が必要なために、もし粉体輸送管内のみで、高精度に粒度を測定するには、その粉体輸送管内に分散を可能とするレベルの速さの気流を作る必要がある。しかし、この方法は、粉体輸送管内に実質的に高レベルの気流の乱れを作ることになる。
【０００３】
そこで、従来においては、図７に示されるような、複写機やプリンターに用いられるトナーの製造システムにおける粒度分布測定用サンプリング装置が存在しており、１はトナー等の原料、２は気流式分級機、３はダブルダンパー、４は粉体輸送管である。
【０００４】
前記粉体輸送管４内には、該粉体輸送管４の側壁を貫通するようにしてサンプリング用の管としての吸引ノズル５を設置し、該吸引ノズル５の開口を粉体輸送管４内のほぼ中央に位置決めさせ、この開口は、適度な量の粉体を取り込める大きさの入り口とし、又、前記吸引ノズル５の開口と逆側に、入口バルブ６とパイプを介して負圧処理用の試料誘引用エアー装置９並びにパージエアー装置１０を設けると共に、レーザー回折式等の粒度分布測定機１４を設け、該粒度分布測定機１４にデータ変換装置１１とパソコン１５とを接続し、更に、前記粒度分布測定機１４に導入された粉体を前記粉体輸送管４へ戻すための出口バルブ７と排出パイプ８とを設けてある。
【０００５】
前述の如き従来の粒度分布測定用サンプリング装置においては、先ず、トナー等の原料１が気流式分級機２へ導入され、分級処理がなされた製品トナーは、その気流式分級機２の下部からダブルダンパー３の開閉により非連続的に自由落下し、粉体輸送管４を通過し、下部にある捕集容器（図示せず）に捕集される。上記自由落下してきたトナーは粉体輸送管４途中にある吸引ノズル５により負圧で吸引され、レーザー回折式の粒度分布測定機１４に取り込まれ、該粒度分布測定機１４で粒径が測定された後、出口バルブ７と排出パイプ８を通過し粉体輸送管４に戻される。前記粒度分布測定機１４で測定された粒径のデータは、データ変換装置１１で所望の形式に変換された後、粒度分布測定記録ソフトがインストールされているパソコン１５に送られて記録されると共に、解析等が行われる。尚、前記吸引ノズル５によるトナーの吸引は、試料誘引用エアー装置９から供給されるモーティブエアー並びにパージエアー装置１０から供給されるパージエアーによるエジェクター効果により行なわれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、粉体輸送管４内を流れる粉体をサンプリングしその粒径を測定する場合に、粉体輸送管４内を連続して流れる固気混合流中に吸引ノズル５を設けて吸引し、粒度分布測定機１４内へ取り込んで粒径を測定するのでは、固気混合流がなるべく均一濃度で連続して流れている場合に有効であるが、ダブルダンパー３から排出される非連続的な粉体の自由落下の下ではサンプリングした固気混合流の流れが不連続でかつ濃度が大きいため安定して粒径をサンプリング及び測定することが不可能であった。
【０００７】
又、本状況下でのサンプリング及び測定の手段として特開２００１−３０５０４０号公報で提案されている方法がある。しかし本方法では、凝集性の悪い粉体は捕捉後の粉体が滞留しリアルタイムでの粒径測定ができない欠点がある。
【０００８】
本発明は、斯かる実情に鑑み、安定して粒径をサンプリング及び測定することができる粒度分布測定用サンプリング装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、配管内を非連続的に自由落下する粉体のサンプリングを行う粒度分布測定用サンプリング装置において、落下する粉体の大きさよりも十分に大きい目開きの篩を配置し、落下してきた粉体を一時捕捉し、捕捉した粉体が篩を通過した後は連続的に落下し、その粉体の一部を吸引して測定器に取り込み粒径を連続的に測定する粒度分布測定用サンプリング装置を最も主要な特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明では、篩の目開きを９０μｍ〜４ｍｍとする請求項１記載の粒度分布測定用サンプリング装置を主要な特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明では、篩を複数段とし、下段篩下からサンプリングする請求項１又は２記載の粒度分布測定用サンプリング装置を主要な特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明では、篩を上下に振動させる請求項１〜３のうちいずれかに記載の粒度分布測定用サンプリング装置を主要な特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明では、篩の振動の振幅を０．５〜５．０ｍｍ、振動数を１０００回／ｍｉｎ〜６０００回／ｍｉｎとする請求項４記載の粒度分布測定用サンプリング装置を主要な特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明では、使用する篩を上段、中段、下段とし、上段の目開き＞中段の目開き＞下段の目開きとする請求項１〜５のうちいずれかに記載の粒度分布測定用サンプリング装置を主要な特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明では、粒径をサンプリングし、サンプリングされた粉体の粒径をオンラインで測定する請求項１〜６のうちいずれかに記載の粒度分布測定用サンプリング装置を主要な特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図７に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示す如く、吸引ノズル５の上方位置に篩１６を配設してサンプリング装置１２を構成した点にある。前記サンプリング装置１２の篩１６には、振動発生装置１３を接続してあるが、更に、図２を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図２は粉体輸送管４内に設けられたサンプリング装置１２の図である。前記サンプリング装置１２の篩１６は粉体輸送管４内に設けられ、該粉体輸送管４外側からの軸により支えられており、上下に振動可能となるようになっている。又、軸は振動発生装置１３に直結されており、該振動発生装置１３により任意の周期で上下振動を発生させることができる。
【００１８】
又、篩１６は複数段とすることも可能である。この場合においても、複数段の篩１６は固定されており、一緒に任意の振幅、振動数で振動させることが可能である。
【００１９】
サンプリング装置１２に使用する篩１６は、目開き９０μｍから４ｍｍまで、使用する粉体により選択できる。４ｍｍ以上の篩１６を使用すると、粉体は捕捉されず全量一瞬にして落下される。その結果、非連続的に供給されてくる粉体により生成される濃度変化が大きく連続的なサンプリングができなくなる。又、９０μｍ以下の目開きでは、篩１６の抵抗が大きく篩１６上への粉体の滞留量が増加するため、粉体輸送管４内の閉塞を招くことになる。
【００２０】
サンプリング装置１２は必要に応じて上下に振動させることができるが、その振幅は０．５〜５．０ｍｍ、振動数１０００回／ｍｉｎ〜６０００回／ｍｉｎとすることが望ましい。振幅は０．５ｍｍ以下、振動数１０００回／ｍｉｎ以下では凝集した粉体の解砕効果がない。又、５．０ｍｍ以上、振動数６０００回／ｍｉｎ以上では、粉体が落下しない状況となる。
【００２１】
粉体の排出量が大きい場合、篩１６を複数段にするとより効果がある。上段の篩１６で一次捕集することにより、粉体出力部から排出された粉体が自由落下により加速されて篩１６上に落下する衝撃を緩和する効果がある。この場合、使用する篩１６の目開きは、上段＞中段＞下段とする必要がある。
【００２２】
これらの方法により捕捉された粉体は、篩１６下部に設けられた吸引ノズル５により粉体輸送管４外部に連続的に摘出される。その方法は、通常エジェクター効果により行なわれるが、吸引する方法はこれに限定されるものではない。摘出された粉体は、外部に設けられた粒度分布測定機１４に連続して取り込まれ、レーザー回折式等の方法で粒径が測定された後、粉体輸送管４内に戻される。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００２４】
（実施例１）
表１は本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例１と比較例１とを表形式にまとめたものであって、実施例１と比較例１の条件でそれぞれ測定した場合の測定結果のグラフは図３に示され、実施例１では、測定時に篩１６上に滞留したトナーを連続して吸引、測定でき、測定結果も安定した結果となった。これに対し、比較例１では、ダブルダンパー３の開閉に伴い自由落下する粉体は一定時間捕捉され粒径が測定されるが、数十秒後には落下する粉体がなくなり、測定不能となる。又、濃度についても安定せず、その結果、信頼性の乏しい粒径の測定結果となった。
【００２５】
【表１】
2004037111.tif 000003
【００２６】
（実施例２）
表２は本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例２と比較例２とを表形式にまとめたものであって、実施例２と比較例２の条件でそれぞれ測定した場合の測定結果のグラフは図４に示され、ダブルダンパー３からのトナー排出間隔が９０秒と長いため、従来の測定方法では測定不能時間が長いが、実施例２では、篩１６を３段にすることにより安定した粒径測定が可能となった。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
（実施例３）
表３は本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例３と比較例３とを表形式にまとめたものであって、実施例３と比較例３の条件でそれぞれ測定した場合の測定結果のグラフは図５に示され、トナーの中でも小粒径の６．５μｍのトナーを使用した場合、比較例３の条件では、測定はされているがトナーの実粒径６．０〜７．０μｍに対し、測定されている粒径は５．０〜７．０μｍと大きくばらついており真値を表していない結果である。しかし本トナーを実施例３の条件で測定した場合、安定して測定することができた。
【００２９】
【表３】
2004037111.tif 000005
【００３０】
（実施例４）
表４は本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例４と比較例４とを表形式にまとめたものであって、実施例４と比較例４の条件でそれぞれ測定した場合の測定結果のグラフは図６に示され、単位時間当りのトナー処理量が多い場合、１回当りのダブルダンパー３からの排出量が多いため、比較例４の条件では、篩１６の抵抗により、複数段ある篩１６の各段でトナーの滞留が大きくなり、結果として連続したトナーの排出が得られず、測定不能領域が発生した。しかし、実施例４のように、篩１６の目開きを上段＞中段＞下段とすることにより、各段での抵抗が軽減され安定して測定することができた。
【００３１】
【表４】
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【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１記載の粒度分布測定用サンプリング装置によれば、従来のように試料が断片的に粒度測定機へ供給されていた状態から、篩を抵抗として一定時間篩上に粉体を滞留させ、少量づつ篩から落下する粉体を連続的に捕捉することができるため、試料を平均化して、粒度分布測定機へ供給できるようになり、その結果として、測定不能時間がなくなり安定して粒径を測定することが可能となる。
【００３３】
本発明の請求項２記載の粒度分布測定用サンプリング装置によれば、篩の目開きを９０μｍ〜４ｍｍとすることにより粉体の中でも特に凝集性の強い電子写真用トナーを使用した場合に大きな効果が発揮される。
【００３４】
本発明の請求項３記載の粒度分布測定用サンプリング装置によれば、篩を複数段とすることにより粉体出力部から排出される間隔が非常に大きい場合に、上段から最下段まで篩が抵抗となり供給量をより安定化させる効果が発揮され有効となる。
【００３５】
本発明の請求項４記載の粒度分布測定用サンプリング装置によれば、篩を振動させることによりトナー粉体の中でも小粒径のトナーを使用した場合に効果が発揮される。
【００３６】
本発明の請求項５記載の粒度分布測定用サンプリング装置によれば、篩に与える振動の振幅を０．５〜３．０ｍｍ、振動数を１０００回／ｍｉｎ〜６０００回／ｍｉｎとすることにより小粒径のトナーにおいてその種類によらず安定したサンプリングが可能となる効果を発揮する。
【００３７】
本発明の請求項６記載の粒度分布測定用サンプリング装置によれば、上段の篩の目開きを下段の篩の目開きより大きくすることにより各段篩上の粉体滞留量が必要以上に増加することを防ぐ効果が発揮される。このことにより粉体出力部から排出される粉体の単位時間当たりの供給量が大きい場合、各段篩に必要以上のトナーの滞留がなくなり、その最下段の篩から落下供給される供給量を安定させる効果が発揮され、安定した粒径の測定に有効となる。
【００３８】
本発明の請求項７記載の粒度分布測定用サンプリング装置によれば、これらのサンプリング装置によりサンプリングされた粉体又はトナーをオンライン粒径測定装置に取り込み、粒径の測定を行ない、測定後のサンプルが工程内に戻されることにより、製造ライン内で流れる粉体又はトナーの粒径をリアルタイムで測定及び監視が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置を付加した粉体処理装置のシステム全体を示す概略図である。
【図２】本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の一例の概略図である。
【図３】本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例１と比較例１との各測定結果をグラフとした図である。
【図４】本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例２と比較例２との各測定結果をグラフとした図である。
【図５】本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例３と比較例３との各測定結果をグラフとした図である。
【図６】本発明に係る粒度分布測定用サンプリング装置の実施例４と比較例４との各測定結果をグラフとした図である。
【図７】従来技術としての粉体処理装置のシステム全体を示す概略図である。
【符号の説明】
１　　　　トナーの原料
２　　　　気流式分級機
３　　　　ダブルダンパー
４　　　　粉体輸送管
５　　　　吸引ノズル
６　　　　入口バルブ
７　　　　出口バルブ
８　　　　排出用パイプ
９　　　　試料誘引用エアー装置
１０　　　　パージエアー装置
１１　　　　データ変換装置
１２　　　　サンプリング装置
１３　　　　振動発生装置
１４　　　　粒度分布測定機
１５　　　　パソコン
１６　　　　篩
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004037111.tif 000009
【図４】
2004037111.tif 000010
【図５】
2004037111.tif 000011
【図６】
2004037111.tif 000012
【図７】
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