(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕室と、
この粉砕室の内部に回転自在に設けられた粉砕ロータと、
この粉砕ロータの外周部との間に間隙を存して固定配置され前記粉砕ロータとにより原料を粉砕するライナと、
前記粉砕ロータの上方に配置され前記粉砕ロータ及びライナにより粉砕されて上方にもたらされた原料のうち所定粒度以下のものを前記粉砕室の外部に排出する分級ロータと、
前記分級ロータによって排出されない原料を前記間隙の下方にもたらすための循環通路とを備えた微粉砕装置において、
前記分級ロータによって排出されない原料が前記粉砕室の内面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を前記粉砕ロータの上方に設け、
前記旋回阻止手段は平板状で、前記粉砕室の内周面と上面に跨った状態で、垂直かつ前記粉砕室の内方に向けて突出するように取り付けられ、
前記旋回阻止手段の下端は、前記分級ロータの下端よりも上にある
ことを特徴とする微粉砕装置。
【請求項２】
前記旋回阻止手段が前記粉砕室に着脱自在であることを特徴とする請求項１に記載の微粉砕装置。
【請求項３】
前記旋回阻止手段が前記粉砕室の複数箇所に着脱自在であることを特徴とする請求項１に記載の微粉砕装置。
【請求項４】
前記粉砕ロータの外周部に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の微粉砕装置。
【請求項５】
前記粉砕ロータの外周部に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の微粉砕装置。
【請求項６】
前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の微粉砕装置。
【請求項７】
前記粉砕室を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の微粉砕装置。
【請求項８】
前記冷却手段は、前記粉砕室を囲むように配置され、内部に冷却媒体を循環させるように形成されたものであることを特徴とする請求項７に記載の微粉砕装置。
【請求項９】
前記冷却手段は、冷却温度を調節できるように構成されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の微粉砕装置。
【請求項１０】
所定の粒度範囲内に分布し、加熱により溶融する粉体製品の製造システムであって、原料を溶融させながら混練する混練手段と、該混練手段で得られた混練物を冷却固化させる冷却手段と、該冷却手段で得られた固形物を粗粉砕する第１の粉砕手段と、該第１の粉砕手段で得られた粉砕物を微粉砕する第２の粉砕手段と、該第２の粉砕手段で得られた粉砕物を粒度分級して所定粒度未満の微粉を除去する分級手段と、を含むものにおいて、前記第２の粉砕手段が請求項１〜９のいずれかに記載の微粉砕装置から成ることを特徴とする粉体製品製造システム。
【請求項１１】
前記第２の粉砕手段が、前記微粉砕装置で得られた粉砕物を粉砕する気流式粉砕装置を含んでおり、原料を前記微粉砕装置で製品粒度近くまで粉砕した後、前記気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の粉体製品製造システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真用のトナーや粉体塗料等を製造するために用いられる微粉砕装置及びこれを用いた粉体製品製造システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なトナーの製造システムでは、まず、複数の原料をそれぞれ所定量ずつ計量してミキサーによって混合し、得られた混合物を二軸押し出し式混練機等で溶融させながら混練し、冷却装置で冷却固化させる。次いで、この固形物をハンマミル等で１ｍｍ前後の大きさに粗粉砕し、さらに微粉砕装置で５０μｍ以下に微粉砕する。そして、この粉砕物をセパレータで粒度分級して所定粒度未満の微粉を除去した後、外添剤を添加し、ふるいにかけて製品を得る。
【０００３】
図８は微粉砕工程に用いる従来の微粉砕装置の一例を示す断面図、図９は図８のＡ−Ａ線断面図である。これらの図において、１０１はケーシングで、円筒状の本体１０１ａと、その上面に取り付けられた蓋体１０１ｂとから成っている。本体１０１ａと蓋体１０１ｂとにより粉砕室１２０が形成されている。本体１０１ａの側面下方部にはエアー入口１０２が設けられ、蓋体１０１ｂには原料投入口１０３と出口１０４が設けられている。また、本体１０１ａの下面中央部には回転軸取り付け用の穴１０５が形成されていて、この穴１０５には軸受け１０６を介して第１の回転軸１０７とその内側に位置する第２の回転軸１０８とが同軸状に取り付けられている。
【０００４】
第１の回転軸１０７と第２の回転軸１０８の下端には、それぞれプーリ１０９、１１０が装着されており、これらはベルト（不図示）を介してモータ（不図示）に連結されている。また、第１の回転軸１０７の上部には粉砕ロータ１１１が取り付けられ、第２の回転軸１０８の上端には分級ロータ１１２が取り付けられている。粉砕ロータ１１１は、円盤１１３と、その上面周縁部に沿って取り付けられた多数のリブ状のプレート１１４とから成っている。このプレート１１４上にはリング状のハンマー１１５が一体的に形成されており、その外周部には全周にわたって多数の凹凸状の粉砕刃１１６が形成されている。このハンマー１１５の外周面に対向するようにケーシング１０１の内周面にはライナ１１７が固定されており、このライナ１１７の内周面には全周にわたって多数の凹凸状の粉砕刃１１８が形成されている。
【０００５】
原料投入口１０３から投入された原料は回転するハンマー１１５とライナ１１７の間で粉砕され、エアー入口１０２から流入したエアーとともに上昇し、分級ロータ１１２によって、出口１０４を介して外部に排出されるものと、ハンマー１１５の内側を通って円盤１１３上に落ちるものとに粒度分級される。後者のものはプレート１１４間に形成された循環通路１１９を通ってハンマー１１５とライナ１１７の間に流入し、再粉砕される。出口１０４から排出されたものは別の分級機（不図示）により粒度分級され、所定粒度以上のものが製品となり、所定粒度未満のものは集塵機に捕集される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の微粉砕装置においては、出口１０４から排出されない原料の一部が粉砕室１２０の内周面に沿って旋回し、旋回流を形成する。その旋回流の量は時間の経過に従って増加してゆき、何らかの要因（例えば、出口１０４を介して外部から供給される空気圧）により一気に粉砕ロータ１１１上に落下する。これによって、粉砕ロータ１１１に多大な負荷がかかり、脈動が生じるという問題点があった。
【０００７】
また、上述したようなハンマーとライナの間で原料を粉砕するようにした微粉砕装置は、気流式粉砕装置のようにコンプレッサーを使用しないため、消費動力が少ないという利点があるが、気流式粉砕装置に比べてトナーの球形度が高くなる傾向がある。現行の電子写真式画像形成装置（複写機やレーザープリンタ等）は、気流式粉砕装置を用いて製造されたトナーの形状に合わせて設計されているものが多く、上述した微粉砕装置を用いて製造されたトナーが適合しにくいという問題点が有った。
【０００８】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、粉砕ロータに多大な負荷が加わるのを防止し、安定して駆動できるようにした微粉砕装置及びこれを用いた粉体製品製造システムを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、消費動力が少なく、かつ現行の電子写真式画像形成装置に適合した粉体製品を製造できるようにした粉体製品製造システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明は、粉砕室と、この粉砕室の内部に回転自在に設けられた粉砕ロータと、この粉砕ロータの外周部との間に間隙を存して固定配置され前記粉砕ロータとにより原料を粉砕するライナと、前記粉砕ロータの上方に配置され前記粉砕ロータ及びライナにより粉砕されて上方にもたらされた原料のうち所定粒度以下のものを前記粉砕室の外部に排出する分級ロータと、前記分級ロータによって排出されない原料を前記間隙の下方にもたらすための循環通路とを備えた微粉砕装置において、前記分級ロータによって排出されない原料が前記粉砕室の内面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を前記粉砕ロータの上方に設け、前記旋回阻止手段は平板状で、前記粉砕室の内周面と上面に跨った状態で、垂直かつ前記粉砕室の内方に向けて突出するように取り付けられ、前記旋回阻止手段の下端は、前記分級ロータの下端よりも上にあることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記旋回阻止手段が前記粉砕室に着脱自在であることを特徴としている。
【００１３】
また、前記回阻止手段が前記粉砕室の複数箇所に着脱自在であることを特徴としている。
【００１４】
また、前記粉砕ロータの外周部に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、前記粉砕ロータの外周部に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴としている。
【００１６】
また、前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴としている。
【００１７】
また、前記粉砕室を冷却する冷却手段を設けたことを特徴としている。
【００１８】
また、前記冷却手段が、前記粉砕室を囲むように配置され、内部に冷却媒体を循環させるように形成されたものであることを特徴としている。
【００１９】
また、前記冷却手段は、冷却温度を調節できるように構成されたことを特徴としている。
【００２０】
また、所定の粒度範囲内に分布し、加熱により溶融する粉体製品の製造システムであって、原料を溶融させながら混練する混練手段と、該混練手段で得られた混練物を冷却固化させる冷却手段と、該冷却手段で得られた固形物を粗粉砕する第１の粉砕手段と、該第１の粉砕手段で得られた粉砕物を微粉砕する第２の粉砕手段と、該第２の粉砕手段で得られた粉砕物を粒度分級して所定粒度未満の微粉を除去する分級手段と、を含むものにおいて、前記第２の粉砕手段が上記のいずれかに記載の微粉砕装置から成ることを特徴としている。
【００２１】
また、前記第２の粉砕手段が、前記微粉砕装置で得られた粉砕物を粉砕する気流式粉砕装置を含んでおり、原料を前記微粉砕装置で製品粒度近くまで粉砕した後、前記気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕するようにしたことを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態である微粉砕装置の断面図、図２は図１の微粉砕装置のライナの一部の斜視図である。本実施形態の微粉砕装置は、トナーの製造システムに組み込んで使用されるものである。
【００２３】
図１において、１はケーシングで、二段円筒状に形成され、大径部１ａと、その上面に同軸状に取り付けられた小径部１ｂとから成っている。大径部１ａの内部は粉砕室２、小径部１ｂの内部は分級室３となっている。大径部１ａの側面下方部には筒状のエアー入口４が設けられ、側面上方部には原料投入口５が設けられている。また、小径部１ｂの側面上方部には側方に突出した筒状の出口６が設けられている。また、大径部１ａの下面中央部には穴７が形成されていて、この穴７には軸受け８を介して回転軸９が取り付けられている。
【００２４】
回転軸９の下端にはプーリ１０が装着されており、このプーリ１０はベルト（不図示）を介してモータ（不図示）に連結されている。また、回転軸９の上部には粉砕ロータ１１が装着されている。粉砕ロータ１１は、円盤１２と、その上面周縁部に沿って取り付けられた多数のリブ状のプレート１３とから成っている。このプレート１３上にはリング状のハンマー１４が一体的に形成されており、その外周部には全周にわたって凹凸状の粉砕刃１４ａが形成されている。この粉砕刃１４ａは、所定のピッチをおいて刻設された鉛直方向に延びる多数の直線状の溝により形成されている。
【００２５】
ハンマー１４の外周面に対向するように粉砕室３の内周面にはライナ１６が固定されており、このライナ１６の内周面には全周にわたって凹凸状の粉砕刃１６ａが形成されている。図２に示す如く、この粉砕刃１６ａは所定のピッチをおいて刻設された多数の直線状の溝により形成されており、これらの溝は粉砕ロータ１１の回転方向（矢印方向）に対して所定角度傾斜している。これにより、粉砕ロータ１１の回転に伴って原料が粉砕刃１６ａの溝に沿って上方へ導かれるため、原料がライナ１６とハンマー１４の間に滞留する時間を短くすることができ、原料が溶融するのを防ぐことができる。なお、粉砕刃１６ａを構成する溝を鉛直方向に延びるように形成し、粉砕刃１４ａを構成する溝を上記のように傾斜させるようにしてもよい。また、粉砕刃１４ａ、１６ａの溝をそれぞれ傾斜させるようにしてもよく、それぞれ鉛直方向に延びるように形成してもよい。
【００２６】
小径部１ｂの上面中央部には穴１７が形成されていて、この穴１７には軸受け１８を介して回転軸１９が取り付けられている。回転軸１９の上端にはプーリ２０が装着されており、このプーリ２０はベルト（不図示）を介してモータ（不図示）に連結されている。また、回転軸１９の下端には分級ロータ２１が装着されている。分級ロータ２１は、中央部に上方に向けて延びる軸部２２が形成された円盤状の底壁２３と、底壁２３に対して上方に間隔をおいて配置されたリング状の頂壁２４と、軸部２２の周囲に一定の角度間隔をおいて配置され、底壁２３と頂壁２４の周縁部間を連結する複数個の羽根２５とから成っている。
【００２７】
粉砕室２の内部の上方にはベーン２６が設けられている。このベーン２６は平板状のもので、粉砕室２の内周面と上面の間に跨った状態で、垂直かつ粉砕室２の内方に向けて突出するように取り付けられている。このベーン２６は１個であっても複数個であってもよいが、複数個の場合には、粉砕室２の内周方向に一定の角度間隔をおいて設けるようにするのが好ましい。
【００２８】
粉砕室２の周囲には、粉砕室２を冷却するためのジャケット２７、２８を設けてある。このジャケット２７内へは、別に設けたタンク（不図示）から冷媒が循環供給される。すなわち、上部に設けた入口２７ａ、２８ａから流入した冷媒は粉砕室２内部の空気と熱交換し、下部に設けた出口２７ｂ、２８ｂから流出する。このジャケット２７、２８と、上述した粉砕刃１６ａの形状とにより、原料が溶融するのを防止している。
【００２９】
原料投入口５から冷風とともに投入された原料は回転するハンマー１４とライナ１６の間で粉砕され、エアー入口４から流入したエアーとともに上昇し、分級ロータ２１によって、出口６を介して外部に排出されるものと、ハンマー１４の内側を通って円盤１２上に落ちるものとに粒度分級される。後者のものはプレート１３間に形成された循環通路２９を通ってハンマー１４とライナ１６の間に流入し、再粉砕される。出口６から排出されたものは別の分級機により粒度分級され、所定粒度以上のものが製品となり、所定粒度未満のものは集塵機に捕集される。
【００３０】
なお、出口６から排出されない原料の一部は、分級ロータ２１で遠心力が与えられ、粉砕室２の内周面に沿って周方向に流れようとするが、ベーン２６に衝突して落下するため、粉砕室２の内周面に沿って原料の旋回流が形成されることがない。したがって、粉砕ロータ１１上に大量の原料が一気に落下することがなく、粉砕ロータ１１の脈動を防止することができるため、粉砕ロータ１１の安定した駆動が可能となる。
【００３１】
分級ロータ２１によって排出される粉砕物の平均粒径はベーン２６の有無によって異なり、ベーン２６が有る場合の方が分級ロータ２１によって排出される粉砕物の平均粒径が大きくなる。これは、ベーン２６が有ると粉砕ロータ１１を安定して駆動することができるため、原料に加えられる粉砕処理の回数を少なくすることができ、微粉が生じにくいからであると考えられる。
【００３２】
また、粉砕刃１４ａ、１６ａを形成する溝のピッチが小さくなるほど微粉砕装置の単位投入エネルギー当たりの処理能力が向上する。なお、ピッチが小さくなるほど粉砕刃１４ａ、１６ａが摩耗しやすくなるため、ピッチは０．５〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００３３】
また、粉砕ロータ１１とライナ１６の間の間隙が小さくなるほど微粉砕装置の単位投入エネルギー当たりの処理能力が向上する。なお、間隙が小さくなるほど粉砕刃１４ａ、１６ａが摩耗しやすくなるため、間隙は０．１〜２．０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００３４】
また、粉砕ロータ１１の周速が大きくなるほど微粉砕装置の単位投入エネルギー当たりの処理能力が向上する。なお、粉砕ロータ１１の周速が大きくなるほど粉砕刃１４ａ、１６ａの摩耗が生じ易くなり、粉砕物中の鉄の含有量が増加するため、粉砕ロータ１１の周速は１５０ｍ／ｓｅｃ以上で２００ｍ／ｓｅｃを超えないのが好ましい。
【００３５】
また、原料とともに粉砕室２内に投入される冷風の温度が低くなるほど微粉砕装置の処理能力が向上する。これは、冷風の温度が低くなるほど原料が脆くなり、割れ易くなるからである。また、冷風の温度が低くなるほど微粉の発生量が低くなる。これは、原料が割れ易くなるため、原料に加えられる粉砕処理の回数が減り、微粉が生じにくくなるからであると考えられる。
【００３６】
本発明の微粉砕装置を用いたシステムと、図３に示すような従来の気流式微粉砕装置を用いたシステムとの処理能力を比較した場合、本発明の微粉砕装置を用いたシステムの方が処理能力が２倍以上高く、粉砕品の平均粒径が大きくなるほどその差が大きくなることが判っている。
【００３７】
図３に示す気流式粉砕装置は、原料供給管２０１を介して粉砕室２０２内に供給された原料が、機体の側面に取り付けられた複数個のノズル２０３から機内の一点に向けて噴出されているジェット気流によって加速され、粒子相互の衝突によって粉砕され、粉砕された原料は上昇気流に乗り、分級ロータ２０４によって所定粒度以下の粉体が排出管２０５を介して排出されるように構成されている。なお、所定粒度を超える粉体は降下して再粉砕される。このような気流式粉砕装置としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のカウンタージェットミル（商品名）を挙げることができる。
【００３８】
また、この気流式粉砕装置と本発明の微粉砕装置ついて、微粉の発生量（原料に対する重量％）、製品収率（原料に対する製品の重量％）を比較したところ、本発明の微粉砕装置の方が微粉の発生量が少なく、製品収率が良好であった。
【００３９】
なお、本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機は特に限定されないが、例えば、図４、５に示すような分級機を用いることができる。図４に示すものでは、分級空気供給管６１９を介して分級空気室６１６内に供給された空気が案内羽根環６０５に形成された間隙を介して分級空間６１２内に噴出し、分級羽根環６０８に形成された間隙を介して、回転している分級ロータ６０２内部に流れ込む。一方、投入口６１５を介して投入された粉体は分級ロータ６０２の分配円板６０６によって全周方向に分散し、分級空間６１２内に流れ込む。分級空間６１２内に流れ込んだ粉体が分級空間６１２内を落下する間に、所定粒度未満の粉体は分級空気流に乗って分級ロータ６０２内部に流れ込み、分級空気流とともに軸方向下方に変向され、カバー円板６０７に形成された貫通孔６１０を介して分級ロータ支持部材６０４に流れ込み、間隔ウエブ６２５に形成された間隙を介して排出室６１７内部に流れ込む。そして、この粉体は、排出管６２０を介して外部に排出される。一方、所定粒度以上の粉体は分級空間６１２内で分級空気流に乗らず、重力によって分級空間６１２内を降下し、排出室６１８によって受け止められる。そして、この粉体は排出管６２１を介して外部に排出される。
【００４０】
なお、６０１はケーシング、６０３は分級ロータ支持部材６０４を介して分級ロータ６０２を回転させる駆動軸、６２７は分級空間６１２内部における被分級物の滞留時間と凝集を制御するための螺旋状の渦巻部材、６２８は分級ロータ６０２とともに回転し排出室６１８内部の粉体を流動化させるための部材、６２９はケーシング６０１と分級ロータ６０２の間の間隙に洗浄用空気を導入するための空気通路、６３０は排出室６１８内部の粉体が分級空間６１２内に逆流するのを防止するための押さえリングである。このような分級機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のＴＳＰセパレータ（商品名）を挙げることができる。
【００４１】
また、図５に示すものでは、粉体及び一次空気が原料供給管５０１を介して機内に供給され、粉体は流動室５０２内で撹拌分散されて凝集がほぐされ、単一粒子化される。そして、粉体は上昇気流に乗って分級室５０３内に流入し、分級ロータ５０４によって所定粒度未満の粉体のみが分級選別され、これが排出管５０５を介して機外に排出される。一方、所定粒度以上の粉体は壁面に沿って降下して機内下部に貯留され、ロータリーバルブ５０６を介して機外に排出される。なお、５０７は二次空気供給管、５０８は分級ロータ５０４を回転させるモータである。このような分級機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のターボプレックス（商品名）を挙げることができる。
【００４２】
なお、これらの分級機以外では、例えば、日本ニューマチック工業株式会社製のディスパージョンセパレータ（商品名）、日鉄鉱業株式会社製のエルボージェット（商品名）、日清エンジニアリング株式会社製のターボクラッシファイア（商品名）等を用いることもできる。また、その他の分級機を用いてもよい。
【００４３】
ところで、従来技術の項でも述べたように、回転するハンマーとライナの間で原料を粉砕するようにした微粉砕装置で得られる粉体の球形度は気流式粉砕装置で得られる粉体の球形度よりも大きく、その差が大きいと現行の電子写真式画像形成装置に適合しない場合が有る。粉体の球形度を小さくする方法としては、原料が微粉砕装置内に滞留する時間を短くすることが挙げられる。すなわち、トナーの原料は熱可性樹脂であるため、滞留時間が長くなると溶融して角が丸くなり、球形度が大きくなるからである。
【００４４】
粉体の滞留時間を短くするには、粉砕効率を向上し、一回の粉砕処理で外部に排出される粉体の量を多くすればよい。本発明のようにベーン２６を設けることによって粉砕ロータ１１を安定して駆動することができるようになるため、粉砕効率が向上し、粉体の滞留時間を短くすることができる。なお、ベーン２６を粉砕室２に着脱自在にしておき、ベーン２６を取り外すか、形状や大きさが異なる他のベーンと交換することにより、粉体の球形度をコントロールすることができる。なお、粉砕室２の複数箇所にベーンを着脱自在にしておくことにより、粉体の球形度をさらに細かくコントロールすることができる。
【００４５】
また、原料の温度を低くすると原料が脆くなるため、粉砕時の破断面が粗くなり、球形度が小さくなる。本実施形態のように冷却ジャケット２７、２８を設けることによって粉砕室２内部が冷却されるため、原料の温度を低くすることができる。なお、冷却ジャケット２７、２８に供給される冷媒の量や温度を調節できるようにすることで、粉砕室２内の温度を調節することができるため、粉体の球形度をコントロールすることができる。上述した気流式粉砕装置で得られる粉体の球形度の平均が０．９３であるのに対し、本実施形態の微粉砕装置で得られる粉体の球形度の平均は０．９５となっている。
【００４６】
本発明の微粉砕装置で粉体の球形度をさらに小さくする方法としては、ハンマー１４とライナ１６の間の間隙の大きさを小さくする、粉砕刃１４ａや粉砕刃１６ａを形成する溝のピッチを小さくする、粉砕ロータ１１の高さを高くする（粉砕空間の高さを大きくする）、等が挙げられる。
【００４７】
また、より確実に粉体の球形度を小さくする方法としては、本発明の微粉砕装置と気流式粉砕装置を組み合わせて用いることが考えられる。すなわち、本発明の微粉砕装置で原料を製品粒度の近くにまで粉砕し、この粉砕物を気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕する。この場合、本発明の微粉砕装置で得られる粉体の粒度をできるだけ製品粒度に近づけた方が気流式粉砕装置の負担を少なくすることができ、消費動力をより少なくすることができるが、本発明の微粉砕装置で原料を細かく粉砕しすぎると所望の球形度が得られにくくなる。実験の結果、本発明の微粉砕装置で製品粒度の１．５倍程度にまで粉砕しておくと、好ましい結果が得られることが判っている。
【００４８】
また、本発明のような、ハンマとライナの間で原料を粉砕する粉砕手段と分級ロータとを組み合わせた微粉砕装置で原料の処理能力を大幅に向上するためには、装置を大きくすることが必要となるが、この場合、単に分級ロータを大きくしてその周速を同じにすると、粒子に作用する遠心力は小さくなるため分級精度が低下し、排出される粉体中に含まれる微粉の割合が増加するという問題点が有る。そこで、分級ロータを複数個設けるようにすれば、分級精度を低下させることなく、大量の原料を処理することが可能となる。
【００４９】
図６はそのような微粉砕装置の一例を示す断面図、図７は図６の要部拡大図である。なお、図１の微粉砕装置と対応する部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略してある。図６に示すように、この装置では、粉砕ロータ１１の上方に垂直方向に延びる粉体排出管３０が設けられており、その下端部の外周面には、四つの管状の吸入口３１が周方向に９０゜の角度間隔をおいて設けられている。各吸入口３１はそれぞれ水平方向に突出している。
【００５０】
各吸入口３１の先端面に対向するように、横向きに配置された分級ロータ２１が設けられており、各分級ロータ２１のリング状の頂壁２４の外面が吸入孔３１の先端部３１ａ（図７参照）に対向している。また、粉体排出管３０の外周面上にはエアシール形成管３２が同軸状に設けられている。このエアシール形成管３２の上端部には複数個の空気入口３２ａが設けられており、各空気入口３２ａはそれぞれ圧縮空気供給管３３を介してコンプレッサ（不図示）に連通接続されている。
【００５１】
また、エアシール形成管３２の下端部には、四つの管状の空気出口３２ｂが周方向に９０゜の角度間隔をおいて設けられている。各空気出口３２ｂはそれぞれ水平方向に突出し、吸入孔３１の外側において吸入孔３１と同軸状に位置している。各空気出口３２ｂの先端部３２ｃ（図７参照）は頂壁２４の外面に対向しており、先端部３２ｃと頂壁２４の間に形成される空隙Ｇの幅は、吸入孔３１の先端部３１ａと頂壁２４の間に形成される空隙Ｇ’の幅よりも大きくなっている。なお、３４はモータで、その回転軸にはプーリ３５が取り付けられ、このプーリ３５は、分級ロータ２１の回転軸１９の後端部に取り付けられたプーリ２０にベルト３６を介して連結されている。
【００５２】
この微粉砕装置では、ハンマ１４とライナ１６の間で粉砕されて粉砕室２の上方にもたらされた原料が四つの分級ロータ２１によって粒度分級され、所定粒度以下のものが各吸入口３１を介して粉体排出管３０内に流入し、粉体排出管３０の上端の開口部３０ａを介して外部に排出される。なお、エアシール形成管３２の内部には各圧縮空気供給管３３を介して圧縮空気が供給されており、この圧縮空気は空隙Ｇを介してエアシール形成管３２の外部に流出するため、空隙Ｇからエアシール形成管３２の内部に原料等が流入することがない。これによって、分級ロータ２１を通らない原料が吸入孔３１に流入するのを防いでいる。
【００５３】
このように、分級ロータを複数個設けることによって、装置を大きくしても分級精度が低下することがないので、排出される粉体中に含まれる微粉の割合が増加することがない。なお、この装置では、粉砕室内にベーンが設けられていないが、本願発明のように粉砕室内にベーンが設けられた微粉砕装置についても、同様に構成すると同様の効果を得ることができる。
【００５４】
なお、本発明はトナー以外の粉体製品（例えば粉体塗料等）にも適用することができる。
また、その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述した実施形態に種々の変形を施すことができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の微粉砕装置は、分級ロータによって排出されない原料が粉砕室の内面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を粉砕ロータの上方に設けたことにより、粉砕ロータ上に大量の原料が落下して粉砕ロータに多大な負荷が加わるのを防止することができるので、粉砕ロータを安定して駆動することができる。
【００５６】
また、請求項３の微粉砕装置によれば、原料の旋回を阻止する部材を粉砕室から取り外したり、他の部材に交換することにより、粉砕物の品質をコントロールすることができる。
【００５７】
また、請求項４の微粉砕装置によれば、原料の旋回を阻止する部材を粉砕室の複数箇所に着脱自在としたことにより、粉砕物の品質をさらに細かくコントロールすることができる。
【００５８】
また、請求項６、７の微粉砕装置によれば、粉砕ロータとライナの間に原料が滞留する時間を短くすることができるため、原料が溶融しにくくなり、所望の品質の製品が得られ易くなる。
【００５９】
また、請求項８の微粉砕装置によれば、粉砕室を冷却する冷却手段を設けたことにより、原料が溶融しにくくなるとともに粉砕し易くなり、所望の品質の製品が得られ易くなる。
【００６０】
また、請求項１０の微粉砕装置によれば、冷却手段が冷却温度を調節することができるように構成されたことにより、粉砕物の品質をコントロールすることができる。
【００６１】
また、請求項１２の粉体製品製造システムによれば、球形度の小さい粉体製品を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態である微粉砕装置の断面図。
【図２】  図１の微粉砕装置のライナの一部の斜視図。
【図３】  気流式粉砕装置の一例を示す断面図。
【図４】  本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機の一例を示す断面図。
【図５】  本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機の一例を示す断面図。
【図６】  分級ロータを複数個備えた微粉砕装置の一例を示す断面図。
【図７】  図６の要部拡大図。
【図８】  従来の微粉砕装置の一例を示す断面図。
【図９】  図８のＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
２  粉砕室
１１  粉砕ロータ
１６  ライナ
２１  分級ロータ
２６  ベーン（旋回阻止手段）
２９  循環通路
【図１】
0004805473.tif 000002
【図２】
0004805473.tif 000003
【図３】
0004805473.tif 000004
【図４】
0004805473.tif 000005
【図５】
0004805473.tif 000006
【図６】
0004805473.tif 000007
【図７】
0004805473.tif 000008
【図８】
0004805473.tif 000009
【図９】
0004805473.tif 000010