(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側板及び該前面側板と適宜間隔を介して相対向して配設される後面側板との前記間隔内の密閉空間に気流を導入するための入気路と、粉体原料供給路と、粉体原料を分級する分級路とを形成し、前記粉体原料を粒径の相異する複数種類の分級原料に分級する気流式分級装置であって、
分級点となる前記密閉空間の中心部の分級室は、該分級室に向かって弧状尖端を形成して突出するコアンダブロックと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめその基端側を前記前後面側板に回動可能に支持される複数の分級エッジと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめ前記入気路を分割する入気エッジの集合する部分に形成され、
前記分級路は、前記分級室が面する側壁と、前記複数の分級エッジと、前記コアンダブロックのそれぞれの間に複数形成され、
前記分級エッジのエッジ部を予め決められた許容範囲に位置決めすべく前記分級エッジの基端部の回転軸には、駆動手段を設けると共に前記回転軸の回転角度を検出して前記エッジ部を所定の許容範囲にセットするための位置検出手段を係合せしめ、前記粉体原料の分級作業中においても前記分級エッジの位置コントロールをすることを特徴とする気流式分級装置。
【請求項２】
前記入気路に気体導入調節手段が配設され、前記駆動手段が、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１に記載の気流式分級装置。
【請求項３】
前記位置検出手段が、ポテンショメータであることを特徴とする請求項１に記載の気流式分級装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、静電荷像現像用のトナーのような粉体原料を各粒子の粉子径に応じた慣性力及び遠心力の差に基づいて所定の粒径の粉子に分級する分級装置に係り、特に、分級エッジのエッジ部を許容範囲に常時自動調整して分級精度を向上するようにした気流式分級装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法による画像形成に用いられるトナー又は着色樹脂粉体は、現在、主に、結着樹脂と着色剤とを少なくとも含有する混合物を溶融混練し、該溶融混練物を冷却し冷却物とし、得られた冷却物を粉砕し、更に粉砕物を分級することによって製造される。一方、粉体の分級については、各種の気流式分級機及び気流式分級方法が提案されているが、この中で回転翼を用いる分級機と可動部分を有しない分級機がある。このうち、可動部分のない分級機として、固定壁遠心式分級機と慣性力分級式の分級機がある。本発明は、慣性力分級式の分級装置であるが、この型式の気流式分級装置として図５に示すものが従来より使用されている。例えば、日鉄鉱業製のエルボジェット分級機等が挙げられる。
【０００３】
図５は、従来の慣性力を利用した気流式分級装置２００の主要部の内部構造を示す断面図である。側板１０１の表面上には上方右側壁１２２と上方左側壁１２４と下方右側壁１２３と下方左側壁１２５が夫々突出して形成されると共に上方右側壁１２２と下方右側壁１２３との間にはコアンダブロック１２６が凸出して配設される。また、上方右側壁１２２と上方左側壁１２４との間には入気エッジ１１９で分岐された入気路１３１が形成される。なお、入気エッジ１１９は上方右側板１２２と上方左側板１２４の中間に設けられた上部カバー１２７に基端部を枢支される。また、下方右側壁１２３や下方左側壁１２５にはその基端部をこれ等に枢支される分級エッジ１１７や１１８が設けられる。また、コアンダブロック１２６の上面と上方右側壁１２２との間には粉体原料を導入するための粉体原料供給管１１６が挿入される。また、２つの入気路１３１には気体導入調節手段１２０，１２１を有する入気管１１４，１１５が連通して配置される。また、入気管１１４，１１５には気流の圧力を検出する静圧計１２８，１２９が設けられている。
【０００４】
分級室１３０は、コアンダブロック１２６の尖端の弧状部と、分級エッジ１１７，１１８の尖端のエッジ部と入気エッジ１１９の尖端のエッジ部とが互いに近接して集合する位置に形成される。また、分級室１３０には入気路１３１や原料供給管１１６の尖端が連通する。また、分級室１３０は第１の分級路１１１と第２の分級路１１２と第３の分級路１１３に連通している。なお、これ等の分級路１１１，１１２，１１３は上方左側板１２４と分級エッジ１１８との間、分級エッジ１１８と分級エッジ１１７との間及び分級エッジ１１７とコアンダブロック１２６の下面との間に夫々形成される。以上の構造により、入気路１３１からの気流と粉体原料供給管１１６からの粉体原料が分級室１３０で混合され、粉体原料の粒子の大きさに基づく慣性力やコアンダ効果による湾曲気流の遠心力により粉体原料は前記の第１乃至第３の分級路１１１，１１２，１１３に分級される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
粉体原料は、粒子の大きさ毎に高精度に分級されることが望ましいが、この分級精度に大きな影響を与えるものとして分級エッジ１１７や１１８の前記エッジ部の尖端位置の位置決め精度が挙げられる。また、コアンダブロック１２６の尖端の前記弧状部の位置や形状及び入気エッジ１１９の尖端の前記エッジ部の位置精度や入気気流の流量，圧力等が挙げられる。この内、特に影響度の高いものとして分級エッジ１１７，１１８の前記エッジ部の位置決め精度が挙げられる。然し乍ら、気流式分級装置２００の各駆動伝達機構の微小あそびや強度不足等の原因により、分級エッジ１１７や１１８の前記エッジ部が所定の許容範囲に入らない問題点がある。このエッジ部の位置は、そのズレ量が微小であってもこのエッジ部によって分断される気流の流線に大きな影響を与え、流線が乱れ、分級された産物の粒度分布が変化する問題点がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題点を解決するもので、分級された産物の粒度分布のバラ付きを小さくすることができると共に、粒度分布の精度を向上させることができる気流式分級装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の気流式分級装置は、前面側板及び該前面側板と適宜間隔を介して相対向して配設される後面側板との前記間隔内の密閉空間に気流を導入するための入気路と、粉体原料供給路と、粉体原料を分級する分級路とを形成し、前記粉体原料を粒径の相異する複数種類の分級原料に分級する気流式分級装置であって、分級点となる前記密閉空間の中心部の分級室は、該分級室に向かって弧状尖端を形成して突出するコアンダブロックと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめその基端側を前記前後面側板に回動可能に支持される複数の分級エッジと、前記分級室に向かってエッジ部を突出せしめ前記入気路を分割する入気エッジの集合する部分に形成され、前記分級路は、前記分級室が面する側壁と、前記複数の分級エッジと、前記コアンダブロックのそれぞれの間に複数形成され、前記分級エッジのエッジ部を予め決められた許容範囲に位置決めすべく前記分級エッジの基端部の回転軸には、駆動手段を設けると共に前記回転軸の回転角度を検出して前記エッジ部を所定の許容範囲にセットするための位置検出手段を係合せしめ、前記粉体原料の分級作業中においても前記分級エッジの位置コントロールをすることを特徴とする。これにより、分級エッジの尖端が常時に許容範囲にセットされ高精度の分級が可能になり、高精度の粒度分布を有する分級粉体を効率よく、且つ安定して生成することができる。従来技術では分級エッジのエッジ部の調整のため分級作業を中断し、前方側板等を取り外して行う必要があったが、本発明では取り外しが不要であり、分級中でもエッジ部の調整が可能になる。これにより、効率向上が図れる。
【００１０】
また、請求項２の気流式分級装置は、前記入気路に気体導入調節手段が配設され、前記駆動手段が、ステッピングモータであることを特徴とする。ステッピングモータを用いることにより分級エッジの駆動が高精度に、且つ円滑に行われると共に比較的安価に実施できる。
【００１１】
また、請求項３の気流式分級装置は、前記位置検出手段が、ポテンショメータであることを特徴とする。ポテンショメータを用いることにより分級エッジのエッジ部の位置決め検出精度の向上が図れ、高精度の分級ができると共に比較的安価に実施できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の気流式分級装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１は本実施の形態の気流式分級装置１００の主要部（装置本体）の構造を示す断面図、図２は気流式分級装置１００の構成要素のほぼ全体を示す分解斜視図、図３は図１と同様に主要部の構造を示す斜視図である。
【００１３】
気流式分級装置１００は、図２に示す後方側板２と、後方側板２とほぼ同一形状で相対向して配置される図３に示す前方側板１とによって挟持されて分級室３０等を形成する気流式分級装置本体１００と、この気流式分級装置本体１００ａの分級エッジ５，６の回転軸３６ａ，３６ｂと、この回転軸３６ａ，３６ｂに連結される駆動手段の１つであるステッピングモータ３１ａ，３１ｂと、同じく回転軸３６ａ，３６ｂに連結係合されるポテンショメータ４３ａ，４３ｂ等とからなる。
【００１４】
まず、図１乃至図３により気流式分級装置本体１００ａを説明する。後方側壁２の表面上には上方右側壁１９と上方左側壁１０と下方右側壁８と下方左側壁９及びコアンダブロック４が夫々突出した状態で固定される。上方右側壁１９と上方左側壁１０との間の後方側壁２の表面には上方カバー２３が同じく突出して固定される。
【００１５】
上方カバー２３には入気エッジ７の基端部が枢支され、入気エッジ７により入気路３２は第１の入気路３２ａと第２の入気路３２ｂに分割される。また、下方右側壁８及び下方左側壁９にはその基端部をこれ等に枢支される分級エッジ５，６が連結される。また、上方右側壁１９とコアンダブロック４の上面との間には粉体原料供給管３が挿入される。また、コアンダブロック４の尖端には楕円弧の弧状部４ａが形成される。また、分級エッジ５，６の尖端にはエッジ部５ａ，６ａが形成され、入気エッジ７の尖端にもエッジ部７ａが形成される。
【００１６】
分級室３０は、分級エッジ５，６のエッジ部５ａ，６ａとコアンダブロック４の弧状部４ａと入気エッジ７のエッジ部７ａの集合する部分に形成される。また、分級室３０は第１乃至第３の分級路１１，１２，１３に連通している。第１の分級路１１は上方左側壁１０の下面側と分級エッジ６及び下方左側壁９との間に形成される。また、第２の分級路１２は分級エッジ５，６及び下方右側壁８と下方左側壁９との間に形成される。また、第３の分級路１３は分級エッジ５と下方右側壁８とコアンダブロック４の下面側との間に形成される。
【００１７】
入気路３２の第１の入気路３２ａと第２の入気路３２ｂには入気管１４と１５が連結される。また、入気管１４，１５には気体導入調節手段２０，２１と入気される気体の圧力を検出する静圧計２８，２９が夫々設けられている。
【００１８】
粉体原料供給管３には図４に示すように粉体原料が定量供給機１８からの粉体原料が振動フィーダ１７を介して導入される。また、粉体原料供給管３には粉体原料を噴出させるためのエアーが供給され、このエアーはバルブ１６により供給量がコントロールされる。
【００１９】
粉体原料は各種のものがあるが、例えば、電子写真法による画像形成に用いられるトナー又は着色樹脂粉体が挙げられる。このトナー又は着色樹脂粉体は主に結着樹脂と着色剤とを少なくとも混合した混合物を溶融混練し、この溶融混練物を冷却し、この冷却物を粉砕したものからなる。
【００２０】
以上の構造の気流式分級装置本体１００ａの分級室３０等は図３に示すように前方側板１により閉止されて密閉される。また、気流式分級装置本体１００ａの第１乃至第３の分級路１１，１２，１３には第１乃至第３の配管１１ａ，１２ａ，１３ａを介して捕集サイクロン２２ａ，２２ｂ，２２ｃが夫々連結される。
【００２１】
前記のように分級室３０は複数の分級路１１，１２，１３に分割されるが、この分級精度は分級エッジ５，６のエッジ部５ａ，６ａの位置やコアンダブロックの弧状部４ａの形状，位置及び入気エッジ７のエッジ部７ａの位置等により決められると共に、分級気流の流量や粉体原料の原料供給管３からの噴出速度によって決まる。
【００２２】
図２に示すように分級エッジ５，６の基端部には前方側板１や後方側板２により枢支される回転軸３６ａ，３６ｂが連結される。この回転軸３６ａ，３６ｂは図２に示す各種の連結手段（詳細説明を省略する）を介してステッピングモータ３１ａ，３１ｂに連結される。また、回転軸３６ａ，３６ｂはプーリ３５ａ，３５ｂ，ベルト５１ａ，５１ｂ及びプーリ４９ａ，４９ｂを介してポテンショメータ４３ａ，４３ｂに連結される。なお、ステッピングモータ３１ａ，３１ｂは回転軸３６ａ，３６ｂを駆動して所望角度に回動するものであり、ポテンショメータ４３ａ，４３ｂは分級エッジ５，６のエッジ部５ａ，６ａの位置検出を行うものである。
【００２３】
本発明は、特に、分級エッジ５，６のエッジ部５ａ，６ａの位置を常時許容範囲に入るようにするものである。この許容範囲は予め粉体原料の性状等に対応して決められ、この位置はポテンショメータ４３ａ，４３ｂにより検出される。従って、分級エッジ５，６のエッジ部５ａ，６ａの位置が分級作業中の各要素の変位等により狂った場合には正常位置からのズレがポテンショメータ４３ａ，４３ｂにより自動的に検出される。この検出情報はステッピングモータ３１ａ，３１ｂ側に伝達されるため、ステッピングモータ３１ａ，３１ｂを駆動することにより分級エッジ５，６のエッジ部５ａ，６ａを常時許容範囲の位置にセットすることが容易にできる。
【００２４】
次に、本発明の気流式分級装置１００による粉体原料の分級作用について説明する。なお、前記のように粉体原料としては任意のものでよいが、特に電子写真法による画像形成に用いられるトナー又は着色樹脂粉体の分級に有効である。この様なトナー製造用の粉体原料を従来の分級装置にて分級する場合、中間粒子である製品の粒度分布を得るためには分級の各諸条件を精度良く限定させ、且つ安定させる必要がある。また、分級室内の状況が微細に変化することによって分級点が適切な範囲から外れる傾向にあり、この場合、要求される粉体の粒度分布は得られにくく、分級効率が大幅に低下することが生じる。品質が一定の製品を得るために、安定的に稼動させることが必要であり、本発明の気流式分級装置１００はこの目的に対して効果的なものである。
【００２５】
図４に示すように、定量供給機１８から粉体原料が導入され、振動フィーダ１７を介し粉体原料供給管３内に粉体原料が加圧された状態で送られ、分級室３０に到る。一方、空気等の気流が気体導入調節手段２０，２１と静圧計２８，２９により供給量と圧力が調整された状態で入気管１４，１５から入気路３２ａ，３２ｂに導入され分級室３０に到る。分級室３０の近傍にはエッジ部５ａ，６ａやエッジ部７ａが位置調整された状態で配置され分級点を形成する。分級エッジ５，６のエッジ部５ａ，６ａが正常な位置から±０．３ｍｍ程度のズレ量の場合には分級点から粉体原料が高精度に分級され第１乃至第３の分級路１１，１２，１３に夫々粒径に対応した粒子が分級されて送出される。この分級された粒子は図４に示すように第１の配管１１ａ，第２の配管１２ａ，第３の配管１３ａを介し捕集サイクロン２２ａ，２２ｂ，２２ｃに導入され微粉体として回収される。
【００２６】
１．本発明の請求項１に気流式分級装置によれば、分級エッジのエッジ部の位置を自動的にセットすることができ、分級点の変動を抑止できるため、様々な粉体原料の比重や分級気体条件に対応して正確な分級点が得られ、高精度（シャープ）な粒度分布の粒子が高分級精度で得られ、且つ連続して分級粒子を作ることができる。また、分級エッジのエッジ部の調整が分級作業中にもできるため、作業効率の向上を図ることができる。２．本発明の請求項２の気流式分級装置によれば、ステッピングモータを駆動手段として採用するため、エッジ部の調整が高精度にでき、比較的容易に入手でき装置コストの低減が図れる。３．本発明の請求項３の気流式分級装置によれば、ポテンショメータを採用するためエッジ部の位置決め精度を高精度に検出できると共に装置コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気流式分級装置の主要部の構造を示す断面図。
【図２】本発明の気流式分級装置の構成要素のほぼ全体構造を示す分解斜視図。
【図３】本発明の気流式分級装置の主要部の構造を示す斜視図。
【図４】本発明の気流式分級装置による分級作用を説明するための構成図。
【図５】従来の気流式分級装置の主要部の構造を示す断面図。
【符号の説明】
１        前方側板
２        後方側板
３        粉体原料供給管
４        コアンダブロック
４ａ      弧状部
５        分級エッジ
５ａ      エッジ部
６        分級エッジ
６ａ      エッジ部
７        入気エッジ
７ａ      エッジ部
８        下方右側壁
９        下方左側壁
１０      上方左側壁
１１      第１の分級路
１１ａ    第１の配管
１２      第２の分級路
１２ａ    第２の配管
１３      第３の分級路
１３ａ    第３の配管
１４      入気管
１５      入気管
１６      バルブ
１７      振動フィーダ
１８      定量供給機
１９      上方右側壁
２０      気体導入調節手段
２１      気体導入調節手段
２２ａ    捕集サイクロン
２２ｂ    捕集サイクロン
２２ｃ    捕集サイクロン
２３      上方カバー
２８      静圧計
２９      静圧計
３０      分級室
３１ａ    ステッピングモータ
３１ｂ    ステッピングモータ
３２      入気路
３２ａ    入気路
３２ｂ    入気路
３５ａ    プーリ
３５ｂ    プーリ
３６ａ    回転軸
３６ｂ    回転軸
４３ａ    ポテンショメータ
４３ｂ    ポテンショメータ
４９ａ    プーリ
４９ｂ    プーリ
５１ａ    ベルト
５１ｂ    ベルト
１００    気流式分級装置
１００ａ  気流式分級装置本体
【図１】
0004498550.tif 000002
【図２】
0004498550.tif 000003
【図３】
0004498550.tif 000004
【図４】
0004498550.tif 000005
【図５】
0004498550.tif 000006