(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に、下面が中央に向けて高くなる円錐面とされたセンタコアと、上面が中央に向けて高くなる円錐面とされたセパレートコアとを上下に対向して設け、上記センタコアとセパレートコアの対向面間に形成された分級室内で粉体を旋回させて粗粉と細粉とに遠心分離し、分級室の外周部で旋回する粗粉をセパレートコアの外周に形成された粗粉排出口から排出し、分級室の中央部に移動する細粉をセパレートコアの上面中央で開口する細粉排出筒内に吸引流入させるようにした気流分級機において、前記センタコアの円錐面中央部に、その円錐面と滑らかに連続し、少なくとも細粉排出筒の内周と上下で対向する位置が最上位に位置する滑らかな空洞安定面を形成したことを特徴とする気流分級機。
【請求項２】
前記空洞安定面が、細粉排出筒の入口の中心軸上に中心を有して入口の内径と同径の水平面上での仮想円上に曲率中心をもつ円弧面とされたことを特徴とする請求項１に記載の気流分級機。
【請求項３】
前記空洞安定面が、センタコアの軸心に中心をもつ円形の平坦面と、その平坦面の外周をセンタコアの円錐面に滑らかに連続させる円弧面とから成り、上記平坦面の外周部が細粉排出筒の入口の内周と上下で対向する位置とされたことを特徴とする請求項１に記載の気流分級機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機の現像用トナー等の粉体を粗粉と微粉とに遠心分離する気流分級機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の気流分級機として、図４および図５に示したものが従来から知られている。この気流分級機は、ケーシング２０内にセンタコア２１とセパレートコア２２を上下に対向して設け、そのセンタコア２１とセパレートコア２２の対向面間に形成された分級室２３の周壁に、外部から分級室２３内に二次空気を旋回流入させる案内羽根２４を設けている。
【０００３】
また、ケーシング２０の上部に設けられた粉体案内筒２５の上部外周に供給筒２６を接続し、この供給筒２６から粉体案内筒２５内に粉体と圧縮エアの固気混合流体を供給し、上記粉体案内筒２５内において旋回し乍ら下降する粉体を分級室２３内に流入させて旋回させ、案内羽根２４間から分級室２３内に流入する二次エアにより、粉体の旋回速度を増速して、粉体を粗粉と細粉とに遠心分離し、分級室２３の外周部で旋回する粗粉をセパレートコア２２の外周に形成された粗粉排出口２７から排出している。また、分級室２３の中央に移動する細粉を、セパレートコア２２の上面中央で開口する細粉排出筒２８内に吸引流入させるようにしている。
【０００４】
上記のような粉体の分級に際し、粉体が分級室２３において旋回するとき、その旋回気流の中央部に図５に示すように、細粉排出筒２８の入口の口径に略等しい空洞部２９が形成される。
【０００５】
ここで、上記空洞部２９が分級室２３の中心から半径方向にずれ動く不安定な状態であると、細粉が粗粉中に混入したり、あるいは逆に、粗粉が細粉に混入してシャープな分級を行うことができなくなる。
【０００６】
そのような不都合の発生を防止するため、センタコア２１の下面を中央が高くなる円錐面３０とし、その円錐面３０の中心に逆円錐形の突出部３１を設けて空洞部２９の安定化を図ることがなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、センタコア２１の円錐面３０の中央に逆円錐形の突出部３１を設けた気流分級機においては、遠心分離された細粉は上記円錐面３０に沿って旋回しながら、分級室２３の中央に位置する突出部３１の表面と円錐面３０の交差部まで移動する。この交差部は、分級室２３内で形成される旋回気流の中央空洞部２９の内周からセンタコア２１の中心側に片寄った位置であるため、上記空洞部２９の内周に形成される下降気流の吸引力を受けることが少なく、細粉は突出部３１の表面と円錐面３０の交差部において旋回しつつ長時間滞溜する。この滞溜のため、現像用トナーのような低融点の粉体の場合、円錐面３０との接触、あるいは粒子同士の接触によって溶融し、付着堆積するという現象がしばしば見られる。
【０００８】
この場合、気流分級機の稼働を停止して清掃する必要が生じ、生産性を著しく低下させるという問題が生じる。
【０００９】
また、滞溜することにより、既に分級された細粉が二次凝集して造粒を生じ、これが粗粉として細粉に混入したり、交差部付近に付着した溶融物が剥離して細粉に混入するなど、細粉側の分級性能を低下させる要因となっている。
【００１０】
この発明の課題は、センタコアの下面への細粉の付着堆積や二次凝集による造粒を防ぐことにより、細粉への粗粉の混入を防止して分級精度の向上させるとともにメンテナンスの容易な気流分級機を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、ケーシング内に、下面が中央に向けて高くなる円錐面とされたセンタコアと、上面が中央に向けて高くなる円錐面とされたセパレートコアとを上下に対向して設け、上記センタコアとセパレートコアの対向面間に形成された分級室内で粉体を旋回させて粗粉と細粉とに遠心分離し、分級室の外周部で旋回する粗粉をセパレートコアの外周に形成された粗粉排出口から排出し、分級室の中央部に移動する細粉をセパレートコアの上面中央で開口する細粉排出筒内に吸引流入させるようにした気流分級機において、前記センタコアの円錐面中央部に、その円錐面と滑らかに連続し、少なくとも細粉排出筒の内周と上下で対向する位置が最上位に位置する滑らかな空洞安定面を形成した構成を採用している。
【００１２】
上記のように、センタコアの円錐面中央に滑らかな空洞安定面を形成することによって、分級室内の中央に移行する細粉はその空洞安定面に沿って流れてセンタコアの下面中央にスムーズに移行し、センタコアの下面で細粉が滞溜するのを防止することができる。
【００１３】
ここで、空洞安定面は、細粉排出筒における入口の中心軸上に中心を有して入口の内径と同径の水平面上での仮想円上に曲率中心をもつ円弧面であってもよい。あるいは、センタコアの軸心に中心をもつ円形の平坦面と、その平坦面の外周を円錐面に滑らかに連続させる円弧面とで形成し、上記平坦面の外周部を細粉排出筒の入口の内周と上下で対向する位置に配置したものであってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１に示すように、ケーシング１は粉体案内筒２を上部に有し、その粉体案内筒２の外周上部に粉体供給筒３が接続されている。
【００１５】
粉体供給筒３は粉体案内筒２の外周接線方向に延び、その粉体供給筒３内に送られる粉体と圧縮空気の固気混合流体を粉体案内筒２内の外周に向けて噴射するようになっている。
【００１６】
粉体案内筒２内の下部には複数のリブ４により支持されたコアホルダ５が設けられ、このコアホルダ５の下面にセンタコア６がボルト７の締付けによって着脱自在に取付けられている。
【００１７】
センタコア６の下方にはセパレートコア８が設けられ、両コア６、８間に分級室９が形成されている。分級室９の周壁には、外部から分級室９内に二次エアを旋回流入させる案内羽根１０が円周方向に間隔をおいて設けられている。
【００１８】
セパレートコア８の外周とケーシング１の内周間には環状の粗粉排出口１１が設けられている。また、セパレートコア８には細粉排出筒１２が接続されている。この細粉排出筒１２は細粉をケーシング１の外部に導く案内筒部１２ａと、テーパ状外面を有する入口リング１５とから成り、上記案内筒部１２ａの一端はセパレートコア８の上側に形成された円錐面１３の中央において開口し、その開口部はテーパ孔部１４とされ、このテーパ孔部１４に前記入口リング１５が着脱自在に取付けられている。
【００１９】
入口リング１５は口径の異なる数種のものが用意され、その入口リング１５の取り替えによって分級点の調整が行われる。
【００２０】
図２に示すように、センタコア６の下面は中央が高くなる円錐面１６とされ、その円錐面１６の中央部に、分級室９内で形成される旋回気流の中央空洞部の安定化を図る空洞安定面１７が形成されている。
【００２１】
空洞安定面１７は、円錐面１６と滑らかに連続する円弧面１７ａで形成され、その円弧面１７ａの曲率中心Ｏ1 は、前記細粉排出筒１２の入口１５ａの中心軸Ｘ−Ｘ上の一点Ｏ0 を中心とする半径ｒの仮想円上に位置し、その仮想円は、入口１５ａの口径と略同径とされている。なお、Ｏ0 を中心とする半径ｒの仮想円は、図２のＯ1 、Ｏ1 を結ぶ直線を中心として９０°回転させた状態で図示している。
【００２２】
いま、図１に示す細粉排出筒１２内に吸引力を付与する状態で粉体供給筒３から粉体案内筒２内に固気混合流体を供給すると、その固気混合流体は粉体案内筒２内を旋回し乍ら下降して分級室９内に流入し、その分級室９内で旋回する。このとき、案内羽根１０間から分級室９内に二次エアが流入し、その二次エアによって分級室９内で旋回する旋回気流は増速され、旋回気流中の粉体は遠心力によって粗粉と細粉とに遠心分離される。
【００２３】
粗粉は分級室９内の外周部で旋回して粗粉排出口１１からケーシング１の下方に取り出され、一方、細粉は分級室９内の中央に移動する。
【００２４】
ここで、分級室９内で粉体が遠心分離されるとき、細粉排出筒１２には吸引力が付与されているため、分級室９内に形成される旋回気流の中心部には空洞部が形成されると共に、その空洞部内の外周部に下降気流が形成される。
【００２５】
このため、分級室９の中央部に移動した細粉は、この下降気流の流れにのって細粉排出筒１２内に流入する。
【００２６】
なお、細粉排出筒１２はバッグフィルタ等の捕集装置に接続され、細粉排出筒１２内に流入した細粉は上記捕集装置に送られて捕集される。
【００２７】
上記のような粉体の分級において、分級室９を形成するセンタコア６の下面中央部には円弧面１７ａにより形成された空洞安定面１７が設けられ、この空洞安定面１７は細粉排出筒１２の入口１５ａの口径と対向する位置で最上位とされ、それより外又は内に至るに従って次第に浅くなるため、旋回気流の中央の空洞部は半径方向にずれ動くことが少なく、分級室９内できわめて安定した旋回気流が形成される。
【００２８】
このため、細粉中に細粉が混じり、あるいは細粉中に粗粉が混入することがきわめて少なく、シャープな分級を可能とすることができる。
【００２９】
また、空洞安定面１７は円弧面１７ａで形成されているため、センタコア６の円錐面１６に沿って旋回しつつ中央部に移動する細粉は、上記円弧面１７ａに沿って中央部へとスムーズに移動することになり、センタコア６の下面において細粉が滞溜し、溶着により付着して堆積するという不都合の発生は殆どなく、粉体の分級作業を連続して能率よく行うことができる。
【００３０】
図３は、センタコア６の他の例を示す。この例ではセンタコア６の下面中央部に形成された空洞安定面１７をセンタコア６の軸心に中心をもつ円形の平坦面１７ｂと、その平坦面１７ａの外周をセンタコア６の下面外周部に形成された円錐面１６に滑らかに連続させる円弧面１７ｃとで形成し、上記平坦面１７ｂの外径を細粉排出筒１２の入口１５ａの口径と略同径としている。
【００３１】
このように、センタコア６の下面中央に、入口１５ａの口径と略同径の円形の平坦面１７ｂを形成することにより、分級室９内で旋回する旋回気流の中央の空洞部が半径方向へのずれ動くのを防止することができる。このため、分級室９内において、きわめて安定した旋回気流を得ることができると共に、センタコア６の円錐面１６に沿って旋回する細粉を滞溜させることなく中央へとスムーズに移動させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、センタコアの下面に形成された円錐面の中央に、この円錐面と滑らかに連なり、細粉吸引筒の入口の内周と上下で対向する位置が最上位とされる滑らかな空洞安定面を設けたことにより、分級室で形成される旋回気流の中央の空洞部の安定化を図ることができ、シャープな分級を可能とすることができる。
【００３３】
また、センタコアの下面に沿って旋回する細粉の滞溜を防止し、上記下面に細粉が溶融して付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る気流分級機の実施の形態を示す概略図
【図２】同上気流分級機のセンタコアを示す断面図
【図３】同上センタコアの他の例を示す断面図
【図４】従来の気流分級機を示す概略図
【図５】同上気流分級機のセンタコアとセパレートコアとを示す断面図
【符号の説明】
１  ケーシング
６  センタコア
８  セパレートコア
９  分級室
１１  粗粉排出口
１２  細粉排出筒
１３  円錐面
１５ａ  入口
１６  円錐面
１７  空洞安定面
１７ａ  円弧面
１７ｂ  平坦面
１７ｃ  円弧面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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