JP2014021191A - Apparatus for producing toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンターなどの画像形成装置に用いられる静電荷像現像用トナーの製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for producing an electrostatic charge image developing toner used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer.
静電荷像現像用トナーは、プリンターや複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられる。一般に、静電荷像現像用トナーは、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法などの湿式法によって製造される。懸濁重合法は、重合性単量体、重合開始剤、及び着色剤などを含む組成物を水系媒体中に分散させた後に重合させてトナー粒子を製造する方法である。乳化重合凝集法は、重合開始剤及び乳化剤を含む水性媒体中に重合性単量体を加えて攪拌することによって重合体一次粒子を得る。つぎに、これに着色剤及び必要に応じて帯電制御剤等を添加して重合体一次粒子を凝集させる。そして、得られた凝集体粒子を熟成させてトナー粒子を製造する方法である。溶解懸濁法は、結着樹脂を有機溶剤に溶解させた後、着色剤などを添加して得られる溶液相を、分散剤等を含有する水相において機械的な剪断力で分散させて液滴を形成し、液滴から有機溶剤を除去してトナー粒子を製造する方法である。 The electrostatic image developing toner is used in image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles. Generally, the toner for developing an electrostatic image is produced by a wet method such as a suspension polymerization method, an emulsion polymerization aggregation method, or a dissolution suspension method. The suspension polymerization method is a method for producing toner particles by dispersing a composition containing a polymerizable monomer, a polymerization initiator, a colorant and the like in an aqueous medium and then polymerizing the composition. In the emulsion polymerization aggregation method, polymer primary particles are obtained by adding a polymerizable monomer to an aqueous medium containing a polymerization initiator and an emulsifier and stirring. Next, a colorant and, if necessary, a charge control agent are added thereto to agglomerate the polymer primary particles. Then, the obtained aggregate particles are aged to produce toner particles. In the dissolution suspension method, a solution phase obtained by dissolving a binder resin in an organic solvent and then adding a colorant is dispersed in a water phase containing a dispersant by a mechanical shearing force. In this method, droplets are formed and an organic solvent is removed from the droplets to produce toner particles.
湿式法によって得られたトナーは水分を含んでおり、脱水、洗浄等の工程を経た後、乾燥機によって乾燥される。脱水機としては、例えばフィルタープレス装置が用いられる。乾燥機としては、例えば流動層乾燥機が用いられる(特許文献1を参照)。 The toner obtained by the wet method contains moisture and is dried by a dryer after passing through steps such as dehydration and washing. For example, a filter press device is used as the dehydrator. As the dryer, for example, a fluidized bed dryer is used (see Patent Document 1).
従来のトナーの製造装置は、脱水後のトナー(脱水ケーキ)を乾燥機に輸送するために、バケットコンベヤなどの輸送装置を用いていた。しかし、バケットコンベヤは構造が複雑であるため、メンテナンスの作業に手間がかかるという問題があった。また、製造するトナーの種類(例えばトナーの色)を切り替える際に、バケットコンベヤの内部を徹底的に洗浄して、バケットコンベヤの内部に残留している前回ロット分のトナーを取り除く必要があるため、このような作業に多くの時間と手間がかかるという問題があった。 Conventional toner manufacturing apparatuses use a transport device such as a bucket conveyor to transport the dehydrated toner (dehydrated cake) to a dryer. However, since the bucket conveyor has a complicated structure, there is a problem that it takes time for maintenance work. In addition, when switching the type of toner to be manufactured (for example, toner color), it is necessary to thoroughly clean the inside of the bucket conveyor to remove the toner of the previous lot remaining in the bucket conveyor. There is a problem that such work takes a lot of time and effort.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、トナーを輸送するための輸送装置のメンテナンス作業や、トナーの色の切り替え作業等を容易に行うことのできるトナーの製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a toner manufacturing apparatus capable of easily performing maintenance work of a transporting apparatus for transporting toner, switching work of toner color, and the like. For the purpose.
本発明は、湿式法によって得られたトナーを乾燥するための流動層乾燥機を備えたトナーの製造装置であって、前記流動層乾燥機にトナーを輸送するための輸送用配管と、その輸送用配管に輸送用ガスを送り込むための送風機を備えることを特徴とするトナーの製造装置である。 The present invention relates to a toner production apparatus including a fluidized bed dryer for drying toner obtained by a wet method, and a transportation pipe for transporting the toner to the fluidized bed dryer, and its transportation An apparatus for producing toner, comprising a blower for feeding a transport gas into a service pipe.
本発明のトナーの製造装置は、前記流動層乾燥機の下部に送り込まれる乾燥用空気の一部を取り出して前記輸送用配管に送り込むためのバイパス配管を備えることが好ましい。 The toner production apparatus of the present invention preferably includes a bypass pipe for taking out a part of the drying air sent to the lower part of the fluidized bed dryer and sending it to the transportation pipe.
本発明によれば、トナーを輸送するための輸送装置のメンテナンス作業や、トナーの色の切り替え作業等を容易に行うことのできるトナーの製造装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner manufacturing apparatus capable of easily performing a maintenance operation of a transport device for transporting toner, a toner color switching operation, and the like.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係るトナー製造装置は、電子写真法、静電写真法等に用いられる静電荷像現像用トナーを製造するための装置である。一般的に、静電荷像現像用トナーは、湿式法によって得られたトナー含有スラリーを脱水、洗浄、乾燥し、必要に応じて外添処理等を施すことによって製造される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The toner manufacturing apparatus according to the present embodiment is an apparatus for manufacturing an electrostatic charge image developing toner used for electrophotography, electrostatic photography, and the like. In general, a toner for developing an electrostatic charge image is produced by dehydrating, washing, and drying a toner-containing slurry obtained by a wet method, and performing an external addition treatment or the like as necessary.
図1は、本実施形態に係るトナー製造装置10のプロセスフロー図である。
図1に示すように、トナー製造装置10は、貯留ホッパ12、スクリューフィーダ14、ロータリバルブ16、流動層乾燥機18、バグフィルタ20、押込ブロア22、加熱器24、吸引ブロア26、除湿器28、大気吸入口30、第1ガスフィルタ32、第2ガスフィルタ34等の複数の機器によって構成されている。
FIG. 1 is a process flow diagram of the
As shown in FIG. 1, the
懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合法等の湿式法によって得られたトナーは、まず、フィルタープレス等の脱水機によって含水率25%程度に脱水されてケーキ状になった後、貯留ホッパ12に貯留される。貯留ホッパ12に貯留されたケーキ状のトナー(脱水ケーキ)は、スクリューフィーダ14によって粉砕されながら貯留ホッパ12の下部から排出される。スクリューフィーダ14によって排出されたトナーは、ロータリバルブ16によって一定量ずつ輸送用配管50の内部に投入される。ロータリバルブ16は回転速度が可変となっており、このロータリバルブ16によってトナーの流動層乾燥機18内への供給速度を制御できるようになっている。
The toner obtained by a wet method such as a suspension polymerization method, a dissolution suspension method, or an emulsion polymerization method is first dehydrated to a water content of about 25% by a dehydrator such as a filter press, and then stored in a cake. It is stored in the
輸送用配管50の内部に投入されたトナーは、押込ブロア22によって押し込まれる輸送用ガスの圧力によって流動層乾燥機18に輸送される。流動層乾燥機18に輸送されたトナーは、流動層乾燥機18の上方に設けられた投入口18aから流動層乾燥機18の内部に投入される。
The toner introduced into the
流動層乾燥機18の下部には目皿板36が設置されており、この目皿板36には多数の孔が設けられている。流動層乾燥機18の内部に投入されたトナーは、目皿板36の上部に堆積する。そして、目皿板36の下方から例えば70℃程度に加熱された空気(乾燥用空気)が送り込まれることによって、目皿板36の上部にトナーの流動層が形成される。これにより、トナーの攪拌、及び、トナーと空気との接触が同時に行われるため、トナーを効率良く乾燥させることができる。なお、このような流動層乾燥機は公知であり、例えば特開2001−134016号公報、特開平11−344831号公報等に開示されている。
In the lower part of the fluidized
流動層乾燥機18の上部には、バグフィルタ20が設置されている。バグフィルタ20の内部には袋状の濾布が垂下状に複数設置されており、この袋状の濾布によって流動層乾燥機18から排出される空気からトナーを取り除くことができる。また、バグフィルタ20の上部には逆洗装置(図示せず)が設置されており、濾布の裏側に空気を間欠的に吹き込むことによって、濾布の表面に付着したトナーを下方に落下させることができる。
A
押込ブロア22は、吸入口30から吸入した乾燥用の空気を流動層乾燥機18の下部に送り込むための装置である。本実施形態では、押込ブロア22にはターボファンを用いている。押込ブロア22の上流側及び下流側にはダンパ38、39が設置されており、これらのダンパ38、39によって流動層乾燥機18に送り込まれる空気の流量を制御できるようになっている。
The pushing
また、押込ブロア22の下流側には、加熱器24及び第1ガスフィルタ32が設置されている。押込ブロア22によって押し込まれる空気は、加熱器24によって例えば70℃程度に加熱された後、さらに第1ガスフィルタ32によって塵などの小さな不純物が取り除かれた後に、流動層乾燥機18の下部に送り込まれる。本実施形態では、加熱器24にはプレートフィンチューブ式熱交換器を用いており、加熱媒体としてスチームを用いている。
A
吸引ブロア26は、トナーに接触させた後の空気をバグフィルタ20の上部から吸引するための装置である。本実施形態では、吸引ブロア26にはターボファンを用いている。吸引ブロア26の上流側には2つのダンパ40、42が設置されており、これらのダンパ40、42によってバグフィルタ20の上部から吸引する空気の流量を制御できるようになっている。
The
吸引ブロア26とバグフィルタ20との間には、除湿器28及び第2ガスフィルタ34が設置されている。吸引ブロア26によってバグフィルタ20の上部から吸引された空気は、第2ガスフィルタ34によって微粉等が取り除かれた後に、除湿器28に送り込まれる。除湿器28に送り込まれた空気は、例えば40℃に冷却されることで除湿される。本実施形態では、除湿器28にはプレートフィンチューブ式熱交換器を用いており、冷却媒体として水を用いている。
A
吸引ブロア26によってバグフィルタ20の上部から吸引された空気の全部又は一部は、循環ライン45を介して系内を循環する。すなわち、吸引ブロア26によってバグフィルタ20の上部から吸引された空気の全部又は一部は、循環ライン45を通った後、押込ブロア22によって流動層乾燥機18の下部に再び送り込まれる。
All or part of the air sucked from the upper part of the
押込ブロア22の出口側には、流動層乾燥機18の内部の圧力に応じて、余剰の系内ガスを外部に放出するための放出ダクト51が設けられており、放出ダクト51にはバルブ52が設けられている。このバルブ52によって、流動層乾燥機18の内部の圧力を一定に制御することができる。
A
また、押込ブロア22の出口側には、流動層乾燥機18に送り込まれる空気に窒素ガスを供給するための窒素供給ダクト53が設けられており、窒素供給ダクト53にはバルブ54が設けられている。このバルブ54によって、流動層乾燥機18の内部の酸素濃度を所定値以下に制御することが可能であり、流動層乾燥機18の内部で粉塵爆発が発生することを防止することができる。
Further, a
トナー製造装置10の清掃時やメンテナンス時等において、系内を空気によって置換する必要があるときは、循環ライン45を閉止するためのダンパ55を閉じるとともに、入気ダンパ38を開き、排気ダンパ56を開く。これにより、系内の空気の流れが循環パスから1パスに変更されるため、系内の空気を外部空気によって置換することができる。
When it is necessary to replace the interior of the system with air during cleaning or maintenance of the
本実施形態のトナー製造装置10は、湿式法によって得られたトナーを乾燥するための流動層乾燥機18と、その流動層乾燥機18にトナーを輸送するための輸送用配管50と、その輸送用配管50に輸送用ガス(空気)を送り込むための送風機(押込ブロア22)を備えている。
The
また、本実施形態のトナー製造装置10は、流動層乾燥機18の下部に送り込まれる乾燥用空気の一部を取り出して輸送用配管50に送り込むためのバイパス配管60を備えている。バイパス配管60は、第1ガスフィルタ32の出口と輸送用配管50とを接続している。バイパス配管60の途中には、ダンパ62が設置されている。ダンパ62の開度によって、輸送用配管50に送り込む空気の流量を制御できるようになっている。
Further, the
輸送用配管50としては、例えば、鋼管、可撓管、ゴムホースなどを用いることができる。輸送用配管50の材質は、特に制限するものではないが、鉄、ステンレス、合成樹脂、ゴム等を用いることができる。輸送用配管50として特に好ましいのは、合成樹脂製の可撓管(ジャバラホース)である。
As the
本実施形態のトナー製造装置10によれば、輸送用配管50によってトナーを流動層乾燥機18に輸送することができる。輸送用配管50は構造がシンプルであり、取り外しも容易であるため、内部の清掃が極めて容易である。したがって、例えばトナーの種類(例えばトナーの色)を切り替える際に、輸送用配管50の内部を洗浄して、輸送用配管50の内部に残留している前回ロット分のトナーを取り除く作業が極めて容易になる。
According to the
本実施形態のトナー製造装置10によれば、バイパス配管60が設けられているため、加熱器24によって加熱された乾燥用空気の一部を、トナーを輸送するための輸送用ガスとして輸送用配管50に送り込むことができる。この場合、加熱された輸送用ガスによってトナーをある程度乾燥させることができるため、流動層乾燥機18におけるトナーの乾燥時間を短縮することができる。その結果、トナーをより効率的に乾燥させることが可能になる。
According to the
従来のバケットコンベヤによってトナーを輸送する場合、流動層乾燥機18に投入される直前のトナーの含水率は約25%であり、流動層乾燥機18でのトナーの乾燥に要する時間が131分であった。これに対し、本実施形態のトナーの製造装置10を用いた場合、流動層乾燥機18に投入される直前のトナーの含水率は約18%であり、流動層乾燥機18でのトナーの乾燥に要する時間は90分であった。つまり、本実施形態のトナーの製造装置10を用いた場合、トナーの乾燥に要する時間を従来と比較して約2/3に短縮できることがわかった。
When the toner is transported by a conventional bucket conveyor, the moisture content of the toner immediately before being charged into the
以上説明したように、本発明のトナーの製造装置によれば、トナーを輸送するための輸送装置のメンテナンス作業や、トナーの色の切り替え作業等を容易に行うことが可能になる。また、本発明のトナーの製造装置によれば、加熱器によって加熱された輸送用ガスによってトナーを乾燥させることができるため、トナーをより効率的に乾燥させることができる。 As described above, according to the toner manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to easily perform the maintenance work of the transport apparatus for transporting the toner, the switching operation of the toner color, and the like. Further, according to the toner manufacturing apparatus of the present invention, the toner can be dried by the transport gas heated by the heater, and therefore the toner can be dried more efficiently.
10 トナー製造装置
12 貯留ホッパ
14 スクリューフィーダ
16 ロータリバルブ
18 流動層乾燥機
20 バグフィルタ
22 押込ブロア
24 加熱器
26 吸引ブロア
28 除湿器
30 大気吸入口
32 第1ガスフィルタ
34 第2ガスフィルタ
45 循環ライン
50 輸送用配管
60 バイパス配管
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記流動層乾燥機にトナーを輸送するための輸送用配管と、その輸送用配管に輸送用ガスを送り込むための送風機を備えることを特徴とするトナーの製造装置。 A toner manufacturing apparatus including a fluidized bed dryer for drying toner obtained by a wet method,
An apparatus for producing toner, comprising: a transport pipe for transporting toner to the fluidized bed dryer; and a blower for feeding transport gas into the transport pipe.
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