分級装置および分級方法
【課題】分級精度の向上を図ることができる分級装置および分級方法を提供すること。
【解決手段】分級装置１は、分散媒中において粒子を移動させることにより分級する分級室６と、分級室６に粒子を導入する粒子収容室５と、複数（３つ）の回収管３とを備え、回収管３は、分級室６に挿入され、粒子の移動方向と交差する方向に、粒子を回収するための取込穴１５が形成されており、粒子の分級工程において、粒子を通過位置させ、粒子の回収工程において、回収管３が粒子の移動方向と交差する方向から粒子を回収することで、分級精度の向上を図ることができる。
【解決手段】分級装置１は、分散媒中において粒子を移動させることにより分級する分級室６と、分級室６に粒子を導入する粒子収容室５と、複数（３つ）の回収管３とを備え、回収管３は、分級室６に挿入され、粒子の移動方向と交差する方向に、粒子を回収するための取込穴１５が形成されており、粒子の分級工程において、粒子を通過位置させ、粒子の回収工程において、回収管３が粒子の移動方向と交差する方向から粒子を回収することで、分級精度の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分級装置および分級方法、詳しくは、分散媒中に分散している粒子を分級する分級装置、および、その分級装置を用いた分級方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分散媒中に分散している粒子を分級する、いわゆる湿式の分級装置が知られている。
【０００３】
このような分級装置としては、直立する筒状の分級筒と、分級筒の下端に設けられ、水などの分級液を流入させるための流入管と、分級筒の上端に上下方向に移動可能に設けられ、分級された粒子を回収するための回収管とを備える分級装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、そのような分級装置では、分級筒の内部空間に分級対象の粒子を仕込んだ後、流入管から上方に向けて分級液を供給して粒子を分級し、その後、回収管により分級された粒子を回収するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の分級装置では、分級された粒子を回収するときに、回収管を上方から下方に順次移動させて粒子を回収する。そのため、回収管の移動にともない、分級液が流動して、分級されていた粒子が混合される場合がある。その結果、所望する粒径分布を有する粒子を回収できず、十分な分級精度が得られない場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、分級精度の向上を図ることができる分級装置および分級方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の分級装置は、粒子が分散媒中に分散している分散系中の粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する湿式の分級装置であって、前記分散媒を収容し、前記分散媒中において前記粒子を移動させることにより分級する分級室と、前記分級室に設けられ、前記分級室に前記粒子を導入するための導入部と、前記分級室における前記導入部よりも前記粒子の移動方向下流側に、前記粒子の移動方向に間隔を隔てて、前記分級室の内部空間に前記粒子の移動方向と交差する方向に挿入され、前記粒子を回収するための複数の回収管とを備え、前記回収管には、前記粒子の移動方向と交差する方向に、前記粒子を回収するための取込穴が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の分級方法は、上記の分級装置を用いた分級方法であって、前記分散媒が収容された前記分級室に、前記粒子を前記導入部から導入する粒子導入工程と、前記分級室に導入された前記粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する分級工程と、前記分級工程後、複数の前記回収管のうち、前記粒子の移動方向最上流側の前記回収管から順次、分級された前記粒子を回収する回収工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分級装置は、分級室において粒子の移動方向に間隔を隔てて、分級室の内部空間に粒子の移動方向と交差する方向に挿入される複数の回収管を備えている。
【００１１】
そのため、複数の回収管がそれぞれの位置において、分級された粒子を回収することができるので、分散媒の流動を抑制でき、粒子の混合を低減することができる。
【００１２】
一方、そのような複数の回収管を備える場合、複数の回収管は、それぞれ所望する粒径分布を有する粒子以外の粒子を、回収することなく通過させることが望まれる。
【００１３】
そこで、本発明の分級装置において、回収管には、粒子の移動方向と交差する方向に粒子を回収するための取込穴が形成されている。そのため、分級工程において、取込穴に所望しない粒子が侵入してしまうことを防止することができる。
【００１４】
したがって、本発明の分級装置およびその分級装置を用いる分級方法は、分級精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の分級装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す分級装置を示す側断面図である。
【図３】図１に示す回収管による粒子の回収を説明するための断面図である。
【図４】実施例および比較例の粗大粒子累積頻度を表わすグラフである。
【図５】実施例および比較例の粗大粒子累積頻度を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．分級装置の全体構成
図１に示すように、分級装置１は、湿式の分級装置であり、分級筒２と、複数（３つ）の回収管３とを備えている。
１．分級筒
分級筒２は、略円筒形状に形成され、その一方側端面が閉鎖され、他方側端面が開放されている。分級筒２は、その内径が、例えば、１００〜５００ｍｍ、その軸線方向長さが、例えば、１０００〜３０００ｍｍである。
【００１７】
なお、以下の説明において、分級筒２の閉鎖される端面側（図１における紙面下側）を下側とし、分級筒２の開放される端面側（図１における紙面上側）を上側とする。すなわち、分級筒２の軸線方向を上下方向とする。
【００１８】
分級筒２は、粒子投入弁４を備え、粒子投入弁４により粒子収容室５（後述）と分級室６（後述）とに仕切られている。
（１）粒子投入弁
粒子投入弁４は、略円板形状に形成されており、その直径は、分級筒２の内径と略同径である。
【００１９】
また、粒子投入弁４は、回転軸（図示せず）に保持されている。
【００２０】
回転軸（図示せず）は、粒子投入弁４を径方向に貫通して、その両端部が粒子投入弁４の径方向外方に突出している。
【００２１】
そして、粒子投入弁４の径方向外方に突出する回転軸（図示せず）の両端部が、分級筒２の上側途中部に形成され、径方向に対向する１対の貫通穴（図示せず）に、それぞれ相対回転可能に挿通されることにより、粒子投入弁４は分級筒２に支持されている。
【００２２】
また、粒子投入弁４の回転軸（図示せず）の一端部は、さらに、分級筒２を貫通し、その一端部には、側面視略Ｌ字状のレバー７が固定されている。
【００２３】
そして、粒子投入弁４は、レバー７の回転軸（図示せず）を支点とする回動にともない、粒子を粒子収容室５（後述）の内部空間に収容する収容位置と、粒子を分級室６（後述）の内部空間に投入する投入位置とに回動可能である。
【００２４】
詳しくは、収容位置では、分級筒２の内周面と粒子投入弁４の外周端面とが接触し、粒子収容室５と分級室６とが、粒子投入弁４によって仕切られる。
【００２５】
一方、投入位置では、粒子投入弁４が回転軸（図示せず）を回転中心として傾き、粒子投入弁４の外周端面と分級筒２の内周面との間に空間が形成される。
（２）粒子収容室および分級室
粒子収容室５は、分級筒２における粒子投入弁４よりも上側部分であり、具体的には、粒子投入弁４が収容位置にあるときの、粒子投入弁４の上面、その上面よりも上側の分級筒２の内周面から形成され、それらに区画される内部空間を有する。
【００２６】
分級室６は、分級筒２における粒子投入弁４よりも下側部分であり、具体的には、粒子投入弁４が収容位置にあるときの、粒子投入弁４の下面、その下面よりも下側の分級筒２の内周面から形成され、それらに区画される内部に空間を有する。
【００２７】
分級室６を形成する分級筒２には、回収管３（後述）を挿通するための、複数（３つ）の挿通穴１０が形成されている。
【００２８】
各挿通穴１０は、分級筒２の径方向から見て略円形状をなし、上下方向に互いに間隔を隔てて形成され、分級室６の内部空間と連通されている。
【００２９】
各挿通穴１０の上下方向における間隔は、例えば、１００〜５００ｍｍである。
【００３０】
また、各挿通穴１０は、その直径が、対応する各回収管３（後述）の外径と略同径である。
【００３１】
分級室６は、第１網目状部材の一例としての第１メッシュ部材１１と、第２網目状部材の一例としての第２メッシュ部材１２とを備えている。
【００３２】
第１メッシュ部材１１は、網目状の略円板形状に形成され、その直径は、分級筒２の内径と略同径である。
【００３３】
第１メッシュ部材１１は、上下方向においてすべての挿通穴１０を挟むように１対設けられ、それぞれ分級室６の径方向に沿って配置されている。
【００３４】
詳しくは、上側の第１メッシュ部材１１は、粒子投入弁４が投入位置にあるとき、粒子投入弁４の最も下側に位置する外周端面と、上下方向に間隔を隔てて対向するように配置されている。また、下側の第１メッシュ部材１１は、上下方向において、各挿通穴１０のうち最も下側の挿通穴１０と、分級筒２の下端面との間に配置されている。
【００３５】
また、第１メッシュ部材１１は、分級対象の粒子を通過させることができ、その目開きは、例えば、２００〜５００μｍである。
【００３６】
第２メッシュ部材１２は、網目状の略円板形状に形成され、その直径は、分級筒２の内径と略同径である。
【００３７】
第２メッシュ部材１２は、上下方向において１対の第１メッシュ部材１１の間に、分級室６の径方向に沿って配置されている。
【００３８】
詳しくは、第２メッシュ部材１２は、上側の第１メッシュ部材１１と、３つの挿通穴１０のうち、最も上側の挿通穴１０との間に配置されている。第２メッシュ部材１２は、適宜複数設けることができる。
【００３９】
また、第２メッシュ部材１２は、分級対象の粒子を通過させることができ、その目開きは、例えば、２００〜５００μｍである。
２．回収管
複数（３つ）の回収管３は、略円筒形状に形成され、その一方側端面が閉鎖され、他方側端面が開放され、その他方側端面は、回収管３に回収された粒子（後述）を流出する流出口１７として形成されている。
【００４０】
回収管３は、その直径が、例えば、５〜３０ｍｍ、その軸線方向長さが、例えば、６０〜６００ｍｍである。
【００４１】
また、回収管３は、図２に示すように、一方側端面から軸線方向途中部までが、分級室６の内部空間に挿入される挿入部分１３として形成され、その軸線方向途中部から他端側端面（流出口１７）までが、分級筒２から径方向外方に突出する突出部分１４として形成されている。
【００４２】
挿入部分１３は、その軸線方向長さが、例えば、２０〜５００ｍｍである。
【００４３】
挿入部分１３には、図２に示すように、上下方向と直交する方向に、複数（８つ）の取込穴１５が形成されている。
【００４４】
詳しくは、８つの取込穴１５は、回収管３において、直径方向に互いに対向するように４対形成されており、挿入部分１３の軸線方向に互いに間隔を隔てて、直列配置されている。
【００４５】
取込穴１５は、上下方向と直交する方向から見て略円形状に形成されている。
【００４６】
取込穴１５は、上下方向と直交する方向から見た直径は、例えば、２〜１５ｍｍである。
【００４７】
突出部分１４は、突出部分１４の内部空間を開閉するバルブ１８を備えている。
３．分級装置の組み立て
次に、分級装置１の組み立てを説明する。
【００４８】
分級装置１を組み立てるには、図１に示すように、まず、各回収管３の挿入部分１３を、分級筒２の各挿通穴１０に挿通し、分級室６の内部空間に挿入する。このとき、各回収管３の挿入部分１３は、その軸線方向が上下方向と直交し、かつ、１対の取込穴１５の中心を結ぶ線分が上下方向と直交するように挿入される。また、分級室６の内径に対する、回収管３の挿入部分１３の軸線方向長さの割合が、例えば、５割以上、好ましくは、６割以上となるように挿入する。
【００４９】
これによって、各回収管３は、上下方向に互いに間隔を隔てて、分級室６に相対回転不能に支持される。
【００５０】
また、各回収管３の突出部分１４には、ポンプ（図示せず）が連結されており、ポンプ（図示せず）の駆動による吸引力により、回収管３の内部空間の分散媒１６（後述）を吸引することができる。
【００５１】
また、各回収管３の突出部分１４のバルブ１８を閉鎖する。
【００５２】
次いで、分級室６に分散媒１６を供給する。
【００５３】
分散媒１６としては、例えば、水が挙げられる。
【００５４】
分級室６に分散媒１６を供給するには、レバー７を回動させて粒子投入弁４を投入位置に位置させて、分級筒２の上方から、分散媒１６を分級室６に供給する。
【００５５】
これによって、分散媒１６が粒子収容室５を通過し、分級室６に充填される。
【００５６】
そして、分級室６が分散媒１６で満たされた後、レバー７を回動させて粒子投入弁４を収容位置に位置させる。このとき、分散媒１６は、その液面が粒子投入弁４の上面よりも上側に位置することが好ましい。
【００５７】
以上によって、分級装置１の組み立てが完了する。
４．粒子の分級
次に、粒子の分級について説明する。
【００５８】
粒子を分級するには、まず、粒子収容室５の内部空間に粒子を収容する。
【００５９】
粒子としては、例えば、公知の製造方法により製造されるトナー粒子が挙げられる。
【００６０】
粒子収容室５の内部空間にトナー粒子を収容するには、例えば、トナー粒子が水などの溶媒中に分散するトナー粒子懸濁液を調製し、トナー粒子懸濁液を分級筒２の上方から粒子収容室５に導入する。
【００６１】
トナー粒子懸濁液のトナー粒子混合割合は、例えば、５〜２０質量％、好ましくは、８〜１５質量％である。
【００６２】
そして、レバー７を回動させて、粒子投入弁４を収容位置から投入位置に回動させる（図１参照）。そうすると、粒子収容室５に収容されていたトナー粒子懸濁液が、粒子投入弁４の外周端面と分級筒２の内周面との間の空間から、分級室６の内部空間に導入される（粒子導入工程）。このとき、上側の第１メッシュ部材１１および第２メッシュ部材１２により、分散媒１６の対流の発生が抑制される。
【００６３】
分級室６に導入されたトナー粒子は、分散媒１６中に分散されるとともに、重力により上方から下方に向けて移動（沈降）する（分級工程）。このとき、トナー粒子は、所定時間が経過すると、分散媒１６に対するトナー粒子の粒子径の違いによる移動速度差によって分級される。
【００６４】
詳しくは、トナー粒子は、分級室６の内部空間において、相対的に粒子径の小さなトナー粒子が上側に位置し、相対的に粒子径の大きなトナー粒子が下側に位置するように分級される。
【００６５】
このとき、第１メッシュ部材１１および第２メッシュ部材１２により、分級工程における分散媒１６の対流の発生が抑制される。
【００６６】
次いで、図３に示すように、３つの回収管３のうち、最も上側（粒子の移動方向最上流側）の回収管３から順次、分級されたトナー粒子を回収する（回収工程）。
【００６７】
詳しくは、３つの回収管３のうち、上側の回収管３の突出部分１４のバルブ１８を開放する。
【００６８】
そして、突出部分１４に連結されるポンプ（図示せず）を駆動させて、その吸引力により、相対的に小さな粒径分布を有するトナー粒子を含有する分散媒１６が、挿入部分１３に形成された取込穴１５に取り込まれ、回収管３の内部空間を通過して、流出口１７から流出される。
【００６９】
これにより、相対的に小さな粒径分布を有するトナー粒子を回収することができる。
【００７０】
その後、突出部分１４のバルブ１８を閉鎖して、流出口１７からの流出を停止する。
【００７１】
次いで、３つの回収管３のうち、中側の回収管３の突出部分１４のバルブ１８を開放する。
【００７２】
そして、突出部分１４に連結されるポンプ（図示せず）の吸引力により、上側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を含有する分散媒１６が、挿入部分１３に形成された取込穴１５に取り込まれ、回収管３の内部空間を通過して、流出口１７から流出される。
【００７３】
これにより、上側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を回収することができる。
【００７４】
その後、突出部分１４のバルブ１８を閉鎖して、流出口１７からの流出を停止する。
【００７５】
次いで、３つの回収管３のうち、下側の回収管３の突出部分１４のバルブ１８を開放する。
【００７６】
そして、突出部分１４に連結されるポンプ（図示せず）の吸引力により、中側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を含有する分散媒１６が、挿入部分１３に形成された取込穴１５に取り込まれ、回収管３の内部空間を通過して、流出口１７から流出される。
【００７７】
これにより、中側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を回収することができる。
【００７８】
その後、突出部分１４のバルブ１８を閉鎖して、流出口１７からの流出を停止し、ポンプ（図示せず）の駆動を停止する。
【００７９】
なお、各回収管３の流出口１７から流出される分散媒１６の流出速度は、例えば、６〜１００ｍＬ／ｓである。
【００８０】
以上によって、各回収管３により、それぞれ粒径分布の異なるトナー粒子を回収することができ、トナー粒子を各粒径分布毎に分級することができる。
４．作用効果
（１）
分級装置１では、分級室６の内部空間に、上下方向に互いに間隔を隔てて、各回収管３の挿入部分１３が挿入されている。
【００８１】
そのため、各回収管３がそれぞれの位置において、分級室６の内部空間において分級された粒子を回収することができる。
【００８２】
よって、分級室６の内部空間における分散媒１６の流動を抑制でき、分級された粒子の混合を低減することができる。
【００８３】
また、各回収管３の挿入部分１３には、上下方向と直交する方向に、それぞれ粒子を回収するための取込穴１５が形成されている。そのため、分級工程において、取込穴１５に所望しない粒子が侵入することを防止することができる。
【００８４】
したがって、分級装置１では、所望する粒径分布を有する粒子を得ることができ、分級精度の向上を図ることができる。
（２）
具体的には、取込穴１５は、各回収管３の挿入部分１３において互いに対向するように複数対（４対）形成され、挿入部分１３の軸線方向に互いに間隔を隔てて、直列配置されている。
【００８５】
そのため、各取込穴１５が取り込む、粒子を含有する分散媒１６の量を低減しても、十分な量の粒子を回収することができる。
【００８６】
したがって、取込穴１５が分散媒１６を取り込むことに起因する、分級室６の内部空間における分散媒１６の対流の発生を抑制することができる。
（３）
分級室６は、上下方向において、複数（３つ）の回収管３を挟むように設けられる１対の第１メッシュ部材１１、および、１対の第１メッシュ部材１１の間に設けられる第２メッシュ部材１２を備えている。
【００８７】
そのため、粒子導入工程および分級工程における、分級室６の内部空間における分散媒１６の対流の発生を効果的に抑制することができる。
（４）
また、分級装置１では、分級室６の内径に対する、回収管３の挿入部分１３の軸線方向長さの割合が、例えば、５割以上、好ましくは、６割以上である。
【００８８】
これによって、回収する粒子の分級精度の向上を図ることができる。詳しくは、回収された粒子に対する、粗大粒子の割合を低減することができる。
５．変形例
上記した実施形態および他の実施形態では、複数の取込穴１５が、回収管３において直径方向に互いに対向するように複数対として形成されたが、これに限定されず、例えば、回収管３の片側にのみ複数の取込穴１５が形成されてもよい。
【００８９】
また、上記した実施形態および他の実施形態では、複数の回収管３が分級室６の内部空間に、上下方向（粒子の移動方向）と直交するように挿入されたが、これに限定されず、複数の回収管３は分級室６の内部空間に、分級筒２の軸線方向と直交する方向に対して、例えば、±４５°以下、好ましくは、±３０°以下の範囲において交差するように挿入されてもよい。
【００９０】
また、上記した実施形態および他の実施形態では、分級対象として、公知の製造方法で製造されたトナー粒子を分級したが、これに限定されず、例えば、ガラス粒子、合成樹脂粒子などを分級することができる。
【００９１】
また、上記した実施形態および他の実施形態では、分級工程において、分級室６に導入されたトナー粒子を、重力により上方から下方に向けて移動（沈降）させたが、これに限定されず、例えば、遠心分離機などによる遠心力により、トナー粒子の移動を促進させることもできる。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
［実施例１〜５］
（１）分級装置の作製
内径がΦ１００ｍｍ、軸線方向長さが１６００ｍｍの分級筒２と、内径がΦ１０ｍｍの、３つの回収管３と、目開きが３８０μｍの１対の第１メッシュ部材１１、および、目開きが３８０μｍの４枚の第２メッシュ部材１２とを用意した。
【００９３】
回収管３は、その挿入部分１３に、上下方向と直交する方向に、互いに対向するように４対の取込穴１５が形成されており、４対の取込穴１５は、挿入部分１３の軸線方向において互いに間隔を隔てて直列配置されている。
【００９４】
取込穴１５の上下方向と直交する方向から見た直径は、１０ｍｍである。
【００９５】
分級装置を作製するために、まず、分級筒２に、１対の第１メッシュ部材１１と、４枚の第２メッシュ部材１２とを取り付けた。
【００９６】
具体的には、下側の第１メッシュ部材１１を、上下方向において分級筒２の下端面から１６０ｍｍ上方に取り付けた。そして、上下方向において下側の第１メッシュ部材１１からそれぞれ上方に２０ｍｍの間隔を隔てて２枚の第２メッシュ部材１２を取り付けた。
【００９７】
次いで、上側の第１メッシュ部材１１を、上下方向において分級筒２の貫通穴（粒子投入弁４を保持する回転軸を挿通するための貫通穴）から７０ｍｍ下方に取り付けるとともに、上側の第１メッシュ部材１１からそれぞれ下方に２０ｍｍの間隔を隔てて２枚の第２メッシュ部材１２を取り付けた。
【００９８】
次いで、分級筒２の貫通穴（粒子投入弁４を保持する回転軸を挿通するための貫通穴）に、粒子投入弁４を貫通する回転軸（図示せず）の両端部をそれぞれ挿通させて、分級筒２に粒子投入弁４を支持させた。粒子投入弁４が収容位置にあるとき、粒子投入弁４の下面と上側の第１メッシュ部材１１との上下方向における間隔が７０ｍｍであった。
【００９９】
これによって、粒子収容室５と分級室６とが粒子投入弁４によって仕切られた。
【０１００】
次いで、３つの回収管３を、それぞれ上下方向に互いに２００ｍｍの間隔を隔てて、分級室６に取り付けた。このとき、３つの回収管３のうち、最も上側の回収管３と、粒子投入弁４の下面（収容位置）との上下方向における間隔が４００ｍｍであった。
【０１０１】
次いで、粒子投入弁４を投入位置に位置させて、分級筒２の上方から、分級筒２の分級室６（粒子投入弁４よりも下方の内部空間）に分散媒としての蒸留水を充填し、粒子投入弁４を収容位置に位置させた。
【０１０２】
以上によって、分級装置１を作製した。
（２）トナー粒子の分級
表１に示すように、回収管３の各挿入部分１３の、軸線方向長さ（Ｌ１）をそれぞれ調整し、回収管３の各突出部分１４にポンプ（図示せず）を連結した。
【０１０３】
次いで、トナー粒子懸濁液７００ｇ（固形成分１０質量％）を調製した。
【０１０４】
具体的には、蒸留水６３０ｇに、トナー粒子７０ｇ（数平均粒子径Ｄｎ；６．４６μｍ、体積平均粒子径Ｄｖ；８．３３μｍ、Ｄｖ／Ｄｎ；１，２９、粗大粒子累積頻度；１．５８体積％）を分散させて調製した。
【０１０５】
なお、粗大粒子累積頻度は、トナー粒子全量に対する、体積平均粒子径よりも１．８倍以上の粒子径を有するトナー粒子の体積割合である。
【０１０６】
次いで、トナー粒子懸濁液７００ｇを、分級筒２の粒子収容室５に充填した。
【０１０７】
次いで、粒子投入弁４を静かに収容位置から投入位置に移動させて、トナー粒子懸濁液を分級室６に導入して（粒子導入工程）、外気温が変化しない条件下で２０時間静置した（分級工程）。
【０１０８】
その後、３つの回収管３のうち、最も上側の回収管３から順次、ポンプ（図示せず）の駆動による吸引力により分級されたトナー粒子を回収した（回収工程）。
【０１０９】
回収管３の各流出口１７から流出する、トナー粒子を含有する蒸留水の流出速度は、約５０ｍＬ／ｓであった。
【０１１０】
各回収管３から得られたトナー粒子の粒子分布をコールターカウンタ マルチサイザ−ＩＩＩ（アパチャ径１００μｍ）で測定した。
【０１１１】
３つの回収管３のうち、最も上側の回収管３が回収したトナー粒子の測定結果を表２に、中側の回収管３が回収したトナー粒子の測定結果を表３に、下側の回収管３が回収したトナー粒子の測定結果を表４に、それぞれ示す。
【０１１２】
また、図４および図５に、各回収管３が回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
［比較例１］
各回収管３には、取込穴１５が、互いに対向するように形成されておらず、軸線方向に互いに間隔を隔てて４つ形成されているのみである点、取込穴１５が上方を向いている点以外は、実施例１〜５と同様にして、トナー粒子を回収し、トナー粒子の粒子分布を測定した。その結果を実施例１〜５と同様に、表２〜表４に示す。
【０１１３】
また、図４に、各回収管３が回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
［比較例２］
各回収管３には、取込穴１５が、互いに対向するように形成されておらず、軸線方向に互いに間隔を隔てて４つ形成されているのみである点、取込穴１５が下方を向いている点以外は、実施例１〜５と同様にして、トナー粒子を回収し、トナー粒子の粒子分布を測定した。その結果を実施例１〜５と同様に、表２〜表４に示す。
【０１１４】
また、図４に、各回収管３が回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
［比較例３］
各回収管３が、分級室６の内部空間に挿入されておらず、分級筒２に形成された３つの挿通穴１０からトナー粒子を回収した点以外は、実施例１〜５と同様にして、回収したトナー粒子の粒子分布を測定した。
【０１１５】
その結果を実施例１〜５と同様に、表２〜表４に示す。
【０１１６】
また、図５に各挿通穴１０から回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
（３）考察
図４より、各回収管３の挿入部分１３において、取込穴１５が、上下方向と直交する方向に形成されている場合において、各回収管３が回収するトナー粒子の粗大粒子累積頻度を低減することができた。
【０１２２】
また、図５より、分級室６の内径に対する、各回収管３の挿入部分１３の軸線方向長さの割合が、５割以上の場合、各回収管３が回収するトナー粒子の粗大粒子累積頻度を低減することができた。また、各回収管３は、分級室６の内部空間に挿入される場合において、各回収管３が回収するトナー粒子の粗大粒子累積頻度を低減することができた。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 分級装置
３ 回収管
５ 粒子収容室
６ 分級室
１１ 第１メッシュ部材
１２ 第２メッシュ部材
１５ 取込穴
１６ 分散媒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分級装置および分級方法、詳しくは、分散媒中に分散している粒子を分級する分級装置、および、その分級装置を用いた分級方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分散媒中に分散している粒子を分級する、いわゆる湿式の分級装置が知られている。
【０００３】
このような分級装置としては、直立する筒状の分級筒と、分級筒の下端に設けられ、水などの分級液を流入させるための流入管と、分級筒の上端に上下方向に移動可能に設けられ、分級された粒子を回収するための回収管とを備える分級装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、そのような分級装置では、分級筒の内部空間に分級対象の粒子を仕込んだ後、流入管から上方に向けて分級液を供給して粒子を分級し、その後、回収管により分級された粒子を回収するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の分級装置では、分級された粒子を回収するときに、回収管を上方から下方に順次移動させて粒子を回収する。そのため、回収管の移動にともない、分級液が流動して、分級されていた粒子が混合される場合がある。その結果、所望する粒径分布を有する粒子を回収できず、十分な分級精度が得られない場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、分級精度の向上を図ることができる分級装置および分級方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の分級装置は、粒子が分散媒中に分散している分散系中の粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する湿式の分級装置であって、前記分散媒を収容し、前記分散媒中において前記粒子を移動させることにより分級する分級室と、前記分級室に設けられ、前記分級室に前記粒子を導入するための導入部と、前記分級室における前記導入部よりも前記粒子の移動方向下流側に、前記粒子の移動方向に間隔を隔てて、前記分級室の内部空間に前記粒子の移動方向と交差する方向に挿入され、前記粒子を回収するための複数の回収管とを備え、前記回収管には、前記粒子の移動方向と交差する方向に、前記粒子を回収するための取込穴が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の分級方法は、上記の分級装置を用いた分級方法であって、前記分散媒が収容された前記分級室に、前記粒子を前記導入部から導入する粒子導入工程と、前記分級室に導入された前記粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する分級工程と、前記分級工程後、複数の前記回収管のうち、前記粒子の移動方向最上流側の前記回収管から順次、分級された前記粒子を回収する回収工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分級装置は、分級室において粒子の移動方向に間隔を隔てて、分級室の内部空間に粒子の移動方向と交差する方向に挿入される複数の回収管を備えている。
【００１１】
そのため、複数の回収管がそれぞれの位置において、分級された粒子を回収することができるので、分散媒の流動を抑制でき、粒子の混合を低減することができる。
【００１２】
一方、そのような複数の回収管を備える場合、複数の回収管は、それぞれ所望する粒径分布を有する粒子以外の粒子を、回収することなく通過させることが望まれる。
【００１３】
そこで、本発明の分級装置において、回収管には、粒子の移動方向と交差する方向に粒子を回収するための取込穴が形成されている。そのため、分級工程において、取込穴に所望しない粒子が侵入してしまうことを防止することができる。
【００１４】
したがって、本発明の分級装置およびその分級装置を用いる分級方法は、分級精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の分級装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す分級装置を示す側断面図である。
【図３】図１に示す回収管による粒子の回収を説明するための断面図である。
【図４】実施例および比較例の粗大粒子累積頻度を表わすグラフである。
【図５】実施例および比較例の粗大粒子累積頻度を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．分級装置の全体構成
図１に示すように、分級装置１は、湿式の分級装置であり、分級筒２と、複数（３つ）の回収管３とを備えている。
１．分級筒
分級筒２は、略円筒形状に形成され、その一方側端面が閉鎖され、他方側端面が開放されている。分級筒２は、その内径が、例えば、１００〜５００ｍｍ、その軸線方向長さが、例えば、１０００〜３０００ｍｍである。
【００１７】
なお、以下の説明において、分級筒２の閉鎖される端面側（図１における紙面下側）を下側とし、分級筒２の開放される端面側（図１における紙面上側）を上側とする。すなわち、分級筒２の軸線方向を上下方向とする。
【００１８】
分級筒２は、粒子投入弁４を備え、粒子投入弁４により粒子収容室５（後述）と分級室６（後述）とに仕切られている。
（１）粒子投入弁
粒子投入弁４は、略円板形状に形成されており、その直径は、分級筒２の内径と略同径である。
【００１９】
また、粒子投入弁４は、回転軸（図示せず）に保持されている。
【００２０】
回転軸（図示せず）は、粒子投入弁４を径方向に貫通して、その両端部が粒子投入弁４の径方向外方に突出している。
【００２１】
そして、粒子投入弁４の径方向外方に突出する回転軸（図示せず）の両端部が、分級筒２の上側途中部に形成され、径方向に対向する１対の貫通穴（図示せず）に、それぞれ相対回転可能に挿通されることにより、粒子投入弁４は分級筒２に支持されている。
【００２２】
また、粒子投入弁４の回転軸（図示せず）の一端部は、さらに、分級筒２を貫通し、その一端部には、側面視略Ｌ字状のレバー７が固定されている。
【００２３】
そして、粒子投入弁４は、レバー７の回転軸（図示せず）を支点とする回動にともない、粒子を粒子収容室５（後述）の内部空間に収容する収容位置と、粒子を分級室６（後述）の内部空間に投入する投入位置とに回動可能である。
【００２４】
詳しくは、収容位置では、分級筒２の内周面と粒子投入弁４の外周端面とが接触し、粒子収容室５と分級室６とが、粒子投入弁４によって仕切られる。
【００２５】
一方、投入位置では、粒子投入弁４が回転軸（図示せず）を回転中心として傾き、粒子投入弁４の外周端面と分級筒２の内周面との間に空間が形成される。
（２）粒子収容室および分級室
粒子収容室５は、分級筒２における粒子投入弁４よりも上側部分であり、具体的には、粒子投入弁４が収容位置にあるときの、粒子投入弁４の上面、その上面よりも上側の分級筒２の内周面から形成され、それらに区画される内部空間を有する。
【００２６】
分級室６は、分級筒２における粒子投入弁４よりも下側部分であり、具体的には、粒子投入弁４が収容位置にあるときの、粒子投入弁４の下面、その下面よりも下側の分級筒２の内周面から形成され、それらに区画される内部に空間を有する。
【００２７】
分級室６を形成する分級筒２には、回収管３（後述）を挿通するための、複数（３つ）の挿通穴１０が形成されている。
【００２８】
各挿通穴１０は、分級筒２の径方向から見て略円形状をなし、上下方向に互いに間隔を隔てて形成され、分級室６の内部空間と連通されている。
【００２９】
各挿通穴１０の上下方向における間隔は、例えば、１００〜５００ｍｍである。
【００３０】
また、各挿通穴１０は、その直径が、対応する各回収管３（後述）の外径と略同径である。
【００３１】
分級室６は、第１網目状部材の一例としての第１メッシュ部材１１と、第２網目状部材の一例としての第２メッシュ部材１２とを備えている。
【００３２】
第１メッシュ部材１１は、網目状の略円板形状に形成され、その直径は、分級筒２の内径と略同径である。
【００３３】
第１メッシュ部材１１は、上下方向においてすべての挿通穴１０を挟むように１対設けられ、それぞれ分級室６の径方向に沿って配置されている。
【００３４】
詳しくは、上側の第１メッシュ部材１１は、粒子投入弁４が投入位置にあるとき、粒子投入弁４の最も下側に位置する外周端面と、上下方向に間隔を隔てて対向するように配置されている。また、下側の第１メッシュ部材１１は、上下方向において、各挿通穴１０のうち最も下側の挿通穴１０と、分級筒２の下端面との間に配置されている。
【００３５】
また、第１メッシュ部材１１は、分級対象の粒子を通過させることができ、その目開きは、例えば、２００〜５００μｍである。
【００３６】
第２メッシュ部材１２は、網目状の略円板形状に形成され、その直径は、分級筒２の内径と略同径である。
【００３７】
第２メッシュ部材１２は、上下方向において１対の第１メッシュ部材１１の間に、分級室６の径方向に沿って配置されている。
【００３８】
詳しくは、第２メッシュ部材１２は、上側の第１メッシュ部材１１と、３つの挿通穴１０のうち、最も上側の挿通穴１０との間に配置されている。第２メッシュ部材１２は、適宜複数設けることができる。
【００３９】
また、第２メッシュ部材１２は、分級対象の粒子を通過させることができ、その目開きは、例えば、２００〜５００μｍである。
２．回収管
複数（３つ）の回収管３は、略円筒形状に形成され、その一方側端面が閉鎖され、他方側端面が開放され、その他方側端面は、回収管３に回収された粒子（後述）を流出する流出口１７として形成されている。
【００４０】
回収管３は、その直径が、例えば、５〜３０ｍｍ、その軸線方向長さが、例えば、６０〜６００ｍｍである。
【００４１】
また、回収管３は、図２に示すように、一方側端面から軸線方向途中部までが、分級室６の内部空間に挿入される挿入部分１３として形成され、その軸線方向途中部から他端側端面（流出口１７）までが、分級筒２から径方向外方に突出する突出部分１４として形成されている。
【００４２】
挿入部分１３は、その軸線方向長さが、例えば、２０〜５００ｍｍである。
【００４３】
挿入部分１３には、図２に示すように、上下方向と直交する方向に、複数（８つ）の取込穴１５が形成されている。
【００４４】
詳しくは、８つの取込穴１５は、回収管３において、直径方向に互いに対向するように４対形成されており、挿入部分１３の軸線方向に互いに間隔を隔てて、直列配置されている。
【００４５】
取込穴１５は、上下方向と直交する方向から見て略円形状に形成されている。
【００４６】
取込穴１５は、上下方向と直交する方向から見た直径は、例えば、２〜１５ｍｍである。
【００４７】
突出部分１４は、突出部分１４の内部空間を開閉するバルブ１８を備えている。
３．分級装置の組み立て
次に、分級装置１の組み立てを説明する。
【００４８】
分級装置１を組み立てるには、図１に示すように、まず、各回収管３の挿入部分１３を、分級筒２の各挿通穴１０に挿通し、分級室６の内部空間に挿入する。このとき、各回収管３の挿入部分１３は、その軸線方向が上下方向と直交し、かつ、１対の取込穴１５の中心を結ぶ線分が上下方向と直交するように挿入される。また、分級室６の内径に対する、回収管３の挿入部分１３の軸線方向長さの割合が、例えば、５割以上、好ましくは、６割以上となるように挿入する。
【００４９】
これによって、各回収管３は、上下方向に互いに間隔を隔てて、分級室６に相対回転不能に支持される。
【００５０】
また、各回収管３の突出部分１４には、ポンプ（図示せず）が連結されており、ポンプ（図示せず）の駆動による吸引力により、回収管３の内部空間の分散媒１６（後述）を吸引することができる。
【００５１】
また、各回収管３の突出部分１４のバルブ１８を閉鎖する。
【００５２】
次いで、分級室６に分散媒１６を供給する。
【００５３】
分散媒１６としては、例えば、水が挙げられる。
【００５４】
分級室６に分散媒１６を供給するには、レバー７を回動させて粒子投入弁４を投入位置に位置させて、分級筒２の上方から、分散媒１６を分級室６に供給する。
【００５５】
これによって、分散媒１６が粒子収容室５を通過し、分級室６に充填される。
【００５６】
そして、分級室６が分散媒１６で満たされた後、レバー７を回動させて粒子投入弁４を収容位置に位置させる。このとき、分散媒１６は、その液面が粒子投入弁４の上面よりも上側に位置することが好ましい。
【００５７】
以上によって、分級装置１の組み立てが完了する。
４．粒子の分級
次に、粒子の分級について説明する。
【００５８】
粒子を分級するには、まず、粒子収容室５の内部空間に粒子を収容する。
【００５９】
粒子としては、例えば、公知の製造方法により製造されるトナー粒子が挙げられる。
【００６０】
粒子収容室５の内部空間にトナー粒子を収容するには、例えば、トナー粒子が水などの溶媒中に分散するトナー粒子懸濁液を調製し、トナー粒子懸濁液を分級筒２の上方から粒子収容室５に導入する。
【００６１】
トナー粒子懸濁液のトナー粒子混合割合は、例えば、５〜２０質量％、好ましくは、８〜１５質量％である。
【００６２】
そして、レバー７を回動させて、粒子投入弁４を収容位置から投入位置に回動させる（図１参照）。そうすると、粒子収容室５に収容されていたトナー粒子懸濁液が、粒子投入弁４の外周端面と分級筒２の内周面との間の空間から、分級室６の内部空間に導入される（粒子導入工程）。このとき、上側の第１メッシュ部材１１および第２メッシュ部材１２により、分散媒１６の対流の発生が抑制される。
【００６３】
分級室６に導入されたトナー粒子は、分散媒１６中に分散されるとともに、重力により上方から下方に向けて移動（沈降）する（分級工程）。このとき、トナー粒子は、所定時間が経過すると、分散媒１６に対するトナー粒子の粒子径の違いによる移動速度差によって分級される。
【００６４】
詳しくは、トナー粒子は、分級室６の内部空間において、相対的に粒子径の小さなトナー粒子が上側に位置し、相対的に粒子径の大きなトナー粒子が下側に位置するように分級される。
【００６５】
このとき、第１メッシュ部材１１および第２メッシュ部材１２により、分級工程における分散媒１６の対流の発生が抑制される。
【００６６】
次いで、図３に示すように、３つの回収管３のうち、最も上側（粒子の移動方向最上流側）の回収管３から順次、分級されたトナー粒子を回収する（回収工程）。
【００６７】
詳しくは、３つの回収管３のうち、上側の回収管３の突出部分１４のバルブ１８を開放する。
【００６８】
そして、突出部分１４に連結されるポンプ（図示せず）を駆動させて、その吸引力により、相対的に小さな粒径分布を有するトナー粒子を含有する分散媒１６が、挿入部分１３に形成された取込穴１５に取り込まれ、回収管３の内部空間を通過して、流出口１７から流出される。
【００６９】
これにより、相対的に小さな粒径分布を有するトナー粒子を回収することができる。
【００７０】
その後、突出部分１４のバルブ１８を閉鎖して、流出口１７からの流出を停止する。
【００７１】
次いで、３つの回収管３のうち、中側の回収管３の突出部分１４のバルブ１８を開放する。
【００７２】
そして、突出部分１４に連結されるポンプ（図示せず）の吸引力により、上側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を含有する分散媒１６が、挿入部分１３に形成された取込穴１５に取り込まれ、回収管３の内部空間を通過して、流出口１７から流出される。
【００７３】
これにより、上側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を回収することができる。
【００７４】
その後、突出部分１４のバルブ１８を閉鎖して、流出口１７からの流出を停止する。
【００７５】
次いで、３つの回収管３のうち、下側の回収管３の突出部分１４のバルブ１８を開放する。
【００７６】
そして、突出部分１４に連結されるポンプ（図示せず）の吸引力により、中側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を含有する分散媒１６が、挿入部分１３に形成された取込穴１５に取り込まれ、回収管３の内部空間を通過して、流出口１７から流出される。
【００７７】
これにより、中側の回収管３が回収したトナー粒子よりも、相対的に大きな粒径分布を有するトナー粒子を回収することができる。
【００７８】
その後、突出部分１４のバルブ１８を閉鎖して、流出口１７からの流出を停止し、ポンプ（図示せず）の駆動を停止する。
【００７９】
なお、各回収管３の流出口１７から流出される分散媒１６の流出速度は、例えば、６〜１００ｍＬ／ｓである。
【００８０】
以上によって、各回収管３により、それぞれ粒径分布の異なるトナー粒子を回収することができ、トナー粒子を各粒径分布毎に分級することができる。
４．作用効果
（１）
分級装置１では、分級室６の内部空間に、上下方向に互いに間隔を隔てて、各回収管３の挿入部分１３が挿入されている。
【００８１】
そのため、各回収管３がそれぞれの位置において、分級室６の内部空間において分級された粒子を回収することができる。
【００８２】
よって、分級室６の内部空間における分散媒１６の流動を抑制でき、分級された粒子の混合を低減することができる。
【００８３】
また、各回収管３の挿入部分１３には、上下方向と直交する方向に、それぞれ粒子を回収するための取込穴１５が形成されている。そのため、分級工程において、取込穴１５に所望しない粒子が侵入することを防止することができる。
【００８４】
したがって、分級装置１では、所望する粒径分布を有する粒子を得ることができ、分級精度の向上を図ることができる。
（２）
具体的には、取込穴１５は、各回収管３の挿入部分１３において互いに対向するように複数対（４対）形成され、挿入部分１３の軸線方向に互いに間隔を隔てて、直列配置されている。
【００８５】
そのため、各取込穴１５が取り込む、粒子を含有する分散媒１６の量を低減しても、十分な量の粒子を回収することができる。
【００８６】
したがって、取込穴１５が分散媒１６を取り込むことに起因する、分級室６の内部空間における分散媒１６の対流の発生を抑制することができる。
（３）
分級室６は、上下方向において、複数（３つ）の回収管３を挟むように設けられる１対の第１メッシュ部材１１、および、１対の第１メッシュ部材１１の間に設けられる第２メッシュ部材１２を備えている。
【００８７】
そのため、粒子導入工程および分級工程における、分級室６の内部空間における分散媒１６の対流の発生を効果的に抑制することができる。
（４）
また、分級装置１では、分級室６の内径に対する、回収管３の挿入部分１３の軸線方向長さの割合が、例えば、５割以上、好ましくは、６割以上である。
【００８８】
これによって、回収する粒子の分級精度の向上を図ることができる。詳しくは、回収された粒子に対する、粗大粒子の割合を低減することができる。
５．変形例
上記した実施形態および他の実施形態では、複数の取込穴１５が、回収管３において直径方向に互いに対向するように複数対として形成されたが、これに限定されず、例えば、回収管３の片側にのみ複数の取込穴１５が形成されてもよい。
【００８９】
また、上記した実施形態および他の実施形態では、複数の回収管３が分級室６の内部空間に、上下方向（粒子の移動方向）と直交するように挿入されたが、これに限定されず、複数の回収管３は分級室６の内部空間に、分級筒２の軸線方向と直交する方向に対して、例えば、±４５°以下、好ましくは、±３０°以下の範囲において交差するように挿入されてもよい。
【００９０】
また、上記した実施形態および他の実施形態では、分級対象として、公知の製造方法で製造されたトナー粒子を分級したが、これに限定されず、例えば、ガラス粒子、合成樹脂粒子などを分級することができる。
【００９１】
また、上記した実施形態および他の実施形態では、分級工程において、分級室６に導入されたトナー粒子を、重力により上方から下方に向けて移動（沈降）させたが、これに限定されず、例えば、遠心分離機などによる遠心力により、トナー粒子の移動を促進させることもできる。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
［実施例１〜５］
（１）分級装置の作製
内径がΦ１００ｍｍ、軸線方向長さが１６００ｍｍの分級筒２と、内径がΦ１０ｍｍの、３つの回収管３と、目開きが３８０μｍの１対の第１メッシュ部材１１、および、目開きが３８０μｍの４枚の第２メッシュ部材１２とを用意した。
【００９３】
回収管３は、その挿入部分１３に、上下方向と直交する方向に、互いに対向するように４対の取込穴１５が形成されており、４対の取込穴１５は、挿入部分１３の軸線方向において互いに間隔を隔てて直列配置されている。
【００９４】
取込穴１５の上下方向と直交する方向から見た直径は、１０ｍｍである。
【００９５】
分級装置を作製するために、まず、分級筒２に、１対の第１メッシュ部材１１と、４枚の第２メッシュ部材１２とを取り付けた。
【００９６】
具体的には、下側の第１メッシュ部材１１を、上下方向において分級筒２の下端面から１６０ｍｍ上方に取り付けた。そして、上下方向において下側の第１メッシュ部材１１からそれぞれ上方に２０ｍｍの間隔を隔てて２枚の第２メッシュ部材１２を取り付けた。
【００９７】
次いで、上側の第１メッシュ部材１１を、上下方向において分級筒２の貫通穴（粒子投入弁４を保持する回転軸を挿通するための貫通穴）から７０ｍｍ下方に取り付けるとともに、上側の第１メッシュ部材１１からそれぞれ下方に２０ｍｍの間隔を隔てて２枚の第２メッシュ部材１２を取り付けた。
【００９８】
次いで、分級筒２の貫通穴（粒子投入弁４を保持する回転軸を挿通するための貫通穴）に、粒子投入弁４を貫通する回転軸（図示せず）の両端部をそれぞれ挿通させて、分級筒２に粒子投入弁４を支持させた。粒子投入弁４が収容位置にあるとき、粒子投入弁４の下面と上側の第１メッシュ部材１１との上下方向における間隔が７０ｍｍであった。
【００９９】
これによって、粒子収容室５と分級室６とが粒子投入弁４によって仕切られた。
【０１００】
次いで、３つの回収管３を、それぞれ上下方向に互いに２００ｍｍの間隔を隔てて、分級室６に取り付けた。このとき、３つの回収管３のうち、最も上側の回収管３と、粒子投入弁４の下面（収容位置）との上下方向における間隔が４００ｍｍであった。
【０１０１】
次いで、粒子投入弁４を投入位置に位置させて、分級筒２の上方から、分級筒２の分級室６（粒子投入弁４よりも下方の内部空間）に分散媒としての蒸留水を充填し、粒子投入弁４を収容位置に位置させた。
【０１０２】
以上によって、分級装置１を作製した。
（２）トナー粒子の分級
表１に示すように、回収管３の各挿入部分１３の、軸線方向長さ（Ｌ１）をそれぞれ調整し、回収管３の各突出部分１４にポンプ（図示せず）を連結した。
【０１０３】
次いで、トナー粒子懸濁液７００ｇ（固形成分１０質量％）を調製した。
【０１０４】
具体的には、蒸留水６３０ｇに、トナー粒子７０ｇ（数平均粒子径Ｄｎ；６．４６μｍ、体積平均粒子径Ｄｖ；８．３３μｍ、Ｄｖ／Ｄｎ；１，２９、粗大粒子累積頻度；１．５８体積％）を分散させて調製した。
【０１０５】
なお、粗大粒子累積頻度は、トナー粒子全量に対する、体積平均粒子径よりも１．８倍以上の粒子径を有するトナー粒子の体積割合である。
【０１０６】
次いで、トナー粒子懸濁液７００ｇを、分級筒２の粒子収容室５に充填した。
【０１０７】
次いで、粒子投入弁４を静かに収容位置から投入位置に移動させて、トナー粒子懸濁液を分級室６に導入して（粒子導入工程）、外気温が変化しない条件下で２０時間静置した（分級工程）。
【０１０８】
その後、３つの回収管３のうち、最も上側の回収管３から順次、ポンプ（図示せず）の駆動による吸引力により分級されたトナー粒子を回収した（回収工程）。
【０１０９】
回収管３の各流出口１７から流出する、トナー粒子を含有する蒸留水の流出速度は、約５０ｍＬ／ｓであった。
【０１１０】
各回収管３から得られたトナー粒子の粒子分布をコールターカウンタ マルチサイザ−ＩＩＩ（アパチャ径１００μｍ）で測定した。
【０１１１】
３つの回収管３のうち、最も上側の回収管３が回収したトナー粒子の測定結果を表２に、中側の回収管３が回収したトナー粒子の測定結果を表３に、下側の回収管３が回収したトナー粒子の測定結果を表４に、それぞれ示す。
【０１１２】
また、図４および図５に、各回収管３が回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
［比較例１］
各回収管３には、取込穴１５が、互いに対向するように形成されておらず、軸線方向に互いに間隔を隔てて４つ形成されているのみである点、取込穴１５が上方を向いている点以外は、実施例１〜５と同様にして、トナー粒子を回収し、トナー粒子の粒子分布を測定した。その結果を実施例１〜５と同様に、表２〜表４に示す。
【０１１３】
また、図４に、各回収管３が回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
［比較例２］
各回収管３には、取込穴１５が、互いに対向するように形成されておらず、軸線方向に互いに間隔を隔てて４つ形成されているのみである点、取込穴１５が下方を向いている点以外は、実施例１〜５と同様にして、トナー粒子を回収し、トナー粒子の粒子分布を測定した。その結果を実施例１〜５と同様に、表２〜表４に示す。
【０１１４】
また、図４に、各回収管３が回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
［比較例３］
各回収管３が、分級室６の内部空間に挿入されておらず、分級筒２に形成された３つの挿通穴１０からトナー粒子を回収した点以外は、実施例１〜５と同様にして、回収したトナー粒子の粒子分布を測定した。
【０１１５】
その結果を実施例１〜５と同様に、表２〜表４に示す。
【０１１６】
また、図５に各挿通穴１０から回収したトナー粒子における粗大粒子累積頻度（体積％）を示す。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
（３）考察
図４より、各回収管３の挿入部分１３において、取込穴１５が、上下方向と直交する方向に形成されている場合において、各回収管３が回収するトナー粒子の粗大粒子累積頻度を低減することができた。
【０１２２】
また、図５より、分級室６の内径に対する、各回収管３の挿入部分１３の軸線方向長さの割合が、５割以上の場合、各回収管３が回収するトナー粒子の粗大粒子累積頻度を低減することができた。また、各回収管３は、分級室６の内部空間に挿入される場合において、各回収管３が回収するトナー粒子の粗大粒子累積頻度を低減することができた。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 分級装置
３ 回収管
５ 粒子収容室
６ 分級室
１１ 第１メッシュ部材
１２ 第２メッシュ部材
１５ 取込穴
１６ 分散媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子が分散媒中に分散している分散系中の粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する湿式の分級装置であって、
前記分散媒を収容し、前記分散媒中において前記粒子を移動させることにより分級する分級室と、
前記分級室に設けられ、前記分級室に前記粒子を導入するための導入部と、
前記分級室における前記導入部よりも前記粒子の移動方向下流側に、前記粒子の移動方向に間隔を隔てて、前記分級室の内部空間に前記粒子の移動方向と交差する方向に挿入され、前記粒子を回収するための複数の回収管とを備え、
前記回収管には、前記粒子の移動方向と交差する方向に、前記粒子を回収するための取込穴が形成されていることを特徴とする、分級装置。
【請求項２】
前記回収管には、前記回収管が挿入される方向に沿って、前記取込穴が複数形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の分級装置。
【請求項３】
複数の前記取込穴は、前記回収管において互いに対向するように形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の分級装置。
【請求項４】
前記分級室は、前記導入部よりも前記粒子の移動方向下流側、かつ、前記粒子の移動方向において複数の前記回収管を挟むように１対設けられ、前記粒子が通過可能な第１網目状部材を備えることを特徴としている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分級装置。
【請求項５】
前記分級室は、前記粒子の移動方向において１対の前記第１網目状部材の間に設けられ、前記粒子が通過可能な第２網目状部材を備えることを特徴としている、請求項４に記載の分級装置。
【請求項６】
前記分級室は、円筒状部材であり、
前記分級室の内径に対する、前記回収管の前記分級室の内部空間への挿入長さの割合が、５割以上であることを特徴としている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分級装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の分級装置を用いた分級方法であって、
前記分散媒が収容された前記分級室に、前記粒子を前記導入部から導入する粒子導入工程と、
前記分級室に導入された前記粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する分級工程と、
前記分級工程後、複数の前記回収管のうち、前記粒子の移動方向最上流側の前記回収管から順次、分級された前記粒子を回収する回収工程とを備えることを特徴とする、分級方法。
【請求項１】
粒子が分散媒中に分散している分散系中の粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する湿式の分級装置であって、
前記分散媒を収容し、前記分散媒中において前記粒子を移動させることにより分級する分級室と、
前記分級室に設けられ、前記分級室に前記粒子を導入するための導入部と、
前記分級室における前記導入部よりも前記粒子の移動方向下流側に、前記粒子の移動方向に間隔を隔てて、前記分級室の内部空間に前記粒子の移動方向と交差する方向に挿入され、前記粒子を回収するための複数の回収管とを備え、
前記回収管には、前記粒子の移動方向と交差する方向に、前記粒子を回収するための取込穴が形成されていることを特徴とする、分級装置。
【請求項２】
前記回収管には、前記回収管が挿入される方向に沿って、前記取込穴が複数形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の分級装置。
【請求項３】
複数の前記取込穴は、前記回収管において互いに対向するように形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の分級装置。
【請求項４】
前記分級室は、前記導入部よりも前記粒子の移動方向下流側、かつ、前記粒子の移動方向において複数の前記回収管を挟むように１対設けられ、前記粒子が通過可能な第１網目状部材を備えることを特徴としている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分級装置。
【請求項５】
前記分級室は、前記粒子の移動方向において１対の前記第１網目状部材の間に設けられ、前記粒子が通過可能な第２網目状部材を備えることを特徴としている、請求項４に記載の分級装置。
【請求項６】
前記分級室は、円筒状部材であり、
前記分級室の内径に対する、前記回収管の前記分級室の内部空間への挿入長さの割合が、５割以上であることを特徴としている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分級装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の分級装置を用いた分級方法であって、
前記分散媒が収容された前記分級室に、前記粒子を前記導入部から導入する粒子導入工程と、
前記分級室に導入された前記粒子を、前記分散媒に対する前記粒子の粒子径の違いによる移動速度差を利用して分級する分級工程と、
前記分級工程後、複数の前記回収管のうち、前記粒子の移動方向最上流側の前記回収管から順次、分級された前記粒子を回収する回収工程とを備えることを特徴とする、分級方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０６００４（Ｐ２０１２−２０６００４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２６８７（Ｐ２０１１−７２６８７）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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