JP5879908B2 - Method for producing carrier for electrostatic charge image two-component developer - Google Patents
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Description
本発明は、静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer.
近年、電子写真技術において、印刷領域進出に伴う高画質化、環境維持性が必要とされている。従来の樹脂被覆キャリアの製造方法は、溶液コート法と乾式コート法とに大別される。
溶液コート法は、有機溶剤に溶解した樹脂をキャリアコアにスプレードライする方法や、キャリアコアをニーダー内で有機溶剤に溶解した樹脂に浸漬させ、加熱減圧下で撹拌しながら溶剤を除去する方法などがある。
一方、乾式コート法は、撹拌混合機で、粉体コート剤をコア表面に固定化後、強せん断力及び熱を加える方法などがある。例えば、特許文献1には、高速撹拌混合機を使用して、粉体状の樹脂粒子とコアを撹拌混合及び熱を掛けて被覆層を形成し、その後、冷却混合してキャリアを得る方法が開示されている。
その他の方法として、特許文献2では、ローターとライナーとを有する表面処理装置により機械的衝撃力によって被覆する方法が開示されている。
In recent years, in electrophotographic technology, high image quality and environmental sustainability accompanying the advancement of the printing area are required. Conventional methods for producing a resin-coated carrier are roughly classified into a solution coating method and a dry coating method.
Solution coating methods include a method in which a resin dissolved in an organic solvent is spray-dried onto a carrier core, a method in which the carrier core is immersed in a resin dissolved in an organic solvent in a kneader, and the solvent is removed while stirring under heating and reduced pressure. There is.
On the other hand, the dry coating method includes a method of applying a strong shear force and heat after immobilizing the powder coating agent on the core surface with a stirring mixer. For example, Patent Document 1 discloses a method in which a coating layer is formed by stirring and mixing powdered resin particles and a core and applying heat using a high-speed stirring mixer, and then cooling and mixing to obtain a carrier. It is disclosed.
As another method, Patent Document 2 discloses a method of coating with a mechanical impact force by a surface treatment apparatus having a rotor and a liner.
本発明が解決しようとする課題は、磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、キャリアの凝集、樹脂被覆層の剥がれや遊離が少なく、画質に優れる静電荷像現像用キャリアの製造方法及び製造装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is a method and apparatus for producing a carrier for developing an electrostatic charge image, which has a high surface resin coverage of magnetic particles, less aggregation of the carrier, less peeling and release of the resin coating layer, and excellent image quality. Is to provide.
本発明は、下記の<1>又は<5>に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である<2>〜<4>及び<6>〜<8>と共に以下に示す。
<1>磁性粒子と樹脂粒子とを混合し前記磁性粒子表面に樹脂粒子付着層を形成する付着工程、原料供給口と排出口とを有するケーシング、前記原料供給口から前記排出口に向かう原料の進行方向と同じ方向に回転軸が設けられた回転体、前記ケーシング内の一部を加熱する加熱手段、及び、前記加熱手段よりも前記排出口側に前記ケーシング内の一部を冷却する冷却手段を有する装置に前記樹脂粒子付着層を有する前記磁性粒子を前記原料供給口から投入する投入工程、並びに、前記装置内において、前記樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させることにより加熱溶融処理、冷却処理及び解砕処理を連続して行い樹脂被覆層を有する磁性粒子を得る被覆形成工程、を含むことを特徴とする静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法、
<2>前記被覆形成工程において、前記樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を下記式(1)及び式(2)を満たす前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させ、前記樹脂被覆層を有する磁性粒子が式(3)を満たす品温で排出される、上記<1>に記載の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法、
1.0<rmax/rmin<5.0 (1)
0.9<r max /R<1.0 (2)
(Tg−50℃)<品温(℃)<Tg (3)
(式中、rmaxは回転体の最大外形を表し、rminは回転体の最小外形を表し、Rはケーシングの内径を表し、Tgは樹脂粒子のガラス転移温度を表す。)
<3>前記回転体が、螺旋状のスクリュー形状部分と、機械的シェアがかけられるニーディング形状部分とを有し、前記冷却手段により冷却される前記ケーシング内の冷却処理部において、前記回転体が、少なくとも機械的シェアがかけられるニーディング形状部分を有している、上記<1>又は<2>に記載の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法、
<4>前記加熱手段により加熱される前記ケーシング内の加熱処理部において、前記回転体が、少なくとも機械的シェアがかけられるニーディング形状部分を有している、上記<1>〜<3>のいずれか1つに記載の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法、
<5>原料供給口と排出口とを有するケーシング、前記原料供給口から前記排出口に向かう原料の進行方向と同じ方向に回転軸が設けられた回転体、前記ケーシング内の一部を加熱する加熱手段、及び、前記加熱手段よりも前記排出口側に前記ケーシング内の一部を冷却する冷却手段を有することを特徴とする静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置、
<6>前記ケーシングの内壁と前記回転体との間が、下記式(1)及び式(2)を満たす、上記<5>に記載の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置、
1.0<rmax/rmin<5.0 (1)
0.9<r max /R<1.0 (2)
(式中、rmaxは回転体の最大外形を表し、rminは回転体の最小外形を表し、Rはケーシングの内径を表す。)
<7>前記回転体が、螺旋状のスクリュー形状部分と、機械的シェアがかけられるニーディング形状部分とを有し、前記冷却手段により冷却される前記ケーシング内の冷却処理部において、前記回転体が、少なくとも機械的シェアがかけられるニーディング形状部分を有している、上記<5>又は<6>に記載の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置、
<8>前記加熱手段により加熱される前記ケーシング内の加熱処理部において、前記回転体が、少なくとも機械的シェアがかけられるニーディング形状部分を有している、上記<5>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置、
The present invention has been solved by the means described in <1> or <5> below. It is shown below with <2>-<4> and <6>-<8> which are preferable embodiments.
<1> Adhesion step of mixing magnetic particles and resin particles to form a resin particle adhesion layer on the surface of the magnetic particles, a casing having a raw material supply port and a discharge port, and a raw material from the raw material supply port toward the discharge port A rotating body provided with a rotating shaft in the same direction as the traveling direction, a heating means for heating a part of the casing, and a cooling means for cooling a part of the casing closer to the discharge port than the heating means An introduction step of introducing the magnetic particles having the resin particle adhesion layer into the apparatus having the resin particles from the raw material supply port; and in the apparatus, the magnetic particles having the resin particle adhesion layer are disposed on the inner wall of the casing and the rotating body. A coating forming step of continuously obtaining a magnetic particle having a resin coating layer by performing a heating and melting treatment, a cooling treatment and a crushing treatment by passing between Process for producing a carrier for loading image two-component developer,
<2> In the coating forming step, the magnetic particles having the resin particle adhesion layer are passed between the inner wall of the casing satisfying the following formulas (1) and (2) and the rotating body, and the resin coating layer The method for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to the above <1>, wherein the magnetic particles having the above are discharged at a product temperature satisfying the formula (3),
1.0 <r max / r min <5.0 (1)
0.9 <r max / R <1.0 (2)
(Tg−50 ° C.) <Product temperature (° C.) <Tg (3)
( Where r max represents the maximum outer shape of the rotating body, r min represents the minimum outer shape of the rotating body, R represents the inner diameter of the casing, and Tg represents the glass transition temperature of the resin particles.)
<3> The rotating body includes a spiral screw-shaped portion and a kneading-shaped portion to which mechanical shear is applied, and the cooling body in the casing is cooled by the cooling means. The method for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to the above <1> or <2>, which has a kneading-shaped portion to which at least a mechanical share is applied,
<4> In the heat treatment part in the casing heated by the heating unit, the rotating body has a kneading-shaped portion to which at least a mechanical share is applied. <1> to <3> A method for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to any one of the above,
<5> A casing having a raw material supply port and a discharge port, a rotating body provided with a rotation shaft in the same direction as the raw material traveling from the raw material supply port to the discharge port, and heating a part of the casing An apparatus for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer, comprising: a heating unit; and a cooling unit that cools a part of the casing closer to the discharge port than the heating unit.
<6> The apparatus for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to <5>, wherein a space between an inner wall of the casing and the rotating body satisfies the following formulas (1) and (2):
1.0 <r max / r min <5.0 (1)
0.9 <r max / R <1.0 (2)
(Wherein, r max represents the maximum outer shape of the rotating body, r min is the table the smallest outline of the rotating body, R represents the inner diameter of the casing.)
<7> The rotating body includes a spiral screw-shaped portion and a kneading-shaped portion to which mechanical shear is applied, and the cooling body in the casing is cooled by the cooling means. The apparatus for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to the above <5> or <6>, which has a kneading-shaped portion to which at least a mechanical share is applied,
<8> In the heat treatment part in the casing heated by the heating means, the rotating body has a kneading-shaped portion to which at least a mechanical share is applied. <5> to <7> An apparatus for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to any one of the above,
上記<1>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、キャリアの凝集、樹脂被覆層の剥がれや遊離が少なく、画質に優れる静電荷像現像用キャリアの製造方法が提供される。
上記<2>に記載の発明によれば、式(1)〜式(3)を満たさない場合に比べて、磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、キャリアの凝集が少ない静電荷像現像用キャリアの製造方法が提供される。
上記<3>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、キャリアの凝集が少ない静電荷像現像用キャリアの製造方法が提供される。
上記<4>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、キャリアの凝集が少ない静電荷像現像用キャリアの製造方法が提供される。
上記<5>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、キャリアの凝集、樹脂被覆層の剥がれや遊離が少なく、画質に優れる静電荷像現像用キャリアの製造装置が提供される。
上記<6>に記載の発明によれば、式(1)〜式(3)を満たさない場合に比べて、磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、キャリアの凝集が少ない静電荷像現像用キャリアの製造装置が提供される。
上記<7>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、キャリアの凝集が少ない静電荷像現像用キャリアの製造装置が提供される。
上記<8>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、キャリアの凝集が少ない静電荷像現像用キャリアの製造装置が提供される。
According to the invention described in <1> above, the surface resin coverage of the magnetic particles is higher, the carrier aggregation, the peeling and release of the resin coating layer are less, and the image quality is superior compared to the case without this configuration. A method for producing a carrier for developing an electrostatic image is provided.
According to the invention described in <2> above, the electrostatic charge image developing carrier has a higher surface resin coverage of the magnetic particles and less carrier aggregation compared to the case where the formulas (1) to (3) are not satisfied. A manufacturing method is provided.
According to the invention described in the above <3>, there is provided a method for producing a carrier for developing an electrostatic charge image with less carrier aggregation compared to a case where the present configuration is not provided.
According to the invention described in the above <4>, there is provided a method for producing a carrier for developing an electrostatic charge image with less carrier aggregation compared to the case without this configuration.
According to the invention described in the above <5>, the surface resin coverage of the magnetic particles is high, the carrier aggregation, the peeling and release of the resin coating layer are less, and the image quality is excellent as compared with the case without this configuration. An apparatus for producing an electrostatic charge image developing carrier is provided.
According to the invention described in <6> above, the electrostatic charge image developing carrier has a higher surface resin coverage of the magnetic particles and less carrier aggregation compared to the case where the formulas (1) to (3) are not satisfied. A manufacturing apparatus is provided.
According to the invention described in the above <7>, there is provided an apparatus for producing an electrostatic charge image developing carrier with less carrier aggregation compared to the case without this configuration.
According to the invention described in <8> above, there is provided an apparatus for producing a carrier for developing an electrostatic charge image with less aggregation of carriers as compared with the case where this configuration is not provided.
以下、本実施形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態において、「A〜B」との記載は、AからBの間の範囲だけでなく、その両端であるA及びBも含む範囲を表す。例えば、「A〜B」が数値範囲であれば、数値の大小に応じて「A以上B以下」又は「B以上A以下」を表す。
Hereinafter, this embodiment will be described in detail.
In the present embodiment, the description “A to B” represents not only a range between A and B but also a range including A and B at both ends thereof. For example, if “A to B” is a numerical value range, “A or more and B or less” or “B or more and A or less” is represented according to the magnitude of the numerical value.
(静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法及び製造装置)
本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法(以下、単に「本実施形態のキャリアの製造方法」又は「本実施形態の製造方法」ともいう。)は、磁性粒子と樹脂粒子とを混合し前記磁性粒子表面に樹脂粒子付着層を形成する付着工程、原料供給口と排出口とを有するケーシング、前記原料供給口から前記排出口に向かう原料の進行方向と同じ方向に回転軸が設けられた回転体、前記ケーシング内の一部を加熱する加熱手段、及び、前記加熱手段よりも前記排出口側に前記ケーシング内の一部を冷却する冷却手段を有する装置に前記樹脂粒子付着層を有する前記磁性粒子を前記原料供給口から投入する投入工程、並びに、前記装置内において、前記樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させることにより加熱溶融処理、冷却処理及び解砕処理を連続して行い樹脂被覆層を有する磁性粒子を得る被覆形成工程、を含むことを特徴とする。
(Method and apparatus for producing carrier for electrostatic charge image two-component developer)
The method for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to this embodiment (hereinafter, also simply referred to as “the method for producing a carrier according to this embodiment” or “the method for producing this embodiment”) includes magnetic particles and resin particles. An adhering step for forming a resin particle adhering layer on the surface of the magnetic particles, a casing having a raw material supply port and a discharge port, and a rotating shaft in the same direction as the raw material traveling from the raw material supply port to the discharge port The resin particles adhere to an apparatus having a rotating body provided with a heating means, a heating means for heating a part of the casing, and a cooling means for cooling a part of the casing closer to the discharge port than the heating means. A feeding step of feeding the magnetic particles having a layer from the raw material supply port, and passing the magnetic particles having the resin particle adhesion layer between the inner wall of the casing and the rotating body in the apparatus. Heat melting treatment by, characterized in that it comprises a coating formation step, to obtain the magnetic particles having a resin coating layer performs a cooling process and crushing process successively.
本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置(以下、単に「本実施形態のキャリアの製造装置」又は「本実施形態の製造装置」ともいう。)は、原料供給口と排出口とを有するケーシング、前記原料供給口から前記排出口に向かう原料の進行方向と同じ方向に回転軸が設けられた回転体、前記ケーシング内の一部を加熱する加熱手段、及び、前記加熱手段よりも前記排出口側に前記ケーシング内の一部を冷却する冷却手段を有することを特徴とする。
また、本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置は、本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法に好適に使用される。
また、以下に記載の本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法に用いられる製造装置の好ましい態様は、本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置の好ましい態様でもあることは言うまでもない。
The apparatus for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to this embodiment (hereinafter, also simply referred to as “a carrier production apparatus according to this embodiment” or “a production apparatus according to this embodiment”) A casing having an outlet, a rotating body provided with a rotation shaft in the same direction as the raw material traveling from the raw material supply port to the discharge port, a heating unit for heating a part of the casing, and the heating unit Furthermore, it has a cooling means which cools a part in the casing closer to the discharge port.
Further, the apparatus for producing an electrostatic charge image two-component developer carrier of the present embodiment is suitably used for the method of producing an electrostatic charge image two-component developer carrier of the present embodiment.
In addition, a preferable aspect of the manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer of the present embodiment described below is preferable for the apparatus for manufacturing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer of the present embodiment. Needless to say, this is also an aspect.
前述したように、従来の樹脂被覆キャリアの製造方法は、溶液コート法と乾式コート法とに大別される。
溶液コート法は、揮発性有機溶剤をコート層材料の媒体として使用し、塗布後乾燥しきれずにキャリアに残留した揮発性有機化合物類(VOC)による匂いなどの問題がある。また、製法上避けられない問題として、溶剤の乾燥除去、除去した溶剤を冷却回収、乾燥に使用した空気を大気放出するための排ガス燃焼等に、熱量及び電気量が必要なため、膨大なCO2が発生する。
また、乾式コート法においては、上記VOCやCO2の問題は避けられるが、例えば、特許文献1に記載された方法では、樹脂の軟化点以上で熱処理した時に、コート樹脂が溶融し、キャリア同士が凝集体を形成するため、均一な加熱処理だけでなく、複数の樹脂や抵抗制御剤を被覆している場合、被覆コート層内の均一な分散ができない。加えて、装置内壁に溶融して付着したキャリアで伝熱効率が悪化した状態で、冷却しなければならず、長時間撹拌シェアがかかり、被覆膜が剥れてしまうといった問題がある。対応策として、特許文献1には、冷却時の回転数を落とすことが挙げられているが、解砕能力が低下してしまうため十分ではない。
また、特許文献2に記載された方法に使用する装置では、熱処理はできないため、均一な被覆層形成には不十分である。また、熱処理装置を別に設けるとなると煩雑である。
本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法及び製造装置によれば、上記VOCやCO2の問題を回避でき、更に磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、キャリアの凝集、樹脂被覆層の剥がれや遊離が少なく、当該キャリアを使用して得られた画像の画質に優れる。
以下に、本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法及び製造装置を詳細に説明する。
As described above, conventional methods for producing a resin-coated carrier are roughly classified into a solution coating method and a dry coating method.
The solution coating method uses a volatile organic solvent as a medium for the coating layer material, and has a problem such as an odor due to volatile organic compounds (VOC) remaining on the carrier without being dried after coating. In addition, as a problem that cannot be avoided in the manufacturing process, the amount of heat and electricity is required for drying and removing the solvent, cooling and collecting the removed solvent, and exhaust gas combustion for releasing the air used for drying to the atmosphere. 2 occurs.
Further, in the dry coating method, the above problems of VOC and CO 2 can be avoided. However, in the method described in Patent Document 1, for example, when heat treatment is performed at a temperature higher than the softening point of the resin, However, in the case where a plurality of resins and resistance control agents are coated, uniform dispersion in the coating layer is not possible because of forming aggregates. In addition, there is a problem that the carrier that has melted and adhered to the inner wall of the apparatus has to be cooled in a state in which the heat transfer efficiency has deteriorated, so that stirring share is applied for a long time and the coating film is peeled off. As a countermeasure, Patent Document 1 mentions that the number of revolutions during cooling is reduced, but this is not sufficient because the crushing ability is lowered.
In addition, the apparatus used in the method described in Patent Document 2 is not sufficient for forming a uniform coating layer because heat treatment cannot be performed. Moreover, it would be cumbersome to provide a separate heat treatment apparatus.
According to the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the electrostatic charge image developing carrier of the present embodiment, the problems of VOC and CO 2 can be avoided, the surface resin coverage of the magnetic particles is high, the carrier aggregation, the resin coating layer There is little peeling and separation, and the image quality obtained using the carrier is excellent.
Below, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the carrier for electrostatic image two-component developers of this embodiment are demonstrated in detail.
<付着工程>
本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法は、磁性粒子と樹脂粒子とを混合し前記磁性粒子表面に樹脂粒子付着層を形成する付着工程を含む。
前記磁性粒子は、得られるキャリアにおいて、キャリアの芯材(コア)を形成する。また、前記樹脂粒子は、得られるキャリアにおいて、前記磁性粒子の表面を被覆する樹脂被覆層を形成する。
前記付着工程において形成される表面に樹脂粒子付着層を有する磁性粒子は、磁性粒子表面に樹脂粒子がある程度均一に付着していれば特に制限はない。
前記付着工程における樹脂粒子の使用量は、磁性粒子の重量に対して、0.5〜20重量%であることが好ましく、1〜10重量%であることがより好ましく、2〜7重量%であることが更に好ましい。
また、得られるキャリアの樹脂被覆層に混合する、又は、磁性粒子の表面に付着させる目的で、前記付着工程において、磁性粒子及び樹脂粒子と共に導電性粒子や、帯電制御剤、ワックス、カップリング剤等の公知の添加剤を混合してもよい。
また、前記付着工程における磁性粒子、樹脂粒子、及び、これら添加剤を混合する順番は、特に制限はなく、所望に応じ、全ての材料を一度に混合してもよいし、また、磁性粒子を除いた、被覆樹脂を混合し、該混合品を、磁性粒子に加えて混合してもよいし、複数の被覆樹脂を分割して混合してもよい。
<Adhesion process>
The method for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to this embodiment includes an adhesion step of mixing magnetic particles and resin particles to form a resin particle adhesion layer on the surface of the magnetic particles.
The magnetic particles form a carrier core material (core) in the obtained carrier. The resin particles form a resin coating layer that covers the surfaces of the magnetic particles in the obtained carrier.
The magnetic particles having a resin particle adhesion layer on the surface formed in the adhesion step are not particularly limited as long as the resin particles adhere to the magnetic particle surface uniformly to some extent.
The amount of the resin particles used in the adhesion step is preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, and 2 to 7% by weight with respect to the weight of the magnetic particles. More preferably it is.
Further, for the purpose of mixing with the resin coating layer of the obtained carrier or adhering to the surface of the magnetic particles, in the adhering step, the magnetic particles and the resin particles together with the conductive particles, the charge control agent, the wax, and the coupling agent are used. You may mix well-known additives, such as.
Further, the order of mixing the magnetic particles, the resin particles, and these additives in the adhesion step is not particularly limited, and if desired, all materials may be mixed at one time. The removed coating resin may be mixed and the mixture may be added to the magnetic particles and mixed, or a plurality of coating resins may be divided and mixed.
前記付着工程に用いられる磁性粒子と樹脂粒子とを混合する装置としては、公知の粉体混合装置を用いることができるが、過度の熱や機械的衝撃力が加わることを防止し、樹脂粒子や導電性粒子の再凝集や磁性粒子同士の凝集や融着を抑制するため、ジャケット付きの装置を用いることが好ましい。
前記混合装置は、バッチ式でも連続式でもよく、バッチ式であれば、ヘンシェルミキサーやナウターミキサーなどの撹拌機付き混合装置が好ましく用いられる。この場合、一旦、ホッパーに被覆品を排出し、そこから、定量供給機にて、後段の連続加熱冷却装置へ供給される。
連続式であれば、一軸式又は二軸式のパドルミキサ、リボンミキサ、押出し混合機などが挙げられる。得られた表面に樹脂粒子付着層を有する磁性粒子は、一旦、ホッパーに排出され、定量供給機にて、後段の連続加熱冷却装置へ供給してもよいし、ホッパーを介さずに直接、後段の連続式加熱冷却装置へ供給してもよい。また、後段の連続式加熱冷却装置と一体型でもよい。
混合する際の混合物の温度は、樹脂粒子のガラス転移温度以下であることが好ましく、樹脂粒子のガラス転移温度より10℃以上低い温度であることがより好ましく、樹脂粒子のガラス転移温度より20℃以上低い温度であることが更に好ましい。
As a device for mixing the magnetic particles and the resin particles used in the adhesion step, a known powder mixing device can be used, but it is possible to prevent excessive heat and mechanical impact force from being applied. In order to suppress reaggregation of conductive particles and aggregation and fusion of magnetic particles, it is preferable to use a device with a jacket.
The mixing device may be a batch type or a continuous type, and if it is a batch type, a mixing device with a stirrer such as a Henschel mixer or a Nauter mixer is preferably used. In this case, the coated product is once discharged into the hopper, and is supplied from there to a subsequent continuous heating / cooling device by a quantitative feeder.
If it is a continuous type, a single screw type or a twin screw type paddle mixer, a ribbon mixer, an extrusion mixer, etc. are mentioned. The obtained magnetic particles having a resin particle adhesion layer on the surface are once discharged into a hopper, and may be supplied to a continuous heating / cooling device at a subsequent stage by a quantitative feeder, or directly without a hopper. You may supply to the continuous heating and cooling apparatus. Further, it may be integrated with a subsequent continuous heating / cooling device.
The temperature of the mixture at the time of mixing is preferably not more than the glass transition temperature of the resin particles, more preferably at least 10 ° C. lower than the glass transition temperature of the resin particles, and 20 ° C. than the glass transition temperature of the resin particles. More preferably, the temperature is lower than the above.
〔磁性粒子〕
前記付着工程に用いられる磁性粒子は、特に制限はなく、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属やこれら磁性金属とマンガン、クロム、希土類元素等との合金(例えば、ニッケル−鉄合金、コバルト−鉄合金、アルミニウム−鉄合金等)、及び、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物を単独でコアに用いるもの、マグネタイトなどの磁性粒子を樹脂中に分散させたもの、フェライトなどの磁性材料を結着剤と共に造粒した後、焼成して磁性粒子としたもの、並びに、マグネタイトなどの磁性材料をモノマー中で分散しながら重合する重合コアなどが挙げられる。
[Magnetic particles]
The magnetic particles used in the adhesion step are not particularly limited, and magnetic metals such as iron, nickel, cobalt, and alloys of these magnetic metals with manganese, chromium, rare earth elements (for example, nickel-iron alloys, cobalt-iron). Alloys, aluminum-iron alloys, etc.), magnetic oxides such as ferrite and magnetite used alone in the core, magnetic particles such as magnetite dispersed in the resin, and magnetic materials such as ferrite as binders And a polymer core that is polymerized while dispersing a magnetic material such as magnetite in a monomer.
磁性粒子の体積平均粒径としては、10〜60μmが好ましく、20〜50μmがより好ましい。
磁性粒子の体積平均粒径の測定方法としては、特に制限はなく、公知の方法により測定すればよいが、例えば、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LS Particle Size Analyzer:LS13 320、BECKMAN COULTER社(ベックマン・コールター社)製)を用いて測定することが好ましい。なお、得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
As a volume average particle diameter of a magnetic particle, 10-60 micrometers is preferable and 20-50 micrometers is more preferable.
The method for measuring the volume average particle diameter of the magnetic particles is not particularly limited, and may be measured by a known method. For example, a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LS Particle Size Analyzer: LS13 320, BECKMAN COULTER) (Beckman Coulter, Inc.) is preferable. The obtained particle size distribution is divided into particle size ranges (channels), and the volume cumulative distribution is subtracted from the small particle size side to obtain a volume average particle size D 50v .
〔樹脂粒子〕
前記付着工程に用いられる樹脂粒子としては、特に限定されるものではなく、公知の樹脂粒子を使用すればよい。
前記樹脂粒子の樹脂として具体的には、スチレン、クロロスチレン、メチルスチレン等のスチレン類;メチルメタクリレート、メチルアクリレート、プロピルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、エチルメタクリレート等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸類;ジメチルアミノエチルメタクリレートなどの含窒素アクリル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類;ビニルエーテル類;ビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類;などの単独重合体又は共重合体;ポリアミド、ポリイミド、メラミン等の主鎖含窒素樹脂類;メチルシリコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂等のシリコーン樹脂類;ビスフェノール、グリコール等を重縮合したポリエステル類などが挙げられる。中でも、アクリル樹脂が好ましく挙げられ、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、プロピルアクリレート、シクロヘキシルアクリレートの単独重合体又はこれらモノマーを少なくとも共重合した共重合体が特に好ましく挙げられる。
前記付着工程に用いられる樹脂粒子の体積平均粒径は、磁性粒子表面への均一な付着、導電性粒子の分散性などの観点から、0.01〜1μmが好ましく、0.05〜0.5μmがより好ましい。また、樹脂粒子のガラス転移温度は、70〜120℃が好ましい。
[Resin particles]
The resin particles used in the attaching step are not particularly limited, and known resin particles may be used.
Specific examples of the resin of the resin particles include styrenes such as styrene, chlorostyrene, and methylstyrene; methyl methacrylate, methyl acrylate, propyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl methacrylate, methacrylic acid, acrylic acid, butyl methacrylate, butyl acrylate, Α-methylene aliphatic monocarboxylic acids such as 2-ethylhexyl acrylate and ethyl methacrylate; nitrogen-containing acrylics such as dimethylaminoethyl methacrylate; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine and the like Homopolymers or copolymers such as vinyl pyridines; vinyl ethers; vinyl ketones; olefins such as ethylene, propylene and butadiene; Imide backbone nitrogen-containing resins such as melamine; methyl silicone resin, silicone resins such as methylphenyl silicone resin; bisphenol, and a glycol such as polycondensed polyesters like. Among these, acrylic resins are preferable, and homopolymers of methyl methacrylate, methyl acrylate, propyl acrylate, and cyclohexyl acrylate, or copolymers obtained by copolymerizing at least these monomers are particularly preferable.
The volume average particle diameter of the resin particles used in the adhesion step is preferably 0.01 to 1 μm, preferably 0.05 to 0.5 μm, from the viewpoint of uniform adhesion to the surface of the magnetic particles, dispersibility of the conductive particles, and the like. Is more preferable. Further, the glass transition temperature of the resin particles is preferably 70 to 120 ° C.
〔導電性粒子〕
本実施形態に用いられる導電性粒子としては、導電性を発揮する粒子であれば特に限定されないが、具体的には、カーボンブラック、各種金属粉、酸化チタン、酸化スズ、マグネタイト、フェライト等の金属酸化物などが挙げられる。少量の添加で高い導電性付与が可能であり、配合量による導電性度合いの制御が容易といった点から、特にカーボンブラックが好ましい。
また、これら導電性粒子は、体積一次粒子径が0.01μmから0.5μmのものが好ましい。体積一次粒子径がこの範囲にあると、樹脂粒子との混合・分散性が良く、被覆層中での分散性が良好となることから好ましい。
導電性粒子の添加量としては、樹脂被覆層又は使用する樹脂粒子の20体積%より少ない添加量が好ましい。また、20体積%以上添加をする場合、樹脂被覆層での粉体の分散制御が困難となり、電気抵抗の制御が困難になることがある。
[Conductive particles]
The conductive particles used in the present embodiment are not particularly limited as long as the particles exhibit conductivity, but specifically, metals such as carbon black, various metal powders, titanium oxide, tin oxide, magnetite, and ferrite. An oxide etc. are mentioned. Carbon black is particularly preferred because high conductivity can be imparted with a small amount of addition, and the degree of conductivity can be easily controlled by the blending amount.
Further, these conductive particles preferably have a volume primary particle diameter of 0.01 μm to 0.5 μm. When the volume primary particle diameter is in this range, the mixing / dispersibility with the resin particles is good and the dispersibility in the coating layer is good.
As addition amount of electroconductive particle, the addition amount less than 20 volume% of the resin coating layer or the resin particle to be used is preferable. Moreover, when adding 20 volume% or more, dispersion | distribution control of the powder in a resin coating layer becomes difficult, and control of an electrical resistance may become difficult.
〔他の添加剤〕
前記付着工程において、負極性の帯電制御剤を添加してもよい。すなわち、本実施形態の製造方法により得られるキャリアの樹脂被覆層は、負極性の帯電制御剤を含有してもよい。
負極性の帯電制御剤としては、トリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属錯塩、ベンジル酸の金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、アゾクロムコンプレックス等の重金属含有酸性染料、カリックスアレン型のフェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基およびスルホニル基のうち少なくとも1つを含有する樹脂等が挙げられる。
負極性の帯電制御剤の含有量は、磁性粒子の質量に対して0.001質量%以上1.0質量%以下の範囲であることが好ましく、0.01質量%以上0.8質量%以下の範囲であることがより好ましい。上記範囲であると、トナー帯電立ち上がり性に対し十分な効果が得られ、また、キャリア自体の帯電性も優れる。
[Other additives]
In the adhesion step, a negative charge control agent may be added. That is, the resin coating layer of the carrier obtained by the production method of the present embodiment may contain a negative charge control agent.
Negative charge control agents include trimethylethane dyes, metal complexes of salicylic acid, metal complexes of benzylic acid, copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo pigments, metal complex azo dyes, azochrome complexes, etc. Examples include dyes, calixarene type phenolic condensates, cyclic polysaccharides, resins containing at least one of carboxyl groups and sulfonyl groups.
The content of the negative charge control agent is preferably in the range of 0.001% by mass to 1.0% by mass with respect to the mass of the magnetic particles, and is 0.01% by mass to 0.8% by mass. More preferably, it is the range. When the amount is in the above range, a sufficient effect on the toner charge rising property can be obtained, and the chargeability of the carrier itself is excellent.
また、前記付着工程において、負極性の帯電制御剤を添加してもよい。すなわち、本実施形態の製造方法により得られるキャリアの樹脂被覆層には、ワックスを含有させてもよい。
ワックスは通常、疎水性であり、かつ常温においても比較的柔らかく膜強度が低い。これはワックスの分子構造に由来するが、この特性のために樹脂被覆層にワックスが存在すると、トナー表面に添加されている外添剤と称する粒子、又は、トナーバルク成分といったトナー成分がキャリア表面に付着し難い。また付着したとしてもその付着部分のワックスの分子レベルの剥離によって表面が一新されキャリア表面は付着汚染され難いという効果がある。
本実施形態に用いられるワックスとしては、特に制限されるものではなく、例えば、パラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体等である。誘導体とは酸化物、ビニルモノマとの重合体、グラフト変性物を含む。この他に、アルコール、脂肪酸、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、エステルワックス、酸アミド等を用いてもよい。また、その他公知のものを使用してもよい。
ワックスの融点は、60℃以上200℃以下が好ましく、80℃以上150℃以下がより好ましい。上記範囲であると、キャリアの流動性に優れる。
In the adhesion step, a negative charge control agent may be added. That is, the resin coating layer of the carrier obtained by the manufacturing method of the present embodiment may contain wax.
Waxes are usually hydrophobic, are relatively soft at room temperature, and have low film strength. This originates from the molecular structure of the wax, but due to this property, if wax is present in the resin coating layer, particles called external additives added to the toner surface, or toner components such as toner bulk components are transferred to the carrier surface. It is hard to adhere to. Even if it adheres, the surface of the carrier is renewed by peeling off the wax at the adhesion level at the molecular level, and the carrier surface is not easily contaminated.
The wax used in the present embodiment is not particularly limited. For example, paraffin wax and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof Derivatives and the like. Derivatives include oxides, polymers with vinyl monomers, and graft modified products. In addition, alcohol, fatty acid, plant wax, animal wax, mineral wax, ester wax, acid amide, and the like may be used. Moreover, you may use another well-known thing.
The melting point of the wax is preferably 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and more preferably 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. Within the above range, the carrier fluidity is excellent.
また、磁性粒子表面と樹脂被覆層との密着性を高めるため、磁性粒子表面にカップリング処理を行ってもよい。
カップリング剤としては、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、シランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤としては、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤のいずれのタイプを使用してもよい。具体的には、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N,N−ビス(トリメチルシリル)ウレア、tert−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
また、チタネートカップリング剤としては、例えば、「プレンアクト KR TTS」、「プレンアクト KR 46B」、「プレンアクト KR 55」、「プレンアクト KR 41B」、「プレンアクト KR 38S」、「プレンアクト KR 138S」、「プレンアクト KR 238S」、「プレンアクト 338X」、「プレンアクト KR 44」、「プレンアクト KR 9SA」、「プレンアクト KR ET」(上記いずれも味の素ファインテクノ(株)製)などが挙げられ、アルミニウム系カップリング剤としては、例えば、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(「プレンアクト AL−M」味の素ファインテクノ(株)製)などが挙げられる。
Moreover, in order to improve the adhesiveness between the magnetic particle surface and the resin coating layer, the magnetic particle surface may be subjected to a coupling treatment.
Examples of coupling agents include silane coupling agents, silicone oils, titanate coupling agents, and aluminum coupling agents. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, a silane coupling agent is preferable.
As the silane coupling agent, any type of chlorosilane, alkoxysilane, silazane, and special silylating agent may be used. Specifically, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, tetraethoxysilane, Methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, N, O- (bistrimethylsilyl) acetamide, N, N-bis (Trimethylsilyl) urea, tert-butyldimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy Silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercapto Examples include propyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, and γ-aminopropyltriethoxysilane.
Examples of titanate coupling agents include “Plenact KR TTS”, “Plenact KR 46B”, “Plenact KR 55”, “Plenact KR 41B”, “Plenact KR 38S”, “Plenact KR 138S”, “Prenact K”. 238S "," Plenact 338X "," Plenact KR 44 "," Plenact KR 9SA "," Plenact KR ET "(all of which are manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) and the like, Examples thereof include alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate (“Plenact AL-M” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.).
<投入工程、及び、被覆形成工程>
本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法は、原料供給口と排出口とを有するケーシング、前記原料供給口から前記排出口に向かう原料の進行方向と同じ方向に回転軸が設けられた回転体、前記ケーシング内の一部を加熱する加熱手段、及び、前記加熱手段よりも前記排出口側に前記ケーシング内の一部を冷却する冷却手段を有する装置に前記樹脂粒子付着層を有する前記磁性粒子を前記原料供給口から投入する投入工程、及び、前記装置内において、前記樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させることにより加熱溶融処理、冷却処理及び解砕処理を連続して行い樹脂被覆層を有する磁性粒子を得る被覆形成工程を含む。
<Input process and coating formation process>
The method for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to the present embodiment includes a casing having a raw material supply port and a discharge port, and a rotation axis in the same direction as the raw material traveling direction from the raw material supply port to the discharge port. The resin particle adhesion layer in an apparatus comprising: a rotating body provided; a heating unit that heats a part of the casing; and a cooling unit that cools a part of the casing closer to the discharge port than the heating unit. And heating the magnetic particles having the resin particle adhesion layer by passing between the inner wall of the casing and the rotating body in the apparatus. A coating forming step of obtaining magnetic particles having a resin coating layer by continuously performing a melting treatment, a cooling treatment and a crushing treatment is included.
前記投入工程における樹脂粒子付着層を有する磁性粒子の前記装置への投入速度は、好ましくは装置の送り能力以下で選択すればよい。投入速度が、装置の送り能力以下であると、つまり等の発生を抑制し、また、装置の駆動系が過負荷にならず、連続運転が容易である。
また、投入方法は、間欠的に行っても、連続的に行ってもよい。
The charging speed of the magnetic particles having the resin particle adhesion layer in the charging process to the apparatus is preferably selected below the feeding capacity of the apparatus. When the charging speed is equal to or less than the feeding capability of the apparatus, the occurrence of clogging is suppressed, and the driving system of the apparatus is not overloaded, and continuous operation is easy.
Further, the charging method may be performed intermittently or continuously.
前記被覆形成工程においては、加熱溶融処理、冷却処理及び解砕処理を連続して行うことが重要である。
前記加熱溶融処理において、投入した樹脂粒子付着層を有する磁性粒子は、前記回転体により撹拌されながら加熱手段により加熱され、付着している樹脂粒子が溶融し樹脂被覆層が前記磁性粒子表面に形成される。
続いて、前記加熱溶融処理に連続して冷却手段により冷却処理を行うことで、前記加熱溶融処理において加熱されていた樹脂被覆層を有する磁性粒子が冷却され、前記樹脂被覆層が固化する。
前記解砕処理においては、前記冷却処理により冷却された樹脂被覆層を有する磁性粒子のうちの一部が、該粒子同士で接着している場合があるので、それを前記回転体により撹拌することにより解砕し、粗大な凝集体の少ない樹脂被覆層を有する磁性粒子を得る。前記解砕処理は、前記冷却処理と同時に行っても、前記冷却処理後に連続して行ってもよいが、冷却処理と同時に解砕処理する方が、樹脂被覆層の剥がれや遊離を抑制する観点で好ましい。
また、前記被覆形成工程において、樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させることは、前記回転体を回転させ、樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を撹拌することにより行われる。
前記加熱溶融処理、前記冷却処理及び前記解砕処理を連続で行わないと、前記加熱溶融処理において溶融した樹脂被覆層を有する磁性粒子同士が前記加熱溶融処理後から時間が経過すればするほど凝集し凝集体を形成してしまい、また、冷却後、当該凝集体を解砕すると、樹脂被覆層の剥がれや遊離が多く生じる。更に、装置のケーシング内壁に溶融した樹脂粒子由来の樹脂が多く付着することとなり、冷却効率が低下するだけでなく、解砕処理にも多くの時間と剪断力とが必要となり、樹脂被覆層の剥がれや遊離が多く生じる結果となる。
In the coating forming step, it is important to continuously perform the heat melting treatment, the cooling treatment, and the crushing treatment.
In the heating and melting treatment, the magnetic particles having the resin particle adhesion layer added are heated by the heating means while being stirred by the rotating body, and the adhered resin particles are melted to form a resin coating layer on the surface of the magnetic particles. Is done.
Subsequently, by performing a cooling process by a cooling means subsequent to the heating and melting process, the magnetic particles having the resin coating layer heated in the heating and melting process are cooled, and the resin coating layer is solidified.
In the crushing treatment, some of the magnetic particles having the resin coating layer cooled by the cooling treatment may be adhered to each other, and therefore, the stirring is performed by the rotating body. To obtain magnetic particles having a resin coating layer with few coarse aggregates. The pulverization treatment may be performed simultaneously with the cooling treatment or continuously after the cooling treatment, but the pulverization treatment simultaneously with the cooling treatment is more effective in suppressing peeling and release of the resin coating layer. Is preferable.
Further, in the coating forming step, passing the magnetic particles having the resin particle adhesion layer between the inner wall of the casing and the rotating body rotates the rotating body, and causes the magnetic particles having the resin particle adhesion layer to be rotated. This is done by stirring.
If the heat-melting treatment, the cooling treatment, and the crushing treatment are not performed continuously, the magnetic particles having the resin coating layer melted in the heat-melting treatment are aggregated as time passes after the heat-melting treatment. If the aggregate is crushed after cooling, the resin coating layer is often peeled off or released. Furthermore, a large amount of the resin derived from the molten resin particles adheres to the inner wall of the casing of the apparatus, which not only lowers the cooling efficiency but also requires a lot of time and shearing force for the crushing treatment. This results in a lot of peeling and liberation.
前記加熱溶融処理における加熱温度は、使用した樹脂粒子のガラス転移温度より高温であることが好ましく、150〜250℃であることがより好ましい。上記範囲であると、容易に樹脂を溶融でき、また、樹脂の熱分解が抑制される。
また、前記冷却処理における冷却温度は、使用した樹脂粒子のガラス転移温度以下であることが好ましく、0〜50℃であることがより好ましく、0〜40℃であることが更に好ましい。上記態様であると、キャリア同士の凝集が抑制される。
また、前記被覆形成工程を経て前記排出口から排出される樹脂被覆層を有する磁性粒子の品温、すなわち、当該粒子自体の排出時の温度は、0℃〜使用した樹脂粒子のガラス転移温度以下であることが好ましく、20℃〜(使用した樹脂粒子のガラス転移温度−10℃)以下であることがより好ましい。上記態様であると、キャリア同士の凝集が抑制される。
前記被覆形成工程において形成される樹脂被覆層の厚みは、0.1μm以上5μm以下の範囲であることが好ましく、0.2μm以上3μm以下の範囲であることがより好ましい。上記範囲であると、磁性粒子表面に均一で平坦な樹脂被覆層を形成することが容易であり、また、キャリア同士の凝集が抑制される。
The heating temperature in the heat-melting treatment is preferably higher than the glass transition temperature of the used resin particles, and more preferably 150 to 250 ° C. Within the above range, the resin can be easily melted, and thermal decomposition of the resin is suppressed.
Moreover, it is preferable that it is below the glass transition temperature of the used resin particle, as for the cooling temperature in the said cooling process, it is more preferable that it is 0-50 degreeC, and it is still more preferable that it is 0-40 degreeC. In the above embodiment, aggregation between carriers is suppressed.
The product temperature of the magnetic particles having the resin coating layer discharged from the outlet through the coating forming step, that is, the temperature at the time of discharging the particles themselves is 0 ° C. to the glass transition temperature of the used resin particles or less. It is preferable that it is 20 degreeC-(The glass transition temperature of the used resin particle -10 degreeC) or less. In the above embodiment, aggregation between carriers is suppressed.
The thickness of the resin coating layer formed in the coating forming step is preferably in the range of 0.1 μm to 5 μm, and more preferably in the range of 0.2 μm to 3 μm. Within the above range, it is easy to form a uniform and flat resin coating layer on the surface of the magnetic particles, and aggregation of carriers is suppressed.
前記投入工程及び前記被覆形成工程において用いられる装置の各部分について、以下に説明する。
前記装置は、原料供給口と排出口とを有するケーシングを有し、前記ケーシング内に前記原料供給口から前記排出口に向かう原料の進行方向と同じ方向に回転軸が設けられた回転体を備えている。
前記ケーシングにおける原料供給口及び排出口の位置は、前記装置に投入した原料が、前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過し、かつ前記被覆形成工程を行える位置であれば、特に制限はないが、前記原料供給口を前記回転体の一端近傍に有し、前記排出口を前記回転体の他の一端近傍に有することが好ましい。
また、前記装置は、前記ケーシング内の一部を加熱する加熱手段を有し、更に、前記加熱手段よりも前記排出口側に前記ケーシング内の一部を冷却する冷却手段を有している。
前記ケーシング内における前記加熱手段により加熱される加熱処理部と、前記ケーシング内における前記冷却手段により冷却される冷却処理部とは、接触していることが好ましい。
Each part of the apparatus used in the charging process and the coating forming process will be described below.
The apparatus includes a casing having a raw material supply port and a discharge port, and a rotating body provided with a rotating shaft in the same direction as the raw material traveling from the raw material supply port to the discharge port in the casing. ing.
The position of the raw material supply port and the discharge port in the casing is not particularly limited as long as the raw material charged into the apparatus passes between the inner wall of the casing and the rotating body and can perform the coating forming step. However, it is preferable to have the raw material supply port near one end of the rotating body and the discharge port near the other end of the rotating body.
The apparatus further includes a heating unit that heats a part of the casing, and further includes a cooling unit that cools a part of the casing closer to the discharge port than the heating unit.
It is preferable that the heat processing part heated by the said heating means in the said casing and the cooling processing part cooled by the said cooling means in the said casing are contacting.
また、前記装置における前記ケーシングは、加熱手段及び冷却手段として、ジャケット構造を有することが好ましい。前記ジャケット構造を有することにより、部位により加熱及び冷却の温度調整が容易である。また、前記ジャケット構造は、前記ケーシングの外側に接して設けられていることが好ましい。
また、前記装置は、前記ケーシング内に1軸又は2軸の回転体を有することが好ましい。
前記回転体は、所望に応じ、撹拌せん断力を制御してもよい。例えば、前記回転体の部位によって、回転体の形状及び撹拌速度を変更したり、回転体は変えずにケーシング側の形状を変更したり、回転体とケーシングとのクリアランスによって、前記回転体による撹拌せん断力は容易に制御される。
本実施形態に用いられる装置として具体的には、例えば、加熱及び冷却手段を設けた、パドルミキサ、スクリューミキサ、タービュライザ、コンティニュアスニーダ、二軸押出混練機などが挙げられるが、これに限定されるものではない。これらの中でも、加熱及び冷却手段を設けた二軸押出混練機が好ましく挙げられる。
Moreover, it is preferable that the said casing in the said apparatus has a jacket structure as a heating means and a cooling means. By having the said jacket structure, the temperature adjustment of heating and cooling is easy by a site | part. Moreover, it is preferable that the said jacket structure is provided in contact with the outer side of the said casing.
Moreover, it is preferable that the apparatus has a uniaxial or biaxial rotating body in the casing.
The rotating body may control the stirring shear force as desired. For example, the shape of the rotating body and the stirring speed are changed depending on the part of the rotating body, the shape of the casing side is changed without changing the rotating body, or the stirring by the rotating body is performed by the clearance between the rotating body and the casing. Shear force is easily controlled.
Specific examples of the apparatus used in the present embodiment include, for example, a paddle mixer, a screw mixer, a turbulizer, a continuous kneader, and a twin screw kneader provided with heating and cooling means, but are not limited thereto. It is not something. Among these, a twin-screw extrusion kneader provided with heating and cooling means is preferable.
本実施形態の製造方法は、必要に応じて、公知の他の工程を含んでいてもよい。
また、本実施形態の製造方法は、必要に応じて、前記前記被覆形成工程の後、得られた樹脂被覆層を有する磁性粒子を分級する分級工程、及び/又は、得られた樹脂被覆層を有する磁性粒子を篩がけする篩分工程を含んでいてもよい。
前記分級工程及び前記篩分工程に用いられる分級手段や篩については、特に制限はなく所望に応じて、公知のものが用いればよい。
The manufacturing method of this embodiment may include other known steps as necessary.
In addition, the manufacturing method of the present embodiment includes, as necessary, a classification step of classifying the magnetic particles having the obtained resin coating layer and / or the obtained resin coating layer after the coating formation step. A sieving step of sieving the magnetic particles having may be included.
The classification means and sieve used in the classification step and the sieving step are not particularly limited, and known ones may be used as desired.
本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置の一例について、図面を用いて以下に説明する。
図1に示す静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置10には、粒子供給装置12より樹脂粒子付着層を有する磁性粒子がケーシング14内に原料供給口16を通過して投入される。なお、製造装置10は、二軸押出混練機である。投入された樹脂粒子付着層を有する磁性粒子は、回転体18が回転することにより、ケーシング14と回転体18との間を通り、加熱処理部20及び冷却処理部22を通過し、排出口24より樹脂被覆層を有する磁性粒子として排出される。また、当該粒子は、回転体18が回転することにより解砕処理も受けている。なお、図1に示す回転体18は、全体が螺旋状のスクリュー形状を有する回転体である。
加熱処理部20及び冷却処理部22におけるケーシング14の外周部分には、加熱手段及び冷却手段として、部分的により温度調節が可能なジャケット(不図示)が巻かれている。当該ジャケットにより加熱処理部20及び冷却処理部22の温度調節が行われる。また、製造装置10における加熱処理部20及び冷却処理部22は、連続して設けられている。
An example of an apparatus for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.
In the electrostatic charge image two-component developer
A jacket (not shown) capable of partially adjusting the temperature is wound around the outer peripheral portion of the
また、前記被覆形成工程において、前記樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を下記式(1)及び式(2)を満たす前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させ、前記樹脂被覆層を有する磁性粒子が式(3)を満たす品温で排出されることが好ましい。上記態様であると、加熱溶融処理時の熱を粒子に均一に与えられ、得られる磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、また、解砕処理を効果的に行え、キャリアの凝集、樹脂被覆層の剥がれや遊離が抑制される。
1.0<rmax/rmin<5.0 (1)
0.9<r max /R<1.0 (2)
(Tg−50℃)<品温(℃)<Tg (3)
(式中、rmaxは回転体の最大外形を表し、rminは回転体の最小外形を表し、Rはケーシングの内径を表し、Tgは樹脂粒子のガラス転移温度を表す。)
また、本実施形態の製造装置において、前記ケーシングの内壁と前記回転体とが、前記式(1)及び式(2)を満たすことが好ましい。上記態様であると、加熱溶融処理時の熱を粒子に均一に与えられ、得られる磁性粒子の表面樹脂被覆率が高く、また、解砕処理を効果的に行え、キャリアの凝集、樹脂被覆層の剥がれや遊離が抑制される。
前記式(1)及び式(2)の値の取り方の一例として、図2及び図3を示す。
図2は、本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置の他の一例におけるケーシング及び回転体の部分模式断面図であり、また、図3は、図2の製造装置における通過方向下流側からの模式投影図である。
図2に示すケーシング30内には、回転体32が設けられている。回転体32は、粒子の通過方向Bに向かって、外形の大きい部分34と外形の小さい部分36とが交互に設けられた構造である。また、回転体32は、回転軸38を中心にAの方向に回転する回転体である。
図2に示す製造装置において、rmaxは、回転軸38に垂直な面において、外形の大きい部分34における回転軸から最も離れた位置と回転軸との距離を2倍した値となる。回転体32における外形の大きい部分34は、回転軸38に垂直な面において、回転軸38からその外形が一定の距離を有するものであるので、外形の大きい部分34の外形の円40の直径がrmaxとなる。
また、図2に示す製造装置において、rminは、回転軸38に垂直な面において、外形の小さい部分36における回転軸から最も近い位置と回転軸との距離を2倍した値となる。回転体32における外形の小さい部分36は、回転軸38に垂直な面において、回転軸38からその外形が一定の距離を有するものであるので、外形の小さい部分36の外形の円42の直径がrminとなる。
更に、図2に示す製造装置において示すように、Rは、回転軸38に垂直な面において、ケーシング30の内壁における任意の2点のうち、最も離れた2点の距離である。
また、前記ケーシングの形状は、特に制限はないが、回転体が回転しやすく、回転体とケーシング内壁間の空間を回転体の形状に依存させる観点から、円筒状であることが好ましい。
In the coating forming step, the magnetic particles having the resin particle adhesion layer are passed between the inner wall of the casing satisfying the following formulas (1) and (2) and the rotating body, and the resin coating layer is It is preferable that the magnetic particles to be discharged are discharged at a product temperature satisfying the formula (3). In the above embodiment, heat during heat-melting treatment is uniformly applied to the particles, the surface coverage of the obtained magnetic particles is high, the crushing treatment can be effectively performed, carrier aggregation, resin coating layer Peeling and release are suppressed.
1.0 <r max / r min <5.0 (1)
0.9 <r max / R <1.0 (2)
(Tg−50 ° C.) <Product temperature (° C.) <Tg (3)
( Where r max represents the maximum outer shape of the rotating body, r min represents the minimum outer shape of the rotating body, R represents the inner diameter of the casing, and Tg represents the glass transition temperature of the resin particles.)
Moreover, in the manufacturing apparatus of this embodiment, it is preferable that the inner wall of the said casing and the said rotary body satisfy | fill said Formula (1) and Formula (2). In the above embodiment, heat during heat-melting treatment is uniformly applied to the particles, the surface coverage of the obtained magnetic particles is high, the crushing treatment can be effectively performed, carrier aggregation, resin coating layer Peeling and release are suppressed.
FIG. 2 and FIG. 3 are shown as an example of how to take the values of the expressions (1) and (2).
FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view of a casing and a rotating body in another example of the apparatus for manufacturing an electrostatic charge image two-component developer according to the present embodiment, and FIG. 3 is a view through the manufacturing apparatus of FIG. It is a schematic projection view from the direction downstream side.
A rotating
In the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, r max is a value obtained by doubling the distance between the position farthest from the rotation axis and the rotation axis in the
In the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, r min is a value obtained by doubling the distance between the rotation axis and the position closest to the rotation axis in the
Furthermore, as shown in the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, R is the distance between the two most distant points among any two points on the inner wall of the
The shape of the casing is not particularly limited, but is preferably cylindrical from the viewpoint that the rotating body easily rotates and that the space between the rotating body and the casing inner wall depends on the shape of the rotating body.
前記回転体は、螺旋状のスクリュー形状部分と、機械的シェアがかけられるニーディング形状部分とを有することが好ましい。上記態様であると、解砕処理を効果的に行え、キャリアの凝集が抑制される。なお、本実施形態における「機械的シェアがかけられる」とは、使用する原料、すなわち、粒子に対しせん断応力を与えられることをいうものとする。前記螺旋状のスクリュー形状部分の一例としては、図4に示す部材が好ましく挙げられる。
また、前記冷却手段により冷却される前記ケーシング内の冷却処理部において、前記回転体が、少なくとも機械的シェアがかけられるニーディング形状部分を有していることが好ましい。上記態様であると、解砕処理を効果的に行え、キャリアの凝集がより抑制される。
更に、前記加熱手段により加熱される前記ケーシング内の加熱処理部において、前記回転体が、少なくとも機械的シェアがかけられるニーディング形状部分を有していることも好ましい。上記態様であると、解砕処理を効果的に行え、キャリアの凝集がより抑制される。
前記機械的シェアがかけられるニーディング形状部分の一例としては、図5又は図6に示す部材が好ましく挙げられる。
図5に示す部材は、機械的シェアがかけられ、通過方向Bにおいて下流側へ送り能力のあるニーディング形状部分(位相45°)の一例であり、また、図6に示す部材は、機械的シェアがかけられ、通過方向Bにおいて上流側へ戻し能力のあるニーディング形状部分(位相135°)の一例である。
前記回転体は、所望に応じ、各部分において、その形状を変更可能な回転体であることが好ましい。
The rotating body preferably has a spiral screw-shaped portion and a kneading-shaped portion to which mechanical shear is applied. If it is the said aspect, a crushing process can be performed effectively and aggregation of a carrier is suppressed. In the present embodiment, “mechanical shear is applied” means that a shear stress is applied to the raw material to be used, that is, the particles. As an example of the helical screw-shaped part, a member shown in FIG. 4 is preferably exemplified.
Moreover, in the cooling process part in the said casing cooled by the said cooling means, it is preferable that the said rotary body has a kneading-shaped part to which a mechanical share is applied at least. If it is the said aspect, a crushing process can be performed effectively and aggregation of a carrier is suppressed more.
Furthermore, in the heat treatment part in the casing heated by the heating means, it is also preferable that the rotating body has a kneading shape portion to which at least mechanical shear is applied. If it is the said aspect, a crushing process can be performed effectively and aggregation of a carrier is suppressed more.
As an example of the kneading shape part to which the mechanical shear is applied, a member shown in FIG. 5 or 6 is preferably exemplified.
The member shown in FIG. 5 is an example of a kneading-shaped portion (phase 45 °) that is mechanically sheared and has the ability to feed downstream in the passing direction B, and the member shown in FIG. This is an example of a kneading-shaped portion (phase 135 °) that is sheared and has the ability to return to the upstream side in the passing direction B.
The rotating body is preferably a rotating body whose shape can be changed in each part as desired.
また、図7〜図10に本実施形態に好適に用いられる回転体(スクリュー)の好ましい例を示す。
図7は、加熱処理部52及び冷却処理部54において、共に送り能力のある螺旋状のスクリュー形状部分56のみからなる回転体50である。
図8は、加熱処理部52においては、送り能力のある螺旋状のスクリュー形状部分56のみからなり、冷却処理部54においては、送り能力のあるニーディング形状部分58のみからなる回転体50である。
図9は、加熱処理部52においては、送り能力のある螺旋状のスクリュー形状部分56と送り能力のあるニーディング形状部分58とからなり、冷却処理部54においては、送り能力のあるニーディング形状部分58のみからなる回転体50である。
図10は、加熱処理部52においては、送り能力のある螺旋状のスクリュー形状部分56と送り能力のあるニーディング形状部分58と戻し能力のあるニーディング形状部分60とからなり、冷却処理部54においては、送り能力のあるニーディング形状部分58のみからなる回転体50である。
なお、図8〜図10に記載の送り能力のあるニーディング形状部分58、及び、戻し能力のあるニーディング形状部分60における四角枠及び斜線は、当該箇所を明示するために記載したものであり、実際の回転体にはない記載であることは言うまでもない。
また、送り能力のある螺旋状のスクリュー形状部分56としては図4に示す部分が、送り能力のあるニーディング形状部分58としては図5に示す部分が、戻し能力のあるニーディング形状部分60としては図6に示す部分がそれぞれ好ましく挙げられる。
Moreover, the preferable example of the rotary body (screw) used suitably for this embodiment to FIGS. 7-10 is shown.
FIG. 7 shows a
FIG. 8 shows a
FIG. 9 shows that the
FIG. 10 shows that the
In addition, the square frame and the diagonal line in the kneading
Further, the spiral screw-shaped
(静電荷像二成分現像剤)
本実施形態の静電荷像二成分現像剤は、本実施形態のキャリアの製造方法又は本実施形態のキャリアの製造装置により製造されたキャリアと、静電荷像現像トナーとを含有する二成分系の静電荷像現像剤である。
本実施形態に用いられる静電荷像現像トナーとしては、特に制限はなく、公知のトナーが用いられる。
静電荷像二成分現像剤における前記本実施形態の静電荷像現像用トナーとキャリアとの混合比としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すればよいが、トナーとキャリアとの混合比(重量比)としては、トナー:キャリア=1:100〜30:100の範囲であることが好ましく、3:100〜20:100の範囲であることがより好ましい。
また、本実施形態の静電荷像二成分現像剤用キャリアは、本実施形態のキャリアの製造方法又は本実施形態のキャリアの製造装置により製造されたキャリアである。
(Static charge image two-component developer)
The electrostatic charge image two-component developer of the present embodiment is a two-component system containing the carrier manufactured by the carrier manufacturing method of the present embodiment or the carrier manufacturing apparatus of the present embodiment and the electrostatic charge image developing toner. An electrostatic charge image developer.
The electrostatic image developing toner used in the exemplary embodiment is not particularly limited, and a known toner is used.
The mixing ratio of the electrostatic image developing toner of the present embodiment and the carrier in the electrostatic charge image two-component developer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The (weight ratio) is preferably in the range of toner: carrier = 1: 100 to 30: 100, and more preferably in the range of 3: 100 to 20: 100.
The carrier for an electrostatic charge image two-component developer according to the present embodiment is a carrier manufactured by the carrier manufacturing method according to the present embodiment or the carrier manufacturing apparatus according to the present embodiment.
(カートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置)
本実施形態のカートリッジは、本実施形態の静電荷像二成分現像剤を少なくとも収納したカートリッジである。また、本実施形態のカートリッジは、画像形成装置に脱着可能であることが好ましい。
現像装置、画像形成方法又は画像形成装置に用いる場合、トナーを単独で収納するトナーカートリッジであってもよいし、本実施形態の静電荷像二成分現像剤を収納する現像剤カートリッジであってもよいし、また、像保持体上に形成された静電潜像を本実施形態の静電荷像二成分現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも備えるプロセスカートリッジであってもよい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等のその他の部材を含んでいてもよい。
(Cartridge, image forming method and image forming apparatus)
The cartridge of this embodiment is a cartridge that contains at least the electrostatic charge image two-component developer of this embodiment. In addition, it is preferable that the cartridge of this embodiment is detachable from the image forming apparatus.
When used in the developing device, the image forming method, or the image forming apparatus, the toner cartridge may contain toner alone, or the developer cartridge may contain the electrostatic charge image two-component developer of this embodiment. In addition, the process cartridge may include at least developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with the electrostatic charge image two-component developer of the present embodiment to form a toner image. .
In addition, the process cartridge according to the present embodiment may include other members such as a charge removing unit as necessary.
本実施形態の画像形成方法は、現像剤として本実施形態の静電荷像二成分現像剤を使用する以外に特に制限はないが、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程とを含み、前記トナーを含む現像剤は、本実施形態の静電荷像二成分現像剤であることが好ましい。
本実施形態の画像形成方法としては、本実施形態の静電荷像二成分現像剤を調製し、それを用いて常用の電子写真複写機により静電像の形成及び現像を行い、得られたトナー像を転写紙上に静電転写した上加熱定着器により定着して複写画像を形成する。
The image forming method of the present embodiment is not particularly limited except that the electrostatic image two-component developer of the present embodiment is used as a developer, but a latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the image carrier. A developing step of developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer containing toner to form a toner image; and the toner image formed on the surface of the image carrier And a fixing step of fixing the toner image transferred to the surface of the transfer target, and the developer containing the toner is the electrostatic charge image two-component developer of the present embodiment. preferable.
As an image forming method of the present embodiment, the electrostatic image two-component developer of the present embodiment is prepared, and an electrostatic image is formed and developed by a conventional electrophotographic copying machine using the developer. The image is electrostatically transferred onto a transfer paper and fixed by a heat fixing device to form a copy image.
前記画像形成方法における前記各工程は、それ自体一般的な工程であり、例えば、特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている。なお、本実施形態の画像形成方法は、それ自体公知のコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。
前記静電潜像形成工程は、像保持体(感光体)上に静電潜像を形成する工程である。
前記現像工程は、現像剤保持体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、本実施形態の静電荷像二成分現像剤を含んでいれば特に制限はない。
前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
前記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
前記クリーニング工程は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を除去する工程である。
被記録媒体としては、公知のものを使用することができ、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される紙、OHPシート等が挙げられ、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
Each of the steps in the image forming method is a general step per se, and is described in, for example, JP-A-56-40868 and JP-A-49-91231. Note that the image forming method of the present embodiment can be carried out by using a known image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile machine.
The electrostatic latent image forming step is a step of forming an electrostatic latent image on an image carrier (photoconductor).
The developing step is a step of developing the electrostatic latent image with a developer layer on a developer holding member to form a toner image. The developer layer is not particularly limited as long as it contains the electrostatic charge image two-component developer of this embodiment.
The transfer step is a step of transferring the toner image onto a transfer target. Examples of the transfer medium in the transfer process include an intermediate transfer medium and a recording medium such as paper.
In the fixing step, for example, there is a method of forming a copy image by fixing the toner image transferred onto the transfer paper by a heating roller fixing device in which the temperature of the heating roller is set to a constant temperature.
The cleaning step is a step of removing the electrostatic charge image developer remaining on the image carrier.
As the recording medium, known media can be used, for example, paper used for electrophotographic copying machines, printers, OHP sheets, etc. For example, the surface of plain paper is made of resin, etc. Coated coated paper, art paper for printing, and the like can be suitably used.
本実施形態の画像形成方法においては、更にリサイクル工程をも含む態様でもよい。前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程において回収した静電荷像現像トナーを現像剤層に移す工程である。このリサイクル工程を含む態様の画像形成方法は、トナーリサイクルシステムタイプのコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施される。また、クリーニング工程を省略し、現像と同時にトナーを回収する態様のリサイクルシステムに適用してもよい。 The image forming method of the present embodiment may further include a recycling step. The recycling step is a step of transferring the electrostatic charge image developing toner collected in the cleaning step to a developer layer. The image forming method including the recycling process is performed using an image forming apparatus such as a toner recycling system type copying machine or facsimile machine. Further, the present invention may be applied to a recycling system in which the cleaning process is omitted and toner is collected simultaneously with development.
本実施形態の画像形成装置は、現像剤として本実施形態の静電荷像二成分現像剤を含む以外に特に制限はないが、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して該像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体に転写する転写手段とを有し、前記トナーを含む現像剤は、本実施形態の静電荷像二成分現像剤を含むことが好ましい。
なお、本実施形態の画像形成装置は、上記のような像保持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段とを少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、定着手段や、クリーニング手段、除電手段等を含んでいてもよい。
前記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。また、転写手段における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
The image forming apparatus of the present embodiment is not particularly limited except that it contains the electrostatic charge image two-component developer of the present embodiment as a developer, but an image carrier, a charging unit that charges the image carrier, Exposure means for exposing the image holding member to form an electrostatic latent image on the image holding member; developing means for developing the electrostatic latent image with a developer containing toner to form a toner image; It is preferable that the developer includes a transfer unit that transfers the toner image from the image holding member to the transfer target, and the developer including the toner includes the electrostatic charge image two-component developer of the present embodiment.
The image forming apparatus of the present embodiment is not particularly limited as long as it includes at least the image holding member, the charging unit, the exposure unit, the developing unit, and the transfer unit as described above, but other necessary. Depending on the situation, a fixing means, a cleaning means, a static elimination means and the like may be included.
In the transfer unit, the transfer may be performed twice or more using an intermediate transfer member. Examples of the transfer medium in the transfer unit include an intermediate transfer medium and a recording medium such as paper.
前記像保持体、及び、前記の各手段は、前記の画像形成方法の各工程で述べた構成を好ましく用いることができる。前記の各手段は、いずれも画像形成装置において公知の手段が利用できる。また、本実施形態の画像形成装置は、前記した構成以外の手段や装置等を含むものであってもよい。また、本実施形態の画像形成装置は、前記した手段のうちの複数を同時に行ってもよい。 The image carrier and each of the above-described units can preferably use the configurations described in the respective steps of the image forming method. As each of the above-described means, a known means in the image forming apparatus can be used. In addition, the image forming apparatus according to the present embodiment may include means and devices other than the above-described configuration. Further, the image forming apparatus according to the present embodiment may simultaneously perform a plurality of the above-described means.
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely in detail, this embodiment is not limited to a following example.
<フェライト粒子の作製>
Fe2CO3 74質量部、MnO2 25質量部、ZnO 1質量部を混合し、湿式ボールミルで25時間混合、粉砕してスプレードライにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて800℃、7時間の仮焼成1を行った。これを湿式ボールミルで2時間粉砕し、さらにスプレードライヤにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて1,150℃、6時間の仮焼成2を行った。こうして得られた仮焼成物を湿式ボールミルで5時間粉砕し、更に再度スプレードライヤにより造粒、乾燥した後、電気炉を用いて温度1,150℃において12時間の本焼成を行った。本焼成は、窒素及び酸素の混合気体中の酸素割合が12容量%となるように調整した雰囲気下で行った。そして、解砕工程、分級工程を経て、体積平均粒径37μmのフェライト粒子を作製した。
<Preparation of ferrite particles>
After mixing 74 parts by mass of Fe 2 CO 3 , 25 parts by mass of MnO 2 and 1 part by mass of ZnO, mixing and pulverizing with a wet ball mill for 25 hours, granulating and drying by spray drying, 800 ° C., 7 Temporary calcination 1 was performed. This was pulverized with a wet ball mill for 2 hours, further granulated and dried with a spray dryer, and then pre-baked 2 at 1,150 ° C. for 6 hours using a rotary kiln. The calcined product thus obtained was pulverized with a wet ball mill for 5 hours, further granulated and dried again with a spray dryer, and then subjected to main firing at a temperature of 1,150 ° C. for 12 hours using an electric furnace. The main calcination was performed in an atmosphere adjusted so that the oxygen ratio in the mixed gas of nitrogen and oxygen was 12% by volume. And the ferrite particle of the volume average particle diameter of 37 micrometers was produced through the crushing process and the classification process.
<樹脂粒子付着磁性粒子の作製>
フェライト粒子(37μm) 100質量部
スチレン/MMA(メチルメタクリレート)(30:70)共重合樹脂粒子(平均粒径0.20μm、ガラス転移温度90℃) 2.5質量部
カーボンブラック(VXC72、キャボット社製、0.20μm) 0.02質量部
樹脂のガラス転移温度は、DSC(示差走査型熱量計)測定法により決定し、ASTM D3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いる。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行った。
<Preparation of resin particle-attached magnetic particles>
Ferrite particles (37 μm) 100 parts by mass Styrene / MMA (methyl methacrylate) (30:70) copolymer resin particles (average particle size 0.20 μm, glass transition temperature 90 ° C.) 2.5 parts by mass Carbon black (VXC72, Cabot Corporation) Manufactured, 0.20 μm) 0.02 parts by mass The glass transition temperature of the resin was determined by a DSC (Differential Scanning Calorimeter) measurement method, and was determined from the main maximum peak measured in accordance with ASTM D3418-8. For the measurement of the main maximum peak, DSC-7 manufactured by PerkinElmer is used. The temperature correction of the detection part of this apparatus uses the melting point of indium and zinc, and the correction of heat quantity uses the heat of fusion of indium. As the sample, an aluminum pan was used, an empty pan was set as a control, and the measurement was performed at a heating rate of 10 ° C./min.
まず、上記原料をヘンシェルミキサーに投入し、1,200rpm×20分間で撹拌混合し、樹脂付着磁性粒子を作製した。 First, the above raw materials were put into a Henschel mixer, and stirred and mixed at 1,200 rpm × 20 minutes to produce resin-adhered magnetic particles.
(実施例1)
図1の二軸押出混練機において、図7のスクリュー構成で、rmax/rmin=5.0、r max /R=0.99なる装置に、該樹脂付着磁性粒子を10kg/hで連続供給して、前段加熱処理部のジャケット温度:200℃、後段冷却処理部のジャケット温度:20℃で、滞留時間1分になるようにスクリュー回転速度を設定し、排出口から品温70℃で回収した。
Example 1
In the twin-screw extrusion kneader of FIG. 1, the resin-adhered magnetic particles are continuously applied at 10 kg / h to an apparatus having r max / r min = 5.0 and r max / R = 0.99 with the screw configuration of FIG. Supply the jacket temperature at the front stage heat treatment section: 200 ° C., jacket temperature at the rear stage cooling processing section: 20 ° C., set the screw rotation speed so that the residence time is 1 minute, and the product temperature from the discharge port is 70 ° C. It was collected.
(実施例2)
実施例1と同じ二軸押出混練機及びスクリュー構成で、rmax/rmin=1.5、r max /R=0.99なる装置に、該樹脂付着磁性粒子を10kg/hで連続供給して、前段加熱処理部のジャケット温度:200℃、後段冷却処理部のジャケット温度:20℃で、滞留時間1分になるようにスクリュー回転速度を設定し、排出口から品温70℃で回収した。
(Example 2)
The resin-attached magnetic particles were continuously supplied at 10 kg / h to an apparatus having r max / r min = 1.5 and r max / R = 0.99 with the same twin-screw extrusion kneader and screw configuration as in Example 1. Then, the jacket temperature of the front-stage heat treatment part: 200 ° C., the jacket temperature of the rear-stage cooling treatment part: 20 ° C., the screw rotation speed was set so that the residence time was 1 minute, and the product temperature was recovered from the outlet at 70 ° C. .
(実施例3)
実施例1と同じ二軸押出混練機において、図8のスクリュー構成で、rmax/rmin=1.5、r max /R=0.99なる装置に、該樹脂付着磁性粒子を10kg/hで連続供給して、前段加熱処理部のジャケット温度:200℃、後段冷却処理部のジャケット温度:20℃、滞留時間1分の処理条件で、排出口から品温70℃で回収した。
(Example 3)
In the same twin-screw extrusion kneader as in Example 1, the resin-adhered magnetic particles were placed at 10 kg / h in an apparatus having r max / r min = 1.5 and r max / R = 0.99 with the screw configuration of FIG. And the jacket temperature of the front-stage heat treatment part: 200 ° C., the jacket temperature of the rear-stage cooling treatment part: 20 ° C., and the treatment temperature of 70 ° C. were collected from the discharge port under the treatment conditions of 1 minute.
(実施例4)
実施例1と同じ二軸押出混練機で、図9のスクリュー構成で、rmax/rmin=1.5、r max /R=0.99なる装置に、該樹脂付着磁性粒子を10kg/hで連続供給して、前段加熱処理部のジャケット温度:200℃、後段冷却処理部のジャケット温度:20℃、滞留時間1分の処理条件で、排出口から品温70℃で回収した。
Example 4
In the same twin screw extrusion kneader as in Example 1, with the screw configuration of FIG. 9, r max / r min = 1.5 and r max / R = 0.99 were placed in an apparatus with 10 kg / h of the resin-attached magnetic particles. And the jacket temperature of the front-stage heat treatment part: 200 ° C., the jacket temperature of the rear-stage cooling treatment part: 20 ° C., and the treatment temperature of 70 ° C. were collected from the discharge port under the treatment conditions of 1 minute.
(比較例1)
バッチ式高速混合機(容量5L、2枚羽が2枚)に該樹脂付着磁性粒子2kgと投入し、ジャケット熱媒温度210℃、回転2枚羽根の周速8m/sec、品温が200℃到達後、30分間そのまま回転を維持し、ジャケット熱媒温度20℃で60分間冷却後、品温70℃で回収した。
(Comparative Example 1)
A batch type high-speed mixer (capacity 5L, 2 blades) is charged with 2kg of resin-adhered magnetic particles, jacket heating medium temperature 210 ° C, peripheral speed of rotating 2 blades 8m / sec, product temperature 200 ° C After reaching, the rotation was maintained for 30 minutes, and after cooling at a jacket heating medium temperature of 20 ° C. for 60 minutes, the product was recovered at a product temperature of 70 ° C.
(比較例2)
実施例3と同じ二軸押出混練機及びスクリュー構成、寸法なる装置に、該樹脂付着磁性粒子を10kg/hで連続供給して、加熱処理部のジャケット温度:200℃、滞留時間1分の処理条件で、排出口から品温195℃で回収し、自然冷却した。なお、冷却処理部における冷却処理は行わなかった。
排出品は凝集粉で、このままでは、評価できないため、排出品をコーミル解砕機(パンチングメタルφ1mm)にて、1次粒子まで解砕した。
(Comparative Example 2)
The resin-adhered magnetic particles are continuously supplied at 10 kg / h to the same twin-screw extrusion kneader and screw configuration and dimensions as in Example 3, and the jacket temperature of the heat treatment section is 200 ° C., and the residence time is 1 minute. Under the conditions, the product was recovered from the outlet at a product temperature of 195 ° C. and naturally cooled. In addition, the cooling process in a cooling process part was not performed.
Since the discharged product is agglomerated powder and cannot be evaluated as it is, the discharged product was pulverized to primary particles with a Comil pulverizer (punching metal φ1 mm).
(実施例5)
実施例1と同じ二軸押出混練機において、図7のスクリュー構成で、rmax/rmin=10、r max /R=0.80なる装置に、該樹脂付着磁性粒子を10kg/hで連続供給して、加熱処理部のジャケット温度:200℃、後段冷却処理部のジャケット温度:20℃、滞留時間1分の処理条件で、排出口から品温70℃で回収した。
(Example 5)
In the same twin-screw extrusion kneader as in Example 1, the resin-adhered magnetic particles were continuously applied at 10 kg / h to an apparatus having r max / r min = 10 and r max / R = 0.80 with the screw configuration of FIG. The product was recovered at a product temperature of 70 ° C. from the outlet under the processing conditions of jacket temperature of the heat treatment unit: 200 ° C., jacket temperature of the rear cooling treatment unit: 20 ° C., and residence time of 1 minute.
<現像剤の作製>
トナー(富士ゼロックス(株)製、ApeosPort C6500用トナー)10部と、実施例1〜5、比較例1〜2で得られたキャリア100部を、Vブレンダーで、40rpm×20分間撹拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより、実施例1〜4、比較例1〜3の現像剤を得た。
<Production of developer>
10 parts of toner (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., toner for ApeosPort C6500) and 100 parts of the carrier obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were stirred with a V blender at 40 rpm × 20 minutes, and 212 μm. The developers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained by sieving with sieves having the same mesh size.
(評価)
上記実施例1〜5、比較例1〜2で得られた現像剤それぞれを用い、富士ゼロックス(株)製、ApeosPort C6500を用いて、画像密度10%の画像で、10万枚画像を出力し、以下の評価を実施した。その結果を表1に示す。
(Evaluation)
Using each of the developers obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 and using Apeos Port C6500 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., an image with an image density of 10% was output as a 100,000-sheet image. The following evaluation was conducted. The results are shown in Table 1.
<75μm網下量>
作製したキャリアを、75μm目開きの篩分網を用いて篩分を行い、篩分網を通過したキャリアの質量を算出して、篩分前のキャリア全量に対する篩分網下の量を質量%で算出した。
<75 μm net amount>
The prepared carrier is subjected to sieving using a sieving mesh with an opening of 75 μm, and the mass of the carrier that has passed through the sieving mesh is calculated. Calculated with
<樹脂被覆層の被覆率>
XPS測定(X線光電子分光測定)により求めた。XPS測定装置としては、日本電子(株)製、JPS80を使用し、測定は、X線源としてMgKα線を用い、加速電圧を10kV、エミッション電流を20mVに設定して実施し、樹脂被覆層を構成する主たる元素(炭素)と、フェライト粒子を構成する主たる元素(鉄及び酸素)とについて測定した。
<Coating ratio of resin coating layer>
It was determined by XPS measurement (X-ray photoelectron spectroscopy measurement). As an XPS measurement device, JPS80 manufactured by JEOL Ltd. was used, and measurement was performed using an MgKα ray as an X-ray source, setting an acceleration voltage to 10 kV, and an emission current to 20 mV. The main element (carbon) constituting and the main elements (iron and oxygen) constituting the ferrite particles were measured.
<キャリアの表面観察>
出力前、及び、10万枚の画像出力後の現像剤それぞれからトナーを吹き飛ばし、SEMによる表面観察を実施した。表面観察はFE−SEM((株)日立製作所製S4100)を用いて×3,000倍の倍率でCAの表面観察を行った。
評価結果を表1に示す。
<Carrier surface observation>
Toner was blown off from each developer before output and after output of 100,000 images, and surface observation by SEM was performed. Surface observation was performed by FE-SEM (S4100 manufactured by Hitachi, Ltd.), and the surface of CA was observed at a magnification of × 3,000.
The evaluation results are shown in Table 1.
実施例1〜4はコートが均一にされており、10万枚後の画像もコート剥がれ無くコアの露出もほとんど無い状態であった。
比較例1は、実施例に比べ、出力前のCAからコート荒れ、コア露出が目立った。
比較例2は、解砕前は均一な被覆がされていたが、収率が非常に少ないため、外部解砕機にて解砕した。この結果、クレーター状の砕かれた後が被膜表面に残り、その部分のコア露出がみられた。
比較例3は、出力前のコート状態は良好であったが、10万枚後のCAはコート剥がれが目立った。これは、加熱時の熱が十分に伝わっておらず、コアと樹脂の密着性の弱さから、経時で剥がれたためと考えられる。
In Examples 1 to 4, the coat was made uniform, and the image after 100,000 sheets was in a state where the coat was not peeled off and the core was hardly exposed.
In Comparative Example 1, as compared with the Example, the coating was rough from the CA before output, and the core exposure was conspicuous.
Comparative Example 2 had a uniform coating before crushing, but was crushed with an external crusher because the yield was very small. As a result, the crater-like crushed residue remained on the coating surface, and the core was exposed at that portion.
In Comparative Example 3, the coating state before output was good, but CA peeling after 100,000 sheets was noticeable. This is presumably because the heat at the time of heating was not sufficiently transmitted and peeled off over time due to the weak adhesion between the core and the resin.
<画質変化:キャリア飛びによる白抜け>
10万枚目に出力したA3画像のソリッド画像部内に飛翔したキャリアの数を数えて、該キャリアの数が3個以下の場合を○、4個以上9個以下の場合を△、10個以上の場合を×として評価した。
キャリア飛びの原因を確認した所、コアの露出によりキャリア抵抗が低下し、キャリアが画像部へ現像されたことが分かった。
このため、経時でも良好な被覆を得られる本製法は、画質維持性の高いキャリアを提供できる。
<Change in image quality: white spots due to carrier skipping>
Count the number of carriers flying in the solid image part of the A3 image output to the 100,000th sheet. If the number of carriers is 3 or less, ○ if 4 or more, 9 or less, Δ, 10 or more The case of was evaluated as x.
When the cause of the carrier jump was confirmed, it was found that the carrier resistance was lowered by the exposure of the core, and the carrier was developed in the image area.
For this reason, this manufacturing method which can obtain a favorable coating over time can provide a carrier with high image quality maintenance.
なお、表1におけるAは、当該処理部のスクリューが送りスクリュー形状を有するものであることを表し、Bは、当該処理部のスクリューが送りニーディングスクリュー形状を有するものであることを表す。なお、AとBとは、当該処理部のスクリューがAとB両方の形状を有するものであることを表す。 In Table 1, A represents that the screw of the processing unit has a feed screw shape, and B represents that the screw of the processing unit has a feed kneading screw shape. A and B represent that the screw of the processing unit has both A and B shapes.
10:静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造装置、12:粒子供給装置、14,30:ケーシング、16:原料供給口、18,32,50:回転体、20,52:加熱処理部、22,54:冷却処理部、24:排出口、34:回転体の外形の大きい部分、36:回転体の外形の小さい部分、38:回転軸、40:回転体の外形の大きい部分34の外形の円、42:回転体の外形の小きい部分36の外形の円、56:送り能力のある螺旋状のスクリュー形状部分、58:送り能力のあるニーディング形状部分、60:戻し能力のあるニーディング形状部分、A:回転体の回転方向、B,D:原料の通過方向、R:ケーシング30の内径、rmax:回転体32の最大外形を表し、rmin:回転体32の最小外形
10: Electrostatic charge image two-component developer carrier production apparatus, 12: particle supply apparatus, 14, 30: casing, 16: raw material supply port, 18, 32, 50: rotating body, 20, 52: heat treatment section, 22, 54: Cooling processing unit, 24: Discharge port, 34: Large portion of the outer shape of the rotating body, 36: Small portion of the outer shape of the rotating body, 38: Rotating shaft, 40: Outer shape of the
Claims (3)
原料供給口と排出口とを有するケーシング、前記原料供給口から前記排出口に向かう原料の進行方向と同じ方向に回転軸が設けられた回転体、前記ケーシング内の一部を加熱する加熱手段、及び、前記加熱手段よりも前記排出口側に前記ケーシング内の一部を冷却する冷却手段を有する装置に前記樹脂粒子付着層を有する前記磁性粒子を前記原料供給口から投入する投入工程、並びに、
前記装置内において、前記樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させることにより加熱溶融処理、冷却処理及び解砕処理を連続して行い樹脂被覆層を有する磁性粒子を得る被覆形成工程、を含み、
前記加熱溶融処理における加熱温度が、150〜250℃であり、
前記被覆形成工程において、前記樹脂粒子付着層を有する磁性粒子を下記式(1)及び式(2)を満たす前記ケーシングの内壁と前記回転体との間を通過させ、前記樹脂被覆層を有する磁性粒子が式(3)を満たす品温で排出されることを特徴とする
静電荷像二成分現像剤用キャリアの製造方法。
1.0<r max /r min <5.0 (1)
0.9<r max /R<1.0 (2)
(Tg−50℃)<品温(℃)<Tg (3)
(式中、r max は回転体の最大外形を表し、r min は回転体の最小外形を表し、Rはケーシングの内径を表し、Tgは樹脂粒子のガラス転移温度を表す。) An adhesion step of mixing magnetic particles and resin particles to form a resin particle adhesion layer on the surface of the magnetic particles;
A casing having a raw material supply port and a discharge port, a rotating body provided with a rotating shaft in the same direction as the raw material traveling from the raw material supply port to the discharge port, a heating means for heating a part of the casing, And a charging step of charging the magnetic particles having the resin particle adhesion layer from the raw material supply port into an apparatus having a cooling unit that cools a part of the casing closer to the discharge port than the heating unit, and
In the apparatus, by passing the magnetic particles having the resin particle adhesion layer between the inner wall of the casing and the rotating body, a heat melting treatment, a cooling treatment and a crushing treatment are continuously performed to form a resin coating layer. coating formation step of obtaining a magnetic particle having, only including,
The heating temperature in the heat melting treatment is 150 to 250 ° C.,
In the coating formation step, the magnetic particles having the resin particle adhesion layer are passed between the inner wall of the casing satisfying the following formulas (1) and (2) and the rotating body, and the magnetic particles having the resin coating layer A method for producing a carrier for an electrostatic charge image two-component developer, wherein the particles are discharged at a product temperature satisfying the formula (3) .
1.0 <r max / r min <5.0 (1)
0.9 <r max /R<1.0 (2)
(Tg−50 ° C.) <Product temperature (° C.) <Tg (3)
( Where r max represents the maximum outer shape of the rotating body, r min represents the minimum outer shape of the rotating body, R represents the inner diameter of the casing, and Tg represents the glass transition temperature of the resin particles.)
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