专利名称：调色剂制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造外加微粒子附着在树脂粉体表面上的调色剂的调色剂制造装置。
背景技术：
以往，在静电照相或静电记录等中作为着色粒子使用的调色剂为，以粒径为5～10μm左右的尺寸在树脂粉体的表面附着外加微粒子的结构，对于树脂粉体，使用了低融点、低溶解粘度的树脂粉体。在静电照相或静电记录等中，被固着在记录媒体上的调色剂具有滤色器的功能，通过该滤色器，由记录媒体表面反射的光(由OHP用纸透过的光)被作为图像(色)识别。因此，如果在调色剂粒子之间存在空气隙或调色剂层表面具有凸凹，光就会被漫反射，使得光通量降低，颜色发黑。因而从色彩再现方面看，以融解后的调色剂层为薄膜状为好。这样，为了例如通过热滚方式等进行调色剂溶合并薄膜状地加热定固着在记录媒体上，需要调色剂中包含的树脂粉体为低融点、低溶解粘度。
此外，树脂粉体的附着的外加微粒子的粒径为10～500nm，为非常小的超微粒子。外加微粒子为担当着提高调色剂的粉体流动性、提高磨擦带电性、改善长期保存性、改善清洁特性、控制感光性表面层磨耗特性等功能的非常重要的材料。因此，通过将该外加微粒子均匀地附着于调色剂的表面上，能够得到上述的粉体流动性、磨擦带电性、长期保存性、清洁特性、感光性表面层磨耗特性等均匀的调色剂。
这种调色剂通过使用例如在圆筒型混合槽的底部设置搅拌翼，通过搅拌翼以高速回转使粉体液体状态地流动化，并使用变壳搅拌机(ヘンシエルミキサ)等搅拌混合机进行强力地扩散、剪断，将树脂粉体与外加微粒子混合，制造在树脂粉体的表面上附着外加微粒子的调色剂。
发明内容
发明所要解决的技术问题但是，在使用上述的搅拌混合机进行混合时，由于在混合时搅拌翼以高速回转，会作用上如上所述的剪断力，从而产生磨擦热。因此，存在着融点低的树脂粉体会变质、凝集的问题。
此外，由于外加微粒子为超微粒子，混合时在空气中会飞舞，附着、凝集于混合槽的内壁上，由于与树脂粉体在尺寸上的差别，存在着不能高效率地进行混合的问题。
如上所述，由于通过树脂粉体及外加微粒子凝集或附着于内壁上，会产生未被混合的树脂粉体或外加微粒子，外加微粒子不能均匀地附着在树脂粉体上，成为粉体流动性、磨擦带电性、长期保存性、清洁特性、感光性表面层磨耗特性等不均匀的调色剂。在使用这样的调色剂形成图像时，存在着会产生称为灰雾的图像污染，以及回收对图像形成无用的调色剂的量增大的问题。
为此，本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种将外加微粒子高效率、均匀地附着在树脂粉体表面的调色剂制造装置。
解决技术问题的方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种调色剂制造装置，具有以树脂粉体及外加微粒子作为材料，在所述树脂粉体的表面上附着所述外加微粒子来制造调色剂的制造装置主机，以及将所述制造装置主机特定角度倾斜地支持的支持台，其特征是，所述制造装置主机具有具备所述材料的投入口及排出口，内部为茧型的壳体；具备轴、安装在所述轴上的多级叶片构成的搅拌叶片以及回转所述轴的驱动部，设置于所述壳体内的所述投入口的下方，将从所述投入口投入的所述材料混合的混合装置；具备沿所述壳体的内壁回转的刮刀以及驱动所述刮刀回转的驱动部，将附着于所述壳体的内壁上的所述材料刮落的刮落装置；设置于所述混合装置的内部，将所述壳体内部及所述材料保持在特定温度上的冷却装置。
此外，最好由所述冷却装置保持的所述特定温度为20℃～40℃。
此外，最好所述冷却装置为设置于所述轴的内部的轴冷却机构。
在此，本说明书中所述的附着为机械性的附着、电气性的附着等复合的附着。
发明的效果根据上述本发明的调色剂制造装置，通过由冷却装置将壳体内部及材料维持在特定温度上并进行混合，能够防止树脂粒子及外加微粒子的凝集，能够以短时间高效率地制造外加微粒子均匀地附着在树脂粉体的表面上的调色剂。
图1为示意地示出本发明的调色剂制造装置的一实施例的大致结构的局部剖面图。
图2为示意地示出图1所示的调色剂制造装置主机的大致结构的放大剖面图。
图3为图2所示的冷却装置的放大剖面图。
符号说明10调色剂制造装置12支持台20(调色剂)制造装置主机22支持部24套筒26壳体28投入口30排出口32上盖34下盖36缸体40刮落装置42混合装置44冷却装置46刮刀46a弹性部件48中空轴50、58皮带轮52、60轴承54搅拌叶片56轴62、72供给流路64、74排出流路66转动接点部68供给口70排出口具体实施方式
以下，根据附图对本发明的调色剂制造装置进行详细说明。
图1为本发明的调色剂制造装置10的大致侧视图。
调色剂制造装置10由制造装置主机20与支持台12构成，支持台12将制造装置主机20相对于垂直方向以特定角度、例如30度倾斜地支持。
以下，对制造装置主机20进行说明。制造装置主机20由支持部22、套筒24、壳体26、缸体36构成。
支持部22相对于垂直方向倾斜特定角度地设置在支持台12上。在支持部22中设置有刮落装置用电机(未图示)、混合装置用电机(未图示)，分别连接在后述的刮落装置40及混合装置42上。
套筒24为圆筒形状，设置在支持部22上。此外，在套筒24上设置有壳体26，套筒24与壳体26的接触面以不漏出树脂粉体及外加微粒子的状态固定连接。
此外，套筒24及壳体26相对于支持部22垂直(相对于垂直方向与支持部22倾斜相同角度)地设置，在其内部设置有后述的刮落装置40、混合装置42及冷却装置44。
壳体26的上部具有投入树脂粉体及外加微粒子的投入口28。在其下部具有排出混合后的树脂粉体及外加微粒子的排出口30。此外，由于壳体26在混合时其内部需要密封，在投入口28及排出口30上分别设置有上盖32及下盖34。
此外，在上盖32上设置有缸体36。由该缸体36开闭上盖32。在本实施例中，并不限于由缸体36进行上盖32的开闭，由任何方法开闭上盖均可。此外，在本实施例中未示出下盖34的开闭装置，其也与上盖同样地由任何方法开闭均可。
图2为示意地示出图1所示的调色剂制造装置主机20的剖面图。以下，用图2，对设置于壳体26及套筒24内部的刮落装置40、混合装置42及冷却装置44进行详细地说明。
在此，如图2所示，壳体26内部为直筒部和在其上下具有圆滑的曲面的形状，再者，该曲面与直筒部的连接部也为圆滑形状的茧型。
这样，由于壳体为具有直筒部的茧型，与球型的形状相比，能够制作容量大的壳体。
如上所述，在壳体26的内部设置有在混合树脂粉体及外加微粒子时将附着于壳体26内壁上的树脂粉体及外加微粒子刮落的刮落装置40。
刮落装置40由刮刀46、中空轴48、皮带轮50构成。刮刀46沿壳体26的内壁设置，在与内壁的接触面上具有例如硅橡胶等的弹性部件46a。刮刀46的基部固定连接在中空轴48的前端部上。此外，在从中空轴的轴方向看的情况下，刮刀46以将圆周3等分的120度间隔地设置3根，但设置间隔、设置数量并不被限定，只要为通过刮刀46(中空轴48)回转1周，将附着于壳体26内壁的全面上的树脂粉体及外加微粒子刮落的形状即可。
中空轴48贯通套筒24的内侧，通过轴承52a(壳体26侧)、62b(支持部22侧)被轴承支撑，在其基端部(刮刀46的相反侧)上设置有皮带轮50。皮带轮50通过未图示的皮带连接在刮落装置用电机上。
由此，在刮落装置40中，作为刮落装置用电机驱动源，刮落装置用电机的回转力通过皮带轮50向中空轴48传递。通过中空轴48回转使刮刀46回转。通过刮刀46回转，弹性部件46a与壳体26的内壁接触并滑动，将附着于内壁上的树脂粉体及外加微粒子刮落。
在此，由于壳体26内部为圆滑的形状，在混合时没有树脂粉体及外加微粒子滞留的空间，附着于内壁上的树脂粉体及外加微粒子全部被刮落。
此外，在如上所述的壳体26的内部设置有将树脂粉体及外加微粒子混合的混合装置42。
混合装置42由搅拌叶片54、轴56、皮带轮58构成。
轴56贯通中空轴48的内侧，通过轴承60a(壳体26侧)、60b(支持部22侧)被轴承支撑，其前端部以特定长度突出于壳体26内。在该突出的前端部上，设置有搅拌叶片54。此外，由于通过轴承60a(壳体26侧)、60b(支持部22侧)被轴承支撑在中空轴48内，轴56与中空轴48同心地回转。
如此，通过在套筒24内，轴56与中空轴48设置在同心圆上的结构，能够使调色剂制造装置的体积小型化。
搅拌叶片54由多级叶片构成，该多级叶片在从轴56的轴方向看的情况下，在一定的间隔中例如相互垂直地固定连接在轴56上。在此，搅拌叶片54的级数及枚数没有特定的限制，再者，在叶片的平面形状上可使用三角形、矩形等，此外其断面形状可使用三角形或平坦的板叶片，或者具有弯曲或螺旋叶片等。
轴56的基端部(搅拌叶片54的相反侧)与皮带轮58连接，皮带轮58通过未图示的皮带连接在混合装置侧电机上。
由此，在混合装置42中，混合装置侧电机作为驱动源，混合装置侧电机的回转力通过皮带轮58传递到轴56上，通过轴56回转使搅拌叶片54回转，能够将壳体26内的树脂粉体及外加微粒子混合。
此外，在套筒24的上部与中空轴48之间及中空轴48的前端部与轴56之间，为了防止壳体26内的树脂粉体及外加微粒子漏出，分别安装有O形环状的密封部件。对于这种密封部件可使用例如橡胶制的O形环、V形密封件、油封等。
此外，在上盖32与壳体26之间及下盖34与壳体26之间同样地，为了防止壳体26内的树脂粉体及外加微粒子漏出，分别安装有例如O形环、海绵密封垫等。
在本实施例中，由2个电机分别使轴56及中空轴48回转，但也可为由1个电机使轴56及中空轴48回转的结构。此外，向轴56及中空轴48的回转力的传递并不限于由使用皮带轮及皮带的机构进行，也可用齿轮等其他动力传递装置。
此外，轴56及中空轴48的回转方向可为分别交错的方向，最好为中空轴48以在一定的间隔中以顺时针方向回转、停止、逆时针方向回转、停止为1循环地反复回转。其理由为，通过安装在中空轴48前端的刮刀46以特定间隔改变回转方向，作为混合槽的壳体内26内的树脂粉体及外加微粒子的流动以特定间隔改变，促进树脂粉体及外加微粒子的混合，因此缩短了混合时间，提高了最终混合度。再者，通过反转回转方向，能够防止在刮刀46的侧面、即与内壁的接触面成直角的面上的材料的滞留。
在此，回转时间及停止时间没有被特别地限定，但回转时间最好为顺时针方向与逆时针方向相等，停止时间比回转时间短。此外，最好轴56以比较高的速度(例如300～10000rpm)，中空轴48以比较低的速度(例如10～100rpm)回转。
图3为示出图2的冷却装置的放大剖面图。
如图3所示，冷却装置44由设置在轴56内部的供给流路62、排出流路64及连接在轴56基端部的转动接点部66构成。
供给流路62及排出流路64设置于轴56的中心。在此，排出流路64以包围供给流路62的状态设置，与供给流路62相比，排出流路64一直设置到轴56的前端侧(与转动接点66相反侧)为至，成为二重管结构。在此，没有特别地限制供给流路62及排出流路64的形状、设置位置，可为例如前端部的流路、轴承周边等需要冷却部分的流路较粗，此外排出流路也可为设置有多个的形状等。
转动接点部66连接在轴56的基端部上，具有供给口68、排出口70、供给流路72、排出流路74。
供给口68与转动接点部66侧的供给流路72连接。转动接点部66侧的供给流路72与轴56侧的供给流路62连接。
此外，排出口70与转动接点部66侧的排出流路74连接，转动接点部66侧的排出流路74与轴56侧的排出流路64连接。
再者，供给口68及排出口70分别与未图示的冷却媒体循环装置相连。
作为上述结构，例如空气、水、油等冷却媒体从冷却媒体循环装置向供给口68供给，从转动接点部66侧的供给流路72通过轴56侧的供给流路62流动到轴56的前端部，此后，从轴56侧的排出流路64通过与转动接点侧的排出流路74相通的排出口70向冷却媒体循环装置排出。
在此，转动接点部66侧的供给流路72及排出流路74为与轴56侧的供给流路62及排出流路64相对应的尺寸，其连接部实质上为不泄漏的形状。
转动接点部66与轴56的连接(供给流路72与供给流路62、排出流路74与排出流路64的连接)为，即使在轴56回转时转动接点部66也不回转的结构。此外，最好在回转部与非回转部之间安装O形环等，以使转动接点66与轴56的连接的回转部与非回转部之间没有媒体的泄漏。
另外，供给流路72及供给流路62也可为通过供给流路72插入轴56的内部因构成供给流路62的形状，即供给流路72与供给流路62由同一部件构成而不需连接部，与轴的回转无关地被固定的形状。
如此，在本实施例中，使用了进行从轴56的1个连接部向轴56内的冷却媒体的供给、排出的轴冷却机构，但并不限于此，可使用任何轴冷却机构。
根据这种轴冷却机构，通过将特定范围的温度的冷却媒体连续地向轴56的前端部供给，能够将壳体26内部及其内部的材料保持在特定范围的温度下。
这样，通过将壳体26内部及其内部的材料保持在特定范围的温度下，不会产生树脂粉体的变质、凝集等，能够制造在树脂粉体的表面上均匀地附着外加微粒子的调色剂。
在此，特定范围的温度以20℃～40℃的范围为好。
通过壳体内部及材料为20℃以上，能够使保持轴的轴承的润滑剂较硬，防止轴承丧失正常功能，通过为40℃以下，能够进一步防止树脂粉体及外加微粒子的融合。
此外，通过由轴冷却机构将壳体内部及材料冷却，能够将轴产生的热量高效率地冷却。
通过如上所述地控制在冷却装置44的流路内流动的冷却媒体的温度、流量，能够容易地将壳体内的温度控制到目的温度。
如此，能够在混合时使树脂粉体及外加微粒子在特定范围的温度下混合，能够不产生树脂粉体的变质或凝集地混合。
此外，通过使树脂粉体的温度在特定范围内，树脂粉体的硬度也在特定范围内。由此，可使外加微粒子向树脂粉体的附着状态均匀。
在此，冷却装置44也可还具有从壳体26的外部进行温度调节的温度调节装置，例如壳体26作为套箱结构在套箱部流通冷却媒体的结构。
以下，对本发明的调色剂制造装置10的作用进行说明。
使用冷却装置44调节温度，使壳体26内为特定范围的温度。在壳体26内成为特定温度后，关闭排出口30的下盖34，打开投入口28的上盖32，将树脂粉体及外加微粒子从投入口28投入。此时，可将树脂粉体及外加微粒子同时投入，也可分别投入。
此后，关闭上盖32，驱动混合装置用电机及刮落装置用电机，刮刀46及搅拌叶片54被驱动(回转)。由此，树脂粉体和外加微粒子被不附着在壳体26的内壁上地高效率地混合。
此外，由于制造装置主机20倾斜特定角度，树脂粉体及外加微粒子的混合方向复杂，被进一步高效率地混合。此外，由于倾斜特定角度，树脂粉体及外加微粒子之间的接触所产生的磨擦减少，由此，能够抑制产生的磨擦热。
在此，附着在壳体26内壁上的树脂粉体及外加微粒子由刮刀46刮落，通过如上所述地刮刀46以在一定的间隔中以顺时针方向回转、停止、逆时针方向回转、停止为1循环地反复，树脂粉体及外加微粒子不在壳体26内滞留，此外，在与壳体26的接触面成直角的面的行进方向侧上的树脂粉体及外加微粒子也不会产生滞留。再者，由于以特定的时间间隔改变刮刀46的回转方向，混合时的树脂粉体及外加微粒子的运动更加复杂，混合被高效率地进行。
在此，树脂粉体及外加微粒子混合时，在轴56内的供给流路62及排出流路64中，持续流动有冷却媒体。由此，搅拌叶片与树脂粉体及外加微粒子的接触、轴承等产生热量被冷却，能够将壳体26内的温度保持在特定范围内。
由此，壳体26内的树脂粉体及外加微粒子的温度被保持在特定范围内，不会引起树脂粉体的变质、凝集等，能够制造在树脂粉体的表面上均匀地附着外加微粒子的调色剂。
再者，由于能够通过冷却装置44控制壳体26内的温度，即使以比以往更高速地回转，也能够将壳体26内的温度保持在特定范围内，由此，能够在短时间内高效率地制造调色剂。
如上所述，在树脂粉体及外加微粒子的混合结束后，停止混合装置用电机及刮落装置用电机，打开下盖34，从排出口回收制造的调色剂。此外，通过驱动刮落装置用电机使刮刀回转，能够高效率地回收壳体26内的调色剂。
以下，例举本发明的具体实施例对本发明进行更详细的说明。
实施例1在此，使用图1所示构造下的、壳体的内径为750mm的调色剂制造装置，将苯乙烯丙烯系调色剂的树脂粉体和SiO2(二氧化硅)的外加微粒子以100∶0.1的比例投入，搅拌叶片以转数1200rpm回转，在通过冷却媒体、冷却媒体的流量控制将壳体内部及材料的温度控制在20℃以上、40℃以下的状态下混合5分钟，制造调色剂。
在上述条件下制造的调色剂被确认，与用以往的变壳搅拌机混合8分钟制造的调色剂相比较，成为外加微粒子均匀地附着于树脂粉体的表面上的状态。此外，此时在壳体内未发现外加微粒子与树脂粉体的凝集体。
实施例2在本实施例中，除去在将壳体内温度及材料的温度控制在30℃以上、50℃以下的状态下混合4分钟外，以相同条件、装置制造调色剂。
在这种条件下制造的调色剂不产生由磨擦热引起的凝集物，能够附着上与用以往的变壳搅拌机混合8分钟制造的调色剂同等的外加微粒子。
实施例3在本实施例中，除去在将壳体内温度及材料的温度控制在40℃以上、60℃以下的状态下混合3分钟外，以相同条件、装置制造调色剂。
在这种条件下制造的调色剂不产生由磨擦热引起的凝集物，能够附着上与用以往的变壳搅拌机混合8分钟制造的调色剂同等的外加微粒子。
比较例1在本比较例中，除去不进行冷却地混合5分钟外，以相同条件、装置制造调色剂。
在该条件下制造的调色剂中，产生了磨擦热引起的凝集物。此外，混合时的温度达到了50℃～70℃。
比较例2在本比较例中，除去在将壳体冷却，将壳体表面温度控制在20℃以上、30℃以下的状态下混合5分钟外，以相同条件、装置制造调色剂。
在该条件下制造的调色剂中，产生了磨擦热引起的凝集物。此外，混合时的温度达到了50℃～60℃。
以上的冷却方法、混合时的壳体内温度及材料的温度、混合时间及制造结果集中在下述表1中示出。
表1
如表1所示，根据本发明，使用在混合装置的内部具有将壳体内温度及材料的温度保持在特定温度上的冷却装置的调色剂制造装置，由于混合时壳体内温度及材料的温度为特定温度，不会引起树脂粉体的变质、凝集等，能够制造在树脂粉体的表面上均匀地附着外加微粒子的调色剂。
在此，在上述例中，树脂粉体与外加微粒子的比例为100∶0.1，但本发明并不限于此，在树脂粉体与外加微粒子的比例在100∶0.1～100∶2的范围内变化的情况下，也能够制造在树脂粉体的表面上均匀地附着外加微粒子的调色剂。
在本发明中，由于不产生树脂粉体与外加微粒子的凝集，不具有粉碎装置，但也可根据需要设置。
此外，在树脂粉体的表面附着的外加微粒子并不限于1种，也可附着多种类的外加微粒子。
本发明并不限于制造在树脂粉体的表面附着外加微粒子的调色剂，当然也可用于融点低、粒径小的粒子的混合。
以上，对调色剂制造装置进行了详细说明，本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以有各种改良和变更。
权利要求
1.一种调色剂制造装置，具有以树脂粉体及外加粒子作为材料，在所述树脂粉体的表面上附着所述外加微粒子来制造调色剂的制造装置主机，以及将所述制造装置主机特定角度倾斜地支持的支持台，其特征是所述制造装置主机具有具备所述材料的投入口及排出口，内部为茧型的壳体；具备轴、安装在所述轴上的多级叶片构成的搅拌叶片以及回转所述轴的驱动部，设置于所述壳体内的所述投入口的下方，将从所述投入口投入的所述材料混合的混合装置；具备沿所述壳体的内壁回转的刮刀以及驱动所述刮刀回转的驱动部，将附着于所述壳体的内壁上的所述材料刮落的刮落装置；设置于所述混合装置的内部，将所述壳体内部及所述材料保持在特定温度上的冷却装置。
2.按照权利要求1所述的调色剂制造装置，其特征是，由所述冷却装置保持的所述特定温度为20℃～40℃。
3.按照权利要求1、2任一项所述的调色剂制造装置，其特征是，所述冷却装置为设置于所述轴的内部的轴冷却机构。
全文摘要
本发明提供一种将外加微粒子高效率、均匀地附着在树脂粉体的表面的调色剂制造装置。其中，具有具备材料的投入口及排出口，内部为茧型的壳体；具备轴、安装在轴上的多级叶片构成的搅拌叶片以及回转轴的驱动部，设置于壳体内的投入口的下方，将从投入口投入的材料混合的混合装置；具备沿壳体的内壁回转的刮刀以及驱动刮刀回转的驱动部，将附着于壳体的内壁上的材料刮落的刮落装置；设置于混合装置的内部，将壳体内部及材料保持在特定温度上的冷却装置。
文档编号B01F15/00GK1609722SQ200410086490
公开日2005年4月27日 申请日期2004年10月22日 优先权日2003年10月22日
发明者村田博 申请人:日清工程株式会社