JPH096053A - 電子写真現像剤用キャリアの製造装置 - Google Patents
電子写真現像剤用キャリアの製造装置Info
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- JPH096053A JPH096053A JP7175544A JP17554495A JPH096053A JP H096053 A JPH096053 A JP H096053A JP 7175544 A JP7175544 A JP 7175544A JP 17554495 A JP17554495 A JP 17554495A JP H096053 A JPH096053 A JP H096053A
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Abstract
かつ容易に抵抗調整ができる造粒方法の実施に適した電
子写真現像剤用キャリアの製造装置を提供する。 【構成】 体積抵抗率が1015[Ω・cm]以上の絶縁
性樹脂溶液に、コア粉粒体を浸漬・乾燥して被覆層を形
成した電子写真現像剤用キャリアの製造装置に於いて、
被覆・撹拌・乾燥の各工程が減圧状態で行なわれ、コー
ト被覆後のキャリア体積抵抗率を109〜12[Ω・c
m]の被覆キャリアに制御できることを特徴とする電子
写真現像剤用キャリアの製造装置。
Description
も、容易に任意の抵抗値に変動させることが可能な電子
写真現像剤用キャリアの製造装置に関するものである。
品業界を中心に、少量多品種生産、混合、造粒、乾燥工
程を同一容器内で処理ができるので盛んに導入されてき
た。また、造粒製品に要求される社会環境は、少量多品
種生産に対し、粒径・密度・形状等の造粒物が任意に得
られ混合・造粒・コーティング・乾燥が単独設備によっ
て行なわれ、任意の工程選択が可能な複合操作と、前記
した品質を任意に得ることができる多機能型のFA化無
人化システムとを望んでいた。これら要望を受け、各装
置メーカーでは、1980年頃から複合造粒装置の開
発、商品化が進められ流動層、撹拌、転動の各造粒法を
同一容器内で処理する装置が実用化された。複合型造粒
法には表1に示すように、流動層造粒、撹拌造粒、転動
造粒、の各造粒法を組合わせたものが多い。
粒、転動造粒、流動層造粒の各機能を結合或いは融合
し、造粒物の形状、密度、粒径などの品質を自在に製造
する機能や混合、造粒、乾燥、コーティングなどの単位
操作を目的、用途に応じて任意に操作できる機能があ
る。
うな装置が挙げられる。まず撹拌流動層型では、奈良機
械製作所製の「スーパーファインマトリックスSMA
型」や、パウレックス社製の「マルチフレックスグラニ
ュレーターMP型」がある。また、転動流動層型では、
岡田精工製の「スピラコータSP型」が挙げられる。そ
して、撹拌転動流動層型では、フロイント産業製の「ス
パイラフローSFC型」や不二パウダル製の「ニューマ
ルメライザーNQ型」等がある。前記流動層装置は、大
半が回分式(バッチ処理方式)であり、流動板や撹拌羽
根上部或いは側面よりスプレーガン(スプレーノズル)
により噴霧造粒(コーティング)される。噴霧造粒処理
が終了した処理品は、下部側面にある排出弁を介し製品
排出口から外部へ排出される。これら装置・方式につい
ては以下に示す提案がされている。
公平2−56935号、特公平3−1063号、特公平
3−42028号、特公平3−42029号、特公平3
−135430号、特公平5−4128号、特公平5−
49901号、特公平5−11508号、特公平5−1
92555号、特公平6−186号等があり、これら文
献には噴霧液滴径について、微粒化制御することなく、
粉体粒子衝突時に多くの分裂反跳液滴を発生させ、この
液滴が装置内壁面や回転羽根或いは他の粉体粒子に付着
し、凝集体を多く発生させている。しかし、この方式・
装置ではそれと同時に分裂反跳液滴は、噴霧液滴に比べ
非常に微粒化されているため、瞬時に固化するものも発
生し、固化したコート物質は、乾燥固化状態(コートカ
ス)で粉体表面に付着し、コート品質を悪化させたりし
ている。
な被膜を形成させることを目的とする浸漬法も紹介され
ている。この方式は医薬品分野等で錠丸剤をコーティン
グ液中に浸漬させ、これを引き上げ乾燥させる方法であ
るが、小粒子径の粉粒体の被覆コーティングには不向き
であった。小粒径の粉粒体の場合、浸漬後の乾燥工程で
粒子同士が付着・凝集を起し最終的には団塊状態とな
り、一次粒子としての形態が要求される分野では困難で
あった。また、コーティング液の溶媒沸点100℃以上
の溶媒では、前記紹介した各造粒装置内での温度が沸点
以下となるケースが多々あるため、乾燥不良品が発生す
ることもある。特にジャケット加熱による乾燥を行なう
混合造粒法:ミキサー等では、その傾向は顕著でコート
後の粒子がブロック状の塊になりやすい。また、装置内
に残留溶媒のガスが充満しやすく、環境・安全面で問題
が残る。
(回分式)であると同時に、スプレー法や浸漬法では1
バッチあたりの処理時間が長く生産性も悪い。そのた
め、生産性を向上させるために並列に同一機種或いはス
ケールの大きな装置を導入して生産性を向上させなけれ
ばならず、製品のコストアップにもつながっている。
コーティングキャリアの抵抗値調整を目的として、コー
ト膜中に導電性カーボン等の添加やコート膜の厚みを調
整し、所望の抵抗値を得る方法が知らされている。しか
し、これら方法もいくつかの問題を抱えている。その1
つとして、カーボン等をコート膜中に添加(混入)させ
る方法は容易に抵抗を調整できるが、カラー用、特にフ
ルカラー用キャリアにおいては連続複写時にコート膜中
のカーボンが脱落して、本来のカラー色調を損なうこと
がある。その場合、多色フルカラーコピー時の画像はく
すんだ画像となり、複写しようとする原図とは異なった
複写色調となる。
方法は、コピー色調への影響はないが、コート膜材料に
よっては膜の厚みを変えても抵抗調整が出来なかった
り、或いは膜厚調整で抵抗調整ができた場合、長期コピ
ー(ランニング)をした際に、膜の厚みが薄いため、耐
久性面で問題がある。特に、黒コピーの耐久性と比べる
と1/10以下の耐久性しかなく、画像品質を著しく損
なうことがある。また、大量に複写画像を必要とする分
野では、頻繁に現像剤を交換することが必要となり、効
率が悪い。
低い樹脂を被覆コートする方法は提案されている。例え
ば、不飽和シリコーン樹脂とオルガノシリコーン、シラ
ノールなどをスチレン−アクリル共重合樹脂と混合して
キャリア表面を被覆したもの(米国特許第356253
3号明細書)、ポリフェニレン樹脂とオルガノシリコー
ンポリマー樹脂とで表面を被覆したキャリア(米国特許
第3847127号明細書)、スチレン−アクリレート
−メタクリレート共重合樹脂とオルガノシラン、シラノ
ール、シロキサン等とで表面を被覆したキャリア(米国
特許第3627522号明細書)、シリコーン樹脂と正
帯電特性を有する窒素含有樹脂とを含有する樹脂で被覆
されたキャリア(特開昭55−127567号)、及び
変性シリコーン樹脂で表面を被覆したキャリア(特開昭
55−157751号)などが挙げられる。
よって耐久性は向上するが、キャリアの見掛け比抵抗が
高くなるため、周辺効果を生じやすく、広い画像ベタ領
域・中間調領域の再現性が悪くなる欠点がある。前記キ
ャリア抵抗を下げる目的で、膜の厚みを薄くして調整し
ようとしても、なかなか所望の抵抗値まで下がらず、導
電性材料(導電性カーボン、磁性体、金属粉等)を添加
し、対応しているのが現状である。しかし、導電性材料
を添加した場合、前記した問題があるため、カラー用キ
ャリアとしては使用できないのも現状の問題である。
目的は、上記従来の電子写真用キャリアの問題点を解決
することによって、キャリアコア粒子を高効率にコーテ
ィングでき、かつ容易に抵抗調整ができる電子写真現像
剤用キャリアの製造装置を提供することである。
体積抵抗率が1015[Ω・cm]以上の絶縁性樹脂溶液
に、コア粉粒体を浸漬・乾燥して被覆層を形成する電子
写真現像剤用キャリアの製造装置に於いて、被覆・撹拌
・乾燥の各工程が減圧状態で行なわれ、コート被覆後の
キャリア体積抵抗率を109〜12[Ω・cm]の被覆キ
ャリアに制御できることを特徴とする電子写真現像剤用
キャリアの製造装置が提供される。
於いて、撹拌羽根と解砕羽根を有することを特徴とする
電子写真現像剤用キャリアの製造装置、(3)前記
(1)又は(2)に於いて、粉粒体撹拌層に冷却・加温
可能なジャケットを有することを特徴とする電子写真現
像剤用キャリアの製造装置、(4)前記(3)に於い
て、樹脂を主成分とする溶液の沸点以上の温度に加温で
きるジャケットを有することを特徴とする電子写真現像
剤用キャリアの製造装置、(5)前記(2)に於いて、
撹拌羽根と解砕羽根の回転比が1:2〜1:4の範囲で
あることを特徴とする電子写真現像剤用キャリアの製造
装置、及び、(6)前記(1)に於いて、層内圧力を5
00[mmHg]以下に減圧できることを特徴とする電
子写真現像剤用キャリアの製造装置、が提供される。
発明は、通常1015[Ω・cm]以上の高絶縁性樹脂を
主成分とするコーティング樹脂溶液を被コーティングキ
ャリアが完全に浸るまで投入し、その状態で撹拌層を密
閉し2〜5分間撹拌羽根と解砕羽根を回転させ、前キャ
リアを浸漬させる。そして、その状態で撹拌層内の内部
圧力を500[mmHg]以下になるまで減圧させ、コ
ート被覆・撹拌・乾燥を行ない、撹拌羽根と解砕羽根の
回転数をアップさせ、キャリアの体積抵抗率を10
9〜12[Ω・cm]の被覆コーティングキャリアに制御
できることを特徴とする電子写真現像剤用キャリアの製
造装置に関する。
と解砕させる解砕羽根を有し、撹拌羽根によって装置内
にキャリア粒子の転動流動状態を形成させ、解砕羽根に
よってコート被覆時に発生する造粒物(凝集物)を解砕
させるが、粉粒体撹拌造粒装置には冷却・加温可能なジ
ャケットを有する。冷却・加温可能なジャケット温度
は、コート・乾燥時、樹脂を主成分とする溶液(溶媒)
の沸点以上に加温して行ない、尚かつ撹拌羽根と解砕羽
根の回転比を1:2〜1:4の範囲に設定して行なうこ
とを特徴とする電子写真現像剤用キャリアの製造装置を
提供する。
グに際して、例えば図1に示す撹拌混合造粒装置を用い
る。この図において、1は粉粒体撹拌造粒装置、2は粉
粒体解砕羽根、3は粉粒体撹拌羽根、4は冷・加熱ジャ
ケット、5はバグフィルター、6は減圧用真空ポンプ、
7は溶媒トラップ装置、8は溶媒回収装置、9は回収溶
媒である。造粒工程(コート被覆・撹拌・乾燥)におい
ては、粉粒体撹拌造粒装置1内にキャリアコア粒子を供
給し、粉粒体撹拌羽根3と粉粒体解砕羽根2を同時に回
転させ、キャリアの転動流動層を形成させる。
は[図1の右半分側]で示されており、粉粒体解砕羽根
2が隠れる迄コート液を投入する。そして、その状態で
粉粒体撹拌造粒装置1を密閉し、キャリアコア粒子表面
にコーティング樹脂溶液中の樹脂が付着するように、2
〜5分粉粒体撹拌羽根3と粉粒体解砕羽根2とを同時又
はほぼ同時に回転させる。その後、粉粒体撹拌造粒装置
内を減圧用真空ポンプ6で層内圧力が500[mmH
g]以下になるように減圧させながら、コーティング被
覆・撹拌・乾燥を行なう。一方、[図1の左半分側]
は、粉粒体撹拌羽根3と粉粒体解砕羽根2とを回転さ
せ、装置内でキャリアコア粒子が転動流動状態で挙動し
ている状態のものを示す。本発明の減圧雰囲気下に於け
るコーティング被覆・撹拌・乾燥時に発生する排気溶媒
は、溶媒トラップ装置7によって回収され、排気管から
は熱風ガスのみが排気される。
は、粉粒体撹拌造粒装置内に設置された計測器(水分計
又は溶剤ガス濃度計)によって管理され、層内含水率2
0%以下になったら回収され、次工程に供給される。
コート液中に浸漬させる方法で採用され、コーティング
時・乾燥時は、ジャケットを加熱する。そのときの加熱
温度は、コーティング樹脂溶液中の溶媒沸点よりも高い
温度に設定する。この温度は装置内の減圧状態で溶媒沸
点が下がるので、減圧状態を確認しながらジャケット温
度を設定する。本発明の装置内に於ける減圧は、500
[mmHg]以下迄減圧させてコーティング・乾燥を行
なうが、減圧が弱い(500mmHg〜760[常圧]
mmHg)と乾燥操作時の乾燥時間が長くなったり、凝
集キャリア粒子が多発し生産効率が大幅に低下する。
法について説明する。被コーティングキャリアをコーテ
ィング樹脂粒子中に浸す方法は、乾燥後の被膜厚みが目
標厚みになる様にコーティング樹脂溶液を、被コーティ
ングキャリア粒子(キャリアコア粒子)が投入されてい
る装置内へ入れる。そして、被コーティングキャリア粒
子が全て浸るまで、撹拌・混合を行なう。撹拌・混合時
間としては、2〜5分行なえば十分である。
と外壁部の間に冷・温水が流せるジャケットを有し、コ
ーティング・乾燥時は、ジャケット内を加熱する。その
ときのジャケット加熱方法・条件は、使用するコート液
中の溶媒沸点温度と同じ、或いはそれ以上の温度で行な
えばよく、装置内圧力も500[mmHg]以下で行な
うのがよい。しかし[コーティング時の撹拌羽根回転数
と解砕羽根回転数]と[乾燥時に於ける撹拌羽根回転数
と解砕羽根回転数]とは変える必要がある。コーティン
グ時の撹拌羽根と解砕羽根の回転数は、それぞれ200
〜700[rpm]、700〜2000[rpm]、乾
燥時はコーティング時に於ける各羽根回転数の1.5〜
3倍の回転数で行なうのが好ましい。
回転数より低いと、均一な混合撹拌作用が働かず、撹拌
されているキャリア粒子全体へ被覆コーティングがされ
にくくなる。また、反対に羽根回転数が高いと、撹拌混
合作用は問題ないが、コーティング樹脂溶液が跳ね上っ
たりして、樹脂の付着効率が低下したり(コーティング
時)、被覆コーティングされた樹脂が剥離したり、キャ
リア粒子自身が破壊(粉砕)されることがある(乾燥
時)。
抗率1015[Ω・cm]以上の高絶縁性樹脂が用いら
れ、目的とするキャリア体積抵抗率(値)によって使用
材料・比率・組合せ・条件で決められる。
キャリア製造に供されるが、減圧作用によりコート膜内
及びキャリアコア粒子内に染み込んだ溶媒が粒子外へ速
やかに排出されるため、いままで抵抗調整を阻害してい
た溶媒の影響が少なくなる。また、前記溶媒がコート後
のキャリア粒子外へ排出されるため、乾燥時に発生しや
すかった粒子同士の凝集も非常に少なくなり、生産面で
も効率が上がる。
グ樹脂溶液中にキャリアコア粒子を浸し被覆コーティン
グするが、前記従来の問題でも述べたように、高絶縁性
樹脂を用いた場合、抵抗値が非常に高いため、そのまま
では高抵抗キャリアとなり画質劣化を招く。そこで、前
記樹脂の被膜形成をさらに前記(2)、(3)、
(4)、(5)及び/又は(6)で作成し、抵抗値の低
い樹脂同様な被覆コーティング膜を得るのが有利であ
る。しかし、通常のスプレー法や浸漬法で被覆したコー
トした場合、抵抗値はほとんど変化しない(低抵抗化し
ない)。
液を浸漬法で被覆コートする際、コート被覆・乾燥時に
於ける層内を500[mmHg]以下に制御することに
より、抵抗制御がより行なわれやすくなる。本発明の製
造装置で、被覆コートされたキャリア粒子は、膜内及び
キャリアコア粒子内の残留溶媒が非常に少なくなるの
で、キャリア抵抗を高くさせている残留溶媒の影響を受
けずに、低抵抗化している。一般の乾燥方式は、外部か
ら熱風等によって乾燥する“外部熱方式”で乾燥させて
いるが、この方法ではコート膜表面が優先的に乾燥・固
化し溶媒が内部に残りやすくなる。しかし、本発明の製
造装置は、同じ“外部熱方式”ではあるが、減圧処理に
よって膜内部及び粒子内に染み込んだ溶媒が速く粒子外
に排出されるので溶媒が残りにくい。本発明の装置内に
於ける圧力は、500[mmHg]以下迄減圧させて、
コーティング・乾燥を行なうが、減圧が弱い(500
[mmHg]〜760[mmHg])と乾燥操作時の時
間が長くなり、凝集粒子が多く発生したり、コート粒子
内に溶媒が残り抵抗が高いキャリアとなる。
グ・乾燥時にジャケットを加熱するのが望ましい。その
ときの加熱温度は、コーティング樹脂溶液中の溶媒沸点
と同じまたはそれ以上の温度に設定する。この設定温度
は、装置内の減圧状態によって溶媒沸点が下がるので、
減圧状態を確認しながらジャケット温度を設定する。設
定温度が沸点以下の場合、コーティング後のキャリア粒
子が非常に凝集しなすくなり、生産効率が大幅に低下す
る。
する。
製造した。なお、コート液には高抵抗樹脂(シリコー
ン樹脂、東レ・ダウコーニング社製RSR24)を溶媒
(トルエン、メタノール、キシレン、ブチルセロソルブ
等)に溶解したもの、粉体粒子には平均粒子径50〜
500[μm]のフェライトキャリア(各キャリアは篩
分けによって目的の粒度に調整した)ものを用いた。
処理量は5kg/バッチで、溶媒沸点は各溶媒の減圧
時における突沸する温度を計測し、その時の温度を溶媒
沸点とし、ジャケット加熱温度を設定した。
リアを製造した。なお、ここでは実施例1〜6のコー
ト液、粉体粒子、処理量及びジャケット加熱温度
の設定はそのままで適用した。
ング品質評価結果をまとめて表4に示す。
ある。上記一覧についての補足説明をする。 1:各条件設定樹脂固形分が異なるのでコート・乾燥時
間が異なっている。 2:装置内壁面への付着度合いは、目視で付着度合いを
判定し、5段階にランク分けした。最も良いものは
[◎]、最も悪いものを[×]としている。 3:凝集度については、投入コーティング前の粉体粒子
と、噴霧及び液浸漬後のコート液が乾燥した時の樹脂固
形分の合計を総投入量とし、その重量に対する基準メッ
シュ以上残留した重量比を5段階にランク分けし、付着
度合い同様に◎〜×で表わした。 4:[コート樹脂カス発生度]は、コート後の粒子表面
を電子顕微鏡写真で観察し、その度合いを5段階に層別
し、ほとんどカスのないものを[◎]とし、ランク分け
は内壁面付着評価と同様な方法で行なった。 5:[コート膜厚ばらつき]は、最小膜厚と最大膜厚を
計測し、その差に応じてランクを5段階に層別した。評
価ランクは他の5段階評価方法と同じ方法で行なった。 6:[表面性]は、コート樹脂カス発生度評価時に表面
状態も同時に評価し、凹凸の少ないものを[◎]とし
た。 7:[歩留]は、総投入量に対するコート後の回収重量
の比(wt%)。但し、凝集発生した粉体粒子はコート
後の出来高からは除いた(凝集品は、製品として使用で
きないためである)。 8:[帯電特性]は、基準値(目標値)に対するずれ度
合いを5段階に層別し、ずれの少ないものを[◎]と
し、ずれ度合いに応じて評価分けした。 9:[電気特性(抵抗値)]は、平行電極による静抵抗
値を、体積抵抗値に変換した値を求め比較した。 10:「総合評価」は、製品の生産性・品質等を含め、
総合的に優れているものを[◎]とし、5段階に層別し
た。
明の電子写真現像剤用キャリアの製造装置によれば、
(i)高絶縁性樹脂をコート膜化しても、容易に所望の
抵抗調整が可能となる。そのため、各品位特性値(特に
電気特性[抵抗])が安定するだけでなく、電子写真用
キャリアとして高耐久性を提供でき、(ii)液浸漬法に
より、短時間で粒子表面が滑らかなコート膜形成がで
き、且均一コート膜となり、そのためスプレー法以上に
品質特性値が安定化し、(iii)コーティング装置内壁
部への付着物が低減するので、メンテナンスが容易にな
り、さらに(iv)コーティング時及び乾燥時における、
粒子の凝集が低減するので、品質特性値が安定、且歩留
も向上する。また、生産性の向上、コスト低減も達成で
きる。
を用いてキャリア製造を行っている様子を表わした図で
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 体積抵抗率が1015[Ω・cm]以上の
絶縁性樹脂溶液に、コア粉粒を浸漬・乾燥して被覆層を
形成する電子写真現像剤用キャリアの製造装置に於い
て、被覆・撹拌・乾燥の各工程が減圧状態で行なわれ、
コート被覆後のキャリア体積抵抗率を109〜12[Ω・
cm]の被覆キャリアに制御できることを特徴とする電
子写真現像剤用キャリアの製造装置。 - 【請求項2】 請求項1に於いて、撹拌羽根と解砕羽根
を有することを特徴とする電子写真現像剤用キャリアの
製造装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に於いて、粉粒体撹拌層
に冷却・加温可能なジャケットを有することを特徴とす
る電子写真現像剤用キャリアの製造装置。 - 【請求項4】 請求項3に於いて、樹脂を主成分とする
溶液の沸点以上の温度に加温できるジャケットを有する
ことを特徴とする電子写真現像剤用キャリアの製造装
置。 - 【請求項5】 請求項2に於いて、撹拌羽根と解砕羽根
の回転比が1:2〜1:4の範囲であることを特徴とす
る電子写真現像剤用キャリアの製造装置。 - 【請求項6】 請求項1に於いて、層内圧力を500
[mmHg]以下に減圧できることを特徴とする電子写
真現像剤用キャリアの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17554495A JP3529501B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 電子写真現像剤用キャリアの製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17554495A JP3529501B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 電子写真現像剤用キャリアの製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH096053A true JPH096053A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3529501B2 JP3529501B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=15997940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17554495A Expired - Fee Related JP3529501B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 電子写真現像剤用キャリアの製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3529501B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10339973A (ja) * | 1997-06-06 | 1998-12-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用キャリアの製造方法、電子写真用キャリア、静電潜像現像剤及び画像形成方法 |
| JP2000298380A (ja) * | 1999-04-14 | 2000-10-24 | Ricoh Co Ltd | 電子写真用キャリア及び製造方法 |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP17554495A patent/JP3529501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10339973A (ja) * | 1997-06-06 | 1998-12-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用キャリアの製造方法、電子写真用キャリア、静電潜像現像剤及び画像形成方法 |
| JP2000298380A (ja) * | 1999-04-14 | 2000-10-24 | Ricoh Co Ltd | 電子写真用キャリア及び製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3529501B2 (ja) | 2004-05-24 |
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