DE102014119494B4

DE102014119494B4 - Magnetischer toner

Info

Publication number: DE102014119494B4
Application number: DE102014119494.2A
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Matsui Takashi; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Magome Michihisa; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Uratani Kozue; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Ohmori Atsuhiko
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: US9304422B2; JP6429616B2; KR20150076115A; US20150185644A1; CN104749912A; JP2015143838A; CN104749912B; DE102014119494A1

Abstract

Magnetischer Toner mit
magnetischen Tonerpartikeln, die jeweils ein Bindemittelharz, ein magnetisches Material und ein Trennmittel enthalten, und
Siliciumdioxidfeinpartikeln, die auf den Oberflächen der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, wobei
die Siliciumdioxidfeinpartikel Siliciumdioxidfeinpartikel A und Siliciumdioxidfeinpartikel B umfassen,
die Siliciumdioxidfeinpartikel A eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 5 nm oder mehr und 20 nm oder weniger als Primärpartikel haben,
die Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt sind und eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 40 nm oder mehr und 200 nm oder weniger als Primärpartikel haben, und
ein Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln, das durch Röntgenfotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt wird, 40,0 Flächen% oder mehr und 75,0 Flächen% oder weniger beträgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B 5 Anzahl% oder mehr und 40 Anzahl% oder weniger beträgt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf magnetischen Toner zur Verwendung bei Elektrofotografie, elektrostatischer Aufzeichnung, magnetischer Aufzeichnung usw.
Beschreibung des Stands der Technik
Von Druckern oder Kopiergeräten ist in den letzten Jahren während des Übergangs von analoger auf digitale Technologie stark danach verlangt worden, eine hervorragende Latentbildreproduzierbarkeit und eine hohe Auflösung sowie einen kompakten (kleinen) Körper und eine stabile Bildqualität bei Dauernutzung zu haben. Wird zunächst der kleine Körper betrachtet, schließen Beispiele von Vorgehensweisen dafür eine Reduktion der Größen von Bestandteilen der Drucker sowie weniger Teile ein, die den Drucker bilden. Was den Toner betrifft, schließen Beispiele der Vorgehensweisen insbesondere kompakte Körper von Tonerbehältern, etwa von Kartuschen, ein. Für die kompakten Körper von Tonerbehältern wird stark nach einem geringeren Tonerverbrauch pro Seite verlangt. Für den geringeren Tonerverbrauch ist es wichtig, dass Toner im angemessenen Verhältnis zu einem Latentbild entwickelt wird.
Ein Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren ist wirkungsvoll, um wie oben erwähnt die Latentbildreproduzierbarkeit zu verbessern. Beim herkömmlichen Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren sind in einer Entwicklungseinheit ein Entwicklertragebauteil und ein Entwicklerzuführbauteil untergebracht. Dieses Entwicklerzuführbauteil kann eingespart werden, wodurch der geringere Tonerverbrauch sowie der kompakteren Körper des Tonerbehälters erreicht wird.
Um das Entwicklerzuführbauteil einzusparen, wird zum Beispiel wirkungsvoll im Inneren des Entwicklertragebauteils eine Magnetfelderzeugungseinheit angeordnet und in Kombination mit magnetischem Toner verwendet.
Eine Herausforderung für ein solches magnetisches Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren ohne Nutzung des Entwicklerzuführbauteils ist jedoch die Stabilisierung der Bildqualität bei Dauernutzung. Ein Hauptproblem ist insbesondere sogenannte Schattenbildung (engl. Ghosting), d. h. der Unterschied bei der Entwickelbarkeit zwischen nach der Entwicklung eines schwarzen Bilds und nach der Entwicklung eines weißen Hintergrunds unter den Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit (LL).
Es sind auf dem Toner beruhende Vorgehensweisen praktiziert worden, um die Bildqualität bei Dauernutzung zu stabilisieren. Zum Beispiel hat die JP 2008-15221 A magnetischen Toner vorgeschlagen, der ein Verhältnis (B/A) eines Gehalts (B) an Eisenatomen zu einem Gehalt (A) an auf der Toneroberfläche vorhandenen Kohlenstoffatomen und die Lösbarkeit und Auflösungsmenge eines magnetischen Materials im Toner während einer Auflösung in Salzsäure angibt.
Die JP 2009-229785 A hat Toner zur elektrostatischen Latentbildentwicklung vorgeschlagen, wobei ein Verhältnis H_H/H_L eines Wassersättigungsgehalts H_H unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (30°C und 95% RH) zu einem Wassersättigungsgehalt H_L unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit (10°C und 15% RH) im Bereich von 1,50 oder weniger liegt.
Bei jeder dieser Vorgehensweisen hat der Toner, wenn auch um ein gewisses Maß verbessert, weiterhin eine unzureichende Stabilität der Bildqualität bei Dauernutzung und zeigt somit Raum für Verbesserungen, insbesondere bei Schatten unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit.
US 2007 / 0 122 727 A1 beschreibt einen Toner, der Tonerpartikel einschließlich eines Bindemittelharzes, eines Farbstoffs und eines Trennmittels und ein anorganisches Feinpulver umfasst. Es wird vorgeschlagen, ein magnetisches Pulver als Farbstoff und fein pulverisiertes Siliciumdioxid als anorganisches Feinpulver zu verwenden. Das anorganische Feinpulver enthält vorzugsweise ein Siliciumdioxidfeinpulver mit einer anzahlgemittelten Partikelgröße von 5 nm und weniger als 20 nm und durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellte Siliciumdioxidpartikel mit einer anzahlgemittelten Partikelgröße von 20 nm oder mehr und weniger als 150 nm, wobei das Abdeckungsverhältnis der Oberflächen der Tonerpartikel mit dem anorganischen Feinpulver 60% oder mehr beträgt.
WO 2013 / 115 411 A1 beschreibt einen magnetischen Toner, wobei ein Abdeckungsverhältnis A von Siliciumdioxidfeinpartikeln auf Oberflächen magnetischer Tonerpartikel 45% oder mehr und 70% oder weniger beträgt, und wobei ein Verhältnis eines Abdeckungsverhältnisses B der Siliciumdioxiddfeinpartikel, die an den Oberflächen der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind, zur Abdeckungsrate A 50% oder mehr und 85% oder weniger beträgt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, magnetischen Toner zur Verfügung zu stellen, der die oben genannten Probleme lösen kann. Genauer ist es eine Aufgabe der Erfindung, magnetischen Toner zur Verfügung zu stellen, der bei Dauernutzung eine stabile Bilddichte erzeugt und Schattenbildung unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit verhindern kann.
Die Erfinder haben festgestellt, dass der Bedeckungszustand der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel mit Siliciumdioxidfeinpartikeln A und Siliciumdioxidfeinpartikeln B gesteuert werden kann, um dadurch eine stabile Bilddichte bei Dauernutzung zu erzielen und um dadurch Schattenbildung unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit zu verhindern, was zur Erfindung führte. Und zwar stellt sich die Erfindung wie folgt dar:

Magnetischer Toner mit magnetischen Tonerpartikeln, die jeweils ein Bindemittelharz, ein magnetisches Material und ein Trennmittel enthalten, und Siliciumdioxidfeinpartikeln, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, wobei die Siliciumdioxidfeinpartikel Siliciumdioxidfeinpartikel A und Siliciumdioxidfeinpartikel B umfassen, die Siliciumdioxidfeinpartikel A eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 5 nm oder mehr und 20 nm oder weniger als Primärpartikel haben, die Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellte Siliciumdioxidfeinpartikel sind, die Siliciumdioxidfeinpartikel B eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 40 nm oder mehr und 200 nm oder weniger als Primärpartikel haben, ein Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B 5 Anzahl% oder mehr und 40 Anzahl% oder weniger beträgt und ein Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln, das durch Röntgenfotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt wird, 40,0 Flächen% oder mehr und 75,0 Flächen% oder weniger beträgt.

Die Erfindung kann magnetischen Toner zur Verfügung stellen, der bei Dauernutzung eine stabile Bilddichte erzeugt und Schattenbildung unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit verhindern kann.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aus der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Gestaltung einer Entwicklungseinheit zur Verwendung bei der Entwicklung magnetischen Toners darstellt. 1B ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Gestaltung einer Bilderzeugungsvorrichtung darstellt, die mit der Entwicklungseinheit ausgestattet ist.
2 ist eine Darstellung, die die Grenzlinie eines Ausbreitungsindex darstellt.
3 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Mischbehandlungsvorrichtung darstellt, die bei der externen Zugabe und dem Mischen anorganischer Feinpartikel verwendet werden kann.
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Gestaltung eines Rührteils zur Verwendung in der Mischbehandlungsvorrichtung darstellt.
5 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Gestaltung eines Entwicklertragebauteils darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Es werden nun in Übereinstimmung mit den beigefügten Zeichnungen ausführlich bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Die Erfindung betrifft magnetischen Toner mit
magnetischen Tonerpartikeln, die jeweils ein Bindemittelharz, ein magnetisches Material und ein Trennmittel enthalten, und
Siliciumdioxidfeinpartikeln, die auf den Oberflächen der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, wobei
Die Siliciumdioxidfeinpartikel Siliciumdioxidfeinpartikel A und Siliciumdioxidfeinpartikel B umfassen,
die Siliciumdioxidfeinpartikel A eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 5 nm oder mehr und 20 nm oder weniger als Primärpartikel haben,
die Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt sind und eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 40 nm oder mehr und 200 nm oder weniger als Primärpartikel haben,
ein Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B 5 Anzahl% oder mehr und 40 Anzahl% oder weniger beträgt und
ein Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln, das durch Röntgenfotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt wird, 40,0 Flächen% oder mehr und 75,0 Flächen% oder weniger beträgt.
Gemäß den Untersuchungen der Erfinder erzeugt die Verwendung des oben genannten magnetischen Toners bei Dauernutzung eine stabile Bilddichte und kann Schattenbildung unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit verhindern.
Zunächst werden die Ursachen von Schattenbildung diskutiert.
Die Schattenbildung betrifft ein Phänomen, bei dem in zum Beispiel einem Halbtonbild Unstimmigkeiten bei der Dichte auftreten, zum Beispiel wenn sich die auf einem Entwicklertragebauteil platzierte Tonermenge nach der Entwicklung von durchgehendem Weiß von der auf dem Entwicklertragebauteil platzierten Tonermenge nach der Entwicklung von durchgehendem Schwarz unterscheidet.
Beispiele von Fällen, in denen die auf einem Entwicklertragebauteil platzierte Tonermenge nach der Entwicklung von durchgehendem Schwarz kleiner als die gewünschte Menge ist, schließen eine nicht bewerkstelligbare Menge an Toner ein, die dem Tonertragebauteil zugeführt wird. Beispiele von Ursachen dieser nicht bewerkstelligbaren Menge an zugeführtem Toner schließen die Unfähigkeit ein, aufgrund von unzureichendem Tonerfließvermögen angemessen Toner zwischen das Entwicklertragebauteil und ein Regulierbauteil, d. h. einem sogenannten Walzenspalt des Regulierbauteils, zuzuführen. Beispiele einer Hauptursache einer solchen Verringerung des Tonerfließvermögens schließen die ungleichmäßige Bedeckung der Oberfläche von Tonerpartikeln mit einem externen Zusatzstoff wie Siliciumdioxid ein.
Weitere Beispiele der Ursachen für die Verringerung des Fließvermögens schließen die elektrostatische Aggregation von Tonerpartikeln ein, die aus dem häufigen Auftreten von Reibungselektrifizierung durch eine Rührschaufel oder dergleichen in einem Tonerbehälter unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit resultiert. Weitere Beispiele der Ursachen der Verringerung des Fließvermögens schließen das Einbetten eines externen Zusatzstoffs wie Siliciumdioxidpartikel im Inneren von Tonerpartikeln unter zum Beispiel einer Presskraft zwischen dem Entwicklertragebauteil und dem Regulierbauteil bei Dauernutzung oder einer Presskraft zwischen einem Bildtragebauteil und dem Entwicklertragebauteil bei Kontaktentwicklung ein.
Andererseits kann die Menge an auf dem Entwicklertragebauteil platzierten Toner nach der Entwicklung von durchgehendem Weiß größer als die gewünschte Menge sein. Dieses Phänomen beruht auf Folgendem: Toner, der auf dem Entwicklertragebauteil verbleibt, ist anfällig für ein Überladen durch das Regulierbauteil; somit tendiert der Toner dazu, am Walzenspalt des Regulierbauteils unzureichend zu fließen, was zu einer ungleichmäßigen Ladung zwischen den Tonerpartikeln führt, sodass das Regulierbauteil Schwierigkeiten hat, die Menge des platzierten Toners zu regulieren. Aus diesen Gründen wird die Menge des platzierten Toners größer als die gewünschte Menge. Um Schattenbildung zu verhindern, ist es schließlich wichtig, das Tonerfließvermögen wie oben erwähnt auch unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit oder bei Dauernutzung sicherzustellen und das Überladen von Toner zu unterdrücken.
Dementsprechend haben die Erfinder gewissenhafte Untersuchungen durchgeführt, um Schattenbildung auch bei Dauernutzung unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit zu verbessern.
Infolgedessen haben die Erfinder festgestellt, dass die oben genannten Probleme durch die Steuerung der Partikelgrößen, des Ausbreitungszustands und des Abdeckungsverhältnisses von Siliciumdioxidfeinpartikeln A und Siliciumdioxidfeinpartikeln B auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel gelöst werden können.
Im Folgenden wird der Bericht der Erfinder angegeben.
Um das Tonerfließvermögen zu verbessern, ist es zunächst wichtig, die Van-der-Waals-Kraft zwischen den magnetischen Tonerpartikeln zu verringern. Die verringerte Van-der-Waals-Kraft zwischen den magnetischen Tonerpartikeln kann die Haftung der magnetischen Tonerpartikel verringern und kann somit eine Tonerzufuhr zum Walzenspalt des Regulierbauteils bewerkstelligen. Zusätzlich hat der Toner auch bessere Wälzeigenschaften am Walzenspalt des Regulierbauteils und kann gleichmäßig geladen werden.
Infolge ihrer gewissenhaften Untersuchungen haben die Erfinder aufgedeckt, dass es für die Verringerung der Van-der-Waals-Kraft wichtig ist, das Abdeckungsverhältnis mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln A und Siliciumdioxidfeinpartikeln B zu verbessern.
Infolge weiterer Untersuchungen haben die Erfinder aufgedeckt, dass das Fließvermögen über eine lange Zeitdauer beibehalten werden kann durch: Steuerung des Abdeckungszustands mit Siliciumdioxidfeinpartikeln; Herstellung der Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren; und Herabsetzung des Verhältnisses von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B. Die Erfinder haben ebenfalls aufgedeckt, dass ein Überladen auch unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit über eine lange Zeitdauer unterdrückt werden kann durch: Herstellung der Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren; und Herabsetzung des Verhältnisses ihrer Sekundärpartikel. Dank dieser synergetischen Wirkungen kann die Menge an auf einem Entwicklertragebauteil platzierten Toner nach der Entwicklung von durchgehendem Weiß und die Menge an auf dem Entwicklertragebauteil platzierten Toner nach der Entwicklung von durchgehendem Schwarz gesteuert werden, und die Schatten können ebenfalls überwunden werden.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner wird im Folgenden genauer beschrieben.
In dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner sind auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel Siliciumdioxidfeinpartikel A vorhanden. Die Siliciumdioxidfeinpartikel A haben eine anzahlgemittelte Partikelgröße von 5 nm oder mehr und 20 nm oder weniger als Primärpartikel. Das Vorhandensein solcher Siliciumdioxidfeinpartikel auf der Oberfläche der Tonerpartikel verbessert tendenziell das Tonerfließvermögen und kann eine Tonerzufuhr zum Walzenspalt des Regulierbauteils bewerkstelligen. Das auf diese Weise verbesserte Fließvermögen des magnetischen Toners (nachstehend einfach als „Toner“ bezeichnet) ermöglicht es, dass der Druck zwischen den Tonerpartikeln auch bei Aufbringung einer Presskraft zwischen einem Entwicklertragebauteil und einem Regulierbauteil oder einer Presskraft zwischen einem Bildtragebauteil und dem Entwicklertragebauteil bei Kontaktentwicklung abgeschwächt wird. Die Siliciumdioxidfeinpartikel können daher daran gehindert werden, in den Tonerpartikeln eingebettet zu werden. Somit kann der Toner daran gehindert werden, sich zu verschlechtern.
Die Siliciumdioxidfeinpartikel A werden später ausführlich beschrieben.
In dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner sind auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel auch Siliciumdioxidfeinpartikel B vorhanden. Die Siliciumdioxidfeinpartikel B sind Siliciumdioxidfeinpartikel, die durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt wurden, und sie haben eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 40 nm oder mehr und 200 nm oder weniger als Primärpartikel.
Da die Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt wurden, haben diese Siliciumdioxidfeinpartikel eine moderate Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung und sind monodispers und kugelförmig. Zusätzlich haben die Siliciumdioxidfeinpartikel B einen geringeren Durchgangswiderstand als pyrogenes Siliciumdioxid, und es ist daher weniger wahrscheinlich, dass sie überladen werden.
Die Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel (nachstehend einfach als „Tonerpartikel“ bezeichnet) ist mit diesen Siliciumdioxidfeinpartikeln B auf eine solche Weise bedeckt, dass die Siliciumdioxidfeinpartikel B darauf ausgebreitet sind. Infolgedessen werden Spacer-Wirkungen ausgeübt, sodass sich das Tonerfließvermögen verbessert. Aufgrund ihres geringen Durchgangswiderstands können die Siliciumdioxidfeinpartikel B den Toner auch bei Reibungselektrifizierung daran hindern, überladen zu werden. Um solche Wirkungen auszuüben, ist es wichtig, das Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B auf 5 Anzahl% oder mehr und 40 Anzahl% oder weniger einzustellen. Die Siliciumdioxidfeinpartikel B mit dem Häufigkeitsverhältnis der Sekundärpartikel von 40 Anzahl% oder weniger üben bereitwillig ihre Spacer-Wirkungen aus und können bei Dauernutzung Schatten verhindern. Zusätzlich tendieren die Tonerpartikel dazu, gleichmäßig mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln B bedeckt zu werden. Somit kann das Überladen oder ungleichmäßige Laden des Toners unterdrückt werden, und die Schatten können verhindert werden. Das Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B kann durch eine Vorrichtung zur externen Zugabe der Siliciumdioxidfeinpartikel B oder durch die Einstellung von zum Beispiel der Partikelgröße der Siliciumdioxidfeinpartikel B, der Reihenfolge, in der die Siliciumdioxidfeinpartikel A und die Siliciumdioxidfeinpartikel B extern zugegeben werden, der externen Zugabeintensität und der externen Zugabezeit eingestellt werden.
Insbesondere die Reihenfolge, in der die Siliciumdioxidfeinpartikel A und die Siliciumdioxidfeinpartikel B extern zugegeben werden, ist wichtig. Es ist vorzuziehen, dass die Siliciumdioxidfeinpartikel B als erstes extern zu den Tonerfeinpartikeln (magnetischen Tonerpartikeln) zugegeben werden und dass dann die Siliciumdioxidfeinpartikel A dazu extern zugegeben werden. Die externe Zugabe in dieser Reihenfolge erleichtert die Einstellung des Häufigkeitsverhältnisses von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B und des Abdeckungsverhältnisses mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln. Dies liegt daran, weil die Siliciumdioxidfeinpartikel B aufgrund des Einflusses ihrer Form oder Partikelgröße schwerer als die Siliciumdioxidfeinpartikel A aufbrechen. Aus diesem Grund unterliegen die Siliciumdioxidfeinpartikel B, die den Tonerfeinpartikeln als erstes extern zugegeben wurden, einer Scherung und brechen somit leicht auf. Wenn die Siliciumdioxidfeinpartikel B dagegen nach einer externen Zugabe der Siliciumdioxidfeinpartikel A zu den Tonerfeinpartikeln extern zugegeben werden, erhöhen die bereits zu den Tonerfeinpartikeln extern zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel A das Fließvermögen, sodass die Siliciumdioxidfeinpartikel B weniger Scherung unterliegen und somit schwerer aufbrechen.
Das Sol-Gel-Siliciumdioxid (Siliciumdioxidfeinpartikel B) wird später ausführlich beschrieben.
In dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner beträgt das Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln, das durch Röntgenfotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt wird, 40,0 Flächen% oder mehr und 75,0 Flächen% oder weniger. Wenn das theoretische Abdeckungsverhältnis mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln als X2 definiert wird, erfüllt der durch den folgenden Ausdruck 1 dargestellte Ausbreitungsindex den folgenden Ausdruck 2: $Ausbreitungsindex = X 1 /X 2$
$Ausbreitungsindex \geq - 0,0042 \times X 1 + 0,62.$
Das Abdeckungsverhältnis X1 kann anhand des Verhältnisses der Erfassungsintensität von Si-Atomen, die im Toner gemessen wird, zur Erfassungsintensität von Si-Atomen, die durch ESCA allein in den Siliciumdioxidfeinpartikeln gemessen wird, berechnet werden. Dieses Abdeckungsverhältnis X1 stellt den Anteil einer tatsächlich mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln bedeckten Fläche zur Gesamtoberfläche der Tonerpartikel dar.
Das Abdeckungsverhältnis X1 von 40,0 Flächen% oder mehr und 75,0 Flächen% oder weniger erleichtert es, die Haftung zwischen den Tonerpartikeln oder die Haftung des Toners an einem Bauteil zu verringern. Dadurch wird das Tonerfließvermögen tendenziell verbessert und es kann eine Tonerzufuhr zum Walzenspalt des Regulierbauteils bewerkstelligt werden. Das so verbesserte Tonerfließvermögen ermöglicht es, den Druck zwischen den Tonerpartikeln auch bei Aufbringung einer Presskraft auf ein Entwicklertragebauteil und ein Regulierbauteil oder einer Presskraft zwischen einem Bildtragebauteil und dem Entwicklertragebauteil bei Kontaktentwicklung abzuschwächen. Die Siliciumdioxidfeinpartikel können daher daran gehindert werden, in den Tonerpartikeln eingebettet zu werden. Somit kann der Toner daran gehindert werden, sich zu versch lechtern .
Das theoretische Abdeckungsverhältnis X2 mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln wird andererseits gemäß dem unten angegebenen Ausdruck 4 berechnet, indem zum Beispiel die Anzahl an Masseteilen der Siliciumdioxidfeinpartikel bezogen auf 100 Masseteile der Tonerpartikel und die Partikelgröße der Siliciumdioxidfeinpartikel verwendet werden. Dieses Abdeckungsverhältnis X2 stellt den Anteil einer theoretisch abdeckbaren Fläche zur Oberfläche der Tonerpartikel dar. $\begin{array}{l} theoretisches Abdeckungsverh \ddot{a} ltnis X 2 (Fl \ddot{a} chen%) = \\ 3^{1 / 2} / (2 n) \times (dt / da) \times (ρ t / ρ a) \times C \times 100 \end{array}$
da: anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Siliciumdioxidfeinpartikel
dt: gewichtsgemittelte Partikelgröße (D4) der Tonerpartikel
ρa: wahre relative Dichte der Siliciumdioxidfeinpartikel
ρt: wahre relative Dichte des Toners
C: Masse der Siliciumdioxidfeinpartikel / Masse des Toners (= die Anzahl an Teilen der zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel (Masseteile) bezogen auf 100 Masseteile der Tonerpartikel / (die Anzahl an Teilen der zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel (Masseteile) bezogen auf 100 Masseteile der Tonerpartikel + 100 (Masseteile)))
Falls die Menge der zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel unbekannt ist, wird „C“ beruhend auf einem später erwähnten Verfahren zur Messung des „Gehalts der Siliciumdioxidfeinpartikel in dem Toner“ verwendet. Im Folgenden werden die physikalischen Implikationen des durch den Ausdruck 1 dargestellten Ausbreitungsindex beschrieben.
Der Ausbreitungsindex stellt eine Abweichung zwischen dem tatsächlich gemessenen Abdeckungsverhältnis X1 und dem theoretischen Abdeckungsverhältnis X2 dar. Man geht davon aus, dass der Grad dieser Abweichung die Menge an Siliciumdioxidfeinpartikeln angibt, die auf der Oberfläche der Tonerpartikel in der Vertikalrichtung mehrlagig (zum Beispiel 2-lagig oder 3-lagig) angeordnet sind. Idealerweise ist der Abweichungsindex 1. In diesem Fall ist das Abdeckungsverhältnis X1 jedoch gleich dem theoretischen Abdeckungsverhältnis X2. Das bedeutet, dass die mehrlagigen (in zwei oder mehr Lagen angeordneten) Siliciumdioxidfeinpartikel fehlen. Wenn auf der Oberfläche der Tonerpartikel dagegen Aggregate der Siliciumdioxidfeinpartikel vorhanden sind, kommt es zu einer Abweichung zwischen dem tatsächlich gemessenen Abdeckungsverhältnis und dem theoretischen Abdeckungsverhältnis, was zu einem niedrigen Abweichungsindex führt. Kurz gesagt kann der Abweichungsindex gegen einen Index für die Menge der als Aggregate vorhandenen Siliciumdioxidfeinpartikel getauscht werden.
Für den erfindungsgemäßen Abweichungsindex ist es wichtig, dass er in den durch den Ausdruck 2 dargestellten Bereich fällt. Dieser Bereich erscheint größer als der von durch eine herkömmliche Technik hergestelltem Toner zu sein. Der größere Abweichungsindex gibt an, dass die Siliciumdioxidfeinpartikel auf der Oberfläche der Tonerpartikel in einer kleineren Menge Aggregate und einer größeren Menge Primärpartikel vorhanden sind. Die Obergrenze des Abweichungsindex beträgt wie oben erwähnt 1.
Die Grenzlinie des erfindungsgemäßen Abweichungsindex ist im Bereich von 40,0 Flächen% oder mehr und 75,0 Flächen% oder weniger eine Funktion des variablen Abdeckungsverhältnisses X1. Die Berechnung dieser Funktion wird empirisch anhand der Leichtigkeit des Aufbrechens des Toners ermittelt, wenn das Abdeckungsverhältnis X1 und der Abweichungsindex bestimmt werden, während die Siliciumdioxidfeinpartikel, die externen Zugabebedingungen usw. geändert werden.
2 ist ein Schaubild für eine Auftragung des Zusammenhangs zwischen dem Abdeckungsverhältnis X1 und dem Abweichungsindex eines jeweils hergestellten Toners, der ein Abdeckungsverhältnis X1 hat, das unter Verwendung von 3 Arten externer Zugabe- und Mischbedingungen und der in sich ändernden Mengen zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel willkürlich geändert wurde. Von den in diesem Schaublid aufgetragenen Tonerstichproben erwies sich ein Toner, der in einem Bereich aufgetragen ist, der den Ausdruck 2 erfüllt, hinsichtlich der Leichtigkeit des Aufbrechens nach Aufbringung von Druck als ausreichend verbessert.
Obwohl der genaue Grund, warum der Ausbreitungsindex vom Abdeckungsverhältnis X1 abhängt, unbekannt ist, haben die Erfinder die folgende Prognose gemacht: Die Menge der als Sekundärpartikel vorhandenen Siliciumdioxidfeinpartikel ist wünschenswerter Weise klein, doch wird sie zu einem nicht geringen Teil durch das Abdeckungsverhältnis X1 beeinflusst. Mit Zunahme des Abdeckungsverhältnisses X1 fällt es dem Toner allmählich leichter aufzubrechen. Die akzeptable Menge der als Sekundärpartikel vorhandenen Siliciumdioxidfeinpartikel wird daher erhöht. Auf diese Weise geht man davon aus, dass die Grenzlinie des Ausbreitungsindex eine Funktion des variablen Abdeckungsverhältnisses X1 ist.
Kurz gesagt ist empirisch festgestellt worden: dass das Abdeckungsverhältnis X1 und der Ausbreitungsindex eine Korrelation haben; und dass es wichtig ist, den Ausbreitungsindex gemäß dem Abdeckungsverhältnis X1 zu steuern.
Wenn der Ausbreitungsindex in einen durch den unten angegebenen Ausdruck 5 dargestellten Bereich fällt, ist eine größere Menge der Siliciumdioxidfeinpartikel als Aggregate vorhanden. Es ist weniger wahrscheinlich, dass der sich ergebende Toner daran gehindert wird, sich zu verschlechtern. Zusätzlich ist es schwierig, die Haftung zwischen den Tonerpartikeln oder die Haftung des Toners an einem Bauteil zu verringern. Somit können die von den Erfindern beabsichtigten Wirkungen nicht ausreichend ausgeübt werden. $Ausbreitungsindex < - 0,0042 \times X 1 + 0,62$
Die Gesamtenergie des bei der Erfindung verwendeten Toners kann vorzugsweise 280 mJ/(g/ml) oder mehr und 355 mJ/(g/ml) oder weniger betragen.
Da der bei der Erfindung verwendete Toner wie oben erwähnt ein leicht aufzubrechender Toner ist, ist der Toner in einem Regulierbauteil günstig austauschbar und kann eine höhere Chance haben, geladen zu werden.
Die Gesamtenergie bezieht sich auf einen physikalischen Eigenschaftswert, der die Spannung angibt, die erforderlich ist, um den Toner in einem konsolidierten Zustand nach Konsolidierung des Toners durch die Aufbringung von Druck aufzubrechen, und der als ein Index für die Leichtigkeit des Aufbrechens vom konsolidierten Zustand in dem Regulierbauteil dient. Der Toner mit der Gesamtenergie von 355 mJ/(g/ml) oder weniger lässt sich leicht aufbrechen und kann auf einem Tonertragebauteil (Entwicklertragebauteil) günstig austauschbar sein. Andererseits ist ein Toner mit einer Gesamtenergie von weniger als 280 mJ/(g/ml) nicht günstig, da oft Bildfehler auftreten.
Das liegt daran, dass es zur Erleichterung des Aufbrechens des Toners zum Beispiel erforderlich ist, eine große Menge eines externen Zusatzstoffs oder eine große Menge an durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellten Siliciumdioxidfeinpartikeln zuzugeben. In einem solchen Fall kann das Vorhandensein einer großen Menge des externen Zusatzstoffs daran scheitern, die gewünschten elektrostatischen Eigenschaften anzubieten, was zu einer Schleierbildung (engl. Fogging) führt. Zusätzlich tendiert der externe Zusatzstoff dazu, auf dem Tonerregulierbauteil abgeschieden zu werden, was das Auftreten von Streifen auf dem sich ergebenden Bild auslöst.
Für den bei der Erfindung verwendeten Toner kann der Isolationsgrad der Siliciumdioxidfeinpartikel 30% oder weniger betragen. Der Isolationsgrad der Siliciumdioxidfeinpartikel kann durch zum Beispiel eine Vorrichtung zur Verwendung bei der externen Zugabe, die externe Zugabeintensität und die externe Zugabezeit eingestellt werden. Der Toner mit 30% oder weniger Isolationsgrad der Siliciumdioxidfeinpartikel tendiert dazu, gleichmäßig geladen zu werden und an der Schleierbildung gehindert zu werden. Zusätzlich können bei Dauernutzung Schwankungen beim Tonerfließvermögen unterdrückt werden. Es kann daher bei Dauernutzung leicht die verbesserte Stabilität an Bildqualität erzielt werden.
Als Nächstes wird jeder Bestandteil beschrieben, der in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner enthalten ist. Der erfindungsgemäße magnetische Toner ist ein magnetischer Toner, der magnetische Tonerpartikel, die ein Bindemittelharz, ein magnetisches Material und ein Trennmittel enthalten, und Siliciumdioxidfeinpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, hat. Die Siliciumdioxidfeinpartikel umfassen Siliciumdioxidfeinpartikel A und Siliciumdioxidfeinpartikel B. Falls nötig, kann der erfindungsgemäße magnetische Toner zudem andere Bestandteile wie ein Ladungssteuerungsmittel enthalten.
Im Folgenden wird jeder dieser Bestandteile, die in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner enthalten sind, nacheinander ausführlich beschrieben.
-Magnetisches Material-
Zunächst wird das magnetische Material beschrieben.
Das in dem erfindungsgemäßen Toner verwendete magnetische Material besteht hauptsächlich aus magnetischem Eisenoxid, etwa Eisen(II,III)-oxid oder γ-Eisen(III)-oxid, und es kann ein Element wie Phosphor, Cobalt, Nickel, Kupfer, Magnesium, Mangan, Aluminium oder Silicium enthalten. Die spezifische BET-Oberfläche des magnetischen Materials, die durch ein Stickstoffadsorptionsverfahren gemessen wird, beträgt vorzugsweise 2 bis 30 m²/g, besser noch 3 bis 28 m²/g. Außerdem kann die Mohs-Härte des magnetischen Materials 5 bis 7 betragen. Die Form des magnetischen Materials ist etwa eine vielflächige, achtflächige, sechsflächige, kugelförmige, nadelartige oder schuppenartige Form. Unter diesen magnetischen Materialien wird zur Steigerung der Bilddichte ein weniger anisotropes Material (z. B. ein vielflächiges, achtflächiges, sechsflächiges oder kugelförmiges Material) bevorzugt.
Die volumengemittelte Partikelgröße des magnetischen Materials kann 0,10 µm oder mehr und 0,40 µm oder weniger betragen. Das magnetische Material mit der volumengemittelten Partikelgröße von 0,10 µm oder mehr zeigt eine geringere Wahrscheinlichkeit zu aggregieren und hat somit eine bessere gleichmäßige Dispergierbarkeit beim Toner. Das magnetische Material mit der volumengemittelten Partikelgröße von 0,40 µm oder weniger kann die Farbkraft des Toners verbessern.
Die volumengemittelte Partikelgröße des magnetischen Materials kann in diesem Zusammenhang unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops gemessen werden. Im Einzelnen werden die zu untersuchenden Tonerpartikel gründlich in einem Epoxidharz verteilt, und sie werden dann zwei Tage lang in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 40°C aushärten gelassen, um ein gehärtetes Harz zu erzielen. Das erzielte gehärtete Harz wird unter Verwendung eines Mikrotoms in Scheiben geschnitten, und die sich ergebenden Stichproben werden unter einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) bei einer Vergrößerung von × 10.000 bis 40.000 fotografiert, um im Sichtfeld die Durchmesser von 100 magnetischen Materialpartikeln zu messen. Dann wird beruhend auf einem kreisäquivalenten Durchmesser, der gleich der projizierten Fläche des magnetischen Materials ist, die volumengemittelte Partikelgröße berechnet. Alternativ kann die Partikelgröße unter Verwendung einer Bildanalysevorrichtung gemessen werden.
Das magnetische Material, das in dem erfindungsgemäßen Toner verwendet wird, kann durch zum Beispiel das folgende Verfahren hergestellt werden: Zu einer wässrigen Eisensalzlösung wird bezogen auf den Eisenbestandteil mit einem Äquivalent oder mehr ein Alkali wie Natriumhydroxid zugegeben, um eine wässrige Lösung anzufertigen, die Eisenhydroxid enthält. In die angefertigte wässrige Lösung wird Luft geblasen, während ihr pH-Wert bei 7 oder höher gehalten wird. Während die wässrige Lösung auf 70°C oder mehr erhitzt wird, wird die Oxidationsreaktion von Eisenhydroxid durchgeführt, um anfänglich Keimkristalle auszubilden, die als der Kern eines magnetischen Eisenoxidpulvers dienen.
Als Nächstes wird zu der die Keimkristalle enthaltenden Schlammlösung eine wässrige Lösung zugegeben, die beruhend auf der Menge des zuvor zugegebenen Alkalis 1 Äquivalent Eisensulfat enthält. Während in die sich ergebende Lösung, deren pH-Wert bei 5 bis 10 gehalten wird, Luft geblasen wird, wird die Reaktion von Hydroxid ablaufen gelassen, um mit den Keimkristallen als Kern ein magnetisches Eisenoxidpulver wachsen zu lassen. Bei diesem Vorgang können der pH-Wert, die Reaktionstemperatur und die Rührbedingungen beliebig gewählt werden, um dadurch die Form und die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Materials zu steuern. Während die Oxidationsreaktion voranschreitet, verschiebt sich der pH-Wert der Lösung in den sauren Bereich. Der pH-Wert der Lösung sollte jedoch nicht geringer als 5 sein. Das so erzielte magnetische Material kann durch Routineverfahren gefiltert, gewaschen und getrocknet werden, um ein magnetisches Material zu erzielen.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Toners durch ein Polymerisationsverfahren wird die Oberfläche des magnetischen Materials besonders bevorzugt einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen. Im Fall der Durchführung der Oberflächenbehandlung durch ein Trockenverfahren wird das gewaschene, gefilterte und getrocknete magnetische Material mit einem Kopplungsmittel behandelt. Im Fall der Durchführung der Oberflächenbehandlung durch ein Nassverfahren wird das nach Abschluss der Oxidationsreaktion getrocknete Reaktionsprodukt redispergiert, oder es wird die nach der Beendigung der Oxidationsreaktion durch Waschen und Filterung erzielte Eisenoxidform in einem frischen wässrigen Medium zur Kopplungsbehandlung redispergiert, ohne getrocknet zu werden.
Im Einzelnen wird zur Redispersion unter ausreichendem Rühren ein Silankopplungsmittel zugegeben. Nach einer Hydrolyse wird die Temperatur angehoben oder der pH-Wert der Dispersion wird auf einen alkalischen Bereich eingestellt, um die Kopplungsbehandlung durchzuführen. Unter diesen Vorgehensweisen wird unter dem Gesichtspunkt, eine gleichmäßige Oberflächenbehandlung vorzunehmen, die Vorgehensweise bevorzugt, nach dem Abschluss der Oxidationsreaktion eine Filterung und ein Waschen vorzunehmen und den sich ergebenden Schlamm dann, ohne ihn zu trocknen, einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen.
Für die Oberflächenbehandlung des magnetischen Materials durch ein Nassverfahren, d. h. für die Behandlung des magnetischen Materials mit einem Kopplungsmittel in einem wässrigen Medium, wird das magnetische Material zunächst gründlich in dem wässrigen Medium dispergiert, bis eine Primärpartikelgröße erreicht wird. Diese Dispersion wird unter Verwendung einer Rührschaufel oder dergleichen gerührt, damit die Dispersion nicht ausfällt oder aggregiert. Anschließend wird zur Dispersion eine beliebige Menge eines Kopplungsmittels zugegeben. Während das Kopplungsmittel hydrolysiert wird, erfolgt eine Oberflächenbehandlung. Diese Oberflächenbehandlung erfolgt besser noch, während das magnetische Material gründlich unter Rühren dispergiert wird, indem eine Vorrichtung wie eine Stiftmühle oder eine Linienmühle verwendet wird, damit die Dispersion nicht aggregiert.
Das wässrige Medium bezieht sich in diesem Zusammenhang auf ein Medium, das hauptsächlich aus Wasser besteht. Bestimmte Beispiele davon schließen Wasser selbst, Wasser, das durch eine geringe Menge eines Tensids ergänzt wird, Wasser, das durch einen pH-Regulierer ergänzt wird, und Wasser, das durch ein organisches Lösungsmittel ergänzt wird, ein. Das Tensid kann ein nichtionisches Tensid wie Polyvinylalkohol sein. Das Tensid kann in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Masse% zum Wasser zugegeben werden. Beispiele des pH-Regulierers schließen anorganische Säuren wie Salzsäure ein. Beispiele des organischen Lösungsmittels schließen Alkohole ein.
Beispiele des Kopplungsmittels, das bei der Oberflächenbehandlung des erfindungsgemäßen magnetischen Materials verwendet werden kann, schließen Silankopplungsmittel und Titankopplungsmittel ein. Unter diesen Kopplungsmitteln wird besser ein Silankopplungsmittel verwendet, das durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird: R_mSiY_n Allgemeine Formel (1) wobei R eine Alkoxygruppe darstellt; m eine ganze Zahl von 1 bis 3 darstellt; Y eine funktionale Gruppe wie eine Alkylgruppe, eine Vinylgruppe, eine Epoxidgruppe, eine Acrylgruppe oder eine Methacrylgruppe darstellt; und n, vorausgesetzt dass m + n = 4 ist, eine ganze Zahl von 1 bis 3 darstellt.
Beispiele des durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Silankopplungsmittel können Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltris(β-methoxyethoxy)silan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Diphenyldimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, n-Butyltrimethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylmethoxysilan, n-Hexyltrimethoxysilan, n-Octyltrimethoxysilan, n-Octyltriethoxysilan, n-Decyltrimethoxysilan, Hydroxypropyltrimethoxysilan, n-Hexadecyltrimethoxysilan und n-Octadecyltrimethoxysilan einschließen. Unter diesen Silankopplungsmitteln wird unter dem Gesichtspunkt, dem magnetischen Material hohe Hydrophobie zu verleihen, bevorzugt ein Alkyltrialkoxysilan-Kopplungsmittel verwendet, das durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt wird: C_pH_2p+1-Si-(OC_qH_2q+1)₃ Allgemeine Formel (2)
wobei p eine ganze Zahl von 2 bis 20 darstellt und q eine ganze Zahl von 1 bis 3 darstellt. Ein durch die allgemeine Formel (2) dargestelltes Alkyltrialkoxysilan-Kopplungsmittel, bei dem p kleiner als 2 ist, hat Schwierigkeiten, dem magnetischen Material ausreichende Hydrophobie zu verleihen. Alternativ ist ein durch die allgemeine Formel (2) dargestelltes Alkyltrialkoxysilan-Kopplungsmittel, bei dem p größer als 20 ist, ungünstig, da die magnetischen Materialpartikel häufiger kombinieren, auch wenn dieses Kopplungsmittel ausreichende Hydrophobie verleiht. Ein Silankopplungsmittel, bei dem q größer als 3 ist, ist aufgrund verringerter Reaktivität weniger zu ausreichender Hydrophobie imstande. Aus diesen Gründen wird vorzugsweise das durch die Formel dargestellte Alkyltrialkoxysilan-Kopplungsmittel verwendet, bei dem p eine ganze Zahl von 2 bis 20 (besser noch eine ganze Zahl von 3 bis 15) darstellt und q eine ganze Zahl von 1 bis 3 (besser noch eine ganze Zahl von 1 oder 2) darstellt.
Im Fall der Verwendung dieser Silankopplungsmittel kann bei der Behandlung jedes Silankopplungsmittel allein verwendet werden, oder es können bei der Behandlung mehrere Arten davon in Kombination verwendet werden. Für die kombinierte Verwendung der mehreren Arten kann die Behandlung vorgenommen werden, indem jedes Kopplungsmittel einzeln verwendet wird oder indem die Kopplungsmittel gleichzeitig verwendet werden.
Die Gesamtmenge des bei der Behandlung verwendeten Kopplungsmittels kann bezogen auf 100 Masseteile des magnetischen Materials 0,9 bis 3,0 Masseteile betragen. Es ist wichtig, die Menge des Behandlungsmittels entsprechend der Oberfläche des magnetischen Materials, der Reaktivität des Kopplungsmittels usw. einzustellen.
Das magnetische Material kann bei der Erfindung in Kombination mit einem zusätzlichen Färbungsmittel verwendet werden. Beispiele des Färbungsmittels, die in Kombination damit verwendet werden können, schließen auf dem Gebiet bekannte Farbstoffe und Pigmente sowie magnetische oder nicht magnetische anorganische Verbindungen ein. Bestimmte Beispiele davon schließen ferromagnetische Metallpartikel wie Cobalt und Nickel und ihre Legierungen mit Chrom, Mangan, Kupfer, Zink, Aluminium, Seltenerdelementen usw., Partikel wie Hämatit, Titanschwarz, Nigrosinfarbstoffe/-pigmente, Ruß und Phthalocyanin ein. Diese Färbemittel können auch verwendet werden, nachdem sie oberflächenbehandelt wurden.
-Bindemittelharz-
Als Nächstes wird das Bindemittelharz beschrieben.
Das Bindemittelharz in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner kann ein Styrolharz sein.
Bestimmte Beispiele des Styrolharzes schließen Polystyrol und Styrol-Copolymere wie Styrol-Propylen-Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Methacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere, Styrol-Butylacrylat-Copolymere, Styrol-Octylacrylat-Copolymere, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Octylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere und Styrol-Maleinsäureester-Copolymere ein. Diese Styrolharze können allein oder in Kombination verwendet werden.
Unter diesen Styrolharzen wird ein Styrol-Butylacrylat-Copolymer oder ein Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer bevorzugt, da der Verzweigungsgrad oder die Harzviskosität leicht eingestellt werden kann; somit kann die Entwickelbarkeit leicht über eine lange Zeitdauer aufrechterhalten werden.
Das Bindemittelharz, das in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner verwendet wird, kann ein Styrolharz sein, das in Kombination mit jedem der unten genannten Harze verwendet werden kann, ohne die Wirkungen der Erfindung zu beeinträchtigen.
Zum Beispiel können Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylbutyral, Silikonharze, Polyesterharze, Polyamidharze, Epoxidharze und Polyacrylsäureharze verwendet werden. Diese Harze können allein oder in Kombination verwendet werden.
Beispiele von Monomeren für die Ausbildung des Styrolharzes schließen Folgendes ein: Styrol; Styrolderivate wie o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorstyrol, 3,4-Dichlorstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-tert-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol und p-n-Dodecylstyrol; ungesättigte Monoolefine wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; ungesättigte Polyene wie Butadien und Isopren; Vinylhalogenide wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid und Vinylfluorid; Vinylester wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbenzoat; aliphatische o-Methylen-Monocarbonsäureester wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylsäureester wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat und Phenylacrylat; Vinylether wie Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether; Vinylketone wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon und Methylisopropenylketon; N-Vinylverbindungen wie N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol und N-Vinylpyrrolidon; Vinylnaphthalene; und Acrylsäure- oder Methacrylsäurederivate wie Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid.
Weitere Beispiele davon schließen Folgendes ein: ungesättigte dibasische Säuren wie Maleinsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Alkenylbernsteinsäure, Fumarsäure und Mesaconsäure; ungesättigte dibasische Anhydride wie Maleinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid und Alkenylbernsteinsäureanhydrid; ungesättigte dibasische Säurehalbester wie Maleinsäuremethylhalbester, Maleinsäureethylhalbester, Maleinsäurebutylhalbester, Citraconsäuremethylhalbester, Citraconsäureethylhalbester, Citraconsäurebutylhalbester, Itaconsäuremethylhalbester, Alkenylbernsteinsäuremethylhalbester, Fumarsäuremethylhalbester und Mesaconsäuremethylhalbester; ungesättigte dibasische Säureester wie Dimethylmaleat und Dimethylfumarat; α,β-ungesättigte Säuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure und Zimtsäure; α,β-ungesättigte Säureanhydride wie Crotonsäureanhydrid und Zimtsäureanhydrid und Anhydride der α,β-ungesättigten Säuren und niederen Fettsäuren; und Monomere mit einer Carboxylgruppe, etwa Alkenylmalonsäure, Alkenylglutarsäure, Alkenyladipinsäure, ihre Säureanhydride und ihre Monoester.
Weitere Beispiele davon schließen Folgendes ein: Acrylsäure- oder Methacrylsäureester wie 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und 2-Hydroxypropylmethacrylat; und Monomere mit einer Hydroxygruppe, etwa 4-(1-Hydroxy-1-methylbutyl)styrol und 4-(1-Hydroxy-1-methylhexyl)styrol.
Das Styrolharz, das in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner als das Bindemittelharz verwendet werden kann, kann einen Aufbau haben, der mittels eines Vernetzungsmittels, das zwei oder mehr Vinylgruppen hat, vernetzt ist. In diesem Fall schließen Beispiele des Vernetzungsmittels Folgendes ein: aromatische Divinylverbindungen, zum Beispiel Divinylbenzol und Divinylnaphthalen.
Diacrylatverbindungen mit einer Alkylkettenbrücke, zum Beispiel Ethylenglycoldiacrylat, 1,3-Butylenglycoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,5-Pentanediolacrylat, 1,6-Hexanedioldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat und diese Verbindungen mit durch Methacrylat ersetztem Acrylat.
Diacrylatverbindungen mit einer eine Etherbindung enthaltenden Alkylkettenbrücke, zum Beispiel Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, Polyethylenglycol(400)diacrylat, Polyethylenglycol(600)diacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat und diese Verbindungen mit durch Methacrylat ersetztem Acrylat.
Diacrylatverbindungen mit einer Brücke aus einer eine aromatische Gruppe und eine Etherbindung enthaltenden Kette, zum Beispiel Polyoxyethylen(2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propandiacrylat, Polyoxyethylen(4)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propandiacrylat und diese Verbindungen mit durch Methacrylat ersetztem Acrylat.
Polyesterartige Diacrylatverbindungen, zum Beispiel MANDA (Handelsname; Nippon Kayaku Co., Ltd.).
Beispiele von polyfunktionalen Vernetzungsmitteln schließen Folgendes ein: Pentaerythritoltriacrylat, Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetraacrylat, Oligoesteracrylat und diese Verbindungen mit durch Methacrylat ersetztem Acrylat; und Triallylcyanurat und Triallyltrimellitat.
Die Menge des verwendeten Vernetzungsmittels beträgt bezogen auf 100 Masseteile anderer Monomerbestandteile vorzugsweise 0,01 bis 10 Masseteile, besser noch 0,03 bis 5 Masseteile.
Unter diesen Vernetzungsmitteln schließen Beispiele von Vernetzungsmitteln, die dazu verwendet werden können, die Haltbarkeit zu verbessern, aromatische Divinylverbindungen (insbesondere Divinylbenzol) und Diacrylatverbindungen mit einer Brücke aus einer eine aromatische Gruppe und eine Etherbindung enthaltenden Kette ein.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des erfindungsgemäßen Bindemittelharzes kann 45°C bis 70°C betragen. Das Bindemittelharz mit Tg von 45°C oder mehr tendiert dazu, die Dauerentwickelbarkeit zu verbessern. Das Bindemittelharz mit Tg von 70°C oder weniger tendiert dazu, die Niedrigtemperaturfixierbarkeit besser zu machen.
-Trennmittel-
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält ein Trennmittel.
Beispiele des Trennmittels schließen Folgendes ein: Wachse, die hauptsächlich aus Fettsäureestern bestehen, etwa Carnaubawachs und Montansäureesterwachs; Wachse, die hauptsächlich aus Fettsäureestern mit teilweise oder vollständig desoxidierten Säurebestandteilen bestehen, etwa desoxidiertes Carnaubawachs; hydroxylgruppenhaltige Methylesterverbindungen, die durch die Hydrierung oder dergleichen von Pflanzenölen erzielt werden; gesättigte Fettsäuremonoester wie Stearylstearat und Behenylbehenat; Diesterefizierungsprodukte gesättigter aliphatischer Dicarbonsäuren und gesättigter aliphatischer Alkohole, etwa Dibehenylsebacat, Distearyldodecandioat und Distearyloctadecandioat; Diesterefizierungsprodukte von gesättigten aliphatischen Diolen und gesättigten Fettsäuren, etwa Nonanedioldibehenat und Dodecandioldistearat; aliphatische Kohlenwasserstoffwachse wie niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, mikrokristallines Wachs, Paraffinwachs und Fischer-Tropsch-Wachs; Oxide von aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen wie Polyethylenoxidwachs und ihre Blockpolymere; Wachse, die durch das Pfropfen von aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen mittels Vinylmonomeren von Styrol, Acrylsäure oder dergleichen erzielt werden; gesättigte geradkettige Fettsäuren wie Palmitinsäure, Stearinsäure und Montansäure; ungesättigte Fettsäuren wie Brassidinsäure, Eleostearinsäure und Parinarsäure; gesättigte Alkohole wie Stearylalkohol, Aralylalkohol, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Serylalkohol und Melissylalkohol; mehrwertige Alkohole wie Sorbitol; Fettsäureamide wie Linoleamid, Oleamid und Lauramid; gesättigte Fettsäurebisamide wie Methylen-bis-stearamid, Ethylen-bis-capramid, Ethylen-bislauramid und Hexamethylen-bis-stearamid; ungesättigte Fettsäureamide wie Ethylen-bis-oleamid, Hexamethylen-bis-oleamid, N,N'-Dioleyladipamid und N,N'-Dioleylsebacamid; aromatische Bisamide wie m-Xylol-bis-stearamid und N,N'-Distearylisophthalamid; aliphatische Metallsalze (die im Allgemeinen Metallseifen genannt werden) wie Calciumstearat, Calciumlaurat, Zinkstearat und Magnesiumstearat; und langkettige Alkylalkohole oder langkettige Alkylcarbonsäuren mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen.
Unter diesen Trennmitteln wird ein monofunktionales oder bifunktionales Esterwachs (zum Beispiel gesättigte Fettsäuremonoester und Diesterefizierungsprodukte) oder ein Kohlenwasserstoffwachs (zum Beispiel Paraffinwachs und Fischer-Tropsch-Wachs) bevorzugt.
Der Schmelzpunkt des Trennmittels, der durch die Temperatur am maximalen endothermen Spitzenwert während des Erhitzens definiert wird, die unter Verwendung von Differenz-Thermoanalyse (DTA) gemessen wird, beträgt vorzugsweise 60 bis 140°C, besser noch 60 bis 90°C. Das Trennmittel mit dem Schmelzpunkt von 60°C oder mehr kann die Konservierungsqualität des erfindungsgemäßen magnetischen Toners verbessern. Andererseits kann das Trennmittel mit dem Schmelzpunkt von 140°C oder weniger leicht die Niedrigtemperaturfixierbarkeit verbessern.
Der Gehalt des Trennmittels kann bezogen auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes 3 bis 30 Masseteile betragen. Das Trennmittel mit dem Gehalt von 3 Masseteilen oder mehr tendiert dazu, die Fixierbarkeit besser zu machen. Andererseits ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der magnetische Toner, der das Trennmittel mit dem Gehalt von 30 Masseteilen oder weniger enthält, bei Dauernutzung verschlechtert, und tendenziell hat er eine bessere Bildstabilität.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner kann außerdem ein Ladungssteuerungsmittel enthalten. In diesem Zusammenhang kann der erfindungsgemäße magnetische Toner ein negativ geladener Toner sein.
Das Ladungssteuerungsmittel zum negativen Laden ist tatsächlich eine metallorganische Komplexverbindung oder eine Gelatverbindung. Beispiele davon schließen Folgendes ein: Monoazometallkomplexverbindungen; Acetylacetonmetallkomplexverbindungen; und Metallkomplexverbindungen von aromatischen Hydroxycarbonsäuren oder aromatischen Dicarbonsäuren.
Bestimmte Beispiele von kommerziell verfügbaren Produkten schließen Spilon Black TRH, T-77 und T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und BONTRON (R) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88 und E-89 (Orient Chemical Industries Co., Ltd.) ein.
Diese Ladungssteuerungsmittel können allein oder in Kombination verwendet werden. Die Menge des verwendeten Ladungssteuerungsmittels beträgt im Hinblick auf die Ladung des magnetischen Toners bezogen auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes vorzugsweise 0,1 bis 10,0 Masseteile, besser noch 0,1 bis 5,0 Masseteile.
-Siliciumdioxidfeinpartikel-
Wie oben erwähnt wurde, umfassen die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen Siliciumdioxidfeinpartikel Siliciumdioxidfeinpartikel A und Siliciumdioxidfeinpartikel B. Die Gesamtmenge der die Siliciumdioxidfeinpartikel A und die Siliciumdioxidfeinpartikel B umfassenden Siliciumdioxidfeinpartikel kann in diesem Zusammenhang bezogen auf 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 0,6 Masseteile oder mehr und 2,0 Masseteile oder weniger betragen.
-Siliciumdioxidfeinpartikel A-
Als Nächstes werden die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen Siliciumdioxidfeinpartikel A beschrieben.
Die Siliciumdioxidfeinpartikel A beziehen sich auf Feinpartikel, die durch die Dampfphasenoxidation einer Siliciumhalogenidverbindung ausgebildet wurden, und es können Silica genannte Feinpartikel, die durch ein Trockenverfahren hergestellt wurden, oder es kann pyrogenes Siliciumdioxid verwendet werden. Zum Beispiel werden die Siliciumdioxidfeinpartikel mittels der thermischen Zersetzungs- und Oxidationsreaktion von Siliciumtetrachloridgas in Sauerstoff und Wasserstoff hergestellt, die auf dem folgenden Reaktionsablauf basieren: SiCl₄ + 2H₂ + O₂ → SiO₂ + 4 HCl
Bei diesem Herstellungsverfahren kann die Siliciumhalogenidverbindung zusammen mit anderen Metallhalogenidverbindungen, zum Beispiel Aluminiumchlorid oder Titanchlorid, verwendet werden, um Verbundfeinpartikel aus Siliciumdioxid und einem zusätzlichen Metalloxid zu erzielen. Solche Verbundfeinpartikel gehören ebenfalls zu den erfindungsgemäßen Siliciumdioxidfeinpartikeln A.
-Anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Siliciumdioxidfeinpartikel A als Primärpartikel-
Die anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der erfindungsgemäßen Siliciumdioxidfeinpartikel A als Primärpartikel beträgt 5 nm oder mehr und 20 nm oder weniger.
Die Siliciumdioxidfeinpartikel A, die eine Partikelgröße innerhalb des oben genannten Bereichs haben, können leicht das Abdeckungsverhältnis X1 und den Ausbreitungsindex steuern.
Die anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Siliciumdioxidfeinpartikel A als Primärpartikel wird bei der Erfindung durch ein Verfahren gemessen, bei dem unter einem Rasterelektronenmikroskop der Zustand allein der Siliciumdioxidfeinpartikel vor der externen Zugabe zu den Tonerpartikeln vergrößert und untersucht wird oder die Oberfläche der Tonerpartikel nach der externen Zugabe zu den Tonerpartikel vergrößert und untersucht wird. In dieser Hinsicht werden die Partikelgrößen von mindestens 300 Siliciumdioxidfeinpartikeln gemessen und gemittelt, um die anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Primärpartikel zu erzielen. Die ausführlichen Bedingungen für die Messung werden später genannt.
Die durch die Dampfphasenoxidation der Siliciumhalogenidverbindung ausgebildeten Siliciumdioxidfeinpartikel sind besser noch hydrophob oberflächenbehandelte Siliciumdioxidfeinpartikel. Als die behandelten Siliciumdioxidfeinpartikel sind insbesondere Siliciumdioxidfeinpartikel vorzuziehen, die derart behandelt sind, dass ihr Grad an Hydrophobisierung, der durch einen Metanoltitrationsversuch gemessen wird, einen Wert im Bereich von 30 bis 80 zeigt.
Beispiele des Verfahrens für die Hydrophobisierungsbehandlung schließen ein Verfahren, bei dem die Siliciumdioxidfeinpartikel chemisch mit einer organischen Siliciumverbindung und/oder Silikonöl, die/das dazu imstande ist/sind, mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln zu reagieren oder physikalisch auf ihnen adsorbiert zu werden, behandelt werden, vorzugsweise ein Verfahren, bei dem die durch die Dampfphasenoxidation der Siliciumhalogenidverbindung ausgebildeten Siliciumdioxidfeinpartikel chemisch mit einer organischen Siliciumverbindung behandelt werden, ein.
Beispiele der organischen Siliciumverbindung schließen Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, a-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorosilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptan, Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylat, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan und Dimethylpolysiloxan mit 2 bis 12 Siloxaneinheiten pro Molekül und mit einer Hydroxygruppe am Si jeder Endeinheit ein. Diese organischen Siliciumverbindungen werden einzeln oder als ein Gemisch verwendet.
Alternativ kann ein Silankopplungsmittel mit einem Stickstoffatom, etwa Aminopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Dimethylaminopropyltrimethoxysilan, Diethylaminopropyltrimethoxysilan, Dipropylaminopropyltrimethoxysilan, Dibutylaminopropyltrimethoxysilan, Monobutylaminopropyltrimethoxysilan, Dioctylaminopropyldimethoxysilan, Dibutylaminopropyldimethoxysilan, Dibutylaminopropylmonomethoxysilan, Dimethylaminophenyltriethoxysilan, Trimethoxysilyl-γ-propylphenylamin oder Trimethoxysilyl-γ-propylbenzylamin allein oder in Kombination damit verwendet werden. Bevorzugte Beispiele des Silankopplungsmittels schließen Hexamethyldisilazan (HMDS) ein.
Die kinematische Viskosität des Silikonöls bei 25°C beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10000 mm²/s, besser noch 1 bis 1000 mm²/s, noch besser 10 bis 200 mm²/s. Bestimmte Beispiele davon schließen Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, mit a-Methylstyrol modifiziertes Silikonöl, Chlorphenylsilikonöl und mit Fluor modifiziertes Silikonöl ein.
Beispiele von Verfahren für die Silikonölbehandlung schließen Folgendes ein: ein Verfahren, bei dem die mit einem Silankopplungsmittel behandelten Siliciumdioxidfeinpartikel unter Verwendung einer Mischmaschine wie einem Henschel-Mischer direkt mit dem Silikonöl gemischt werden; ein Verfahren, bei dem das Silikonöl auf die Siliciumdioxidfeinpartikel als Basis gesprüht wird; und ein Verfahren, bei dem das Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird, die Siliciumdioxidfeinpartikel dann zu der Lösung oder Dispersion zugegeben und gemischt werden und das Lösungsmittel entfernt wird.
Das Siliciumdioxid der auf diese Weise mit dem Silikonöl behandelten Siliciumdioxidfeinpartikel wird vorzugsweise in einem Inertgas auf 200°C oder mehr (besser noch 250°C oder mehr) erhitzt, um die Oberflächenschicht zu stabilisieren.
Die Menge des bei der Behandlung verwendeten Silikonöls beträgt unter dem Gesichtspunkt, leicht eine günstige Hydrophobie zu erzielen, bezogen auf 100 Masseteile der Siliciumdioxidfeinpartikel 1 Masseteil bis 40 Masseteile, vorzugsweise 3 Masseteile bis 35 Masseteile.
Die spezifische Oberfläche (gemessen durch ein BET-Stickstoffadsorptionsverfahren) der Siliciumdioxidfeinpartikel (Siliciumdioxidmasse) vor der Hydrophobisierungsbehandlung kann 200 m²/g oder mehr und 350 m²/g oder weniger betragen, um dem Toner ein günstiges Fließvermögen zu verleihen.
Die Messung der spezifischen Oberfläche durch das BET-Stickstoffadsorptionsverfahren erfolgt gemäß JIS Z8830 (2001). Als Messvorrichtung wird eine „automatische Messvorrichtung für die spezifische Oberfläche/ Porenverteilung TriStar 3000 (hergestellt von Shimadzu Corp.)“ verwendet, die zur Messung ein Gasadsorptionsverfahren einsetzt, das auf einem Konstantvolumenverfahren basiert.
Die scheinbare Dichte der bei der Erfindung verwendeten Siliciumdioxidfeinpartikel A kann 15 g/l oder mehr und 50 g/l oder weniger betragen. Die scheinbare Dichte der Siliciumdioxidfeinpartikel A in dem oben genannten Bereich bedeutet, dass die Siliciumdioxidfeinpartikel A mit geringerer Wahrscheinlichkeit dicht gepackt werden und mit einer großen Menge Luft zwischen den Feinpartikeln vorhanden sind, und sie gibt eine sehr geringe scheinbare Dichte an. Auch in dem Toner werden die Tonerpartikel mit geringerer Wahrscheinlichkeit dicht gepackt, und somit haben sie tendenziell zwischen sich eine geringe Haftung.
Beispiele von Einheiten, um die scheinbare Dichte der Siliciumdioxidfeinpartikel A in dem oben genannten Bereich zu steuern, schließen die Einstellung der Partikelgröße der Siliciumdioxidmasse, die in den Siliciumdioxidfeinpartikeln verwendet wird, die Einstellung der Stärke einer Spaltbehandlung, die vor, nach oder während der Hydrophobisierungsbehandlung durchgeführt wird, und die Einstellung der Menge Silikonöls ein, das bei der Behandlung verwendet wird. Die Partikelgröße der Siliciumdioxidmasse kann reduziert werden, um dadurch die spezifische BET-Oberfläche der erzielten Siliciumdioxidfeinpartikel, zwischen denen wiederum eine große Menge Luft vorhanden sein kann, zu erhöhen. Die scheinbare Dichte kann daher reduziert werden. Zusätzlich kann die Spaltbehandlung verhältnismäßig große Aggregate, die in den Siliciumdioxidfeinpartikeln enthalten sind, in verhältnismäßig kleine Sekundärpartikel aufbrechen, und sie kann somit die scheinbare Dichte reduzieren.
Die Menge der zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel A kann in diesem Zusammenhang bezogen auf 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 0,5 Masseteile oder mehr und 1,5 Masseteile oder weniger betragen. Die Siliciumdioxidfeinpartikel A, die in einer Menge in dem oben genannten Bereich zugegeben wurden, tendieren dazu, das Abdeckungsverhältnis und den Ausbreitungsindex richtig zu steuern.
-Siliciumdioxidfeinpartikel B-
Als Nächstes werden die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen Siliciumdioxidfeinpartikel B beschrieben. Die Siliciumdioxidfeinpartikel B sind Siliciumdioxidfeinpartikel, die durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt wurden. Das Sol-Gel-Verfahren bezieht sich auf ein Verfahren, das beinhaltet, in einem wasserhaltigen organischen Lösungsmittel Alkoxysilan mit einem Katalysator Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen zu unterziehen und das Lösungsmittel aus der erzielten Siliciumdioxidsol-Suspension zu entfernen, gefolgt von einem Trocknen, um Partikel anzufertigen. Die durch dieses Sol-Gel-Verfahren erzielten Siliciumdioxidfeinpartikel haben eine moderate Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung und sind monodispers und kugelförmig. Diese Partikel sind daher leicht gleichmäßig auf der Oberfläche der Tonerpartikel zu verteilen. Zusätzlich können ihre stabilen Spacer-Wirkungen die physikalische Haftung des Toners verringern.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der Siliciumdioxidfeinpartikel durch das Sol-Gel-Verfahren beschrieben. Zunächst wird in einem wasserhaltigen organischen Lösungsmittel Alkoxysilan mit einem Katalysator Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen unterzogen, um eine Siliciumdioxidsol-Suspension zu erzielen. Dann wird das Lösungsmittel aus der Siliciumdioxidsol-Suspension entfernt, gefolgt von einem Trocknen, um Siliciumdioxidfeinpartikel zu erzielen. Die Erfinder haben festgestellt, dass Bedingungen für die Reaktionen so eingestellt werden können, dass dadurch der Oberflächenporenzustand der Siliciumdioxidfeinpartikel gesteuert wird. Unter Bedingungen, unter denen zum Beispiel eine kurze Reaktionszeit die Kondensationsreaktion daran hindert, voranzuschreiten, findet während des Trocknens tendenziell eine Kontraktion statt, was zu einer kleinen Porengröße oder einem kleinen Porenvolumen führt.
Die so erzielten Siliciumdioxidfeinpartikel sind gewöhnlich hydrophil und reich an Oberflächensilanolgruppen. Die Silanolgruppen auf den Siliciumdioxidfeinpartikeln können daher durch eine Wärmebehandlung bei 300°C bis 500°C dehydriert und kondensiert werden. Diese Dehydratisierung und Kondensation der Silanolgruppen auf den Siliciumdioxidfeinpartikeln kann die Menge der Silanolgruppen verringern und die Feuchtigkeitsabsorption der Siliciumdioxidfeinpartikel unterdrücken.
Im Fall der Behandlung der Siliciumdioxidfeinpartikel mit einem Hydrophobisierungsmittel kann die Wärmebehandlung bei 300°C bis 500°C vor, nach oder gleichzeitig mit der Hydrophobisierungsbehandlung vorgenommen werden. Wenn die Wärmebehandlung nach der Hydrophobisierungsbehandlung vorgenommen wird, kann das Hydrophobisierungsmittel nicht die gewünschte Fixierungsrate erzeugen, da es thermisch zersetzt wird. In dieser Hinsicht wird die Wärmebehandlung vorzugsweise vor der Hydrophobisierungsbehandlung vorgenommen.
Die Siliciumdioxidfeinpartikel können zudem einer Spaltbehandlung unterzogen werden, um die Monodispergierung der Siliciumdioxidfeinpartikel auf der Oberfläche der Tonerpartikel zu erleichtern und um stabile Spacer-Wirkungen auszuüben. Die Spaltbehandlung kann vor der Oberflächenbehandlung mit dem Hydrophobisierungsmittel vorgenommen werden. In diesem Fall kann die Oberfläche der Siliciumdioxidfeinpartikel gleichmäßig mit dem Hydrophobisierungsmittel behandelt werden.
Die Menge der zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel B kann bezogen auf 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 0,1 Masseteile oder mehr und 0,5 Masseteile oder weniger betragen.
-Anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Siliciumdioxidfeinpartikel B als Primärpartikel-
Die anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der erfindungsgemäßen Siliciumdioxidfeinpartikel B als Primärpartikel beträgt 40 nm oder mehr und 200 nm oder weniger. Die Siliciumdioxidfeinpartikel B mit der anzahlgemittelten Partikelgröße (D1) von 40 nm oder mehr als Primärpartikel können daran gehindert werden, in den Tonerpartikeln eingebettet zu werden, und sie können ihre Wirkungen über eine lange Zeitdauer ausüben. Der sich ergebende Toner kann Fließvermögen usw. gewährleisten. Andererseits können die Siliciumdioxidfeinpartikel B mit der anzahlgemittelten Partikelgröße (D1) von 200 nm oder weniger als Primärpartikel leicht abgeschieden werden, sodass sie die Tonerpartikel bedecken, und sie können Spacer-Wirkungen ausüben.
Die anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Siliciumdioxidfeinpartikel B als Primärpartikel wird bei der Erfindung durch ein Verfahren gemessen, bei dem unter einem Rasterelektronenmikroskop der Zustand allein der Siliciumdioxidfeinpartikel vor der externen Zugabe zu den Tonerpartikeln vergrößert und untersucht wird oder die Oberfläche der Tonerpartikel nach der externen Zugabe zu den Tonerpartikeln vergrößert und untersucht wird. In dieser Hinsicht werden die Partikelgrößen von mindestens 300 Siliciumdioxidfeinpartikeln gemessen und gemittelt, um die anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Primärpartikel zu erzielen. Die ausführlichen Bedingungen für die Messung werden später genannt.
-Quantifizierung des Häufigkeitsverhältnisses von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B-
Das Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B wird nach der externen Zugabe zu den Tonerpartikeln durch die vergrößernde Untersuchung der Oberfläche der Tonerpartikel quantifiziert. In dieser Hinsicht werden kugelförmige Feinpartikel mit einer Primärpartikelgröße von 40 nm oder mehr und 200 nm oder weniger untersucht. Für diese Messung werden unabhängige kugelförmige Feinpartikel als Primärpartikel angesehen, während eine Vielzahl von zusammen vorhandenen kugelförmigen Feinpartikeln als Sekundärpartikel angesehen wird. Einige Sekundärpartikel können als ein Aggregat von zwei kugelförmigen Feinpartikeln vorliegen, und andere können als ein Aggregat von drei oder mehr kugelförmigen Feinpartikeln vorliegen. Diese Aggregate werden jeweils als ein Sekundärpartikel gemessen. Auf diese Weise werden beliebige 300 Primärpartikel und Sekundärpartikel untersucht, um das Häufigkeitsverhältnis der Sekundärpartikel zu berechnen. Die ausführlichen Bedingungen für die Messung folgen dem später erwähnten -Verfahren zur Messung der anzahlgemittelten Partikelgröße der Siliciumdioxidfeinpartikel als Primärpartikel-.
In dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner kann/können zum Beispiel zusätzlich zu den Siliciumdioxidfeinpartikeln in geringen Mengen ein Schmierstoff (z. B. Fluorharzpulver, Zinkstearatpulver und Polyvinylidenfluoridpulver), ein Schleifmittel (z. B. Ceroxidpulver, Siliciumcarbidpulver und Strontiumtitanatpulver) und/oder Spacer-Partikel (z. B. Siliciumdioxid) verwendet werden, ohne die Wirkungen zu beeinflussen.
-Externe Zugabe und Mischen der Siliciumdioxidfeinpartikel-
Als eine Mischbehandlungsvorrichtung für die externe Zugabe und das Mischen der Siliciumdioxidfeinpartikel kann eine auf dem Gebiet bekannte Mischbehandlungsvorrichtung verwendet werden. Es kann eine Vorrichtung verwendet werden, wie sie in 3 dargestellt ist, da das Abdeckungsverhältnis X1 und der Ausbreitungsindex leicht gesteuert werden können. 3 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Mischbehandlungsvorrichtung darstellt, die bei der externen Zugabe und dem Mischen der bei der Erfindung verwendeten Siliciumdioxidfeinpartikel verwendet werden kann.
Die Mischbehandlungsvorrichtung ist derart gestaltet, dass auf die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel in einem Bereich engen Zwischenraums eine Scherung aufgebracht wird. Die Siliciumdioxidfeinpartikel können daher auf der Oberfläche der Tonerpartikel abgeschieden werden, während sie von Sekundärpartikeln zu Primärpartikeln aufgebrochen werden.
Wie später erwähnt wird, werden das Abdeckungsverhältnis X1 und der Ausbreitungsindex leicht in Bereichen gesteuert, die für die Erfindung geeignet sind, da die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel leicht in der Axialrichtung eines Rotators zirkulieren und vor dem Voranschreiten des Fixierens leicht gründlich und gleichmäßig gemischt werden.
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Gestaltung eines Rührbauteils zur Verwendung in der Mischbehandlungsvorrichtung darstellt.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 das externe Zugabe- und Mischverfahren für die Siliciumdioxidfeinpartikel beschrieben.
Die Mischbehandlungsvorrichtung für die externe Zugabe und das Mischen der Siliciumdioxidfeinpartikel hat zumindest einen Rotator 32 mit einer Vielzahl von auf seiner Oberfläche angeordneten Rührbauteilen 33, ein Antriebsbauteil 38, das die Rotation des Rotators antreibt, und ein Gehäuse 31, das so angeordnet ist, dass es mit den Rührbauteilen 33 einen Spalt hat.
Es ist wichtig, den Spalt (Zwischenraum) zwischen dem Innenumfang des Hauptgehäuses 31 und den Rührbauteilen 33 konstant und sehr klein zu halten, um auf die Tonerpartikel gleichmäßig Scherung aufzubringen und das Abscheiden der Siliciumdioxidfeinpartikel auf der Oberfläche der Tonerpartikel zu erleichtern, während die Siliciumdioxidfeinpartikel von Sekundärpartikeln in Primärpartikel aufgebrochen werden.
Bei dieser Vorrichtung ist der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 31 höchstens zweimal so groß wie der Durchmesser des Außenumfangs des Rotators 32. 3 stellt ein Beispiel dar, in dem der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 31 1,7-mal so groß wie der Durchmesser des Außenumfangs des Rotators 32 (Durchmesser des Körpers des Rotators 32 ohne die Rührbauteile 33) ist. Wenn der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 31 höchstens zweimal so groß wie der Durchmesser des Außenumfangs des Rotators 32 ist, wird der Behandlungsraum, in dem auf die Tonerpartikel Kraft einwirkt, moderat eingeschränkt, sodass auf die Siliciumdioxidfeinpartikel in der Form von Sekundärpartikeln ausreichend Stoßkraft aufgebracht wird.
Es ist auch wichtig, den Zwischenraum entsprechend der Größe des Hauptgehäuses einzustellen. Der Zwischenraum wird auf ungefähr 1% oder mehr und ungefähr 5 % oder weniger des Durchmessers des Innenumfangs des Hauptgehäuses 31 eingestellt. Dies ist wichtig, da auf die Siliciumdioxidfeinpartikel ausreichend Scherung aufgebracht werden kann. Wenn der Innenumfang des Hauptgehäuses 31 im Einzelnen einen Durchmesser in der Größenordnung von 130 mm hat, kann der Zwischenraum auf ungefähr 2 mm oder mehr und ungefähr 5 mm oder weniger eingestellt werden. Wenn der Innenumfang des Hauptgehäuses 31 einen Durchmesser in der Größenordnung von 800 mm hat, kann der Zwischenraum auf ungefähr 10 mm oder mehr und ungefähr 30 mm oder weniger eingestellt werden.
Das externe Zugabe- und Mischverfahren für die erfindungsgemäßen Siliciumdioxidfeinpartikel setzt die Mischbehandlungsvorrichtung ein und geht mit der Rotation des Rotators 32 durch das Antriebsbauteil 38 und dem Rühren und Mischen der in die Mischbehandlungsvorrichtung eingebrachten Tonerpartikel und Siliciumdioxidfeinpartikel einher, um die externe Zugabe- und Mischbehandlung der Siliciumdioxidfeinpartikel zur Oberfläche der Tonerpartikel abzuschließen.
Wie in 4 dargestellt ist, sind zumindest einige der Vielzahl von Rührbauteilen 33 als Vorwärtsrührbauteile 33a vorgesehen, die die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel mit der Rotation des Rotators 32 in der Axialrichtung des Rotators vorwärts transportieren. Außerdem sind zumindest einige der Vielzahl von Rührbauteilen 33 als Rückwärtsrührbauteile 33b vorgesehen, die die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel mit der Rotation des Rotators 32 in der Axialrichtung des Rotators rückwärts transportieren. Im Fall das Hauptgehäuses 31, das, wie in 3 dargestellt ist, an beiden Enden jeweils mit einem Rohmaterialeinlass 35 und einem Produktauslass 36 versehen ist, wird die Richtung vom Rohmaterialeinlass 35 zum Produktauslass 36 (Richtung nach rechts in 3) als „Vorwärtsrichtung“ bezeichnet.
Wie in 4 dargestellt ist, sind im Einzelnen die Plattenflächen der Vorwärtsrührbauteile 33a so geneigt, dass sie die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel in der Vorwärtsrichtung 43 transportieren. Andererseits sind die Plattenflächen der Rührbauteile 33b so geneigt, dass sie die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel in der Rückwärtsrichtung 42 transportieren.
Infolgedessen erfolgt die externe Zugabe- und Mischbehandlung der Siliciumdioxidfeinpartikel zur Oberfläche der Tonerpartikel, während jeweils ein Transport in die „Vorwärtsrichtung“ 43 und ein Transport in die „Rückwärtsrichtung“ 42 erfolgt. Die Rührbauteile 33a und 33b sind als Sätze ausgebildet, die jeweils eine Vielzahl von Bauteilen 33a oder 33b einschließen, die in der Umfangsrichtung des Rotators 32 in Intervallen angeordnet sind. In dem in 4 dargestellten Beispiel sind die Rührbauteile 33a und 33b als Sätze ausgebildet, die jeweils zwei Bauteile 33a oder 33b einschließen, die auf dem Rotator 32 gegenseitig in einem Intervall von 180 Grad angeordnet sind. Alternativ kann eine größere Anzahl von Bauteilen einen Satz bilden, etwa drei Bauteile, die in Intervallen von 120 Grad angeordnet sind, oder vier Bauteile, die in Intervallen von 90 Grad angeordnet sind.
In dem in 4 dargestellten Beispiel sind insgesamt 12 gleichmäßig beabstandete Rührbauteile 33a und 33b ausgebildet.
In 4 stellt D die Breite jedes Rührbauteils dar, und d stellt einen Abstand dar, der die Überlappung zwischen den Rührbauteilen angibt. Die durch D dargestellte Breite kann unter dem Gesichtspunkt, die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel effizient in der Vorwärtsrichtung und in der Rückwärtsrichtung zu transportieren, ungefähr 20% oder mehr und ungefähr 30% oder weniger der Länge des Rotators 32 in 4 betragen. In 4 beträgt die durch D dargestellte Breite 23% der Länge des Rotators 32. Die Rührbauteile 33a und 33b können einen gewissen Grad an Überlappung d zwischen jedem Rührbauteil 33a und jedem Rührbauteil 33b haben, wenn von einem Ende des Rührbauteils 33a aus vertikal eine Linie gezogen wird.
Dies ermöglicht es, dass auf die Siliciumdioxidfeinpartikel in der Form von Sekundärpartikeln effizient Scherung aufgebracht wird. Das Verhältnis von d zu D kann hinsichtlich der Scherungsaufbringung 10% oder mehr und 30% oder weniger betragen.
Die Form der Rührschaufel kann die in 4 dargestellte Form sein sowie eine Form, die eine gekrümmte Oberfläche oder einen Paddelaufbau hat, bei dem die Spitze der Schaufel mit dem Rotator 32 über einen stabförmigen Arm verbunden ist, solange die Tonerpartikel in der Vorwärtsrichtung und in der Rückwärtsrichtung transportiert werden können und der Zwischenraum aufrechterhalten werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung ausführlicher unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen der in den 3 und 4 dargestellten Vorrichtung beschrieben. Die in 3 dargestellte Vorrichtung hat zumindest einen Rotator 32 mit einer Vielzahl von auf seiner Oberfläche angeordneten Rührbauteilen 33, ein Antriebsbauteil 38, das die Rotation des Rotators 32 um eine Zentralachse 37 antreibt, und ein Hauptgehäuse 31, das so angeordnet ist, dass es mit den Rührbauteilen 33 einen Spalt hat. Die Vorrichtung hat außerdem einen Mantel 34, der auf der Innenseite des Hauptgehäuses 31 und einer Seitenfläche 310 des Endes des Rotators angeordnet ist, wobei der Mantel den Durchfluss eines Kühl- und Heizmediums erlaubt.
Die in 3 dargestellte Vorrichtung hat zudem einen Rohmaterialeinlass 35, der auf der Oberseite des Hauptgehäuses 31 angeordnet ist, und einen Produktauslass 36, der am Boden des Hauptgehäuses 31 angeordnet ist. Der Rohmaterialeinlass 35 wird verwendet, um die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel einzubringen. Der Produktauslass 36 wird verwendet, um den Toner nach der externen Zugabe- und Mischbehandlung aus dem Hauptgehäuse 31 abzulassen.
In der in 3 dargestellten Vorrichtung ist in dem Rohmaterialeinlass 35 ein Innenstück 316 für den Rohmaterialeinlass eingeführt, und in dem Produktauslass 36 ist ein Innenstück 317 für den Produktauslass eingeführt.
Bei der Erfindung wird zunächst das Innenstück 316 für den Rohmaterialeinlass aus dem Rohmaterialeinlass 35 entfernt, und von dem Rohmaterialeinlass 35 aus werden die Tonerpartikel in einen Behandlungsraum 39 eingebracht. Als Nächstes werden von dem Rohmaterialeinlass 35 aus die Siliciumdioxidfeinpartikel in den Behandlungsraum 39 eingebracht, und das Innenstück 316 für den Rohmaterialeinlass wird in den Rohmaterialeinlass 35 eingeführt. Als Nächstes wird der Rotator 32 durch das Antriebsbauteil 38 gedreht (die Bezugszahl 41 bezeichnet die Rotationsdrehung), um die externe Zugabe- und Mischbehandlung vorzunehmen, während die zu behandelnden, eingebrachten Materialien unter Verwendung der Vielzahl von Rührbauteilen 33, die auf der Oberfläche des Rotators 32 angeordnet sind, gerührt und gemischt werden.
Die Reihenfolge, in der die Rohmaterialien eingebracht werden, kann mit der Einbringung der Siliciumdioxidfeinpartikel von dem Rohmaterialeinlass 35 aus beginnen, gefolgt von der Einbringung der Tonerpartikel von dem Rohmaterialeinlass 35 aus. Alternativ können die Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel zuvor unter Verwendung einer Mischmaschine wie einem Henschel-Mischer gemischt werden, und das sich ergebende Gemisch kann dann vom Rohmaterialeinlass 35 der in 3 dargestellten Vorrichtung aus eingebracht werden.
Als Bedingungen für die externe Zugabe- und Mischbehandlung kann die Leistung des Antriebsbauteils 38 auf 0,2 W/g oder mehr und 2,0 W/g oder weniger eingestellt werden, um das Abdeckungsverhältnis X1 und den Ausbreitungsindex zu erzielen, die von der Erfindung vorgeschrieben werden. Die Leistung des Antriebsbauteils 38 wird besser noch auf 0,6 W/g oder mehr und 1,6 W/g oder weniger eingestellt. Die Leistung von 0,2 W/g oder mehr führt mit geringerer Wahrscheinlichkeit dazu, dass sich das Abdeckungsverhältnis X1 verringert, und verhindert, dass der Ausbreitungsindex zu gering wird. Andererseits verhindert die Leistung von 2,0 W/g oder weniger, dass der Ausbreitungsindex zu hoch wird. Die sich ergebenden Siliciumdioxidfeinpartikel widersetzen sich, zu sehr in den Tonerpartikeln eingebettet zu werden.
Die Behandlungszeit ist nicht besonders beschränkt und kann 3 Minuten oder länger und 10 Minuten oder kürzer betragen. Eine Behandlungszeit von kürzer als 3 Minuten hat die Tendenz, das Abdeckungsverhältnis X1 und den Ausbreitungsindex zu verringern.
Die Drehgeschwindigkeit der Rührbauteile während der externen Zugabe und des Mischens ist nicht besonders beschränkt. Wenn die in 3 dargestellte Vorrichtung ein Volumen des Behandlungsraums 39 von 2,0 × 10^-3 m³ hat und die Rührbauteile 33 aufweist, die wie in 4 dargestellt geformt sind, kann die Drehgeschwindigkeit der Rührbauteile 800 U/min oder mehr und 3000 U/min oder weniger betragen. Bei der Drehgeschwindigkeit von 800 U/min oder mehr und 3000 U/min oder weniger können leicht das Abdeckungsverhältnis X1 und der Ausbreitungsindex erzielt werden, die von der Erfindung verlangt werden.
Bei der Erfindung kann ein 2-stufiges Mischen durchgeführt werden, das mit einem vorläufigen Mischen der Tonerpartikel und der Siliciumdioxidfeinpartikel B und dann der Zugabe und dem Mischen der Siliciumdioxidfeinpartikel A zu dem Gemisch einhergeht.
Bei der Erfindung beinhaltet ein besonders bevorzugtes Behandlungsverfahren die jeweiligen Vormischschritte der Siliciumdioxidfeinpartikel A und der Siliciumdioxidfeinpartikel B vor dem externen Zugabe- und Mischverfahren für die Siliciumdioxidfeinpartikel A oder die Siliciumdioxidfeinpartikel B. Solche zusätzlichen Vormischschritte erleichtern es, die Siliciumdioxidfeinpartikel gleichmäßig auf hohem Niveau auf der Oberfläche der Tonerpartikel zu verteilen, was zu einem hohen Abdeckungsverhältnis X1 sowie einem hohen Ausbreitungsindex führt. Als Bedingungen für die Vormischbehandlung kann genauer gesagt die Leistung des Antriebsbauteils 38 auf 0,06 W/g oder mehr und 0,20 W/g oder weniger eingestellt werden, und die Behandlungszeit kann auf 0,5 min oder länger und 1,5 min oder weniger eingestellt werden.
Unter den Vormischbehandlungsbedingungen, die mit der Lastleistung von 0,06 W/g oder mehr oder der Behandlungszeit von 0,5 min oder länger einhergehen, wird als Vormischen ein gründliches und gleichmäßiges Mischen erreicht. Unter den Vormischbehandlungsbedingungen, die mit der Lastleistung von 0,20 W/g oder weniger und der Behandlungsdauer von 1,5 min oder kürzer einhergehen, werden andererseits die Siliciumdioxidfeinpartikel daran gehindert, vor der gründlichen und gleichmäßigen Durchmischung an der Oberfläche der Tonerpartikel fixiert zu werden.
Wenn die in 3 dargestellte Vorrichtung ein Volumen des Behandlungsraums 39 von 2,0 × 10^-3 m³ hat und die Rührbauteile 33 aufweist, die wie in 4 dargestellt geformt sind, kann die Drehgeschwindigkeit der Rührbauteile bei der Vormischbehandlung 50 U/min oder mehr und 500 U/min oder weniger betragen. Bei der Drehgeschwindigkeit von 50 U/min oder mehr und 500 U/min oder weniger können leicht das Abdeckungsverhältnis X1 und der Ausbreitungsindex erzielt werden, die von der Erfindung verlangt werden.
Nach dem Abschluss der externen Zugabe- und Mischbehandlung wird das Innenstück 317 für den Produktauslass aus dem Produktauslass 36 entfernt. Der Rotator 32 wird durch das Antriebsbauteil 38 gedreht, um den Toner aus dem Produktauslass 36 abzulassen. Falls nötig werden aus dem erzielten Toner unter Verwendung eines Siebs, etwa eines kreisförmigen Vibrationssiebs, grobe Partikel abgesondert, um den Toner zu erzielen.
-Partikelgröße und Rundheit-
Die gewichtsgemittelte Partikelgröße (D4) des erfindungsgemäßen magnetischen Toners beträgt unter dem Gesichtspunkt, eine hervorragende Entwickelbarkeit zu erzielen, vorzugsweise 5,0 µm bis 10,0 µm, besser noch 6,0 µm bis 9,0 µm. Außerdem kann die mittlere Rundheit der erfindungsgemäßen Tonerpartikel 0,960 oder mehr betragen. Die Tonerpartikel mit der mittleren Rundheit von 0,960 oder mehr ergeben tendenziell einen Toner mit einer (beinahe) kugelförmigen Form und haben ein hervorragendes Fließvermögen und gleichmäßige elektrostatische Reibungseigenschaften. Schatten können daher leicht verbessert werden, und der sich ergebende Toner kann auch nach Dauernutzung leicht seine hohe Entwickelbarkeit beibehalten. Zusätzlich können das Abdeckungsverhältnis X1 und der Ausbreitungsindex der Tonerpartikel mit einer solchen hohen mittleren Rundheit bei der später erwähnten externen Zugabebehandlung von anorganischen Feinpartikeln leicht in den erfindungsgemäßen Bereichen gesteuert werden.
-Verfahren zur Herstellung des magnetischen Toners-
Im Folgenden wird ein exemplarisches Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Toners beschrieben, auch wenn das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren nicht darauf beschränkt ist. Die magnetischen Tonerpartikel, die in dem erfindungsgemäßen Toner enthalten sind, können durch ein Pulverisierungsverfahren hergestellt werden.
Dementsprechend wird der erfindungsgemäße Toner vorzugsweise in einem wässrigen Medium durch zum Beispiel ein Dispersionspolymerisationsverfahren, ein Vereinigungsagglomerationsverfahren, ein Lösungssuspensionsverfahren oder ein Suspensionspolymerisationsverfahren und insbesondere vorzugsweise durch ein Suspensionspolymerisationsverfahren hergestellt, da der sich ergebende Toner die Tendenz hat, die geeigneten physikalischen Eigenschaften der Erfindung zu erfüllen.
In dem Suspensionspolymerisationsverfahren wird das magnetische Material (und, falls nötig, ein Polymerisationsinitiator, ein Vernetzungsmittel, ein Ladungssteuerungsmittel und andere Zusatzstoffe) zunächst gleichmäßig in einem polymerisierbaren Monomer dispergiert, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu erzielen. Dann wird die erzielte polymerisierbare Monomerzusammensetzung unter Verwendung eines passenden Rührers in einer durchgängigen Schicht (z. B. einer wässrigen Phase), die einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert, und es erfolgt unter Verwendung des Polymerisationsinitiators eine Polymerisationsreaktion, um magnetische Tonerpartikel mit der gewünschten Partikelgröße zu erzielen. Die einzelnen Partikel des auf diese Weise durch das Suspensionspolymerisationsverfahren erzielten Toners (nachstehend auch als „polymerisierter Toner“ bezeichnet) haben im Allgemeinen eine im Wesentlichen kugelförmige Form. Somit hat der Toner die Tendenz, die Erfordernisse für die geeigneten physikalischen Eigenschaften der Erfindung zu erfüllen.
Beispiele des polymerisierbaren Monomers schließen Folgendes ein: Styrolmonomere wie Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol und p-Ethylstyrol; Acrylsäureester wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat und Phenylacrylat; Methacrylsäureester wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; und andere Monomere wie Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid. Diese Monomere können allein oder als ein Gemisch verwendet werden. Unter diesen Monomeren wird unter dem Gesichtspunkt, die Steuerung des Toneraufbaus zu erleichtern und die Entwicklungseigenschaften und die Haltbarkeit des Toners zu verbessern, vorzugsweise ein Styrol oder ein Styrolderivat allein oder als ein Gemisch mit irgendeinem anderen Monomer verwendet. Insbesondere werden als die Hauptbestandteile besser noch Styrol und Alkylacrylat oder Styrol und Alkylmethacrylat verwendet.
Der Polymerisationsinitiator, der bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Toners durch das Polymerisationsverfahren verwendet wird, kann während der Polymerisationsreaktion eine Halbwertszeit von 0,45 Stunden oder länger und 30 Stunden oder kürzer haben. Der Polymerisationsinitiator kann bezogen auf 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers in einer Menge von 0,5 Masseteilen oder mehr und 20 Masseteilen oder weniger zugegeben werden und in der Polymerisationsreaktion verwendet werden, um ein Polymerisationsprodukt mit einem Molekulargewichtspitzenwert zwischen 5.000 oder mehr und 50.000 oder weniger zu erzielen, das dem Toner eine günstige Festigkeit und geeignete Schmelzeigenschaften verleiht.
Bestimmte Beispiele des Polymerisationsinitiators schließen Folgendes ein: Azo- oder Diazopolymerisationsinitiatoren wie 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutyronitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-1-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril und Azobisisobutyronitril; und Peroxidpolymerisationsinitiatoren wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, Lauroylperoxid, t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylperoxypivalat, Di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonat und Di(sekundärbutyl)peroxydicarbonat. Unter diesen Polymerisationsinitiatoren wird vorzugsweise ein peroxydicarbonatartiger Polymerisationsinitiator Di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonat oder Di(sekundärbutyl)peroxydicarbonat verwendet, da leicht ein Bindemittelharz mit einem geringen Molekulargewicht und einem linearen Molekularaufbau hergestellt werden kann.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Toners durch das Polymerisationsverfahren kann ein Vernetzungsmittel zugegeben werden. Die Menge des zugegebenen Vernetzungsmittels kann bezogen auf 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers 0,001 Masseteile oder mehr und 15 Masseteile oder weniger betragen.
In dieser Hinsicht wird als Vernetzungsmittel hauptsächlich eine Verbindung mit zwei oder mehr polymerisierbaren Doppelbindungen verwendet. Zum Beispiel werden aromatische Divinylverbindungen (zum Beispiel Divinylbenzol und Divinylnaphthalen), Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen (zum Beispiel Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat), Divinylverbindungen (zum Beispiel Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon) und Verbindungen mit drei oder mehr Vinylgruppen allein oder als ein Gemisch verwendet.
Die polymerisierbare Monomerzusammensetzung kann zudem ein polares Harz enthalten. Da die magnetischen Tonerpartikel beim Suspensionspolymerisationsverfahren in einem wässrigen Medium hergestellt werden, kann das darin enthaltene polare Harz auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel eine Schicht ausbilden und magnetische Tonerpartikel ergeben, die einen Kern-/ Hüllenaufbau haben.
Ein solcher Kern-/Hüllenaufbau erhöht den Freiheitsgrad für die Kern- und Hüllengestaltung. Zum Beispiel kann eine Hülle mit einer höheren Glasübergangstemperatur eine Verschlechterung bei der Haltbarkeit, etwa das Einbetten von Siliciumdioxid, verhindern. Zudem hat eine Hülle, die mit Maskierungswirkungen versehen ist, die Tendenz, eine homogene Zusammensetzung zu haben, und lässt daher ein gleichmäßiges Laden zu.
Beispiele des polaren Harzes für die Hüllenschicht schließen Folgendes ein: Homopolymere von Styrol und seinen Substitutionsprodukte, etwa Polystyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere wie Styrol-Propylen-Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Vinylnaphthalen-Copolymere, Styrol-Methylacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere, Styrol-Butylacrylat-Copolymere, Styrol-Octylacrylat-Copolymere, Styrol-Dimethylaminoethylacrylat-Copolymere, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Vinylmethylether-Copolymere, Styrol-Vinylethylether-Copolymere, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere und Styrol-Maleinsäureester-Copolymere; und andere Harze wie Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylbutyral, Silikonharze, Polyesterharze, Styrol-Polyester-Copolymere, Polyacrylat-Polyester-Copolymere, Polymethacrylat-Polyester-Copolymere, Polyamidharze, Epoxidharze, Polyacrylsäureharze, Terpenharze und Phenolharze. Diese polaren Harze können allein oder als ein Gemisch verwendet werden. Alternativ kann in diese Polymere eine funktionale Gruppe, etwa eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Sulfonsäuregruppe, eine Glycidylgruppe oder eine Nitrilgruppe eingeführt werden. Unter diesen Harzen wird ein Polyesterharz bevorzugt.
Als das Polyesterharz können passend ein gesättigtes Polyesterharz oder ein ungesättigtes Polyesterharz oder beide gewählt und verwendet werden.
Das Polyesterharz, das bei der Erfindung verwendet werden kann, enthält gewöhnlich einen Alkoholbestandteil und einen Säurebestandteil. Beilspiele dieser Bestandteile werden unten angegeben.
Beispiele von zweiwertigen Alkoholbestandteilen schließen Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,5-Pentanediol, 1,6-Hexanediol, Neopentylglycol, 2-Ethyl-1,3-hexanediol, Cyclohexandimethanol, Butylendiol, Octendiol, Cyclohexendimethanol, hydriertes Bisphenol A, durch die Formel (A) dargestellte Bisphenolderivative:
wobei R eine Ethylen- oder Propylengruppe darstellt; x und y jeweils eine ganze Zahl von 1 oder mehr darstellen, und ein Mittelwert von x + y 2 bis 10 beträgt, und hydrierte Verbindungen der Formel (A) und durch die Formel (B) dargestellte Diole:

und hydrierte Diolverbindungen der Formel (B) ein.
Der zweiwertige Alkoholbestandteil ist insbesondere vorzugsweise ein Alkylenoxid-Addukt des Bisphenol A, das hinsichtlich der Ladeeigenschaften und der Umweltstabilität hervorragend ist und bei anderen elektrofotografischen Eigenschaften gut ausgeglichen ist. Für diese Verbindung kann die mittlere Anzahl an Molen des zugegebnen Alkylenoxids im Hinblick auf die Fixierbarkeit oder Tonerhaltbarkeit 2 oder mehr und 10 oder weniger betragen.
Beispiele von zweiwertigen Säurebestandteilen schließen Folgendes ein: Benzoldicarbonsäuren und ihre Anhydride, etwa Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalsäureanhydrid; Alkyldicarbonsäuren und ihre Anhydride, etwa Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure; durch eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen substituierte Bernsteinsäuren und ihre Anhydride; und ungesättigte Dicarbonsäuren und ihre Anhydride, etwa Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure.
Beispiele von dreiwertigen oder höheren Alkoholbestandteilen können Glycerin, Pentaerythritol, Sorbitol, Sorbitan und Oxyalkylenether von Novolakphenolharzen einschließen. Beispiele von dreiwertigen oder höheren Säurebestandteilen können Trimellitsäure, Pyromellitsäure, 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure, Benzophenontetracarbonsäure und ihre Anhydride einschließen.
Das erfindungsgemäße Polyesterharz kann bei den gesamten Bestandteilen 45 Mol% oder mehr und 55 Mol% oder weniger des Alkoholbestandteils und 45 Mol% oder mehr und 55 Mol% oder weniger des Säurebestandteils enthalten.
Das erfindungsgemäße Polyesterharz kann unter Verwendung eines Katalysators wie einem Zinnkatalysator, einem Antimonkatalysator oder einem Titankatalysator hergestellt werden. Es wird vorzugsweise ein Titankatalysator verwendet.
Das polare Harz für die Hülle kann unter dem Gesichtspunkt von Entwickelbarkeit, Blockfestigkeit und Haltbarkeit ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht von 2.500 oder mehr und 25.000 oder weniger haben. In dieser Hinsicht kann das anzahlgemittelte Molekulargewicht durch GPC gemessen werden.
Das polare Harz für die Hülle kann eine Säurezahl von 6 mg KOH/g oder mehr und 10 mg KOH/g oder weniger haben. Das polare Harz mit der Säurezahl von 6 mg KOH/g oder mehr hat die Tendenz, eine homogene Hülle auszubilden. Das polare Harz mit der Säurezahl von 10 mg KOH/g oder weniger hat wegen einer geringen Interaktion zwischen dem magnetischen Material und der Hüllenschicht und den geringeren Aggregationseigenschaften des magnetischen Materials die Tendenz, die Bilddichte zu verbessern.
Das polare Harz für die Hüllenschicht kann unter dem Gesichtspunkt, durch die Hüllenschicht ausreichend Wirkungen mit sich zu bringen, bezogen auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes in einer Menge von 2 Masseteilen oder mehr und 10 Masseteilen oder weniger enthalten sein.
In dem wässrigen Medium, in dem die polymerisierbare Monomerzusammensetzung dispergiert wird, ist ein Dispersionsstabilisator enthalten. Als Dispersionsstabilisator kann ein Tensid, ein organisches Dispergiermittel oder ein anorganisches Dispergiermittel verwendet werden, die auf dem Gebiet bekannt sind. Unter diesen Dispersionsstabilisatoren kann vorzugsweise ein anorganisches Dispergiermittel verwendet werden, da das anorganische Dispergiermittel beruhend auf seiner sterischen Hinderung Dispersionsstabilität erzeugt; somit ist es auch bei veränderlichen Reaktionstemperaturen weniger wahrscheinlich, dass die Stabilität unterbrochen wird, und das anorganische Dispergiermittel kann auch leicht abgewaschen werden, ohne den Toner nachteilig zu beeinflussen.
Beispiele solcher anorganischen Dispergiermittel schließen Folgendes ein: mehrwertige Metallsalze der Phosphorsäure, etwa Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat und Hydroxyapatit; Carbonate wie Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat; anorganische Salze wie Calciummetasilicat, Calciumsulfat und Bariumsulfat; und anorganische Verbindungen wie Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und Aluminumhydroxid.
Das anorganische Dispergiermittel kann bezogen auf 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers in einer Menge von 0,2 Masseteilen oder mehr und 20 Masseteilen oder weniger verwendet werden. Diese Dispersionsstabilistatoren können alleine oder in Kombination verwendet werden. In Kombination damit kann zudem in einer Menge von 0,001 Masseteilen oder mehr und 0,1 Masseteilen oder weniger ein Tensid verwendet werden. Im Fall der Verwendung eines dieser anorganischen Dispergiermittel kann das Dispergiermittel direkt verwendet werden, und es kann nach der Ausbildung der anorganischen Dispergierpartikel in dem wässrigen Medium verwendet werden, um feinere Partikel zu erzielen.
Im Fall von zum Beispiel Tricalciumphosphat kann eine wässrige Natriumphosphatlösung unter Hochgeschwindigkeitsrühren mit einer wässrigen Calciumchloridlösung gemischt werden, um wasserunlösliches Calciumphosphat auszubilden, das eine gleichmäßigere und feinere Dispersion zulässt. In diesem Fall wird als Nebenprodukt auch wasserlösliches Natriumchlorid erzeugt. Das Vorhandensein eines solchen wasserlöslichen Salzes in dem wässrigen Medium ist bequemer, da das wasserlösliche Salz das polymerisierbare Monomer daran hindert, im Wasser gelöst zu werden, und es verhindert, dass aufgrund von Emulsionspolymerisation ultrafeine Tonerpartikel ausgebildet werden.
Beispiele des Tensids schließen Natriumdodecylbenzolsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Natriumstearat und Kaliumstearat ein.
Beim Schritt des Polymerisierens des polymerisierbaren Monomers wird die Polymerisationstemperatur auf 40°C oder mehr, im Allgemeinen auf eine Temperatur von 50°C oder mehr und 90°C oder weniger eingestellt. Als Folge der Polymerisation in diesem Temperaturbereich wird das Trennmittel, das in den Tonerpartikeln enthalten sein soll, durch Phasentrennung abgeschieden und darin vollständiger eingeschlossen.
Dieser Schritt schreitet bis zu einem Kühlschritt voran, der mit dem Kühlen von einer Reaktionstemperatur in der Größenordnung von 50°C oder mehr und 90°C oder weniger aus abkühlt, um den Polymerisationsreaktionsschritt abzuschließen. In diesem Schritt kann das Kühlen allmählich erfolgen, um den kompatiblen Zustand des Trennmittels und des Bindemittelharzes beizubehalten.
Nach dem Abschluss der Polymerisation des polymerisierbaren Monomers werden die erzielten Polymerisationsproduktpartikel durch Verfahren gefiltert, gewaschen und getrocknet, die auf dem Gebiet bekannt sind, um Tonerpartikel zu erzielen. Die so erzielten Tonerpartikel werden wie oben erwähnt mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln gemischt, um dadurch die Siliciumdioxidfeinpartikel auf der Oberfläche der Tonerpartikel abzuscheiden. Auf dieser Weise kann der erfindungsgemäße Toner erzielt werden. Alternativ kann das Herstellungsverfahren (vor dem Mischen der Siliciumdioxidfeinpartikel) zudem mit einem Klassifizierungsschritt einhergehen, der von den Tonerpartikeln grobe Pulver oder feine Pulver abschneiden kann.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 1A und 1B genauer ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben, in der der erfindungsgemäße Toner geeignet verwendet werden kann.
1A ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Gestaltung einer Entwicklungseinheit 140 darstellt. 1B ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Gestaltung einer mit der Entwicklungseinheit 140 ausgerüsteten Bilderzeugungsvorrichtung darstellt.
In 1A hat die Entwicklungseinheit 140 ein drehbar angeordnetes Rührbauteil 141, das darin enthaltenen Toner rührt, ein Entwicklertragebauteil 102, das magnetische Pole hat und Toner trägt, um auf einem elektrostatischen Latentbildtragebauteil ein elektrostatisches Latentbild zu entwickeln, und ein Tonerregulierbauteil 142, das die Tonermenge auf dem Entwicklertragebauteil 102 reguliert.
In 1B bezeichnet die Bezugszahl 100 ein elektrostatisches Latentbildtragebauteil (im Folgenden auch als Fotorezeptor bezeichnet), das an seinem Umfang mit einem Ladebauteil (Ladewalze) 117, der Entwicklungseinheit 140 mit dem Entwicklertragebauteil 102, einem Übertragungsbauteil (Übertragungsladewalze) 114, einem Resttonerbehälter 116, einem Fixierbauteil 126, einer Aufnehmwalze 124 und dergleichen versehen ist. Das elektrostatische Latentbildtragebauteil 100 wird durch die Ladewalze 117 geladen. Dann wird das elektrostatische Latentbildtragebauteil 100 zur Belichtung durch eine Lasererzeugungsvorrichtung 121 mit einem Laserstrahl 123 bestrahlt, um ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, das dem gewünschten Bild entspricht. Das elektrostatische Latentbild auf dem elektrostatischen Latentbildtragebauteil 100 wird durch die Entwicklungseinheit 140 mit einem Einkomponententoner entwickelt, um ein Tonerbild zu erzielen. Das Tonerbild wird durch die Übertragungswalze 114, die sich mit dem elektrostatischen Latentbildtragebauteil in Kontakt befindet, über ein Übertragungsmaterial auf das Übertragungsmaterial übertragen. Das Übertragungsmaterial mit dem darauf befindlichen Tonerbild wird zum Fixierbauteil 126 transportiert, wo das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial fixiert wird. Zudem werden Tonerreste auf dem elektrostatischen Latentbildtragebauteil durch eine Reinigungsklinge abgeschabt und in dem Resttonerbehälter 116 gehalten.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Messung jeder erfindungsgemäßen physikalischen Eigenschaft beschrieben.
-Verfahren zur Quantifizierung der Siliciumdioxidfeinpartikel-
(1) Bestimmung des Gehalts an Siliciumdioxidfeinpartikeln im Toner (Standardadditionsverfahren)
Zu einem Aluminiumring mit 30 mm Durchmesser wird Toner (3 g) zugegeben, und bei einem Druck von 10 Tonnen wird ein Pellet angefertigt. Dann wird durch wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) die Intensität von Silicium (Si) gemessen (Si-Intensität 1). Die Messbedingungen können mit der verwendeten XRF-Vorrichtung optimiert werden. Eine Reihe von Intensitätsmessungen wird vollständig unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. Zu dem Toner werden in einer Menge von 1,0 Masse% Siliciumdioxidfeinpartikel mit einer anzahlgemittelten Partikelgröße von 12 nm als Primärpartikel zugegeben und unter Verwendung einer Kaffeemühle gemischt. Das sich ergebende Gemisch wird auf die gleiche Weise wie oben zu Pellets geformt, und die Intensität von Si wird auf die gleiche Weise wie oben bestimmt (Si-Intensität 2). Zusätzlich werden durch einen ähnlichen Vorgang auch die Si-Intensitäten von Proben des Toners bestimmt, der um 2,0 Masse% oder 3,0 Masse% an Siliciumdioxidfeinpartikel ergänzt und mit diesen gemischt wurde (Si-Intensität 3 und Si-Intensität 4). Unter Verwendung dieser Si-Intensitäten 1 bis 4 wird durch das Standardadditionsverfahren der Gehalt (Masse%) an Siliciumdioxid in dem Toner berechnet.
(2) Trennung der Siliciumdioxidfeinpartikel vom Toner
Wenn der Toner das magnetische Material enthält, werden die Siliciumdioxidfeinpartikel mittels der folgenden Schritte quantifiziert:

Unter Verwendung einer Präzisionswaage werden 5 g Toner in einem 200 ml großen Plastikbecher mit Deckel abgewogen. Es werden 100 ml Methanol zum Becher zugegeben, in dem der Toner dann 5 Minuten lang unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers dispergiert wird. Der Toner wird mit einem Neodymmagneten angezogen, und der Überstand wird weggeschüttet. Der Vorgang des Dispergierens des Toners in Methanol und des Wegschüttens des Überstands wird dreimal wiederholt. Dann werden die folgenden Materialien zugegeben und leicht gemischt, und das Gemisch wird dann 24 Stunden stehen gelassen.

10% NaOH	100 ml
„Contaminon N“ (wässrige Lösung, die 10 Masse% eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittel zum Reinigen von Präzisionsanalysegeräten enthält, das aus einem nichtionischen Tensid, einem anionischen Tensid und einem organischen Gerüststoff besteht; hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
	einige Tropfen

Danach wird erneut unter Verwendung eines Neodymmagneten eine Trennung vorgenommen. Der Rückstand wird wiederholt mit destilliertem Wasser gespült, derart, dass kein NaOH zurückbleibt. Die gewonnenen Partikel werden gründlich mit einem Vakuumtrockner getrocknet, um Partikel A zu erzielen. Die extern zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel werden durch den vorstehenden Vorgang gelöst und entfernt.
(3) Messung der Intensität von Si in den Partikeln A
Die Partikel A (3 g) werden zu einem Aluminiumring mit 30 mm Durchmesser zugegeben, und bei einem Druck von 10 Tonnen wird ein Pellet angefertigt. Durch wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) wird die Intensität von Si bestimmt (Si-Intensität 5). Unter Verwendung der Si-Intensität 5 und der Si-Intensitäten 1 bis 4, die bei der Bestimmung des Gehalts an Siliciumdioxid in dem Toner verwendet wurden, wird der Gehalt (Masse%) an Siliciumdioxid in den Partikeln A berechnet.
(4) Trennung des magnetischen Materials vom Toner
Zu 5 g der Partikel A wird 100 ml Tetrahydrofuran zugegeben und gut gemischt, gefolgt von 10 Minuten Ultraschalldispergieren. Die magnetischen Partikel werden mit einem Magneten angezogen, und der Überstand wird weggeschüttet. Dieser Vorgang wird 5-mal wiederholt, um Partikel B zu erzielen. Durch diesen Vorgang können beinahe alle organischen Bestandteile außer dem magnetischen Material, etwa Harze, entfernt werden. Da von den Harzen stammende, in Tetrahydrofuran unlösliche Stoffe zurückbleiben können, können die so erzielten Partikel B zur Verbrennung der zurückgebliebenen organischen Bestandteile auf 800°C erhitzt werden. Die so durch Erhitzen erzielten Partikel C können als dem in dem Toner enthaltenen magnetischen Material nahekommend angesehen werden.
Die Masse der Partikel C kann gemessen werden, um einen Gehalt W (Masse%) des magnetischen Materials in dem magnetischen Toner zu bestimmen. In dieser Hinsicht wird die Masse der Partikel C mit 0,9666 multipliziert (Fe₂O₃ → Fe₃O₄), um die durch die Oxidation des magnetischen Materials erhöhte Menge zu korrigieren. Jeder quantitative Wert wird durch den folgenden Ausdruck ersetzt, um die Menge der extern zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel zu berechnen.
Menge (Masse%) der extern zugegebenen Siliciumdioxidfeinpartikel = Gehalt (Masse%) an Siliciumdioxid in dem Toner - Gehalt (Masse%) an Siliciumdioxid in den Partikeln A
-Verfahren zur Messung des Abdeckungsverhältnisses X1-
Das Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln wird wie folgt berechnet:

Die Elementanalyse der Oberfläche der Tonerpartikel wird unter Verwendung der folgenden Vorrichtung und der folgenden Bedingungen durchgeführt:
- Messvorrichtung: Quantum 2000 (Handelsname; hergestellt von Ulvac-Phi, Inc.) Röntgenquelle: Monochrom Al-Ko
- Röntgeneinstellung: 100 µmφ (25 W (15 kV))
- Fotoelektronenabnahmewinkel: 45 Grad
- Neutralisationsbedingungen: kombinierte Verwendung einer Neutralisationskanone und einer Ionenkanone
- Analysebereich: 300 µm × 200 µm
- Durchlassenergie: 58,70 eV
- Schrittgröße: 1,25 eV
- Analysesoftware: PHI Multipak (hergestellt von ULVAC-PHI, Inc.)

In diesem Zusammenhang wurde der quantitative Wert von Si-Atomen unter Verwendung von C 1c (B.E. 280 bis 295 eV), O 1s (B.E. 525 bis 540 eV) und Si 2p (B.E. 95 bis 113 eV) Peaks berechnet. Der so erzielte quantitative Wert von Si-Atomen wird als Y1 bezeichnet.
Anschließend wird auf die gleiche Weise wie in der Elementanalyse der Oberfläche der Tonerpartikel die Elementanalyse allein der Siliciumdioxidfeinpartikel durchgeführt. Der so erzielte quantitative Wert an Si-Atomen wird als Y2 bezeichnet.
Bei der Erfindung ist das Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln durch den folgenden Ausdruck definiert, der Y1 und Y2 verwendet: $X 1 (Fl \ddot{a} chen%) = (Y 1 / Y 2) \times 100$
In diesem Zusammenhang können Y1 und Y2 mindestens zweimal gemessen werden, um die Genauigkeit der Untersuchung zu verbessern.
Zur Bestimmung des quantitativen Werts Y2 können in der Untersuchung, falls verfügbar, die Siliciumdioxidfeinpartikel verwendet werden, die bei der externen Zugabe verwendet wurden.
In dem Fall, dass die Siliciumdioxidfeinpartikel als Untersuchungsprobe verwendet werden, die von der Oberfläche der Tonerpartikel getrennt wurden, wird die Trennung der Siliciumdioxidfeinpartikel von den Tonerpartikeln durch die unten angegebenen Vorgehensweisen vorgenommen.
1) Im Fall eines magnetischen Toners
Zunächst werden zu 100 ml ionengetauschtem Wasser 6 ml Contaminon N (wässrige Lösung, die 10 Masse% eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels zum Reinigen von Präzisionsanalysegeräten enthält, das aus einem nichtionischen Tensid, einem anionischen Tensid und einem organischen Gerüststoff besteht; hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) zugegeben, um ein Dispersionsmedium anzufertigen. Zu diesem Dispersionsmedium werden 5 g Toner zugegeben und 5 Minuten lang in einem Ultraschalldispergierer dispergiert. Dann wird die sich ergebende Dispersion in einen „KM Shaker“ (Modell: V. SX), hergestellt von Iwaki Industry Co., Ltd. gesetzt und 20 Minuten lang unter Bedingungen von 350 U/min hin und her geschüttelt.
Danach werden die Tonerpartikel mit einem Neodymmagneten zurückgehalten, und der Überstand wird gesammelt. Dieser Überstand wird getrocknet, um dadurch die Siliciumdioxidfeinpartikel einzusammeln. Wenn keine ausreichende Menge Siliciumdioxidfeinpartikel eingesammelt werden kann, wird dieser Vorgang wiederholt.
Bei diesem Verfahren können, falls diese zugefügt wurden, auch andere externe Zusatzstoffe als die Siliciumdioxidfeinpartikel eingesammelt werden. In einem solchen Fall können die Siliciumdioxidfeinpartikel aus den eingesammelten externen Zusatzstoffen durch ein Zentrifugationsverfahren oder dergleichen aussortiert werden.
2) Im Fall eines nicht magnetischen Toners
160 g Saccharose (hergestellt von Kishida Chemical Co., Ltd.) werden zu 100 ml ionengetauschtem Wasser zugegeben und unter Verwendung eines Heißwasserbads gelöst, um einen Saccharosesirup anzufertigen. 31 g des Saccharosesirups und 6 ml Contaminon N werden zu einem Zentrifugenröhrchen zugegeben, um eine Dispersion anzufertigen. Zu dieser Dispersion wird 1 g Toner zugegeben, und Klumpen des Toners werden mit einem Spatel oder dergleichen aufgebrochen.
Das Zentrifugenröhrchen wird auf dem oben genannten Schüttler 20 Minuten lang unter Bedingungen von 350 U/min hin und her geschüttelt. Die so geschüttelte Lösung wird in ein 50 mm großes Glasröhrchen für Schwenkrotoren überführt und in einer Zentrifuge 30 Minuten lang unter Bedingungen von 3500 U/min zentrifugiert. In dem so zentrifugierten Glasröhrchen ist in der obersten Schicht Toner vorhanden, während auf der Seite der wässrigen Lösung, die als die Bodenschicht dient, Siliciumdioxidfeinpartikel vorhanden sind. Die als die Bodenschicht dienende wässrige Lösung wird eingesammelt und zentrifugiert, um die Siliciumdioxidfeinpartikel von der Saccharose zu trennen und dadurch die Siliciumdioxidfeinpartikel einzusammeln. Falls nötig wird für eine gründliche Trennung die Zentrifugation wiederholt durchgeführt, gefolgt von einem Trocknen der Dispersion und einem Einsammeln der Siliciumdioxidfeinpartikel.
Wie bei dem magnetischen Toner können, falls zugegeben, auch andere externe Zusatzstoffe als die Siliciumdioxidfeinpartikel eingesammelt werden. Die Siliciumdioxidfeinpartikel werden daher aus den eingesammelten externen Zusatzstoffen durch ein Zentrifugationsverfahren oder dergleichen aussortiert.
-Verfahren zur Messung der gewichtsgemittelten Partikelgröße (D4) des Toners-
Die gewichtsgemittelte Partikelgröße (D4) des Toners (Partikel) wird wie unten beschrieben berechnet. Die verwendete Messvorrichtung ist eine Partikelgrößenverteilung-Präzisionsmessvorrichtung „Coulter Counter Multisizer 3(R)“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.), die auf dem Porenwiderstandsverfahren beruht und mit einem 100 µm Öffnungsröhrchen ausgestattet ist. Um die Messbedingungen einzustellen und die Messdaten zu analysieren, wird die zur Vorrichtung gehörende, spezielle Software „Beckman Coulter Multisizer 3, Version 3.51“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) verwendet. Die Messung erfolgt mit 25.000 effektiven Messkanälen.
Die wässrige Elektrolytlösung, die bei den Messungen verwendet wird, wird durch Auflösen von Natriumchlorid mit Sonderqualität in ionengetauschtem Wasser bei einer Konzentration von 1 Masse% angefertigt, wobei zum Beispiel „ISOTON II“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) verwendet werden kann.
Die spezielle Software wird vor der Messung und Analyse wie folgt eingestellt.
Im Bildschirm „Changing Standard Operating Mode (SOM)“ der speziellen Software wird der „Total Count of the Control Mode“ auf 50.000 Partikel eingestellt und die „Number of Runs“ und der Kd-Wert werden jeweils auf 1 und den unter Verwendung von „Standard particles 10.0 µm“ (hergestellt von Beckman Coulter) erzielten Wert eingestellt. Es wird der „Threshold/Noise Level Measuring Button“ gedrückt, um dadurch automatisch die Schwellenwert- und Rauschniveaus einzustellen. Außerdem wird „Current“ auf 1600 µA eingestellt, „Gain“ wird auf 2 eingestellt, und „Electrolyte Solution“ wird auf ISOTON II eingestellt. Bei „Flush aperture tube following measurement“ wird ein Haken gesetzt.
Im Bildschirm „Setting Conversion from Pulses to Particle Size“ der speziellen Software wird „Bin Interval“ auf eine logarithmische Partikelgröße eingestellt, „Particle Size Bin“ wird auf 256 Partikelgrößenklassen eingestellt, und „Particle Size Range“ wird auf 2 µm bis 60 µm eingestellt.
Unten werden bestimmte Messverfahren beschrieben.

(1) In ein 250 ml großes Rundbodenbecherglas speziell für den Multisizer 3 werden 200 ml der wässrigen Elektrolytlösung zugegeben. Der Becher wird auf einem Probenstand abgesetzt und mit einem Rührerstab bei einer Geschwindigkeit von 24 Drehungen pro Sekunde gegen den Uhrzeigersinn gerührt. Dann werden aus dem Öffnungsröhrchen durch die „Aperture Flush“-Funktion der speziellen Software Schmutz und Luftblasen entfernt.
(2) In ein 100 ml großes Flachbodenbecherglas werden 30 ml der wässrigen Elektrolytlösung zugegeben. Zu dem Becher wird 0,3 ml einer auf die Masse bezogen dreifach mit ionengetauschtem Wasser verdünnte Verdünnung zugegeben, die ein Dispersionsmittel „Contaminon N“ (wässrige Lösung, die 10 Masse% eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels zum Reinigen von Präzisionsanalysegeräten enthält, das aus einem nichtionischen Tensid, einem anionischen Tensid und einem organischen Gerüststoff besteht; hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) enthält.
(3) Als ein Ultraschalldispergierer wird „Ultrasonic Dispersion System Tetora 150“ (hergestellt von Nikkaki Bios Co., Ltd.) vorbereitet, der eine elektrische Ausgangsleistung von 120 W hat und intern mit zwei Oszillatoren ausgestattet ist, die mit einer Frequenz von 50 kHz oszillieren und mit einer Phasenverschiebung von 180° angeordnet sind. In den Wassertank des Ultraschalldispergierers werden 3,3 l ionengetauschtes Wasser gegeben, und zu dem Wassertank werden 2 ml Contaminon N zugegeben.
(4) Der in (2) vorbereitete Becher wird in ein Becherhalteloch des Ultraschalldispergierers gesetzt, der wiederum in Betrieb versetzt wird. Dann wird die Höhenposition des Bechers so eingestellt, dass der Resonanzzustand des Füllstands der wässrigen Elektrolytlösung im Becher maximiert wird.
(5) Während die wässrige Elektrolytlösung in dem Becher von (4) mit Ultraschall bestrahlt wird, werden zu der wässrigen Elektrolytlösung in kleinen Anteilen 10 mg Toner zugegeben und darin dispergiert. Dann wird die Ultraschalldispersionsbehandlung weiter für 60 Sekunden fortgesetzt. Für diese Ultraschalldispersion wird die Wassertemperatur in dem Wassertank passend auf 10°C oder mehr und 40°C oder weniger eingestellt.
(6) Die wässrige Elektrolytlösung von (5), die den dispergierten Toner enthält, wird unter Verwendung einer Pipette tropfenweise zum Rundbodenbecher von (1) zugegeben, der in den Probenstand gesetzt wurde, um die Messkonzentration auf 5% einzustellen. Dann wird die Messung vorgenommen, bis die Anzahl an gemessenen Partikeln 50.000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden unter Verwendung der zu der Vorrichtung gehörenden speziellen Software analysiert, um die gewichtsgemittelte Partikelgröße (D4) zu berechnen. Wenn in der speziellen Software „Graph/% by Volume“ gewählt wird, ist in diesem Zusammenhang „Average Size“ im Bildschirm „Analysis/Volume Statistics (arithmetic average)“ die gewichtsgemittelte Partikelgröße (D4).

-Verfahren zur Messung der anzahlgemittelten Partikelgröße der Siliciumdioxidfeinpartikel als Primärpartikel-
Die anzahlgemittelte Partikelgröße der Siliciumdioxidfeinpartikel als Primärpartikel wird anhand von Bildern der Siliciumdioxidfeinpartikel auf der Oberfläche der Tonerpartikel berechnet, die mit einem ultrahochauflösenden Hitachi-Feldemissionsrasterelektronenmikroskop S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation) aufgenommen wurden. Die S-4800 Bildaufnahmebedingungen werden unten beschrieben.
(1) Probenanfertigung
Über einem Mikroskoptisch (15 mm × 6 mm großer Aluminiumtisch) wird ein leichter Überzug aus leitender Paste aufgebracht, und darauf wird Toner gesprüht. Zudem wird Luft über den Toner geblasen, um überflüssigen Toner vom Tisch zu entfernen und den Überzug dadurch gründlich zu trocknen. Der Tisch wird in einen Probenhalter gesetzt, und die Tischhöhe wird mit einem Probenhöhenmessgerät auf 36 mm eingestellt.
(2) Einstellen der S-4800 Untersuchungsbedingungen
Die anzahlgemittelte Partikelgröße der Siliciumdioxidfeinpartikel als Primärpartikel wird unter Verwendung von Bildern berechnet, die durch die S-4800 Untersuchung von Rückstreuelektronenbildern erzielt wurden. Da bei den Rückstreuelektronenbildern verglichen mit Sekundärelektronenbildern weniger Aufladung der Siliciumdioxidfeinpartikel stattfindet, kann die Partikelgröße der Siliciumdioxidfeinpartikel präzise gemessen werden.
Es wird flüssiger Stickstoff eingeschüttet, bis er in eine Verunreinigungsverhinderungsfalle überläuft, die auf dem S-4800 Mikroskopkörper montiert ist, und 30 Minuten lang stehen gelassen. Als Nächstes wird „PC-SEM“ des S-4800 hochgefahren, um eine Spülung (Reinigung des als Elektronenquelle dienenden FE-Chips) durchzuführen. Es wird die Beschleunigungsspannungsanzeige des Bedienfelds auf dem Bildschirm angeklickt und es wird der [Flushing]-Knopf gedrückt, um den Spülungsausführungsdialog zu öffnen.
Nach Bestätigung dessen, dass die Spülungsintensität 2 beträgt, wird die Spülung ausgeführt. Der der Spülung zugeschriebene Emissionsstrom wird mit 20 bis 40 µA bestätigt. Der Probenhalter wird in die Probenkammer des S-4800 Mikroskopkörpers eingeführt. Es wird auf dem Bedienfeld [Home] gedrückt, um den Probenhalter zur Untersuchungsposition zu bewegen.
Die Beschleunigungsspannungsanzeige wird angeklickt, um den HV-Steuerungsdialog zu öffnen. Die Beschleunigungsspannung wird auf [0.8 kV] eingestellt, und der Emissionsstrom wird auf [20 µA] eingestellt. Auf dem Bedienfeld wird innerhalb des [Basic]-Reiters die Signalauswahl auf [SE] eingestellt, und als SE-Detektoren werden [Up (U)] und [+BSE] gewählt. Im rechten Auswahlkasten von [+BSE] wird [L.A. 100] gewählt, um dadurch das Mikroskop in einen Modus für die Untersuchung von Rückstreuelektronenbildern zu versetzen.
Ebenso wird auf dem Bedienfeld innerhalb des [Basic]-Reiters der Sondenstrom in dem Block „Electron Optical Condition“ auf [Normal] eingestellt, der Fokusmodus wird auf [UHR] eingestellt, und WD wird auf [3.0 mm] eingestellt. Auf dem Bedienfeld wird zur Aufbringung von Beschleunigungsspannung der Knopf [ON] der Beschleunigungsspannungsanzeige gedrückt.
(3) Berechnung der anzahlgemittelten Partikelgröße (D1) („da“ zur Verwendung bei der Berechnung des theoretischen Abdeckungsverhältnisses) der Siliciumdioxidfeinpartikel
Auf dem Bedienfeld wird die Vergrößerungsanzeige gezogen, um die Vergrößerung auf × 10.000 (100 k) einzustellen. Auf dem Bedienfeld wird der Brennpunktknopf [COARSE] gedreht. Sobald das Bild zu einem gewissen Grad scharf gestellt ist, wird die Blendenausrichtung eingestellt. Auf dem Bedienfeld wird [Align] angeklickt, um den Ausrichtungsdialog anzuzeigen, wobei dann [Beam] gewählt wird. Auf dem Bedienfeld werden die Knöpfe „STIGMA/ALIGNMENT (X, Y)“ gedreht, um so den angezeigten Strahl zur Mitte des konzentrischen Kreises zu bewegen.
Als Nächstes wird [Aperture] gewählt, und die Knöpfe „STIGMA/ ALIGNMENT (X, Y)“ werden nacheinander gedreht und eingestellt, um so die Bildbewegung anzuhalten oder zu minimieren. Der Blendendialog wird geschlossen, und der Brennpunkt wird unter Verwendung von Autofokus eingestellt. Dieser Vorgang wird zweimal wiederholt, um den Brennpunkt einzustellen.
Dann werden auf der Oberfläche der Tonerpartikel die Partikelgrößen von mindestens 300 Siliciumdioxidfeinpartikeln gemessen, um eine mittlere Partikelgröße zu bestimmen. In diesem Zusammenhang sind einige Siliciumdioxidfeinpartikel als Aggregate vorhanden. Somit werden die Maximaldurchmesser von Siliciumdioxidfeinpartikeln bestimmt, die als Primärpartikel bestätigt werden können, und arithmetisch gemittelt, um die anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) der Siliciumdioxidfeinpartikel als Primärpartikel zu erzielen.
-Messung des Isolationsgrads der Siliciumdioxidfeinpartikel-Probenanfertigung
Toner vor Freigabe: Verschiedene Tonerproben, die in den Beispielen unten angefertigt wurden, wurden direkt verwendet.
Toner nach Freigabe: 20 g „Contaminon N“ (wässrige Lösung, die 2 Masse% eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels zum Reinigen von Präzisionsanalysegeräten enthält, das aus einem nichtionischen Tensid, einem anionischen Tensid und einem organischen Gerüststoff besteht) wird in eine 50 ml große Ampulle abgewogen und mit 1 g Toner gemischt. Die Ampulle wird in einen „KM Shaker“ (Modell: V. SX), hergestellt von Iwaki Industry Co., Ltd., gesetzt und 30 Sekunden lang bei einer auf 50 eingestellten Geschwindigkeit geschüttelt. Dann wird der Toner unter Verwendung einer Zentrifuge (1000 U/min, 5 min) von der wässrigen Lösung getrennt. Der Überstand wird entfernt, und die Tonerausscheidung wird vakuumgetrocknet, um eine Probe anzufertigen.
Toner frei von externem Zusatzstoff: Der von externem Zusatzstoff freie Toner bezieht sich auf einen Toner in einem Zustand, von dem für diesen Versuch freigebbare externe Zusatzstoffe entfernt worden sind. In dem Verfahren zur Probenanfertigung wird Toner zu einem Lösungsmittel, etwa Isopropanol, zugegeben, das den Toner nicht löst, und 10 Minuten lang in einer Ultraschallwaschmaschine geschüttelt. Dann wird der Toner unter Verwendung einer Zentrifuge (1000 U/min, 5 min) von der Lösung getrennt. Der Überstand wird entfernt, und die Tonerausscheidung wird vakuumgetrocknet, um eine Probe anzufertigen.
Die Siliciumdioxidfeinpartikel in diesen Proben vor und nach Entfernung der freigebbaren externen Zusatzstoffe wurden durch wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) unter Verwendung der Intensität von Si quantifiziert, um den Grad ihrer Freigabe zu bestimmen.
(i) Verwendete exemplarische Vorrichtung
Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 3080 (Rigaku Corporation) Probenpressformmaschine MAEKAWA-Prüfmaschine (hergestellt von MFG Co., Ltd.)
(ii) Messbedingungen
Potential und Spannung für Messung: 50 kV, 50 bis 70 mA
2θ-Winkel: 25,12°
Kristallplatte: LiF
Messzeit: 60s
(iii) Verfahren zur Messung des Isolationsgrads vom Toner
Zunächst wurden durch das oben genannte Verfahren die Elementintensitäten des Toners vor Freigabe, des Toners nach Freigabe und des von externen Zusatzstoffen freien Toners bestimmt. Dann wurde der Isolationsgrad gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet: $\begin{array}{l} Isolationsgrad der Siliciumdioxidfeinpartikel = 100 - (Si-Atom- \\ intensit \ddot{a} t des Toners nach Freigabe - Si-Atomintensit \ddot{a} t des von externen \\ Zusatzstoffen freien Toners) / (Si-Atomintensit \ddot{a} t des Toners vor Freigabe - Si- \\ Atomintensit \ddot{a} t des von externen Zusatzstoffen freien Toners) \times 100 \end{array}$
-Gesamtenergie-
(A) Messung der Gesamtenergie
Die Gesamtenergie und der Fließratenindex FRI gemäß der Erfindung werden unter Verwendung einer Pulverfließvermögen-Analysevorrichtung „Powder Rheometer FT4“ (hergestellt von Freeman Technology; im Folgenden auch einfach als FT4 bezeichnet) gemessen.
Im Einzelnen erfolgt die Messung durch die unten beschriebenen Vorgänge.
Für alle Vorgänge war die verwendete propellerartige Schaufel eine im Durchmesser 48 mm große Schaufel speziell für FT4 (siehe 3; Modell: C210, Material: SUS, im Folgenden einfach als Schaufel bezeichnet). Bei dieser propellerartigen Schaufel liegt die Rotationsachse in der Mitte einer 48 mm × 10 mm großen Schaufelplatte in der Normalenrichtung. Die Schaufelplatte ist an ihren beiden äußersten Endabschnitten (Abschnitte 24 mm von der Rotationsachse entfernt) um 70° und an Abschnitten 12 mm von der Rotationsachse entfernt um 35° sanft gegen den Uhrzeigersinn verdreht.
Der verwendete Messbehälter ist ein zylinderförmiger, geteilter Behälter speziell für FT4 (Modell: C203, Material: Glas, Durchmesser: 50 mm, Volumen: 160 ml, Höhe vom Boden zum geteilten Abschnitt: 82 mm; im Folgenden einfach als Behälter bezeichnet).
(1) Verdichtungsvorgang

(a) Vorversuch: In den Hauptkörper wird ein Kolben für Verdichtungsversuche eingeführt. Ungefähr 50 ml Toner (sein Gewicht wird vorab gemessen) wird in den Messbehälter gegeben. Der Kolben wird mit einer Geschwindigkeit von 0,5 mm/s nach unten bewegt, um den Toner zu verdichten. Wenn die Last auf dem Kolben 20 N erreicht, wird die Abwärtsbewegung angehalten. In diesem Zustand wird der Kolben 20 Sekunden gehalten. Das Volumen des verdichteten Körpers wird von der Skala des Behälters abgelesen.
(b) Toner (anstelle des im Vorversuch verwendeten Toners wird frischer Toner verwendet) wird in den Messbehälter mit 1/4 einer Menge gegeben, die 180 ml als dem durch den Vorversuch berechneten Volumen des kompakten Toners entspricht, und er wird dem gleichen Vorgang wie im Vorversuch unterzogen.
(c) Der Vorgang von (b) erfolgt weitere drei Mal (insgesamt vier Mal) während jedes Mal Toner zugegeben wird.
(d) Die verdichtete Tonerschicht wird am geteilten Abschnitt des Messbehälters flach abgeschabt, um den Toner auf der Oberseite der Pulverschicht zu entfernen.

(2) Gesamtenergie-Messvorgang

(a) Die propellerartige Schaufel wird in dem Hauptkörper eingesetzt. Die propellerartige Schaufel wird bezogen auf die Oberfläche der Pulverschicht (in der Richtung, in der die Schaufeldrehung die Pulverschicht hineindrückt) mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 mm/s an den äußersten Enden der Schaufel gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die Schaufel wird mit einer Eintrittsgeschwindigkeit, die einen Winkel von 5° bildet, von der Oberfläche der Pulverschicht aus vertikal zu einer Position 10 mm vom Boden der Pulverschicht entfernt vorgerückt. Dann wird die Schaufel bezogen auf die Oberfläche der Pulverschicht mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 mm/s an den äußersten Enden der Schaufel im Uhrzeigersinn gedreht und unter einer Eintrittsgeschwindigkeit, die einen Winkel von 2° bildet, vertikal zu einer Position 1 mm vom Boden der Pulverschicht entfernt vorgerückt.

Die Schaufel wird weiter mit einer Rückzugsgeschwindigkeit, die einen Winkel von 5° bildet, zu einer Position 100 mm vom Boden der Pulverschicht entfernt bewegt. Nach Abschluss des Zurückziehens wird die Schaufel leicht abwechselnd im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn gedreht, um an der Schaufel anhaftenden Toner abzuklopfen.

(b) Der Vorgang von (2)-(a) erfolgt 6 weitere Mal (insgesamt 7 Mal). Die Gesamtenergie ist als die Gesamtsumme des Drehmoments und der senkrechten Last definiert, die im letzten Lauf erzielt wird, wenn die Klinge von der Position 100 mm zu der Position 10 mm vom Boden der Pulverschicht entfernt bewegt wird.

-Verfahren zur Messung der mittleren Rundheit der Tonerpartikel-
Die mittlere Rundheit der Tonerpartikel wird mit einer Durchfluss-Partikelbildanalysevorrichtung „FPIA-3000“ (hergestellt von Sysmex Corporation) unter Mess- und Analysebedingungen des Kalibrierungsverfahrens durchgeführt.
Im Einzelnen ist das Messverfahren wie folgt: Zunächst wird ionengetauschtes Wasser, aus dem zuvor feste Verunreinigungen usw. entfernt worden sind, in ein Glasgefäß gegeben. Zu diesem Gefäß werden 0,2 ml einer Verdünnung zugegeben, die ein Dispergiermittel „Contaminon N“ (wässrige Lösung, die 10 Masse% eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels zum Reinigen von Präzisionsanalysegeräten enthält, das aus einem nichtionischen Tensid, einem anionischen Tensid und einem Gerüststoff besteht; hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) enthält, das auf die Masse bezogen 3-fach mit ionengetauschtem Wasser verdünnt wurde.
Zudem werden dazu 0,02 g der Untersuchungsprobe zugegeben und 2 Minuten lang unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers dispergiert, um zur Messung eine Dispersion anzufertigen. Diese Dispersion wird geeignet gekühlt, derart dass ihre Temperatur in den Bereich von 10°C oder mehr und 40°C oder weniger fällt. Der verwendete Ultraschalldispergierer ist ein Ultraschall-Tischreiniger/Dispergierer (z. B. „VS-150“, hergestellt von Velvo-Clear), der eine Oszillationsfrequenz von 50 kHz und eine elektrische Ausgangsleistung von 150 W hat. In den Wassertank wird eine bestimmte Menge ionengetauschtes Wasser gegeben, und zu diesem Wassertank werden 2 ml Contaminon N zugegeben.
Bei der Messung wird die Durchfluss-Partikelbildanalysevorrichtung verwendet, die mit „UPlanApo“ (Vergrößerung: × 10, numerische Apertur: 0,40) als Objektivlinse ausgestattet ist. Die verwendete Mantellösung ist ein Partikelmantel „PSE-900A“ (hergestellt von Sysmex Corporation). Die durch die vorstehende Vorgehensweise angefertigte Dispersion wird in die Durchfluss-Partikelbildanalysevorrichtung eingebracht, und es werden 3000 Tonerpartikel im HPF-Messmodus und im Gesamtzahlmodus gemessen. Dann wird der Klassierungsschwellenwert für die Partikelanalyse auf 85% eingestellt, und die analysierte Partikelgröße wird auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von 1,985 µm oder mehr und kleiner als 39,69 µm eingestellt. Unter diesen Bedingungen wird die mittlere Rundheit der Tonerpartikel bestimmt.
Für die Messung erfolgt vor dem Start der Messung ein automatisches Scharfstellen unter Verwendung von Referenzlatexpartikeln (z. B. einer Verdünnung von „RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A“, hergestellt von Duke Scientific Corporation, mit ionengetauschtem Wasser). Dann kann das Scharfstellen vom Start der Messung an alle 2 Stunden durchgeführt werden.
Bei der Erfindung wird die Durchfluss-Partikelbildanalysevorrichtung verwendet, die von Sysmex Corporation kalibriert worden ist und ein von Sysmex Corporation ausgestelltes Kalibrierungszertifikat hat. Die Messung erfolgt unter den gleichen Mess- und Analysebedingungen wie bei Erhalt der Kalibrierungszertifizierung, ausgenommen dass die analysierte Partikelgröße auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von 1,985 µm oder mehr und weniger als 39,69 µm begrenzt ist.
Die Messprinzipien der Durchfluss-Partikelbildanalysevorrichtung „FPIA-3000“ (hergestellt von Sysmex Corporation) sind, strömende Partikel als Standbilder zu erfassen und eine Bildanalyse durchzuführen. Jede der Probenkammer zugeführte Probe wird durch eine Probensaugspritze in eine flache Mantelstromzelle eingespeist. Die in die flache Mantelstromzelle eingespeiste Probe ist innerhalb der Mantellösung eingezwängt, sodass sie eine flache Strömung bildet.
Die durch die flache Mantelstromzelle gehende Probe kann mit Stroboskoplicht in 1/60-sekündigen Intervallen belichtet werden, um die strömenden Partikel als Standbilder zu erfassen. Aufgrund der flachen Strömung werden die Bilder im Brennpunkt aufgenommen. Die Partikelbilder werden mit einer CCD-Kamera erfasst, und die erfassten Bilder werden mit einer Bildverarbeitungsauflösung von 512 × 512 Pixeln (0,37 × 0,37 µm pro Pixel) verarbeitet, gefolgt von der Konturdefinition jedes Partikelbilds, um eine projizierte Fläche S, einen Umfang L usw. des Partikelbilds zu messen.
Als Nächstes werden unter Verwendung der Fläche S und des Umfangs L der kreisäquivalente Durchmesser und die Rundheit bestimmt. Der kreisäquivalente Durchmesser bezieht sich auf den Durchmesser eines Kreises, der die gleiche Fläche wie die projizierte Fläche des Partikelbildes hat. Die Rundheit ist als ein Wert definiert, der erzielt wird, indem der Umfang des Kreises, der anhand des kreisäquivalenten Durchmessers bestimmt wurde, durch den Umfang des Projektionsbildes des Partikels geteilt wird, und der gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet wird: $Rundheit = 2 \times {(π \times S)}^{1 / 2} / L$
Wenn das Partikelbild kreisförmig ist, beträgt die Rundheit 1,000. Wenn der Grad an Unregelmäßigkeiten im Umfang des Partikelbildes größer wird, nimmt die Rundheit einen kleineren Wert an. Nach der Berechnung der Rundheit jedes Partikels wird der Rundheitsbereich von 0,200 bis 1,000 durch 800 geteilt. Es wird dann das arithmetische Mittel der erzielten Rundheiten berechnet, und dieser Wert wird als die mittlere Rundheit angesehen.
-Verfahren zur Messung der Säurezahl von Polyesterharz-
Der Säurewert eines Polyesterharzes wird gemäß JIS K1557-1970 gemessen. Im Einzelnen ist das Messverfahren wie folgt: 2,0 g eines pulverisierten Produkts jeder Probe wird präzise gewogen (W (g)). Die Probe wird in einen 200 ml großen Erlenmeyerkolben gegeben und nach Zugabe von 100 ml einer Mischlösung aus Toluol/Ethanol (2:1) 5 Stunden lang gelöst. Dazu wird eine Phenolphthaleinlösung als Indikator zugegeben. Was 0,1 N KOH betrifft, wird die oben genannte Lösung auch unter Verwendung einer Alkohollösung und einer Bürette titriert. Die Menge dieser KOH-Lösung wird als S (ml) bezeichnet. Es erfolgt eine Blindprobe, und die Menge dieser KOH-Lösung wird als B (ml) bezeichnet.
Die Säurezahl wird gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet: $S \ddot{a} urezahl = [(S - B) \times f \times 5,61] / W$
(f: Faktor der KOH-Lösung)
-Verfahren zur Messung der Menge eines durch Styrol eluierten Bestandteils einer in behandeltem magnetischem Material enthaltenen Silanverbindung-
20 g Styrol und 1,0 g des behandelten magnetischen Materials werden in einer 50 ml großen Glasampulle gemischt. Die Glasampulle wird in einen „KM Shaker“ (Modell: V. SX), hergestellt von Iwaki Industry Co., Ltd., gesetzt. Die Ampulle wird 1 Stunde lang bei einer auf 50 eingestellten Geschwindigkeit geschüttelt, um das Behandlungsmittel von dem behandelten magnetischen Material in Styrol zu eluieren. Dann wird das behandelte magnetische Material von dem Styrol getrennt und gründlich in einem Vakuumtrockner getrocknet.
Unter Verwendung einer Kohlenstoff-/Schwefelanalysevorrichtung EMIA-320 V, hergestellt von HORIBA, Ltd., wird die Menge an Kohlenstoff pro Gewichtseinheit des getrockneten behandelten magnetischen Materials und des behandelten magnetischen Materials vor der Eluierung in Styrol gemessen. Die Eluierungsrate der in dem behandelten magnetischen Material enthaltenen Silanverbindung in Styrol wird unter Verwendung der Mengen an Kohlenstoff vor und nach der Eluierung in Styrol berechnet. In diesem Zusammenhang wird die Menge der für die EMIA-320V Messung gemischten Probe auf 0,20 g eingestellt, und es werden Wolfram und Zinn als Verbrennungsverbesserer verwendet.
Beispiele
Im Folgenden wird die Erfindung genauer unter Bezugnahme auf Herstellungsbeispiele und Beispiele beschrieben. Allerdings soll die Erfindung keineswegs auf diese Beispiele beschränkt sein. In den unten angegebenen Beispielen steht die Einheit „Teil“ in jeder Formulierung für Masseteil.
-Anfertigung des Entwicklertragebauteils-
Unter Bezugnahme auf 5 wird die Anfertigung eines Entwicklertragebauteils 51 beschrieben.
--Synthese eines mit Isocyanat endenden Vorpolymers A-1--
In einem Reaktionsbehälter, dessen Temperatur bei 65°C gehalten wurde, wurden in einer Stickstoffatmosphäre allmählich 100,0 g Butylenadipatpolyol (Handelsname: Nippolan 4010, hergestellt von Nippon Polyurethan Industry Co., Ltd.) tropfenweise zu 33,8 Masseteilen an polymerem MDI (Handelsname: Millionate MR, hergestellt von Nippon Polyurethan Industry Co., Ltd.) zugegeben. Nach Abschluss der tropfenweise Zugabe wurde die Reaktion 2 Stunden lang bei einer Temperatur von 65°C vorgenommen. Das erzielte Reaktionsgemisch wurde auf Zimmertemperatur gekühlt, um ein mit Isocyanat endendes Vorpolymer A-1 mit einem Isocyanatgruppengehalt von 4,3 Masse% zu erzielen.
--Anfertigung Basis--
Für eine Basis 52 wurde auf einer durch Schleifen bearbeiteten, zylinderförmigen Aluminiumröhre mit einem Außendurchmesser von 10 mmϕ (Durchmesser) und einer mittleren Rauheit Ra von 0,2 µm eine Grundierung (Handelsname: DY35-051, hergestellt von Dow Corning Toray Corporation) aufgebacken.
--Anfertigung elastische Walze--

Die so angefertigte Basis 52 wurde in einer Form angeordnet, und in einen in der Form ausgebildeten Hohlraum wurde eine Additionssilikonkautschukzusammensetzung eingespritzt, die durch das Mischen der unten angegebenen Materialien angefertigt wurde.

Flüssigsilikonkautschukmaterial (Handelsname: SE6724A/B, herge Corning Toray Corporation) stellt von Dows	100 Masseteile
Ruß (Handelsname: TOKA BLACK #4300, hergestellt von Tokai Carrbon Co., Ltd.)	15 Masseteile
Siliciumdioxidpulver als Wärmebeständigkeit verleihendes Mittel	0,2 Masseteile
Platinkatalysator	0,1 Masseteile

Anschließend wurde die Form erhitzt, sodass der Silikonkautschuk 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 150°C vulkanisiert und ausgehärtet wurde. Die Basis 52 mit der auf ihrem Umfang ausgebildeten ausgehärteten Silikonkautschukschicht 53 wurde aus der Form entfernt. Dann wurde die Basis weiter 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 180°C erhitzt, um die Aushärtungsreaktion der Silikonkautschukschicht 53 abzuschließen. Auf diese Weise wurde eine elastische Walze D-2 angefertigt, bei der die elastische Silikonkautschukschicht 53 auf dem Außenumfang der Basis 52 mit einer Schichtdicke von 0,5 mm und einem Durchmesser von 11 mm ausgebildet war.
--Anfertigung Oberflächenschicht--

Die unten angegebenen Materialien wurden als Materialien für eine Oberflächenschicht 54 angemischt und gerührt.

mit Isocyanat endendes Vorpolymer A-1	632,8 Masseteile
Pentaerythritol	19,5 Masseteile
Ruß (Handelsname: MA 230, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation)	117,4 Masseteile
Urethanharz-Feinpartikel (Handelsname: Art Pearl C-400, herges Chemical Industrial Co., Ltd.) stellt von Negami	130,5 Masseteile

Als Nächstes wurde der Gesamtfeststoffgehalt durch die Zugabe von MEK (Methylethylketon) auf 30 Masse% eingestellt, um ein Beschichtungsmaterial zur Oberflächenschichtausbildung anzufertigen.
Anschließend wurde die oben angefertigte elastische Walze D-2, wobei ihr kautschukfreier Abschnitt maskiert war, vertikal aufgerichtet und mit 1500 U/min gedreht. Während eine Sprühkanone mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/s abwärts bewegt wurde, wurde darauf das Beschichtungsmaterial aufgebracht. Anschließend wurde die Beschichtungsschicht ausgehärtet und getrocknet, indem sie 20 Minuten lang in einem Heißlufttrocknungsofen bei einer Temperatur von 180°C erhitzt wurde, um ein Entwicklertragebauteil 51 anzufertigen, bei dem auf dem Außenumfang der elastischen Schicht eine Oberflächenschicht mit einer Schichtdicke von 8 µm angeordnet war.
-Herstellungsbeispiel magnetisches Material-
In eine wässrige Eisensulphatlösung wurde bezogen auf die Eisenionen 1,0 Äquivalent einer Natronlauge (die bezogen auf Fe 1 Masse% auf P basierendes Natriumhexametaphosphat enthielt) eingemischt, um eine wässrige Lösung anzufertigen, die Eisenhydroxid enthielt. Während Luft in die wässrige Lösung geblasen wurde, wobei ihr pH-Wert bei 9 gehalten wurde, wurde bei 80°C eine Oxidationsreaktion durchgeführt, um eine Schlammlösung zur Ausbildung von Keimkristallen anzufertigen.
Anschließend wurde zu dieser Schlammlösung bezogen auf die ursprüngliche Menge des Alkali (Natriumbestandteil in der Natronlauge) mit 1,0 Äquivalent eine wässrige Eisensulfatlösung zugegeben. Während Luft in die Schlammlösung geblasen wurde, während ihr pH-Wert bei 8 gehalten wurde, wurde eine Oxidationsreaktion ablaufen gelassen. Bei Beendigung der Oxidationsreaktion wurde der pH-Wert auf 6 eingestellt. Bezogen auf 100 Masseteile magnetisches Eisenoxid wurden 1,5 Masseteile eines Silankopplungsmittels n-C₆H₁₃Si(OCH₃)₃ zugegeben und ausreichend gerührt. Die ausgebildeten hydrophoben Eisenoxidpartikel wurden durch Routineverfahren gewaschen, gefiltert und getrocknet. Nach einer Spaltbehandlung aggregierter Partikel wurde durch eine 5 Stunden lange Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 70°C ein magnetisches Material erzielt.
Das magnetische Material hatte eine mittlere Partikelgröße von 0,25 µm und zeigte in einem Magnetfeld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) eine Sättigungsmagnetisierung und eine Restmagnetisierung von jeweils 67,3 Am²/kg (emu/g) und 4,0 Am²/kg (emu/g).
-Synthese Polyesterharz-

Die unten angegebenen Bestandteile wurden in einen mit einem Kühlrohr, einem Rührer und einem Stickstoffeinlassrohr ausgestatteten Reaktor gegeben und 10 Stunden lang bei 230°C reagieren gelassen, während Wasser, das unter dem Strom von Stickstoffgas erzeugt wurde, ausdestilliert wurde.

EO-(2 Mol)-Addukt von Bisphenol A	350 Masseteile
PO-(2 Mol)-Addukt von Bisphenol A	326 Masseteile
Terephthalsäure	250 Masseteile
Titankatalysator (Titandihydroxybis(triethanolaminat))	2 Masseteile

Anschließend erfolgte unter reduziertem Duck von 5 bis 20 mmHg eine Reaktion. Als die Säurezahl 0,1 mg KOH/g oder weniger erreichte, wurde das Reaktionsprodukt auf 180°C gekühlt. Es wurden dazu 80 Masseteile Trimellitsäureanhydrid zugegeben. Nach einer 2 Stunden langen Reaktion bei Normaldruck unter Verschlussbedingungen wurde das Reaktionsprodukt entnommen, auf Zimmertemperatur gekühlt und dann pulverisiert, um ein Polyesterharz zu erzielen. Das erzielte Harz hatte eine Säurezahl von 8 mg KOH/g.
-Herstellung magnetischer Tonerpartikel-

Zu 720 Teilen ionengetauschtem Wasser wurden 450 Masseteile einer 0,1 mol/l wässrigen Na₃PO₄-Lösung zugegeben, und das Gemisch wurde bei einer Temperatur von 60°C erhitzt. Dann wurden dazu 67,7 Masseteile einer 1,0 mol/l wässrigen CaCl₂-Lösung zugegeben, um ein wässriges Medium zu erzielen, das den Dispersionsstabilisator enthielt.

Styrol	78 Masseteile
n-Butylacrylat	22 Masseteile
Divinylbenzol	0,5 Masseteile
Polyesterharz	3 Masseteile
Negatives Ladungssteuerungsmittel T-77 (hergestellt von Hodogaya Co., Ltd.)Chemical	1 Masseteil
Magnetisches Material	70 Masseteile

Die oben genannte Formulierung wurde unter Verwendung eines Attritors (Nippon Coke & Engineering, Co., Ltd. (vormals Mitsui Miike Machinery Co., Ltd.)) dispergiert und gemischt. Diese Monomerzusammensetzung wurde auf eine Temperatur von 60°C erhitzt. Die unten angegebenen Materialien wurden darin gemischt und gelöst, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung anzufertigen.

Trennmittel (Paraffinwachs (HNP-9, hergestellt von Nippon Seiro Co.,Ltd.)) 15 Masseteile

Polymerisationsinitiator (t-Butylperoxypivalat (25% Toluollösung)) 10 Masseteile
Die polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in das wässrige Medium zugegeben und unter Verwendung eines TK-Homomischers (PRIMIX Corporation (ehemals Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.)) zur Granulierung in einer N₂-Atmosphäre 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 60°C bei 10.000 U/min gerührt. Dann wurde das Gemisch unter Verwendung einer Paddelrührschaufel gerührt und 300 Minuten lang bei einer Reaktionstemperatur von 70°C einer Polymerisationsreaktion unterzogen. Dann wurde die Suspension mit einer Geschwindigkeit von 3°C/min auf Zimmertemperatur abgekühlt. Es wurde dazu Salzsäure zugegeben, um das Dispergiermittel zu lösen, gefolgt von Filtration, Waschen mit Wasser und Trocknen, um magnetische Tonerpartikel 1 zu erzielen. Die magnetischen Tonerpartikel 1 hatten eine gewichtsgemittelte Partikelgröße (D4) von 8,0 µm und eine mittlere Rundheit von 0,975.
-Herstellungsbeispiel 1 Siliciumdioxidfeinpartikel A-
Eine Siliciumdioxidmasse (pyrogenes Siliciumdioxid mit einer anzahlgemittelten Partikelgröße von 10 nm als Primärpartikel) wurde in einen Autoklav mit einem Rührer eingeführt und in einem fluidisierten Zustand unter Rühren bei 200°C erhitzt.
Das Innere des Reaktors wurde mit Stickstoffgas gespült. Der Reaktor wurde verschlossen, und in das Innere des Reaktors wurden bezogen auf 100 Masseteile der Siliciumdioxidmasse 25 Masseteile Hexamethyldisilazan eingesprüht, um das Siliciumdioxid in einem fluidisierten Zustand mit der Silanverbindung zu behandeln. Diese Reaktion wurde 60 Minuten lang fortgesetzt und dann beendet. Nach dem Abschluss der Reaktion wurde der Autoklav von Druck befreit und durch den Stickstoffgasstrom gewaschen, um vom hydrophoben Siliciumdioxid überschüssiges Hexamethyldisilazan und Nebenprodukte zu entfernen.
Während das hydrophobe Siliciumdioxid weiter in dem Reaktor gerührt wurde, wurden in das Innere des Reaktors bezogen auf 100 Masseteile der Siliciumdioxidmasse 10 Masseteile Dimethylsilikonöl (kinematische Viskosität: 100 mm²/s) eingesprüht, wobei das Rühren dann 30 Minuten lang fortgesetzt wurde. Dann wurde die Temperatur unter Rühren auf 300°C angehoben, und das Rühren wurde weiter 2 Stunden lang fortgesetzt. Dann wurden die sich ergebenden Partikel entnommen und einer Spaltbehandlung unterzogen, um Siliciumdioxidfeinpartikel A1 zu erzielen. Die physikalischen Eigenschaften der Siliciumdioxidfeinpartikel A1 sind in Tabelle 1 angegeben.
-Herstellungsbeispiele 2 bis 5 Siliciumdioxidfeinpartikel A-

Es wurden auf die gleiche Weise wie im Herstellungsbeispiel der Siliciumdioxidfeinpartikel A1 Siliciumdioxidfeinpartikel A2 bis A5 erzielt, ausgenommen dass die Partikelgröße des unbehandelten Siliciumdioxids geändert wurde und die Spaltbehandlungsstärke passend eingestellt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Siliciumdioxidfeinpartikel A2 bis A5 sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1

	Anzahlgemittelte Partikelgröße der Primärpartikel [nm]	Spezifische BET-Oberfläche [m²/g]	Wahre Dichte [g/cm³]
Siliciumdioxidfeinpartikel A1	10	120	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel A2	5	200	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel A3	20	60	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel A4	25	50	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel A5	100	20	2,2

-Herstellungsbeispiel 1 Siliciumdioxidfeinpartikel B-
687,9 g Methanol, 42,0 g reines Wasser und 47,1 g 28 Masse% Ammoniakwasser wurden in einen 3 l großen Glasreaktor gegeben und gemischt, der mit einem Rührer, einem Tropftrichter und einem Thermometer ausgestattet war. Die Temperatur der erzielten Lösung wurde auf 35°C eingestellt, und mit dem Rühren begann gleichzeitig die Zugabe von 1100,0 g (7,23 mol) Tetramethoxysilan und 395,2 g 5,4 Masse% Ammoniakwasser. Das Tetramethoxysilan wurde 5 Stunden lang tropfenweise zugegeben, während das Ammoniakwasser 4 Stunden lang tropfenweise zugegeben wurde.
Nach dem Abschluss der tropfenweise Zugabe wurde zur Hydrolyse das Rühren weiter für 0,2 Stunden fortgesetzt, um eine Methanol-Wasser-Dispersion hydrophiler, kugelförmiger Sol-Gel-Siliciumdioxidfeinpartikel zu erzielen. Anschließend wurden am Glasreaktor ein Esteradapter und ein Kühlrohr angebracht, und die Dispersion wurde auf 65°C erhitzt, um Methanol auszudestillieren. Dann wurde zum Rückstand in der gleichen Menge wie die des ausdestillierten Methanols reines Wasser zugegeben. Diese Dispersion wurde unter reduziertem Druck bei 80°C gründlich getrocknet. Die erzielten Siliciumdioxidpartikel wurden in einem Thermostatenbad 10 Minuten lang bei 400°C erhitzt. Das vorstehende Verfahren wurde 20 Mal durchgeführt. Die erzielten Siliciumdioxidfeinpartikel wurden unter Verwendung eines Pulverisierers (hergestellt von Hosokawa Micron Group) einer Spaltbehandlung unterzogen.
Danach wurden 500 g der Siliciumdioxidpartikel in einen 1000 ml großen, mit einem Polytetrafluorethylen-Innenzylinder versehenen, rostfreien Autoklav eingebracht. Das Innere des Autoklav wurde mit Stickstoffgas gespült. Während eine am Autoklav angebrachte Rührschaufel mit 400 U/min gedreht wurde, wurden dann 0,5 g HMDS (Hexamethyldisilazan) und 0,1 g Wasser in einer Zweifluiddüse vernebelt und gleichmäßig auf das Siliciumdioxidpulver gesprüht. Nach 30 Minuten langem Rühren wurde der Autoklav verschlossen und 2 Stunden lang bei 200°C erhitzt. Anschließend wurde unter Erhitzen der Druck in dem System zur Deammonifikation reduziert, um Siliciumdioxidfeinpartikel B1 zu erzielen. Die physikalischen Eigenschaften der Siliciumdioxidfeinpartikel B1 sind in Tabelle 2 angegeben.
-Herstellungsbeispiele 2 bis 5 Siliciumdioxidfeinpartikel B-

Auf die gleiche Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 der Siliciumdioxidfeinpartikel B1 wurden Siliciumdioxidfeinpartikel B2 bis B5 erzielt, ausgenommen dass die Partikelgröße des unbehandelten Siliciumdioxids verändert wurde und die Spaltbehandlungsstärke passend eingestellt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Siliciumdioxidfeinpartikel B2 bis B5 sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2

	Anzahlgemittelte Partikelgröße der Primärpartikel [nm]	Wahre Dichte [g/cm³]
Siliciumdioxidfeinpartikel B1	100	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel B2	150	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel B3	40	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel B4	200	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel B5	50	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel B6	35	2,2
Siliciumdioxidfeinpartikel B7	250	2,2

-Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1-
Die magnetischen Tonerpartikel wurden unter Verwendung der in 3 dargestellten Vorrichtung einer externen Zugabe- und Mischbehandlung unterzogen.
Die in 3 dargestellte Vorrichtung war derart gestaltet, dass: der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 31 130 mm betrug; und das Volumen des Behandlungsraums 39 2,0 × 10^-3 m³ betrug. Die Nennleistung des Antriebsbauteils 38 betrug bei der verwendeten Vorrichtung 5,5 kW, und die Rührbauteile 33 waren wie in 4 dargestellt geformt. Zusätzlich war die Breite d der Überlappung zwischen den Rührbauteilen 33a und den Rührbauteilen 33b in 4 bezogen auf die Maximalbreite D der Rührbauteile 33 auf 0,25 D eingestellt, und der Zwischenraum zwischen den Rührbauteilen 33 in dem Innenumfang des Hauptgehäuses 31 war auf 3,0 mm eingestellt.
In die so gestaltete, in 3 dargestellte Vorrichtung wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel und 0,3 Masseteile der Siliciumdioxidfeinpartikel B1 eingebracht. Nach der Einbringung der magnetischen Tonerpartikel und der Siliciumdioxidfeinpartikel B1, erfolgte ein Vormischen, um die magnetischen Tonerpartikel und die Siliciumdioxidfeinpartikel B1 gleichmäßig zu mischen. Die Bedingungen für dieses Vormischen gingen mit einer auf 0,10 W/g eingestellten Leistung des Antriebsbauteils 38 (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 38: 150 U/min) und einer auf 1 Minute eingestellten Behandlungszeit einher. Nach der Beendigung des Vormischens erfolgte die externe Zugabe- und Mischbehandlung. Die Bedingungen für die externe Zugabe- und Mischbehandlung gingen mit Folgendem einher: Einstellen der Umfangsgeschwindigkeit der Rührbauteile 33 an ihren äußersten Endabschnitten, sodass die Leistung des Antriebsbauteils 38 auf den konstanten Wert von 0,30 W/g eingestellt war (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 38: 1300 U/min); und eine auf 5 Minuten eingestellte Behandlungszeit.
Danach wurden dazu außerdem 0,90 Masseteile der Siliciumdioxidfeinpartikel A1 zugegeben, und es erfolgte ein Vormischen, um die Siliciumdioxidfeinpartikel A1 gleichmäßig zu mischen. Die Bedingungen für dieses Vormischen gingen mit einer auf 0,10 W/g eingestellten Leistung des Antriebsbauteils 38 (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 38: 150 U/min) und einer auf 1 Minute eingestellten Behandlungszeit einher. Nach dem Abschluss des Vormischens erfolgte die externe Zugabe- und Mischbehandlung. Die Bedingungen für die externe Zugabe- und Mischbehandlung gingen mit Folgendem einher: Einstellen der Umfangsgeschwindigkeit der Rührbauteile 33 an ihren äußersten Endabschnitten, sodass die Leistung des Antriebsbauteils 38 auf den konstanten Wert von 0,30 W/g eingestellt war (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 38: 1250 U/min); und eine auf 5 Minuten eingestellte Behandlungszeit.
Nach der externen Zugabe- und Mischbehandlung wurden grobe Partikel usw. unter Verwendung eines kreisförmigen Vibrationssiebs entfernt, das mit einem Sieb ausgestattet war, das einen Durchmesser von 500 mm und eine Öffnung von 75 µm hatte, um einen Toner 1 zu erzielen. Der Toner 1 wurde vergrößert unter einem Rasterelektronenmikroskop untersucht, um das Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln zu Primärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B auf der Oberfläche der Tonerpartikel zu messen. Infolgedessen betrug das Häufigkeitsverhältnis 10 Anzahl%. Die externen Zugabebedingungen für den Toner 1 sind in Tabelle 3 angegeben. Seine physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 4 angegeben.
-Herstellungsbeispiele magnetische Toner 2 bis 27 und magnetische Vergleichstoner 1 bis 10-
Auf die gleiche Weise wie im Herstellungsbeispiel des magnetischen Toners 1 wurden magnetische Toner 2 bis 27 und magnetische Vergleichstoner 1 bis 10 hergestellt, ausgenommen dass die Art und die Anzahl an Teilen der zugegebenen externen Zusatzstoffe, die magnetischen Tonerpartikel, die externe Zugabevorrichtung und die externen Zugabebedingungen wie in den Tabellen 3-1 und 3-2 angegeben geändert wurden. Die externen Zugabebedingungen für die erzielten magnetischen Toner 2 bis 27 und die magnetischen Vergleichstoner 1 bis 10 sind in den Tabellen 3-1 und 3-2 angegeben. Die physikalischen Eigenschaften der erzielten magnetischen Toner 2 bis 27 und der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 10 sind in der Tabelle 4 angegeben.

Im Fall der Verwendung eines Henschel-Mischers als externe Zugabevorrichtung war der verwendete Henschel-Mischer ein FM10C (Nippon Coke & Engineering. Co., Ltd. (ehemals Mitsui Miike Machinery Co., Ltd.)). In einigen dieser Herstellungsbeispiele wurde der Vormischschritt nicht durchgeführt. Tabelle 3-1

Magnetischer Toner	Magnetische Tonerpartikel	Externe Zugabevorrichtung fürerstre Stufe	Vormischbedingungen für erste Stufe	Externe Zugabebedingungen für erste Stufe		Externe Zugabevorrichtung für zweite Stufe	Vormischbedingungen für zweite Stufe	Externe Zugabebedigungungen für zweite Stufe
Magnetischer Toner	Magnetische Tonerpartikel	Externe Zugabevorrichtung fürerstre Stufe	Vormischbedingungen für erste Stufe	Artan Siliciumdioxidfeinpartikeln (zugegebene Menge [Masseteile])	Externe Zugabebedingungen erste Stufe	Externe Zugabevorrichtung für zweite Stufe	Vormischbedingungen für zweite Stufe	Art an Siliciumdioxidfeinpartikeln (Zugabemenge [Masseteile])	Externe Zugabebedingungen zweite Stufe
1	1	4	0,10 W/g (150 U/min} 1 mm	B1 (0,30)	0,30W/g (1200U/min)·5min	4	0,10 W/g (150 U/min}·1 min	A1 (0,90)	0.30W/g (1200U/min)·5min
2	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,90)	0.30W/g (1200U/min)·5min
3	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,90)	0.30 W/g(1200 U/min} · 4min
4	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,90)	0.30 W/g(1200U/min}3 min
5	1	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	B1 (0,30)	0,30W/g(1200U/min}·5min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,70)	0.30W/g (120 U/min} · 10 min
6	1	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	B1 (0,30)	0,30W/g(1200U/min}·5min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,60)	0.30W/g(120 U/min)· 10 min
7	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,10)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,90)	0.30W/g (1200U/min)·5min
8	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,50)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,90)	0.30 W/g (121 X)U/min}5 min
9	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,05)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,90)	0.30W/g (1200U/min)·5min
10	1	HM	500 U/min · 1 min	B1 (0,60)	4000U/min · 6min	4	0,10W/g (150 U/min)· 1 min	A1 (0,90)	0.30W/g(1200 U/min} ·5 min
11	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,50)	0.30W/g (1200 U/min}·5 min
12	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10W/g(150U/min)·1 min	A1 (1,50)	0.30W/g (1200U/min)·5min
13	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,40)	0.30 W/g (121 X)U/min}5 min
14	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,40)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (1,55)	0.30W/g (1200U/min)·5min
15	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,10)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,50)	0.30 W/g (121 X)U/min}5 min
16	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,50)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (1,50)	0.30W/g (1200U/min)·5min
17	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,05)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,40)	0.30 W/g (121 X)U/min}5 min
18	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,90)	0.30 W/g(1200U/min}·4 min
19	1	HM	Keine	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	Keine	A1 (0,90)	0.30W/g (1200 U/min}·4 min
20	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,55)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (1,55)	0.30 W/g (121 X)U/min}5 min
21	1	HM	500 U/min · 1 min	B1 (0,05)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	A1 (0,40)	0.30 W/g(1200 U/min}· 4 min
22	1	4	0,10 W/g (150 U/min}· 1min	B2 (0,30)	0,50W/g(2000U/min) ·10min	4	0,10 W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (0,90)	0.30 W/g(1200U/min)·5 min
23	1	HM	500 U/min · 1 min	B2 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (0,90)	0.30 W/g(1200U/min)· 3 min
24	1	HM	500U/min·1 min	B3 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (0,90)	0.30W/g (1200U/min)·5min
25	1	HM	500 U/min · 1 min	B4 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g (150 U/min)· 1 min	A1 (0,90)	0.30W/g(1200 U/mim) · 5 min
26	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,30)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g(150 U/min)· 1 min	A2 (0,60)	0.30W/g (1200 U/min)· 5 min
27	1	HM	500U/min · 1min	B1 (0,50)	4000U/min · 6min	4	0,10 W/g(150 U/min)· 1 min	A3 (1,20)	0.30 W/g (1200 U/min) · 5 min

Externe Zugabevorrichtung: „4“ bedeutet die „in 4 dargestellte Vorrichtung“, und „HM“ stellt einen „Henschel-Mischer“ dar. Tabelle 3-2

Magnetischer Vergleichstoner	Magnetische Tonapartikel	Externe Zugebavorrichtung für erste Stufe	Vormischbedingungenfür erste Stufe	Externe Zugabebedigungen für erste Stufe		Externe Zugabevorrichtung für zweite Stufe	Vormischbedingungen für zweite Stufe	Externe Zugabebedingungen für zweite Stufe
Magnetischer Vergleichstoner	Magnetische Tonapartikel	Externe Zugebavorrichtung für erste Stufe	Vormischbedingungenfür erste Stufe	Artan Siliciumdioxidfeinapartikeln (zugegebene Menge [Masseteile])	Externe Zugabebedingungen erste Stufe	Externe Zugabevorrichtung für zweite Stufe	Vormischbedingungen für zweite Stufe	Art an Siliciumdioxidfeinparitkeln (Zugabemenge [Masseteile])	Externe Zugabebedingungen zweite Stufe
1	1	HM	500 U/min · 1 min	B1 (0,05)	4000U/min · 6min	HM	500 U/min · 1 min	A1 (0,40)	4000U/min · 6min
2	1	HM	500U/min·1 min	B1 (0,55)	4000U/min · 6min	4	0,10W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (1,60)	0.50 W/g (2000 U/min) · 5 min
3	1	4	0.10 W/g(150 U/min) · 1 min	B2 (0,30)	0.50 W/g (2000 U/min)· 15 min	4	0,10W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (0,90)	0.30W/g (1200U/min)·5min
4	1	Keine	Keine	Keine	Keine	4	0,10W/g(150 U/min)· 1 nm	B2 (0,30) A1 (0,90)	0.30W/g(1200 U/min) · 3 min
5	1	HM	500U/min·1 min	B5 (0,50)	4000U/min · 6min	4	0,10W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (0,70)	0.30W/g(1200 U/min) · 5 min
6	1	HM	500U/min·1 min	B6 (0,50)	4000U/min · 6min	4	0,10W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (0,70)	0.30W/g (1200U/min)·5min
7	1	HM	500U/min·1 min	B7 (0,50)	4000U/min · 6min	4	0,10W/g(150 U/min)· 1 min	A1 (0,70)	0.30W/g(1200 U/min) · 5 min
8	1	HM	500U/min·1 min	A5 (0,50)	4000U/min · 6min	4	0,10W/g(150 U/min)· 1 min	A4 (1,40)	0.30W/g (1200U/min)·5min
9	1	Keine	Keine	Keine	Keine	4	0,10 W/g (150 U/min) · 1 min	A3 (1,20)	0.30 W/g (1200 U/min)· 5min
10	1	HM	500U/min·1 min	B1 (2,00)	4000U/min · 6min	4	Keine	Keine	0.30W/g(1200 U/min) · 5 min

Externe Zugabevorrichtung: „4“ bedeutet die „in 4 dargestellte Vorrichtung“, und „HM“ stellt einen „Henschel-Mischer“ dar. Tabelle 4

Magnetischer Toner	Magnetische Tonerpartikel	D4 (µm)	Mittlere Rundheit	Abdeckungsverhältnis X1 (Flächen %)	Ausbreitungsindex (X1/X2)	Untergrenze Ausbreitungsindex (-0,0042 × X1+0,62)	Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B (Anzahl %)	Isolationsgrad der Siliciumdioxidfeinpartikel (%)	Gesamtenagie mJ/(g/ml)
1	1	8,0	0,975	62	0,443	0,360	10	5	280
2	1	8,0	0,975	60	0,429	0,368	10	5	300
3	1	8,0	0,975	60	0,429	0,368	35	30	310
4	1	8,0	0,975	60	0,429	0,368	38	35	310
5	1	8,0	0,975	56	0,510	0,385	8	3	355
6	1	8,0	0,975	52	0,549	0,402	8	3	360
7	1	8,0	0,975	59	0,431	0,372	10	5	300
8	1	8,0	0,975	65	0,455	0,347	10	8	290
9	1	8,0	0,975	59	0,434	0,372	10	5	305
10	1	8,0	0,975	65	0,450	0,347	10	8	295
11	1	8,0	0,975	47	0,590	0,423	10	5	340
12	1	8,0	0,975	73	0,317	0,313	10	8	290
13	1	8,0	0,975	43	0,665	0,439	10	5	350
14	1	8,0	0,975	74	0,310	0,309	10	8	290
15	1	8,0	0,975	50	0,652	0,410	10	5	350
26	1	8,0	0,975	74	0,318	0,309	10	8	290
17	1	8,0	0,975	42	0,690	0,444	10	5	360
18	1	8,0	0,975	55	0,393	0,389	10	8	330
19	1	8,0	0,975	52	0,372	0,402	10	8	335
20	1	8,0	0,975	75	0,311	0,305	10	10	290
21	1	8,0	0,975	40	0,657	0,452	10	5	280
22	1	8,0	0,975	60	0,434	0,368	5	3	315
23	1	8,0	0,975	60	0,434	0,368	40	35	310
24	1	8,0	0,975	65	0,443	0,347	10	3	290
25	1	8,0	0,975	60	0,436	0,368	7	8	290
26	1	8,0	0,975	60	0,324	0,368	10	5	300
27	1	8,0	0,975	50	0,512	0,410	10	5	360
Vergleich 1	1	8,0	0,975	35	0,575	0,473	10	5	370
Vergleich 2	1	8,0	0,975	80	0,321	0,284	10	10	290
Vergleich 3	1	8,0	0,975	60	0,434	0,368	3	3	315
Vergleich 4	1	8,0	0,975	60	0,416	0,368	45	35	310
Vergleich 5	1	8,0	0,975	60	0,473	0,368	10	5	290
Vergleich 6	1	8,0	0,975	60	0,532	0,368	10	5	300
Vergleich 7	1	8,0	0,975	60	0,532	0,368	10	5	360
Vergleich 8	1	8,0	0,975	60	0,654	0,368	10	5	280
Vergleich 9	1	8,0	0,975	45	0,249	0,431	-	5	400
Vergleich 10	1	8,0	0,975	10	0,333	0,578	10	5	280

-Beispiel 1-
Bei der unten beschriebenen Beurteilung wurde der magnetische Toner 1 verwendet. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
--Bilderzeugungsvorrichtung--
Es wurde ein Drucker LBP3100, hergestellt von Canon Inc., zur Verwendung bei einer Bildausgabebeurteilung angepasst. Im Einzelnen wurde der Drucker derart angepasst, dass sich das Entwicklertragebauteil, wie in den 1A und 1B dargestellt ist, mit dem elektrostatischen Latentbildtragebauteil in Kontakt befand. Der Kontaktdruck wurde derart eingestellt, dass die Kontaktfläche zwischen dem Entwicklertragebauteil und dem elektrostatischen Latentbildtragebauteil 1,0 mm betrug. Diese Anpassung erzeugt sehr strenge Beurteilungsbedingungen in Bezug auf Schatten, da ein Tonerzuführbauteil fehlt; somit kann Toner auf dem Entwicklungstragebauteil nicht abgeschabt werden. Außerdem erzeugt diese Anpassung auf einer Trommel nach der Entwicklung eines schwarzen Bildes strenge Beurteilungsbedingungen bezüglich Schleiern, da das Tonerzuführbauteil fehlt.
50 g des magnetischen Toners 1 wurden in die so angepasste Entwicklungsvorrichtung eingebracht, und die Entwicklungsvorrichtung wurde unter Verwendung des Entwicklertragebauteils 51 hergerichtet. Die hergerichtete Entwicklungsvorrichtung wurde dazu verwendet, 1500 Bilder in einer Umgebung mit geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit (Temperatur von 15°C und relative Feuchtigkeit von 10% RH) auszugeben. Der Bildausgabeversuch erfolgte in einem intermittierenden Querlinienmodus mit 1% Abdeckungsrate für die Bilder.
Infolgedessen wurden in der Umgebung mit geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit erfolgreich günstige Bilder ohne Schattenbildung erzielt. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
Unten werden jedes Beurteilungsverfahren, das bei den erfindungsgemäßen Beispielen und den Vergleichsbeispielen durchgeführt wurde, sowie ihre Kriterien beschrieben.
-Bilddichte-
Für die Bilddichte wurde ein durchgängiges Bild erzeugt, und die Dichte dieses durchgängigen Bildes wurde unter Verwendung eines Macbeth-Reflexionsdensitometers (hergestellt von Macbeth Corporation) gemessen. Die Reflexionsdichten eines durchgängigen Bildes bei anfänglicher Nutzung (Beurteilung 1) und nach dem Drucken von 4000 Blättern (Beurteilung 2) wurden gemäß den folgenden Kriterien beurteilt:

A: hervorragend (1,46 oder mehr)
B: gut (1,41 oder mehr und 1,45 oder weniger)
C: mittelmäßig (1,36 oder mehr und 1,40 oder weniger)
D: schlecht (1,35 oder weniger)

-Schatten-
Auf der vorderen Hälfte eines Übertragungspapiers wurden mehrere 10 mm × 10 mm große durchgängige Bilder erzeugt, und auf der hinteren Hälfte des Übertragungspapiers wurden Halbtonbilder mit zwei Punkten und drei Leerstellen erzeugt. Visuell wurde der Grad einer Spur der durchgängigen Bilder auf den Halbtonbildern bestimmt.

A: keine Schattenbildung
B: sehr leichte Schattenbildung
C: leichte Schattenbildung
D: deutliche Schattenbildung

-Schleier auf Trommel nach Entwicklung von schwarzem Bild-
Die Schleierbildung wurden unter Verwendung eines REFLECTMETER MODEL TC-6DS, hergestellt von Tokyo Denshoku Co., Ltd. untersucht. Der verwendete Filter war ein grüner Filter. Vor der Übertragung eines durchgängigen schwarzen Bildes wurde ein Stück Mylar-Band auf die Trommel geklebt, und es wurden die Schleierbildung auf der Trommel nach der Entwicklung eines schwarzen Bildes berechnet, indem die Macbeth-Konzentration des Mylar-Bands auf unbenutztem Papier von dem Reflexionsvermögen auf dem mit dem Mylar-Band beklebten Papier subtrahiert wurde.
Schleier (%) - Reflexionsvermögen (%) auf normalem Papier - Reflexionsvermögen (%) des bildfreien Abschnitts der Probe

A: 5% oder weniger
B: 6% oder mehr und 10% oder weniger
C: 11% oder mehr und 21% oder weniger
D: 21% oder mehr

-Beispiele 2 bis 27 und Vergleichsbeispiele 1 bis 10-

Die Tonerbeurteilung wurde unter Verwendung der magnetischen Toner 2 bis 27 und der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 10 als magnetische Tonerproben unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Tabelle 5

		Bilddichte		Schatten		Schleier auf Trommel nach Entwicklung schwarzes Bild
		Ursprünglich	Nach Ausgabe von 1500 Bildern	Ursprünglich	Nach Ausgabe von 1500 Bildern	Ursprünglich (%)	Nach Ausgabe von 1500 Bildern (%)
Beispiel 1	Magnetischer Toner 1	A(1,52)	A(1,51)	A	A	1	2
Beispiel	Magnetischer Toner 2	A(1,51)	A(1,48)	A	A	2	3
Beispiel	Magnehscher Toner 3	A(1,50)	B(1,45)	A	B	3	5
Beispiel	Magnetischer Toner 4	B(1,45)	B(1,42)	A	B	4	7
Beispiel 5	Magnetischer Toner 5	B(1,44)	B(1,41)	B	B	7	10
Beispiel 6	Magnetischer Toner 6	B(1,45)	B(1,43)	B	C	10	14
Beispiel	Magnetischer Toner 7	A(1,52)	C(1,38)	A	C	6	15
Beispiel 8	MagnehscherToner8	B(1,44)	B(1,42)	B	B	11	14
Beispiel	Magnetischer Toner 9	A(1,50)	C(1,37)	B	C	8	17
Beispiel 10	Magnetischer Toner 10	B(1,44)	B(1,41)	B	B	14	16
Beispiel 11	Magnetischer Toner 11	A(1,52)	C(1,38)	B	C	6	17
Beispiel 12	MagnehscherToner 12	B(1,44)	B(1,41)	B	C	6	17
Baspiel 13	MagnehscherToner 13	B(1,44)	C(1,37)	B	C	9	18
Baspiel 14	MagnehscherToner 14	B(1,44)	B(1,41)	C	C	14	15
Beispiel 15	MagnehscherToner 15	B(1,44)	C(1,36)	B	C	8	19
Beispiel 16	Magnetischer Toner 16	C(1,38)	C(1,36)	C	C	15	17
Baspiel 17	MagnehscherToner 17	C(1,38)	C(1,36)	C	C	10	20
Beispiel 18	MagnehscherToner 18	C(1,40)	C(1,36)	C	C	15	18
Beispiel 19	Magnetischer Toner 19	C(1,39)	C(1,37)	C	C	16	20
Beispiel 20	MagnehscherToner 20	B(1,41)	C(1,36)	C	C	16	17
Beispiel 21	Magnetischer Toner 21	C(1,40)	C(1,36)	C	C	17	20
Beispiel 22	MagnehscherToner 22	B(1,45)	B(1,42)	B	C	4	14
Beispiel 23	Magnetischer Toner 23	B(1,44)	C(1,36)	C	C	15	18
Beispiel 24	MagnehscherToner24	A(1,52)	C(1,38)	A	C	5	17
Beispiel 25	Magnetischer Toner 25	B(1,44)	C(1,37)	B	C	8	17
Beispiel 26	MagnehscherToner 26	A(1,52)	C(1,38)	A	C	8	19
Beispiel 27	MagnehscherToner 27	C(1,38)	C(1,36)	C	C	15	20
Vergleichsbeispiel 1	Magn. Vargleichstoner 1	C(1,40)	D(133)	C	D	14	27
Vergleichsbeispiel 2	Magn Vergleichstoner '2	C(1,38)	D(1,34)	C	C	19	22
Vergeleichsbeispiel 3	Magn Vergleichstoner 3	C(1,40)	D(134)	B	D	9	17
Vergleichsbeispiel 4	Magn Vergleichstoner4	B(1,44)	D(1,31)	C	D	18	22
Vergleichsbeispiel 5	Magn. Vergleichstoner 5	B(1,45)	D(1,30)	B	D	9	21
Vergleichsbeispiel 6	Magn Vergleichstoner 6	C(1,38)	C(1,38)	C	C	10	22
Vergleichsbeispiel 7	Magn Vergleichstoner7	D(1,33)	D(1,33)	D	D	22	32
Verglecisbeispiel 8	Magn Vergleichstoner8	C(1,38)	D(1,30)	C	D	18	26
Vagteichsbeispiel 9	Magn Vergleichstoner9	C(1,36)	D(1,25)	C	D	19	28
Vergleichsbeispiel 10	Magn. Vergleichstoner 10	D(1,10)	D(1,05)	D	D	30	38

Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben, doch versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten exemplarischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche kommt die breiteste Interpretation zu, sodass alle möglichen Abwandlungen und äquivalente Aufbauformen und Funktionen umfasst sind.
Es soll ein magnetischer Toner zur Verfügung gestellt werden, der bei Dauernutzung eine stabile Bilddichte erzeugt und Schattenbildung unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit verhindern kann. Die Erfindung sieht einen magnetischen Toner vor, der magnetische Tonerpartikel, die jeweils ein Bindemittelharz, ein magnetisches Material und ein Trennmittel enthalten, und Siliciumdioxidfeinpartikel umfasst, wobei die Siliciumdioxidfeinpartikel Siliciumdioxidfeinpartikel A und B umfassen, die Siliciumdioxidfeinpartikel A eine anzahlgemittelte Partikelgröße von 5 - 20 nm als Primärpartikel haben, die Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt sind und eine anzahlgemittelte Partikelgröße von 40 - 200 nm als Primärpartikel haben, ein Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B 5-40 Anzahl% beträgt und ein Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln, das durch ESCA bestimmt wird, 40,0-75,0 Flächen% beträgt.

Claims

Magnetischer Toner mit magnetischen Tonerpartikeln, die jeweils ein Bindemittelharz, ein magnetisches Material und ein Trennmittel enthalten, und Siliciumdioxidfeinpartikeln, die auf den Oberflächen der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, wobei die Siliciumdioxidfeinpartikel Siliciumdioxidfeinpartikel A und Siliciumdioxidfeinpartikel B umfassen, die Siliciumdioxidfeinpartikel A eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 5 nm oder mehr und 20 nm oder weniger als Primärpartikel haben, die Siliciumdioxidfeinpartikel B durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt sind und eine anzahlgemittelte Partikelgröße (D1) von 40 nm oder mehr und 200 nm oder weniger als Primärpartikel haben, und ein Abdeckungsverhältnis X1 der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln, das durch Röntgenfotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt wird, 40,0 Flächen% oder mehr und 75,0 Flächen% oder weniger beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Häufigkeitsverhältnis von Sekundärpartikeln der Siliciumdioxidfeinpartikel B 5 Anzahl% oder mehr und 40 Anzahl% oder weniger beträgt.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1, wobei, wenn ein theoretisches Abdeckungsverhältnis der Oberfläche des magnetischen Toners mit den Siliciumdioxidfeinpartikeln als X2 definiert wird, ein durch den folgenden Ausdruck 1 dargestellter Ausbreitungsindex den folgenden Ausdruck 2 erfüllt: $Ausbreitungsindex = X 1 / X 2$
$Ausbreitungsindex \geq - 0,0042 \times X 1 + 0,62.$
Magnetischer Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei bezogen auf 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel eine Gesamtmenge der Siliciumdioxidfeinpartikel 0,6 Masseteile oder mehr und 2,0 Masseteile oder weniger beträgt, eine Menge der Siliciumdioxidfeinpartikel A 0,5 Masseteile oder mehr und 1,5 Masseteile oder weniger beträgt und eine Menge der Siliciumdioxidfeinpartikel B 0,1 Masseteile oder mehr und 0,5 Masseteile oder weniger beträgt.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der magnetische Toner eine Gesamtenergie von 280 mJ/(g/ml) oder mehr und 355 mJ/(g/ml) oder weniger hat.