DE112012005504T5

DE112012005504T5 - Magnetischer Toner

Info

Publication number: DE112012005504T5
Application number: DE112012005504.7T
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Hasegawa Yusuke; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Dojo Tadashi; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Magome Michihisa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN104024948A; US20140302433A1; DE112012005504B4; KR20140107525A; US9454096B2; TW201331727A; WO2013100183A1; JP5367150B2; CN104024948B; MY185133A; BR112014012555A2; JP2013152460A; TWI456364B; RU2566746C1

Abstract

Ein magnetischer Toner enthält magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, enthalten, wobei die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandenen anorganischen Feinteilchen Metalloxidfeinteilchen enthalten, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliciumoxidfeinteilchen enthalten und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliciumoxidfeinteilchen wenigstens 85 Masse-% bezogen auf die Gesamtmasse der Siliciumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen ist, wobei, wenn eine Deckungsquote A (%) eine Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, und eine Deckungsquote B (%) eine Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, der magnetische Toner eine Deckungsquote A und eine Deckungsquote B/Deckungsquote A in vorgeschriebenen Bereichen aufweist, wobei der magnetische Toner eine dielektrische Konstante ε' und einen dielektrischen Verlust in vorgeschriebenen Bereichen aufweist.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner für die Verwendung in, zum Beispiel, elektrophotographischen Verfahren, elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren und magnetischen Aufzeichnungsverfahren.
[Stand der Technik]
Bilderzeugungsgeräte, z. B. Kopierer und Drucker, erfuhren in den vergangenen Jahren eine steigende Diversifikation in ihren beabsichtigten Anwendungen und Verwendungsumgebungen als auch die Forderung nach zusätzlichen Verbesserungen in Geschwindigkeit, Bildqualität und Stabilität. Zum Beispiel wurden Drucker, welche vorher hauptsächlich in Büroumgebungen verwendet wurden, ebenfalls in rauen Umgebungen in Betrieb genommen, und die Erzeugung von stabilen Bildern selbst unter diesen Umständen wurde kritisch.
Kopierer und Drucker wurden ebenfalls einer Vorrichtungsverkleinerung und Verbesserung in der Energieeffizienz unterzogen, und in diesem Zusammenhang werden magnetische Einkomponentenentwicklersysteme, die einen vorteilhaften magnetischen Toner verwenden, bevorzugt verwendet.
In einem magnetischen Einkomponentenentwicklersystem wird die Entwicklung durch Transportieren eines magnetischen Toners in die Entwicklungszone unter Verwendung eines einen Toner tragenden Bauteils (im Folgenden wird darauf als eine Entwicklungshülse Bezug genommen), das in seinem Inneren Einrichtungen für die Erzeugung eines magnetischen Feldes aufgenommen hat, z. B. eine magnetische Walze. Zusätzlich wird dem magnetischen Toner hauptsächlich durch triboelektrische Ladung bedingt durch Reibung zwischen dem magnetischen Toner und einem triboelektrische Ladung verleihenden Bauteil, z. B. der Entwicklungshülse, eine Ladung verliehen. Die Verringerung der Größe der Entwicklungshülse ist eine wichtige Technologie insbesondere vom Standpunkt der Verringerung der Größe der Vorrichtung.
Wenn, zum Beispiel, die Rohmaterialien in dem magnetischen Toner nicht befriedigend dispergiert sind oder während der Verwendung in einer rauen Umgebung, kann diese triboelektrische Ladung nicht gleichmäßig verlaufen und der magnetische Toner kann dann ungleichmäßig geladen werden. Als ein Ergebnis kann eine Entwicklung auftreten, in welcher nur ein Abschnitt des magnetischen Toners übermäßig aufgeladen ist, sogenanntes Aufladen („charge-up”), und verschiedene Bilddefekte können dann auftreten.
Insbesondere, wenn die Entwicklungshülse wie vorher erwähnt in der Größe verringert wurde, wird die Entwicklungszone des Entwicklungsspaltbereichs verringert, und der Flug des magnetischen Toners von der Entwicklungshülse wird erschwert. Als eine Konsequenz neigt ein Teil des magnetischen Toners dazu, auf der Entwicklungshülse zu verbleiben und eine Tendenz zu einer größeren Ladungsinstabilität setzt ein.
Zum Beispiel kann eine Verringerung in der Bilddichte auftreten, wenn ein übermäßig geladener („charged-up”) Toner auf der Entwicklungshülse verbleibt, während ein Bilddefekt, wie etwa Schleierbildung, in den Nichtbildbereichen verursacht werden kann, wenn die Tonerladung ungleichmäßig ist. Außerdem kann, in dem Fall der Verwendung nach zeitweiser Stilllegung, die Schmelzadhäsion durch den Toner an das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil in dem Auftreten von Kontaktbereichen zwischen dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteil und einem Bauteil führen, wie etwa dem Reinigungsblatt, das in Kontakt mit dem ein elektrostatisches Bild tragenden Bauteil kommt, und Bilddefekte, sogenannte „Streifen” („Streifen”) können dann bei jedem Rotationszeitabschnitt des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteils erzeugt werden.
Um diesen Problemen entgegenzutreten, wurde eine große Anzahl von Techniken für die Steuerung der dielektrischen Eigenschaften eingeführt – welche eine Anzeige für den Zustand der Dispersion des magnetischen Körpers in einem magnetischen Toner sind – um die mit den Änderungen in der Umgebung verbundenen Schwankungen in der Entwicklungsleistung zu stabilisieren.
Zum Beispiel wird in der Patentliteratur 1 der Versuch unternommen, die Schwankungen in der Tonerladungsleistung verbunden mit den Umweltschwankungen durch Einstellung des dielektrischen Verlusttangens (tanδ) in Hochtemperatur- und Normaltemperaturzonen zu steuern.
Während tatsächlich eine bestimmte Wirkung unter bestimmten Bedingungen erhalten wird, wird insbesondere ein hoher Grad an Rohmaterialdispersionsfähigkeit bei einem hohen magnetischen Körpergehalt nicht angemessen angesprochen, und es gibt nach wie vor Raum für die Verbesserung insbesondere vom Standpunkt der Streifen.
Zusätzlich offenbart Patentliteratur 2 einen Toner, in welchem das Verhältnis zwischen dem Sättigungswassergehalt HL unter Niedertemperatur-, Niederluftfeuchtigkeitsbedingungen und dem Sättigungswassergehalt HH unter Hochtemperatur-, Hochluftfeuchtigkeitsbedingungen in einen vorgeschriebenen Bereich gebracht wurde, um die Umweltschwankungen in dem Toner zu hemmen.
Durch Steuerung des Wassergehalts in der angegebenen Art und Weise wird tatsächlich eine bestimmte Wirkung unter bestimmten vorgeschriebenen Bedingungen für die Bilddichtereproduzierbarkeit und das Übertragungsverhalten erhalten. Jedoch wird insbesondere die Ladungsstabilität nicht für den Fall angesprochen, in welchem der magnetische Körper in einer Menge eingebracht wurde, die der Verwendung als ein Farbstoff entspricht, und ist unangemessen für den Erhalt der Wirkungen der vorliegenden Erfindung.
Andererseits wurden Toner offenbart, welche sich insbesondere auf die Freisetzung externer Zusatzstoffe konzentrierten, um die mit externen Zusatzstoffen verbundenen Probleme zu lösen (siehe Patentliteraturen 3 und 4). Die Ladungsstabilität der magnetischen Toner wird in diesen Fällen wieder nicht angemessen angesprochen.
Außerdem lehrt die Patentliteratur 5 die Stabilisierung der Entwicklungsübertragungsschritte durch Steuerung der Gesamtdeckungsquote bzw. des Gesamtdeckungsverhältnisses der Tonergrundteilchen durch die externen Zusatzstoffe, und tatsächlich wird eine bestimmte Wirkung durch Steuerung der theoretischen Deckungsquote durch Berechnung für ein bestimmtes vorgeschriebenes Tonergrundteilchen bereitgestellt. Jedoch kann der tatsächliche Zustand der Bindung durch externe Zusatzstoffe von dem berechneten Wert abweichen, der annimmt, dass der Toner kugelförmig ist, und insbesondere für magnetische Toner wurde gezeigt, dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung ohne Steuerung des tatsächlichen Zustands der externen Zusatzstoffbindung insgesamt unbefriedigend ist.
[Zitatliste]
[Patentliteratur]

[PTL 1] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2005-134751
[PTL 2] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2009-229785
[PTL 3] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2001-117267
[PTL 4] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 3812890
[PTL 5] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2007-293043

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Probleme]
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist einen magnetischen Toner bereitzustellen, der die vorher identifizierten Probleme lösen kann.
Spezifisch ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen magnetischen Toner bereitzustellen, der eine stabile Bilddichte in Unabhängigkeit von einer Verwendungsumgebung erzielen kann, und der das Auftreten von Schleierbildung und Streifen vermeiden kann.
[Lösung des Problems]
Die Erfinder entdeckten, dass die Probleme durch Festlegen des Verhältnisses zwischen der Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen und der Deckungsquote der magnetischen Tonerteilchenoberfläche durch anorganische Feinteilchen, die an der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind und durch Festlegen der dielektrischen Eigenschaften des magnetischen Toners gelöst werden können. Die vorliegende Erfindung erfolgte auf der Grundlage dieser Entdeckung.
Daher wird die vorliegende Erfindung wie folgt beschrieben:
ein magnetischer Toner, der magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen und auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandene anorganische Feinteilchen umfasst, wobei
die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandenen anorganischen Feinteilchen Metalloxidfeinteilchen umfassen, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliciumoxidfeinteilchen enthalten und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliciumoxidfeinteilchen wenigstens 85 Masse-% bezogen auf die gesamte Masse der Siliciumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen ist;
wenn eine Deckungsquote A (%) eine Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, und eine Deckungsquote B (%) eine Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, der magnetische Toner eine Deckungsquote A von wenigstens 45,0% und nicht mehr als 70,0% und ein Verhältnis [Deckungsquote B/Deckungsquote A] der Deckungsquote B zu der Deckungsquote A von wenigstens 0,50 und nicht mehr als 0,85 aufweist, und wobei
der magnetische Toner eine dielektrische Konstante ε' bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 30°C von wenigstens 30,0 pF/m und nicht mehr als 40,0 pF/m aufweist und einen dielektrischen Verlusttangens (tanδ) von nicht mehr als 9,0 × 10^–3 aufweist.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung kann einen magnetischen Toner bereitstellen, der unabhängig von der Verwendungsumgebung eine stabile Bilddichte erzielt und das Auftreten von Schleierbildung und Streifen vermeiden kann.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Teilchenanzahl der Siliciumoxidzugabe und der Deckungsquote zeigt;
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Teilchenanzahl der Siliciumoxidzugabe und der Deckungsquote zeigt;
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Deckungsquote und dem statischen Reibungskoeffizienten zeigt;
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Geräts für einen Mischvorgang zeigt, das für die externe Zugabe und Mischen von anorganischen Feinteilchen verwendet werden kann;
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur eines Rührbauteils zeigt, das in dem Gerät für das Mischverfahren verwendet werden kann;
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts zeigt; und
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Ultraschalldispersionszeit und der Deckungsquote zeigt.
[Beschreibung der Ausführungsformen]
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner, der magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen, und auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandene anorganische Feinteilchen umfasst,
wobei;
die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandenen anorganischen Feinteilchen Metalloxidfeinteilchen enthalten, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliciumoxidfeinteilchen und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliciumoxidfeinteilchen wenigstens 85 Masse-% bezogen auf eine gesamte Masse der Siliciumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen ist;
wenn die Deckungsquote A (%) die Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, und wenn die Deckungsquote B (%) die Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, die auf die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, der magnetische Toner eine Deckungsquote A von wenigstens 45,0% und nicht mehr als 70,0%, und ein Verhältnis [Deckungsquote B/Deckungsquote A] der Deckungsquote B zu der Deckungsquote A von wenigstens 0,50 und nicht mehr als 0,85 aufweist; und
der magnetische Toner eine dielektrische Konstante ε' bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 30°C von wenigstens 30,0 pF/m und nicht mehr als 40,0 pF/m aufweist, und einen dielektrischen Verlusttangens (tanδ) von nicht mehr als 9,0 × 10^–3 aufweist.
Gemäß den Untersuchungen durch die Erfinder kann die Verwendung des vorher beschriebenen magnetischen Toners eine stabile Bilddichte unabhängig von der Verwendungsumgebung bereitstellen und kann die Erzeugung von Schleierbildung und Streifen unterdrücken.
Hierin wird hypothetisch angenommen, dass die Erzeugung von „Streifen” wie folgt verursacht wird.
Während der Herstellung einer großen Anzahl von Drucken haftet magnetisch geladener Toner an der Spitze des Reinigungsblatts, das den auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteil vorhandenen magnetischen Toner entfernt. Wenn das Kopieren in diesem Zustand abgeschlossen ist, erfolgt das Stehen in einem Zustand, in welchem Agglomerate des magnetischen Toners in das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil durch den Druck des Spaltenbereichs gepresst wird.
Wenn das Kopieren während dieses Zustands wieder aufgenommen wird, rutscht magnetischer Toner, welcher normalerweise durch das Reinigungsblatt entfernt wird, aufgrund der Schmelzadhäsion hinter das Blatt an das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil.
Wenn zusätzlich das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil eine Umdrehung vollführt und das Reinigungsblatt sich wieder dem Bereich nähert, wo der magnetische Toner einer Schmelzadhäsion unterzogen wurde, ändert sich der Reibungskoeffizient des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteils von dem für einen Bereich in dem der Toner nicht klebrig angeschmolzen ist, und die stabile Rotation des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteils wird im Ergebnis beeinträchtigt.
Ein Ladungsdefekt wird in der Längsrichtung des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteils aufgrund dieser beeinträchtigten Rotation bei jedem Rotationszeitraum des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteils erzeugt, und dies resultiert in „Streifen”, welche ein streifenförmiger Bilddefekt sind.
Wenn folglich große Mengen des übermäßig geladenen Toners vorhanden sind, wird der magnetische Toner dann gleich an das Reinigungsblatt anhaften, und der an dem Reinigungsblatt anhaftende magnetische Toner wird einer Schmelzadhäsion an das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil unterzogen und die Streifen verschlimmern sich. Wenn überdies eine große Anzahl von Drucken ausgegeben wird, oder wenn die Bildausgabe in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit durchgeführt wird, tritt die Schmelzadhäsion durch den magnetischen Toner an das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil noch einfacher auf, und als eine Konsequenz wird die Erzeugung von Streifen wesentlich.
Außerdem weist in einem Gerät, das eine Entwicklungshülse mit geringem Durchmesser verwendet, um eine Größenverringerung zu erzielen, die Entwicklungshülse eine starke Krümmung auf, und eine schmale Entwicklungszone tritt dann in dem Entwicklungsspaltenbereich auf; in der Folge ist der Flug des magnetischen Toners von der Entwicklungshülse erschwert; der übermäßig geladene Toner steigt an; und Streifen werden noch einfacher erzeugt.
Die Unterdrückung der Erzeugung von übermäßig geladenem Toner ist wirksam für die Unterdrückung von Streifen. Während viele Techniken für die Reduktion von übermäßig geladenem Toner bereits vorgeschlagen wurden, waren diese Techniken mit Blick auf die Unterdrückung von „Streifen” nicht befriedigend. Insbesondere war es nicht möglich, Streifen angemessen zu unterdrücken, wenn eine große Anzahl von Drucken in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit unter Verwendung eines Geräts ausgegeben werden, das eine Entwicklungshülse mit geringem Durchmesser verwendet.
Als ein Ergebnis ihrer Untersuchungen entdeckten die Erfinder, dass der übermäßig geladene Toner mit einem magnetischen Toner wesentlich reduziert werden kann, der vorgeschriebene dielektrische Eigenschaften und einen vorgeschriebenen Zustand der externen Zugabe für die anorganischen Feinteilchen aufweist, und dass als ein Ergebnis die Erzeugung von Streifen unterdrückt werden kann.
Es ist für den erfindungsgemäßen magnetischen Toner kritisch, dass die dielektrische Konstante ε' bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 30°C von wenigstens 30,0 pF/m und nicht mehr als 40,0 pF/m ist, und dass der dielektrische Verlusttangens (tanδ) nicht mehr als 9,0 × 10^–3 ist.
Eine Frequenz von 100 kHz wird hierbei als eine Bedingung für die Messung der dielektrischen Konstante eingestellt, weil dies eine optimale Frequenz für die Untersuchung des Zustandes der Dispersion des magnetischen Körpers ist. Wenn die Frequenz geringer als 100 kHz ist, wird es schwierig, stabile Messungen durchzuführen, und die Fähigkeit Unterschiede in der dielektrischen Konstante des magnetischen Toners zu auseinanderzuhalten neigt dazu verloren zu gehen. Zusätzlich werden Werte, die etwa dieselben sind wie bei 100 kHz, konsistent erhalten, wenn Messungen bei 120 kHz durchgeführt wurden. Wenn die Frequenz nicht niedriger als dies war, setze eine Entwicklung ein, in welcher der Unterschied in der dielektrischen Konstante zwischen magnetischen Toner mit unterschiedlichen Eigenschaften ein wenig gering war. Der Grund für die Einstellung der Messtemperatur auf 30°C ist, dass dies als eine Temperatur angesehen wurde, die repräsentativ für die Temperatur innerhalb der Kartusche während des Bilddrucks ist.
Um diese dielektrischen Eigenschaften zu erzielen, können Einstellungen erfolgen, von, zum Beispiel, der Auswahl des Bindemittelharzes, des Säurewerts des magnetischen Toners und des Gehalts des magnetischen Körpers.
Zum Beispiel kann die dielektrische Konstante ε' auf einen relativ hohen Wert gebracht werden und wird in dem vorher beschriebenen Bereich durch Verwendung eines großen Gehalts an einem Polyesterbestandteil für das Bindemittelharz in dem magnetischen Toner einfach gesteuert.
Zusätzlich kann die dielektrische Konstante ε' durch Verringerung des Säurewertes des Harzbestandteils des magnetischen Toners oder die Verringerung des Gehalts des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner verringert werden; umgekehrt kann die dielektrische Konstante ε' erhöht werden durch Erhöhen des Säurewertes des Harzbestandteils oder durch Erhöhen des Gehalts des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner.
Andererseits kann der dielektrische Verlusttangens (tanδ) durch eine gleichmäßige Dispersion des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner verringert werden. Zum Beispiel kann eine gleichmäßige Dispersion des magnetischen Körpers gefördert werden durch Verringerung der Viskosität des gekneteten Materials durch Erhöhen der Knettemperatur während des Schmelzknetens (wenigstens 160°C).
Es wird angenommen, dass die Festlegung einer relativ großen dielektrischen Konstante ε' in dem Bereich der vorliegenden Erfindung dielektrische Eigenschaften etabliert, bei welchen der magnetische Toner leicht geladen wird. Zusätzlich wird angenommen, dass die Einstellung eines relativ geringen dielektrischen Verlusttangens (tanδ) aufgrund einer sehr gleichmäßigen Dispersion des magnetischen Körpers in den magnetischen Toner eine Unterdrückung des Ladungsabfluss' etabliert. Das heißt, es wird angenommen, dass die gleichzeitige Steuerung der dielektrischen Konstante ε' und des dielektrischen Verlusttangens (tanδ) die Eigenschaften von müheloser Ladung und Widerstand gegen Ladungsabfluss bereitstellt, und es dem magnetischen Toner ermöglicht, einer schnellen Ladung unterzogen zu werden.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung hat bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 30°C bevorzugt eine dielektrische Konstante ε' von wenigstens 32,0 pF/m und nicht mehr als 38,0 pF/m, und weist bevorzugt einen dielektrischen Verlusttangens (tanδ) von nicht mehr als 8,5 × 10^–3 auf.
Außerdem, wenn die Deckungsquote A (%) die Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, und wenn die Deckungsquote B (%) die Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, ist es für den erfindungsgemäßen magnetischen Toner kritisch, dass die Deckungsquote A wenigstens 45,0% und nicht mehr als 70,0% ist, und dass das Verhältnis [Deckungsquote B/Deckungsquote A, im Folgenden ebenfalls einfach als B/A bezeichnet] der Deckungsquote B zu der Deckungsquote A wenigstens 0,50 und nicht mehr als 0,85 ist.
Die Deckungsquote A ist bevorzugt wenigstens 45,0% und nicht mehr als 65,0%, und B/A ist bevorzugt wenigstens 0,55 und nicht mehr als 0,80.
Durch das Aufweisen der Deckungsquote A und B/A, welche den Zustand der externen Zugabe anzeigt, welche wie vorher beschrieben vorgeschriebene Bereiche in dem magnetischen Toner mit einer schnellen Ladungsleistung erfüllt, wird es zum ersten Mal möglich, wesentlich den übermäßig geladenen Toner zu reduzieren und „Streifen” zu unterdrücken.
Während die Gründe dafür nicht vollständig klar sind, wird das Folgende hypothetisch angenommen.
Während des Entwicklungsschritts kommt der magnetische Toner in Kontakt mit dem Entwicklungsblatt und zu diesem Zeitpunkt wird die Entwicklungshülse in dem Kontaktbereich zwischen dem Entwicklungsblatt und der Entwicklungshülse durch Reibung geladen. Als eine Konsequenz, wenn der magnetische Toner auf der Entwicklungshülse und/oder an dem Entwicklungsblatt verbleibt ohne einer Entwicklung unterzogen zu werden, wird er wiederholtem Laden unterzogen und eine übermäßige Ladung wird erzeugt.
Da jedoch mit dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner die Deckungsquote A der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen einen hohen Wert von wenigstens 45,0% aufweist, sind die van der Waals-Kräfte und elektrostatischen Kräfte mit dem Kontaktbauteil gering, und die Fähigkeit des magnetischen Toners in der Nähe der Entwicklungshülse und dem Entwicklungsblatt zu verbleiben wird unterdrückt. Die anorganischen Feinteilchen müssen in großen Mengen zugegeben werden, um die Deckungsquote A über 70,0% zu bringen, aber selbst wenn ein externes Zugabeverfahren hierfür erfunden werden könnte, werden dann Bilddefekte (vertikale Streifen) verursacht durch abgegebene anorganische Feinteilchen leichthin produziert und dies wird daher missbilligt.
Die Deckungsquote A, die Deckungsquote B und das Verhältnis [B/A] der Deckungsquote B zu der Deckungsquote A können durch die im Folgenden beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Deckungsquote A ist eine Deckungsquote, die ebenfalls die leicht ablösbaren anorganischen Feinteilchen beinhaltet, während die Deckungsquote B die Deckungsquote aufgrund der anorganischen Feinteilchen ist, die auf die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind und die nicht in dem im Folgenden beschriebenen Freigabeverfahren freigesetzt werden. Es wird angenommen, dass die durch die Deckungsquote B dargestellten anorganischen Feinteilchen in einem halb eingebetteten Zustand in die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind und daher keiner Ablösung unterzogen werden, selbst wenn der magnetische Toner einem Abscheren auf der Entwicklungshülse oder auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteil unterzogen wird.
Die durch die Deckungsquote A dargestellten anorganischen Feinteilchen beinhalten andererseits sowohl die vorher beschriebenen fixierten anorganischen Feinteilchen als auch anorganische Feinteilchen, die in der oberen Schicht vorhanden sind und einen relativ hohen Freiheitsgrad aufweisen.
Wie vorher angemerkt wird angenommen, dass die anorganischen Feinteilchen, die zwischen den magnetischen Tonerteilchen und zwischen dem magnetischen Toner und verschiedenen Bauteilen vorhanden sein können, bei dem Erbringen der Wirkung von verringerten van der Waals-Kräften und verringerten elektrostatischen Kräften mitwirken, und dass das Aufweisen einer hohen Deckungsquote A insbesondere mit Bezug auf diese Wirkung kritisch ist.
Zunächst wird die zwischen einer flachen Platte und einem Teilchen erzeugte van der Waals-Kraft (F) durch die folgende Gleichung dargestellt. F = H × D/(12Z²)
Hierbei ist H die Hamaker-Konstante, D ist der Durchmesser des Teilchens und Z ist der Abstand zwischen dem Teilchen und der flachen Platte.
Mit Bezug auf Z wird allgemein angenommen, dass eine Anziehungskraft bei großen Abständen wirkt, und eine Abstoßungskraft bei sehr geringen Abständen wirkt, und Z wird als eine Konstante behandelt, da sie keinen Bezug zu dem Zustand der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen hat.
Gemäß der vorhergehenden Gleichung ist die van der Waals-Kraft (F) proportional zu dem Durchmesser der Teilchen in Kontakt mit der flachen Platte. Wenn dies auf die Oberfläche des magnetischen Toners übertragen wird, ist die van der Waals-Kraft (F) für ein anorganisches Feinteilchen in Kontakt mit der flachen Platte mit seiner geringeren Teilchengröße kleiner als für ein magnetisches Tonerteilchen in Kontakt mit der flachen Platte. Das heißt, die van der Waals-Kraft ist kleiner für den Fall des Kontakts durch das Zwischenstück des anorganischen Feinteilchens, das als ein externer Zusatzstoff vorgesehen ist, als für den Fall des direkten Kontakts zwischen dem magnetischen Tonerteilchen und der Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt.
Außerdem kann die elektrostatische Kraft als eine Reflexionskraft angesehen werden. Es ist bekannt, dass eine Reflexionskraft direkt proportional zu dem Quadrat der Teilchenladung (q) und umgekehrt proportional zu dem Quadrat des Abstands ist.
In dem Fall der Ladung eines magnetischen Toners ist die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens und nicht das anorganische Feinteilchen, das die Ladung trägt. Aufgrund dessen nimmt die Reflexionskraft ab, wie der Abstand zwischen der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens und der flachen Platte (hier die Entwicklungshülse oder das Entwicklungsblatt) größer wächst.
Das heißt, wenn in dem Fall der magnetischen Toneroberfläche das magnetische Tonerteilchen in Kontakt mit der flachen Platte durch das Zwischenstück der anorganischen Feinteilchen kommt, wird ein Abstand zwischen der flachen Platte und der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens gebildet, und als ein Ergebnis wird die Reflexionskraft verringert.
Wie in dem Vorhergehenden beschrieben, werden die zwischen dem magnetischen Toner und der Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt erzeugte van der Waals-Kraft und Reflexionskraft durch das Vorhandensein anorganischer Feinteilchen an der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen und dadurch verringert, dass der magnetische Toner mit der Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt mit den dazwischen eingefügten anorganischen Feinteilchen in Kontakt kommt. Das heißt, die Anlagerungskraft zwischen dem magnetischen Toner und der Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt wird verringert.
Ob das magnetische Tonerteilchen die Entwicklungshülse oder das Entwicklungsblatt direkt kontaktiert oder damit durch das Zwischenstück der anorganischen Feinteilchen in Kontakt ist, hängt von der Menge der anorganischen Feinteilchen ab, die die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens beschichten, d. h. von der Deckungsquote durch die anorganischen Feinteilchen.
Es wird angenommen, dass die Gelegenheit für direkten Kontakt zwischen den magnetischen Tonerteilchen und der Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt bei einer hohen Deckungsquote mit den anorganischen Feinteilchen verringert wird, was es dem magnetischen Toner erschwert, an die Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt zu haften. Andererseits haftet bei einer geringen Deckungsquote durch die anorganischen Feinteilchen der magnetische Toner leicht an die Entwicklungshülse oder das Entwicklungsblatt und ist anfällig dafür, auf der Entwicklungshülse oder in der Nähe des Entwicklungsblatts zu verbleiben.
Mit Blick auf die Deckungsquote der anorganischen Feinteilchen kann – unter der Annahme, dass die anorganischen Feinteilchen und der magnetische Toner eine Kugelform aufweisen – durch Verwendung der zum Beispiel in der Patentliteratur 5 beschriebenen Gleichung eine theoretische Deckungsquote berechnet werden. Jedoch gibt es ebenfalls viele Beispiele, in welchen die anorganischen Feinteilchen und/oder der magnetische Toner keine Kugelform aufweisen und zusätzlich können die anorganischen Feinteilchen ebenfalls in einem aggregierten Zustand auf der Tonerteilchenoberfläche vorhanden sein. In der Folge trifft die unter Verwendung der angegebenen Technik hergeleitete theoretische Deckungsquote auf die vorliegende Erfindung nicht zu.
Die Erfinder führten daher eine Betrachtung der magnetischen Toneroberfläche mit dem Rasterelektronenmikroskop („scanning electron microscope”; SEM) durch und bestimmten die Deckungsquote für die tatsächliche Bedeckung der magnetischen Tonerteilchenoberfläche durch die anorganischen Feinteilchen.
Als ein Beispiel wurden die theoretische Deckungsquote und die tatsächliche Deckungsquote für Mischungen zubereitet durch Zugabe verschiedener Mengen von Siliciumoxidfeinteilchen (Teilchenanzahl der Siliciumoxidzugabe) zu 100 Masseteilen der magnetischen Tonerteilchen (magnetischer Körpergehalt = 43,5 Masse-%), vorgesehen durch ein Pulverisierungsverfahren und mit einem volumenbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (Dv) von 8,0 μm, bestimmt (siehe 1 und 2). Siliciumoxidfeinteilchen mit einem volumenbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (Dv) von 15 nm wurden für die Siliciumoxidfeinteilchen verwendet.
Für die Berechnung der theoretischen Deckungsquote wurde 2,2 g/cm³ für die wahre Dichte der Siliciumoxidfeinteilchen verwendet; 1,65 g/cm³ wurde für die wahre Dichte des magnetischen Toners verwendet; und monodisperse Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 15 nm und 8,0 μm wurden als die Siliciumoxidfeinteilchen bzw. die magnetischen Tonerteilchen angenommen.
Wie in der 1 gezeigt, übersteigt die theoretische Deckungsquote 100% wenn die Zugabemenge der Siliciumoxidfeinteilchen erhöht wird. Andererseits schwankt die tatsächliche Deckungsquote mit der Zugabemenge der Siliciumoxidfeinteilchen aber übersteigt nicht 100%. Dies ist so, weil Siliciumoxidfeinteilchen bei einem bestimmten Ausmaß als Aggregate auf der magnetischen Toneroberfläche vorhanden sind, oder aufgrund einer großen Wirkung von Siliciumoxidfeinteilchen, die nicht kugelförmig sein.
Überdies wurde gemäß den Untersuchungen durch die Erfinder gefunden, dass selbst bei der gleichen Zugabemenge der Siliciumoxidfeinteilchen die Deckungsquote mit der externen Zugabetechnik schwankte. Das heißt, es ist unmöglich, die Deckungsquote alleine aus der Zugabemenge der Siliciumoxidfeinteilchen zu bestimmten (siehe 2). Hierbei bezieht sich die externe Zugabebedingung A auf ein Mischen bei 1,0 W/g für eine Verarbeitungszeit von 5 Minuten unter Verwendung des in der 4 gezeigten Geräts. Die externe Zugabebedingung B bezieht sich auf ein Mischen bei 4000 U/min für eine Verarbeitungszeit von 2 Minuten unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.).
Aus den vorher angegebenen Gründen verwendeten die Erfinder die durch SEM-Beobachtung der magnetischen Toneroberfläche erhaltene anorganische Feinteilchendeckungsquote.
Wie vorher angemerkt wurde wird zusätzlich angenommen, dass die Anheftungskraft an ein Bauteil durch Erhöhen der Deckungsquote durch die anorganischen Feinteilchen reduziert werden kann. Daher wurden Tests hinsichtlich der Anlagerungskraft mit einem Bauteil und der Deckungsquote durch die anorganischen Feinteilchen durchgeführt.
Die Beziehung zwischen der Deckungsquote für den magnetischen Toner und die Anlagerungskraft mit einem Bauteil wurde indirekt durch Messen des statischen Reibungskoeffizienten zwischen einem Aluminiumsubstrat und kugelförmigen Polystyrolteilchen mit unterschiedlichen Deckungsquoten durch Siliciumoxidfeinteilchen abgeleitet.
Speziell wurde die Beziehung zwischen der Deckungsquote und dem statischen Reibungskoeffizienten bestimmt unter Verwendung von kugelförmigen Polystyrolteilchen (gewichtsbezogener mittlerer Teilchendurchmesser (D4) = 7,5 μm), die unterschiedliche Deckungsquoten (durch SEM-Betrachtung bestimmte Deckungsquote) durch Siliciumoxidfeinteilchen aufwiesen.
Spezieller wurden kugelförmige Polystyrolteilchen, zu welchen Siliciumoxidfeinteilchen gegeben wurden, auf ein Aluminiumsubstrat gedrückt. Das Substrat wurde nach links und rechts bewegt, während der Anpressdruck geändert wurde, und der statische Reibungskoeffizient wurde aus der resultierenden Belastung berechnet. Dies erfolgte für die kugelförmigen Polystyrolteilchen bei jeweils unterschiedlicher Deckungsquote und die erhaltene Beziehung zwischen der Deckungsquote und dem statischen Reibungskoeffizienten wird in der 3 gezeigt.
Es wird angenommen, dass der in der vorhergehenden Technik bestimmte statische Reibungskoeffizient mit der Summe der van der Waals- und Reflexionskräfte korreliert, die zwischen den kugelförmigen Polystyrolteilchen und dem Substrat wirken. Gemäß 3 tritt eine Tendenz auf, bei welcher der statische Reibungskoeffizient mit dem Anstieg der Deckungsquote durch die Siliciumoxidfeinteilchen abnimmt. Das heißt es wird gefolgert, dass ein magnetischer Toner mit einer hohen Deckungsquote durch anorganische Feinteilchen ebenfalls eine geringe Anlagerungskraft für ein Bauteil aufweist.
Wenn die Erfinder intensive Untersuchungen auf der Grundlage dieser Ergebnisse durchführten, konnten die Streifen durch Einstellung der Deckungsquote durch die anorganischen Feinteilchen und durch Einstellung der dielektrischen Eigenschaften unterdrückt werden.
Wie vorher beschrieben ist die Hemmung der Erzeugung von übermäßig geladenem magnetischen Toner kritisch für die Unterdrückung des Auftretens von Streifen. Relativ dazu können die zwischen dem magnetischen Toner und dem Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt erzeugten van der Waals- und Reflexionskräfte durch Einstellen eines hohen Wertes für die Deckungsquote A und durch in Kontakt bringen der magnetischen Tonerteilchen über anorganische Feinteilchen mit der Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt verringert werden. Als ein Ergebnis wird die Anlagerungskraft zwischen dem magnetischen Toner und der Entwicklungshülse oder dem Entwicklungsblatt verringert; der magnetische Toner kann dann darin gehindert werden auf der Entwicklungshülse oder an dem Entwicklungsblatt zu verbleiben, ohne einer Entwicklung unterzogen zu werden; und die Erzeugung von Streifen kann dadurch wesentlich unterdrückt werden.
Andererseits, selbst wenn übermäßig geladener magnetischer Toner, der sich zeitweise an das Reinigungsbauteil anlagert, in einer geringen Menge auf der Entwicklungshülse oder an dem Entwicklungsblatt vorhanden sein sollte, kann die Anlagerungskraft zwischen dem magnetischen Toner und dem Reinigungsblatt durch die hohe Deckungsquote A des magnetischen Toners verringert werden, und als eine Konsequenz kann die Anlagerung des magnetischen Toners an die Spitze des Reinigungsblatts vermieden werden.
Dass B/A von wenigstens 0,50 bis nicht mehr als 0,85 ist bedeutet, dass auf die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixierte anorganische Feinteilchen zu einen bestimmten Grad vorhanden sind, und dass zusätzlich anorganische Feinteilchen in einen leicht freizusetzenden Zustand (ein Zustand, der ein Auftreten abgetrennt von den magnetischen Tonerteilchen ermöglicht) ebenfalls darauf in einer vorteilhaften Menge vorhanden sind. Es wird angenommen, dass eine lagerähnliche Wirkung vermutlich durch die freisetzbaren anorganischen Feinteilchen erzeugt wird, die gegen die fixierten anorganischen Feinteilchen gleiten, und dass die aggregativen Kräfte zwischen den magnetischen Tonern dann wesentlich verringert werden.
Gemäß der Ergebnisse der Untersuchungen durch die Erfinder wurde gefunden, dass diese Lagerwirkung und die vorher beschriebene, die Anlagerungskraft reduzierende Wirkung maximal erhalten werden, wenn sowohl die fixierten anorganischen Feinteilchen als auch die leicht freisetzbaren anorganischen Feinteilchen relativ kleine anorganische Feinteilchen mit einem anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen von etwa nicht mehr als 50 nm sind. Demgemäß wurden die Deckungsquote A, die Deckungsquote B durch Fokussieren auf die anorganischen Feinteilchen mit einem anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen von nicht mehr als 50 nm berechnet.
Durch Einstellen der vorgeschriebenen Bereiche für die Deckungsquote A und B/A für den erfindungsgemäßen magnetischen Toner kann die Anlagerungskraft zwischen dem magnetischen Toner und verschiedenen Bauteilen verringert werden, und die aggregativen Kräfte zwischen den magnetischen Tonern können wesentlich vermindert werden. Im Ergebnis kann eine erhöhte Möglichkeit für den Kontakt zwischen jedem einzelnen magnetischen Tonerteilchen und dem Entwicklungsblatt und der Entwicklungshülse in dem Bereich des Kontakts zwischen dem Entwicklungsblatt und der Entwicklungshülse bereitgestellt werden, und deswegen wird erstmals eine sehr wirksame Ladung für den Fall des magnetischen Toners mit dem vorher beschriebenen dielektrischen Eigenschaften ermöglicht. Als eine Konsequenz kann übermäßig geladener Toner, welcher leicht durch eine Entwicklungshülse mit verringertem Durchmesser erzeugt werden kann, wesentlich verringert werden.
Der Variationskoeffizient der Deckungsquote A ist in der vorliegenden Erfindung bevorzugt 10,0%. Der Variationskoeffizient der Deckungsquote A ist bevorzugter nicht mehr als 8,0%. Die Einstellung eines Variationskoeffizienten der Deckungsquote A von nicht mehr als 10,0% bedeutet, dass die Deckungsquote A zwischen magnetischen Tonerteilchen und innerhalb des magnetischen Tonerteilchens sehr gleichmäßig ist. Wenn der Variationskoeffizient der Deckungsquote 10,0% übersteigt, wird der Zustand der Bedeckung der magnetischen Toneroberfläche ungleichmäßig, was die Fähigkeit beeinträchtigt, die aggregativen Kräfte zwischen den Tonern zu verringern.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen auf die Technik für das Bringen des Variationskoeffizienten der Deckungsquote auf 10,0% oder weniger, aber die Verwendung des externen Zugabegeräts und der im Folgenden beschriebenen Technik ist bevorzugt, welche in der Lage sind, einen hohen Grad an Ausbreitung der Metalloxidfeinteilchen, z. B. Siliciumoxidfeinteilchen, über die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen zu erbringen.
Das Bindemittelharz für den magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung kann beispielhaft angegeben werden durch Vinylharze, Polyesterharze, Epoxyharze, Polyurethanharze usw., aber es ist nicht besonders beschränkt und bisher bekannte Harze können verwendet werden. Von den Vorhergehenden ist ein Polyesterharz oder ein Vinylharz vom Standpunkt der Kompatibilität zwischen der Ladungsleistung und der Fixierungsleistung bevorzugt vorhanden, während die Verwendung eines Polyesterharzes als das Hauptbindemittelharz insbesondere vom Standpunkt der Steuerung der dielektrischen Eigenschaften (insbesondere der dielektrischen Konstante ε') in dem Bereich der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist. Die Zusammensetzung dieses Polyesterharzes wird im Folgenden beschrieben.
Der das Polyesterharz konstituierende zweiwertige Alkoholbestandteil kann beispielhaft angegeben werden mit Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentandiol, Hexandiol, Neopentylglycol, hydrogeniertes Bisphenol A, Bisphenole mit der folgenden Formel (A) und ihre Derivate, und Diole der folgenden Formel (B): [Chem 1]
(In der Formel ist R eine Eythlengruppe oder eine Propylengruppe; x und y sind jeweils ganze Zahlen größer oder gleich 0; und der Mittelwert von x + y ist größer oder gleich 0 und weniger oder gleich 10.) [Chem 2]
(In der Formel ist R' -CH₂CH₂- oder
x und y' sind ganze Zahlen größer oder gleich 0; und der Mittelwert von x' + y' ist größer oder gleich 0 und weniger oder gleich 10.)
Der dieses Polyesterharz konstituierende zweiwertige Säurebestandteil kann beispielhaft angegeben werden durch Benzoldicarbonsäuren, wie etwa Phthalsäure, Terephtalsäure, Isophtalsäure und Phthalsäureanhydrid; Alkyldicarbonsäuren, wie etwa Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure; Alkenylbernsteinsäuren, wie etwa n-Dodecenylbernsteinsäure; und ungesättige Dicarbonsäuren, wie etwa Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure.
Ein dreiwertiger oder höherwertiger Alkoholbestandteil selbst, oder ein dreiwertiger oder höherwertiger mehrwertiger Säurebestandteil selbst kann als ein Bestandteil verwendet werden, oder beide können in Kombination verwendet werden.
Der dreiwertige oder höherwertige mehrwertige Alkoholbestandteil kann beispielsweise angeben werden durch Sorbitol, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, Butantriol, Pentantriol, Glycerol, Methylpropantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Trihydroxybenzol.
Der dreiwertige oder höherwertige mehrwertige Carbonsäurebestandteil in der vorliegenden Erfindung kann beispielhaft angegeben werden durch Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Benzoltricarbonsäure, Butantricarbonsäure, Hexantricarbonsäure und Tetracarbonsäuren mit der folgenden Formel (C). [Chem 3]
(X in der Formel stellt ein C_5-30-Alkylengruppe oder eine Alkylengruppe dar, die wenigstens eine Seitenkette aufweist, die wenigstens drei Kohlenstoffe enthält.)
Das Bindemittelharz kann ein Styrolharz in einen Bereich enthalten, in welchem die dielektrischen Eigenschaften usw. gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt sind.
Das enthaltene Styrolharz kann speziell beispielhaft angegeben werden durch Polystyrol und durch Styrol-Copolymere, wie etwa Styrol-Propylen-Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Methylacrylat-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-Maleat-Copolymere. Ein einzelnes von diesen kann verwendet werden oder eine Mehrzahl von diesen können in Kombination verwendet werden.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des erfindungsgemäßen magnetischen Toners ist bevorzugt von wenigstens 40°C bis nicht mehr als 70°C. Wenn die Glasübergangstemperatur von wenigstens 40°C bis nicht mehr als 70°C ist, kann die Lagerungsstabilität und Beständigkeit erhöht werden, während eine vorteilhafte Fixierungsleistung erhalten bleibt.
Der Säurewert, gemessen durch Lösen des erfindungsgemäßen magnetischen Toners in einem gemischten Lösungsmittel aus Toluol und Ethanol und Durchführen der Messung des resultierenden löslichen Materials unter Verwendung eines potentiometrischen Titrationsgeräts, ist bevorzugt von wenigstens 5 mg KOH/g bis nicht mehr als 50 mg KOH/g und bevorzugter von wenigstens 10 mg KOH/g bis nicht mehr als 40 mg KOH/g. Die Steuerung des Säurewertes in dem angegebenen Bereich erleichtert die Einstellung der durch die vorliegende Erfindung spezifizierten dielektrischen Eigenschaften für den magnetischen Toner. Um diesen Säurewert in dem angegebenen Bereich zu steuern ist der Säurewert des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bindemittelharzes bevorzugt wenigstens 5 mg KOH/g bis nicht mehr als 50 mg KOH/g. Die Einzelheiten des Verfahrens für die Messung des Säurewertes werden im Folgenden angegeben.
Wenn dieser Säurewert für den magnetischen Toner weniger als 5 mg KOH/g ist, ist die dielektrische Konstante ε' anfällig dafür zu gering zu sein, und der magnetische Toner neigt ebenfalls dazu, leichthin übermäßig geladen zu werden.
Wenn dieser Säurewert für den magnetischen Toner 50 mg KOH/g übersteigt, ist die dielektrische Konstante ε' anfällig dafür zu groß zu sein, und ebenfalls tritt eine Tendenz auf, bei der die Dichte – in Abhängigkeit von der Bildausgabeumgebung – abnimmt, weil die Hygroskopizität leichthin ansteigt.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner kann wie erforderlich ebenfalls ein Wachs aufnehmen, um die Fixierungsleistung zu verbessern. Jedes bekannte Wachs kann für dieses Wachs verwendet werden. Spezielle Beispiele sind Petroleumwachse, z. B. Parafinwachs, mikrokristallines Wachs und Petrolatum, und ihre Derivate; Montanwachse und ihre Derivate; durch das Fischer-Tropsch-Verfahren bereitgestellte Kohlenwasserstoffwachse und ihre Derivate; Polyolefinwachse, wie durch Polyethylen und Polypropylen typisiert und ihre Derivate; natürliche Wachse, z. B. Carnaubawachs und Candelillawachs und ihre Derivate; und Esterwachse. Hier beinhalten die Derivate oxidierte Produkte, Block-Copolymere mit Vinylmonomeren und Pfropfmodifikationen. Zusätzlich kann das Esterwachs ein monofunktionales Esterwachs oder ein multifunktionales Esterwachs sein, z. B., am bekanntesten ein difunktionales Esterwachs, aber ebenfalls ein tetrafunktionales oder hexafunktionales Esterwachs.
Wenn ein Wachs in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner angenommen wird, ist sein Gehalt bevorzugt von wenigstens 0,5 Massenteile bis nicht mehr als 10 Massenteile auf 100 Massenteile des Bindemittelharzes. Wenn der Wachsgehalt in dem angegebenen Bereich ist, wird die Fixierleistung erhöht während die Lagerungsstabilität des magnetischen Toners nicht beeinträchtigt wird.
Das Wachs kann in das Bindemittelharz z. B. durch ein Verfahren aufgenommen werden, in welchem, während der Harzproduktion, das Harz in einem Lösungsmittel gelöst wird, die Temperatur der Harzlösung erhöht wird und Zugabe und Mischen während des Rührens durchgeführt werden, oder ein Verfahren, in welchem die Zugabe während des Schmelzknetens während der Herstellung des magnetischen Toners durchgeführt wird.
Die Scheitelpunkttemperatur oder Peaktemperatur (im Folgenden ebenfalls als der Schmelzpunkt bezeichnet) des maximalen endothermen Scheitelpunkts gemessen an dem Wachs unter der Verwendung eines Differentialrasterkaloriemeters (DSC) ist bevorzugt von wenigstens 60°C bis nicht mehr als 140°C und ist bevorzugter von wenigstens 70°C bis nicht mehr als 130°C. Wenn die Scheitelpunkttemperatur (Schmelzpunkt) des maximalen endothermen Scheitelpunkts von wenigstens 60°C bis nicht mehr als 140°C ist, wird der magnetische Toner während des Fixierens leicht plastisch und die Fixierungsleistung wird erhöht. Dies ist ebenfalls bevorzugt, weil es gegen das Auftreten von Auswanderungen durch das Wachs selbst während Langzeitlagerung arbeitet.
Die Scheitelpunkttemperatur des maximalen endothermen Scheitelpunkts des Wachses wird in der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage von ASTM D3418-82 unter Verwendung eines ”Q1000” Differentialrasterkalorimeters (TA Instruments, Inc.) gemessen. Die Temperaturberichtigung in dem Instrumentendetektionsabschnitt wird unter Verwendung der Schmelzpunkte von Indium und Zink durchgeführt, während die Fusionswärme von Indium verwendet wird, um die Wärmemenge zu korrigieren.
Speziell werden etwa 10 mg der Messprobe präzise eingewogen und diese wird in eine Aluminiumpfanne gegeben. Unter Verwendung einer leeren Aluminiumpfanne als Bezugspunkt wird die Messung bei einer Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs von 10°C/min in dem Messtemperaturbereich von 30 bis 200°C durchgeführt. Für die Messung wird die Temperatur auf 200°C bei 10°C/min erhöht und dann auf 30°C bei 10°C/min fallen gelassen und danach bei 10°C/min wieder erhöht. Die Scheitelpunkttemperatur des maximalen endothermen Scheitelpunkts wird für das Wachs aus der DSC-Kurve in den Temperaturbereich von 30 bis 200°C für diesen zweiten Temperaturbeschleunigungsschritt bestimmt.
Der in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner vorhandene magnetische Körper kann beispielhaft angegeben werden durch Eisenoxide, wie etwa Magnetit, Maghemit, Ferrit usw.; Metalle, wie etwa Eisen, Kobalt und Nickel; und Legierungen und Mischungen dieser Metalle mit Metallen, wie etwa Aluminium, Kupfer, Magnesium, Zinn, Zink, Beryllium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium angegeben werden.
Der anzahlbezogene mittlere Teilchendurchmesser (D1) der primären Teilchen dieses magnetischen Körpers ist bevorzugt nicht mehr als 0,50 μm und bevorzugter von 0,05 μm bis 0,30 μm.
Dieser magnetische Körper hat bevorzugt die folgenden magnetischen Eigenschaften für die magnetische Feldanlegung von 795,8 kA/m: eine Koerzitivfeldstärke (H_c) bevorzugt von 1,6 bis 12,0 kA/m; eine Intensität der Magnetisierung (σ_s) bevorzugt von 50 bis 200 Am²/kg und bevorzugter von 50 bis 100 Am²/kg; und eine Restmagnetisierung (σ_r) von bevorzugt 2 bis 20 Am²/kg.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält bevorzugt wenigstens 35 Masse-% bis nicht mehr als 50 Masse-% des magnetischen Körpers und enthält bevorzugter von wenigstens 40 Masse-% bis nicht mehr als 50 Masse-%.
Die Steuerung der durch die vorliegende Erfindung spezifizierten dielektrischen Eigenschaften erfolgt einfach durch Aufweisen des Gehalts des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner in dem angegebenen Bereich.
Der Gehalt des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner kann unter Verwendung eines Q5000IR TGA thermischen Analysators von PerkinElmer Inc. gemessen werden. Bezüglich des Messverfahrens wird der magnetische Toner von Normaltemperatur auf 900°C unter einer Stickstoffatmosphäre bei einer Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs von 25°C/Minute erwärmt: der Masseverlust von 100 bis 750°C wird als der Bestandteil übernommen, der bereitgestellt wird durch Subtraktion des magnetischen Körpers von dem magnetischen Toner und die Restmasse wird als die Menge des magnetischen Körpers genommen.
Ein Ladungssteuerungsmittel wird bevorzugt zu dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner gegeben. Der erfindungsgemäße magnetische Toner ist bevorzugt ein Negativladungstoner.
Metallorganische Komplexverbindungen und Chelatverbindungen sind wirkungsvoll als Ladungsmittel für negative Ladung und können beispielhaft angegeben werden durch Monoazo-Metallkomplexverbindungen; Acetylaceton-Metallkomplexverbindungen und Metallkomplexverbindungen von aromatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Dicarbonsäuren.
Spezifische Beispiele von kommerziell erhältlichen Produkten sind Spilon Black TRH, T-77 und T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und BONTRON (eingetragene Marke) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88 und E-89 (Orient Chemical Industries Co., Ltd.).
Ein einzelnes dieser Ladungskontrollmittel kann verwendet werden oder zwei oder mehrere können in Kombination verwendet werden. Betrachtet vom Standpunkt der Menge der Ladung des magnetischen Toners werden diese Ladungskontrollmittel, ausgedrückt pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes, bevorzugt von 0,1 bis 10,0 Masseteile und bevorzugter von 0,1 bis 5,0 Masseteile verwendet.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält anorganische Feinteilchen an der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen.
Die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandenen anorganischen Feinteilchen können beispielhaft angegeben werden durch Siliciumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen und diese anorganischen Feinteilchen können ebenfalls vorteilhaft nach der Durchführung einer hydrophoben Behandlung auf der Oberfläche davon verwendet werden.
Es ist kritisch, dass die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandenen anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung wenigstens eines der Metalloxidfeinteilchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und das wenigstens 85 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen Siliciumoxidfeinteilchen sind. Bevorzugt sind wenigstens 90 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen Siliciumoxidfeinteilchen. Die Gründe dafür sind, dass Siliciumoxidfeinteilchen nicht nur das beste Gleichgewicht mit Blick auf die Verleihung von Ladungsleistung und Fließfähigkeit bereitstellen, sondern sie sind ebenfalls hervorragend von dem Standpunkt der Verringerung der aggregativen Kräfte zwischen den Tonern.
Der Grund, warum Siliciumoxidfeinteilchen vom Standpunkt der Verringerung der aggregativen Kräfte zwischen den Tonern hervorragend sind, ist nicht vollständig klar, aber es wird hypothetisch angenommen, dass dies vermutlich aufgrund der wesentlichen Durchführungsweise der vorher beschriebenen Lagerwirkung im Bezug auf das Gleitverhalten zwischen den Siliciumoxidfeinteilchen ist.
Zusätzlich sind Siliciumoxidfeinteilchen bevorzugt der Hauptbestandteil der auf die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixierten anorganischen Feinteilchen. Speziell enthalten die auf die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixierten anorganischen Feinteilchen bevorzugt wenigstens ein Metalloxidfeinteilchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen, wobei Siliciumoxidfeinteilchen wenigstens 80 Masse-% dieser Metalloxidfeinteilchen sind. Die Siliciumoxidfeinteilchen sind bevorzugter wenigstens 90 Masse-%. Es wird angenommen, dass dies aus dem gleichen Grund wie vorher diskutiert ist: Siliciumoxidfeinteilchen sind die besten von dem Standpunkt der Verleihung von Ladungsleistung und Fließfähigkeit, und als eine Konsequenz tritt ein schneller anfänglicher Anstieg der magnetischen Tonerladung auf. Das Ergebnis ist, dass eine hohe Bilddichte erhalten werden kann, welche stark bevorzugt ist.
Hierbei kann der Zeitpunkt und die Menge der Zugabe der anorganischen Feinteilchen eingestellt werden, um die Siliciumoxidfeinteilchen auf wenigstens 85 Masse-% der auf der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens vorhandenen Metalloxidfeinteilchen zu bringen, und um bezogen auf die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixierten Metalloxidpartikel die Siliciumoxidfeinteilchen ebenfalls auf wenigstens 80 Masse-% zu bringen.
Die Menge der vorhandenen anorganischen Feinteilchen kann unter Verwendung der im Folgenden beschriebenen Verfahren für die Quantifizierung der anorganischen Feinteilchen überprüft werden.
Der anzahlbezogene mittlere Teilchendurchmesser (D1) der primären Teilchen in den anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt von wenigstens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm und bevorzugter bis von wenigstens 10 nm bis nicht mehr als 35 nm.
Das Bringen des anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmessers (D1) der primären Teilchen in den anorganischen Feinteilchen in den angegebenen Bereich erleichtert vorteilhafter Weise die Steuerung des Deckungsverhältnisses A und B/A und erleichtert die Erzeugung der vorher beschriebenen Lagerwirkung und die Anlagerungskraft reduzierende Wirkung.
Eine hydrophobe Behandlung wird bevorzugt an den in der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Feinteilchen durchgeführt und insbesondere bevorzugte anorganische Feinteilchen werden hydrophob behandelt werden zu einer Hydrophobizität, gemessen durch den Methanoltitrationstest, von wenigstens 40% und bevorzugter wenigstens 50%.
Das Verfahren für die Durchführung der hydrophoben Behandlung kann beispielhaft angegeben werden durch ein Verfahren, in welchem eine Behandlung durchgeführt wird, z. B., mit einer organischen Siliciumverbindung, einem Silikonöl, einer langkettigen Fettsäure usw.
Die organischen Siliciumverbindungen können beispielhaft angegeben werden durch Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan und Hexamethyldisiloxan. Ein einzelnes von diesem kann verwendet werden, oder eine Mischung von zwei oder mehreren kann verwendet werden.
Das Silikonöl kann beispielhaft angegeben werden durch Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, α-Methylstyrol-modifiziertes Silikonöl, Chlorphenylsilikonöl und Fluor-modifiziertes Silikonöl.
Eine C_10-22-Fettsäure wird geeigneter Weise für die langkettige Fettsäure verwendet, und die langkettige Fettsäure kann eine geradkettige Fettsäure oder eine verzweigte Fettsäure sein. Eine gesättigte Fettsäure oder eine ungesättigte Fettsäure kann verwendet werden.
Von den Vorhergehenden sind C_10-22-geradkettige gesättigte Fettsäuren stark bevorzugt, weil sie leicht eine gleichmäßige Behandlung der Oberfläche der anorganischen Feinteilchen bereitstellen.
Diese geradkettigen gesättigten Fettsäuren können beispielhaft angegeben werden durch Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure und Beheninsäure.
Anorganische Feinteilchen, die mit Silikonöl behandelt wurden, sind für die in der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Feinteilchen bevorzugt, und mit einer organischen Siliciumverbindung und einem Silikonöl behandelte anorganische Feinteilchen sind bevorzugter. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Steuerung der Hydrophobizität.
Das Verfahren für die Behandlung der anorganischen Feinteilchen mit einer Silikonöl kann beispielhaft dargestellt werden durch ein Verfahren, in welchem das Silikonöl direkt unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschel-Mischers, mit anorganischen Feinteilchen gemischt wird, die mit einer organischen Siliciumverbindung behandelt wurden, und durch ein Verfahren, in welchem das Silikonöl auf die anorganischen Feinteilchen gesprüht wird. Ein weiteres Beispiel ist ein Verfahren, in welchem das Silikonöl in einen geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird; die anorganischen Feinteilchen werden dann zugegeben und gemischt; und das Lösungsmittel wird entfernt.
Um eine gute Hydrophobizität zu erhalten, ist die Menge des für die Behandlung verwendeten Silikonöls, ausgedrückt pro 100 Masseteile der anorganischen Feinteilchen, bevorzugt von wenigstens 1 Masseteile bis nicht mehr als 40 Masseteile und ist bevorzugter von wenigstens 3 Masseteile bis nicht mehr als 35 Masseteile.
Um den magnetischen Toner eine hervorragende Fließfähigkeit zu verleihen weisen die Siliciumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen, die durch die vorliegende Erfindung verwendet werden, bevorzugt eine spezifische Oberfläche gemessen durch das BET-Verfahren auf der Grundlage der Stickstoffadsorption (BET-spezifische Oberfläche) von wenigstens 20 m²/g bis nicht mehr als 350 m²/g und bevorzugter von wenigstens 25 m²/g bis nicht mehr als 300 m²/g auf.
Die Messung der spezifischen Oberfläche (BET-spezifische Oberfläche) durch das BET-Verfahren auf der Grundlage der Stickstoffadsorption wird durchgeführt auf der Grundlage von JIS Z8830 (2001). Ein ”TriStar300 (Shimadzu Corporation) automatic specific surface area·pore distribution analyzer”, welcher bei seinem Messvorgehen Gasadsorption durch eine konstante Volumentechnik verwendet, wird als das Messinstrument verwendet.
Die Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen, ausgedrückt pro 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen, ist bevorzugt von wenigstens 1,5 Masseteile bis nicht mehr als 3,0 Masseteile der anorganischen Feinteilchen, bevorzugter von wenigstens 1,5 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Massenteile und sogar noch bevorzugter von wenigstens 1,8 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Masseteile.
Die Einstellung der Zusatzmenge der anorganischen Feinteilchen in dem angegebenen Bereich ist ebenfalls vom Standpunkt der Erleichterung der geeigneten Steuerung der Deckungsquote A und B/A und ebenfalls vom Standpunkt der Bilddichte und Schleierbildung bevorzugt.
Ein Übersteigen von 3,0 Masseteilen für die Zusatzmenge der anorganischen Feinteilchen, selbst wenn ein externes Zugabegerät und ein externes Zugabeverfahren erfunden werden könnte, ergibt einen Anstieg in der Freigabe der anorganischen Feinteilchen und erleichtert das Auftreten von, z. B., einem Streifen auf dem Bild.
Zusätzlich zu den vorher beschriebenen anorganischen Feinteilchen können Teilchen mit einem primären anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D1) von wenigstens 80 nm bis nicht mehr als 3 μm zu dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung gegeben werden. Zum Beispiel kann ebenfalls ein Schmiermittel, z. B. ein Fluorharzpulver, Zinkstearatpulver oder Polyvinylidenfluoridpulver; ein Poliermittel, z. B. ein Ceroxidpulver, ein Siliciumcarbidpulver oder ein Strontiumtitanatpulver; oder ein Abstandshalterteilchen, wie etwa Siliciumoxid in geringen Mengen zugegeben werden, die die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinflussen.
<Quantifizierungsverfahren für die anorganischen Feinteilchen>
(1) Bestimmung des Gehalts an Siliciumoxidfeinteilchen in dem magnetischen Toner (Standardzugabeverfahren)
3 g des magnetischen Toners wird in einen Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm gegeben und ein Pressling wird unter einem Druck von 10 Tonnen zubereitet. Die Silicium(Si)-Dichte wird bestimmt (Si-Dichte-1) durch wellenlängendispersive Röntgenfloureszenzanalyse (XRF). Die Messbedingungen sind bevorzugt für das verwendete XRF-Instrument optimiert und alle Intensitätsmessungen in einer Reihe werden unter Verwendung der gleichen Bedingungen durchgeführt. Siliciumoxidfeinteilchen mit einem anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen von 12 nm werden zu dem magnetischen Toner zu 1,0 Masse-% bezogen auf die magnetischen Toner gegeben und das Mischen erfolgt mit einer Kaffeemühle.
Für die zu diesem Zeitpunkt beigemischten Siliciumoxidfeinteilchen können Siliciumoxidfeinteilchen mit einem anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen von etwa 5 nm bis nicht mehr als 50 nm ohne Beeinträchtigung dieser Bestimmung verwendet werden.
Nach dem Mischen erfolgt eine wie vorher beschriebene Presslingherstellung, und die Si-Intensität (Si-Intensität-2) wird ebenfalls wie vorher beschrieben bestimmt. Unter Verwendung des gleichen Vorgehens wird ebenfalls die Si-Intensität (Si-Intensität-3, Si-Intensität-4) für Proben zubereitet durch Zugabe und Mischen der Siliciumoxidfeinteilchen zu 2,0 Masse-% und 3,0 Masse-% der Siliciumoxidfeinteilchen bezogen auf den magnetischen Toner bestimmt. Der Siliciumoxidgehalt (Masse-%) in den magnetischen Toner auf der Grundlage des Standardzugabeverfahrens wird unter Verwendung der Si-Intensitäten-1 bis -4 berechnet.
Der Titanoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner und der Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner werden unter Verwendung des Standardzugabeverfahrens und dem gleichen Vorgehen wie vorher für die Bestimmung des Siliciumoxidgehalts beschrieben bestimmt. Das heißt, für den Titanoxidgehalt (Masse-%) werden Titanoxidfeinteilchen mit einem anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen von wenigstens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt, und die Bestimmung kann durch Bestimmen der Titan-(Ti-)Intensität erfolgen. Für den Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) werden Aluminiumoxidfeinteilchen mit einem anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen von wenigstens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt, und die Bestimmung kann durch Bestimmen der Aluminium-(Al-)Intensität erfolgen.
(2) Abtrennung der anorganischen Feinteilchen von dem magnetischen Toner
5 g des magnetischen Toners wird unter Verwendung einer Präzisionswaage in einen 200-mL Plastikbecher mit Deckel eingewogen; 100 mL Methanol wird zugegeben und eine Dispersion erfolgt für 5 Minuten unter Verwendung einer Ultraschalldispersionsvorrichtung. Der magnetische Toner wird unter Verwendung eines Neodymmagneten gehalten und der Überstand wird verworfen. Der Vorgang der Dispersion mit Methanol und des Verwerfens des Überstands wird dreimal durchgeführt, gefolgt von der Zugabe von 100 mL 10% NaOH und mehrerer Tropfen ”Contaminon N” (eine 10 Masse-% wässrige Lösung eines Detergens mit neutralem pH 7 für die Reinigung von Präzisionsmessinstrumenten und ein nicht ionisches Tensid, ein anionisches Tensid, und einen organischen Gerüststoff, von Wako Pure Chemical Industries, Ltd. umfassend), leichtes Mischen und dann ruhig stehen lassen für 24 Stunden. Dies wird gefolgt durch Wiederabtrennen unter Verwendung eines Neodymmagneten. Zu diesem Zeitpunkt wird wiederholtes Waschen mit destilliertem Wasser durchgeführt bis kein NaOH verbleibt. Die wiedergewonnenen Teilchen werden unter Verwendung eines Vakuumtrockners ausgiebig getrocknet, um Teilchen A zu erhalten. Die extern zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen werden durch dieses Verfahren gelöst und entfernt. Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen können in den Partikeln A verbleiben, da sie in 10% NaOH schwer löslich sind.
(3) Messung der Si-Intensität in den Teilchen A
3 g der Teilchen A werden in einen Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm eingeführt; ein Pressling wird unter Verwendung eines Drucks von 10 Tonnen hergestellt; und die Si-Intensität (Si-Intensität-5) wird durch wellenlängendispersive XRF bestimmt. Der Siliciumoxidgehalt (Masse-%) in den Teilchen A wird unter Verwendung der Si-Intensität-5 und der bei der Bestimmung des Siliciumgehalts in den magnetischen Toner verwendeten Si-Intensitäten-1 bis -4 berechnet.
(4) Abtrennung des magnetischen Körpers von dem magnetischen Toner
100 mL Tetrahydrofuran wird zu 5 g der Teilchen A mit ausgiebigem Mischen gefolgt durch Ultraschalldispersion für 10 Minuten gegeben. Der magnetische Körper wird mit einem Magneten gehalten und der Überstand wird verworfen. Dieses Verfahren wird 5 Mal durchgeführt, um Teilchen B zu erhalten. Dieses Verfahren kann nahezu vollständig den organischen Bestandteil, z. B. Harze, außerhalb des magnetischen Körpers entfernen. Weil jedoch ein in Tetrahydrofuran unlösliches Material in dem Harz verbleiben kann, werden die durch dieses Verfahren bereitgestellten Teilchen B bevorzugt auf 800°C erwärmt, um den restlichen organischen Bestandteil auszubrennen, und die nach dem Erwärmen erhaltenen Teilchen C sind in etwa der magnetische Körper, der in dem magnetischen Toner vorhanden war.
Messung der Masse der Teilchen C ergibt den Gehalt an magnetischen Körpern W (Masse-%) in dem magnetischen Toner. Um den Zuwachs aufgrund der Oxidation des magnetischen Körpers zu korrigieren, wird die Masse der Teilchen C mit 0,9666 multipliziert (Fe₂O₃ → Fe₃O₄).
(5) Messung der Ti-Intensität und Al-Intensität in dem abgetrennten magnetischen Körper
Ti und Al können als Verunreinigungen oder Zusatzstoffe in dem magnetischen Körper vorhanden sein. Die Menge an Ti und Al, die dem magnetischen Körper zuzurechnen ist, kann durch FP-Quantifizierung in der wellenlängendispersiven XRF nachgewiesen werden. Die nachgewiesenen Mengen an Ti und Al werden zu Titanoxid und Aluminiumoxid umgewandelt und der Titanoxidgehalt und der Aluminiumoxidgehalt in dem magnetischen Körper werden dann berechnet.
Die Menge der extern zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen, die Menge der extern zugegebenen Titanoxidfeinteilchen und die Menge der extern zugegebenen Aluminiumoxidfeinteilchen werden durch Substituieren der durch die vorhergehenden Vorgehensweisen erhaltenen quantitativen Werte in den folgenden Formeln berechnet. Menge an extern zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen (Masse-%) = Siliciumoxidgehalt (Masse-%) in den magnetischen Toner – Siliciumgehalt (Masse-%) in Teilchen A Menge an extern zugegebenen Titanoxidfeinteilchen (Masse-%) = Titanoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner – {Titanoxidgehalt (Masse-%) in den magnetischen Körper × magnetischer Körpergehalt W/100} Menge an extern zugegebenen Aluminiumoxidfeinteilchen (Masse-%) = Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) in den magnetischen Toner – {Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) in den magnetischen Körper × magnetischer Körpergehalt W/100}
(6) Berechnung des Anteils an Siliciumoxidfeinteilchen in den Metalloxidfeinteilchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen für die an die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixierten anorganischen Feinteilchen
Nach Durchführung des Vorgehens ”Entfernen der nicht fixierten anorganischen Feinteilchen” in dem im Folgenden beschriebenen Verfahren für die Berechnung der Deckungsquote B und danach Trocknen des Toners, kann der Anteil der Siliciumoxidfeinteilchen in den Metalloxidfeinteilchen durch Durchführen der gesamten Vorgehensweise wie in den vorher beschriebenen Verfahren von (1) bis (5) berechnet werden.
Betrachtet vom Standpunkt des Gleichgewichts zwischen der Entwicklungsleistung und der Fixierungsleistung ist der gewichtsbezogene mittlere Teilchendurchmesser (D4) des erfindungsgemäßen magnetischen Toners bevorzugt wenigstens 6,0 μm bis nicht mehr als 10,0 μm, und ist bevorzugter von wenigstens 7,0 μm bis nicht mehr als 9,0 μm.
Zusätzlich ist vom Standpunkt der Unterdrückung von übermäßiger Ladung betrachtet die durchschnittliche Rundheit des erfindungsgemäßen magnetischen Toners bevorzugt von wenigstens 0,935 bis nicht mehr als 0,955 und ist bevorzugter von wenigstens 0,938 bis nicht mehr als 0,950.
Die durchschnittliche Rundheit des erfindungsgemäßen magnetischen Toners kann in dem angegebenen Bereich durch Einstellen des Verfahrens für die Herstellung des magnetischen Toners und durch Einstellen der Herstellungsbedingungen eingestellt werden.
Beispiele des Verfahrens für die Herstellung des erfindungsgemäßen magnetischen Toners werden im Folgenden angegeben, aber es besteht nicht die Absicht, das Herstellungsverfahren auf diese zu beschränken.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner kann durch jedes bekannte Verfahren hergestellt werden, das die Einstellung der Deckungsquote A und B/A ermöglicht und das bevorzugt einen Schritt aufweist, in welchem die durchschnittliche Rundheit eingestellt werden kann, während die anderen Herstellungsschritte nicht besonders beschränkt sind.
Das folgende Verfahren ist ein vorteilhaftes Beispiel eines derartigen Herstellungsverfahrens. Zuerst wird das Bindemittelharz und der magnetische Körper und, wenn notwendig, andere Rohmaterialien, z. B. ein Wachs und ein Ladungssteuerungsmittel ausgiebig unter Verwendung eines Mischers, wie etwa einem Henschel-Mischer oder einer Kugelmühle gemischt, und dann geschmolzen, unter Verwendung eines beheizten Knetgeräts, wie etwa eine Walze, ein Kneter oder ein Extruder, bearbeitet und geknetet, um die Harze miteinander zu kompatibilisieren.
Das erhaltene geschmolzene und geknetete Material wird gekühlt und verfestigt und dann grob pulverisiert, fein pulverisiert und klassiert und die externen Zusatzstoffe, z. B. anorganische Feinteilchen, werden in die resultierenden magnetischen Tonerteilchen extern zugegeben und gemischt, um den magnetischen Toner zu erhalten.
Der hier verwendete Mischer kann beispielhaft angegeben werden durch den Henschel-Mischer (Mitsui Mining Co., Ltd.); den Supermixer (Kawata Mfg. Co., Ltd.); Ribocone (Okawara Corporation); Nauta-Mischer, Turbulizer und Cyclomix (Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin-Mixer (Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.); Loedige-Mischer (Matsubo Corporation); und Nobilta (Hosokawa Micron Corporation).
Das vorher erwähnte Knetgerät kann beispielhaft angegeben werden durch den KRC Kneader (Kurimoto, Ltd.); Buss Ko-Kneader (Buss Corp.); TEM-Extruder (Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX Doppelschraubenkneter (The Japan Steel Works, Ltd.); PCM Kneader (Ikegai Ironworks Corporation); Drei-Walzen-Mühlen, Mischwalzenmühlen, Kneter (Inoue Manufacturing Co., Ltd.); Kneadex (Mitsui Mining Co., Ltd.); Model-MS-Druckkneter und Kneader-Ruder (Moriyama Mfg. Co., Ltd.); und Banbury-Mixer (Kobe Steel, Ltd.).
Die vorher erwähnten Pulverisiermühlen können beispielhaft angegeben werden durch die Counter Jet Mill, Micron Jet, und Inomizer (Hosokawa Micron Corporation); IDS-Mühle und PJM Jet Mill (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); Cross Jet Mill (Kurimoto, Ltd.); Ulmax (Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet-O-Mill (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); Turbo Mill (Turbo Kogyo Co., Ltd.); und Super Rotor (Nisshin Engineering Inc.).
Von den Vorhergehenden kann die durchschnittliche Rundheit gesteuert werden durch Einstellung der Abgastemperatur während der Mikropulverisation unter Verwendung einer Turbo Mill. Eine geringere Abgastemperatur (z. B. nicht mehr als 40°C) stellt einen geringeren Wert für die durchschnittliche Rundheit zu Verfügung, während eine höhere Abgastemperatur (z. B. etwa 50°C) einen höheren Wert für die durchschnittliche Rundheit bereitstellt.
Die vorher erwähnte Klassiervorrichtung kann beispielhaft angegeben werden durch den Classiel, Micron Classifier, und Spedic Classifier (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Turbo Classifier (Nisshin Engineering Inc.); Micron Separator, Turboplex (ATP), und TSP Separator (Hosokawa Micron Corporation); Elbow Jet (Nittetsu Mining Co., Ltd.); Dispersion Separator (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); und YM Microcut (Yasukawa Shoji Co., Ltd.).
Siebvorrichtungen, die verwendet werden können, um die groben Teilchen zu sieben, können beispielhaft angegeben werden durch den Ultrasonic (Koei Sangyo Co., Ltd.), Rezona Sieve und Gyro-Sifter (Tokuju Corporation), Vibrasonic System (Dalton Co., Ltd.), Soniclean (Sintokogio, Ltd.), Turbo Screener (Turbo Kogyo Co., Ltd.), Microsifter (Makino Mfg. Co., Ltd.), und kreisförmige Vibrationssiebe.
Ein bekanntes Mischverfahrengerät, z. B. die vorher beschriebenen Mischer, kann für die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen verwendet werden; jedoch ist ein in der 4 gezeigtes Gerät vom Standpunkt der Ermöglichung einer einfachen Steuerung der Deckungsquote A, B/A und des Variationskoeffizienten der Deckungsquote A bevorzugt.
Die 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischverfahrengeräts zeigt, das verwendet werden kann, um die externe Zugabe und das Mischen der durch die vorliegende Erfindung verwendeten anorganischen Feinteilchen durchzuführen.
Dieses Mischverfahrengerät erbringt leicht die Fixierung der anorganischen Feinteilchen auf die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens, weil es eine Struktur aufweist, die Scherkräfte in einem engen Arbeitsraumbereich an die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen ausübt.
Ferner werden wie im Folgenden beschrieben die Deckungsquote A, B/A und der Variationskoeffizient der Deckungsquote A leichthin in dem für die vorliegende Erfindung bevorzugten Bereichen gesteuert, weil die Zirkulation der magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in der axialen Richtung des rotierenden Bauteils erleichtert wird, und weil eine ausgiebige und gleichmäßige Mischung vor der Entwicklung der Fixierung erleichtert wird.
Andererseits ist die 5 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur des Rührbauteils zeigt, das in dem vorher erwähnten Mischverfahrengerät verwendet wird.
Das Verfahren für die externe Zugabe und Mischen für die anorganischen Feinteilchen wird im Folgenden unter Verwendung der 4 und 5 beschrieben.
Dieses Mischverfahrengerät, das die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen durchführt, weist ein Rotationsbauteil 2, wobei auf der Oberfläche davon wenigstens eine Mehrzahl von Rührbauteilen 3 angeordnet sind; ein Antriebsbauteil 8, welches die Rotation des rotierenden Bauteils antreibt; und ein Hauptgehäuse 1 auf, welches so angeordnet ist, dass es einen Spalt mit den Rührbauteilen 3 aufweist.
Es ist wichtig, dass der Spalt (Arbeitsraum) zwischen dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 und dem Rührbauteil 3 konstant und sehr klein gehalten wird, um eine gleichmäßige Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen auszuüben und die Fixierung der anorganischen Feinteilchen auf die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens zu erleichtern.
Der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 in diesem Gerät ist nicht mehr als das zweifache des Durchmessers des äußeren Umfangs des rotierenden Bauteils 2. In der 4 wird ein Beispiel gezeigt, in welchem der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 das 1,7-fache des Durchmessers des äußeren Umfangs des rotierenden Bauteils 2 ist (der Rumpfdurchmesser bereitgestellt durch Subtrahieren des Rührbauteils 3 von dem rotierenden Bauteil 2). Wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 mehr als das zweifache des Durchmessers des äußeren Umfangs des rotierenden Bauteils 2 ist, wird die Aufprallkraft auf die magnetischen Tonerteilchen befriedigend ausgeübt, da der Verarbeitungsraum, in welchem die Kräfte auf die magnetischen Tonerteilchen wirken, in geeigneter Weise begrenzt ist.
Zusätzlich ist es wichtig, dass der vorher erwähnte Arbeitsraum in Übereinstimmung mit der Größe des Hauptgehäuses eingestellt wird. Betrachtet vom Standpunkt der Ausübung einer adäquaten Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen ist es wichtig, dass der Arbeitsraum von etwa wenigstens 1% bis nicht mehr als 5% des Durchmessers des inneren Umfangs des Hauptgehäuses eingestellt wird. Wenn spezifisch der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 etwa 130 mm ist, wird der Arbeitsraum bevorzugt von etwa wenigstens 2 mm bis nicht mehr als 5 mm eingestellt; wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 etwa 800 mm ist, wird der Arbeitsraum bevorzugt von etwa wenigstens 10 mm bis nicht mehr als 30 mm eingestellt.
In dem Verfahren der externen Zugabe und des Mischens der anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung werden Mischen und externe Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens unter Verwendung des Mischverfahrengeräts durch Rotieren des rotierenden Bauteils 2 durch das Antriebsbauteil 8 und Rühren und Mischen der magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Teilchen, die in das Mischverfahrengerät eingebracht wurden, durchgeführt.
Wie in der 5 gezeigt, wird wenigstens ein Teil der Mehrzahl der Rührbauteile 3 als ein Vorwärtstransportrührbauteil 3a gebildet, das, begleitend die Rotation des rotierenden Bauteils 2, die magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in einer Richtung entlang der axialen Richtung des rotierenden Bauteils transportiert. Zusätzlich wird wenigstens ein Teil der Mehrzahl der Rührbauteile 3 als ein Rücktransportrührbauteil 3b gebildet, das, die Rotation des rotierenden Bauteils 2 begleitend, die magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in die andere Richtung entlang der axialen Richtung des rotierenden Bauteils zurückführt.
Hierbei ist, wenn die Rohmaterialeinlassöffnung 5 und die Produktausgabeöffnung 6 an den zwei Enden des Hauptgehäuses 1 angeordnet sind, wie in der 4, die Richtung auf die Produktausgabeöffnung 6 von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 (die Richtung nach rechts in der 4) die „Vorwärtsrichtung”.
Das heißt, wie in der 5 gezeigt, ist die Fläche des Vorwärtstransportrührbauteils 3a schräg, um die magnetischen Tonerteilchen in die Vorwärtsrichtung (13) zu transportieren. Andererseits ist die Fläche des Rücktransportrührbauteils 3b schräg, um die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen in die Rückrichtung (12) zu transportieren.
Dadurch werden die externe Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen und das Mischen durchgeführt, während wiederholt ein Transport in die „Vorwärtsrichtung” (13) und ein Transport in die „Rückrichtung” (12) durchgeführt wird.
Zusätzlich bilden mit Blick auf die Rührbauteile 3a, 3b eine Mehrzahl von in Abständen in der Umfangsrichtung des rotierenden Bauteils 2 angeordnete Bauteile einen Satz. In dem in der 5 gezeigten Beispiel bilden zwei Bauteile bei einem Abstand von 180° miteinander auf dem rotierenden Bauteil 2 einen Satz der Rührbauteile 3a, 3b, aber eine größere Anzahl von Bauteilen kann einen Satz bilden, wie etwa drei bei einem Intervall von 120° oder vier bei einem Intervall von 90°.
In dem in der 5 gezeigten Beispiel wird eine Gesamtheit von zwölf Rührbauteilen 3a, 3b in einem gleichen Intervall gebildet.
Ferner zeigt D in 5 die Breite eines Rührbauteils an, und d gibt den Abstand an, der den überlappenden Abschnitt eines Rührbauteils angibt. In der 5 ist D bevorzugt eine Breite, die von etwa wenigstens 20% bis nicht mehr als 30% der Länge des rotierenden Bauteils 2 ist, bei Berücksichtigung vom Standpunkt des Erbringens eines effizienten Transports der magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in die Vorwärtsrichtung und die Rückrichtung. Die 5 zeigt ein Beispiel, in welchem D 23% ist. Ferner ist, mit Blick auf die Rührbauteile 3a und 3b, wenn eine Maßhilfslinie in der rechtwinkligen Richtung von der Anordnung des Endes des Rührbauteils 3a gezeichnet wird, bevorzugt ein bestimmter überlappender Bereich d des Rührbauteils mit dem Rührbauteil 3b vorhanden. Dies dient dazu, um Scherkräfte auf die magnetischen Tonerteilchen effizient auszuüben. Dieses d ist vom Standpunkt der Ausübung der Scherkraft bevorzugt von wenigstens 10% bis nicht mehr als 30% von D.
Zusätzlich zu der in der 5 gezeigten Form kann die Blattform – insoweit die magnetischen Tonerteilchen in die Vorwärtsrichtung und Rückrichtung transportiert werden können und der Arbeitsraum beibehalten wird – eine Form sein, die eine gebogene Oberfläche oder eine Paddelstruktur aufweist, in welchem ein distales Blattbauteil mit dem rotierenden Bauteil 2 durch einen stabförmigen Arm verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung wird hier nachfolgend in zusätzlichen Details unter Bezugnahme auf die schematischen Diagramme der in den 4 und 5 gezeigten Geräte erläutert.
Das in der 4 gezeigte Gerät weist ein rotierendes Bauteil 2 auf, welches wenigstens eine Mehrzahl von Rührbauteilen angeordnet auf seiner Oberfläche aufweist; ein Antriebsbauteil 8, das die Rotation des rotierenden Bauteils 2 antreibt; ein Hauptgehäuse 1, welches angeordnet ist, um einen Spalt mit den Rührbauteilen 3 zu bilden; und einen Mantel 4, in welchem ein Wärmeübertragungsmedium fließen kann und welcher auf der Innenseite des Hauptgehäuses 1 und an der Endoberfläche 10 des rotierenden Bauteils sich befindet.
Zusätzlich weist das in der 4 gezeigte Gerät eine Rohmaterialeinlassöffnung 5 auf, welche auf der oberen Seite des Hauptgehäuses 1 für den Zweck des Einbringens der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen gebildet ist, und eine Produktausgabeöffnung 6, welche an der unteren Seite des Hauptgehäuses 1 für den Zweck der Ausgabe des magnetischen Toners, der dem externen Zugabe- und Mischverfahren unterzogen wurde, von dem Hauptgehäuse 1 nach außen.
Das in der 4 gezeigte Gerät weist ebenfalls ein Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 auf, das in die Rohmaterialeinlassöffnung 5 eingefügt ist, und ein Produktausgabeöffnungsinnenstück 17, das in die Produktausgabeöffnung 6 eingefügt ist.
In der vorliegenden Erfindung wird das Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 zuerst von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 entfernt, und die magnetischen Tonerteilchen werden von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 in den Verarbeitungsraum 9 eingeführt. Dann werden die anorganischen Feinteilchen von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 in den Verarbeitungsraum eingeführt, und das Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 wird eingefügt. Das rotierende Bauteil 2 wird nachfolgend durch das Antriebsbauteil 8 rotiert (11 stellt die Rotationsrichtung dar), und das dadurch zu verarbeitende eingebrachte Material wird dem externen Zugabe- und Mischverfahren unterzogen, während es durch die Mehrzahl an Rührbauteilen 3 gerührt und gemischt wird, die auf der Oberfläche des rotierenden Bauteils 2 angeordnet sind.
Die Abfolge des Einführens kann ebenfalls das Einführen der anorganischen Feinteilchen durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 und dann das Einführen der magnetischen Tonerteilchen durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 sein. Zusätzlich können die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen unter Verwendung eines Mischers, wie etwa ein Henschel-Mischer, vorher gemischt werden und die Mischung kann danach durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 des in der 4 gezeigten Geräts eingeführt werden.
Spezieller ist mit Blick auf die Bedingungen des externen Zugabe- und Mischverfahrens die Steuerung der Kraft des Antriebsbauteils 8 von wenigstens 0,2 W/g bis nicht mehr als 2,0 W/g, im Sinne des Erhalts der Deckungsquote A, B/A und des Variationskoeffizienten der Deckungsquote A, wie in der vorliegenden Erfindung spezifiziert, bevorzugt. Die Steuerung der Leistung des Antriebsbauteils auf von wenigstens 0,6 W/g bis nicht mehr als 1,6 W/g ist bevorzugter.
Wenn die Leistung geringer als 0,2 W/g ist, ist es schwierig eine hohe Deckungsquote A zu erhalten, und B/A neigt dazu, zu gering zu sein. Andererseits neigt B/A dazu, zu hoch zu sein, wenn 2,0 W/g überschritten wird.
Die Verarbeitungszeit ist nicht besonders beschränkt, aber ist bevorzugt von wenigstens 3 Minuten bis nicht mehr als 10 Minuten. Wenn die Verarbeitungszeit geringer als 3 Minuten ist, neigt B/A dazu, zu gering zu sein, und ein großer Variationskoeffizient der Deckungsquote A kann gehäuft auftreten. Wenn andererseits die Verarbeitungszeit 10 Minuten übersteigt, neigt umgekehrt B/A dazu, zu hoch zu sein, und die Temperatur innerhalb des Geräts ist anfällig dafür zu steigen.
Die Rotationsgeschwindigkeit der Rührbauteile während der externen Zugabe und des Mischens ist nicht besonders beschränkt; wenn jedoch für das in der 4 gezeigte Gerät, das Volumen des Verarbeitungsraums 9 in dem Gerät 2,0 × 10^–3 m³ ist, ist die U/min für die Rührbauteile – wenn die Form der Rührbauteile 3 wie in der 5 gezeigt ist – bevorzugt von wenigstens 1000 U/Min bis nicht mehr als 3000 U/min. Die Deckungsquote A, B/A und der Variationskoeffizient der Deckungsquote A wie in der vorliegenden Erfindung spezifiziert werden leicht bei wenigstens 1000 U/min bis nicht mehr als 3000 U/min erhalten.
Ein besonders bevorzugtes Verarbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung weist einen Vormischschritt vor dem externen Zugabe- und Mischverfahrensschritt auf. Das Einfügen eines Vormischschritts erzielt eine sehr gleichmäßige Dispersion der anorganischen Feinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens, und als ein Ergebnis wird leichthin eine hohe Deckungsquote A erhalten und der Variationskoeffizient auf die Deckungsquote A wird leichthin reduziert.
Spezifischer sind die Vormischungsverarbeitungsbedingungen bevorzugt eine Leistung der Antriebsbauteils 8 von wenigstens 0,06 W/g bis nicht mehr als 0,20 W/g und eine Verarbeitungszeit von wenigstens 0,5 Minuten bis nicht mehr als 1,5 Minuten. Es ist schwierig, eine befriedigende gleichmäßige Mischung in dem Vormischen zu erhalten, wenn die Lastleistung unter 0,06 W/g oder die Verarbeitungszeit kürzer als 0,5 Minuten für die Vormischverarbeitungsbedingungen ist. Wenn andererseits die Lastleistung höher als 0,20 W/g oder die Verarbeitungszeit länger als 1,5 Minuten für die Vormischverarbeitungsbedingungen ist, können die anorganischen Feinteilchen auf die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert werden bevor eine befriedigende gleichmäßige Mischung erzielt wurde.
Nachdem der externe Zugabe- und Mischvorgang abgeschlossen wurde, wird das Produktausgabeöffnungsinnenstück 17 in der Produktausgabeöffnung 6 entfernt und das rotierende Bauteil 2 wird durch das Antriebsbauteil 8 rotiert, um den magnetischen Toner aus der Produktausgabeöffnung 6 abzugeben. Falls notwendig können grobe Teilchen usw. von dem erhaltenen magnetischen Toner unter Verwendung eines Sortierers oder eines Siebes, z. B. einem kreisförmigen Vibrationssieb, entfernt werden, um den magnetischen Toner zu erhalten.
Ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts, das vorteilhafter Weise den erfindungsgemäßen magnetischen Toner verwenden kann, wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die 6 spezifisch beschrieben. In der 6 ist 100 ein ein elektrostatisches latentes Bild tragendes Bauteil (im Folgenden ebenfalls als ein lichtempfindliches Bauteil bezeichnet), und die Folgenden werden, unter anderem, auf seinem Umfang angeordnet: ein Ladungsbauteil (Ladungswalze) 117, eine Entwicklungsvorrichtung 140 mit einem Toner tragenden Bauteil 102, ein Übertragungsbauteil (Übertragungsladungswalze) 114, einen Reinigungsbehälter 116, eine Fixiereinheit 126 und eine Aufnahmewalze 124. Das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil 100 wird mit der Ladungswalze 117 geladen. Lichtexposition wird durchgeführt durch Bestrahlen des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteils 100 mit Laserlicht von einem Lasergenerator 121, um ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden, das dem beabsichtigten Bild entspricht. Das elektrostatische latente Bild auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteil 100 wird durch die Entwicklungsvorrichtung 140 mit einem Einkomponenten-Toner entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen, und das Tonerbild wird durch die Übertragungswalze 114 auf ein Übertragungsmaterial übertragen, welches das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Bauteil mit dem dazwischen angeordneten Übertragungsmaterial kontaktiert. Das ein Tonerbild tragende Übertragungsmaterial wird zu der Fixiereinheit 126 gefördert, und ein Fixieren auf dem Übertragungsmaterial wird durchgeführt. Zusätzlich wird der auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Bauteil verbleibende magnetische Toner durch das Reinigungsblatt abgekratzt und in dem Reinigungsbehälter 116 aufgenommen.
Die Verfahren für die Messung der durch die vorliegende Erfindung in Bezug genommenen verschiedenen Eigenschaften werden im Folgenden beschrieben.
<Berechnung der Deckungsquote A>
In der vorliegenden Erfindung wird die Deckungsquote A durch Analysieren des Bilds der magnetischen Toneroberfläche aufgenommen mit Hitachis S-4800 ultrahochaufllösenden Feldemissionsrasterelektronenmikroskop (Hitachi High-Technologies Corporation) unter Verwendung einer Image-Pro Plus Ver. 5.0 Bildanalysesoftware (Nippon Roper Kabushiki Kaisha) analysiert. Die Bedingungen für die Bildgewinnung mit dem S-4800 sind wie folgt.
(1) Probenvorbereitung
Eine elektrisch leitfähige Paste wird in einer dünnen Schicht auf dem Probenstutzen (15 mm × 6 mm Aluminiumprobenstutzen) ausgebreitet und der magnetische Toner wird darauf gesprüht. Zusätzliches Blasen mit Luft wird durchgeführt, um überschüssigen magnetischen Toner von dem Probenstutzen zu entfernen und um gründliches Trocknen durchzuführen. Der Probenstutzen wird in die Probenhalterung eingesetzt und die Probenhalterungshöhe wird auf 36 mm mit der Probenhöheanzeige eingestellt.
(2) Einstellen der Bedingungen für die Betrachtung mit dem S-4800
Die Deckungsquote A wird berechnet unter Verwendung des durch Rückstreuungelektronenbilderzeugung mit dem S-4800 erhaltenen Bildes. Die Deckungsquote kann mit hervorragender Genauigkeit unter Verwendung des zurückgestreuten Elektronenbildes gemessen werden, weil die anorganischen Feinteilchen weniger übermäßig geladen werden als in dem Fall des sekundären Elektronenbilds.
Führe flüssigem Stickstoff bis zu der obersten Kante der in dem S-4800-Gehäuse angeordneten Antikontaminationsfalle ein und lasse es für 30 Minuten stehen. Start des „PC-SEM” des S-4800 und Durchführen von Blinken (die FE-Spitze, welche die Elektronenquelle ist, wird gereinigt). Drücke den Beschleunigungsspannungsanzeigebereichs in der Kontrollleiste auf dem Bildschirm und Presse den [flashing]-Knopf, um den Blinkausführungsdialog zu öffnen. Bestätige eine Blinkintensität von 2 und Ausführung. Bestätige, dass die Emission aufgrund des Blinkens 20 bis 40 μA ist. Füge die Probenhalterung in die Probenkammer des S-4800-Gehäuses. Drücke [home] auf der Kontrollleiste, um die Probehalterung in die Beobachtungsposition zu überführen.
Drücke den Beschleunigungsspannungsanzeigebereichs, um den HV-Einstellungsdialog zu öffnen und stelle die Beschleunigungsspannung auf [0,8 kV] und den Emissionsstrom auf [20 μA] ein. Setze in dem [base]-Tabulator der Bedienungstafel die Signalauswahl auf [SE]; wähle [upper(U)] und [+BSE] für den SE-Detektor; und wähle [L. A. 100] in dem Auswahlkasten rechts vom [+BSE] aus, um in den Betrachtungsmodus unter Verwendung des zurückgestreuten Elektronenbildes zu gehen. Setze auf ähnliche Weise in dem [base]-Tabulator der Bedienungstafel den Sondenstrom des elektronischen optischen Systemsbedienungsblock auf [Normal]; setze Fokusmodus auf [UHR]; und setze WD auf [3.0 mm]. Drücke den [ON]-Knopf in der Beschleunigungsspannung der Bedienungstafel und lege die Beschleunigungsspannung an.
(3) Berechnung des anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmessers (D1) des magnetischen Toners
Stelle die Vergrößerung auf 5000X (5k) durch Ziehen mit dem Vergrößerungsanzeigebereich der Kontrolltafel ein. Drehe den [COARSE]-Fokusdrehknopf auf der Bedienungstafel und Führe die Einstellung der Aperturabgleichung aus wo einige Bildschärfegrade erhalten wurden. Drücke [Align] in der Bedienungstafel und zeige den Abgleichungsdialog an und wähle [beam] aus. Ziehe den angezeigten Strahl in die Mitte der konzentrischen Kreise durch Drehen der STIGMA/ALIGNMENT-Drehknöpfe (X, Y) auf der Bedienungstafel. Wähle dann [aperture] und drehe die STIGMA/ALIGNMENT-Drehknöpfe (X, Y) einen nach dem anderen und stelle so ein, um die Bewegung des Bildes zu beenden oder die Bewegung zu minimieren. Schließe den Aperturdialog und fokussiere mit dem Autofokus. Fokussiere durch Wiederholen dieses Vorgangs für zusätzliche zwei Mal.
Ermittele danach den anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D1) durch Messen des Teilchendurchmessers bei 300 magnetischen Tonerteilchen. Der Teilchendurchmesser des einzelnen Teilchens wird als der maximale Durchmesser genommen, wenn das magnetische Tonerteilchen betrachtet wird.
(4) Fokuseinstellung
Für Teilchen mit einem in (3) erhaltenen anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D1) von ±0,1 μm mit dem Mittelpunkt des maximalen Durchmessers eingestellt auf den Mittelpunkt des Messschirms, ziehe mit dem Vergrößerungsanzeigebereich der Bedienungstafel, um die Vergrößerung auf 10000X (10k) einzustellen. Drehe den [COARSE]-Fokusdrehknopf auf der Bedienungstafel und führe die Einstellung der Aperturanordnung durch, wo einige Schärfegrade erzielt wurden. Drücke [Align] in der Bedienungstafel und zeige den Abgleichungsdialog an und wähle [beam] aus. Ziehe den angezeigten Strahl zu dem Mittelpunkt der konzentrischen Kreise durch Drehen der STIGMA/ALIGNMENT-Drehknöpfe (X, Y) auf der Bedienungstafel. Dann wähle [aperture] und drehe die STIGMA/ALIGNMENT-Drehknöpfe (X, Y) einen nach dem anderen und stelle so ein, um die Bewegung des Bildes zu beenden oder die Bewegung zu minimieren. Schließe den Aperturdialog und fokussiere unter Verwendung des Autofokus. Stelle dann die Vergrößerung auf 50000X (50k); führe die Fokuseinstellung wie vorher unter Verwendung des Fokusdrehknopfs und des STIGMA/ALIGNMENT-Drehknopfs durch; und dann fokussiere wieder unter Verwendung des Autofokus. Fokussiere durch Wiederholen dieses Vorgangs. Hierbei führe, da die Genauigkeit der Deckungsquotenmessung anfällig dafür ist abzunehmen, wenn die Betrachtungsebene einen großen Neigungswinkel hat, die Analyse durch eine Auswahl mit der geringsten Neigung in der Oberfläche durch Treffen einer Auswahl während der Fokuseinstellung, in welcher die gesamte Betrachtungsebene gleichzeitig im Fokus ist, durch.
(5) Bildaufnahme
Führe die von Helligkeitseinstellung unter Verwendung des ABC-Modus durch und nehme eine Photographie mit einer Größe von 640 × 480 Bildpunkten und speichere. Führe die im Folgenden beschriebene Analyse unter Verwendung dieser Bilddatei durch. Nimm eine Aufnahme für jedes magnetische Tonerteilchen und erhalte Bilder für wenigstens 30 magnetische Tonerteilchen.
(6) Bildanalyse
Die Deckungsquote A wird in der vorliegenden Erfindung berechnet durch Verwendung der im Folgenden angegebenen Analysesoftware durch Unterziehen des erhaltenen Bildes mit einer Binarisierungsbearbeitung mit dem vorher beschriebenen Vorgehen. Wenn dies erfolgt ist wird das vorher beschriebene Einzelbild in 12 Quadrate unterteilt und jedes wird analysiert. Wenn jedoch ein anorganisches Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser größer als oder gleich 50 nm in einem Teilbereich vorhanden ist, wird die Berechnung der Deckungsquote A für diesen Teilbereich nicht durchgeführt.
Die Analysebedingungen mit der Image-Pro Plus Ver. 5.0 Bildanalysesoftware sind wie folgt:
Software: Image-ProPlus5.1J
Von „measurement” in der Symbolleiste, wähle „count/size” und dann „option” und stelle die Binarisierungsbedingungen ein. Wähle 8 Verweise in der Objektextraktionsoption und stelle die Glättung auf 0 ein. Zusätzlich werden vorläufiges Sortieren, Einfüllen von Leerstellen und Umschläge nicht ausgewählt und die „exclusion of boundary line” wird auf „none” eingestellt. Wähle von „measurement items” von „measurement” in der Symbolleiste und gebe 2 bis 10⁷ für den Flächenabtastbereich ein.
Die Deckungsquote wird durch Anreißen einer quadratischen Zone berechnet. Hierbei ist die Fläche (C) auf 24000 bis 26000 Bildpunkte eingestellt. Automatische Binarisierung wird durch „processing”-Binarisierung durchgeführt und die Gesamtfläche (D) der siliciumoxidfreien Zone wird berechnet.
Die Deckungsquote a wird berechnet unter Verwendung der folgenden Formel von der Fläche C der quadratischen Zone und der Gesamtfläche D der Siliciumoxidfreien Zone. Deckungsquote a (%) = 100 – (D/C × 100)
Wie vorher erwähnt wird die Berechnung der Deckungsquote a für wenigstens 30 magnetische Tonerteilchen durchgeführt. Der durchschnittliche Wert aller erhaltenen Daten wird als die Deckungsquote A der vorliegenden Erfindung genommen.
<Variationskoeffizient der Deckungsquote A>
Der Variationskoeffizient der Deckungsquote A wird in der vorliegenden Erfindung wie folgt bestimmt. Der Variationskoeffizient der Deckungsquote A wird erhalten durch die folgende Formel wenn σ(A) die Standardabweichung aller in der vorher beschriebenen Berechnung verwendeten Deckungsquotendaten der Deckungsquote A ist. Variationskoeffizient (%) = {σ(A)/A} × 100
<Berechnung der Deckungsquote B>
Die Deckungsquote B wird zunächst durch Entfernen der nicht fixierten anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche und danach Durchführen des gleichen Vorgehens wie das, welchem bei der Berechnung der Deckungsquote A gefolgt wurde.
(1) Entfernung der nicht fixierten anorganischen Feinteilchen
Die nicht fixierten anorganischen Feinteilchen werden wie im Folgenden beschrieben entfernt. Die Erfinder untersuchten und stellten dann diese Entfernungsbedingungen ein, um die anderen als die in der Toneroberfläche eingebetteten anorganischen Feinteilchen gründlich zu entfernen.
Als ein Beispiel zeigt die 7 die Beziehung zwischen der Ultraschalldispersionszeit und der nach Ultraschalldispersion berechneten Deckungsquote für magnetische Toner, in welchen die Deckungsquote A auf 46% unter Verwendung des in der 4 gezeigten Geräts bei drei unterschiedlichen externen Zugabeintensitäten gebracht wurde. Die 7 wurde erstellt durch Berechnung der Deckungsquote eines magnetischen Toners bereitgestellt wird durch Entfernen der anorganischen Feinteilchen durch Ultraschalldispersion durch das im Folgenden beschriebene Verfahren und dann Trocknen, unter Verwendung des gleichen wie vorher beschriebenen Vorgehens für die Berechnung der Deckungsquote A.
Die 7 zeigt, dass die Deckungsquote gemeinsam mit der Entfernung der anorganischen Feinteilchen durch Ultraschalldispersion abnimmt, und dass für alle externen Zugabeintensitäten die Deckungsquote auf einen in etwa konstanten Wert durch Ultraschalldispersion für 20 Minuten gebracht wird. Auf dieser Grundlage wurde eine Ultraschalldispersion für 30 Minuten als Bereitstellung einer gründlichen Entfernung der anderen Feinteilchen als die in der Toneroberfläche eingebetteten anorganischen Feinteilchen angesehen, und die dadurch erhaltene Deckungsquote wurde als die Deckungsquote B definiert.
Genauer betrachtet wurden 16,0 g Wasser und 4,0 g Contaminon N (ein neutrales Detergens von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Produkt Nr. 037-10361) in ein 30 mL Glasfläschchen geben und gründlich gemischt. 1,50 g des magnetischen Toners wird in die resultierende Lösung eingebracht und der magnetische Toner wird durch Anlegen eines Magnets an den Boden vollständig eingetaucht. Danach wird der Magnet herumbewegt, um den magnetischen Toner an die Lösung zu konditionieren und Luftblasen zu entfernen.
Die Spitze eines UH-50 Ultraschalloszillators (von SMT Co., Ltd., die verwendete Spitze ist eine Titanlegierungsspitze mit einem Spitzendurchmesser ⌀ 6 mm) wird eingeführt, sodass sie in der Mitte des Fläschchens ist und eine Höhe von 5 mm über dem Boden des Fläschchens einnimmt, und die anorganischen Feinteilchen werden durch Ultraschalldispersion entfernt. Nach Anlegen von Ultraschall für 30 Minuten ist die Gesamtmenge des magnetischen Toners entfernt und getrocknet. Während dieser Zeit wird so wenig Wärme wie möglich zugeführt, während ein Vakuumtrocknen bei nicht mehr als 30°C durchgeführt wird.
(2) Berechnung der Deckungsquote B
Nachdem dem wie vorher beschriebenen Trocknen wird die Deckungsquote des magnetischen Toners für die vorher beschriebene Deckungsquote A berechnet, um die Deckungsquote B zu erhalten.
<Verfahren für die Messung des anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmessers der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen>
Der anzahlbezogene mittlere Teilchendurchmesser der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen wird aus dem Bild der anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche aufgenommen mit Hitachis S-4800 ultrahochauflösenden Feldemissionsrasterelektronenmikroskopie (Hitachi High-Technologies Corporation) berechnet. Die Bedingungen für die Bildgewinnung mit dem S-4800 sind wie folgt.
Die gleichen Schritte (1) bis (3) wie vorher beschrieben in „Berechnung der Deckungsquote A” werden durchgeführt; Fokussieren erfolgt durch Durchführen der Fokuseinstellung bei einer 50000X (50k) Vergrößerung der magnetischen Toneroberfläche wie in (4); und die Helligkeit wird dann unter Verwendung des ABC-Modus eingestellt. Dem folgt das Bringen der Vergrößerung auf 100000X (100k); Durchführen der Fokuseinstellung unter Verwendung des Fokusdrehknopfs und der STIGMA/ALIGNMENT-Drehknöpfe wie in (4); und Fokussieren unter Verwendung des Autofokus. Der Fokuseinstellungsvorgang wird wiederholt, um einen Fokus bei 100000X (100k) zu erzielen.
Danach wird der Teilchendurchmesser bei wenigstens 300 anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen und der anzahlbezogene mittlere Teilchendurchmesser (D1) wird bestimmt. Hierbei wird, weil die anorganischen Feinteilchen ebenfalls als Aggregate vorhanden sind, der maximale Durchmesser anhand dessen bestimmt, was als das Primärteilchen identifiziert werden kann, und der anzahlbezogene mittlere Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) wird erhalten durch Nehmen des arithmetischen Durchschnitts der erhaltenen maximalen Durchmesser.
<Verfahren für die Messung des gewichtsbezogenen mittleren Teilchendurchmessers (D4) und der Teilchengrößenverteilung des magnetischen Toners>
Der gewichtsbezogene mittlere Teilchendurchmesser (D4) des magnetischen Toners wird wie folgt berechnet. Das verwendete Messinstrument ist ein „Coulter Counter Multisizer 3” (eingetragene Marke, von Beckman Coulter, Inc.) ein Präzisionsteilchengrößenverteilungsmessinstrument, das auf der Grundlage des porenelektrischen Widerstandsprinzips arbeitet und mit einer 100 μm Aperturröhre ausgestattet ist. Die Messbedingungen werden eingestellt und die Messdaten werden analysiert unter Verwendung der begleitenden zugehörigen Software, d. h. „Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (von Beckman Coulter, Inc.). Die Messungen wurden durchgeführt bei 25000 Kanälen für die Anzahl der wirksamen Messkanäle.
Die für die Messungen verwendete wässrige Elektrolytlösung wird zubereitet durch Lösen eines besonders reinen Natriumchlorids in ionenausgetauschtem Wasser, um eine Konzentration von etwa 1 Masse-% zur Verfügung zu stellen, und z. B. kann „ISOTON II” (von Beckmann Coulter, Inc.) verwendet werden.
Die zugehörige Software wird wie folgt vor der Messung und Analyse konfiguriert.
In dem „modify the standard operating method(SOM)”-Bildschirm in der zugehörigen Software wird die Gesamtanzahl der Zählungen in dem Steuerungsmodus auf 50000 Teilchen eingestellt; die Anzahl der Messungen wird auf einmal eingestellt; und der Kd-Wert wird eingestellt auf den Wert erhalten unter Verwendung von „standard particle 10.0 μm” (von Beckman Coulter, Inc.). Der Schwellenwert und der Rauschpegel werden automatisch eingestellt durch Drücken des „treshold value/noise level measurement button”. Zusätzlich wird der Strom auf 1600 μA eingestellt, das Amplitudenverhältnis wird auf 2 eingestellt; und der Elektrolyt wird auf ISOTON II eingestellt; und eine Überprüfung wird eingegeben für den „post-measurement aperture tube flush”.
In dem „setting conversion from pulses to particle diameter”-Bildschirm der zugehörigen Software wird der Behälterabstand (bin interval) auf einen logarithmischen Teilchendurchmesser eingestellt; der Teilchendurchmesserbehälter wird auf 256 Teilchendurchmesserbehälter eingestellt; und der Teilchendurchmesserbereich wird von 2 μm bis 60 μm eingestellt.
Das spezifische Messvorgehen ist wie folgt.

(1) Etwa 200 mL der vorher beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung wird in einen für die Verwendung mit dem Multisizer 3 bestimmten 250 mL Rundbodenglasbecher gegeben und dieser wird in den Probenständer platziert und Rühren mit dem Rührstab gegen den Uhrzeigersinn wird bei 24 Umdrehungen pro Sekunde durchgeführt. Kontamination und Luftblasen innerhalb der Aperturröhre wurden vorher durch die „aperture flush”-Funktion der zugehörigen Software entfernt.
(2) Etwa 30 mL der vorher beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung wird in einen 100 mL Flachbodenglasbecher eingeführt. Zu diesem wird als Dispersionsmittel etwa 0,3 mL der durch die etwa dreifache (Masse) Verdünnung mit ionenausgetauschtem Wasser zubereitete Verdünnung von „Contaminon N” gegeben (eine 10 Masse-% wässrige Lösung eines Detergens mit neutralem pH 7 für die Reinigung von Präzisionsmessinstrumenten mit einem nicht ionischen Tensid, einem anionischen Tensid und einem organischen Gerüstbildner von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
(3) Ein „Ultrasonic Dispersion System Tetora 150” (Nikkaki Bios Co., Ltd.) wird vorbereitet. Dies ist eine Ultraschalldispersionsvorrichtung mit einer elektrischen Ausgabe von 120 W und ist mit zwei Oszillatoren (Oszillationsfreqzenz = 50 kHz) ausgestattet, die derartig angeordnet sind, dass die Phasen um 180° verschoben sind. Etwa 3,3 L von ionenausgetauschtem Wasser wird in den Wassertank dieser Ultraschalldispersionsvorrichtung eingeführt und etwa 2 mL Contaminon N wird zu dem Wassertank gegeben.
(4) Der in (2) beschriebene Becher wird in der Becherhalteröffnung der Ultraschalldispersionsvorrichtung gesetzt und die Ultraschalldispersionsvorrichtung wird gestartet. Die Höhe des Bechers wird in einer Art und Weise eingestellt, dass die Resonanzbedingung der Oberfläche der wässrigen Elektrolytlösung in dem Becher bei einem Maximum ist.
(5) Während die wässrige Elektrolytlösung in dem eingesetzten Becher gemäß (4) mit Ultraschall beschallt wird, werden etwa 10 mg des Toners zu der wässrigen Elektrolytlösung in kleinen Aliquots zugegeben und die Dispersion wird durchgeführt. Die Ultraschalldispersionsbehandlung wird für zusätzliche 60 Sekunden fortgesetzt. Die Wassertemperatur in dem Wasserbad wird in geeigneter Weise während der Ultraschalldispersion gesteuert, um wenigstens 10°C und nicht mehr als 40°C zu sein.
(6) Unter Verwendung einer Pipette wird die in (5) zubereitete dispergierte tonerhaltige Elektrolytlösung in den Rundbodenbecher eingesetzt in den wie in (1) beschriebenen Bodenständer mit Einstellung getröpfelt, um eine Messkonzentration von etwa 5% bereitzustellen. Die Messung wird dann durchgeführt bis die Anzahl der gemessenen Teilchen 50000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden durch die vorher zitierte mit dem Instrument zur Verfügung gestellte Software analysiert und der gewichtsbezogene mittlere Teilchendurchmesser (D4) wird berechnet. Bei Einstellung auf Grad/Volumen-% mit der zugehörigen Software, ist der „average diameter” auf dem „analysis/volumetric statistical value(arithmetic average)”-Bildschirm der gewichtsbezogene mittlere Teilchendurchmesser (D4).

<Verfahren für die Messung der durchschnittlichen Rundheit des magnetischen Toners>
Die durchschnittliche Rundheit des magnetischen Toners wird mit dem „FPIA-3000” (Sysmex Corporation) einem Fließtypteilchenbildanalysator unter Verwendung der Mess- und Analysebedingungen aus dem Eichverfahren gemessen.
Das spezifische Messverfahren ist wie folgt. Zunächst werden etwa 20 mL ionenausgetauschtes Wasser, von welchem die festen Verunreinigungen usw. vorher entfernt wurden, in einen Glasbehälter gegeben. Zu diesem wird als ein Dispersionsmittel etwa 0,2 mL einer Verdünnung gegeben, die durch die etwa dreifache (Masse) Verdünnung mit ionenausgetauschtem Wasser von „Contaminon N” (eine 10 Masse-% wässrige Lösung eines neutralen pH 7 Detergents für die Reinigung von Präzisionsmessinstrumenten, mit einem nicht ionischen Tensid, einem anionischen Tensid und einem organischen Gerüstbildner, von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) zubereitet wurde. Etwa 0,02 g der Messprobe werden ebenfalls zugegeben und eine Dispersionsbehandlung wird für 2 Minuten unter Verwendung einer Ultraschalldisperssionsvorrichtung durchgeführt, um eine der Messung zu unterziehende Dispersion bereitzustellen. Kühlen erfolgt während dieser Behandlung wie angemessen, um eine Dispersionstemperatur von wenigstens 10°C und nicht mehr als 40°C bereitzustellen. Die hier verwendete Ultraschalldispersionsvorrichtung ist ein Tisch-Ultraschallreiniger/-Disperser, der eine Oszillationsfrequenz von 50 kHz und eine elektrische Ausgabe von 150 W hat (z. B. ein „VS-150” von Velvo-Clear Co., Ltd.); eine vorgeschriebene Menge an ionenausgetauschtem Wasser wird in den Wassertank gegeben und etwa 2 mL des vorher erwähnten Contaminon N wird ebenfalls in den Wassertank gegeben.
Der vorher zitierte Teilchenbildanalysator vom Fließtyp (ausgestattet mit einer Standardobjektivlinse (10X)) wird für die Messung verwendet und ein Particle Sheath „PSE-900A” (Sysmex Corporation), wird für die Mantellösung verwendet. Die gemäß dem vorher beschriebenen Vorgehen zubereitete Dispersion wird in dem Partikelbildanalysator vom Fließtyp eingebracht und 3000 der magnetischen Toner werden gemäß dem Gesamtzählungsmodus im HPF-Messmodus gemessen. Die durchschnittliche Rundheit des magnetischen Toners wird durch den während der Teilchenanalyse auf 85% eingestellten Binarisierungsschwellenwert und den auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von wenigstens 1,985 μm bis weniger als 39,69 μm beschränkten analysierten Teilchendurchmesser bestimmt.
Für diese Messung wird eine automatische Fokalpunkteinstellung vor dem Start der Messung unter Verwendung von Latexteilchen durchgeführt (z. B. eine Lösung mit ionenausgetauschtem Wasser von „RESEARCH AND TESTPARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A” von Duke Scientific). Danach wird die Fokalpunkteinstellung bevorzugt alle zwei Stunden nach dem Start der Messung durchgeführt.
In der vorliegenden Erfindung wurde der verwendete Teilchenbildanalysator vom Fließtyp durch die Sysmex Corporation geeicht und erhielt ein Eichzertifikat durch die Sysmex Corporation. Die Messungen wurden durchgeführt unter den gleichen Mess- und Analysebedingungen, zu denen das Eichzertifikat erhalten wurde, mit der Ausnahme, dass der analysierte Teilchendurchmesser auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von wenigstens 1,985 μm bis weniger als 39,69 μm begrenzt wird. Der „FPIA-3000”-Teilchenbildanalysator vom Fließtyp (Sysmex Corporation) verwendet ein Messprinzip auf der Grundlage der Aufnahme eines Standbilds der fließenden Teilchen und der Durchführung der Bildanalyse. Die zu der Probenkammer gegebene Probe wird durch eine Probeneinsaugspritze in eine flache Mantelflusszelle eingeführt. Die dem flachen Mantelfluss zugeführte Probe wird zwischen der Mantelflüssigkeit durch die Mantelflüssigkeit eingeschoben, um einen flachen Fluss zu bilden. Die durch die flachere Mantelflusszelle tretende Probe mit einem stroboskopischen Licht in einem Intervall von 1/60 Sekunden ausgesetzt, was folglich die Fotografie eines Standbilds der fließenden Teilchen ermöglicht. Da außerdem ein flacher Fluss auftritt, wird die Fotographie unter scharf eingestellten Bedingungen aufgenommen. Das Teilchenbild wird mit einer CCD-Kamera fotografiert; das fotografierte Bild wird einer Bildbearbeitung bei einer Bildverarbeitungsauflösung von 512 × 512 Bildpunkten (0,37 × 0,37 μm pro Bildpunkt) unterzogen; die Konturdefinition wird an jedem Teilchenbild durchgeführt; und neben anderen Dingen werden die hochgerechnete Fläche S und die periphere Länge L an dem Teilchenbild gemessen.
Der kreisäquivalente Durchmesser und die Rundheit werden dann unter Verwendung dieser Fläche S und der peripheren Länge L bestimmt. Der kreisäquivalente Durchmesser ist der Durchmesser des Kreises, der die gleiche Fläche wie die hochgerechnete Fläche des Teilchenbilds aufweist. Die Rundheit wird als der Wert bereitgestellt durch Teilen des Umfangs des Kreises bestimmt aus dem kreisäquivalenten Durchmesser durch die Peripherielänge des hochgerechneten Bilds des Teilchen und wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. Rundheit = 2 × (π × S)^1/2/L.
Die Rundheit ist 1,000, wenn das Teilchenbild ein Kreis ist und der Wert der Rundheit nimmt ab, wie der Grad der Unregelmäßigkeit der Peripherie des Teilchenbilds ansteigt. Nachdem die Rundheit jedes Teilchen berechnet wurde, werden 800 in dem Rundheitsbereich von 0,200 bis 1,000 ausfraktioniert; der arithmetrische Durchschnittswert der erhaltenen Rundheiten wird berechnet; und dieser Wert wird als die durchschnittliche Rundheit verwendet.
<Verfahren für die Messung des Säurewerts des Harzes und des magnetischen Toners>
Der Säurewert wird in der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des folgenden Vorgehens bestimmt. Das Grundvorgehen fällt unter JIS K 0070.
Die Messung wird durchgeführt unter Verwendung eines potentiometrischen Titrationsgeräts für Messinstrumente. Eine automatische Titration kann für diese Titration unter Verwendung eines AT-400 (winworkstation) potentiometrischen Titrationsgeräts und einer APB-410 Kolbenbürette von Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd. verwendet werden.
Das Instrument wird unter Verwendung eines gemischten Lösungsmittels aus 120 mL Toluol und 30 mL Ethanol geeicht. 25°C wird als die Messtemperatur verwendet.
Die Probe wird zubereitet durch Einbringen von 1,0 g des magnetischen Toners oder 0,5 g des Harzes in ein gemischtes Lösungsmittel aus 120 mL Toluol und 30 mL Ethanol gefolgt von Dispersion für 10 Minuten durch Ultraschalldispersion. Ein magnetischer Rührer wird eingebracht und Rühren und Lösen werden unter Abdeckung für etwa 10 Stunden durchgeführt. Eine Blindprobe erfolgt unter Verwendung einer Ethanollösung von 0,1 mol/L Kaliumhydroxid. Die die hier verwendete Menge an ethanolischer Kaliumhydroxidlösung wird als B (mL) bezeichnet. Bei der vorher beschriebenen Probenlösung, die für 10 Stunden gerührt wurde, wird der magnetische Körper magnetisch abgetrennt und das lösliche Material (Testlösung des magnetischen Toners oder des Harzes) wird titriert. Die hierbei verwendete Menge an Kaliumhydroxidlösung wird als S (mL) bezeichnet.
Der Säurewert wird mit der folgenden Formel berechnet. Das f in dieser Formel ist ein Faktor für die KOH. Das W in dieser Formel ist die Masse der Probe. Säurewert (mg KOH/g) = {(S – B) × f × 5,61}/W
<Verfahren für die Messung des Scheitelpunktmolekulargewichts des Harzes>
Das Scheitelpunktmolekulargewicht der Harze wird unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie (GPC) unter den folgenden Bedingungen gemessen.
Die Säule wird in einer erwärmten Kammer bei 40°C stabilisiert und Tetrahydrofuran (THF) wird als das Lösungsmittel bei einer Fließgeschwindigkeit von 1 mL pro Minute in die Säule bei dieser Temperatur eingeführt. Für die Säule wird bevorzugt eine Kombination einer Mehrzahl von kommerziell erhältlichen Polystyrolgelsäulen verwendet, um genau den Molekulargewichtsbereich von 1 × 10³ bis 2 × 10⁶ zu messen. Beispiele sind die Kombination von Shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 und 800P von Showa Denko Kabushiki Kaisha und die Kombination von TSKgel G1000H (HXL), G2000H (HXL), G3000H (HXL), G4000H (HXL), G5000H (HXL), G6000H (HXL), G7000H (HXL) und die TSKguard-Säule von Tosoh Corporation während eines 7-Säulen-Zuges von Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 von Showa Denko Kabushiki Kaisha bevorzugt ist.
Andererseits wird das Harz in THF dispergiert und gelöst und dann auf einem Probenbehandlungsfilter filtriert (z. B. ein MyShoriDisk H-25-2 mit einer Porengröße von 0,2 bis 0,5 μm (Tosoh Corporation)) und das Filtrat wird für die Probe verwendet. 50 bis 200 μL der THF-Lösung des Harzes, welche eingestellt wurde, um den Harzbestandteil auf 0,5 bis 5 mg/mL für die Probenkonzentration zu bringen, wird injiziert, um die Messung durchzuführen. Ein RI-(Brechungsindex-)Detektor wird als der Detektor verwendet.
Um das Molekulargewicht der Probe zu messen, wird die durch die Probe aufgewiesene Molekulargewichtsverteilung berechnet aus dem Verhältnis zwischen der Anzahl der Impulse und dem logarithmischen Wert auf einer Eichkurve erstellt unter Verwendung verschiedener unterschiedlicher monodisperser Polystyrolstandardproben. Die für Erstellung der Eichkurve verwendeten Standardpolystyrolproben können durch die Proben mit einem Molekulargewicht von 6 × 10², 2,1 × 10³, 4 × 10³, 1,75 × 10⁴, 5,1 × 10⁴, 1,1 × 10⁵, 3,9 × 10⁵, 8,6 × 10⁵, 2,10 × 10⁶ und 4,48 × 10⁶ von der Pressure Chemical Company oder Tosoh Corporation beispielhaft angegeben werden, und Standardpolystyrolproben bei etwa 10 Punkten oder mehr werden geeigneter Weise verwendet.
<Verfahren für die Messung der dielektrischen Konstante ε' und des dielektrischen Verlusttangens (tanδ) der magnetischen Toner>
Die dielektrischen Eigenschaften der magnetischen Toner werden unter Verwendung der folgenden Verfahren gemessen.
1 g des magnetischen Toners wird eingewogen und einer Belastung von 20 kPa für 1 Minute ausgesetzt, um eine scheibenförmige Messprobe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 1,5 ± 0,5 mm zu formen.
Diese Messprobe wird in einem ARES (TA-Instrument, Inc.) befestigt, das ausgestattet ist mit einem Messwerkzeug für dielektrischen Konstanten (Elektroden), das einen Durchmesser von 25 mm hat. Während eine Last von 250 g/cm² bei der Messtemperatur von 30°C ausgeübt wird, wird die komplexe dielektrische Konstante bei 100 kHz und einer Temperatur von 30°C unter Verwendung einer 4284A Precision LCR-Messvorrichtung (Hewlett-Packard Company) gemessen, und die dielektrische Konstante ε' und der dielektrische Verlusttangens (tanδ) werden aus dem für die komplexe dielektrische Konstante gemessenen Wert berechnet.
[Beispiele]
Die vorliegende Erfindung wird in zusätzlichen Einzelheiten durch die im Folgenden angegebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese beschränkt. Die % und Teileanzahl in den Beispielen und Vergleichsbeispielen sind, sofern nicht spezifisch anders angegeben, in allen Fällen auf Grundlage der Masse.
<Bindemittelharzherstellungsbeispiele>
(Bindemittelharzherstellungsbeispiel 1)
Das Molverhältnis der Polyestermonomere ist wie folgt. BPA-PO/BPA-EO/TPA/TMA = 50/50/70/12
Hier bezieht sich BPA-PO auf das 2,2 Mol-Addukt von Propylenoxid auf Bisphenol A; BPA-EO bezieht sich auf das 2,2 Mol-Addukt von Ethylenoxid auf Bisphenol A; TPA bezieht sich auf Terephthalsäure und TMA bezieht sich auf Trimellithsäureanhydrid.
Von den vorher gezeigten Ausgangsmonomeren wurden die zu TMA unterschiedlichen Ausgangsmonomere und 0,1 Masse-% Tetrabutyltitanat als Katalysator in einen mit einer Wasserentfernungsröhre einem Rührblatt, einem Stickstoffeinlassrohr usw. ausgestatteten Kolben eingebracht. Nach Durchführen einer Kondensationspolymerisation für 10 Stunden bei 220°C wurde das TMA zugegeben und eine Reaktion wurde bei 210°C durchgeführt bis der erwünschte Säurewert erreicht wurde, um ein Polyesterharz 1 zu ergeben (Glasübergangstemperatur Tg = 64°C, Säurewert = 17 mg KOH/g und Scheitelpunktmolekulargewicht = 6200).
(Bindemittelharzherstellungsbeispiele 2 bis 5)
Das Scheitelpunktmolekulargewicht, die Glasübergangstemperatur Tg und der Säurewert wurden durch Änderung des Ausgangsmonomerverhältnisses des Bindemittelharzherstellungsbeispiels 1 entsprechend eingestellt, um die in Tabelle 1 gezeigten Bindemittelharze 2 bis 5 zu erhalten.
(Bindemittelharzherstellungsbeispiel 6)
300 Masseteile Xylol wurden in ein Vierhalskolben eingebracht und unter Rückfluss erwärmt, und eine Mischung aus 80 Masseteilen Styrol, 20 Masseteilen n-Buthylacrylat und 1,5 Masseteilen Di-tert-butylperoxid wurde tropfenweise über 5 Stunden zugegeben, um eine Niedermolekulargewichtspolymer-(L-1)Lösung zu erhalten.
180 Masseteile entgastes Wasser und 20 Masseteile einer 2 Masse-% wässrigen Polyvinylalkohollösung wurden in einen Vierhalskolben gegeben; eine flüssige Mischung aus 78 Masseteilen Styrol, 22 Masseteilen n-Butylacrylat, 0,005 Masseteilen Divinylbenzol und 0,09 Masseteilen 2,2-bis(4,4-di-tert-buthylperoxidcyclohexyl)propan (10 Stunden-Halbwertszeittemperatur: 92°C) wurden danach zugegeben; und Rühren wurde durchgeführt, um eine Suspension zu erzielen. Nachdem das Innere des Kolbens gründlich mit Stickstoff ausgetauscht wurde, wurde die Temperatur auf 85°C erhöht und eine Polymerisation wurde durchgeführt; nach Halten für 24 Stunden wurden 0,1 Masseteile Benzoylperoxid (10 Stunden-Halbwertstemperatur: 72°C) zugegeben und das Halten wurde für weitere 12 Stunden fortgesetzt, um die Polymerisation eines Hochmolekulargewichtspolymers (H-1) abzuschließen.
25 Masseteile des Hochmolekulargewichtspolymers (H-1) wurden in 300 Masseteile der Lösung des Niedermolekulargewichtspolymers (L-1) eingebracht und gründliches Mischen wurde durchgeführt unter Reflux. Dem folgte die Entfernung des organischen Lösungsmittels durch Destillation, um ein Bindemittelharz 6 zu erzielen (Glasübergangstemperatur Tg = 63°C, Säurewert = 0 mg KOH/g, Scheitelpunktmolekulargewicht = 15000), welches ein Styrol-Acrylharz war.
<Magnetisches Tonerteilchenherstellungsbeispiel 1>

• Bindemittelharz 1 gezeigt in Tabelle 1 100,0 Masseteile (Scheitelpunktmolekulargewicht: 6200, Glasübergangstemperatur Tg: 64°C, Säurewert: 17 mg KOH/g)
• Wachs 5,0 Masseteile (Niedermolekulargewichtspolyethylen, Schmelzpunkt: 102°C, anzahlbezogenes mittleres Molekulargewicht Mn: 850)
• Magnetischer Körper 95,0 Masseteile (Zusammensetzung: Fe₃O₄, Form: kugelförmig, Primärteilchen anzahlbezogener mittlerer Teilchendurchmesser: 0,21 μm, magnetische Eigenschaften für 795,8 kA/m: H_c = 5,5 kA/m, σ_s = 84,0 Am²/kg und σ_r = 6,4 Am²/kg)
• T-77 Ladungskontrollmittel 1,0 Masseteile (Hodogaya Chemical Co., Ltd.)

Die vorher aufgeführten Rohmaterialien wurden vorläufig unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.) gemischt und wurden dann mit einem Doppelschraubenkneter/-extruder (PCM-30, Ikegai Ironworks Corporation) eingestellt auf eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 200 U/min geknetet mit der festgelegten Temperatur, die eingestellt ist, um eine direkte Temperatur in der Nähe des Auslasses des gekneteten Materials von 155°C bereitzustellen.

Das resultierende schmelzgeknetete Material wurde gekühlt; das gekühlte schmelzgeknetete Material wurde mit einer Schneidemühle grob pulverisiert; das resultierende grob pulverisierte Material wurde unter Verwendung einer Turbo Mill T-250 (Turbo Kogyo Co., Ltd.) bei einer Einspeisungsrate von 20 kg/h mit einer eingestellten Lufttemperatur, um eine Abgastemperatur von 38°C bereitzustellen fein pulverisiert; und Klassierung folgt unter Verwendung einer auf dem Coanda-Effekt basierenden Multifraktionsklassierers, um ein magnetisches Tonerteilchen 1 mit einem gewichtsbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D4) von 7,8 μm zu erhalten. Die Herstellungsbedingungen für das magnetische Tonerteilchen 1 werden in Tabelle 2 gezeigt. [Tabelle 1]

	Harztyp	Scheitelpunktmolekulargewicht	Tg (°C)	Säurewert (mg KOH/g)
Bindemittelharz 1	Polyesterharz	6200	64	17
Bindemittelharz 2	Polyesterharz	6500	65	8
Bindemittelharz 3	Polyesterharz	6000	63	50
Bindemittelharz 4	Polyesterharz	6600	66	5
Bindemittelharz 5	Polyesterharz	5800	62	54
Bindemittelharz 6	Styrol-Acrylharz	15000	63	0

[Tabelle 2]

	Bindemittelharz	Gehalt Magnetischer Körper (Masseteile)	Direkte Temperatur des gekneteten Materials (°C)	Abgastemperatur während Feinpulverisierung (°C)	Gewichtsbezogener mittlerer Teilchendurchmesser D4 (μm)
Magnetisches Tonerteichen 1	Bindemittelharz 1	95	155	38	7,8
Magnetisches Tonerteichen 2	Bindemittelharz 2	95	155	39	7,8
Magnetisches Tonerteichen 3	Bindemittelharz 3	95	155	40	7,7
Magnetisches Tonerteichen 4	Bindemittelharz 4	95	155	39	7,8
Magnetisches Tonerteichen 5	Bindemittelharz 5	95	155	40	7,9
Magnetisches Tonerteichen 6	Bindemittelharz 1	60	155	38	8,1
Magnetisches Tonerteichen 7	Bindemittelharz 1	105	155	37	7,6
Magnetisches Tonerteichen 8	Bindemittelharz 1	55	155	38	8,0
Magnetisches Tonerteichen 9	Bindemittelharz 1	120	155	39	7,0
Magnetisches Tonerteichen 10	Bindemittelharz 1	95	155	44	7,7
Magnetisches Tonerteichen 11	Bindemittelharz 1	95	155	48	7,7
Magnetisches Tonerteichen 12	Bindemittelharz 6	95	165	38	7,8
Magnetisches Tonerteichen 13	Bindemittelharz 1/6	95	165	38	7,7
Magnetisches Tonerteichen 14	Bindemittelharz 3	105	155	40	7,6
Magnetisches Tonerteichen 15	Bindemittelharz 1	105	145	40	7,6
Magnetisches Tonerteichen 16	Bindemittelharz 1	95	155	38	7,7
Magnetisches Tonerteichen 17	Bindemittelharz 1	95	155	38	7,8

<Magnetisches Tonerherstellungsbeispiel 1>
Ein externes Zugabe- und Mischverfahren wurde unter Verwendung des in der 4 gezeigten Geräts bei dem magnetischen Tonerteilchen 1 bereitgestellt durch das magnetische Tonerteilchenherstellungsbeispiel 1 durchgeführt.
In diesem Beispiel war der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 des in der 4 gezeigten Geräts 130 mm; das verwendete Gerät hatte ein Volumen für den Verarbeitungsraum 9 von 2,0 × 10^–3 m³; die Nennleistung für das Antriebsbauteil 8 war 5,5 kW; und das Rührbauteil 3 hatte die in der 5 angegebene Form. Die Überlappungsbreite d in der 5 zwischen dem Rührbauteil 3a und dem Rührbauteil 3b war 0,25D bezogen auf die maximale Breite D des Rührbauteils 3 und der Arbeitsraum zwischen dem Rührbauteil 3 und dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 war 3,0 mm.
100 Masseteile (500 g) der magnetischen Tonerteilchen 1 und 2,00 Masseteile der vorher beschriebenen Siliciumoxidfeinteilchen 1 wurden in das in der 4 gezeigte Gerät mit der vorher beschriebenen Gerätestruktur eingebracht.
Siliciumoxidfeinteilchen 1 wurden durch Behandlung von 100 Masseteilen eines Siliciumoxids mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 130 m²/g und einem anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen von 16 nm mit 10 Masseteilen Hexamethyldisilazan und dann mit 10 Masseteilen Dimethylsilikonöl erhalten.
Ein Vormischen wurde nach dem Einbringen der magnetischen Tonerteilchen und der Siliciumoxidfeinteilchen durchgeführt, um die magnetischen Tonerteilchen und die Siliciumoxidfeinteilchen gleichmäßig zu mischen. Die Vormischungsbedingungen waren wie folgt: eine Leistung des Antriebsbauteils 8 von 0,1 W/g (Antriebsbauteil 8 Umdrehungsgeschwindigkeit von 150 U/min) und eine Verarbeitungszeit von 1 Minute.
Das externe Zugabe- und Mischverfahren wurde durchgeführt nachdem das Vormischen abgeschlossen war. Mit Blick auf die Bedingungen für das externe Zugabe- und Mischverfahren war die Verarbeitungszeit 5 Minuten und die periphere Geschwindigkeit des äußersten Ende des Rührbauteils 3 wurde eingestellt, um eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g (Antriebsbauteil 8 Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min) bereitzustellen. Die Bedingungen für das externe Zugabe- und Mischverfahren werden in der Tabelle 3 gezeigt.
Nach dem externen Zugabe- und Mischverfahren werden die groben Teilchen usw. unter Verwendung eines kreisförmigen Vibrationssiebs ausgestattet mit einem Sieb mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Apertur von 75 μm entfernt, um den magnetischen Toner 1 zu erhalten. Ein Wert von 18 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Toner 1 einer Vergrößerung und Betrachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen wurde, und der anzahlbezogene mittlere Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliciumoxidfeinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen wurde. Die externen Zugabebedingungen und Eigenschaften des magnetischen Toners 1 werden in Tabelle 3 bzw. Tabelle 4 gezeigt.
<Magnetisches Tonerherstellungsbeispiel 2>
Ein magnetischer Toner 2 wurde durch Befolgen des gleichen Vorgehens wie in magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass Siliciumoxidfeinteilchen 2 anstelle der Siliciumoxidfeinteilchen 1 verwendet wurden. Siliciumoxidfeinteilchen 2 wurden erhalten durch Durchführen der gleichen Obeflächenbehandlung wie bei Siliciumoxidfeinteilchen 1, aber auf einem Siliciumoxid, das eine BET-spezifische Oberfläche von 200 m²/g aufwies und einem anzahlbezogenen mitteleren Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen von 12 nm. Ein Wert von 14 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Toner 2 einer Vergrößerung und Betrachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen wurde und der anzahlbezogene mittelere Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliciumoxidfeinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen wurde. Die externen Zugabebedingungen und die Eigenschaften des magnetischen Toners 2 werden in Tabelle 3 und Tabelle 4 gezeigt.
<Magnetisches Tonerherstellungsbeispiel 3>
Ein magnetischer Toner 3 wurde erhalten durch Befolgen des gleichen Vorgehens wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 mit der Ausnahme, dass Siliciumoxidfeinteilchen 3 anstelle der Siliciumoxidfeinteilchen 1 verwendet wurden. Siliciumoxidfeinteilchen wurden erhalten durch Durchführen der gleichen Oberflächenbehandlung wie mit Siliciumoxidfeinteilchen 1, aber auf einem Siliciumoxid, das eine BET-spezifische Fläche von 90 m²/g aufwies und ein Primärteilchen anzahlgemittelter Teilchendurchmesser (D1) von 25 nm aufwies. Ein Wert von 28 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Toner 3 einer Vergrößerung und Betrachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen wurde, und der anzahlbezogene mittelere Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliciumoxidfeinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen wurde. Die externen Zugabebedingungen und die Eigenschaften des magnetischen Toners 3 werden in Tabelle 3 und Tabelle 4 gezeigt.
<Magnetische Tonerteilchenherstellungsbeispiele 2 bis 15>
Magnetische Tonerteilchen 2 bis 15 wurden erhalten durch Befolgen des gleichen Vorgehens wie im magnetischen Tonerteilchenherstellungsbeispiel 1 aber mit Änderung der Bindemittelharze und des Gehalts an magnetischen Körper gezeigt Tabelle 2 und Steuerung der direkten Temperatur in der Nähe des Auslasses für das geknetete Material und der Abgastemperatur während Feinpulverisierung zu den Einstellungen in der Tabelle 2. Die Herstellungsbedingungen für und die Eigenschaften der magnetischen Tonerteilchen 2 bis 15 werden in der Tabelle 2 gezeigt.
In dem Fall des magnetischen Tonerteilchens 13 erfolgte die Herstellung unter Verwendung sowohl des Bindemittelharzes 1 als auch des Bindemittelharzes 6 unter Verwendung einer Mischung von 20 Masseteilen des Bindemittelharzes 1 und 80 Masseteilen des Bindemittelharzes 6 für eine Gesamtheit von 100 Masseteilen.
Zusätzlich wurde die Herstellung durchgeführte, um eine höhere durchschnittliche Rundheit des magnetischen Toner durch Steuerung der Abgastemperatur der Turbo Mill T-250 (Turbo Kogyo Co., Ltd.) auf etwas hohe 44°C während der Feinpulverisierung in dem Fall des magnetischen Tonerteilchens 10 und durch Einstellen noch höherer 48°C während der Feinpulverisierung im Fall des magnetischen Tonerteilchens 11.
<Magnetisches Tonerteilchenherstellungsbeispiel 16>
Die externe Zugabe vor einer Warmwindbehandlung wurde durchgeführt durch Mischen von 100 Masseteilen der magnetischen Tonerteilchen 1 unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.) mit 0,5 Masseteilen der Siliciumoxidfeinteilchen, die in dem externen Zugabe- und Mischverfahren des magnetischen Tonerherstellungsbeispiels 1 verwendet wurden. Die externen Zugabebedingungen hier waren eine Rotationsgeschwindigkeit von 3000 U/min und eine Verarbeitungszeit von 2 Minuten.
Dann nach dieser externen Zugabe vor einer Warmwindbehandlung, wurden die magnetischen Tonerteilchen einer Oberflächenmodifikation unter Verwendung eines Meteorainbow (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) unterzogen, welches eine Vorrichtung ist, welche die Oberflächenmodifikation von Tonerteilchen unter Verwendung eines warmen Windstoßes durchführt. Die Oberflächenmodifikationsbedingungen waren eine Ausgangsmaterialeinspeisungsgeschwindigkeit von 2 kg/h, eine Warmwindfließgeschwindigkeit von 700 L/min und eine Warmwindausstoßtemperatur von 300°C. Die magnetischen Tonerteilchen 16 wurden durch Durchführung dieser Warmwindbehandlung erhalten.
<Magnetisches Tonerteilchenherstellungsbeispiel 17>
Das magnetische Tonerteilchen 17 wurde durch Befolgen des gleichen Vorgehens wie im magnetischen Tonerteilchenherstellungsbeispiel 16 erhalten, aber in diesem Fall unter Verwendung von 1,5 Masseteilen für die Zugabemenge der Siliciumoxidfeinteilchen in der externen Zugabe vor der Warmwindbehandlung in dem magnetischen Tonerteilchenherstellungsbeispiel 16.
<Magnetische Tonerherstellungsbeispiele 4, 5 und 8 bis 31 und magnetische Tonerherstellungsvergleichsbeispiele 1 bis 23>
Magnetische Toner 4, 5 und 8 bis 31 und magnetische Vergleichstoner 1 bis 23 wurden unter Verwendung der in Tabelle 3 gezeigten magnetischen Tonerteilchen im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 anstelle des magnetischen Tonerteilchens 1 und Durchführen entsprechender externer Zugabeverarbeitung unter Verwendung der in Tabelle 3 gezeigten externen Zugaberezepte, externen Zugabegeräte und externe Zugabebedingungen erhalten. Die Eigenschaften der magnetischen Toner 4, 5 und 8 bis 31 und der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 23 werden in Tabelle 4 gezeigt.
Anatas-Titanoxidfeinteilchen (BET-spezifische Oberfläche: 80 m²/g, anzahlbezogener mittlerer Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen: 15 nm, behandelt mit 12 Masseprozent Isobutyltrimethoxysilan) wurden für die in Tabelle 3 angegebenen Titanoxidfeinteilchen verwendet, und Aluminiumoxidfeinteilchen (BET-spezifische Obefläche: 80 m²/g, anzahlbezogener mittlerer Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen: 17 nm, behandelt mit 10 Masseprozent Isobutyltrimethoxysilan) wurden für die in Tabelle 3 angegebenen Aluminiumfeinteilchen verwendet.
Tabelle 3 gibt die Anteile (Masse-%) der Siliciumoxidfeinteilchen für die Zugabe der Titanoxidfeinteilchen und/oder Aluminiumoxidfeinteilchen zusätzlich zu den Siliciumoxidfeinteilchen an.
Für die magnetischen Toner 26 und 27 und die magnetischen Vergleichstoner 19 bis 23 wurde ein Vormischen nicht durchgeführt, und das externe Zugabe- und Mischverfahren wurde unmittelbar nach Einbringen durchgeführt.
Die in Tabelle 3 angegebene Hybridisiervorrichtung ist die Hybridisierer Model 5 (Nara Machinery Co., Ltd.) und der in Tabelle 3 angegebene Henschel-Mischer ist der FM10C (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.).
<Magnetisches Tonerherstellungsbeispiel 6>
Das externe Zugabe- und Mischverfahren erfolgte gemäß dem folgenden Vorgehen unter Verwendung des gleichen Geräts wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1.
Wie in der Tabelle 3 gezeigt, wurden die im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen 1 (2,00 Masseteile) zu den Siliciumoxidfeinteilchen 1 (1,70 Masseteile) und Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile) geändert.
Zunächst wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen 1, 0,70 Masseteile der Siliciumoxidfeinteilchen und 0,30 Masseteile der Titanoxidfeinteilchen eingebracht und dann erfolgte das gleiche Vormischen wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1.
In dem externen Zugabe- und Mischverfahren, das ausgeführt wurde nachdem das Vormischen beendet war, erfolgte die Verarbeitung für eine Verarbeitungszeit für 2 Minuten bei Einstellung der peripheren Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteil 3, um eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g bereitzustellen (Antriebsbauteil 8 Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min), wonach das Mischverfahren zeitweise beendet wurde. Dann erfolgte die zusätzliche Einbringung der verbleibenden Siliciumoxidfeinteilchen (1,0 Masseteile bezogen auf 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen 1) wieder gefolgt durch eine Verarbeitung für eine Verarbeitungszeit von 3 Minuten während der Einstellung der peripheren Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3, um eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g bereitzustellen (Antriebsbauteil 8 Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min) und sich folglich eine gesamte externe Zugabe- und Mischverfahrenszeit von 5 Minuten ergab.
Nach dem externen Zugabe- und Mischverfahren wurden die groben Teilchen usw. unter Verwendung eines kreisförmigen Vibrationssiebs wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 entfernt, um den magnetischen Toner 6 zu erhalten. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 6 werden in Tabelle 3 angegeben, und die Eigenschaften des magnetischen Toners 6 werden in Tabelle 4 angegeben.
<Magnetisches Tonerherstellungsbeispiel 7>
Das externe Zugabe- und Mischverfahren erfolgte gemäß dem folgenden Vorgehen unter Verwendung des gleichen Geräts wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1.
Wie in der Tabelle 3 gezeigt, wurden die im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen 1 (2,00 Masseteile) zu Siliciumoxidfeinteilchen 1 (1,70 Masseteilen) und Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile) geändert.
Zunächst wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen 1 und 1,70 Masseteile der Siliciumoxidfeinteilchen eingebracht und dann erfolgte das gleiche Vormischen wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1.
In dem durchgeführten externen Zugabe- und Mischverfahren wurde, nachdem das Vormischen beendet war, die Verarbeitung für eine Verarbeitungszeit von 2 Minuten durchgeführt, während die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 so eingestellt wurde, dass eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g bereitzustellen (Antriebsbauteil 8 Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min), wonach das Mischverfahren zeitweise beendet wurde. Die zusätzliche Einbringung der verbleibenden Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile bezogen auf 100 Masseteile des magnetischen Tonerteilchens 1) wurde dann durchgeführt, gefolgt durch Wiederverarbeitung für eine Verarbeitungszeit von 3 Minuten, während die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 so eingestellt wurde, um eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g bereitzustellen (Antriebsbauteil 8 Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min), und sich folglich eine gesamte externe Zugabe- und Mischverfahrenszeit von 5 Minuten ergab.
Nach dem externen Zugabe- und Mischverfahren wurden die groben Teilchen usw. unter Verwendung einer kreisförmigen vibrierenden Sortiervorrichtung, wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 entfernt, um den magnetischen Toner 7 zu erhalten. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 7 werden in der Tabelle 3 angegeben, und die Eigenschaften des magnetischen Toners 7 werden in der Tabelle 4 angegeben.
<Magnetisches Tonerherstellungsbeispiel 32>
Ein magnetischer Toner 32 wurde erhalten durch Vorgehen wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 mit der Ausnahme, dass die Zugabe von 2,00 Masseteilen Siliciumoxidfeinteilchen 1 zu 100 Masseteilen (500 g) der magnetischen Tonerteilchen 1 zu 1,80 Masseteilen geändert wurde. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 32 werden in Tabelle 3 gezeigt und die Eigenschaften des magnetischen Toners 32 werden in der Tabelle 4 gezeigt.
<Magnetisches Tonerherstellungsbeispiel 33>
Ein magnetischer Toner 33 wurde erhalten durch Vorgehen wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 3 mit der Ausnahme, dass die Zugabe von 1,80 Masseteile der Siliciumoxidfeinteilchen 3 zu 100 Masseteilen (500 g) der magnetischen Tonerteilchen 1 gegeben wurden. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 33 werden in Tabelle 3 gezeigt und die Eigenschaften des magnetischen Toners 33 werden in der Tabelle 4 gezeigt.
<Magnetisches Tonerherstellungsvergleichsbeispiel 24>
Ein magnetischer Vergleichstoner 24 wurde durch Befolgen des gleichen Vorgehens wie im magnetischen Tonerherstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass Siliciumoxidfeinteilchen 4 anstelle der Siliciumoxidfeinteilchen 1 verwendet wurden. Die Siliciumoxidfeinteilchen 4 wurden erhalten durch Durchführen der gleichen Oberflächenbehandlung wie mit dem Siliciumoxidfeinteilchen 1, aber auf einem Siliciumoxid, das eine BET-spezifische Oberfläche von 30 m²/g und ein anzahlbezogenen mittleren Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen von 51 nm aufweist. Ein Wert von 53 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Vergleichstoner einer Vergrößerung und Betrachtung mit einem Rasterelektrodenmikroskop unterworfen wurde und der anzahlbezogene mittlere Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliciumoxidfeinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen wurde. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 24 werden in Tabelle 3 gezeigt und die Eigenschaften des magnetischen Toners 24 werden in Tabelle 4 gezeigt.
<Beispiel 1>
(Das Bilderzeugungsgerät)
Das Bilderzeugungsgerät war ein LBP-3100 (Canon, Inc.), welches ausgestattet war mit einer Entwicklungshülse mit geringem Durchmesser, die einen Durchmesser von 10 mm aufwies; seine Druckgeschwindigkeit wurde modifiziert von 16 Blätter/Minute auf 20 Blätter/Minute. Der Kontaktanpressdruck durch das Reinigungsblatt wurde ebenfalls modifiziert von 4 kgf/m auf 9 kgf/m. In einem Bilderzeugungsgerät ausgestattet mit einer Entwicklungshülse mit geringem Durchmesser kann die Beständigkeit durch Änderung der Druckgeschwindigkeit auf 20 Blätter/Minute präise bewertet werden, und die Streifen können durch Erhöhen des Reinigungsblattdrucks präzise bewertet werden.
Unter Verwendung dieses modifizierten Geräts und des magnetischen Toners 1 wurde ein Bilddrucktest mit 3000 Blättern in einem Ein-Blattintermittierenden Modus von horizontalen Linien bei einem Druckprozentsatz von 1% in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit (32,5°C/80% RH) durchgeführt. Nachdem die 3000 Blätter gedruckt waren wurde sie für 1 Tag in der Umgebung mit hoher Luftfreuchtigkeit stehen gelassen und dann zusätzliches Drucken durchgeführt.
Gemäß der Ergebnisse wurde eine hohe Dichte vor und nach dem Beständigkeitstest erhalten und ein Bild wurde erhalten, das geringe Schleierbildung in den Nichtbildbereichen aufwies. Zusätzlich wurden die Streifen unterdrückt, selbst nach dem 3000 Drucke Beständigkeitstest und ein hervorragendes Bild konnte erhalten werden. Die Ergebnisse der Bewertung werden in Tabelle 5 gezeigt.
Die Bewertungsverfahren und die dazugehörigen Skalen, die bei den durchgeführten Bewertungen in den erfindungsgemäßen Beispielen und den Vergleichsbeispielen verwendet wurden, werden im Folgenden beschrieben.
<Bilddichte>
Für die Bilddichte wurde ein durchgehender Bildbereich erzeugt und die Dichte dieses durchgehenden Bildbereichs wurde mit einem MacBeth-Reflexionsdensitometer (MacBeth Corporation) gemessen.
Die folgende Skala wurde verwendet, um die Reflexionsdichte des durchgehenden Bilds an dem Beginn des Beständigkeitstests zu bewerten (Bewertung 1).
A: sehr gut (größer als oder gleich 1,45)
B: gut (weniger als 1,45 und größer als oder gleich 1,40)
C: mittel (weniger als 1,40 und größer als oder gleich 1,35)
D: schlecht (weniger als 1,35)
Die folgende Skala wurde verwendet, um die Bilddichte nach der letzten Hälfte des Beständigkeitstests zu bewerten (Bewertung 2).
Ein besseres Ergebnis wird angezeigt bei einem geringeren Unterschied zwischen der Reflexionsdichte des durchgehenden Bilds zum Beginn des Beständigkeitstests und der Reflexionsdichte des durchgehenden Bilds nach dem 3000-Blatt-Beständigkeitstest.
A: sehr gut (weniger als 0,05)
B: gut (weniger als 0,10 und größer als oder gleich 0,05)
C: mittel (weniger als 0,15 und größer als oder gleich 0,10)
D: schlecht (größer als oder gleich 0,15)
<Schleierbildung>
Ein weißes Bild wurde ausgegeben und sein Reflexionsvermögen wurde unter Verwendung eines REFLECTMETER MODEL TC-6DS von Tokyo Denshoku Co., Ltd. gemessen. Andererseits wurde das Reflexionsvermögen auf ähnliche Weise auf dem Transferpapier (Standardpapier) vor der Bildung des weißen Bilds gemessen. Ein grüner Filter wurde als der Filter verwendet. Die Schleierbildung wurde unter Verwendung der folgenden Formel für das Reflexionsvermögen vor Ausgabe des weißen Bilds und das Reflexionsvermögen nach Ausgabe des weißen Bilds berechnet. Schleierbildung (%) = Reflexionsvermögen (%) des Standardpapiers – Reflexionsvermögen (%) der weißen Bildprobe
Die Skala für die Bewertung der Schleierbildung ist wie folgt.
A: sehr gut (weniger als 1,2%)
B: gut (weniger als 2,0% und größer als oder gleich 1,2%)
C: mittel (weniger als 3,0% und größer als oder gleich 2,0%)
D: schlecht (größer als oder gleich 3,0%)
<Streifen>
Bezogen auf Streifen wurde das Stehenlassen durchgeführt für 1 Tag nach einem 3000-Blatt Beständigkeitstest; 5 Halbtonbildausdrucke wurden dann erzeugt; und das Ausmaß der Streifen wurde unter Verwendung der folgenden Skala bewertet.
A: keine Streifen wurden erzeugt
B: sehr schwache Streifen wurden erzeugt
C: schwache Streifen wurden erzeugt
D: signifikante Erzeugung von Streifen
<Beispiele 2 bis 33 und Vergleichsbeispiele 1 bis 24>

Die Tonerbewertungen wurden durchgeführt unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Verwendung der magnetischen Toner 2 bis 33 und der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 24 für den magnetischen Toner. Die Ergebnisse der Bewertungen werden in der Tabelle 5 gezeigt. Mit dem magnetischen Vergleichstoner 21 gab es eine sehr wesentliche Menge an freigesetzten Siliciumoxidfeinteilchen auf der Entwicklungshülse und Bilddeffekte in der Form von vertikalen Streifen wurden erzeugt. [Tabelle 5-1]

		Bewertung 1 (Anfangsdichte)	Bewertung 2 (Ausmaß der Dichteabnahme)	Bewertung 3 (Schleierbildung)	Bewertung 4 (Streifen)
Beispiel 1	Magnetischer Toner 1	A (1,48)	A (0,03)	A (0,6)	A
Beispiel 2	Magnetischer Toner 2	A (1,48)	A (0,03)	A (0,6)	A
Beispiel 3	Magnetischer Toner 3	A (1,47)	A (0,04)	A (0,8)	A
Beispiel 4	Magnetischer Toner 4	A (1,46)	B (0,07)	A (0,7)	A
Beispiel 5	Magnetischer Toner 5	A (1,47)	A (0,04)	B (1,4)	A
Beispiel 6	Magnetischer Toner 6	A (1,45)	B (0,07)	A (0,7)	A
Beispiel 7	Magnetischer Toner 7	A (1,47)	B (0,06)	A (0,6)	A
Beispiel 8	Magnetischer Toner 8	A (1,45)	A (0,04)	A (0,7)	A
Beispiel 9	Magnetischer Toner 9	B (1,44)	B (0,07)	A (0,8)	A
Beispiel 10	Magnetischer Toner 10	A (1,45)	A (0,04)	B (1,5)	A
Beispiel 11	Magnetischer Toner 11	A (1,47)	A (0,02)	A (0,8)	A
Beispiel 12	Magnetischer Toner 12	A (1,45)	B (0,06)	A (0,9)	A
Beispiel 13	Magnetischer Toner 13	A (1,46)	A (0,04)	B (1,6)	A
Beispiel 14	Magnetischer Toner 14	A (1,45)	B (0,07)	A (0,7)	A
Beispiel 15	Magnetischer Toner 15	B (1,44)	A (0,04)	A (0,7)	B
Beispiel 16	Magnetischer Toner 16	A (1,45)	A (0,04)	A (0,8)	B
Beispiel 17	Magnetischer Toner 17	A (1,46)	A (0,03)	B (1,2)	A
Beispiel 18	Magnetischer Toner 18	A (1,46)	A (0,04)	B (1,2)	A
Beispiel 19	Magnetischer Toner 19	A (1,45)	B (0,07)	A (0,7)	A
Beispiel 20	Magnetischer Toner 20	A (1,45)	A (0,04)	B (1,7)	A
Beispiel 21	Magnetischer Toner 21	B (1,42)	B (0,09)	A (0,6)	A
Beispiel 22	Magnetischer Toner 22	A (1,46)	A (0,04)	B (1,6)	A
Beispiel 23	Magnetischer Toner 23	A (1,45)	B (0,07)	A (0,5)	A
Beispiel 24	Magnetischer Toner 24	A (1,45)	A (0,04)	B (1,9)	A
Beispiel 25	Magnetischer Toner 25	B (1,42)	B (0,09)	A (0,4)	A
Beispiel 26	Magnetischer Toner 26	A (1,47)	A (0,04)	A (0,7)	A
Beispiel 27	Magnetischer Toner 27	B (1,42)	B (0,08)	A (1,1)	C
Beispiel 28	Magnetischer Toner 28	A (1,47)	A (0,04)	A (0,8)	A
Beispiel 29	Magnetischer Toner 29	A (1,46)	A (0,04)	B (1,3)	B
Beispiel 30	Magnetischer Toner 30	B (1,43)	B (0,08)	A (0,9)	C
Beispiel 31	Magnetischer Toner 31	B (1,43)	B (0,08)	A (0,9)	C
Beispiel 32	Magnetischer Toner 32	A (1,47)	A (0,03)	A (0,7)	A
Beispiel 33	Magnetischer Toner 33	A (1,46)	A (0,04)	A (0,8)	A

[Tabelle 5-2]

		Bewertung 1 (Anfangsdichte)	Bewertung (Ausmaß der Dichteabnahme)	Bewertung 3 (Schleierbildung)	Bewertung 4 (Streifen)
Vergleichsbeispiel 1	Magnetischer Vergleichstoner 1	D (1,33)	C (0,13)	B (1,5)	D
Vergleichsbeispiel 2	Magnetischer Vergleichstoner 2	D (1,34)	C (0,13)	B (1,3)	D
Vergleichsbeispiel 3	Magnetischer Vergleichstoner 3	C (1,38)	B (0,08)	B (1,5)	D
Vergleichsbeispiel 4	Magnetischer Vergleichstoner 4	C (1,38)	B (0,09)	B (1,5)	D
Vergleichsbeispiel 5	Magnetischer Vergleichstoner 5	C (1,36)	C (0,12)	B (1,3)	D
Vergleichsbeispiel 6	Magnetischer Vergleichstoner 6	C (1,36)	D (0,15)	B (1,3)	D
Vergleichsbeispiel 7	Magnetischer Vergleichstoner 7	C (1,39)	C (0,14)	B (1,7)	D
Vergleichsbeispiel 8	Magnetischer Vergleichstoner 8	B (1,41)	C (0,13)	B (1,8)	D
Vergleichsbeispiel 9	Magnetischer Vergleichstoner 9	8 (1,42)	B (0,08)	B (1,9)	D
Vergleichsbeispiel 10	Magnetischer Vergleichstoner 10	B (1,43)	B (0,07)	C (2,1)	D
Vergleichsbeispiel 11	Magnetischer Vergleichstoner 11	C (1,39)	C (0,14)	B (1,8)	D
Vergleichsbeispiel 12	Magnetischer Vergleichstoner 12	B (1,42)	B (0,08)	C (2,6)	D
Vergleichsbeispiel 13	Magnetischer Vergleichstoner 13	B (1,42)	C (0,10)	C (2,4)	D
Vergleichsbeispiel 14	Magnetischer Vergleichstoner 14	B (1,42)	B (0,08)	C (2,2)	D
Vergleichsbeispiel 15	Magnetischer Vergleichstoner 15	B (1,43)	C (0,10)	C (2,2)	D
Vergleichsbeispiel 16	Magnetischer Vergleichstoner 16	B (1,43)	C (0,11)	B (1,3)	D
Vergleichsbeispiel 17	Magnetischer Vergleichstoner 17	B (1,41)	C (0,12)	B (1,4)	D
Vergleichsbeispiel 18	Magnetischer Vergleichstoner 18	B (1,42)	C (0,14)	C (2,4)	D
Vergleichsbeispiel 19	Magnetischer Vergleichstoner 19	B (1,41)	B (0,09)	B (1,8)	D
Vergleichsbeispiel 20	Magnetischer Vergleichstoner 20	B (1,41)	B (0,08)	B (1,7)	D
Vergleichsbeispiel 21	Magnetischer Vergleichstoner 21	C (1,36)	D (0,15)	D (3,2)	D
Vergleichsbeispiel 22	Magnetischer Vergleichstoner 22	B (1,42)	B (0,09)	C (2,2)	D
Vergleichsbeispiel 23	Magnetischer Vergleichstoner 23	C (1,37)	D (0,16)	C (2,1)	D
Vergleichsbeispiel 24	Magnetischer Vergleichstoner 24	D (1,31)	C (0,12)	C (2,1)	D

Während die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Umfang der folgenden Ansprüche ist die breiteste Interpretation zuzugestehen, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen zu erfassen.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2011-286201 , eingereicht am 27. Dezember 2011, welche hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste

1: Hauptgehäuse
2: rotierendes Bauteil
3, 3a, 3b: Rührbauteil
4: Mantel
5: Ausgangsmaterialeinlassöffnung
6: Produktausgabeöffnung
7: Mittelachse
8: Antriebsbauteil
9: Verarbeitungsraum
10: Endoberfläche des rotierenden Bauteils
11: Rotationsrichtung
12: Rückwärtsrichtung
13: Vorwärtsrichtung
16: Ausgangsmaterialeinlassöffnunginnenstück
17: Produktausgabeöffnunginnenstück
d: Abstand, der den überlappenden Teil der Rührbauteile zeigt
D: Rührbauteilbreite
100: ein elektrostatisches Bild tragendes Bauteil (lichtempfindliches Bauteil)
102: Toner tragendes Bauteil
103: Entwicklungsblatt
114: Übertragungsbauteil (Übertragungsladungswalze)
116: Reinigungsbehälter
117: Ladungsbauteil (Ladungswalze)
121: Lasergenerator (eine ein latentes Bild erzeugende Einrichtung, Lichtexpositionsgerät)
123: Laser
124: Aufnahmewalze
125: Transportband
126: Fixiereinheit
140: Entwicklungsvorrichtung
141: Rührbauteil

Claims

Magnetischer Toner umfassend magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen, und auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandene anorganische Feinteilchen, wobei; die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhandenen anorganischen Feinteilchen Metalloxidfeinteilchen umfassen, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliciumoxidfeinteilchen enthalten und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliciumoxidfeinteilchen wenigstens 85 Masse-% bezogen auf die gesamte Masse der Siliciumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen ist, wobei; wenn eine Deckungsquote A (%) eine Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, und eine Deckungsquote B (%) eine Deckungsquote der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, der magnetische Toner eine Deckungsquote A von wenigstens 45,0% und nicht mehr als 70,0% und ein Verhältnis [Deckungsquote B/Deckungsquote A] der Deckungsquote B zu der Deckungsquote A von wenigstens 0,50 und nicht mehr als 0,85 aufweist, und wobei der magnetische Toner eine dielektrische Konstante ε' bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 30°C von wenigstens 30,0 pF/m und nicht mehr als 40,0 pF/m aufweist und einen dielektrischen Verlusttangens (tanδ) von nicht mehr als 9,0 × 10^–3 aufweist.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz ein Polyesterharz umfasst.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Variationskoeffizient der Deckungsquote A nicht mehr als 10,0% ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der magnetische Toner wenigstens 35 Masse-% bis nicht mehr als 50 Masse-% eines magnetischen Körpers umfasst.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Säurewert, gemessen unter Verwendung eines potentiometrischen Titrationsgeräts, eines löslichen Materials erhalten durch Lösen des magnetischen Toners in einem gemischten Lösungsmittel aus Toluol und Ethanol von wenigstens 5 mg KOH/g bis nicht mehr als 50 mg KOH/g ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der magnetische Toner eine durchschnittliche Rundheit von wenigstens 0,935 bis nicht mehr als 0,955 aufweist.