DE112012005496T5

DE112012005496T5 - Magnetischer Toner

Info

Publication number: DE112012005496T5
Application number: DE112012005496.2T
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Hiroko Shuichi; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Magome Michihisa; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Hasegawa Yusuke; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Suzumura Yoshitaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2013134433A; KR20140107528A; CN104024952B; TWI515519B; US20160327881A1; TW201329655A; DE112012005496B4; CN104024952A; US9417542B2; US20140370431A1; MY187816A; US9625841B2; JP5361984B2; KR101580760B1; WO2013100182A1

Abstract

Ein magnetischer Toner enthält magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz, ein Trennmittel und einen magnetischen Körper enthalten, und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen in einem vorgeschriebenen Bereich für den magnetischen Toner liegt, die anorganischen Feinteilchen vorgeschriebene Metalloxidfeinteilchen enthalten, wobei zumindest 85 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen sind, der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A in einem vorgeschriebenen Bereich ist, das Bindemittelharz ein Styrolharz enthält, in einer GPC-Messung einer THF-löslichen Substanz in dem magnetischen Toner ein Peakmolekulargewicht (Mp) eines Hauptpeaks in einem vorbestimmten Bereich liegt, und eine vorgeschriebene Fettsäureesterverbindung als ein Trennmittel inkorporiert ist.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner zur Verwendung in beispielsweise elektrophotographischen Verfahren, elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren und magnetischen Aufzeichnungsverfahren.
[Technischer Hintergrund]
Bilderzeugungsapparaturen, z. B. Kopiergeräte und Drucker, haben in den letzten Jahren eine zunehmende Diversifizierung ihrer Zielanwendungen und Verwendungsumgebungen ebenso wie einen Bedarf nach zusätzlichen Verbesserungen bei Geschwindigkeit, Bildqualität und Stabilität erlebt.
Zusätzlich treten die Verkleinerung von Geräten und Verbesserungen bei der Energieeffizienz ebenso bei Kopierern und Druckern gleichzeitig auf und magnetische Einkomponentenentwicklersysteme, die einen magnetischen Toner verwenden, der auf diese Trends ausgerichtet ist, werden in diesem Zusammenhang bevorzugt verwendet.
Um eine Koexistenz von Geräteverkleinerung und Energieeffizienzverbesserungen zu bewerkstelligen, ist es essenziell, nicht nur die Entwicklerstruktur zu vereinfachen, sondern auch den Fixierapparat in der Fixierstruktur zu vereinfachen. Vereinfachung des Fixierapparats kann beispielsweise unter Verwendung einer Filmfixierung, welche die Vereinfachung der Heizquelle und der Struktur des Apparats vereinfacht, erreicht werden.
Allerdings verwendet Filmfixierung im Allgemeinen leichten Druck, und wenn insbesondere die Wärmemenge mit dem Ziel des Erreichens einer energiesparenden Fixieroperation verringert wird, kann eine adäquate Wärmemenge nicht erhalten werden – in Abhängigkeit verschiedener Faktoren, wie etwa Oberflächenzustand der Medien, z. B. dem Papiertyp – und Fixierdefekte können im Ergebnis auftreten.
Wenn das Ziel eine solche Größenreduktion und Energieeinsparung ist, wird ein verbesserter Toner gewünscht, der zufriedenstellende Fixierung, unabhängig von den Medien, ermöglicht, selbst in einem Fixierschritt mit leichtem Druck, wie etwa Filmfixierung, und der somit die Koexistenz der Entwicklungsleistungsfähigkeit in Balance mit einer Größenreduktion und Energieeinsparung ermöglicht.
Um diesem Problem zu begegnen, werden eine verbesserte Niedertemperaturfixierbarkeit und Lagerfähigkeit in Patentliteratur 1 durch die Verwendung zweier Trennmittel, die unterschiedliche Löslichkeiten in dem Bindemittelharz aufweisen, vorgeschlagen. Allerdings besteht hier vom Gesichtspunkt der Balance mit der Bildstabilität während der Beständigkeitsprüfung immer noch Raum für Verbesserung.
Eine Verbesserung der Offset-Beständigkeit und der Fixierleistungsfähigkeit wird in Patentliteratur 2 durch Steuern des Zustands unter Verwendung einer Esterverbindung, die aus einer Carbonsäure und Pentaerythritol oder Dipentaerythritol aufgebaut ist, verfolgt. Allerdings besteht hier vom Gesichtspunkt der Bildstabilität während der Beständigkeitsprüfung immer noch Raum für Verbesserung.
Demgegenüber wurden zum Lösen der Probleme, die mit externen Additiven in Zusammenhang stehen, Toner mit speziellem Fokus auf die Freigabe externer Additive offenbart (siehe Patentliteratur 3 und 4). Diese waren in Bezug auf Niedertemperaturfixierbarkeit des Toners auch nicht zufriedenstellend.
Überdies lehrt Patentliteratur 5 die Stabilisierung des Entwicklungs-Transferschritts durch Steuern des Gesamtbedeckungsverhältnisses der Tonergrundteilchen mit den externen Additiven und ein gewisser Effekt wird tatsächlich durch Steuern des theoretischen Bedeckungsverhältnisses, bereitgestellt durch Berechnung, für gewisse vorgeschriebene Tonergrundteilchen erhalten. Allerdings kann der tatsächliche Zustand des Bindens mit externen Additiven grundlegend verscheiden von dem Wert sein, der unter der Annahme, dass der Toner einer Kugel ist, berechnet wurde, und insbesondere für magnetische Toner hat sich herausgestellt, dass das Erreichen der Wirkungen der vorliegenden Erfindung bezüglich Niedertemperaturfixierbarkeit ohne das Steuern des tatsächlichen Zustands der externen Additivbindung vollkommen unzufriedenstellend ist.
[Literaturverzeichnis]
[Patentliteratur]

[PTL 1] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2003-057867
[PTL 2] Japanisches Patent Veröffentlichungs-Nr. 3863289
[PTL 3] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2001-117267
[PTL 4] Japanisches Patent Veröffentlichungs-Nr. 3812890
[PTL 4] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2007-293043

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Aufgabenstellungen]
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen magnetischen Toner bereitzustellen, der die oben identifizierten Probleme lösen kann.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen magnetischen Toner bereitzustellen, der eine stabile Bilddichte unabhängig von der Verwendungsumgebung erzielen kann und der ebenso eine gewünschte Niedertemperaturfixierbarkeit aufzeigen kann.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass die Probleme durch Spezifizieren der Beziehung zwischen dem Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen und dem Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, und durch Spezifizieren des Harzzusammensetzung des magnetischen Toners gelöst werden können. Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf diesem Fund erzielt.
Somit wird die vorliegende Erfindung wie folgt beschrieben:
Magnetischer Toner, der umfasst: magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz, ein Trennmittel und einen magnetischen Körper enthalten, und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei
die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, Metalloxidfeinteilchen umfassen, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen enthalten, und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 85 Masse-% bezüglich einer Gesamtmasse der Siliziumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen beträgt;
wenn ein Bedeckungsverhältnis A (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist und ein Bedeckungsverhältnis B (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, ist,
weist der magnetische Toner ein Bedeckungsverhältnis A von zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% und einen Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A von nicht mehr als 10,0%, und
ein Verhältnis [Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A von zumindest 0,50 und nicht mehr als 0,85 auf; wobei
das Bindemittelharz ein Styrolharz umfasst und, bei einer Messung unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie einer in Tetrahydrofuran löslichen Substanz in dem magnetischen Toner, ein Peakmolekulargewicht (Mp) eines Hauptpeaks von zumindest 4000 bis nicht mehr als 8000 beträgt; und wobei
das Trennmittel zumindest eines aus Fettsäureesterverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer tetrafunktionalen Fettsäureesterverbindung, einer pentafunktionalen Fettsäureesterverbindung und einer hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung umfasst, und die Fettsäureesterverbindung weist einen Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis nicht mehr als 90°C auf.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung kann einen magnetischen Toner bereitstellen, der unabhängig von der Verwendungsumgebung eine stabile Bilddichte erzielen kann und der exzellente Niedertemperaturfixierbarkeit bereitstellen kann.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Bilderzeugungsapparats zeigt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischprozessapparats zeigt, der für die externe Zugabe und das Mischen anorganischer Feinteilchen verwendet werden kann;
3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur eines Rührelements, das in dem Mischprozessapparat verwendet wird, zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Anzahl an Teilen von Siliziumoxidzugabe und dem Bedeckungsverhältnis zeigt;
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Anzahl an Teilen von Siliziumoxidzugabe und dem Bedeckungsverhältnis zeigt;
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Bedeckungsverhältnis und dem statischen Reibungskoeffizienten zeigt; und
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Ultraschalldispersionszeit und dem Bedeckungsverhältnis zeigt;
[Beschreibung von Ausführungsformen]
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner, der umfasst: magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz, ein Trennmittel und einen magnetischen Körper enthalten, und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei
die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, Metalloxidfeinteilchen umfassen, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen enthalten, und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 85 Masse-% bezüglich einer Gesamtmasse der Siliziumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen beträgt;
wenn ein Bedeckungsverhältnis A (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist und ein Bedeckungsverhältnis B (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, ist,
weist der magnetische Toner ein Bedeckungsverhältnis A von zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% und einen Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A von nicht mehr als 10,0%, und
ein Verhältnis [Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A von zumindest 0,50 und nicht mehr als 0,85 auf; wobei
das Bindemittelharz ein Styrolharz umfasst und, bei einer Messung unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie einer in Tetrahydrofuran löslichen Substanz in dem magnetischen Toner, ein Peakmolekulargewicht (Mp) eines Hauptpeaks von zumindest 4000 bis nicht mehr als 8000 beträgt; und wobei
das Trennmittel zumindest eines aus Fettsäureesterverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer tetrafunktionalen Fettsäureesterverbindung, einer pentafunktionalen Fettsäureesterverbindung und einer hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung umfasst, und die Fettsäureesterverbindung weist einen Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis nicht mehr als 90°C auf.
Als ein Ergebnis ihrer Untersuchungen fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung heraus, dass es die Verwendung des oben beschriebenen magnetischen Toners ermöglicht, eine stabile Bilddichte unabhängig von der Verwendungsumgebung zu erhalten und die Niedertemperaturfixierbarkeit wesentlich zu verbessern.
Die Niedertemperaturfixierbarkeit konnte in Balance mit der Entwicklungsleistungsfähigkeit durch Einstellen der Harzstruktur des Bindemittelharzes (bzw. Binderharzes) wie oben beschrieben und durch Einstellen des Zustands der externen Zugabe der anorganischen Feinteilchen wie oben beschrieben in Koexistenz gebracht werden. Während die Gründe dafür nicht vollständig klar sind, stellen die Erfinder der vorliegenden Erfindung die folgende Hypothese auf.
Eine starke Exsudation (bzw. ein starkes Ausschwitzen) durch das Trennmittel tritt mit der oben beschriebenen Harzstruktur für das Bindemittelharz und dem oben beschriebenen Zustand der externen Zugabe für die anorganischen Feinteilchen auf, und dies erhöht die Trennbarkeit durch den magnetischen Toner gegenüber einem Fixierelement, wie etwa einen Fixierfilm. Dies resultiert mutmaßlich in einer erhöhten Fixierleistungsfähigkeit auf dem Papier.
Der Prozess des Fixierens eines Toners ist ein Prozess, bei welchem eine Haftung an die Medien, z. B. Papier, durch Fördern des Schmelzens und der Deformation des Toners durch die Wärme des Fixierelements beigebracht wird. Somit ist es, wenn die Wärmemenge mit dem Ziel des Erreichens einer energiesparenden Fixierung verringert wird, zum Erreichen der Haftfähigkeit durch den Toner auf den Medien wesentlich, dass die Kraft, die eine Anhaftung auf den Medien induziert, größer sei als die Kraft, die eine Anhaftung auf den Fixierfilm induziert.
Dadurch kann die Wärmeeffizienz effektiv an alle Toner auf den Medien vermittelt werden und eine zufriedenstellende Fixierleistungsfähigkeit kann selbst bei geringen Wärmemengen erhalten werden.
Somit wird das Verbessern der Freigabefähigkeit (bzw. Trennbarkeit) des Toners von dem Fixierelement und das mit sich bringen einer relativen Erhöhung bei der Haftfähigkeit des Toners auf dem Papier als wesentlich angesehen, um die durch den Toner aufgezeigte Fixierleistungsfähigkeit zu verbessern.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung enthält ein Styrolharz in dem Bindemittelharz und bei der Messung unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie (GPC) der in Tetrahydrofuran (THF) löslichen Materie (bzw. Substanz) in dem magnetischen Toner muss das Peakmolekulargewicht (Mp) des Hauptpeaks von zumindest 4000 bis nicht mehr als 8000 sein. Zusätzlich enthält das Trennmittel in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung zumindest eine der Fettsäureesterverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer tetrafunktionalen Fettsäureesterverbindung, einer pentafunktionalen Fettsäureesterverbindung und einer hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung, und die Fettsäureesterverbindung hat einen Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis nicht mehr als 90°C.
Das Aufstellen der oben beschriebenen Harzstruktur führt dazu, dass das Harz eine substantielle Deformierbarkeit aufweist, und führt dazu, dass das Trennmittel ein substantielles Exsudierverhalten aufweist. Es wird angenommen, dass im Ergebnis die gewünschte Niedertemperaturfixierbarkeit aufgrund einer Erhöhung der Trennbarkeit des magnetischen Toners von dem Fixierelement und einer Erhöhung der relativen Haftfähigkeit (Ankereffekt) auf dem Papier auftritt.
Von der wärmeinduzierten Deformierbarkeit des magnetischen Toners wird angenommen, dass diese gemäß der vorliegenden Erfindung durch Steuern des Peakmolekulargewichts (Mp) des Hauptpeaks bei der GPC-Messung der THF-löslichen Materie in dem magnetischen Toner auf relativ niedriges Molekulargewicht von zumindest 4000 bis nicht mehr als 8000 erhöht ist.
Zusätzlich wird angenommen, dass der Zustand, bei welchem das Trennmittel leicht durch das Erwärmen während des Fixierens geschmolzen wird und leicht an die Toneroberfläche exsudiert wird, im Voraus durch die Verwendung eines Trennmittels mit einem Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis nicht mehr als 90°C eingestellt werden kann.
Überdies wird angenommen, dass die Verwendung zumindest einer von Fettsäureesterverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer tetrafunktionalen Fettsäureesterverbindung, einer pentafunktionalen Fettsäureesterverbindung und einer hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung für das Trennmittel die Exsudierbarkeit des Trennmittels auf die Oberfläche des Toners durch Erhöhen der Sperrigkeit des Trennmittels selbst gefördert werden kann, und die Kompatibilität in dem Toner zwischen dem Bindemittelharz und dem Trennmittel eingrenzt.
Von dieser extensiven Steuerung des Trennmittels und der Harzstruktur wie oben beschrieben wird angenommen, dass die Extrusion des Trennmittels an die Oberfläche des Toners fördert, und so eine zufriedenstellende Trennbarkeit des magnetischen Toners von dem Fixierelement, z. B. ein Fixierfilm, bereitstellt, und dadurch wesentlich die Anhaftung (Ankereffekt) an das Papier verbessert.
Überdies ist es, lasse man das Bedeckungsverhältnis A (%) das Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen mit den anorganischen Feinteilchen sein, und lasse man das Bedeckungsverhältnis B (%) das Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen mit den anorganischen Feinteilchen, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, sein, für den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung kritisch, dass das Bedeckungsverhältnis A zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% sei, und dass das Verhältnis [Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A, ebenso nachfolgend einfach als B/A bezeichnet] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A zumindest 0,5 und nicht mehr als 0,85 sei.
Dadurch, dass man das Bedeckungsverhältnis A und B/A – welche den Zustand der externen Zugabe der anorganischen Feinteilchen darstellen – die vorgeschriebenen Bereiche in einem Toner, der hohe Trennleistungsfähigkeit wie oben beschrieben aufzeigt, erfüllen lässt, wird es zum ersten Mal möglich, dass eine gewünschte Niedertemperaturfixierbarkeit und eine gewünschte Entwicklungsleistungsfähigkeit balanciert koexistieren.
Während die Gründe dafür nicht komplett klar sind, wird angenommen, dass die folgenden Gründe zutreffend sind. Nach dem Transferschritt wird der Toner auf dem Papier angehaftet und durch den Durchtritt durch die Fixiereinheit auf dem Papier fixiert. In dem Zustand vor der Fixierung ist ein Zustand vorhanden, bei welchem Transfer von dem photosensitiven Element auf die Medien, z. B. Papier, stattgefunden hat, und folglich ist eine Mobilität in diesem Zustand noch immer möglich. Das Erhöhen der Kontaktfläche durch die Fixiereinheit mit dem Toner auf dem Papier nach diesem Schritt, d. h. so weit wie möglich Erhöhen der Tonerpopulation, die das Fixierelement direkt kontaktiert, wird als effektiv zum Erreichen eines gleichförmigen und unverfälschten Wärmetransfers von der Fixiereinheit zu dem Toner mit maximaler Effizienz angenommen. Von einer gleichförmigen Tonerschicht auf dem Papier – insbesondere Einstellen auf eine Bedingung, bei welcher die Oberfläche, die die Fixiereinheit kontaktiert, so frei wie möglich von Unebenheiten ist – wird angenommen, dass sie als eine Folge effektiv sei.
Da das Bedeckungsverhältnis A einen hohen Wert von zumindest 45,0% bis nicht mehr als 70,0% in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung aufweist sind die van der Waals-Kräfte und elektrostatischen Kräfte mit den Kontaktelementen gering und die Toner-zu-Toner-Haftfähigkeit ist ebenso gering. Aufgrund dessen widersteht nach dem Transferschritt der Toner einer Aggregation aufgrund dieser niedrigen Toner-zu-Toner-Haftfähigkeit und die Tonerschicht wird dichter gepackt. In Konsequenz wird die Tonerschicht gleichförmiger ausgestaltet und die Anwesenheit von Unebenheit in dem oberen Bereich der Tonerschicht wird verhindert und die die Fixiereinheit kontaktierende Fläche wird vergrößert.
Im Ergebnis kann die Bandbreite verwendbarer Medien, z. B. Papier, ebenso ausgeweitet werden. Beispielsweise wird, selbst bei einem Umstand, bei welchem das Papier selbst sehr uneben ist, z. B. wie es mit einem rauen Papier ist, und die Tonerschicht dazu neigt, nicht gleichförmig gemacht zu werden, eine geeignete Einstellung der Gleichförmigkeit aufgrund der geringeren Toner-zu-Toner-Haftfähigkeit erreicht und dieselben Ergebnisse wie für ein glattes Papier können erhalten werden.
Zusätzlich wird aufgrund der geringen van der Waals-Kraft und elektrostatischen Kraft mit dem Fixierelement, z. B. ein Fixierfilm, die durch den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung bewerkstelligt wird, eine hohe Freigabefähigkeit (Trennbarkeit) von dem Fixierelement erhalten und eine relative Förderung des Ankereffekts auf dem Papier kann beigebracht werden.
Die geringe van der Waals-Kraft und die geringe elektrostatische Kraft werden in dem Folgenden bedacht. Zunächst wird bezüglich der van der Waals-Kraft die van der Waals-Kraft (F), die zwischen einer flachen Platte und einem Teilchen erzeugt wird, durch die folgende Gleichung dargestellt. F = H × D/(12Z²)
Hier ist H die Hamaker-Konstante, D ist der Durchmesser des Teilchens und Z ist der Abstand zwischen dem Teilchen und der flachen Platte. Bezüglich Z wird allgemein angenommen, dass eine Anziehungskraft bei großen Distanzen wirkt und eine abstoßende Kraft bei sehr kleinen Distanzen wirkt, und Z wird als eine Konstante behandelt, da sie nicht mit dem Zustand der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens in Beziehung steht. Gemäß der vorhergehenden Gleichung ist die van der Waals-Kraft (F) proportional zu dem Durchmesser des Teilchens, das in Kontakt mit der flachen Platte steht. Wenn dies auf die Oberfläche des magnetischen Toners angewandt wird, ist die van der Waals-Kraft (F) für ein anorganisches Feinteilchen mit dessen kleineren Teilchengröße, die in Kontakt mit der flachen Platte steht, kleiner als für ein magnetisches Tonerteilchen, das in Kontakt mit der flachen Platte steht. Das heißt, die van der Waals-Kraft ist für den Fall eines Kontakts durch die Vermittlung der anorganischen Feinteilchen, die als ein externes Additiv vorgesehen sind, kleiner als für den Fall des direkten Kontakts zwischen dem magnetischen Tonerteilchen und dem Fixierelement.
Überdies kann die elektrostatische Kraft als eine Reflexionskraft angesehen werden. Es ist bekannt, dass eine Reflexionskraft im Allgemeinen direkt proportional zum Quadrat der Teilchenladung (q) und indirekt proportional zum Quadrat des Abstands ist.
Im Fall des Ladens eines magnetischen Toners ist es die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen und nicht der anorganischen Feinteilchen, die die Ladung trägt. Aufgrund dessen verringert sich die Reflexionskraft mit größer werdendem Abstand zwischen der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen und der flachen Platte (hier das Fixierelement).
Das heißt, wenn in dem Fall der magnetischen Toneroberfläche die magnetischen Tonerteilchen in Kontakt mit der flachen Platte durch die Vermittlung der anorganischen Feinteilchen stehen, wird ein Abstand zwischen der flachen Platte und der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen eingestellt und die Reflexionskraft wird im Ergebnis verringert.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, werden die van der Waals-Kraft und die Reflexionskraft, die zwischen dem magnetischen Toner und dem Fixierelement erzeugt werden, durch das Vorhandensein der anorganischen Feinteilchen an der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen und durch in Kontakt stehen des magnetischen Toners mit dem Fixierelement mit dem dazwischen gelagerten anorganischen Feinteilchen verringert. Das heißt, die anhaftende Kraft zwischen dem magnetischen Toner und dem Fixierelement wird verringert.
Ob das magnetische Tonerteilchen direkt mit dem Fixierelement in Kontakt steht oder durch die Vermittlung der anorganischen Feinteilchen damit in Kontakt steht, hängt von der Menge der anorganischen Feinteilchen und der Beschichtung der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens, d. h. von dem Bedeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinteilchen ab.
Es wird angenommen, dass die Gelegenheit für direkten Kontakt zwischen dem magnetischen Tonerteilchen und dem Fixierelement bei einem hohen Bedeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinteilchen vermindert wird, was es dem magnetischen Toner schwieriger macht, an dem Fixierelement anzuhaften.
Wie oben angemerkt, wird angenommen, dass die Anhaftkraft an ein Element durch Erhöhen des Bedeckungsverhältnisses durch die anorganischen Feinteilchen verringert werden kann. Daher wurden Prüfungen bezüglich der Anhaftkraft mit einem Element und dem Bedeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinteilchen ausgeführt.
Die Beziehung zwischen dem Bedeckungsverhältnis für den magnetischen Toner und der Anhaftkraft mit einem Element wurde indirekt durch Messen des statischen Reibungskoeffizienten zwischen einem Aluminiumsubstrat und sphärischen Polystyrolteilchen mit verschiedenen Bedeckungsverhältnissen durch Siliziumoxidfeinteilchen abgeleitet.
Speziell wurde die Beziehung zwischen dem Bedeckungsverhältnis und dem statischen Reibungskoeffizienten unter Verwendung sphärischer Polystyrolteilchen (gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser (D4) = 7,5 μm), die verschiedene Bedeckungsverhältnisse (Bedeckungsverhältnis durch SEM-Beobachtung bestimmt) mit Siliziumoxidfeinteilchen aufwiesen, bestimmt.
Spezieller wurden sphärische Polystyrolteilchen, welchen Siliziumoxidfeinteilchen zugegeben wurden, auf ein Aluminiumsubstrat gepresst. Das Substrat wurde nach links und rechts bewegt, während der Anpressdruck verändert wurde, und der statische Reibungskoeffizient wurde aus der resultierenden Spannung berechnet. Dies wurde für die sphärischen Polystyrolteilchen bei jedem unterschiedlichen Bedeckungsverhältnis durchgeführt, und die erhaltene Beziehung zwischen dem Bedeckungsverhältnis und dem statischen Reibungskoeffizienten ist in 6 gezeigt.
Von dem statischen Reibungskoeffizienten, der durch die vorhergehende Technik bestimmt ist, wird angenommen, dass er mit der Summe der van der Waals-Kräfte und der Reflexionskräfte, die zwischen den sphärischen Polystyrolteilchen und dem Substrat wirken, korreliert. Wie aus dem Graphen abgeleitet werden kann, resultiert ein höheres Bedeckungsverhältnis durch die Siliziumoxidfeinteilchen in einem geringeren statischen Reibungskoeffizienten. Es kann daraus gefolgert werden, dass ein magnetischer Toner mit einer hohen Bedeckungsrate ebenso eine geringe Anhaftkraft an ein Element aufweist.
Die anorganischen Feinteilchen müssen in großen Mengen zugegeben werden, um das Bedeckungsverhältnis A auf über 70,0% zu bringen, aber, selbst wenn ein externen Zugabeverfahren hier angewiesen werden könnte, werden dann Bilddefekte (vertikale Streifen bzw. Schlieren), die durch freigegebene anorganische Feinteilchen beigebracht werden, leicht produziert und dies ist daher nicht gewünscht.
Dieses Bedeckungsverhältnis A, das Bedeckungsverhältnis B und das Verhältnis [B/A] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A können durch die nachfolgend beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
Das Bedeckungsverhältnis A, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Bedeckungsverhältnis, das ebenso die leicht freigebbaren anorganischen Feinteilchen mit einschließt, während das Bedeckungsverhältnis B das Bedeckungsverhältnis aufgrund von anorganischen Feinteilchen ist, die an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert sind und die nicht in dem nachfolgend beschriebenen Freigabeprozess (Ablöseprozess) freigegeben werden. Es wird angenommen, dass die anorganischen Feinteilchen, die durch das Bedeckungsverhältnis B dargestellt sind, in einem semi-eingebetteten Zustand in der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert sind, und daher nicht einem Ortswechsel unterliegen, selbst wenn der magnetische Toner einer Scherkraft auf dem Entwicklungsblatt oder auf dem das elektrostatische latente Bild tragenden Element ausgesetzt wird.
Die anorganischen Feinteilchen, die durch das Bedeckungsverhältnis A dargestellt sind, beinhalten demgegenüber die oben beschriebenen fixierten anorganischen Feinteilchen ebenso wie anorganische Feinteilchen, die in der oberen Schicht vorhanden sind und die einen relativ hohen Freiheitsgrad aufweisen.
Wie oben angemerkt wird angenommen, dass die anorganischen Feinteilchen, die zwischen den magnetischen Tonerteilchen und zwischen dem magnetischen Toner und den verschiedenen Elementen vorhanden sein können, am Beibringen des Effekts verringerter van der Waals-Kräfte und verringerter elektrostatischer Kräfte teilhaben, und dass das Aufweisen eines hohen Bedeckungsverhältnisses A bezüglich dieses Effekts insbesondere kritisch ist.
Wie oben angemerkt, sind die Deformierbarkeit durch das Harz und die Exsudation durch das Trennmittel zum Verbessern der Niedertemperaturfixierbarkeit des magnetischen Toners entscheidend. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass die Niedertemperaturfixierbarkeit des magnetischen Toners durch Errichten eines hohen Bedeckungsverhältnisses A sehr substantiell verbessert werden könnte.
Dass B/A zumindest 0,50 bis nicht mehr als 0,85 ist, bedeutet, dass an die Oberfläche des magnetischen Toners fixierten anorganischen Feinteilchen in einem gewissen Grad vorhanden sind, und dass zusätzlich anorganische Feinteilchen in einem leicht freigebbaren Zustand (ein Zustand, der ein Verhalten, das von dem magnetischen Tonerteilchen abgetrennt ist, ermöglicht) ebenso darauf in einer favorisierbaren Menge vorhanden sind. Es wird angenommen, dass der trageartige Effekt mutmaßlich durch die freigebbaren anorganischen Feinteilchen, die gegen die fixierten anorganischen Feinteilchen gleiten, erzeugt wird, und dass die Aggregationskräfte zwischen den magnetischen Tonern dann substantiell reduziert sind.
Gemäß den Ergebnissen der Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass dieser Trageeffekt und der oben beschriebene Effekt der Anhaftkraftreduzierung maximal erhalten werden, wenn sowohl die fixierten anorganischen Feinteilchen als auch die leicht freigebbaren anorganischen Feinteilchen relativ kleine anorganische Feinteilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von etwa nicht mehr als 50 nm sind. Demgemäß wurden die Bedeckungsverhältnisse A und B mit Fokus auf die anorganischen Feinteilchen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 50 nm berechnet.
Durch Einstellen der vorgeschriebenen Bereiche für das Bedeckungsverhältnis A und B/A für den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung kann die Anhaftkraft zwischen dem magnetischen Toner und verschiedenen Elementen reduziert werden, und die Aggregationskräfte zwischen den magnetischen Tonern können substantiell vermindert werden. Im Ergebnis kann, da die magnetische Tonerschicht durch eine dichteste Packung des magnetischen Toners gleichförmig ausgestaltet ist, die Kontaktfläche zwischen dem Toner und dem Fixierfilm während des Durchgangs durch die Fixiereinheit erhöht werden. Zusätzlich kann durch die Kombination mit der Exsudationsleistungsfähigkeit des Trennmittels, das durch eine Optimierung der Strukturen des Bindemittelharzes und des Trennmittels beigebracht wird, zum ersten Mal ein sehr effizienter Ankereffekt an die Medien erhalten werden, und die gewünschte Fixierleistungsfähigkeit kann aufgezeigt werden. Aufgrund dessen kann die Produktion von Toner, für welchen die thermische Leitfähigkeit inadäquat ist, substantiell verringert werden, selbst in einem Fall von Strukturen, wo eine Reduktion der thermischen Transfereffizienz leicht auftreten kann, so wie insbesondere in der Kombination von rauem Papier mit Fixieren bei leichten Drücken unter Verwendung eines Fixierfilms.
Es ist wichtig, dass der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A in der vorliegenden Erfindung nicht mehr als 10,0% ist. Der Variationskoeffizient ist bevorzugter nicht mehr als 8,0%. Der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A von nicht mehr als 10,0% bedeutet, dass das Bedeckungsverhältnis A sehr einheitlich zwischen den magnetischen Tonerteilchen und innerhalb des magnetischen Tonerteilchens ist. Wenn der Variationskoeffizient 10,0% übersteigt, ist der Zustand der Bedeckung der Oberfläche des magnetischen Toners nicht gleichförmig, was die Fähigkeit des Verringerns der Aggregationskräfte zwischen den magnetischen Tonern beeinträchtigt.
Es gibt keine insbesondere Limitierung bezüglich einer Technik, um den Variationskoeffizienten auf 10,0% oder darunter zu bringen, es ist aber bevorzugt, dass die Einstellung bei der Verwendung des externen Zugabeapparats und der nachfolgenden Technik implementiert wird, welche in der Lage sind, einen hohen Grad des Verteilens der Metalloxidfeinteilchen, z. B. Siliziumoxidfeinteilchen, über die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen beizubringen.
Bezüglich des Bedeckungsverhältnisses durch die anorganischen Feinteilchen, die als ein externes Additiv verwendet werden, kann dies – unter der Annahme, dass die anorganischen Feinteilchen und der magnetische Toner einer sphärische Form aufweisen – unter Verwendung der beispielsweise in Patentliteratur 5 beschriebenen Gleichung abgeleitet werden. Allerdings bestehen ebenso viele Gelegenheiten, bei welchen die anorganischen Feinteilchen und/oder der magnetische Toner keine sphärische Form aufweisen, und die Zugabe (bzw. der Zusatz) der anorganischen Feinteilchen kann ebenso in einem aggregierten Zustand auf der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens vorhanden sein. Im Ergebnis trifft das unter Verwendung der genannten Technik abgeleitete Bedeckungsverhältnis nicht auf die vorliegende Erfindung zu.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben daher eine Beobachtung der Oberfläche des magnetischen Toners mit dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) ausgeführt und das Bedeckungsverhältnis für die tatsächliche Bedeckung der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens durch die anorganischen Feinteilchen bestimmt.
Als ein Beispiel wurden das theoretische Bedeckungsverhältnis und das tatsächliche Bedeckungsverhältnis für Mischungen bestimmt, die durch Zugeben verschiedener Mengen von Siliziumoxidfeinteilchen (Masseteile der Zugabe von Siliziumoxid pro 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen) zu magnetischen Feinteilchen (Gehalt des magnetischen Körpers = 43,5 Masse-%), bereitgestellt durch ein Pulverisationsverfahren und einen volumengemittelten Teilchendurchmesser (Dv) von 8,0 μm aufweisend, bestimmt (siehe 4 und 5). Siliziumoxidfeinteilchen mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser (Dv) von 15 nm wurden als die Siliziumoxidfeinteilchen verwendet. Für die Berechnung des theoretischen Bedeckungsverhältnisses wurden 2,2 g/cm³ für das tatsächliche spezifische Gewicht der Siliziumoxidfeinteilchen verwendet; 1,65 g/cm³ wurde für das tatsächliche spezifische Gewicht des magnetischen Toners verwendet; und monodisperse Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 15 nm bzw. 8,0 μm wurden für die Siliziumoxidfeinteilchen bzw. die magnetischen Tonerteilchen angenommen.
Wie aus dem Graph in 5 klar ist, übersteigt das theoretische Bedeckungsverhältnis 100%, wenn die Anzahl der Teile von Siliziumoxidzugabe erhöht wird. Demgegenüber variiert das Bedeckungsverhältnis, das durch die tatsächliche Beobachtung erhalten ist, mit der Anzahl an Teilen von Siliziumoxidzugabe, übersteig aber nicht 100%. Dies liegt an Siliziumoxidfeinteilchen, die in gewissem Grad als Aggregate auf der Oberfläche des magnetischen Toners vorhanden sind, oder an einem großen Effekt von Siliziumoxidfeinteilchen, die nicht sphärisch sind.
Überdies wurde gemäß der Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, selbst bei derselben Zugabemenge der Siliziumoxidfeinteilchen, das Bedeckungsverhältnis mit der externen Zugabetechnik variierte. Das heißt, es ist nicht möglich, das Bedeckungsverhältnis einzig aus der Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen zu bestimmen (siehe 5). Hier bezieht sich die externe Zugabebedingung A auf ein Mischen bei 1,0 W/g für eine Prozessierungszeit von 5 Minuten unter Verwendung des in 2 gezeigten Apparats. Die externe Zugabebedingung B bezieht sich auf ein Mischen bei 4000 U/Min für eine Prozessierungszeit von 2 Minuten unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.).
Aus dem im Vorhergehenden dargestellten Gründen verwendeten die Erfinder der vorliegenden Erfindung das Bedeckungsverhältnis mit anorganischen Feinteilchen, das durch SEM-Beobachtung der magnetischen Toneroberfläche erhalten ist.
Für die vorliegende Erfindung umfasst das Bindemittelharz in dem magnetischen Toner ein Styrolharz. Während der Grund dafür nicht vollständig klar ist, wird die Hypothese aufgestellt, dass, weil keine Esterbindung als ein Hauptbestandteil in dem Hauptskelett des Bindemittelharzes vorhanden ist, die in der vorliegenden Erfindung verwendete zumindest tetrafunktionale bis nicht mehr als hexafunktionale Fettsäureesterverbindung dann in der Lage ist, leicht bei der Domänenbildung einzugreifen, und dadurch den Extrusionseffekt, wenn eine Fixierung ausgeführt wird, fördert. Diese „Domänenbildung”, auf die durch die vorliegende Erfindung Bezug genommen wird, bezieht sich auf die Fettsäureesterverbindung, die in einem phasengetrennten Zustand in dem Bindemittelharz vorhanden ist.
Das Peakmolekulargewicht (Mp) des Hauptpeaks, wenn die Tetrahydrofuran(THF)-lösliche Materie dieses Bindemittelharz einer Messung unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie (GPC) unterzogen wird, ist bevorzugt von zumindest 4000 bis nicht mehr als 8000. Dieses Mp kann in dem angegebenen Bereich durch die wertende Auswahl des Monomertyps, der das obige Styrolharz bildet, und durch geeignete Einstellungen der Menge des Polymerisationsinitiators gesteuert werden.
Das Mp des Bindemittelharzes ist stärker bevorzugt von zumindest 5000 bis nicht mehr als 7000.
Spezielle Beispiele des Styrolharzes beinhalten Polystyrol und Styrolcopolymere, wie etwa Styrol-Propylen-Copolymer, 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 dieser kann verwendet werden oder eine Mehrzahl davon kann in Kombination verwendet werden.
Das zum Bilden des zuvor genannten Styrolharzes verwendete Monomer kann durch die Folgenden beispielhaft genannt werden:
Styrol; Styrolderivative, wie etwa o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorstyrol, 3,4-Dichlorstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-tert-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol, und p-n-Dodecylstyrol; ungesättigte Monoolefine, wie etwa Ethylen, Propylen, Butylen, und Isobutylen; ungesättigte Polyene, wie etwa Butadien und Isopren; Vinylhalogenide, wie etwa Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, und Vinylfluorid; Vinylester, wie etwa Vinylacetat, Vinylpropionat, und Vinylbenzoat; α-Methylen aliphatische Monocarbonsäureester, wie etwa Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylate, wie etwa Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, und Phenylacrylat; Vinylether, wie etwa Vinyl-Methyl-Ether, Vinyl-Ethyl-Ether, und Vinyl-Isobutyl-Ether; Vinylketone, wie etwa Vinyl-Methyl-Keton, Vinyl-Hexyl-Keton, und Methyl-Isopropenyl-Keton; N-Vinylverbindungen, wie etwa N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol, und N-Vinylpyrrolidon; Vinylnaphthalene; und Derivate von Acrylsäure und Methacrylsäure, wie etwa Acrylonitril, Methacrylonitril, und Acrylamid.
Zusätzliche Beispiele sind ungesättigte zweiwertige Säuren, wie etwa Maleinsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Alkenylbernsteinsäure, Fumarsäure, und Mesaconsäure; ungesättigte zweiwertige Säureanhydride, wie etwa Maleinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, und Alkenylbernsteinsäureanhydrid; die Halbester ungesättigter zweiwertiger Säuren, wie etwa der Methylhalbester der Maleinsäure, Ethylhalbester der Maleinsäure, Butylhalbester der Maleinsäure, Methylhalbester der Citraconsäure, Ethylhalbester der Citraconsäure, Butylhalbester der Citraconsäure, Methylhalbester der Itaconsäure, Methylhalbester der Alkenylbernteinsäure, Methylhalbester der Fumarsäure, und Methylhalbester der Mesaconsäure; ungesättigte zweiwertige Säureester wie etwa Dimethylmaleat und Dimethylfumarat; α,β-ungesättigte Säuren wie etwa Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, und Zimtsäure; α,β-ungesättigte Säureanhydride wie etwa Crotonanhydrid und Zimtsäureanhydrid, ebenso wie die Anhydride niederer Fettsäuren mit α,β-ungesättigten Säuren; und Monomere, die eine Carboxylgruppe enthalten, wie etwa Alkenylmalonsäure, Alkenylglutarsäure, und Alkenyladipinsäure und deren Säureanhydride und Monoesters.
Zusätzliche Beispiele sind Acrylatester und Methacrylatester, wie etwa 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, und 2-Hydroxypropylmethacrylat, und Monomere, die die Hydroxygruppe enthalten, wie etwa 4-(1-Hydroxy-1-methylbutyl)styrol und 4-(1-Hydroxy-1-methylhexyl)styrol.
Das in dem Bindemittelharz in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung verwendete Styrolharz kann eine vernetzte Struktur aufweisen, wie durch Vernetzen mit einem Vernetzungsmittel, das zwei oder mehr Vinylgruppen enthält, bereitgestellt. Das Vernetzungsmittel, das hier verwendet wird, kann beispielhaft durch die Folgenden genannt werden: aromatische Divinylverbindungen, wie etwa Divinylbenzol und Divinylnaphthalen;
Diacrylatverbindungen, bei welchen eine Verbindung (Linker) durch eine Alkylkette bewerkstelligt ist, wie etwa Ethylenglycoldiacrylat, 1,3-Butylenglycoldiacrylat, 1,4-Butanedioldiacrylat, 1,5-Pentanedioldiacrylate, 1,6-Hexanedioldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, und Verbindungen, die durch Ersetzen des Acrylats in den vorhergehenden Verbindungen durch Methacrylat bereitgestellt werden; Diacrylateverbindungen, bei welchen eine Verbindung durch einen Etherlinker enthaltende Alkylkette bewerkstelligt ist, wie etwa Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, Polyethylenglycol #400 Diacrylat, Polyethylenglycol #600 Diacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat, und Verbindungen, die durch Ersetzen des Acrylats in den vorhergehenden Verbindungen durch Methacrylat bereitgestellt sind;
Diacrylatverbindungen, bei welchen eine Verbindung durch eine Kette, die eine aromatische Gruppe und einen Etherlinker enthält, bewerkstelligt ist, wie etwa Polyoxyethylen(2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan-Diacrylat, Polyoxyethylen(4)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan-Diacrylat, und Verbindungen, die durch Ersetzen des Acrylats in den vorhergehenden Verbindungen durch Methacrylat bereitgestellt sind;
Polyesterartige Diacrylatverbindungen, z. B. MANDA (Produktname, Nippon Kayaku Co., Ltd.);
multifunktionale Vernetzungsmittel, wie etwa Pentaerythritoltriacrylat, Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetraacrylat, Oligoesteracrylat, und Verbindungen, die durch Ersetzen des Acrylats in den vorhergehenden Verbindungen durch Methacrylat bereitgestellt sind, ebenso wie Triallylcyanurat und Triallyltrimellitat.
Das Vernetzungsmittel wird, ausgedrückt pro 100 Masseteile der anderen Monomerbestandteile, bevorzugt bei von 0,01 bis 10 Masseteile und stärker bevorzugt bei von 0,03 bis 5 Masseteile verwendet.
Unter diesen Vernetzungsmonomeren sind aromatische Divinylverbindungen (insbesondere Divinylbenzol) und Diacrylatverbindungen, bei welchen eine Verbindung durch eine Kette, die eine aromatische Gruppe und einen Etherlinker enthält, bewerkstelligt ist, Vernetzungsmonomere, die zur Verwendung in dem Bindemittelharz vom Gesichtspunkt der Fixierleistungsfähigkeit und der Offset-Beständigkeit bevorzugt sind.
Der bei der Produktion des Styrolharzes verwendete Polymerisationsinitiator kann durch 2,2'-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril), Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat, 1,1'-Azobis(1-cyclohexancarbonitril), 2-(Carbamoylazo)isobutyronitril, 2,2'-Azobis(2,4,4-trimethylpentan), 2-Phenylazo-2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitril, 2,2-Azobis(2-methylpropan), Ketonperoxide (z. B., Methyl-Ethyl-Ketonperoxid, Acetylacetonperoxid, und Cyclohexanonperoxid), 2,2-bis(t-Butylperoxy)butan, t-Butylhydroperoxid, Cumenhydroperoxid, 1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid, di-t-Butylperoxid, t-Butylcumylperoxid, Dicumylperoxid, α,α'-bis(t-Butylperoxyisopropyl)benzol, Isobutylperoxid, Octanoylperoxid, Decanoylperoxid, Lauroylperoxid, 3,5,5-Trimethylhexanoylperoxid, Benzoylperoxid, m-Toluoylperoxid, Diisopropylperoxydicarbonat, di-2-Ethylhexylperoxydicarbonat, di-n-Propylperoxydicarbonat, di-2-Ethoxyethylperoxycarbonat, Dimethoxyisopropylperoxydicarbonat, di(3-Methyl-3-methoxybutyl)peroxycarbonat, Acetylcyclohexylsulfonylperoxid, t-Butylperoxyacetat, t-Butylperoxyisobutyrat, t-Butylperoxyneodecanoat, t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylperoxylaurat, t-Butylperoxybenzoat, t-Butylperoxyisopropylcarbonat, di-t-Butylperoxyisophthalat, t-Butylperoxyallylcarbonat, t-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, di-t-Butylperoxyhexahydroterephthalat, und di-t-Butylperoxyazelat beispielhaft genannt werden.
Der in dem magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung vorhandene magnetische Körper kann durch Eisenoxide, wie etwa Magnetit, Maghemit, Ferrit usw.; Metalle, wie etwa Eisen, Cobalt und Nickel; und Legierungen und Mischungen dieser Metalle mit Metallen, wie etwa Aluminium, Kupfer, Magnesium, Zinn, Zink, Beryllium, Calcium, Magnesium, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium beispielhaft genannt werden.
Der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen dieses magnetischen Körpers ist bevorzugt nicht mehr als 0,50 μm und ist stärker bevorzugt von 0,05 μm bis 0,30 μm.
Der magnetische Körper weist bevorzugt die folgenden magnetischen Eigenschaften für die Anwendung eines magnetischen Feldes von 795,8 kA/m auf: eine Coersivkraft (H_c) von bevorzugt 1,6 bis 12,0 kA/m; eine Intensität der Magnetisierung (σ_s) von bevorzugt 50 bis 200 Am²/kg und stärker bevorzugt von 50 bis 100 Am²/kg; und eine Restmagnetisierung (σ_r) von bevorzugt 2 bis 20 Am²/kg.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt von zumindest 35 Masse-% bis nicht mehr als 50 Masse-% des magnetischen Körpers und stärker bevorzugt enthält er von zumindest 40 Masse-% bis nicht mehr als 50 Masse-%. Wenn der magnetische Toner den magnetischen Körper gemäß dem oben genannten Bereich enthält, kann eine angemessene magnetische Anziehung, die mit der magnetischen Walze in dem Entwicklungsblatt ausgeübt wird, erhalten werden.
Der Gehalt des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner kann unter Verwendung eines Q5000IR TGA Thermoanalysators von PerkinElmer Inc. gemessen werden. Bezüglich des Messverfahrens wird der magnetische Toner von Normaltemperatur auf 900°C unter einer Stickstoffatmosphäre bei einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 25°C/Minute erwärmt: der Masseverlust von 100 bis 750°C wird als der Bestandteil, der durch Substrahieren des magnetischen Körpers von dem magnetischen Toner bereitgestellt wird, angenommen, und die verbleibende Masse wird als die Menge des magnetischen Körpers angenommen.
Ein Ladungssteuerungsmittel wird dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung bevorzugt zugegeben. Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt ein negativ ladender Toner.
Organometallkomplexverbindungen und Chelatverbindungen sind effektiv als Ladungsmittel für negatives Laden und können durch Monoazo-Metallkomplexverbindungen; Acetylaceton-Metallkomplexverbindungen; und Metallkomplexverbindungen von aromatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Dicarbonsäuren beispielhaft genannt werden.
Spezifische Beispiele kommerziell erhältlicher Produkte sind Spilon Black TRH, T-77 und T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und BONTRON (eingetragene Marke) 5-34, 5-44, 5-54, E-84, E-88 und E-89 (Orient Chemical Industries Co., Ltd.).
Ein einzelnes dieser Ladungssteuerungsmittel kann verwendet werden oder zwei oder mehrere können in Kombination verwendet werden. Vom Gesichtspunkt der Menge des Ladens des magnetischen Toners betrachtet werden diese Ladungssteuerungsmittel, ausgedrückt pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes, bevorzugt bei von 0,1 bis 10,0 Masseteile und stärker bevorzugt bei von 0,1 bis 5,0 Masseteile verwendet.
Bezüglich der Leichtigkeit der Domänenbildung in dem Toner und des Ausmaßes der Freigabefähigkeit (Ablösbarkeit) betrachtet, ist es entscheidend, dass das Trennmittel, das in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung vorhanden ist, die zumindest tetrafunktionale bis nicht mehr als hexafunktionale Fettsäureesterverbindung (d. h. tetrafunktionale Fetts äureesterverbindung, pentafunktionale Fettsäureesterverbindung und hexafunktionale Fettsäureesterverbindung) enthält. Die Anwesenheit einer tetrafunktionalen Fettsäureesterverbindung ist stärker bevorzugt. Der Grund dafür ist, dass das Trennmittel dann nicht zu sperrig ist und ein signifikanter Effekt bezüglich der Exsudation der Toneroberfläche erhalten wird. Wie oben angemerkt, wird angenommen, dass die Exsudation zu der Toneroberfläche durch das Erhöhen der Sperrigkeit des Trennmittels selbst und durch Inhibieren dessen Kompatibilität mit dem Bindemittelharz gefördert wird.
Es ist ebenso entscheidend, dass der Schmelzpunkt des Trennmittels gleichzeitig von zumindest 60°C bis nicht mehr als 90°C sei.
Es wird hier angenommen, dass das Trennmittel selbst dann das Schmelzen durchläuft, wenn Wärme während des Fixierens angewandt wird, was einen Übergang zu einem Zustand verursacht, bei welchem eine Extrusion an die Toneroberfläche leicht auftritt und was eine effektivere Förderung dessen Exsudation verursacht.
Der Schmelzpunkt des Trennmittels kann in der vorliegenden Erfindung beispielsweise durch eine gezielte Auswahl der Fettsäure und des Alkohols, die den inkorporierten Fettsäureester aufbauen, eingestellt werden.
Die zuvor genannte Fettsäureesterverbindung umfasst bevorzugt eine Fettsäureesterverbindung einer Fettsäure mit zumindest 18 bis nicht mehr als 22 Kohlenstoffatomen und einen Alkohol mit zumindest 4 bis nicht mehr als 6 Hydroxylgruppen.
Davon wird angenommen, dass es für die Bildung von Domänen des Trennmittels in dem Toner effektiv ist, wenn die oben beschriebene Exsudation zu der Toneroberfläche in Betracht gezogen wird.
Die Sperrigkeit des Trennmittels selbst muss eingestellt werden, damit die Domänenbildung auftritt, und die Anzahl von Kohlenstoffatomen in der Fettsäure, die die zumindest tetrafunktionale bis nicht mehr als hexafunktionale Fettsäureesterverbindung aufbaut, ist daher bevorzugt in dem Bereich von zumindest 18 bis nicht mehr als 22. Steuern in diesem Bereich ist bevorzugt, um ferner eine Kompatibilität mit dem Toner während der Tonerfixierung zu verhindern, und um eine große Exsudation zu der Toneroberfläche bereitzustellen.
Pentaerythritol und Dipentaerythritol sind bevorzugt für den Alkoholbestandteil der zumindest tetrafunktionalen bis nicht mehr als hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung, während die Anzahl an Kohlenstoffatomen für die Fettsäure bevorzugt von zumindest 18 bis nicht mehr als 22 ist.
Die C_18-22-Fettsäure kann speziell durch Stearinsäure, Oleinsäure, Vaccensäure, Linolensäure, Linolinsäure, Eleostearinsäure, Tuberculostearinsäure, Arachidinsäure, Arachidonsäure, und Beheninsäure beispielhaft genannt werden. Gesättigte Fettsäuren sind unter den Vorhergehenden bevorzugt.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Trennmittel kann ebenso ein Wachs zusätzlich zu der zumindest tetrafunktionalen bis nicht mehr als hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung, die einen Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis nicht mehr als 90°C aufweist, enthalten.
Dies kann eine zusätzliche Förderung der oben beschriebenen Deformierbarkeit des magnetischen Toners während des Fixierens und stärker ausgeprägtes Exsudationsverhalten durch die Fettsäureesterverbindung bereitstellen.
Dieses Wachs kann beispielhaft genannt werden durch die Oxide von aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen, wie etwa oxidiertes Polyethylenwachs und dessen Blockcopolymere; Wachse, bei welchen der Hauptbestandteil ein Fettsäureester ist, wie etwa Carnaubawachs, Sasolwachs und Montaninsäureesterwachse; und Wachse, die durch teilweises oder vollständiges Säureentfernen von Fettsäureestern bereitgestellt sind, wie etwa entsäuertes Carnaubawachs. Zusätzliche Beispiele sind wie folgt: gesättigte geradkettige Fettsäuren, wie etwa Palmitinsäure, Stearinsäure und Montaninsäure; ungesättigte Fettsäuren, wie etwa Brassidinsäure, Eleostearinsäure und Parinarinsäure; gesättigte Alkohole, wie etwa Stearylalkohol, Aralkylalkohole, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Cerylalkohol und Melissylalkohol; langkettige Alkylalkohole; mehrwertige Alkohole, wie etwa Sorbitol; Fettsäureamide, wie etwa Linoleamid, Oleamid und Lauramid; gesättigte Fettsäurebisamide, wie etwa Methylenbisstearamid, Ethylenbiscapramid, Ethylenbislauramid, und Hexamethylenbisstearamid; ungesättigte Fettsäureamide, wie etwa Ethylenbisoleamid, Hexamethylenbisoleamid, N,N'-Dioleyladipinamid, und N,N-Dioleylsebacinamid; aromatische Bisamide, wie etwa m-Xylolbisstearamid und N,N-Distearylisophthalamid; Fettsäuremetallsalze (im Allgemeinen als Metallseifen bekannt), wie etwa Calciumstearat, Calciumlaurat, Zinkstearat, und Magnesiumstearat; Wachse, die durch Pfropfen eines aliphatischen Kohlenwasserstoffwachses unter Verwendung eines Vinylmonomers, wie etwa Styrol oder Acrylsäure, bereitgestellt sind; partielle Ester zwischen einem mehrwertigen Alkohol und einer Fettsäure, wie etwa Beheninmonoglycerid; und Hydroxyl enthaltende Methylesterverbindungen, die durch die Hydrierung von Pflanzenölen erhalten sind.
Der „Schmelzpunkt” der Fettsäureesterverbindung und des Wachses wird basierend auf ASTM D 3418-82 unter Verwendung eines „DSC-7” (PerkinElmer Inc.) Differential-Rasterkalorimeters (DSC-Messinstrument) gemessen. Die Schmelzpunkte von Indium und Zink werden zur Temperaturkorrektur in der Detektionseinheit des Instruments verwendet, und die Rekombinationswärme von Indium wird zum Korrigieren der Wärmemenge verwendet.
Speziell werden 10 mg der Probe genau gewogen und in eine Aluminiumpfanne verbracht und die Messung wird bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 10°C/Min in dem Messtemperaturbereich von 30 bis 200°C unter Verwendung einer leeren Aluminiumpfanne als Referenz ausgeführt. Die Messung wird durch Steigern der Temperatur auf 200°C bei 10°C/Min und dann Verringern der Temperatur auf 30°C bei 10°C/Min und danach Steigern der Temperatur nochmals bei 10°C/Min durchgeführt. Die Peaktemperatur des maximalen endothermen Peaks, der in der DSC-Kurve in dem 30 bis 200°C Temperaturbereich in diesem zweiten Temperaturanstiegsschritt auftritt, wird bestimmt. Diese Peaktemperatur des maximalen endothermen Peaks wird als der Schmelzpunkt der Fettsäureesterverbindung oder des Wachses genommen.
Der Gehalt des Trennmittels in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung, ausgedrückt pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes, ist bevorzugt von 0,1 bis 20 Masseteile und stärker bevorzugt von 0,5 bis 10 Masseteile.
Zusätzlich ist, wenn das Wachs in der vorliegenden Erfindung gemeinsam mit der zumindest einen tetrafunktionalen bis nicht mehr als hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung mit einem Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis 90°C verwendet wird, der Anteil der zumindest tetrafunktionalen bis nicht mehr als hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung mit einem Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis 90°C bezüglich des gesamten Trennmittelgehalts bevorzugt von zumindest 20 Masse-% bis nicht mehr als 80 Masse-% von dem Gesichtspunkt, in der Lage zu sein, eine noch bessere Coexistenz zwischen der Fixierleistungsfähigkeit und der Entwicklungsleistungsfähigkeit zu errichten.
Diese Trennmittel können in das Bindemittelharz beispielsweise durch ein Verfahren inkorporiert werden, bei welchem, während der Bindemittelharzproduktion, das Bindemittelharz in einem Lösungsmittel gelöst wird, die Temperatur der Bindemittelharzlösung erhöht wird, und eine Zugabe und ein Mischen unter Rühren ausgeführt werden, oder ein Verfahren, bei welchem die Zugabe während des Schmelzknetens während der Tonerproduktion durchgeführt wird.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung enthält anorganische Feinteilchen an der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen.
Die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, können durch Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen beispielhaft genannt werden, und diese anorganischen Feinteilchen können ebenso vorteilhaft für die Ausführung der hydrophoben Behandlung auf der Oberfläche davon verwendet werden.
Es ist kritisch, dass die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen in der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, zumindest eines aus Metalloxidfeinteilchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und dass zumindest 85 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen sind. Bevorzugt sind zumindest 90 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen. Die Gründe dafür sind, dass Siliziumoxidfeinteilchen nicht nur die beste Balance bezüglich des Verleihens einer Aufladeleistungsfähigkeit und Fließfähigkeit bereitstellen, sondern ebenso exzellent vom Gesichtspunkt des Erniedrigens der Aggregationskräfte innerhalb des Toners sind.
Der Grund, warum Siliziumoxidfeinteilchen exzellent vom Gesichtspunkt des Verringerns der Aggregationskräfte zwischen den Tonern sind, ist nicht vollständig klar, es wird aber die Hypothese aufgestellt, dass dies wahrscheinlich aufgrund des substantiellen Betreibens des vorher beschriebenen Trageeffekts bezüglich des Gleitverhaltens zwischen den Siliziumoxidfeinteilchen ist.
Zusätzlich sind Siliziumoxidfeinteilchen bevorzugter Hauptbestandteil der anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind. Speziell enthalten die anorganischen Feinteilchen, die an der magnetischen Toneroberfläche fixiert sind, bevorzugt zumindest ein Metalloxidfeinteilchen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen, und wobei Siliziumoxidfeinteilchen bei zumindest 80 Masse-% dieser Metalloxidfeinteilchen liegen. Die Siliziumoxidfeinteilchen sind stärker bevorzugt zumindest 90 Masse-%. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass dies aus demselben Grund wie oben beschrieben ist: Siliziumoxidfeinteilchen sind die besten vom Gesichtspunkt des Verleihens einer Ladungsleistungsfähigkeit und einer Fließfähigkeit, und folglich tritt eine schnelle initiale Erhöhung der magnetischen Tonerladung auf. Das Ergebnis ist, dass eine hohe Bilddichte erhalten werden kann, was stark bevorzugt ist.
Hier wird die Einstellung auf der Grundlage des Zeitpunkts und der Zeitdauer und der Menge der Zugabe der anorganischen Feinteilchen implementiert, um die Siliziumoxidfeinteilchen auf zumindest 85 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche vorhanden sind und um ebenso die Siliziumoxidfeinteilchen auf zumindest 80 Masse-% mit Bezug auf die Metalloxidfeinteilchen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, zu bringen.
Die Menge der anorganischen Feinteilchen kann unter Verwendung der nachfolgend beschriebenen Verfahren zum Quantifizieren der anorganischen Feinteilchen überprüft werden.
< Quantifizierungsverfahren für die anorganischen Feinteilchen >
(1) Bestimmen des Gehalts von Siliziumoxidfeinteilchen in dem magnetischen Toner (Standardzugabeverfahren)
3 g des magnetischen Toners werden in einen Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm eingeführt und ein Pellet wird unter Verwendung eines Drucks von 10 Tonnen angefertigt. Die Silizium(Si)-Intensität wird bestimmt (Si Intensität-1) durch wellenlängedispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF; Englisch: wavelength-dispersive x-ray fluorescence analysis). Die Messbedingungen sind bevorzugt für das verwendete XRF-Instrument optimiert und alle Intensitätsmessungen in einer Reihe werden unter Verwendung derselben Bedingungen durchgeführt.
Getrennt werden Siliziumoxidfeinteilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen von 12 nm zu dem magnetischen Toner bei 1,0 Masse-% bezogen auf den magnetischen Toner zugegeben und Mischen wird mit einer Kaffeemühle ausgeführt. Für die Siliziumoxidfeinteilchen, die zu diesem Zeitpunkt zugemischt werden, können Siliziumoxidfeinteilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm verwendet werden, ohne diese Bestimmung negativ zu beeinflussen.
Nach dem Mischen wird eine Pelletfabrikation wie oben beschrieben ausgeführt und die Si-Intensität (Si Intensität-2) wird ebenso wie oben beschrieben bestimmt. Unter Verwendung derselben Prozedur wird die Si-Intensität (Si Intensität-3, Si Intensität-4) ebenso für Proben bestimmt, die durch Zugeben und Mischen der Siliziumoxidfeinteilchen bei 2,0 Masse-% und 3,0 Masse-% der Siliziumoxidfeinteilchen mit Bezug auf den magnetischen Toner angefertigt sind. Der Siliziumoxidgehalt (Masse-%) des magnetischen Toners basierend auf der Standardzugabemethode 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 derselben Prozedur wie oben für die Bestimmung des Siliziumoxidgehalts bestimmt. Das heißt für den Titanoxidgehalt (Masse-%) werden Titanoxidfeinteilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt und die Bestimmung kann durch die Bestimmung der Titan(Ti)-Intensität durchgeführt werden. Für den Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) werden Aluminiumoxidfeinteilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt und die Bestimmung kann durch die Bestimmung der Aluminium(Al)-Intensität durchgeführt werden.
(2) Trennen der anorganischen Feinteilchen von den magnetischen Tonerteilchen
5 g des magnetischen Toners werden unter Verwendung einer Präzisionswaage in einen 200-mL Plastikbecher mit Deckel eingewogen; 100 mL Methanol werden zugegeben; und Dispergieren wird für 5 Minuten unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers ausgeführt. Der magnetische Toner wird unter Verwendung eines Neodymmagneten festgehalten und der Überstand wird verworfen. Der Prozess des Dispergierens mit Methanol und des Verwerfens des Überstands wird drei Mal ausgeführt, gefolgt von der Zugabe von 100 mL 10% NaOH und einigen Tropfen „Contaminon N” (eine 10 Masse-% wässrige Lösung eines neutralen pH 7 Detergenz zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten und das einen nicht ionischen grenzflächenaktiven Stoff, einen anionischen grenzflächenaktiven Stoff und einen organischen Aufbaustoff umfasst, von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), leichtes Mischen, und dann ruhig Stehenlassen für 24 Stunden. Dies wird von erneuter Separierung unter Verwendung eines Neodymmagneten gefolgt. Wiederholtes Waschen mit destilliertem Wasser wird zu diesem Zeitpunkt ausgeführt, bis kein NaOH mehr verbleibt. Die rückgewonnenen Teilchen werden ausgiebig unter Verwendung eines Vakuumtrockenapparats getrocknet, um Teilchen A zu erhalten. Die extern zugegebenen Siliziumoxidfeinteilchen werden durch diesen Prozess aufgelöst und entfernt. Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen können in dem Teilchen A verbleiben, da sie in 10% NaOH kaum 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 Pellet wird unter Verwendung eines Drucks von 10 Tonnen fabriziert; und die Si-Intensität (Si Intensität-5) wird durch wellenlängedispersives XRF bestimmt. Der Siliziumoxidgehalt (Masse-%) in den Teilchen A wird unter Verwendung der Si Intensität-5 und der Si Intensitäten-1 bis -4, die bei der Bestimmung des Siliziumgehalts in dem magnetischen Toner verwendet wurden, berechnet.
(4) Trennen des magnetischen Körpers von dem magnetischen Toner
100 mL Tetrahydrofuran werden zu 5 g der Teilchen A bei eingehendem Mischen zugegeben, gefolgt von Ultraschalldispergieren für 10 Minuten. Der magnetische Körper wird mit einem Magneten gehalten und der Überstand wird verworfen. Dieser Prozess wird 5 Mal durchgeführt, um Teilchen B zu erhalten. Dieser Prozess kann nahezu vollständig den organischen Bestandteil, z. B. Harze, außerhalb des magnetischen Körpers entfernen. Da allerdings Tetrahydrofuran unlösliche Materie in dem Harz verbleiben kann, werden die Teilchen B, die durch diesen Prozess bereitgestellt sind, bevorzugt auf 800°C erwärmt, um den restlichen organischen Bestandteil auszubrennen, und die Teilchen C, die nach dem Erwärmen erhalten sind, sind in etwa der magnetische Körper, der in dem magnetischen Toner vorhanden war.
Messen der Masse der Teilchen C ergibt den Gehalt des magnetischen Körpers W (Masse-%) in dem magnetischen Toner. Um die Erhöhung aufgrund von Oxidation des magnetischen Körpers zu korrigieren, wird die Masse der Teilchen C mit 0,9666 multipliziert (Fe₂O₃ → Fe₃O₄).
(5) Messen der Ti-Intensität und der Al-Intensität in dem getrennten magnetischen Körper.
Ti und Al können als Verunreinigungen oder Additive in dem magnetischen Körper vorhanden sein. Die Menge an Ti und Al, die dem magnetischen Körper zugeschrieben werden kann, kann durch FP-Quantifizierung in der wellenlängedispersiven XRF detektiert werden. Die detektierten Mengen an Ti und Al werden zu Titanoxid- und Aluminiumoxid konvertiert und der Titanoxidgehalt und der Aluminiumoxidgehalt in dem magnetischen Körper werden dann berechnet.
Die Menge der extern zugegebenen Siliziumoxidfeinteilchen, die Menge der extern zugegebenen Titanoxidfeinteilchen und die Menge der extern zugegebenen Aluminiumoxidfeinteilchen werden durch Substituieren der quantitativen Werte, die durch die vorhergehenden Prozeduren erhalten wurden, in den folgenden Formeln berechnet. Menge an extern zugegebenen Siliziumoxidfeinteilchen (Masse-%) = Siliziumoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner – Siliziumoxidgehalt (Masse-%) in den Teilchen A Menge an extern zugegebenen Titanoxidfeinteilchen (Masse-%) Titanoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner – {Titanoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Körper × Gehalt des magnetischen Körpers W/100} Menge an extern zugegebenen Aluminiumoxidfeinteilchen (Masse-%) Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner – {Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Körper × Gehalt des magnetischen Körpers W/100}
(6) Berechnung des Anteils von Siliziumoxidfeinteilchen in den Metalloxidfeinteilchen, die von der Gruppe bestehend aus Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen ausgewählt sind, für die anorganischen Feinteilchen, die an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert sind.
Nach dem Ausführen der Prozedur „Entfernen der nicht fixierten anorganischen Feinteilchen” bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren zum Berechnen des Bedeckungsverhältnisses B und danach Trocknen des Toners kann der Anteil der Siliziumoxidfeinteilchen in den Metalloxidfeinteilchen durch Ausführen derselben Prozeduren wie in den Verfahren (1) bis (5), die oben beschrieben sind, berechnet werden.
Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen in den anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung beträgt bevorzugt von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm und stärker bevorzugt beträgt er zumindest 10 nm bis nicht mehr als 35 nm. Durch Bringen des zahlengemittelten Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen in den angegebenen Bereich wird ein favorisierbares Steuern des Bedeckungsverhältnisses A und des B/A-Wertes vereinfacht und die Erzeugung des oben beschriebenen Trageeffektes und des Anhaftkraftreduzierungseffekts wird vereinfacht. Wenn der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) weniger als 5 nm beträgt laufen die anorganischen Feinteilchen Gefahr, miteinander zu aggregieren und es ist nicht nur schwierig, dann große Werte für B/A zu erhalten, sondern der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A nimmt ebenso leicht große Werte an. Wenn demgegenüber der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) größer als 50 nm ist, läuft das Bedeckungsverhältnis A Gefahr, gering zu sein, selbst für große Zugabemengen der anorganischen Feinteilchen, während der Wert B/A ebenso dazu neigt, gering zu sein, weil die anorganischen Feinteilchen schwer an die magnetischen Tonerteilchen zu fixieren sind. Spezieller kann, wenn der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) größer als 50 nm ist, die oben genannte Reduktion der Anhaftung und der Trageeffekt nicht leicht erhalten werden.
Eine hydrophobe Behandlung wird bevorzugt auf die anorganischen Feinteilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ausgeführt, und insbesondere bevorzugt werden anorganische Feinteilchen auf eine Hydrophobizität von zumindest 40% oder mehr bevorzugt zumindest 50% hydrophob behandelt worden sein, wie durch Methanoltitrationsprüfung gemessen.
Das Verfahren zum Ausführen des hydrophoben Behandlung kann durch Verfahren beispielhaft genannt werden, bei welchen eine Behandlung mit z. B. einer Organosiliziumverbindung, einem Silikonöl, einer langkettigen Fettsäure usw. ausgeführt wird.
Die Organosiliziumverbindung kann beispielhaft genannt durch Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan und Hexamethyldisiloxan. Ein einzelnes dieser kann verwendet werden oder eine Mischung zweier oder mehrerer kann verwendet werden.
Das Silikonöl kann beispielhaft genannt 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 können verwendet werden.
Unter den Vorhergehenden sind C_10-22 geradkettige gesättigte Fettsäuren überaus bevorzugt, weil diese leicht eine gleichförmige Behandlung der Oberfläche der anorganischen Feinteilchen bereitstellen.
Diese geradkettigen gesättigten Fettsäuren können beispielhaft genannt durch Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure und Beheninsäure.
Anorganische Feinteilchen, die mit Silikonöl behandelt worden sind, sind für die anorganischen Feinteilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bevorzugt, und mit einer Organosiliziumverbindung und einem Silikonöl behandelte anorganische Feinteilchen sind stärker bevorzugt. Dies ermöglicht es, die Hydrophobizität favorisierbar zu steuern.
Das Verfahren des Behandelns der anorganischen Feinteilchen mit einem Silikonöl kann beispielhaft genannt durch ein Verfahren, bei welchem das Silikonöl direkt unter Verwendung eines Mischgeräts, wie etwa eines Henschel-Mischers, mit anorganischen Feinteilchen, die mit einer Organosiliziumverbindung behandelt worden sind, gemischt wird, und durch ein Verfahren, bei welchem das Silikonöl auf die anorganischen Feinteilchen gesprüht wird. Ein weiteres Beispiel ist ein Verfahren, bei welchem das Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird; die anorganischen Feinteilchen dann zugegeben und vermischt werden; und das Lösungsmittel entfernt wird.
Um eine gute Hydrophobizität zu erhalten beträgt die Menge an Silikonöl, die für die Behandlung verwendet wird, ausgedrückt pro 100 Masseteile der anorganischen Feinteilchen, bevorzugt von zumindest 1 Masseteil bis nicht mehr als 40 Masseteile und beträgt stärker bevorzugt von zumindest 3 Masseteile bis nicht mehr als 35 Masseteile.
Um dem magnetischen Toner eine exzellente Fließfähigkeit zu verleihen, weisen die durch die vorliegende Erfindung verwendeten Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen eine spezifische Oberfläche, wie durch das BET-Verfahren basierend auf Stickstoffadsorption (BET-spezifische Oberfläche) gemessen, von bevorzugt zumindest 20 m²/g bis nicht mehr als 350 m²/g und stärker bevorzugt von zumindest 25 m²/g bis nicht mehr als 300 m²/g auf.
Die Messung der spezifischen Oberfläche (BET-spezifische Oberfläche) durch das BET-Verfahren basierend auf Stickstoffadsorption wird basierend auf JIS Z8830 (2001) durchgeführt. Ein „TriStar300 (Shimadzu Corporation) automatisch spezifische Oberflächen · Porenverteilungsanalysator”, welcher Gasadsorption durch eine Konstantvolumentechnik als dessen Messprozedur verwendet, wird als das Messinstrument verwendet.
Die Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen, ausgedrückt pro 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen, beträgt bevorzugt von zumindest 1,5 Masseteile bis nicht mehr als 3,0 Masseteile der anorganischen Feinteilchen, stärker bevorzugt von zumindest 1,5 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Masseteile und noch stärker bevorzugt von zumindest 1,8 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Masseteile.
Das Einstellen der Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen in dem angezeigten Bereich ist ebenso vom Gesichtspunkt des Vereinfachens einer angemessenen Steuerung des Bedeckungsverhältnisses A und des B/A-Wertes bevorzugt, und ebenso vom Gesichtspunkt der Bilddichte und der Schleierbildung.
Ein Übersteigen von 3,0 Masseteile für die Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen führt, selbst wenn ein Externzugabeapparat und Externzugabeverfahren konzipiert werden könnten, zu einer Freigabe der anorganischen Feinteilchen und erleichtert das Auftreten von z. B. Streifen (bzw. Schlieren) auf dem Bild.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen anorganischen Feinteilchen können Teilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von zumindest 80 nm bis nicht mehr als 3 μm zu dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Beispielsweise kann ein Schmierstoff, z. B. ein Fluorharzpulver, Zinkstearatpulver, oder Polyvinylidenfluoridpulver; ein Poliermittel, z. B. Ceroxidpulver, ein Siliziumcarbidpulver, oder ein Strontiumtitanatpulver; oder ein Abstandshalteteilchen, wie etwa Siliziumoxid, ebenso in kleinen Mengen, die die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinflussen, zugegeben werden.
Vom Gesichtspunkt der Balance zwischen der Entwicklungsleistungsfähigkeit und der Fixierleistungsfähigkeit betrachtet, beträgt der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4) des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung bevorzugt von zumindest 6,0 μm bis nicht mehr als 10,0 μm und stärker bevorzugt beträgt er von zumindest 7,0 μm bis nicht mehr als 9,0 μm.
Zusätzlich ist, vom Gesichtspunkt des Unterdrückens von Aufladung betrachtet, die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung bevorzugt von zumindest 0,935 bis nicht mehr als 0,955 und ist stärker bevorzugt von zumindest 0,938 bis nicht mehr als 0,950.
Die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung kann durch Einstellen des Verfahrens zum Herstellen des magnetischen Toners und durch Einstellen der Produktionsbedingungen in dem angezeigten Bereich eingestellt werden.
Zusätzlich ist die Glasübergangstemperatur (Tg) des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung bevorzugt von zumindest 40°C bis nicht mehr als 70°C und stärker bevorzugt beträgt sie von zumindest 50°C bis nicht mehr als 70°C. Wenn die Glasübergangstemperatur von zumindest 40°C bis nicht mehr als 70°C beträgt, kann die Lagerstabilität und Beständigkeit verbessert werden, während eine exzellente Fixierleistungsfähigkeit beibehalten wird.
Beispiele der Verfahren zum Herstellen des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bereitgestellt, es besteht aber keine Absicht, die Herstellungsverfahren auf diese zu begrenzen.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung kann durch jegliches bekannte Verfahren hergestellt werden, das die Einstellung des Bedeckungsverhältnisses A, eines Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A und eines B/A-Wertes ermöglicht, und das bevorzugt einen Schritt aufweist, bei welchem die durchschnittliche Zirkularität eingestellt werden kann, während andere Produktionsschritte nicht insbesondere limitiert sind.
Das folgende Verfahren ist ein favorisierbares Beispiel solch eines Herstellungsverfahrens. Zunächst werden das Bindemittelharz, Trennmittel und magnetischer Körper und nach Bedarf weitere Rohmaterialien, z. B. ein Wachs und ein Ladungssteuerungsmittel, eingehend unter Verwendung eines Mischgeräts, wie etwa eines Henschel-Mischers oder einer Kugelmühle, vermischt, und werden dann unter Verwendung eines Heizknetapparats, wie etwa einer Walze, eines Kneters oder eines Extruders, geschmolzen, bearbeitet und geknetet um die Harze miteinander zu kompatibilisieren.
Das erhaltene geschmolzene und geknetete Material wird abgekühlt und verfestigt und dann grob pulverisiert, fein pulversiert und klassifiziert, und die externen Additive, z. B. anorganische Feinteilchen, werden extern zugegeben und in die resultierenden magnetischen Tonerteilchen eingemischt, um den magnetischen Toner zu erhalten.
Der Mischer, der hier verwendet wird, kann beispielhaft genannt werden durch den Henschel-Mischer (Mitsui Mining Co., Ltd.); Supermixer (Kawata Mfg. Co., Ltd.); Ribocone (Okawara Corporation); Nauta Mixer, Turbulizer und Cyclomix (Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin Mixer (Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.); Loedige Mixer (Matsubo Corporation); und Nobilta (Hosokawa Micron Corporation).
Der zuvor genannte Knetapparat kann beispielhaft genannt werden durch den KRC Kneter (Kurimoto, Ltd.); Buss Ko-Kneter (Buss Corp.); TEM Extruder (Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX Doppelschneckenkneter (The Japan Steel Works, Ltd.); PCM Kneter (Ikegai Ironworks Corporation); Dreiwalzenmühlen, 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.).
Der zuvor genannte Pulverisierer kann beispielhaft genannt werden durch Counter Jet Mill, Micron Jet und Inomizer (Hosokawa Micron Corporation); IDS Mill 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.).
Unter den Vorhergehenden kann die durchschnittliche Zirkularität durch Einstellen der Abgastemperatur während der Mikropulverisierung unter Verwendung einer Turbomühle gesteuert werden. Eine geringere Abgastemperatur (z. B. nicht mehr als 40°C) stellt einen geringeren Wert für die durchschnittliche Zirkularität bereit, während eine höhere Abgastemperatur (z. B. um 50°C) einen höheren Wert für die durchschnittliche Zirkularität bereitstellt.
Der zuvor genannte Klassifizierer kann beispielhaft genannt 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 zum Aussieben der groben Teilchen verwendet werden können, können beispielhaft genannt werden durch den Ultrasonic (Koei Sangyo Co., Ltd.), Rezona-Sieb 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 Zirkularvibrationssiebe.
Ein bekannter Mischprozessapparat, z. B. die oben beschriebenen Mischer, kann für die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen verwendet werden; allerdings ist ein wie in 2 gezeigter Apparat vom Gesichtspunkt des Ermöglichens einer einfachen Steuerung des Bedeckungsverhältnisses A, des B/A-Wertes und des Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A bevorzugt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischprozessapparats zeigt, der verwendet werden kann, um die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, auszuführen.
Der Mischprozessapparat bringt ein Fixieren der anorganischen Feinteilchen an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens leicht mit sich, weil er eine Struktur aufweist, die eine Scherkraft in einem schmalen Freiraumbereich an die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen anlegt.
Überdies werden, wie unten beschrieben, das Bedeckungsverhältnis A, der B/A-Wert und der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A leicht in die bevorzugten Bereiche der vorliegenden Erfindung gesteuert, weil eine Zirkulation der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen in der axialen Richtung des rotierenden Elements erleichtert wird und weil ein eingehendes und gleichförmiges Mischen vor der Entwicklung des Fixierens erleichtert wird.
Demgegenüber ist 3 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur des Rührelements, das in dem vorgenannten Mischprozessapparat verwendet wird, zeigt.
Die externe Zugabe und der Mischprozess für die anorganischen Feinteilchen wird nachfolgend unter Verwendung der 2 und 3 beschrieben.
Der Mischprozessapparat, der die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen ausführt, weist ein rotierendes Element 2, auf dessen Oberfläche zumindest eine Mehrzahl von Rührelementen 3 angeordnet ist, auf; ein Antriebselement 8, welches die Rotation des Rotationselements antreibt; und ein Hauptgehäuse 1, welches so ausgestattet ist, dass es eine Lücke mit den Rührelementen 3 aufweist.
Es ist wichtig, dass die Lücke (Freiraum) zwischen dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 und des Rührelements 3 konstant und sehr klein gehalten wird, um eine gleichförmige Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen anzuwenden und das Fixieren der anorganischen Feinteilchen an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens zu erleichtern.
Der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 in diesem Apparat ist nicht mehr als zwei Mal der Durchmesser des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2. In 2 ist ein Beispiel gezeigt, bei welchem der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 gleich 1,7 Mal der Durchmesser des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2 ist (der Weelendurchmesser, der durch Subtrahieren des Rührelements 3 von dem rotierenden Element 2 bereitgestellt wird). Wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 nicht mehr als zwei Mal der Durchmesser des äußeren Umfangs des Rotierelements 2 ist, wird die Einschlagkraft zufriedenstellend auf die magnetischen Tonerteilchen angewandt, da der Prozessierungsraum, in welchem Kräfte auf die magnetischen Tonerteilchen wirken, geeignet limitiert ist.
Zusätzlich ist es wichtig, dass der zuvor genannte Freiraum in Übereinstimmung mit der Größe des Hauptgehäuses eingestellt sei. Vom Gesichtspunkt des Anwendens einer adäquaten Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen gesehen, ist es wichtig, dass der Freiraum von etwa zumindest 1% bis nicht mehr als 5% des Durchmessers des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 sei. Speziell ist, wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 etwa 130 mm beträgt, der Freiraum bevorzugt etwa von zumindest 2 mm bis nicht mehr als 5 mm ausgestaltet; wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 etwa 800 mm beträgt, ist der Freiraum bevorzugt etwa von zumindest 10 mm bis nicht mehr als 30 mm ausgestaltet.
Bei dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens der anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung werden das Mischen und das externe Zugeben der anorganischen Feinteilchen zu der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens unter Verwendung des Mischprozessapparats durch Rotieren des Rotierelements 2 durch das Antriebselement 8 und Rühren und Mischen der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen, die in den Mischprozessapparat eingefügt worden sind, durchgeführt.
Wie in 3 gezeigt, ist zumindest ein Teil der Mehrzahl von Rührelementen 3 als ein Vorwärtstransportrührelement 3a ausgebildet, das, zusammen mit der Rotation des rotierenden Elements 2, die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen in einer Richtung entlang der axialen Richtung des Rotierelements transportiert. Zusätzlich ist zumindest ein Teil der Mehrzahl von Rührelementen 3 als ein Rückwärtstransportrührelement 3b ausgestaltet, das gemeinsam mit der Rotation des Rotationselements 2, die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen in der anderen Richtung entlang der axialen Richtung des Rotierelements zurückbringt.
Hier ist, wenn der Rohmaterialeinlassanschluss 5 und der Produktauslassanschluss 6 an den zwei Enden des Hauptgehäuses 1, wie in 2, angeordnet sind, die Richtung zu dem Produktauslassanschluss von dem Rohmaterialeinlassanschluss 5 (die Richtung nach rechts in 2) die „Vorwärtsrichtung”.
Das heißt, wie in 3 gezeigt, ist die Stirnfläche des vorwärts transportierenden Rührelements 3a so geneigt, dass sie die magnetischen Tonerteilchen in der Vorwärtsrichtung (13) transportiert. Demgegenüber ist die Stirnfläche des rückwärts transportierenden Rührelements 3b so geneigt, dass sie die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen in der Rückwärtsrichtung (12) transportiert.
Dadurch werden die externe Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen und das Mischen ausgeführt, während der Transport in der „Vorwärtsrichtung” (13) und der Transport in der „Rückwärtsrichtung” (12) wiederholt durchgeführt werden.
Zusätzlich bilden, bezüglich der Rührelemente 3a, 3b, eine Mehrzahl von Elementen, die in Abständen in der Umfangsrichtung des rotierenden Elements 2 angeordnet sind, ein Set. In dem in 3 gezeigten Beispiel bilden zwei Elemente in einem Abstand von 180° zueinander ein Set von Rührelementen 3a, 3b auf dem Rotierelement 2, aber eine größere Anzahl von Elementen kann ein Set bilden, wie etwa drei in einem Abstand von 120° oder vier in einem Abstand von 90°.
In dem in 3 gezeigten Beispiel sind insgesamt zwölf Rührelemente 3a, 3b in gleichen Abständen gebildet.
Überdies bezeichnet D in 3 die Breite des Rührelements und d bezeichnet den Abstand, der den Überlappabschnitt des Rührelements darstellt. In 3 ist D bevorzugt eine Breite, die in etwa von zumindest 20% bis nicht mehr als 30% der Länge des Rotierelements 2 beträgt, wenn vom Gesichtspunkt des mit sich Bringens eines effizienten Transports der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung betrachtet. 3 zeigt ein Beispiel, bei welchem D 23% ist. Überdies ist bezüglich der Rührelemente 3a und 3b, wenn eine Verlängerungslinie in der rechtwinkligen Richtung von dem Standort des Endes des Rührelements 3a gezogen wird, ein gewisser Überlappabschnitt d des Rührelements mit dem Rührelement 3b bevorzugt vorhanden. Dies dient dem effektiven Anwenden von Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen. Dieses d ist bevorzugt von zumindest 10% bis nicht mehr als 30% von D vom Gesichtspunkt des Anwendens der Scherkraft.
Zusätzlich zu der in 3 gezeigten Form kann die Flügelform – soweit die magnetischen Tonerteilchen in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung transportiert werden können und der Freiraum beibehalten wird – eine Form mit einer gekurvten Oberfläche oder einer Paddelstruktur, bei welcher ein entferntes Flügelelement mit dem Rotierelement 2 durch einen stabförmigen Arm verbunden ist, sein.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen der Apparaturen, die in 2 und 3 gezeigt sind, mit noch mehr Detail beschrieben werden.
Der in 2 gezeigte Apparat weist ein Rotierelement 2 auf, welches zumindest eine Mehrzahl von Rührelementen 3, die auf dessen Oberfläche angeordnet sind, aufweist; ein Antriebselement 8, das die Rotation des Rotierelements 2 antreibt; ein Hauptgehäuse 1, welches so angeordnet ist, dass es eine Lücke mit den Rührelementen 3 bildet; und einen Mantel 4, in welchem ein Wärmetransfermedium fließen kann, und welcher sich im Inneren des Hauptgehäuses 1 und an der Endoberfläche 10 des Rotierelements befindet.
Zusätzlich weist der in 2 gezeigte Apparat eine Rohmaterialeinlassanschluss 5 auf, welcher auf der Oberseite des Hauptgehäuses 1 zum Zweck des Einführens der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen gebildet ist, und einen Produktausstoßanschluss 6, welcher auf der Unterseite des Hauptgehäuses 1 zum Zweck des Ausstoßens, aus dem Hauptgehäuse 1 nach außen, des magnetischen Toners, der den externen Zugabe- und Mischprozess durchlaufen hat.
Der in 2 gezeigte Apparat weist ebenso einen Rohmaterialeinlassanschlussinnenteil 16 auf, der in den Rohmaterialeinlassanschluss 5 eingefügt ist, und einen Produktaustoßanschlussinnenteil 17, der in den Produktauslassanschluss 6 eingefügt ist.
In der vorliegenden Erfindung wird der Rohmaterialeinlassanschlussinnenteil 16 zunächst von dem Rohmaterialeinlassanschluss 5 entfernt, und die magnetischen Tonerteilchen werden in den Prozessierraum 9 von dem Rohmaterialeinlassanschluss 5 eingeführt. Dann werden die anorganischen Feinteilchen in den Prozessierraum 9 von dem Rohmaterialeinlassanschluss 5 eingeführt und der Rohmaterialeinlassanschlussinnenteil 16 wird eingeführt. Das Rotierelement 2 wird nachfolgend durch das Antriebselement 8 rotiert (11 stellt die Rotationsrichtung dar), und das dadurch eingeführte Material, das zu prozessieren ist, wird der externen Zugabe und dem Mischprozess unterzogen, während es durch die Mehrzahl von Rührelementen 3, die auf der Oberfläche des Rotierelements 2 angeordnet sind, gerührt und gemischt wird.
Die Reihenfolge des Einführens kann ebenso das Einführen der anorganischen Feinteilchen durch den Rohmaterialeinlassanschluss 5 als erstes und dann Einführen der magnetischen Tonerteilchen durch den Rohmaterialeinlassanschluss 5 sein. Zusätzlich können die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen zuvor unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschel-Mischers, gemischt werden und die Mischung kann danach durch den Rohmaterialeinlassanschluss 5 des in 2 gezeigten Apparats eingeführt werden.
Spezieller ist bezüglich der Bedingungen für die externe Zugabe und den Mischprozess das Steuern der Leistung des Antriebselements 8 auf von zumindest 0,2 W/g bis nicht mehr als 2,0 W/g bezüglich des Erhaltens des Bedeckungsverhältnisses A, des Werts B/A und des Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A, die in der vorliegenden Erfindung spezifiziert sind, bevorzugt. Steuern der Leistung des Antriebselements 8 auf von zumindest 0,6 W/g bis nicht mehr als 1,6 W/g ist stärker bevorzugt.
Wenn die Leistung weniger als 0,2 W/g ist, ist es schwierig, ein hohes Bedeckungsverhältnis A zu erhalten, und B/A neigt dazu, gering zu sein. Demgegenüber neigt B/A dazu, zu hoch zu sein, wenn 2,0 W/g überschritten wird.
Die Prozessierungszeit ist nicht insbesondere begrenzt, beträgt aber bevorzugt von zumindest 3 Minuten bis nicht mehr als 10 Minuten. Wenn die Prozessierungszeit kürzer als 3 Minuten ist, neigt B/A dazu, niedrig zu sein und ein großer Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A kann auftreten. Demgegenüber neigt, wenn die Prozessierungszeit 10 Minuten übersteigt, B/A entgegengesetzt dazu, hoch zu sein, und die Temperatur innerhalb des Apparats läuft Gefahr sich zu erhöhen.
Die Rotationsgeschwindigkeit des Rührelements während der externen Zugabe und des Mischens ist nicht insbesondere begrenzt; wenn allerdings für den in 2 gezeigten Apparat das Volumen des Prozessierungsraums 9 in dem Apparat 2,0 × 10^–3 m³ beträgt, sind die U/Min des Rührelements – wenn die Form des Rührelements 3 wie in 3 gezeigt ist – bevorzugt von zumindest 1000 U/Min bis nicht mehr als 3000 U/Min. Das Bedeckungsverhältnis A, B/A und der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses, wie in der vorliegenden Erfindung spezifiziert, werden leicht bei von zumindest 1000 U/Min bis nicht mehr als 3000 U/Min erhalten.
Ein insbesondere bevorzugtes Prozessierungsverfahren für die vorliegende Erfindung weist einen Vormischschritt vor der externen Zugabe und dem Mischprozessschritt auf. Das Einführen eines Vormischschrittes erzielt eine sehr einheitliche Dispersion der anorganischen Feinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens, und im Ergebnis wird ein hohes Bedeckungsverhältnis A einfach erhalten und der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A wird einfach reduziert.
Spezieller sind die Vormischprozessierungsbedingungen bevorzugt eine Leistung des Antriebselements 8 auf von zumindest 0,06 W/g bis nicht mehr als 0,20 W/g und eine Prozessierungszeit von zumindest 0,5 Minuten bis nicht mehr als 1,5 Minuten. Es ist schwierig, ein zufriedenstellend einheitliches Mischen in dem Vormischen zu erhalten, wenn die angelegte Leistung unter 0,06 W/g beträgt oder die Prozessierungszeit kürzer als 0,5 Minuten für die Vormischprozessierungsbedingungen ist. Wenn demgegenüber die angelegte Leistung höher ist als 0,20 W/g oder die Prozessierungszeit länger als 1,5 Minuten für die Vormischprozessierungsbedingungen ist, können die anorganischen Feinteilchen an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert werden, bevor ein ausreichend einheitliches Mischen erzielt wurde.
Nachdem die externe Zugabe und der Mischprozess beendet wurden, wird der Produktentladeanschlussinnenteil 17 in dem Produktentladeanschluss 6 entfernt und das Rotierelement 2 wird durch das Antriebselement 8 rotiert, um den magnetischen Toner aus dem Produktentladeanschluss 6 auszustoßen. Nach Bedarf können grobe Teilchen usw. von dem erhaltenen magnetischen Toner unter Verwendung eines Maschendrahts oder eines Siebes, z. B. eines Zirkularvibrationssiebs, separiert werden, um den magnetischen Toner zu erhalten.
Ein Beispiel eines Bilderzeugungsapparats, der den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verwenden kann, ist nachfolgend mit Bezug auf 1 speziell beschrieben. In 1 ist 100 ein elektrostatisch Latentbild tragendes Element (nachfolgend auch als photosensitives Element bezeichnet), und die Folgenden sind unter anderem auf dessen Umfang angeordnet: ein Ladeelement (Ladewalze) 117, eine Entwicklungsvorrichtung 140 mit einem Toner tragenden Element 102, ein Transferelement (Transferladeroller) 114, ein Reinigungsbehälter 116, eine Fixiereinheit 126 und eine Aufnehmwalze 124. Das das elektrostatische Latentbild tragende Element 100 wird durch den Laderoller 117 geladen. Photobelichtung wird durch Bestrahlung des das elektrostatische Latentbild tragenden Elements 100 mit Laserlicht von einem Lasererzeuger 121 belichtet, um ein elektrostatisches Latentbild, das dem gewünschten Bild entspricht, zu erzeugen. Das elektrostatische Latentbild auf dem das elektrostatisch Latentbild tragenden Element 100 wird durch die Entwicklervorrichtung 140 mit einem Einkomponententoner entwickelt, um ein Tonerbild bereitzustellen, und das Tonerbild wird auf ein Transfermaterial durch die Transferwalze 114 transferiert, welche das das elektrostatisch Latentbild tragende Element mit dem dazwischen gelagerten Transfermaterial kontaktiert. Das das Tonerbild tragende Transferelement wird zu der Fixiereinheit 126 verbracht und Fixieren auf dem Transfermaterial wird ausgeführt. Zusätzlich wird magnetischer Toner, der in gewissem Grad auf dem das elektrostatische Latentbild tragenden Element verbleibt, durch den Abstreifer abgestreift und wird in dem Reinigungsbehälter 116 gelagert.
Die Verfahren zum Messen verschiedener Eigenschaften, die durch die vorliegende Erfindung bezeichnet sind, werden nachfolgend beschrieben.
< Berechnung des Bedeckungsverhältnisses A >
Das Bedeckungsverhältnis A wird in der vorliegenden Erfindung durch Analysieren unter Verwendung von Image-Pro Plus Version 5.0 Bildanalysesoftware (Nippon Roper Kabushiki Kaisha) des Bilds der Oberfläche des magnetischen Toners, das mit den S-4800 ultrahochauflösenden Feldemissionsrasterelektronenmikroskop von Hitachi (Hitachi High Technologies Cormporation) aufgenommen wurde, berechnet. Die Bedingungen für die Bildaufnahme mit dem S-4800 sind wie folgt.
(1) Probenvorbereitung
Eine elektrisch leitfähige Paste wird in einer dünnen Schicht auf der Probenhalterung (15 mm × 6 mm Aluminiumprobenhalterung) verteilt und der magnetische Toner wird darauf gesprüht. Zusätzlich wird Ausblasen mit Luft durchgeführt, um überflüssigen Toner von der Probenhalterung zu entfernen und um ein ausgiebiges Trocknen auszuführen. Die Probenhalterung wird in den Probenhalter eingesetzt und die Probenhalterungshöhe wird auf 36 mm mit der Probenhöhenlehre eingestellt.
(2) Einstellen der Bedingungen zum Beobachten mit dem S-4800
Das Bedeckungsverhältnis A wird unter Verwendung des Bilds berechnet, das durch Rückstreuelektronenaufnahme mit dem S-4800 erhalten ist. Das Bedeckungsverhältnis A kann mit exzellenter Genauigkeit unter Verwendung des rückgestreuten Elektronenbilds gemessen werden, weil die anorganischen Feinteilchen in dem Fall mit dem Sekundärelektronenbild weniger aufgeladen sind.
Führe flüssigen Stickstoff in den Rand der Antikontaminationsfalle, die in dem Gehäuse des S-4800 verortet ist ein und belasse es für 30 Minuten. Starte die „PC-SEM” des S-4800 und führe Blitzen durch (die FE-Spitze, welche die Elektronenquelle ist, wird gereinigt). Klicke in den Beschleunigungsspannungsanzeigebereich in dem Kontrollpanel auf den Bildschirm und drücke den [flashing]-Knopf, um den Spülausführungsdialog zu öffnen. Bestätige eine Spülintensität von 2 und führe aus. Bestätige, dass der Emissionsstrom aufgrund des Spulens 20 bis 40 μA sei. Führe den Probenhalter in die Probenkammer des S-4800-Gehäuses ein. Drücke [home] auf dem Kontrollpanel, um den Probenhalter in die Beobachtungsposition zu transferieren.
Klicke in den Beschleunigungsspannungsanzeigebereich, um den HV-Einstelldialog zu öffnen und setze die Beschleunigungsspannung auf [0,8 kV] und den Emissionsstrom auf [20 μA]. In dem [base]-Reiter des Operationspanels, setze die Signalselektion auf [SE]; wähle [upper (U)] und [+BSE] für den SE-Detektor; und wähle [L.A. 100] in der Auswahlbox rechts von [+BSE], um in den Observationsmodus unter Verwendung des rückgestreuten Elektronenbilds zu wechseln. Stelle entsprechend in dem [base]-Reiter des Operationspanels den Probenstrom des elektrooptischen Systembedingungsblocks auf [Normal]; setze den Fokusmodus auf [UHR]; und setze WD auf [3,0 mm]. Drücke den [ON]-Knopf in dem Beschleunigungsspannungsanzeigebereich des Steuerungspanels und lege die Beschleunigungsspannung an.
(3) Berechnung des zahlengemittelten Teilchendurchmessers (D1) des magnetischen Toners
Setze die Vergrößerung auf 5000× (5 k) durch Ziehen innerhalb des Vergrößerungsindikatorbereichs des Steuerpanels. Drehe den [COARSE]-Fokusknopf auf den Betriebspanel und führe eine Einstellung der Aperturangleichung aus, bis ein gewisser Grad an Fokus erhalten wird. Klicke [Align] in dem Steuerpanel und zeige den Alignment-Dialog an und wähle [beam]. Bringe den angezeigten Beam in die Mitte der konzentrischen Kreise, indem du die STIGMA/ALIGNMENT-Knöpfe (X, Y) auf dem Steuerungspanel drehst. Wähle dann [aperture] und drehe die STIGMA/ALIGNMENT-Knöpfe (X, Y) einem nach dem anderen, und stelle sie so ein, dass die Bewegung des Bilds aufhört oder die Bewegung des Bilds minimiert wird. Schließe den Aperturdialog und fokussiere mit dem Autofokus. Fokussiere durch Wiederholen dieses Vorgangs weitere zwei Mal.
Danach bestimme den zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) durch Messen des Teilchendurchmessers bei 300 magnetischen Tonerteilchen. Der Teilchendurchmesser des einzelnen Teilchens wird als der maximale Durchmesser angenommen, wenn das magnetische Tonerteilchen betrachtet wird.
(4) Fokuseinstellung
Für Teilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1), der in (3) erhalten wird von ±0,1 μm mit dem Zentrum des maximalen Teilchendurchmessers auf das Zentrum des Messbildschirms eingestellt, ziehe innerhalb des Vergrößerungsanzeigebereichs des Steuerpanels, um die Vergrößerung auf 10000× (10 k) einzustellen. Drehe den [COARSE]-Fokusknopf auf den Betriebspanel und führe eine Einstellung der Aperturangleichung aus, bis ein gewisser Grad an Fokus erhalten wird. Klicke auf [Align] in dem Steuerpanel und zeige den Alignment-Dialog an und wähle [beam]. Bewege den angezeigten Beam zum Zentrum der konzentrischen Kreise durch Drehen der STIGMA/ALIGNMENT-Knöpfe (X, Y) auf dem Betriebspanel. Wähle dann [aperture] und drehe die STIGMA/ALIGNMENT-Knöpfe (X, Y) einen nach dem anderen und stelle so ein, dass die Bewegung des Bilds anhält oder die Bewegung des Bilds minimiert wird. Schließe den Aperturdialog und fokussiere unter Verwendung des Autofokus. Stelle dann die Vergrößerung auf 50000× (50 k) ein; führe eine Fokuseinstellung wie oben beschrieben unter Verwendung des Fokusknopfs und des STIGMA/ALIGNMENT-Knopfs aus; und refukussiere unter Verwendung des Autofokus. Fokussiere durch Wiederholen dieses Vorgangs. Führe hier, weil die Genauigkeit der Bedeckungsverhältnismessung Gefahr läuft, sich zu verringern, wenn die Observationsebene einen großen Neigungswinkel aufweist, die Analyse aus, indem du die Selektion mit der geringsten Neigung in der Oberfläche einstellst, indem du eine Selektion während der Fokuseinstellung vornimmst, bei welcher die gesamte Beobachtungsebene gleichzeitig im Fokus steht.
(5) Bildaufnahme
Führe eine Helligkeitsanpassung unter Verwendung des ABC-Modus aus und nimm eine Aufnahme mit einer Größe von 640×480 Pixel auf und speichere. Führe die nachfolgend beschriebene Analyse unter Verwendung dieser Bilddatei aus. Nimm eine Aufnahme für jedes magnetische Tonerteilchen auf und erhalte Bilder für zumindest 30 magnetische Tonerteilchen.
(6) Bildanalyse
Das Bedeckungsverhältnis A wird in der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Analysesoftware, die nachfolgend angezeigt ist, durch Unterziehen des durch die oben beschriebene Prozedur erhaltenen Bilds einer Binärisierungsprozessierung berechnet. Wenn dies gemacht wird, wird das oben beschriebene einzelne Bild in 12 Quadrate unterteilt und jedes wird analysiert. Wenn allerdings ein anorganisches Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser von größer oder gleich 50 nm innerhalb eines Abschnitts vorhanden ist, wird die Berechnung des Bedeckungsverhältnisses A für diesen Abschnitt nicht durchgeführt.
Die Analysebedingungen mit der Image-Pro Plus Version 5.0 Bildanalysesoftware sind wie folgt:
Software: Image-ProPlus5.1J
Von „measurement” in der Werkzeugleiste wähle „count/size” und dann „option” und setze die Binärisierungsbedingungen. Wähle 8 Links in der Objektextraktionsoption und setze die Glättung auf 0. Zusätzlich werden vorläufiges Screening, Leerräume Ausfüllen und Umschlag nicht ausgewählt und „exclusion of boundary line” wird auf „none” eingestellt. Wähle „measurement items” aus „measurement” in der Werkzeugleiste und gib 2 bis 10 für den Flächenuntersuchungsbereich ein.
Das Bedeckungsverhältnis wird durch Ausmarkieren einer quadratischen Zone berechnet. Hier ist die Fläche (C) der Zone auf 24000 bis 26000 Pixel eingestellt. Automatische Binärisierung wird durch „Processing”-Binärisierung durchgeführt und die Gesamtfläche (D) der siliziumoxidfreien Zone wird berechnet.
Das Bedeckungsverhältnis a wird unter Verwendung der folgenden Formel aus der Fläche C der quadratischen Zone und der Gesamtfläche D der siliziumoxidfreien Zone berechnet. Bedeckungsverhältnis a (%) = 100 – (D/C × 100)
Wie oben angemerkt, wird die Berechnung des Bedeckungsverhältnisses a für zumindest 30 magnetische Tonerteilchen ausgeführt. Der Durchschnittswert aller erhaltenen Daten wird als das Bedeckungsverhältnis A der vorliegenden Erfindung genommen.
< Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A >
Der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A wird in der vorliegenden Erfindung wie folgt bestimmt. Der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A wird unter Verwendung der folgenden Formel erhalten, bei der σ(A) die Standardabweichung aller Bedeckungsverhältnisdaten, die bei der oben beschriebenen Berechnung des Bedeckungsverhältnisses A verwendet wurden, sei. Variationskoeffizient (%) = {σ(A)/A} × 100
< Berechnung des Bedeckungsverhältnisses B >
Das Bedeckungsverhältnis B wird berechnet durch zunächst Entfernen der nicht fixierten (unfixierten) anorganischen Tonerteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners und danach Ausführen derselben Prozedur wie für die Berechnung des Bedeckungsverhältnisses A.
(1) Entfernen der unfixierten anorganischen Tonerteilchen
Die unfixierten anorganischen Tonerteilchen werden wie nachfolgend beschrieben entfernt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten und stellten dann die Entfernungsbedingungen ein, um die anorganischen Feinteilchen ohne die in der Toneroberfläche eingebetteten zu entfernen.
Als ein Beispiel zeigt 7 das Verhältnis zwischen der Ultraschalldispersionszeit und dem Bedeckungsverhältnis, das nach der Ultraschalldispergierung berechnet wurde, für magnetische Tonerteilchen, bei welchen das Bedeckungsverhältnis A auf 46% unter Verwendung des in 2 gezeigten Apparats bei drei unterschiedlichen externen Zugabeintensitäten berechnet wurde. 7 wurde konstruiert durch Berechnen, unter Verwendung derselben Prozedur wie für die Berechnung des Bedeckungsverhältnisses A, wie oben beschrieben, des Bedeckungsverhältnisses eines magnetischen Toners, der durch Entfernen der anorganischen Tonerteilchen durch Ultraschalldispergieren durch das nachfolgend beschriebene Verfahren und dann Trocknen bereitgestellt wurde.
7 zeigt, dass das Bedeckungsverhältnis gemeinsam mit der Entfernung der anorganischen Feinteilchen durch Ultraschalldispergieren abnimmt, und das für all die externen Zugabeintensitäten das Bedeckungsverhältnis auf in etwa konstanten Wert durch Ultraschalldispergieren für 20 Minuten gebracht wird. Basierend darauf wurde eine Ultraschalldispersion für 30 Minuten dazu angesehen, dass sie eine eingehende Entfernung der anorganischen Feinteilchen, mit Ausnahme der in die Oberfläche des Toners eingebetteten anorganischen Feinteilchen, bereitstellt, und das dadurch erhaltene Bedeckungsverhältnis wurde als das Bedeckungsverhältnis B definiert.
Detaillierter betrachtet werden 16,0 g Wasser und 4,0 g Contaminon N (ein neutrales Detergenz von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Produkt Nr. 037-10361) in eine 30 ml Glasflasche eingebracht und eingehend gemischt. 1,50 g des magnetischen Toners werden in die resultierende Lösung eingeführt und der magnetische Toner wird vollständig durch Anlegen eines Magnets am Boden untergetaucht. 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 von 6 mm) wird so eingeführt, dass sie im Zentrum des Fläschchens ist und in einer Höhe von 5 mm vom Boden des Fläschchens verweilt, und die anorganischen Feinteilchen werden durch Ultraschall entfernt. Nach der Anwendung des Ultraschalls für 30 Minuten wird die Gesamte Menge des magnetischen Toners entfernt und getrocknet. Während dieser Zeit wird so wenig Wärme wie möglich aufgebracht, während ein Vakuumtrocknen bei nicht mehr als 30°C ausgeführt wird.
(2) Berechnen des Bedeckungsverhältnisses B
Nach dem Trocknen wie oben beschrieben wird das Bedeckungsverhältnis des magnetischen Toners wie für das oben beschriebene Bedeckungsverhältnis A berechnet, um das Bedeckungsverhältnis B zu erhalten.
< Verfahren zum Messen des gewichtsgemittelten Teilchendurchmessers (D4) und der Teilchengrößenverteilung des magnetischen Toners >
Der gewichtsgemittelte 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 mit dem porenelektrischen Widerstandsprinzip arbeitet und mit einer 100-μm-Öffnung-Röhre ausgestattet ist. Die Messbedingungen werden eingestellt und die Messdaten werden unter Verwendung der beiliegenden bestimmungsgemäßen Software, d. h. „Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (von Beckman Coulter, Inc.) analysiert. Die Messungen werden mit 25000 Kanälen für die Anzahl der effektiven Messkanäle ausgeführt.
Die wässrige Elektrolytlösung, die für die Messungen verwendet wird, wird durch Auflösen von hochreinem (special-grade) Natriumchlorid in Ionenaustauschwasser durchgeführt, um eine Konzentration von etwa 1 Masse-% bereitzustellen und beispielsweise kann „ISOTON II” (von Beckman Coulter, Inc.) verwendet werden.
Die bestimmungsgemäße Software wird wie folgt vor der Messung und Analyse konfiguriert.
In dem „modify the standard operating method(SOM)”-Bildschirm in der bestimmungsgemäßen Software wird die Gesamtzählanzahl in dem Kontrollmodus auf 50000 Teilchen eingestellt; die Anzahl von Messungen wird auf 1 Mal eingestellt; und der Kd-Wert wird auf den Wert eingestellt, der unter Verwendung von „standard particle 10.0 μm” (von Beckman Coulter, Inc.) erhalten ist. Der Detektionsgrenzwert und das Rauschniveau werden automatisch durch Drücken des „threshold value/noise level measurement button” eingestellt. Zusätzlich wird der Strom auf 1600 μA eingestellt; und der Verstärker wird auf 2 eingestellt; der Elektrolyt wird auf ISOTON II eingestellt; und ein Haken wird für den „post-measurement aperture tube flush” gesetzt.
In dem „setting conversion from pulses to particle diameter”-Bildschirm der bestimmungsgemäßen Software wird das Behälterintervall auf logarithmischen Teilchendurchmesser eingestellt; der Teilchendurchmesserbehälter wird auf 256 Teilchendurchmesserbehälter eingestellt; und der Teilchendurchmesserbereich wird auf von 2 μm bis 60 μm eingestellt.
Die spezifische Messprozedur ist wie folgt.

(1) Etwa 200 ml der oben beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung werden in ein 250 mL Rundbodenbecherglas, das zur Verwendung mit dem Multisizer 3 vorgesehen ist, eingeführt und wird dann in die Probenhalterung platziert und Rühren gegen den Uhrzeigersinn mit einem Rührstab wird bei 24 Umdrehungen pro Sekunde ausgeführt. Kontamination und Luftblasen innerhalb der Aperturröhre wurden zuvor durch die „Aperture flush”-Funktion der bestimmungsgemäßen Software entfernt.
(2) Etwa 30 mL der oben beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung werden in ein 100 mL Flachbodenbecherglas eingeführt. Dazu werden als Dispergiermittel etwa 0,3 mL einer Verdünnung zugegeben, die durch etwa dreifaches (Masse-)Verdünnen mit Ionenaustauschwasser von „Contaminon N” (eine 10 Masse-%ige wässrige Lösung eines Neutral-pH 7 Detergents zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten, umfassend einen nicht ionischen grenzflächenaktiven Stoff, anionischen grenzflächenaktiven Stoff und ein organisches Aufbaumittel, von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) hergestellt wurde.
(3) Ein „Ultrasonic Dispersion System Tetora 150” (Nikkaki Bios Co., Ltd.) wird vorbereitet; dies ist ein Ultraschalldispergierer mit einer elektrischen Ausgabe von 120 W und ist mit 2 Oszillatoren (Oszillationsfrequenz = 50 kHz) ausgestattet, die so angeordnet sind, dass die Phasen um 180° versetzt sind. Etwa 3,3 L Ionenaustauschwasser werden in den Wassertank dieses Ultraschalldispersers gegeben und etwa 2 mL Contaminon N werden in den Wassertank gegeben.
(4) Das in (2) beschriebene Becherglas wird in die Becherglashalterung in dem Ultraschalldisperser eingesetzt und der Ultraschalldisperser wird eingeschaltet. Die Höhe des Becherglases wird in solch einer Weise eingestellt, dass die Resonanzbedingung der Oberfläche der wässrigen Elektrolytlösung innerhalb des Becherglases bei einem Maximum liegt.
(5) Während die wässrige Elektrolytlösung innerhalb des Becherglases, das gemäß (4) eingesetzt ist, mit Ultraschall bestrahlt wird, werden etwa 10 mg Toner zu der wässrigen Elektrolytlösung in kleinen Aliquots zugegeben und eine Dispergierung wird ausgeführt. Die Ultraschalldispersionsbehandlung wird für weitere 60 Sekunden fortgesetzt. Die Wassertemperatur in dem Wasserbad wird geeignet während der Ultraschalldispersion auf zumindest 10° und nicht mehr als 40° gesteuert.
(6) Unter Verwendung einer Pipette wird die dispergierte Toner enthaltende wässrige Elektrolytlösung, die in (5) angefertigt wurde, in ein Rundbodenbecherglas, das in die Probenhalterung wie in (1) beschrieben eingesetzt ist, eingetropft, und Eingestellt, um eine Messkonzentration von etwa 5% bereitzustellen. Die Messung wird dann durchgeführt, bis die Anzahl von gemessenen Teilchen 50000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden durch die zuvor genannte Software, die mit dem Instrument bereitgestellt wird, analysiert und der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4) wird berechnet. Wenn auf Graph/Volumen-% mit der bestimmungsgemäßen Software eingestellt wird, ist der „average diameter” auf dem „analysis/volumetric statistical value(arithmetic average)”-Bildschirm der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4).

< Verfahren zum Messen der durchschnittlichen Zirkularität des magnetischen Toners >
Die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit dem „FPIA-3000” (Sysmex Corporation) gemessen, einem Durchflusstypteilchenbildanalysator, unter Verwendung der Mess- und Analysebedingungen des Kalibrierprozesses.
Das spezifische Messverfahren ist wie folgt. Zunächst werden etwa 20 mL Ionenaustauschwasser, aus welchem feste Verunreinigungen usw. im Voraus entfernt wurden, in einen Glasbehälter gegeben. Dazu werden als ein Dispergiermittel etwa 0,2 mL einer Lösung zugegeben, die durch etwa dreifaches (Masse-)Verdünnen mit Ionenaustauschwasser von „Contaminon M” (eine 10 Masse-% wässrige Lösung eines Neutral-pH 7 Detergents zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten, umfassend nicht ionischen grenzflächenaktiven Stoff, anionischen grenzflächenaktiven Stoff und organisches Aufbaumittel, von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) angefertigt ist. Etwa 0,02 g der Messprobe werden ebenso zugegeben und eine Dispersionsbehandlung wird für 2 Minuten unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers ausgeführt, um eine Dispersion für die Weitergabe zur Messung vorzubereiten. Kühlen wird angemessen während dieser Behandlung ausgeführt, um eine Dispersionstemperatur von zumindest 10°C und nicht mehr als 40°C bereitzustellen. Der Ultraschalldispergierer, der hierin verwendet wird, ist ein Tischgerät-Ultraschallreiniger/Dispergierer, der eine Oszillationsfrequenz von 50 kHz und eine elektrische Ausgabe von 150 W aufweist (z. B. ein „VS-150” von Velvo-Clear Co., Ltd.); eine vorgeschriebene Menge Ionenaustauschwasser wird in den Wassertank eingeführt und etwa 2 mL des zuvor genannten Contaminon N werden ebenso in den Wassertank zugegeben.
Der zuvor zitierte Durchflusstypteilchenbildanalysator (ausgestattet mit einer Standardobjektivlinse (10×)) wird für die Messung verwendet, und Particle Sheath „PSE-900A” (Sysmex Corporation) wird als die Trägerflüssigkeit verwendet. Die gemäß der oben beschriebenen Prozedur angefertigte Dispersion wird in den Durchflusstypteilchenbildanalysator eingeführt und 3000 der magnetischen Toner werden gemäß dem Gesamtzählmodus in dem HPF-Messmodus gemessen. Die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners wird mit dem Binärisierungsschwellenwert während der Teilchenanalyse, der auf 85% eingestellt ist, bestimmt und der analysierte Teilchendurchmesser wird auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von zumindest 1,985 μm bis weniger als 39,69 μm eingestellt.
Für diese Messung wird vor dem Start der Messung unter Verwendung von Latexteilchen eine Autofokuspunkteinstellung durchgeführt (z. B. eine Lösung mit Ionenaustauschwasser von „RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A” von Duke Scientific). Danach wird diese Fokuspunkteinstellung bevorzugt alle zwei Stunden nach dem Start der Messung durchgeführt.
In der vorliegenden Erfindung wurde der verwendete Durchflusstypteilchenbildanalysator durch die Sysmex Corporation kalibriert und wurde mit einem Kalibrierungszertifikat von Sysmex Corporation bedacht. Die Messungen werden unter denselben Mess- und Analysebedingungen wie zu dem Zeitpunkt, als das Kalibrierungszertifikat erhalten wurde, ausgeführt, mit der Ausnahme, dass der analysierte Teilchendurchmesser auf einen kreisäquivalenten Teilchendurchmesser von zumindest 1,985 μm bis weniger als 39,69 μm begrenzt ist.
Der „FPIA-3000”-Durchflusstypteilchenbildanalysator (Sysmex Corporation) verwendet ein Messprinzip basierend auf der Aufnahme eines Standbilds der strömenden Teilchen und des Durchführens einer Bildanalyse. Die in die Probekammer zugegebene Probe wird durch eine Probeneinsaugspritze in eine flache Plattenflusszelle (Kanalküvette) verbracht. Die in die Kanalküvette verbrachte Probe wird durch die Trägerflüssigkeit eingeschlossen, um einen flachen Strom zu bilden. Die Probe, die durch die Kanalküvette strömt, wird einem Stroboskoplicht in einem Abstand von 1/60 Sekunden ausgesetzt, was eine Fotographie eines Standbilds der strömenden Teilchen ermöglicht. Überdies wird, da ein flacher Strom auftritt, die Fotographie unter fokussierten Bedingungen aufgenommen. Das Teilchenbild wird mit einer CCD-Kamera fotografiert; das fotografierte Bild wird einer Bildprozessierung bei einer Bildprozessierungsauflösung von 512×512 Pixel (0,37×0,37 μm pro Pixel) unterzogen; die Konturdefinition wird für jedes Teilchen durchgeführt; und unter anderem werden die projizierte Fläche S und die Peripherielänge L des Teilchenbilds gemessen.
Der kreisäquivalente Durchmesser und die Zirkularität werden dann unter Verwendung dieser Fläche S und der Peripherielänge L bestimmt. Der kreisäquivalente Durchmesser ist der Durchmesser des Kreises, der dieselbe Fläche wie die projizierte Fläche des Teilchenbilds aufweist. Die Zirkularität ist definiert als der Wert, der durch Dividieren des Umfangs des Kreises, der aus dem kreisäquivalenten Durchmesser bestimmt ist, durch die Peripherielänge des projizierten Bilds des Teilchens, und wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. Zirkularität = 2 × (π × S)^1/2/L
Die Zirkularität ist 1,000, wenn das Teilchenbild ein Kreis ist, und der Wert der Zirkularität nimmt ab, wenn der Grad der Irregularität in der Peripherie des Teilchenbilds sich erhöht. Nachdem die Zirkularität jedes Teilchens berechnet wurde, werden 800 in dem Zirkularitätsbereich von 0,200 bis 1,000 ausfraktioniert; der arithmetische Mittelwert der erhaltenen Zirkularität wird berechnet; und dieser Wert wird als die durchschnittliche Zirkularität verwendet.
< Verfahren zum Messen des Peakmolekulargewichts (Mp) der magnetischen Toner und der Harze >
Das Peakmolekulargewicht (Mp) der magnetischen Toner und der Harze wird unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung der folgenden Bedingung gemessen.
Die Säule ist in einer Heizkammer bei 40°C stabilisiert und Tetrahydrofuran (THF) wird als ein Lösungsmittel bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 mL pro Minute in die Säule bei dieser Temperatur eingeführt. Für die Säule wird eine Kombination einer Mehrzahl kommerziell erhältlicher Polystyrolgelsäulen favorisierbar verwendet, um den Molekulargewichtsbereich von 1 × 10³ bis 2 × 10⁶ akkurat zu messen. Die Kombination kann gebildet werden aus Shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 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 TSKguard Säule von Tosoh Corporation, während ein 7-säuliger Zug von Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 von Showa Denko Kabushiki Kaisha bevorzugt ist.
Demgegenüber wird der magnetische Toner oder das Harz in Tetrahydrofuran (THF) dispergiert oder gelöst und über Nacht stehen gelassen und wird 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 mL der THF Lösung des Harzes, welche eingestellt wurde, um den Harzbestandteil auf 0,5 bis 5 mg pro mL für die Probenkonzentration zu bringen, wird eingespritzt, um die Messung auszuführen. Ein RI-(Brechungsindex; Englisch: refractive index)-Detektor wird als der Detektor verwendet.
Um das Molekulargewicht der Probe zu messen, wird die der Probe innewohnende Molekulargewichtsverteilung aus der Beziehung zwischen der Anzahl von Zählungen und dem logarithmischen Wert auf einer Kalibrierkurve, die unter Verwendung verschiedener unterschiedlicher Monodisperser Polystyrolstandardproben aufgebaut wurde, berechnet. Die Standardpolystyrolproben, die verwendet werden, um die Kalibrierkurve aufzubauen, können beispielhaft genannt werden durch 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 × 10⁶ und 4,48 × 10⁶ von Pressure Chemical Company oder Tosoh Corporation, und Standardpolystyrolproben bei etwa 10 Punkten oder mehr werden verwendet.
< Verfahren zum Messen des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen >
Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen wird berechnet aus dem anorganischen Feinteilchenbild auf der Oberfläche des magnetischen Toners, das mit einem Hitachi's S-4800 ultrahochauflösungenden Feldemissionsrasterelektronenmikroskop (Hitachi High-Technologies Corporation) aufgenommen wurde. Die Bedingungen für die Bildaufnahme mit dem S-4800 sind wie folgt.
Dieselben Schritte (1) bis (3) wie oben bei „Berechnung des Bedeckungsverhältnisses A” werden ausgeführt; Fokussieren wird durch Ausführen einer Fokuseinstellung bei 50000× Vergrößerung der magnetischen Toneroberfläche wie in (4) ausgeführt; und die Helligkeit wird dann unter Verwendung des ABC-Modus eingestellt. Dies wird gefolgt von Bringen der Vergrößerung auf 100000×; Durchführen einer Fokuseinstellung unter Verwendung des Fokusknopfs und der STIGMA/ALIGNMENT-Knöpfe wie in (4); und Fokussierung unter Verwendung von Autofokus. Der Fokuseinstellprozess wird wiederholt, um einen Fokus bei 100000× zu erreichen.
Danach wird der Teilchendurchmesser von zumindest 300 anorganischen Teilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) wird bestimmt. Hier wird, da die anorganischen Feinteilchen ebenso als Aggregate vorhanden sind, der maximale Durchmesser dessen bestimmt, was als das Primärteilchen identifiziert werden kann, und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) wird unter Verwendung des arithmetischen Mittels der erhaltenen maximalen Durchmesser erhalten.
[Beispiele]
Die vorliegende Erfindung wird spezifischer durch die Beispiele und Vergleichsbeispiele, die nachfolgend bereitgestellt sind, beschrieben, die vorliegende Erfindung ist aber in keiner Weise auf diese beschränkt. Die Teile in den nachfolgend beschriebenen Vermengungen sind in allen Fällen Masseteile.
< Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 >
300 Masseteile Xylol wurden in einen Vierhalskolben eingeführt und unter Rückfluss erwärmt, und eine flüssige Mischung von 82,0 Masseteile Styrol, 18,0 Masseteile n-Butylacrylat und 4,0 Masseteile di-tert-Butylperoxid, das ein Polymerisationsinitiator ist, wurden über 5 Stunden zugetropft, um eine Niedermolekulargewichtpolymer-(L-1)-lösung zu erhalten.
180 Masseteile entgastes Wasser und 20 Masseteile einer 2-Masse-% wässrigen Polyvinylalkohollösung wurden in einen Vierhalskolben eingeführt; eine flüssige Mischung von 75,0 Masseteile Styrol, 25,0 Masseteile n-Butylacrylat, 0,005 Masseteile Divinylbenzol und 3,0 Masseteile 2,2-bis(4,4-di-tert-Butylperoxicyclohexyl)propan (10-Stunden-Halbwertstemperatur: 92°C) wurden danach zugegeben; und Rühren wurde ausgeführt, um eine Suspension zu ergeben. Nachdem das Innere des Kolbens ausgiebig mit Stickstoff gespült wurde, wurde die Temperatur auf 85°C angehoben und die Polymerisation wurde ausgeführt; nachdem für 24 Stunden gehalten wurde, wurden 1,0 Masseteile Benzoylperoxid (10-Stunden-Halbwertstemperatur: 72°C) zugegeben und das Halten wurde für weitere 12 Stunden fortgesetzt, um die Polymerisation eines Hochmolekulargewichtspolymers (H-1) zu beenden.
25 Masseteile des Hochmolekulargewichtspolymers (H-1) wurden in 300 Masseteile der gleichförmigen Lösung des Niedermolekulargewichtspolymers (L-1) eingeführt; eingehendes Mischen wurde unter Rückfluss durchgeführt; und das organische Lösungsmittel wurde dann entfernt, um Styrolbindemittelharz 1 zu erhalten. Der Säurewert und der Hydroxylwert dieses Bindemittelharzes waren 0 mg KOH/g, und es wies eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 58°C auf, ein Mp von 6000 und eine THF-unlösliche Materie von 0 Masse-% auf. Die Eigenschaften des Bindemittelharzes 1 sind in Tabelle 2 gezeigt.
< Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 2 >
Bindemittelharz 2 wurde erhalten, indem wie in Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 vorgegangen wurde, mit der Ausnahme, dass die Menge des Polymerisationsinitiators, der während der Produktion des Niedermolekulargewichtspolymers in dem Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 von 4,0 Masseteile auf 4,5 Masseteile verändert wurde. Die Eigenschaften des Bindemittelharzes 2 sind in Tabelle 2 gezeigt.
< Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 3 >
Bindemittelharz 3 wurde erhalten, indem wie in Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 vorgegangen wurde, mit der Ausnahme, dass die Menge des Polymerisationsinitiators, der während der Produktion des Niedermolekulargewichtspolymers in dem Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 von 4,0 Masseteile auf 3,5 Masseteile verändert wurde. Die Eigenschaften des Bindemittelharzes 3 sind in Tabelle 2 gezeigt.
< Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 4 >
Bindemittelharz 4 wurde erhalten, indem wie in Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 vorgegangen wurde, mit der Ausnahme, dass die Menge des Polymerisationsinitiators, der während der Produktion des Niedermolekulargewichtspolymers in dem Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 von 4,0 Masseteile auf 4,2 Masseteile verändert wurde. Die Eigenschaften des Bindemittelharzes 4 sind in Tabelle 2 gezeigt.
< Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 5 >
Bindemittelharz 5 wurde erhalten, indem wie in Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 vorgegangen wurde, mit der Ausnahme, dass die Menge des Polymerisationsinitiators, der während der Produktion des Niedermolekulargewichtspolymers in dem Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 von 4,0 Masseteile auf 3,7 Masseteile verändert wurde. Die Eigenschaften des Bindemittelharzes 5 sind in Tabelle 2 gezeigt.
< Herstellungsbeispiel für Vergleichsbindemittelharz 1 >
Vergleichsbindemittelharz 1 wurde erhalten, indem wie in Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 vorgegangen wurde, mit der Ausnahme, dass die Menge des Polymerisationsinitiators, der während der Produktion des Niedermolekulargewichtspolymers in dem Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 von 4,0 Masseteile auf 4,7 Masseteile verändert wurde. Die Eigenschaften des Vergleichsbindemittelharzes 1 sind in Tabelle 2 gezeigt.
< Herstellungsbeispiel für Vergleichsbindemittelharz 2 >
Vergleichsbindemittelharz 2 wurde erhalten, indem wie in Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 vorgegangen wurde, mit der Ausnahme, dass die Menge des Polymerisationsinitiators, der während der Produktion des Niedermolekulargewichtspolymers in dem Herstellungsbeispiel für Bindemittelharz 1 von 4,0 Masseteile auf 3,2 Masseteile verändert wurde. Die Eigenschaften des Vergleichsbindemittelharzes 2 sind in Tabelle 2 gezeigt.
< Magnetischer Körper 1, Herstellungsbeispiel >
Eine wässrige Lösung, die ein Hydroxid enthält, wurde durch Mischen des Folgenden in einer wässrigen Lösung von Eisen-II-Sulfat angefertigt: eine Natriumhydroxidlösung bei 1,1 Äquivalent mit Bezug auf das Eisen und SiO₂ in einer Menge, die 1,20 Masse-% als Silizium mit Bezug auf das Eisen. Der pH der wässrigen Lösung wurde auf 8,0 eingestellt und eine Oxidationsreaktion wurde bei 85°C angeworfen, während Luft eingeblasen wurde, um eine Aufschlämmung, die keine Kristalle enthält, anzufertigen.

Eine wässrige Eisen-II-Sulfatlösung wurde dann zugegeben, um 1,0 Äquivalent mit Bezug auf die Menge des anfänglichen Alkalimetalls (Natriumbestandteil in dem Natriumhydroxid) in dieser Aufschlämmung bereitzustellen, und eine Oxidationsreaktion wurde angeworfen, während Luft eingeblasen wurde und die Aufschlämmung bei pH 8,5 gehalten wurde, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die magnetisches Eisenoxid enthält. Die Aufschlämmung wurde filtriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen, um einen magnetischen Körper 1 zu erhalten, der einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 0,22 μm aufwies, und für ein magnetisches Feld von 795,8 kA/m eine Magnetisierungsintensität von 83,5 Am²/kg, eine Restmagnetisierung von 6,3 Am²/kg und eine Koersivkraft von 5,3 kA/m aufwies. < Magnetisches Tonerteilchen, Herstellungsbeispiel 1 >

– Bindemittelharz 1, das in Tabelle 2 gezeigt ist	100,0 Masseteile
– Trennmittel 1, das in Tabelle 1 gezeigt ist	3,0 Masseteile
– Trennmittel 8, das in Tabelle 1 gezeigt ist	2,0 Masseteile
– Magnetischer Körper 1	95,0 Masseteile
– Ladungssteuerungsmittel	1,0 Masseteile
(Azo-Eisen-Verbindung; T-77 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.))

Die Ausgangsmaterialien, die oben aufgelistet sind, wurden zuvor unter Verwendung eines FM10C Henschelmischers (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.) vermischt. Dies wurde gefolgt von Kneten mit einem Doppelwellenkneter/-extruder (PCM-30, Ikegai Ironworks Corporation), der auf eine Rotationsgeschwindigkeit von 200 U/min eingestellt war, mit der eingestellten Temperatur, die so geregelt war, dass sie eine direkte Temperatur in der Umgebung des Ausgangs für das geknetete Material von 150°C bereitstellte.
Das resultierende schmelzgeknetete Material wurde abgekühlt; das gekühlte schmelzgeknetete Material wurde grob mit einer Schneidmühle pulverisiert; das resultierende grob pulverisierte Material wurde unter Verwendung einer Turbomühle T-250 (Turbo Kogyo Co., Ltd.) bei einer Zuführgeschwindigkeit von 20 kg/h mit der Lufttemperatur, die eingestellt wurde, um eine Abgastemperatur von 38°C bereitzustellen, fein pulverisiert; und Klassifizierung wurde unter Verwendung eines Coanda-Effekt-basierten Multifraktionsklassifizierers durchgeführt, um magnetisches Tonerteilchen 1 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) von 7,8 μm zu erhalten. Trennmittel 1 und 8 sind in Tabelle 1 gezeigt. Das verwendete Bindemittelharz 1 ist in Tabelle 2 gezeigt. Das magnetische Tonerteilchen 1 ist in Tabelle 3 gezeigt.
< Magnetischer Toner, Herstellungsbeispiel 1 >
Eine externe Zugabe und ein Mischprozess wurden unter Verwendung des in 2 gezeigten Apparats mit dem magnetischen Tonerteilchen 1, das durch das magnetische Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 1 bereitgestellt wurden, ausgeführt.
In diesem Beispiel war der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 des in 2 gezeigten Apparats 130 mm; der verwendete Apparat wies ein Volumen für den Prozessierungsraum 9 von 2,0 × 10^–3 m³ auf; die ausgewertete Leistung für das Antriebselement 8 war 5,5 kW; und das Rührelement 3 wies die Form, die in 3 gegeben ist, auf. Die Überlappbreite d in 3 zwischen dem Rührelement 3a und dem Rührelement 3b war 0,25 D bezogen auf die maximale Breite D des Rührelements 3, und der Freiraum zwischen dem Rührelement 3 und dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 war 3,0 mm.
100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen 1 und 2,00 Masseteile der Siliziumoxidfeinteilchen 1, die nachfolgend beschrieben sind, wurden in den in
2 gezeigten Apparat mit der Apparatstruktur, die oben beschrieben ist, eingeführt.
Siliziumoxidfeinteilchen 1 wurden durch Behandeln von 100 Masseteile eines Siliziumoxids mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 130 m²/g und einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 16 nm mit 10 Masseteilen Hexamethyldisilazan und dann mit 10 Masseteilen Dimethylsilikonöl erhalten.
Ein Vormischen wurde nach der Einführung der magnetischen Tonerteilchen und der Siliziumoxidfeinteilchen ausgeführt, um die magnetischen Tonerteilchen und die Siliziumoxidfeinteilchen gleichförmig zu mischen. Die Vormischbedingungen waren wie folgt: ein Antriebselement 8 mit einer Leistung von 0,1 W/g (Antriebselement 8, Rotationsgeschwindigkeit von 150 U/min) und eine Prozessierungszeit von 1 Minute.
Der externe Zugabe- und Mischprozess wurde ausgeführt, sobald das Vormischen beendet war. Bezüglich der Bedingungen für die externe Zugabe und den Mischprozess war die Prozessierungszeit 5 Minuten und die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 wurde so eingestellt, dass eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 1,0 W/g (Antriebselement 8, Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min) bereitgestellt wurde. Die Bedingungen für die externe Zugabe und den Mischprozess sind in Tabelle 4 gezeigt.

Nach dem externe Zugabe- und Mischprozess wurden grobe Teilchen unter Verwendung eines Zirkularvibrationssiebs, mit einer Siebfläche mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Durchlassöffnung von 75 μm entfernt, um magnetischen Toner 1 zu erhalten. Ein Wert von 18 nm wurde erhalten, wenn magnetischer Toner 1 einer Vergrößerung und Beobachtung mit einem Rasterelektrodenmikroskop unterzogen wurde, und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliziumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde. Die externe Zugabebedingungen und Eigenschaften des magnetischen Toners 1 sind in Tabelle 3 bzw. Tabelle 4 gezeigt. [Tabelle 1]

	Name	Schmelzpunkt (°C)	Anzahl an kohlenstoffen in der Fettsäure	Funktionalität
Trennmittel 1	Pentaerythritoltetrabehenat	84,2	C22	4
Trennmittel 2	Dipentaerythritolhexabehenat	82,7	C22	6
Trennmittel 3	Pentaerythritoltetraarachidat	79,8	C20	4
Trennmittel 4	Pentaerythritoltetrastearat	76,5	C18	4
Trennmittel 5	Dipentaerythritolhexapalmitat	69,1	C16	6
Trennmittel 6	Pentaerythritoltetralignocerat	87,7	C24	4
Trennmittel 7	Tribehenin	83,3	C22	3
Trennmittel 8	Polyethylenwachs	77,3	-	0
Trennmittel 9	Pentaerythritoltetracerotat	93,4	C26	4

[Tabelle 2]

	Harztyp	Hauptpeak Molekulargewicht (Mp)	Tg (°C)
Binderharz 1	Styrol-Acrylharz	6000	58
Binderharz 2	Styrol-Acrylharz	4300	57
Binderharz 3	Styrol-Acrylharz	8100	59
Binderharz 4	Styrol-Acrylharz	5200	58
Binderharz 5	Styrol-Acrylharz	7200	59
Vergleichs-Binderharz 1	Styrol-Acrylharz	3800	56
Vergleichs-Binderharz 2	Styrol-Acrylharz	8700	60

[Tabelle 3]

	Binderharz	Trennmittel	Trennmittelgehalt (Masseteile)	Gewichtsgemittelter Teilchen-Durchmesser D4 (μm)	Durchschnittliche Zirkularität
Magnetisches Tonerteilchen 1	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 2	Binderharz 1	Trennmittel 1	5	7,9	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 3	Binderharz 2	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,6	0,945
Magnetisches Tonerteilchen 4	Binderharz 3	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,6	0,941
Magnetisches Tonerteilchen 5	Binderharz 1	Trennmittel 2/Trennmittel 8	3/2	7,7	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 6	Binderharz 1	Trennmittel 3/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 7	Binderharz 1	Trennmittel 4/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 8	Binderharz 1	Trennmittel 5/Trennmittel 8	3/2	7,9	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 9	Binderharz 1	Trennmittel 6/Trennmittel 9	3/2	7,7	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 10	Vergleichs-Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 11	Vergleichs-Binderharz 2	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,6	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 12	Binderharz 1	Trennmittel 7/Trennmittel 8	3/2	7,7	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 13	Binderharz 1	Trennmittel 8	5	7,6	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 14	Binderharz 1	Trennmittel 9/Trennmittel 8	3/2	7,6	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 15	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,7	0,970
Magnetisches Tonerteilchen 16	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,9	0,970
Magnetisches Tonerteilchen 17	Binderharz 1	Trennmittel 1	6	7,9	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 18	Binderharz 4	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,948
Magnetisches Tonerteilchen 19	Binderharz 5	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,942
Magnetisches Tonerteilchen 20	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	4/1	7,8	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 21	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	1/4	7,8	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 22	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	1/5	7,8	0,944
Magnetisches Tonerteilchen 23	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,953
Magnetisches Tonerteilchen 24	Binderharz 1	Trennmittel 1/Trennmittel 8	3/2	7,8	0,957

[Tabelle 4-1]

[Tabelle 4-2]

[Tabelle 4-3]

< Magnetisches Tonerteilchen, Herstellungsbeispiel 2 bis 14 und 17 bis 24 >
Magnetische Tonerteilchen 2 bis 14 und 17 bis 24 wurden durch Befolgen derselben Prozedur wie in Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 1 erhalten, aber das Trennmittel und das Bindemittelharz in Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 1 wurden zu Art und Gehalt, die in Tabelle 3 gezeigt sind, geändert. Die Eigenschaften der magnetischen Tonerteilchen 2 bis 14 und 17 bis 24 sind ebenso in Tabelle 3 gezeigt.
Eine Einstellung wurde durchgeführt, um die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Tonerteilchens durch Steuern der Abgastemperatur der Turbomühle T-250 auf etwas hohe 44°C während der Feinpulverisierung in dem Fall des magnetischen Tonerteilchens 23 und durch Einstellen von noch höheren 48°C während der Feinpulverisierung in dem Fall des magnetischen Tonerteilchens 24 durchgeführt.
< Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 15 >
Eine externe Zugabe vor der Heißwindbehandlung wurde durch Mischen von 100 Masseteilen magnetischer Tonerteilchen 1 unter Verwendung eines FM10C Henschelmischers (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.) mit 0,5 Masseteilen der Siliziumoxidfeinteilchen, die in der externen Zugabe und dem Mischprozess von Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 verwendet wurden, durchgeführt. Die externen Zugabebedingungen hier waren eine Rotationsgeschwindigkeit von 3000 U/min und eine Prozessierungszeit von 2 Minuten.
Dann wurden, nachdem sie dieser externen Zugabe vor der Heißwindbehandlung unterzogen wurden, die magnetischen Tonerteilchen der Oberflächenmodifikation unter Verwendung eines Metheorainbow (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) unterzogen, welches eine Vorrichtung ist, die eine Oberflächenmodifikation von Tonerteilchen unter Verwendung eines Heißwindstroms ausführt. Die Oberflächenmodifikationsbedingungen wurden als eine Ausgangsmaterialzuschickgeschwindigkeit von 2 kg/h, eine Heißwindströmgeschwindigkeit von 700 L/min und eine Heißwindausstoßtemperatur von 300°C eingestellt. Magnetische Tonerteilchen 15 wurden durch Ausführen dieser Heißwindbehandlung erhalten.
< Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 16 >
Magnetisches Tonerteilchen 16 wurde durch Befolgen derselben Prozedur wie in Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 15 erhalten, aber in diesem Fall unter Verwendung von 1,5 Masseteilen für die Menge an Zugabe von Siliziumoxidfeinteilchen bei der externen Zugabe vor der Heißwindbehandlung in Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 15.
< Magnetischer Toner, Herstellungsbeispiel 2 bis 22, 27 bis 32, 34 und 35 und Vergleichs-Magnetischer Toner, Herstellungsbeispiel 1 bis 23 >
Magnetische Toner 2 bis 22, 27 bis 32, 34 und 35 und Vergleichs-Magnetische Toner (magnetische Vergleichstoner) 1 bis 23 wurden unter Verwendung der in Tabelle 4 gezeigten magnetischen Tonerteilchen in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 anstatt des magnetischen Tonerteilchens 1 und durch Durchführen der jeweiligen externen Zugabeprozessierung unter Verwendung der externen Zugaberezepte, externen Zugabeapparaturen und externen Zugabebedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind, erhalten. Die Eigenschaften der magnetischen Toner 2 bis 22, 27 bis 32, 34 und 35 und magnetischen Vergleichstoner 1 bis 23 sind in Tabelle 4 gezeigt.
Anatas-Titanoxidfeinteilchen (BET-spezifische Oberfläche: 80 m²/g, zahlengemittelter Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1): 15 nm behandelt mit 12 Masse-% Isobutyltrimethoxysilan) wurden für die Titanoxidfeinteilchen, die in Tabelle 4 bezeichnet sind, verwendet, und Aluminiumoxidfeinteilchen (BET-spezifische Oberfläche: 80 m²/g, zahlengemittelter Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1): 17 nm, behandelt mit 10 Masse-% Isobutyltrimethoxysilan) wurden für die Aluminiumoxidfeinteilchen, die in Tabelle 4 bezeichnet sind, verwendet.
Tabelle 4 gibt den Siliziumoxidfeinteilchengehalt (Masse-%) in dem Fall an, in dem Titanoxidfeinteilchen und/oder Aluminiumoxidfeinteilchen zusätzlich zu den Siliziumoxidfeinteilchen zugegeben sind.
Für den magnetischen Toner 15 und die magnetischen Vergleichstoner 13 und 19 bis 23 wurde keine Vormischung durchgeführt und Der externe Zugabe- und Mischprozess wurde gleich nach dem Einführen ausgeführt.
Der in Tabelle 4 bezeichnete Hybridisierer ist der Hybridisierer Modell 5 (Nara Machinery Co., Ltd.), und der in Tabelle 4 bezeichnete Henschelmischer ist der FM10C (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.).
< Magnetischer Toner, Herstellungsbeispiel 23 >
Der magnetische Toner 23 wurde erhalten, indem man wie bei Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 verfuhr, mit der Ausnahme, dass das Siliziumoxidfeinteilchen 1 zu Siliziumoxidfeinteilchen 2 geändert wurde, welches angefertigt wurde durch Unterziehen eines Siliziumoxids mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 200 m²/g und einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 12 nm, derselben Oberflächenbehandlung wie für Siliziumoxidfeinteilchen 1. Die physikalischen Eigenschaften des magnetischen Toners 23 sind in Tabelle 4 gezeigt. Ein Wert von 14 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Toner 23 einer Vergrößerung und Beobachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen wurde und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliziumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde.
< Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 24 >
Der magnetische Toner 24 wurde erhalten, indem man wie bei Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 verfuhr, mit der Ausnahme, dass das Siliziumoxidfeinteilchen 1 zu Siliziumoxidfeinteilchen 2 geändert wurde, welches angefertigt wurde durch Unterziehen eines Siliziumoxids mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 90 m²/g und einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 25 nm, derselben Oberflächenbehandlung wie für Siliziumoxidfeinteilchen 1. Die physikalischen Eigenschaften des magnetischen Toners 24 sind in Tabelle 4 gezeigt. Ein Wert von 28 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Toner 24 einer Vergrößerung und Beobachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen wurde und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliziumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde.
< Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 25 >
Der externe Zugabe- und Mischprozess wurde gemäß der folgenden Prozedur unter Verwendung derselben Apparatkonfiguration wie in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 durchgeführt.
Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurde das in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 zugegebene Siliziumoxidfeinteilchen 1 (2,00 Masseteile) zu Siliziumoxidfeinteilchen 1 (1,70 Masseteile) und Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile) geändert.
Zunächst wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen 1, 0,7 Masseteile der Siliziumoxidfeinteilchen und 0,30 Masseteile der Titanoxidfeinteilchen eingeführt und dasselbe Vormischen wie in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 wurde dann durchgeführt.
Bei der externen Zugabe und dem Mischprozess, die ausgeführt wurden, sobald das Vormischen beendet war, wurde eine Prozessierung für eine Prozessierungszeit von 2 Minuten ausgeführt, während die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 so eingestellt wurde, dass eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 1,0 W/g (Antriebselement 8, Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min) bereitgestellt wurde, wonach der Mischprozess kurzzeitig gestoppt wurde. Das zusätzliche Einführen der verbleibenden Siliziumoxidfeinteilchen (1,0 Masseteile bezogen auf 100 Masseteile des magnetischen Tonerteilchens) wurde dann durchgeführt, gefolgt von wiederum Prozessieren für eine Prozessierungszeit von 3 Minuten, während die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 so eingestellt wurde, dass eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 1,0 W/g (Antriebselement 8, Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min) bereitgestellt wurde, um dadurch eine gesamte externe Zugabe- und Mischprozesszeit von 5 Minuten bereitzustellen.
Nach dem externe Zugabe- und Mischprozess wurden grobe Teilchen usw. unter Verwendung eines Zirkularvibrationssiebs, wie in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 entfernt, um den magnetischen Toner 25 zu erhalten. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 25 und die Eigenschaften des magnetischen Toners 25 sind in Tabelle 4 wiedergegeben.
< Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 26 >
Der externe Zugabe- und Mischprozess wurde gemäß der folgenden Prozedur unter Verwendung derselben Apparatkonfiguration wie in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 durchgeführt.
Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurde das in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 zugegebene Siliziumoxidfeinteilchen 1 (2,00 Masseteile) zu Siliziumoxidfeinteilchen 1 (1,70 Masseteile) und Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile) geändert.
Zunächst wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen 1 und 1,7 Masseteile der Siliziumoxidfeinteilchen eingeführt und dasselbe Vormischen wie in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 wurde dann durchgeführt.
Bei der externen Zugabe und dem Mischprozess, die ausgeführt wurden, sobald das Vormischen beendet war, wurde eine Prozessierung für eine Prozessierungszeit von 2 Minuten ausgeführt, während die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 so eingestellt wurde, dass eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 1,0 W/g (Antriebselement 8, Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min) bereitgestellt wurde, wonach der Mischprozess kurzzeitig gestoppt wurde. Das zusätzliche Einführen der verbleibenden Titanoxidfeinteilchen (0,3 Masseteile bezogen auf 100 Masseteile des magnetischen Tonerteilchens) wurde dann durchgeführt, gefolgt von wiederum Prozessieren für eine Prozessierungszeit von 3 Minuten, während die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 so eingestellt wurde, dass eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 1,0 W/g (Antriebselement 8, Rotationsgeschwindigkeit von 1800 U/min) bereitgestellt wurde, um dadurch eine gesamte externe Zugabe und Mischprozesszeit von 5 Minuten bereitzustellen.
Nach dem externe Zugabe- und Mischprozess wurden grobe Teilchen usw. unter Verwendung eines Zirkularvibriersiebs, wie in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 entfernt, um den magnetischen Toner 26 zu erhalten. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 26 und die Eigenschaften des magnetischen Toners 26 sind in Tabelle 4 wiedergegeben.
< Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 33 >
Der magnetische Toner 33 wurde erhalten, indem, wie in Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 24 verfahren wurde mit der Ausnahme, dass die Zugabemenge an Siliziumoxidfeinteilchen 3 von 2,00 Masseteilen auf 1,80 Masseteile verändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften des magnetischen Toners 33 sind in Tabelle 4 gezeigt. Ein Wert von 28 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Toner 33 einer Vergrößerung und Beobachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen wurde und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliziumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde.
< Magnetischer Vergleichstoner, Herstellungsbeispiel 24 >
Der magnetische Toner 24 wurde erhalten, indem man wie bei Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1 verfuhr, mit der Ausnahme, dass das Siliziumoxidfeinteilchen 1 zu Siliziumoxidfeinteilchen 4 geändert wurde, welches angefertigt wurde durch Unterziehen eines Siliziumoxids mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 30 m²/g und einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 51 nm, derselben Oberflächenbehandlung wie für Siliziumoxidfeinteilchen 1. Die physikalischen Eigenschaften des magnetischen Vergleichstoners 24 sind in Tabelle 4 gezeigt. Ein Wert von 53 nm wurde erhalten, wenn der magnetische Vergleichstoner 24 einer Vergrößerung und Beobachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen wurde und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliziumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde.
< Beispiel 1 >
(Der Bilderzeugungsapparat)
Der Bilderzeugungsapparat war ein LBP-3100 (Canon, Inc.), welcher mit einer Filmfixiereinheit ausgestattet war, bei welcher das Fixierelement in Kontakt mit dem Tonerbild aus einem Film aufgebaut war. Zusätzlich konnte dessen Fixiertemperatur variiert werden und dessen Druckgeschwindigkeit wurde von 16 Blatt pro Minute auf 20 Blatt pro Minute modifiziert. In einem mit einem Kleindurchmesserentwicklungsblatt (Durchmesser = 10 mm) ausgestatteten Bilderzeugungsapparat wurde die Beständigkeit rigoros durch Verändern der Druckgeschwindigkeit auf 20 Blatt pro Minute ausgewertet. (Auswertung der Fixierleistungsfähigkeit) FOX RIVER BOND PAPER (75 g/m²) wurde als das Fixiermedium verwendet, um die Fixierleistungsfähigkeit auszuwerten, und die Auswertung wurde in einer Niedertemperatur Niederfeuchtigkeitsumgebung (7,5°C, 10% RH) ausgeführt.
Die Fixierleistungsfähigkeit kann rigoros durch Einstellen der Bedingungen, die für den Wärmetransfer ungeeignet sind, während des Fixierens durch Erniedrigen der Umgebungstemperatur während des Fixierens wie oben, um die Papiertemperatur des Mediums zu verringern, und durch Einstellen einer Abriebbedingung, bei welchem das Medium selbst ein Medium mit einer relativ hohen Oberflächenunebenheit ist, ausgewertet werden.
(Auswertung der Entwicklungsleistungsfähigkeit (Bilddichte und Schleierbildung))
Unter Verwendung dieses modifizierten Apparats und magnetischen Toners 1 wurde eine 3000-Blatt-Bilddruckprüfung in dem Ein-Blatt-Zwischengelagerten-Modus von horizontalen Linien bei einer Druckperzentile von 2% unter Verwendung von CS-680 (68 g/m²) für das Papier in einer Hochtemperatur, Hochfeuchtigkeitsumgebung (32,5°C/80% RH) ausgewertet. Nachdem 3000 Blatt gedruckt waren, wurde ein Stehenlassen für einen Tag in einer Niedertemperatur, Niederfeuchtigkeitsumgebung (15°C/10% RH) ausgeführt und ein zusätzliches Drucken wurde dann durchgeführt. Schleierbildung aufgrund fehlerhaft geladenen Toners kann rigoros durch Auswertung in einer Niedertemperatur, Niederfeuchtigkeitsumgebung nach Beständigkeitsprüfung ausgewertet werden.
Gemäß den Ergebnissen wurde eine hohe Dichte vor und nach der Beständigkeitsprüfung erhalten und ein Bild wurde erhalten, das geringe Schleierbildung in den Nichtbildbereichen aufzeigte. Die Ergebnisse der Auswertung sind in Tabelle 5 gezeigt.
Die Auswertungsverfahren und assoziierten Skalen, die in den Auswertungen, die in den Beispielen der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispielen ausgeführt wurden, sind nachfolgend beschrieben.
< Beständigkeitsprüfung Bilddichte >
Für die Bilddichte wurde eine Vollbildfläche gebildet und die Dichte dieses Vollbilds wurde mit einem MacBeth Reflexionsdensitometer (MacBeth Corporation) gemessen.
Die folgende Skala wurde verwendet, um die Reflexionsdichte des Vollbilds zu Beginn der Beständigkeitsprüfung auszuwerten (Auswertung 1).

A: sehr gut (größer oder gleich 1,45)
B: gut (weniger als 1,45 und größer oder gleich 1,40)
C: durchschnittlich (weniger als 1,40 und größer oder gleich 1,35)
D: schlecht (weniger als 1,35)

Die folgende Skala wurde verwendet, um die Bilddichte nach der zweiten Hälfte der Beständigkeitsprüfung auszuwerten (Auswertung 2).
Die Auswertung wurde auf der Basis eines Unterschieds zwischen der Reflexionsdichte des Vollbilds zu Beginn der Beständigkeitsprüfung und der Reflexionsdichte des Vollbilds nach der 3000-Blatt-Beständigkeitsprüfung ausgeführt. Bessere Ergebnisse wurden erhalten, wenn der Unterschied geringer war.

A: sehr gut (weniger als 0,05)
B: gut (weniger als 0,10 und größer oder gleich 0,05)
C: durchschnittlich (weniger als 0,15 und größer oder gleich 0,10)
D: schlecht (größer oder gleich 0,15)

< Schleierbildung >
Ein weißes Bild wurde ausgegeben und dessen Reflexionsvermögen wurde unter Verwendung eines REFLECTMETER MODEL TC-6DS von Tokyo Denshoku Co., Ltd. gemessen. Demgegenüber wurde das Reflexionsvermögen ebenso ähnlich auf einem Transferpapier (Standardpapier) vor der Bildung des weißen Bilds gemessen. Ein Grünfilter wurde als der Filter verwendet. Die Schleierbildung (fogging) wurde unter Verwendung der folgenden Formel aus dem Reflexionsvermögen vor der Ausgabe des weißen Bilds und das Reflexionsvermögen nach der Ausgabe des weißen Bilds berechnet. Schleierbildung (Reflexionsvermögen) (%) = Reflexionsvermögen (%) des Standardpapiers – Reflexionsvermögen (%) der Weißbildprobe
Die Skala zum Auswerten der Schleierbildung (Auswertung 3) ist wie nachfolgend.

A: sehr gut (weniger als 1,2%)
B: gut (weniger als 2,0% und größer oder gleich 1,2%)
C: durchschnittlich (weniger als 3,0% und größer oder gleich 2,0%)
D: schlecht (größer oder gleich 3,0%)

< Niedertemperaturfixierbarkeit >
Für die Niedertemperaturfixierbarkeit wurden Bilder auf FOX RIVER BOND Papier bei einer eingestellten Temperatur von 200°C ausgegeben, während die Halbtonbilddichte zum Bereitstellen einer Bilddichte von zumindest 0,75 und nicht mehr als 0,80 eingestellt wurde.
Danach wurde ein Drucken ausgeführt mit der eingestellten Temperatur bei der Fixiereinheit, die in 5°C Dekrementen von 200°C verringert wurde. Das fixierte Bild wurde dann zehn mal mit Linsenreinigungspapier, das unter einer Last von 55 g/cm² platziert wurde, abgerieben und die Untergrenzen-Fixiertemperatur wurde als die Temperatur angenommen, bei welcher die Verringerung der Dichte des fixierten Bilds nach dem Abreiben 10% überschritt. Ein geringerer Wert dieser Temperatur bezeichnet einen Toner mit einer besseren Niedertemperaturfixierbarkeit.
Die Skala für die Bewertung dieser Auswertung (Auswertung 4) ist nachfolgend angegeben.

A: weniger als 160°C
B: von zumindest 160°C bis weniger als 170°C
C: von zumindest 170°C bis weniger als 180°C
D: von zumindest 180°C bis weniger als 190°C
E: von zumindest 190°C bis weniger als 200°C

< Beispiele 2 bis 35 und Vergleichsbeispiele 1 bis 24 >
Tonerauswertungen wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Verwendung der magnetischen Toner 2 bis 35 und der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 24 für den magnetischen Toner ausgeführt. Die Ergebnisse der Auswertungen sind in Tabelle 5 gezeigt. [Tabelle 5-1]
[Tabelle 5-2]
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten exemplarischen Ausführungsformen begrenzt ist. Dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche ist die breiteste Interpretation zuzugestehen, so dass er all solche Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen mit einschließt.
Die Anmeldung beansprucht die Vorteile der japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-285912 , eingereicht am 27. Dezember 2011, welche hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gänze miteinbezogen ist.
Bezugszeichenliste

1: Hauptgehäuse
2: Rotationselement
3, 3a, 3b: Rührelement
4: Mantel
5: Rohmaterialeinlassöffnung
6: Produktionsausstoßöffnung
7: Zentralschaft
8: Antriebselement
9: Prozessierungsraum
10: Endoberfläche des Rotierelements
11: Richtung der Rotation
12: Rückwärtsrichtung
13: Vorwärtsrichtung
16: Rohmaterialeinlassöffnung Innenteil
17: Produktauslassöffnung Innenteil
d: Abstand, der den Überlappabschnitt der Rührelemente zeigt
D: Rührelementbreite
100: Elektrostatisch latentbildtragendes Element (fotosensitives Element)
102: Tonertragendes Element
103: Entwicklerblatt (Abstreifer)
114: Transferelement (Transferladewalze)
116: Reinigungsbehälter
117: Ladeelement (Ladewalze)
121: Lasererzeuger (Latentbildbildungseinrichtung, Fotoexpositionsapparat)
123: Laser
124: Aufnahmewalze
125: Transportband
126: Fixiereinheit
140: Entwicklungsvorrichtung
141: Rührelement

Claims

Magnetischer Toner, der umfasst magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz, ein Trennmittel und einen magnetischen Körper enthalten, und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei; die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, Metalloxidfeinteilchen umfassen, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen enthalten, und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 85 Masse-% bezüglich einer Gesamtmasse der Siliziumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen beträgt, wobei; wenn ein Bedeckungsverhältnis A (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist und ein Bedeckungsverhältnis B (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen, die an die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, ist, weist der magnetische Toner ein Bedeckungsverhältnis A von zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% und einen Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A von nicht mehr als 10,0%, und ein Verhältnis [Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A von zumindest 0,50 und nicht mehr als 0,85 auf, wobei das Bindemittelharz ein Styrolharz umfasst und, bei einer Messung unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie einer in Tetrahydrofuran löslichen Substanz in dem magnetischen Toner, ein Peakmolekulargewicht (Mp) eines Hauptpeaks von zumindest 4000 bis nicht mehr als 8000 beträgt, und wobei das Trennmittel zumindest eines aus Fettsäureesterverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer tetrafunktionalen Fettsäureesterverbindung, einer pentafunktionalen Fettsäureesterverbindung und einer hexafunktionalen Fettsäureesterverbindung umfasst, und die Fettsäureesterverbindung weist einen Schmelzpunkt von zumindest 60°C bis nicht mehr als 90°C auf.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1, wobei die Fettsäureesterverbindung eine Esterverbindung einer Fettsäure mit von zumindest 18 bis nicht mehr als 22 Kohlenstoffatomen und eines Alkohols mit von zumindest 4 bis nicht mehr als 6 Hydroxylgruppen umfasst.