DE112013000793B4

DE112013000793B4 - Magnetischer Toner

Info

Publication number: DE112013000793B4
Application number: DE112013000793.2T
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Sano Tomohisa; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Magome Michihisa; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Hasegawa Yusuke; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Ohmori Atsuhiko
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: TW201339771A; CN104106008B; US20140342278A1; KR20140119759A; TWI502293B; KR101588546B1; WO2013115412A1; JP5442046B2; DE112013000793T5; CN104106008A; US9152065B2; MY175767A; JP2013156615A

Abstract

Magnetischer Toner mit:magnetischen Tonerpartikeln, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen; undanorganischen Feinpartikeln, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind und kein magnetisches Eisenoxid sind undmagnetischen Eisenoxidpartikeln, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind,wobei:die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen anorganischen Feinpartikel mindestens eines der Metalloxid-Feinpartikel enthalten, die aus der aus Siliziumoxid-Feinpartikeln, Titanoxid-Feinpartikeln und Aluminiumoxid-Feinpartikeln bestehenden Gruppe gewählt sind,ein Gehalt der Siliziumoxid-Feinpartikel bezogen auf eine Gesamtmasse der Siliziumoxid-Feinpartikel, der Titanoxid-Feinpartikel und der Aluminiumoxid-Feinpartikel mindestens 85 Masse% beträgt,wobei:wenn ein Abdeckungsverhältnis A (%) ein Abdeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel durch die anorganischen Feinpartikel ist und ein Abdeckungsverhältnis B (%) ein Abdeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel durch die anorganischen Feinpartikel ist, die an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind,der magnetische Toner ein Abdeckungsverhältnis A von mindestens 45,0% und nicht mehr als 70,0% hat und ein Verhältnis [Abdeckungsverhältnis B/Abdeckungsverhältnis A] des Abdeckungsverhältnisses B zum Abdeckungsverhältnis A mindestens 0,50 und nicht mehr als 0,85 beträgt undwobei:die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen magnetischen Eisenoxidpartikel bezogen auf eine Gesamtmenge des magnetischen Toners mindestens 0,10 Masse% bis nicht mehr als 5,00 Masse% betragen.

Description

- Technisches Gebiet -
Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner zur Verwendung in Aufzeichnungsverfahren, die zum Beispiel elektrofotografische Verfahren verwenden.
- Stand der Technik -
Für die Ausführung von Elektrofotografie sind zahlreiche Verfahren bekannt. Auf allgemeiner Ebene wird unter Verwendung eines fotoleitenden Materials durch verschiedene Mittel auf einem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil (unten auch als ein „lichtempfindliches Bauteil“ bezeichnet) ein elektrostatisches Latentbild erzeugt. Dann wird ein sichtbares Bild hergestellt, indem dieses elektrostatische Latentbild mit Toner entwickelt wird; falls nötig wird das Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmedium wie Papier übertragen; und es wird ein Kopiergegenstand erzielt, indem das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium durch zum Beispiel die Aufbringung von Wärme oder Druck fixiert wird. Bilderzeugungsvorrichtungen, die eine solche elektrofotografische Vorgehensweise nutzen, sind zum Beispiel Kopierer und Drucker.
Früher sind diese Drucker und Kopierer in Netzwerken verbunden gewesen, und solche Drucker wurden häufig von einer großen Zahl an Leuten mit Drucken beauftragt. Allerdings haben sich die Nutzungsmodalitäten in den letzten Jahren zunehmend diversifiziert, und Personalcomputer (PCs) und Drucker befinden sich auch lokal außerhalb des Büros und seiner normalen Umgebung, d. h. in Umgebungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit oder in Umgebungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit, und Situationen, in denen eine Aufgabe oder Aktivität durch Drucken eines Bildes erfüllt wird, sind ebenfalls im Wachstum begriffen. Folglich wird bei einem Drucker stark nach einer geringeren Größe, einer höheren Haltbarkeit und der Fähigkeit verlangt, sich an einen großen Bereich von Umgebungen anzupassen.
Im Zusammenhang mit einer Verkleinerung und höheren Haltbarkeit wird vorzugsweise ein magnetisches Einkomponenten-Entwicklungsverfahren verwendet, das einen magnetischen Toner (nachstehend auch einfach als Toner bezeichnet) verwendet. Wenn die Umgebungsanpassungsfähigkeit näher betrachtet wird, erscheint unter den Umgebungsfaktoren die Feuchtigkeit als ein Faktor, der einen wesentlichen Einfluss auf die elektrofotografische Technologie hat. Die Feuchtigkeit trägt zu Qualitätsschwankungen im Entwicklungsschritt bei, da sie eine Wirkung auf die Menge und Verteilung der Tonerladung hat, und daneben hat sie auch eine wesentliche Wirkung auf den Übertragungsschritt.
Werden die den Übertragungsschritt betreffenden Probleme näher betrachtet, sind Übertragungsfehler ein Beispiel von Bildfehlern, zu denen es kommt, wenn es während der Übertragung Probleme gibt. Im Übertragungsschritt unterliegt der Toner auf dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil einer Übertragungsvorspannung und wird durch elektrostatische Anziehung auf das Aufzeichnungsmedium übertragen. An dieser Stelle kann der Toner auf dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil zurückbleiben, ohne eine Übertragung zu erfahren, und die Tonerschicht kann während der Übertragung Störungen erfahren, und infolgedessen können auf dem Bild Fehler und Ungleichmäßigkeit erzeugt werden. Dies wird Übertragungsfehler genannt. Ein Entladungsphänomen - das zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Übertragungsmaterial aufgrund der großen Vorspannung auftreten kann, die zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Übertragungsmaterial angelegt wird - ist eine Ursache von Übertragungsfehlern. Wenn Entladung auftritt, wird der Toner zu einer Umkehrkomponente, ohne die ursprüngliche Menge an Ladung beizubehalten, und er erfährt eine Rückübertragung zu dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil. Aufgrund dessen nimmt der auf dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil zurückbleibende Toner zu, und das Bild kann gestört werden und weiße Lücken können erzeugt werden.
Um die Übertragbarkeit zu verbessern, sind bislang Gegenmaßnahmen durch die externe Zugabe eines magnetischen Körpers verfolgt worden, während das Fließvermögen aufrechterhalten wird (Patentliteratur 1, Patentliteratur 2). Allerdings sind die Wirkungen in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit, in der leicht Entladung auftritt, unzureichend.
Andererseits sind Toner offenbart worden, die Probleme lösen sollten, indem der Schwerpunkt auf die Freigabe von externen Zusatzstoffen gerichtet wurde (siehe Patentliteratur 3 und 4), doch kann die Tonerübertragbarkeit auch in diesen Fällen nicht als ausreichend angesehen werden.
Darüber hinaus lehrt die Patentliteratur 5 eine Stabilisierung der Entwicklungs-/Übertragungsschritte durch Steuern des Gesamtabdeckungsverhältnisses der Tonergrundpartikel durch die externen Zusatzstoffe, und für ein bestimmtes vorgeschriebenes Tonergrundpartikel wird tatsächlich eine bestimmte Wirkung erzielt, indem das durch Berechnung ermittelte theoretische Abdeckungsverhältnis gesteuert wird. Allerdings weicht die tatsächliche Anhaftung durch externe Zusatzstoffe erheblich von dem Wert ab, der unter der Annahme berechnet wird, dass der Toner eine Kugel ist, und dieses theoretische Abdeckungsverhältnis hat hinsichtlich der Übertragbarkeit in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit, die das oben angegebene Problem darstellt, wenig Wirkung, und es ist daher nach einer Verbesserung verlangt worden.
In dem Patentdokument 6 ist schließlich ein magnetischer Toner offenbart, der bezogen auf die Gesamtmenge des magnetischen Toners 0,05 bis 5 Masse% Siliziumoxidpartikel, die in der Oberfläche der Tonerpartikel eingebettet sind, und 0,01 bis 3 Masse% Siliziumoxidpartikel, die nicht an der Oberfläche der Tonerpartikel fixiert sind, enthält.
- Zitierte Dokumente -
- Patentliteratur -

PTL1: JP 2000 - 2 146 25 A
PTL2: JP 2005 - 37 744 A
PTL 3: JP 2001 - 117 267 A
PTL 4: JP 3 812 890 B
PTL 5: JP 2007 - 293 043 A
PTL 6: US 5 066 558 A

Die Erfindung erfolgte in Anbetracht der Probleme, die oben für den Stand der Technik angegeben sind, und sie stellt einen magnetischen Toner zur Verfügung, der eine hohe Bilddichte hat und eine hervorragende Übertragbarkeit zeigt.
- Lösung des Problems -
Die Erfindung stellt einen magnetischen Toner zur Verfügung, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 hat.
- Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung -
Die Erfindung kann einen magnetischen Toner zur Verfügung stellen, der ungeachtet der Umgebung eine hohe Bilddichte ergibt und eine hervorragende Übertragbarkeit zeigt.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die den Zustand des magnetischen Toners zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium zeigt;
2 ist eine Darstellung, die ein Modell eines Kondensators zeigt;
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Anzahl an Teilen Siliziumoxidzugabe und dem Abdeckungsverhältnis zeigt;
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Anzahl an Teilen Siliziumoxidzugabe und dem Abdeckungsverhältnis zeigt;
5 ist eine Darstellung, die den Zusammenhang zwischen dem Abdeckungsverhältnis und dem Lückenverhältnis zeigt;
6 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Mischprozessvorrichtung zeigt, die für die externe Zugabe und das Mischen von anorganischen Feinpartikeln verwendet werden kann;
7 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des Aufbaus eines Rührbauteils zeigt, das in der Mischprozessvorrichtung verwendet wird;
8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung zeigt;
9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Ultraschalldispergierungsdauer und dem Abdeckungsverhältnis zeigt; und
10 ist eine Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Menge magnetischer Eisenoxidpartikel und dem Absorptionsgrad zeigt.

- Beschreibung von Ausführungsbeispielen -
Der Zustand des magnetischen Toners zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium ist in 1 gezeigt. In 1 ist der magnetische Toner negativ geladen und auf das Übertragungsmaterial wird eine positive Vorspannung aufgebracht. Wenn der Zustand der magnetischen Tonerschicht so wie in 1 gezeigt ist, tritt aufgrund der vielen Lücken während der Übertragung leicht eine Entladung auf. Außerdem wird auch davon ausgegangen, dass eine kriechende Entladung auftritt, die sich entlang der Oberfläche der magnetischen Tonerschicht bewegt. Wenn eine Entladung auftritt und der magnetische Toner einen großen Strom aufnimmt, wird der magnetische Toner aufgrund einer Ladungsstörung auf dem magnetischen Toner leicht eine Umkehrkomponente und dies endet damit, dass eine „Rückübertragung“ stattfindet - bei der der magnetische Toner auf dem Aufzeichnungsmedium auf das ein elektrostatisches Latentbild tragende Bauteil zurückkehrt. Wenn zum Beispiel während der Ausgabe eines schwarzen Vollbilds häufig eine Rückübertragung stattfindet, werden Übertragungsfehler auffällig und es wird schließlich ein ungleichmäßiges Bild erzeugt.
Aufgrund dessen müssen sowohl die an den Lücken auftretende Entladung als auch die sich entlang der Oberfläche der magnetischen Tonerschicht bewegende kriechende Entladung unterdrückt werden, um Übertragungsfehler zu verhindern.
Hinsichtlich der an den Lücken auftretenden Entladung müssen die Lücken in der magnetischen Tonerschicht selbst verringert werden. Wenn die Lücken betrachtet werden, werden die Lücken natürlich verringert, wenn der magnetische Toner eng gepackt ist. Um dies herbeizuführen, müssen durch Aggregation herbeigeführte Abweichungen verringert werden, indem die Kräfte, die zwischen dem magnetischen Toner wirken, soweit wie möglich verringert werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die eine magnetische Toneraggregation vermittelnden Kräfte [1] eine nichtelektrostatische Kraft, d. h. eine Van-der-Waals-Kraft, und [2] eine elektrostatische Kraft sind.
Hinsichtlich der Van-der-Waals-Kraft [1] wird durch die folgende Formel zunächst die Van-der-Waals-Kraft (F) angegeben, die zwischen einer flachen Platte und einem Partikel erzeugt wird. $F = H \times D / 12 Z^{2}$
Dabei ist H die Hamaker-Konstante, D ist der Durchmesser des Partikels, und Z ist der Abstand zwischen dem Partikel und der flachen Platte.
Bezüglich Z herrscht die allgemeine Auffassung, dass bei großen Abständen eine anziehende Kraft arbeitet und bei sehr kleinen Abständen eine abstoßende Kraft arbeitet, und Z wird als eine Konstante behandelt, da sie nichts mit dem Zustand der Oberfläche des magnetischen Tonerpartikels zu tun hat.
Gemäß der oben stehenden Gleichung ist die Van-der-Waals-Kraft (F) proportional zum Durchmesser des mit der flachen Platte in Kontakt stehenden Partikels. Wenn diese auf die Oberfläche des magnetischen Toners aufgebracht wird, ist die Van-der-Waals-Kraft (F) für ein mit der flachen Platte in Kontakt stehendes anorganisches Feinpartikel mit seiner kleineren Partikelgröße kleiner als für ein mit der flachen Platte in Kontakt stehendes magnetisches Tonerpartikel. Und zwar ist die zwischen Partikeln arbeitende Van-der-Waals-Kraft in Anbetracht des auf dem Modell Partikel und flache Platte beruhenden Falls Partikel zu Partikel für den Fall eines Kontakts durch Zwischentreten der anorganischen Feinpartikel kleiner als für den direkten Kontakt zwischen magnetischen Tonerpartikeln.
Darüber hinaus kann hinsichtlich der elektrostatischen Kraft [2] die elektrostatische Kraft als eine Reflexionskraft angesehen werden. Es ist bekannt, dass eine Reflexionskraft allgemein direkt proportional zum Quadrat der Partikelladung (q) und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands ist.
Wenn das Laden eines magnetischen Toners betrachtet wird, wird davon ausgegangen, dass die von der Oberfläche des magnetischen Tonerpartikels gehaltene Ladung den Großteil der Gesamtladungsmenge auf dem magnetischen Toner ausmacht. Mit anderen Worten ist es die Oberfläche des magnetischen Tonerpartikels und nicht der anorganischen Feinpartikel, die die Ladung trägt. Aufgrund dessen gehen die Reflexionskraft wie auch die Van-der-Waals-Kraft zurück, wenn der Abstand von der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel wächst, und die Reflexionskraft ist für einen Kontakt durch das Zwischentreten der anorganischen Feinpartikel kleiner als für einen direkten Kontakt zwischen den magnetischen Tonerpartikeln.
Ob sich die magnetischen Tonerpartikel in direktem Kontakt miteinander befinden oder sich durch das Zwischentreten der anorganischen Feinpartikel miteinander in Kontakt befinden, hängt von der Menge an anorganischen Feinpartikeln ab, die die Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel bedeckt, d. h. von dem Abdeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinpartikel. Dadurch ergibt sich dann die Notwendigkeit, das Abdeckungsverhältnis der anorganischen Feinpartikel auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel zu berücksichtigen. Es wird davon ausgegangen, dass bei einem hohen Abdeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinpartikel die Möglichkeit für einen direkten Kontakt zwischen den magnetischen Tonerpartikeln vermindert wird, was es für den magnetischen Toner schwieriger macht, mit sich selbst zu aggregieren. Wenn die anorganischen Feinpartikel andererseits ein geringes Abdeckungsverhältnis zeigen, tritt aufgrund des Kontakts zwischen den magnetischen Tonerpartikeln leicht eine Aggregation auf und aufgrund des Auftretens von Abweichungen innerhalb der magnetischen Tonerschicht werden Lücken erzeugt und eine Entladung kann nicht verhindert werden.
Hinsichtlich des Abdeckungsverhältnisses durch die anorganischen Feinpartikel kann andererseits unter Verwendung der Gleichung, die zum Beispiel in Patentliteratur 5 beschrieben ist, ein theoretisches Abdeckungsverhältnis berechnet werden - indem die Annahme getroffen wird, dass die anorganischen Feinpartikel und der magnetische Toner eine Kugelform haben. Allerdings gibt es auch viele Fälle, in denen die anorganischen Feinpartikel und/oder der magnetische Toner keine Kugelform haben/hat, und außerdem können die anorganischen Feinpartikel auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel in einem aggregierten Zustand vorhanden sein. Folglich ist das theoretische Abdeckungsverhältnis, das unter Verwendung der angegebenen Technik hergeleitet wird, nicht für die Übertragbarkeit passend.
Indem die Erfinder, wie unten ausführlich beschrieben ist, vorgegangen sind, führten sie eine Untersuchung der Oberfläche des magnetischen Toners mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) durch und bestimmten den Anteil der tatsächlichen Abdeckung der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel durch die anorganischen Feinpartikeln, d. h. das Abdeckungsverhältnis.
Als ein Beispiel wurden das theoretische Abdeckungsverhältnis und das tatsächliche Abdeckungsverhältnis für Gemische bestimmt, die hergestellt wurden, indem verschiedene Mengen Siliziumoxid-Feinpartikel (Anzahl an Teilen Siliziumoxidzugabe zu 100 Masseteilen magnetischer Tonerpartikel) zu magnetischen Tonerpartikeln (Gehalt magnetischer Körper = 43,5 Masse%) zugegeben wurden, die durch ein Pulverisierungsverfahren zur Verfügung gestellt wurden und einen volumengemittelten Partikeldurchmesser (Dv) von 8,0 µm hatten (siehe 3 und 4). Für die Siliziumoxid-Feinpartikel wurden Siliziumoxid-Feinpartikel mit einem volumengemittelten Partikeldurchmesser (Dv) von 15 nm verwendet. Für die Berechnung des theoretischen Abdeckungsverhältnisses wurde für die wahre spezifische Dichte der Siliziumoxid-Feinpartikel 2,2 g/cm³ verwendet; für die wahre spezifische Dichte des magnetischen Toners wurde 1,65 g/cm³ verwendet; und für die Siliziumoxid-Feinpartikel und die magnetischen Tonerpartikel wurden monodisperse Partikel mit einem Partikeldurchmesser von jeweils 15 nm und 8,0 µm angenommen.
Wie in 3 gezeigt ist, beträgt das theoretische Abdeckungsverhältnis mehr als 100%, wenn die Zugabemenge der Siliziumoxid-Feinpartikel erhöht wird. Andererseits ändert sich das tatsächliche Abdeckungsverhältnis mit der Zugabemenge der Siliziumoxid-Feinpartikel nicht, sondern überschreitet 100% nicht. Das liegt daran, dass Siliziumoxid-Feinpartikel zu einem gewissen Grad als Aggregate auf der Oberfläche des magnetischen Toners vorhanden sind, oder an einer großen Wirkung aufgrund dessen, dass die Siliziumoxid-Feinpartikel nicht kugelförmig sind.
Überdies stellte sich entsprechend Untersuchungen der Erfinder heraus, dass sich das Abdeckungsverhältnis selbst bei gleicher Zugabemenge der Siliziumoxid-Feinpartikel mit der externen Zugabetechnik änderte. Und zwar ist es nicht möglich, das Abdeckungsverhältnis allein anhand der Zugabemenge der anorganischen Feinpartikel zu bestimmen (siehe 4). Dabei bezieht sich die externe Zugabebedingung A auf ein Mischen bei 1,0 W/g für eine Verarbeitungsdauer von 5 Minuten unter Verwendung der in 6 gezeigten Vorrichtung. Die externe Zugabebedingung B bezieht sich auf ein Mischen bei 4000 U/min für eine Verarbeitungsdauer von 2 Minuten unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (Markenname) von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd..
Wegen der vorstehend angegebenen Gründe verwendeten die Erfinder das Abdeckungsverhältnis der anorganischen Feinpartikel, das durch REM-Untersuchung der Oberfläche des magnetischen Toners ermittelt wurde.
Wie bis zu dieser Stelle beschrieben worden ist, wird davon ausgegangen, dass die Lücken in der magnetischen Tonerschicht verringert werden können, indem eine Aggregation zwischen magnetischen Tonerpartikeln durch Erhöhen des Abdeckungsverhältnisses durch die anorganischen Feinpartikel verhindert wird. Das Abdeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinpartikel und das Lückenverhältnis in dem magnetischen Toner wurden daher untersucht.
Um das Lückenverhältnis zu bestimmen, wird der magnetische Toner zunächst in einen Becher bekannten Fassungsvermögens bekannter Masse eingeführt, wobei der magnetische Toner gemäß mindestens diesem Fassungsvermögen eingeführt wird und der magnetische Toner in einen konsolidierten Zustand gebracht wird, indem eine vorgeschriebene Anzahl von Malen geklopft wird. Danach wird über das Fassungsvermögen hinausgehender Toner entfernt, und für den konsolidierten magnetischen Toner wird die Dichte pro Volumeneinheit gemessen. Anhand dessen kann das Lückenverhältnis der magnetischen Tonerschicht berechnet werden.
Diese Messung erfolgte für einzelne magnetische Toner mit unterschiedlichen Abdeckungsverhältnissen. Der Zusammenhang zwischen dem Abdeckungsverhältnis und dem Lückenverhältnis ist in 5 gezeigt. Man geht davon aus, dass das durch diese Vorgehensweise bestimmte Lückenverhältnis mit dem Zustand der magnetischen Tonerschicht korreliert, die sich zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium befindet, und das Lückenverhältnis ist, wie aus 5 klar hervorgeht, bei einem höheren Abdeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinpartikel kleiner.
Selbst wenn dafür gesorgt würde, dass diese Lücken nicht vorhanden wären, würde dies nicht die kriechende Entladung entlang der Oberfläche der magnetischen Tonerschicht stoppen und es wäre insbesondere recht schwierig, Übertragungsfehler in Umgebungen zu stoppen, in denen eine Entladung dazu neigt aufzutreten.
Wird diese Entladung weiter betrachtet und ist C die Kapazität des Dielektrikums zwischen den Elektroden in dem Kondensatormodell in 2, dann wird C durch die folgende Formel angegeben. $C = ε S / d$
(S stellt die Fläche einer einzelnen Elektrodenplatte dar, d stellt den Abstand zwischen den Elektrodenplatten dar, und ε stellt die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums zwischen den Elektrodenplatten dar.)
Wenn zwischen den Elektroden ein großes elektrisches Feld angelegt wird und das Dielektrikum in 2 eine geringe Kapazität hat, wird zwischen den Elektroden eine Entladung erzeugt. Gemäß der oben angegebenen Formel ist die Kapazität proportional zur Dielektrizitätskonstante des Materials. Dementsprechend kann erwartet werden, dass sich die Entladungshäufigkeit im Fall eines Materials mit hoher Kapazität verringert. Darauf beruhend führten die Erfinder konkrete Untersuchungen hinsichtlich Materialien hoher Kapazität durch und fanden als Folge dessen, dass eine deutliche Wirkung vorhanden ist, wenn auf der Oberfläche magnetische Eisenoxidpartikel vorhanden sind. Es wird davon ausgegangen, dass dies deswegen der Fall ist, weil durch das Vorhandensein von magnetischen Eisenoxidpartikeln hoher Kapazität auf der Oberfläche eine kriechende Entladung, die sich entlang der Oberfläche der magnetischen Tonerschicht bewegt, verhindert wird.
Als die Erfinder beruhend auf den vorstehenden Ergebnissen gezielte Untersuchungen durchführten, konnte die Übertragbarkeit verbessert werden, als hinsichtlich des Abdeckungsverhältnisses der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel durch die anorganischen Feinpartikel das Abdeckungsverhältnis A mindestens 45,0% sein gelassen wurde und das oben beschriebene Verhältnis B/A gesteuert wurde und als die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen magnetischen Eisenoxidpartikel bezogen auf die Gesamtmenge des magnetischen Toners mindestens 0,10 Masse% bis nicht mehr als 5,00 Masse% gelassen wurden. Als Gründe dafür wird Folgendes angenommen.
Hinsichtlich des Abdeckungsverhältnisses A führt zunächst ein höheres Abdeckungsverhältnis, wie oben erwähnt wurde, zu einem geringeren Lückenverhältnis für die magnetische Tonerschicht. Aufgrund dessen geht man davon aus, dass die Lücken innerhalb der magnetischen Tonerschicht, die zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium vorhanden sind, verringert werden, wenn das Abdeckungsverhältnis A mindestens 45% beträgt, und dass dann die an den Lücken auftretende Entladung unterdrückt wird. Andererseits müssen die anorganischen Feinpartikel in großen Mengen zugegeben werden, um das Abdeckungsverhältnis A auf über 70,0% zu bringen, doch selbst wenn hier ein externes Zugabeverfahren entwickelt werden könnte, werden dann Bildfehler, zum Beispiel vertikale Streifen, die durch freigesetzte anorganische Feinpartikel herbeigeführt werden, leicht erzeugt und dies ist daher ungünstig.
Wenn das Abdeckungsverhältnis A durch die anorganischen Feinpartikel andererseits kleiner als 45,0% ist, tritt schließlich ein großes Lückenverhältnis auf und die Übertragbarkeit verbessert sich nicht. Das Abdeckungsverhältnis A beträgt vorzugsweise mindestens 45,0% bis nicht mehr als 65,0%.
Außerdem beträgt B/A mindestens 0,50 bis nicht mehr als 0,85. Dass B/A mindestens 0,50 bis nicht mehr als 0,85 beträgt, bedeutet, dass zu einem gewissen Grad anorganische Feinpartikel vorhanden sind, die an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind, und dass außerdem anorganische Feinpartikel in einem Zustand vorhanden sind, der ein sich von dem magnetischen Toner trennendes Verhalten ermöglicht. Wird die magnetische Tonerschicht berücksichtigt, die zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium vorhanden ist, liegt diese magnetische Tonerschicht in einem Zustand vor, in dem zu einem gewissen Grad Druck aufgebracht worden ist. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich der magnetische Toner aufgrund des Vorhandenseins der anorganischen Feinpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind, und des Vorhandenseins anorganischer Feinpartikel, die dazu imstande sind, sich getrennt von den magnetischen Tonerpartikeln zu verhalten, auch dann frei drehen kann, wenn zu einem gewissen Grad Druck aufgebracht worden ist. Man glaubt, dass dies an der Erzeugung einer lagerartigen Wirkung durch die freisetzbaren anorganischen Feinpartikel liegt, die relativ zu den anorganischen Feinpartikel gleiten, die an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind. Aus diesem Grund liegt der erfindungsgemäße magnetische Toner in einem Zustand vor, in dem das Lückenverhältnis in der magnetischen Tonerschicht leicht kleine Werte annimmt, und selbst dann, wenn Druck aufgebracht wird, ist eine freie Drehung des magnetischen Toners möglich, und aufgrund dessen können die Lücken in der magnetischen Tonerschicht zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium mittels einer noch dichteren Packung maximal verringert werden. B/A beträgt vorzugsweise mindestens 0,55 bis nicht mehr als 0,80.
Die magnetischen Eisenoxidpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, betragen in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner bezogen auf die Gesamtmenge des magnetischen Toners ausgedrückt mindestens 0,10 Masse% bis nicht mehr als 5,00 Masse%. Wenn zusätzlich zu der wie oben beschriebenen Steuerung des Abdeckungsverhältnisses A und von B/A mindestens 0,10 Masse% magnetischer Eisenoxidpartikel auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, wird eine kriechende Entladung entlang der Oberfläche der magnetischen Tonerschicht im Wesentlichen verhindert und wird die Übertragbarkeit drastisch verbessert. Wenn der Gehalt an magnetischen Eisenoxidpartikel andererseits 5,00 Masse% überschreitet, sind die magnetischen Eisenoxidpartikel dann im Überschuss vorhanden und die Bauteile erfahren Abrieb durch gelöste magnetische Eisenoxidpartikel, und die Bilddichte von schwarzen Vollbildern unterliegt einem erheblichen Rückgang aufgrund von zum Beispiel der Erzeugung weißer Streifen. Wenn der Gehalt an magnetischen Eisenoxidpartikeln unterhalb von 0,10 Masse% liegt, wird eine kriechende Entladung nicht verhindert und es gibt eine erhebliche Verschlechterung der Übertragungsfehler. Dieser Gehalt an magnetischen Eisenoxidpartikeln beträgt vorzugsweise mindestens 0,30 Masse% bis nicht mehr als 5,00 Masse%.
Wie bis zu dieser Stelle beschrieben worden ist, kann der erfindungsgemäße magnetische Toner - indem die Lücken in der magnetischen Tonerschicht, die zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium liegt, beseitigt werden und indem auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel eine vorgeschriebene Menge magnetischer Eisenoxidpartikel platziert wird - während der Übertragung für eine wirksame Verhinderung einer kriechenden Entladung und einer Entladung an den Lücken sorgen und er kann somit für eine erhebliche Verbesserung der Übertragbarkeit sorgen.
Außerdem beträgt der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A bei der Erfindung vorzugsweise nicht mehr als 10,0%. Wie bis zu dieser Stelle beschrieben worden ist, korreliert das Abdeckungsverhältnis A mit dem Lückenverhältnis der magnetischen Tonerschicht. Ein Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A von nicht mehr als 10,0% bedeutet, dass das Abdeckungsverhältnis A sowohl zwischen den magnetischen Tonerpartikeln als auch innerhalb eines magnetischen Tonerpartikels sehr gleichmäßig ist. Ein gleichmäßigeres Abdeckungsverhältnis A ermöglicht die Entwicklung der oben genannten Lagerwirkung mit weniger Schwankung von Partikel zu Partikel. Aufgrund dessen wird die magnetische Tonerschicht zwischen dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil und dem Aufzeichnungsmedium ohne Unebenheit dicht gepackt und folglich werden die Lücken günstig verringert. Der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A beträgt vorzugsweise nicht mehr als 8,0%.
Außerdem gibt es keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Technik, den Variationskoeffizienten für das Abdeckungsverhältnis A auf 10,0% oder weniger zu bringen, doch wird die Verwendung der unten beschriebenen externen Zugabevorrichtung und -technik bevorzugt, die dazu imstande sind, einen hohen Grad an Verteilung der Metalloxid-Feinpartikel, z. B. der Siliziumoxid-Feinpartikel, über der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel herbeizuführen.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner hat bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 40°C vorzugsweise eine Dielektrizitätskonstante ε' von mindestens 40,0 pF/m. Als Grundlage für die Messung der Dielektrizitätskonstante ε' wird hier eine Frequenz von 100 kHz angegeben, da dies eine günstige Frequenz ist, um eine stabile Messung der Dielektrizitätskonstante ε' eines magnetischen Toners durchzuführen. Außerdem wird angenommen, dass die Temperatur von 40°C die Temperatur ist, wenn das Innere eines Druckers durch kontinuierliche Benutzung des Druckers aufgeheizt wird.
Als Grund für die zusätzliche Verbesserung der Übertragbarkeit, wenn die Dielektrizitätskonstante ε' mindestens 40,0 pF/m beträgt, wird Folgendes angenommen. Wie zuvor beschrieben wurde, muss die Entladung während der Übertragung unterdrückt werden, um die Übertragbarkeit zu erhöhen. Unter der Voraussetzung, dass die Elektroden in dem Kondensatormodell das ein elektrostatische Latentbild tragende Bauteil und das Aufzeichnungsmedium sind und die magnetische Tonerschicht das Dielektrikum ist, wird das Auftreten einer Entladung verhindert, wenn die Kapazität des Dielektrikums angehoben wird. Beruhend auf der Formel für die Kapazität sorgt eine höhere Dielektrizitätskonstante für das Dielektrikum für eine höhere Kapazität. Dementsprechend wird davon ausgegangen, dass, wenn die Dielektrizitätskonstante ε' der magnetischen Tonerschicht angehoben wird, auch die Kapazität angehoben wird und sich die Übertragbarkeit aufgrund einer Verminderung des Auftretens von Entladung verbessert. Aufgrund dessen beträgt die Dielektrizitätskonstante ε' des magnetischen Toners bei der Erfindung vorzugsweise mindestens 40,0 pF/m. Diese Dielektrizitätskonstante ε' beträgt besser noch mindestens 43,0 pF/m bis nicht mehr als 50,0 pF/m.
Die Dielektrizitätskonstante ε' kann in den oben angegebenen Bereich gebracht werden, indem die Zugabemenge des magnetischen Körpers eingestellt wird.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner hat vorzugsweise eine mittlere Rundheit von mindestens 0,935 bis nicht mehr als 0,955. Eine mittlere Rundheit von mindestens 0,935 bis nicht mehr als 0,955 bedeutet, dass der magnetische Toner irregulär ist und dass Unebenheit vorhanden ist. Im Allgemeinen führt eine höhere mittlere Rundheit zu einem höheren Fließvermögen für den magnetischen Toner. Wenn dabei die Van-der-Waals-Kraft erneut berücksichtigt wird, ist D der Partikeldurchmesser des magnetischen Toners und wird tatsächlich auch als der Krümmungsradius des Bereichs berücksichtigt, der mit der flachen Platte in Kontakt steht. Aufgrund dessen sorgt ein irregulärer Toner, der mit einem kleineren Krümmungsradius versehen ist, leicht für eine kleinere Van-der-Waals-Kraft, und die Erfinder glauben, dass die Wirkungen der Erfindung dann noch günstiger zu Tage treten können. Diese mittlere Rundheit kann in den angegebenen Bereich eingestellt werden, indem das Verfahren zum Herstellen des magnetischen Toners angepasst wird und indem die Herstellungsbedingungen angepasst werden.
Für das Bindemittelharz für den magnetischen Toner können bei der Erfindung beispielhaft Vinylharze, Polyesterharze und so weiter genannt werden, doch es gibt keine besonderen Beschränkungen dafür und es können die bislang bekannten Harze verwendet werden.
Genauer ausgedrückt können zum Beispiel die folgenden Substanzen verwendet werden: Polystyrol; Styrolcopolymere wie Styrol-Propylen-Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Methylacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere, Styrol-Butylacrylat-Copolymere, Styrol-Octylacrylat-Copolymere, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Octylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere und Styrol-Maleat-Copolymere; Polyacrylatester; Polymethacrylatester; und Polyvinylacetat. Es kann eine einzelne dieser Substanzen verwendet werden, oder es kann eine Vielzahl in Kombination verwendet werden. Unter den vorstehenden Substanzen werden unter dem Standpunkt der Entwicklungseigenschaften und des Fixiervermögens Styrolcopolymere und Polyesterharze bevorzugt.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des erfindungsgemäßen magnetischen Toners beträgt vorzugsweise mindestens 40°C bis nicht mehr als 70°C. Wenn die Glasübergangstemperatur des magnetischen Toners mindestens 40°C bis nicht mehr als 70°C beträgt, können die Lagerstabilität und Haltbarkeit gesteigert werden, während ein günstiges Fixiervermögen beibehalten wird.
Zu dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner wird vorzugsweise ein Ladungssteuerungsmittel zugegeben.
Als Lademittel zum negativen Laden sind organometallische Komplexverbindungen und Chelatverbindungen wirksam. Für diese können beispielhaft Monoazo-Metallkomplexverbindungen, Acetylaceton-Metallkomplexverbindungen; und Metallkomplexverbindungen aus aromatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Dicarbonsäuren genannt werden. Bestimmte Beispiele kommerziell erhältlicher Produkte sind Spilon Black (Markenname) TRH, T-77 und T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und BONTRON (eingetragene Marke) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88 und E-89 (Orient Chemical Industries Co., Ltd.).
Es kann ein einzelnes dieser Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, oder es können zwei oder mehr in Kombination verwendet werden. Vom Standpunkt der Ladungsmenge des magnetischen Toners her gesehen werden diese Ladungssteuerungsmittel pro 100 Masseteilen des Bindemittelharzes ausgedrückt zu vorzugsweise 0,1 bis 10,0 Masseteilen und besser noch 0,1 bis 5,0 Masseteilen verwendet.
Falls erforderlich, kann der erfindungsgemäße magnetische Toner ein Trennmittel beinhalten, um das Fixiervermögen zu verbessern. Für dieses Trennmittel kann jedes bekannte Trennmittel verwendet werden. Bestimmte Beispiele sind Erdölwachse, z. B. Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs und Vaseline und ihre Derivate; Montanwachse und ihre Derivate; durch das Fischer-Tropsch-Verfahren bereitgestellte Kohlenwasserstoffwachse und ihre Derivate; Polyolefinwachse, wie sie durch Polyethylen und Polypropylen verkörpert werden, und ihre Derivate; natürliche Wachse, z. B. Carnaubawachs und Candelillawachs, und ihre Derivate; und Esterwachse. Dabei schließen die Derivate oxidierte Produkte, Blockcopolymere mit Vinylmonomeren und Pfropfmodifikationen ein. Außerdem kann das Esterwachs ein monofunktionelles Esterwachs oder ein multifunktionelles Esterwachs, z. B. am ehesten ein bifunktionelles Esterwachs, aber auch ein tetrafunktionelles oder hexafunktionelles Esterwachs, sein.
Wenn in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner ein Trennmittel verwendet wird, beträgt sein Gehalt vorzugsweise mindestens 0,5 Masseteile bis nicht mehr als 10 Masseteile pro 100 Masseteilen des Bindemittelharzes. Wenn der Trennmittelgehalt in dem angegebenen Bereich liegt, wird das Fixiervermögen gesteigert, während die Lagerstabilität des magnetischen Toners nicht beeinträchtigt wird.
Das Trennmittel kann in dem Bindemittelharz durch zum Beispiel ein Verfahren eingebaut werden, in dem das Harz während der Harzherstellung in einem Lösungsmittel gelöst wird, die Temperatur der Harzlösung angehoben wird und während eines Rührens Zugabe und Mischen erfolgen, oder ein Verfahren, in dem die Zugabe während eines Schmelzknetens während der Herstellung des magnetischen Toners erfolgt.
Die Peaktemperatur (unten auch als Schmelzpunkt bezeichnet) des maximalen endothermen Peaks, der bei dem Trennmittel unter Verwendung eines dynamischen Differenzkalorimeters (DSC) gemessen wird, beträgt vorzugsweise mindestens 60°C und nicht mehr als 140°C und besser noch mindestens 70°C und nicht mehr als 130°C. Wenn die Peaktemperatur (Schmelzpunkt) des maximalen endothermen Peaks mindestens 60°C bis nicht mehr als 140°C beträgt, wird der magnetische Toner während des Fixierens leicht plastifiziert und das Fixiervermögen wird gesteigert. Dies wird auch deswegen bevorzugt, weil es auch während einer Langzeitlagerung gegen das Auftreten einer Exsudation des Trennmittels arbeitet.
Die Peaktemperatur des maximalen endothermen Peaks des Trennmittels wird bei der Erfindung beruhend auf ASTM D3418-82 unter Verwendung eines dynamischen Differenzkalorimeters „Q1000“ (Markenname) von TA Instruments, Inc. gemessen. Die Temperaturkorrektur in dem Instrumentenerkennungsabschnitt erfolgt unter Verwendung der Schmelzpunkte von Indium und Zink, während die Schmelzwärme von Indium verwendet wird, um die Wärmemenge zu korrigieren.
Im Einzelnen werden ungefähr 10 mg der Messprobe präzise abgewogen und diese werden in eine Aluminiumpfanne eingeführt. Unter Verwendung einer leeren Aluminiumpfanne als Bezug erfolgt die Messung im Messtemperaturbereich von 30 bis 200°C bei einer Temperaturanstiegsrate von 10°C/min. Für die Messung wird die Temperatur auf 200°C angehoben und dann mit 10°C/min auf 30°C fallen gelassen und danach erneut mit 10°C/min angehoben. Die Peaktemperatur des maximalen endothermen Peaks wird für das Trennmittel anhand der DSC-Kurve im Temperaturbereich von 30 bis 200°C für diesen zweiten Temperaturhochfahrschritt ermittelt.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält im Inneren des magnetischen Tonerpartikels einen magnetischen Körper und er enthält außerdem auf der Oberfläche des magnetischen Tonerpartikels magnetische Eisenoxidpartikel. Dabei werden die magnetischen Eisenoxidpartikel durch externe Zugabe zu den magnetischen Tonerpartikeln auf der Oberfläche des magnetischen Tonerpartikels platziert.
Für den im Inneren der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen magnetischen Körper können beispielhaft Eisenoxide wie Magnetit, Maghemit, Ferrit und so weiter; Metalle wie Eisen, Cobalt und Nickel; und Legierungen und Mischungen dieser Metalle mit Metallen wie Aluminium, Kupfer, Magnesium, Zinn, Zink, Beryllium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium genannt werden.
Hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften dieses magnetischen Körpers für die Aufbringung von 79,6 kA/m beträgt die Koerzitivkraft (Hc) vorzugsweise 1,6 bis 12,0 kA/m. Die Magnetisierungsstärke (σs) beträgt vorzugsweise 30 bis 90 Am²/kg und besser noch 40 bis 80 Am²/kg. Die Restmagnetisierung (σr) beträgt vorzugsweise 1,0 bis 10,0 Am²/kg und besser noch 1,5 bis 8,0 Am²/kg.
Für die Form des magnetischen Körpers kann jede Form verwendet werden, aber ein mindestes tetraedisches Polyeder wird bevorzugt und ein Oktaeder wird noch mehr bevorzugt.
Andererseits können die magnetischen Eisenoxidpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, zum Beispiel aus einer ähnlichen Substanz wie der magnetische Körper bestehen, der im Inneren der magnetischen Tonerpartikel vorhanden ist. Für die Form der magnetischen Eisenoxidpartikel können beispielhaft oktaedrisch, hexaedrisch, kugelförmig, nadelförmig, schuppenförmig und so weiter genannt werden, und es wird, während jede beliebige Form verwendet werden kann, ein mindestens tetraedisches Polyeder bevorzugt und ein Oktaeder wird noch mehr bevorzugt.
Der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1) der Primärpartikel dieses magnetischen Körpers beträgt vorzugsweise nicht mehr als 0,50 µm und besser noch 0,05 µm bis 0,30 µm.
Der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1) der Primärpartikel der magnetischen Eisenoxidpartikel beträgt vorzugsweise mindestens 0,05 µm bis nicht mehr als 0,30 µm, da dies im externen Zugabeschritt eine gleichmäßige Anlagerung im Primärpartikelzustand an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel erleichtert und die Tendenz hat, die Schleierbildung zu verringern. Mindestens 0,10 µm bis nicht mehr als 0,30 µm werden noch mehr bevorzugt.
Hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften dieses magnetischen Eisenoxidpartikels für die Aufbringung von 79,6 kA/m wird darüber hinaus eine Koerzitivkraft (Hc) von 1,6 bis 25,0 kA/m bevorzugt, da dies die Tendenz hat, das Entwicklungsvermögen anzuheben. 15,0 bis 25,0 kA/m werden noch mehr bevorzugt. Die Magnetisierungsstärke (σs) beträgt vorzugsweise 30 bis 90 Am²/kg und besser noch 40 bis 80 Am²/kg; und die Restmagnetisierung (σr) beträgt vorzugsweise 1,0 bis 10,0 Am²/kg und besser noch 1,5 bis 8,0 Am²/kg.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält im Inneren des magnetischen Tonerpartikels vorzugsweise mindestens 35 Masse% bis nicht mehr als 50 Masse% und besser noch mindestens 40 Masse% bis nicht mehr als 50 Masse% des magnetischen Körpers.
Wenn der Gehalt des magnetischen Toners weniger als 35 Masse% beträgt, sinkt innerhalb einer Entwicklungshülse die magnetische Anziehung an die Magnetwalze und es kann sich die Schleierbildung verschlimmern. Wenn der Gehalt an magnetischem Toner andererseits 50 Masse% überschreitet, kann die Dichte aufgrund eines Rückgangs der Entwicklungsleistung zurückgehen.
Der Gehalt des magnetischen Körpers im Inneren des magnetischen Tonerpartikels kann unter Verwendung von zum Beispiel eines thermischen Analysegeräts Q5000IR TGA (Markenname) von PerkinElmer Inc. gemessen werden, nachdem der auf der Oberfläche vorhandene magnetische Körper durch Abwaschen entfernt wurde. Hinsichtlich des Messverfahrens wird der magnetische Toner unter einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperaturanstiegsrate von 25°C/Minute von Normaltemperatur auf 900°C erhitzt, wobei der Masseverlust von 100 bis 750°C als die Komponente genommen wird, die durch Subtrahieren des magnetischen Körpers vom magnetischen Toner erzielt wird, und die Restmasse als die Menge des magnetischen Körpers genommen wird.
Andererseits wird das Verfahren zum Messen der Menge magnetischer Eisenoxidpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden ist, unten beschrieben.
Die oben genannten magnetischen Eigenschaften des magnetischen Körpers und der magnetischen Eisenoxidpartikel werden bei der Erfindung unter Verwendung eines Vibrationsmagnetometers VSM P-1-10 (Markenname) von Toei Industry Co., Ltd. bei einer Zimmertemperatur von 25°C und einem externen Magnetfeld von 79,6 kA/m gemessen.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel anorganische Feinpartikel, die kein magnetisches Eisenoxid sind. Für die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen anorganischen Feinpartikel können beispielhaft Siliziumoxid-Feinpartikel, Titanoxid-Feinpartikel und Aluminiumoxid-Feinpartikel genannt werden, und diese anorganischen Feinpartikel können günstig nach der Ausführung einer Hydrophobierung auf ihrer Oberfläche verwendet werden.
Es ist entscheidend, dass die anorganischen Feinpartikel, die bei der Erfindung auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, mindestens ein Metalloxid-Feinpartikel enthalten, das aus der aus Siliziumoxid-Feinpartikeln, Titanoxid-Feinpartikeln und Aluminiumoxid-Feinpartikeln bestehenden Gruppe gewählt ist, und dass mindestens 85 Masse% der Metalloxid-Feinpartikel Siliziumoxid-Feinpartikel sind. Vorzugsweise sind mindestens 90 Masse% der Metalloxid-Feinpartikel Siliziumoxid-Feinpartikel.
Die Gründe dafür sind, dass Siliziumoxid-Feinpartikel nicht nur das beste Gleichgewicht bezüglich der Verleihung von Ladevermögen und Fließfähigkeit ergeben, sondern auch vom Standpunkt der Absenkung der aggregierenden Kräfte zwischen den magnetischen Tonerpartikeln hervorragend sind.
Der Grund, warum Siliziumoxid-Feinpartikel vom Standpunkt der Absenkung der aggregierenden Kräfte zwischen den Tonerpartikeln hervorragend sind, ist nicht vollständig klar, doch nimmt man an, dass dies wahrscheinlich an der ausgiebigen Tätigkeit der zuvor beschriebenen Lagerwirkung bezüglich des Gleitverhaltens zwischen den Siliziumoxid-Feinpartikeln liegt.
Außerdem sind die Siliziumoxid-Feinpartikel vorzugsweise der Hauptbestandteil der anorganischen Feinpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind. Im Einzelnen enthalten die an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixierten anorganischen Feinpartikel vorzugsweise mindestens ein Metalloxid-Feinpartikel, das aus der aus Siliziumoxid-Feinpartikeln, Titanoxid-Feinpartikeln und Aluminiumoxid-Feinpartikeln bestehenden Gruppe gewählt ist, wobei die Siliziumoxid-Feinpartikel mindestens 80 Masse% dieser Metalloxid-Feinpartikel einnehmen. Die Siliziumoxid-Feinpartikel nehmen vorzugsweise mindestens 90 Masse% ein. Man nimmt an, dass aus den gleichen Gründen, wie sie oben diskutiert wurden, Siliziumoxid-Feinpartikel vom Standpunkt der Verleihung von Ladevermögen und Fließfähigkeit am besten sind und dass folglich ein rascher Anfangsanstieg der magnetischen Tonerladung auftritt. Das Ergebnis ist, dass eine Verringerung der Schleierbildung und eine hohe Bilddichte erzielt werden können, was stark bevorzugt wird.
Es können der Zeitpunkt und die Menge der Zugabe der anorganischen Feinpartikel eingestellt werden, um die Siliziumoxid-Feinpartikel auf mindestens 85 Masse% der auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen Metalloxid-Feinpartikel zu bringen und auch um die Siliziumoxid-Feinpartikel bezogen auf die Metalloxidpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind, auf mindestens 80 Masse% zu bringen.
Die Menge vorhandener anorganischer Feinpartikel kann unter Verwendung der unten beschriebenen Verfahren zum Quantifizieren der anorganischen Feinpartikel überprüft werden.
Der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1) der Primärpartikel in den anorganischen Feinpartikeln beträgt bei der Erfindung vorzugsweise mindestens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm und besser noch mindestens 10 nm bis nicht mehr als 35 nm.
Wird der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1) der Primärpartikel in den anorganischen Feinpartikeln in den angegebenen Bereich gebracht, wird es leichter, das Abdeckungsverhältnis A und B/A zu steuern, und dies erleichtert die Erzeugung der oben beschriebenen Lagerwirkung und der die Anlagerungskraft verringernden Wirkung. Wenn der zahlengemittelte Primärpartikeldurchmesser (D1) weniger als 5 nm beträgt, tendieren die anorganischen Feinpartikel dazu, miteinander zu aggregieren, und das Erzielen eines großen Werts für B/A wird problematisch und der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A neigt ebenfalls dazu, große Werte einzunehmen. Wenn der zahlengemittelte Primärpartikeldurchmesser (D1) andererseits mehr als 50 nm beträgt, neigt das Abdeckungsverhältnis A dazu, auch bei großen Zugabemengen der anorganischen Feinpartikel klein zu sein; außerdem wird auch B/A dazu tendieren, einen geringen Wert zu haben, da es für die anorganischen Feinpartikel schwierig wird, an den magnetischen Tonerpartikeln fixiert zu sein. Und zwar ist es schwierig, die oben beschriebene, das Lückenverhältnis verringernde Wirkung und die Lagerwirkung zu erzielen, wenn der zahlengemittelte Primärpartikeldurchmesser (D1) größer als 50 nm ist.
An den bei der Erfindung verwendeten anorganischen Feinpartikeln wird vorzugsweise eine Hydrophobierung vorgenommen, und besonders bevorzugte anorganische Feinpartikel werden auf eine durch den Methanoltitrationsversuch gemessene Hydrophobie von mindestens 40% und besser noch mindestens 50% hydrophobiert worden sein.
Für das Verfahren zum Durchführen der Hydrophobierung können beispielhaft Verfahren genannt werden, bei denen die Behandlung mit z. B. einer siliziumorganischen Verbindung, einem Silikonöl, einer langkettigen Fettsäure und so weiter durchgeführt wird.
Für die siliziumorganische Verbindung kann beispielhaft Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan und Hexamethyldisiloxan genannt werden. Es kann eine einzelne von diesen oder ein Gemisch von zwei oder mehr verwendet werden.
Für das Silikonöl kann beispielhaft Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, α-Methylstyrol-modifiziertes Silikonöl, Chlorphenylsilikonöl und fluormodifiziertes Silikonöl genannt werden.
Für die langkettige Fettsäure wird geeignet eine C_10-22 Fettsäure verwendet, und die langkettige Fettsäure kann eine geradkettige Fettsäure oder eine verzweigte Fettsäure sein. Es kann eine gesättigte Fettsäure oder eine ungesättigte Fettsäure verwendet werden.
Unter den vorstehenden Fettsäuren werden gesättigte, geradkettige C_10-22 Fettsäuren besonders bevorzugt, da sie leicht für eine gleichmäßige Behandlung der Oberfläche der anorganischen Feinpartikel sorgen.
Für diese gesättigten, geradkettigen Fettsäuren können beispielhaft Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure und Behensäure genannt werden.
Für die bei der Erfindung verwendeten anorganischen Feinpartikel werden anorganische Feinpartikel bevorzugt, die mit Silikonöl behandelt worden sind, und anorganische Feinpartikel, die mit einer siliziumorganischen Verbindung und einem Silikonöl behandelt wurden, werden noch mehr bevorzugt. Dies ermöglicht eine günstige Steuerung der Hydrophobie.
Für das Verfahren zum Behandeln der anorganischen Feinpartikel mit einem Silikonöl kann beispielhaft ein Verfahren, bei dem das Silikonöl unter Verwendung eines Mischers wie eines Henschel-Mischers (Markenname) direkt mit anorganischen Feinpartikeln gemischt wird, die mit einer siliziumorganischen Verbindung behandelt worden sind, und ein Verfahren, bei dem das Silikonöl auf die anorganischen Feinpartikel gesprüht wird, genannt werden. Ein weiteres Beispiel ist ein Verfahren, bei dem das Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird, die anorganischen Feinpartikel dann zugegeben und gemischt werden und das Lösungsmittel entfernt wird.
Um eine gute Hydrophobie zu erzielen, beträgt die für die Behandlung verwendete Menge Silikonöl pro 100 Masseteilen der anorganischen Feinpartikel ausgedrückt vorzugsweise mindestens 1 Masseteil bis nicht mehr als 40 Masseteile und besser noch mindestens 3 Masseteile bis nicht mehr als 35 Masseteile.
Um dem magnetischen Toner eine hervorragende Fließfähigkeit zu verleihen, haben die Siliziumoxid-Feinpartikel, die Titanoxid-Feinpartikel und die Aluminiumoxid-Feinpartikel, die von der Erfindung verwendet werden, eine beruhend auf der Stickstoffadsorption durch das BET-Verfahren gemessene spezifische Oberfläche (spezifische BET-Oberfläche) von vorzugsweise mindestens 20 m²/g bis nicht mehr als 350 m²/g und besser noch mindestens 25 m²/g bis nicht mehr als 300 m²/g.
Die Messung der spezifischen Oberfläche (spezifischen BET-Oberfläche) durch das auf der Stickstoffadsorption beruhende BET-Verfahren erfolgt beruhend auf JIS Z8830 (2001). Als das Messinstrument wird ein „TriStar3000“ Automatic Specific Surface Area · Pore Distribution Analyzer (Markenname) von Shimadzu Corporation verwendet, der als Messverfahren eine Technik der Gasadsorption durch ein konstantes Volumen verwendet.
Die Zugabemenge der anorganischen Feinpartikel beträgt pro 100 Masseteilen der magnetischen Tonerpartikel ausgedrückt vorzugsweise mindestens 1,5 Masseteile bis nicht mehr als 3,0 Masseteile der anorganischen Feinpartikel, besser noch mindestens 1,5 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Masseteile und noch besser mindestens 1,8 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Masseteile.
Das Einstellen der Zugabemenge der anorganischen Feinpartikel in dem angegebenen Bereich wird auch vom Standpunkt einer Erleichterung einer passenden Steuerung des Abdeckungsverhältnisses A und von B/A und auch vom Standpunkt der Bilddichte und Schleierbildung bevorzugt.
Das Überschreiten von 3,0 Masseteilen bei der Zugabemenge der anorganischen Feinpartikel führt auch dann, wenn eine externe Zugabevorrichtung und ein externes Zugabeverfahren entwickelt werden könnten, zur Freisetzung der anorganischen Feinpartikel und erleichtert das Auftreten von zum Beispiel einem Streifen auf dem Bild.
Neben den oben beschriebenen anorganischen Feinpartikeln können zum erfindungsgemäßen magnetischen Toner Partikel mit einem zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von mindestens 80 nm bis nicht mehr als 3 µm zugegeben werden. Zum Beispiel kann in kleinen Mengen auch ein Schmierstoff, z. B. ein Fluorharzpulver, ein Zinkstearatpulver oder ein Polyvinylidenfluoridpulver; ein Poliermittel, z. B. ein Ceroxidpulver, ein Siliziumcarbidpulver oder ein Strontiumtitanatpulver; oder ein Abstandspartikel wie ein Siliziumoxid- und Harzpartikel zugegeben werden, die die Wirkungen der Erfindung nicht beeinflussen.
Beispiele von Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen magnetischen Toners sind unten angegeben, doch es besteht keine Absicht, das Herstellungsverfahren darauf zu beschränken.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner kann durch jedes bekannte Verfahren hergestellt werden, das eine Einstellung des Abdeckungsverhältnisses A und von B/A ermöglicht und das vorzugsweise einen Schritt hat, in dem die mittlere Rundheit eingestellt werden kann, während die anderen Herstellungsschritte nicht besonders beschränkt sind.
Das folgende Verfahren ist ein günstiges Beispiel eines solchen Herstellungsverfahrens. Zunächst werden das Bindemittelharz und der magnetische Körper und falls notwendig andere Rohmaterialien, z. B. ein Trennmittel und ein Ladungssteuerungsmittel, gründlich unter Verwendung eines Mischers wie eines Henschel-Mischers (Markenname) oder einer Kugelmühle gemischt und dann unter Verwendung einer beheizten Knetvorrichtung wie einer Walze, eines Kneters oder eines Extruders geschmolzen, verarbeitet und geknetet, um die Harze miteinander zu kompatibilisieren.
Das erzielte geschmolzene und geknetete Material wird gekühlt und fest werden gelassen und dann grob pulverisiert, fein pulverisiert und klassifiziert, und die externen Zusatzstoffe, z. B. anorganische Feinpartikel und magnetische Eisenoxidpartikel, werden extern zugegeben und in die sich ergebenden magnetischen Tonerpartikeln eingemischt, um den magnetischen Toner zu erzielen.
Für den hier verwendeten Mischer können beispielhaft der Henschel-Mischer (Markenname) von Mitsui Mining Co., Ltd., Supermixer (Markenname) von Kawata Mfg. Co., Ltd., Ribocone (Markenname) von Okawara Corporation, Nauta-Mischer, Turbulizer und Cyclomix (Markennamen) von Hosokawa Micron Corporation, Spiral Pin Mixer (Markenname) von Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd., Loedige Mixer (Markenname) von Matsubo Corporation und Nobilta (Markenname) von Hosokawa Micron Corporation genannt werden.
Für die oben genannte Knetvorrichtung können beispielhaft der KRC Kneader (Markenname) von Kurimoto, Ltd., Buss Ko-Kneader (Markenname) von Buss Corp., TEM-Extruder (Markenname) von Toshiba Machine Co., Ltd., TEX-Doppelschraubenkneter (Markenname) von The Japan Steel Works, Ltd., PCM Kneader (Markenname) von Ikegai Ironworks Corporation, Dreiwalzenmühlen, Mischwalzenmühlen, Kneter von Inoue Manufacturing Co., Ltd., Kneadex (Markenname) von Mitsui Mining Co., Ltd., Druckkneter Modell MS und Kneader-Ruder (Markenname) von Moriyama Mfg. Co. Ltd. und Banbury-Mischer (Markenname) von Kobe Steel, Ltd. genannt werden.
Für den oben genannten Pulverisierer können beispielhaft die Counter Jet Mill, Micron Jet und Inomizer (Markennamen) von Hosokawa Micron Corporation, IDS-Mühle und PJM Jet Mill (Markennamen) von Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd., Cross Jet Mill (Markenname) von Kurimoto, Ltd., Ulmax (Markenname) von Nisso Engineering Co. Ltd., SK Jet-O-Mill (Markenname) von Seishin Enterprise Co., Ltd., Kryptron (Markenname) von Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Turbo Mill (Markenname) von Turbo Kogyo Co., Ltd. und Super Rotor (Markenname) von Nisshin Engineering Inc. genannt werden.
Unter den Vorstehenden kann die mittlere Rundheit unter Verwendung einer Turbo Mill (Markenname) gesteuert werden, indem die Abgastemperatur während der Mikropulverisierung eingestellt wird. Eine geringere Abgastemperatur (von z. B. nicht mehr als 40°C) sorgt für einen kleineren Wert der mittleren Rundheit, während eine höhere Abgastemperatur (von z. B. etwa 50°C) für einen höheren Wert der mittleren Rundheit sorgt.
Für den oben genannte Klassifizierer kann beispielhaft der Classiel, Micron Classifier und Spedic Classifier (Markennamen) von Seishin Enterprise Co., Ltd., Turbo Classifier (Markenname) von Nisshin Engineering Inc., Micron Separator, Turboplex (ATP) und TSP Separator (Markennamen) von Hosokawa Micron Corporation, Elbow Jet (Markenname) von Nittetsu Mining Co., Ltd., Dispersion Separator (Markenname) von Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd. und YM Microcut (Markenname) von Yasukawa Shoji Co., Ltd. genannt werden.
Für Siebeinrichtungen, die zum Aussieben der groben Partikel verwendet werden können, können beispielhaft der Ultrasonic (Markenname) von Koei Sangyo Co., Ltd., Rezona Sieve und Gyro-Sifter (Markennamen) von Tokuju Corporation, Vibrasonic System (Markenname) von Dalton Co., Ltd., Soniclean (Markenname) von Sintokogio, Ltd., Turbo Screener (Markenname) von Turbo Kogyo Co., Ltd., Microsifter (Markenname) von Makino Mfg. Co., Ltd. und kreisförmige Vibrationssiebe genannt werden.
Für die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinpartikel kann eine bekannte Mischprozessvorrichtung, z. B. die oben beschriebenen Mischer, verwendet werden; allerdings wird vom Standpunkt, eine leichte Steuerung des Abdeckungsverhältnisses A, von B/A und des Variationskoeffizienten für das Abdeckungsverhältnis A zu ermöglichen, eine Vorrichtung bevorzugt, wie sie in 6 gezeigt ist. Darüber hinaus wird auch eine Mischprozessvorrichtung bevorzugt, die eine externe Zugabe und ein Mischen von magnetischen Eisenoxidpartikeln implementiert.
6 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Mischprozessvorrichtung zeigt, die dazu verwendet werden kann, die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinpartikel durchzuführen, die von der Erfindung verwendet werden.
Diese Mischprozessvorrichtung führt leicht ein Fixieren der anorganischen Feinpartikel an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel herbei, da sie einen Aufbau hat, der auf die magnetischen Tonerpartikel und die anorganischen Feinpartikel in einem engen Zwischenraumbereich eine Scherung aufbringt.
Des Weiteren werden das Abdeckungsverhältnis A, B/A und der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A, wie unten beschrieben wird, leicht in die für die Erfindung bevorzugten Bereiche gesteuert, da eine Zirkulation der magnetischen Tonerpartikel und anorganischen Feinpartikel in der Axialrichtung des Drehbauteils erleichtert wird und da vor der Entwicklung des Fixierens ein gründliches und gleichmäßiges Mischen erleichtert wird.
Andererseits ist 7 eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des Aufbaus des Rührbauteils zeigt, das in der oben genannten Mischprozessvorrichtung verwendet wird.
Der Prozess der externen Zugabe und des Mischens für die anorganischen Feinpartikel wird unten unter Verwendung der 6 und 7 beschrieben.
Diese Mischprozessvorrichtung, die die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinpartikel durchführt, hat ein Drehbauteil 2, auf dessen Oberfläche zumindest eine Vielzahl von Rührbauteilen 3 angeordnet ist; ein Antriebsbauteil 8, das die Drehung des Drehbauteils betreibt; und ein Hauptgehäuse 1, das so angeordnet ist, dass es mit den Rührbauteilen 3 einen Spalt hat.
Es ist wichtig, dass der Spalt (Zwischenraum) zwischen dem Innenumfang des Hauptgehäuses 1 und dem Rührbauteil 3 konstant und sehr klein gehalten wird, damit auf die magnetischen Tonerpartikel eine gleichmäßige Scherung aufgebracht wird und das Fixieren der anorganischen Feinpartikel an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel erleichtert wird.
Der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 1 in dieser Vorrichtung ist nicht mehr als zweimal so groß wie der Durchmesser des Außenumfangs des Drehbauteils 2. In 6 ist ein Beispiel gezeigt, in dem der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 1 1,7-mal so groß wie der Durchmesser des Außenumfangs des Drehbauteils 2 (der Stammdurchmesser, der sich durch Subtrahieren des Rührbauteils 3 vom Drehbauteil 2 ergibt) ist. Wenn der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 1 nicht mehr als zweimal so groß wie der Durchmesser des Außenumfangs des Drehbauteils 2 ist, wird auf die magnetischen Tonerpartikel zufriedenstellend Stoßkraft aufgebracht, da der Verarbeitungsraum, in dem auf die magnetischen Tonerpartikel Kräfte wirken, geeignet begrenzt wird.
Außerdem ist es wichtig, dass der oben genannte Zwischenraum in Übereinstimmung mit der Größe des Hauptgehäuses eingestellt wird. Vom Standpunkt der Aufbringung einer angemessenen Scherung auf die magnetischen Tonerpartikel gesehen ist es wichtig, dass der Zwischenraum auf etwa mindestens 1% bis nicht mehr als 5% des Durchmessers des Innenumfangs des Hauptgehäuses 1 eingestellt wird. Wenn der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 1 ungefähr 130 mm beträgt, wird der Zwischenraum insbesondere vorzugsweise auf ungefähr mindestens 2 mm bis nicht mehr als 5 mm eingestellt; wenn der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 1 etwa 800 mm beträgt, wird der Zwischenraum vorzugsweise auf ungefähr mindestens 10 mm bis nicht mehr als 30 mm eingestellt.
In dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens der anorganischen Feinpartikel bei der Erfindung erfolgen das Mischen und die externe Zugabe der anorganischen Feinpartikel zur Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel unter Verwendung der Mischprozessvorrichtung, indem das Drehbauteil 2 durch das Antriebsbauteil 8 gedreht wird und die magnetischen Tonerpartikel und anorganischen Feinpartikel, die in die Mischprozessvorrichtung eingeführt worden sind, gerührt und gemischt werden.
Wie in 7 gezeigt ist, ist mindestens ein Abschnitt der Vielzahl von Rührbauteilen 3 als ein Vorwärtstransport-Rührbauteil 3a ausgebildet, das, die Drehung des Drehbauteils 2 begleitend, die magnetischen Tonerpartikel und anorganischen Feinpartikel entlang der Axialrichtung des Drehbauteils in einer Richtung transportiert. Außerdem ist mindestens ein Abschnitt der Vielzahl von Rührbauteilen 3 als ein Rücktransport-Rührbauteil 3b ausgebildet, das, die Drehung des Drehbauteils 2 begleitend, die magnetischen Tonerpartikel und anorganischen Feinpartikel entlang der Axialrichtung des Drehbauteils in der anderen Richtung zurückführt.
Wenn an den zwei Enden den Hauptgehäuses 1 wie in 6 die Rohmaterialeinlassöffnung 5 und die Produktauslassöffnung 6 angeordnet sind, ist dabei die Richtung von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 zur Produktauslassöffnung 6 hin (die nach rechts gehende Richtung in 6) die „Vorwärtsrichtung“.
Und zwar ist, wie in 7 gezeigt ist, die Stirnfläche des Vorwärtstransport-Rührbauteils 3a so geneigt, dass es die magnetischen Tonerpartikel in der Vorwärtsrichtung (13) transportiert. Andererseits ist die Stirnfläche des Rücktransport-Rührbauteils 3b so geneigt, dass es die magnetischen Tonerpartikel und die anorganischen Feinpartikel in der Rückwärtsrichtung (12) transportiert.
Dadurch erfolgen die externe Zugabe der anorganischen Feinpartikel zur Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel und das Mischen, während wiederholt ein Transport in die „Vorwärtsrichtung“ (13) und ein Transport in die „Rückwärtsrichtung“ (12) erfolgt.
Außerdem bildet bezogen auf die Rührbauteile 3a, 3b eine Vielzahl von Bauteilen, die in der Umfangsrichtung des Drehbauteils 2 in Intervallen angeordnet sind, einen Satz. In dem Beispiel, das in 7 gezeigt ist, bilden auf dem Drehbauteil 2 zwei Bauteile in einem Intervall von 180° zueinander einen Satz der Rührbauteile 3a, 3b, doch es kann auch eine größere Anzahl von Bauteilen einen Satz bilden, etwa drei in einem Intervall von 120° oder vier in einem Intervall von 90°.
In dem Beispiel, das in 7 gezeigt ist, sind insgesamt zwölf Rührbauteile 3a, 3b in einem gleichmäßigen Intervall ausgebildet.
Darüber hinaus gibt D in 7 die Breite eines Rührbauteils an und d gibt den Abstand an, der den Überlappungsabschnitt eines Rührbauteils darstellt. In 7 ist D vorzugsweise eine Breite, die ungefähr mindestens 20% bis nicht mehr als 30% der Länge des Drehbauteils 2 beträgt, wenn man den Standpunkt der Herbeiführung eines effizienten Transports der magnetischen Tonerpartikel und der anorganischen Feinpartikel in der Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung berücksichtigt. 7 zeigt ein Beispiel, in dem D 23% beträgt. Darüber hinaus ist bezogen auf die Rührbauteile 3a und 3b, wenn von der Stelle des Endes des Rührbauteils 3a aus eine Verlängerungslinie in der senkrechten Richtung gezogen wird, vorzugsweise ein bestimmter Überlappungsabschnitt d des Rührbauteils mit dem Rührbauteil 3b vorhanden. Dies dient dazu, auf die magnetischen Tonerpartikel wirksam eine Scherung aufzubringen. Dieses d beträgt vom Standpunkt der Scheraufbringung vorzugsweise mindestens 10% bis nicht mehr als 30% von D.
Neben der in 7 gezeigten Form kann die Blattform - solange die magnetischen Tonerpartikel in der Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung transportiert werden können und der Zwischenraum beibehalten wird - eine Form sein, die eine gekrümmte Oberfläche oder einen Paddelaufbau hat, bei dem ein fernes Blattelement durch einen stabförmigen Arm mit dem Drehelement 2 verbunden ist.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die in den 6 und 7 gezeigten schematischen Darstellungen der Vorrichtung im Folgenden mit mehr Einzelheiten beschrieben.
Die in 6 gezeigte Vorrichtung hat ein Drehbauteil 2, auf dessen Oberfläche zumindest eine Vielzahl von Rührbauteilen 3 angeordnet ist; ein Antriebsbauteil 8, das die Drehung des Drehbauteils 2 betreibt; ein Hauptgehäuse 1, das so angeordnet ist, dass es mit den Rührbauteilen 3 einen Spalt bildet; und einen Mantel 4, in dem ein Wärmetransportmedium fließen kann und das sich auf der Innenseite des Hauptgehäuses 1 und an der Endfläche 10 des Drehbauteils befindet.
Außerdem hat die in 6 gezeigte Vorrichtung eine Rohmaterialeinlassöffnung 5, die auf der Oberseite des Hauptgehäuses 1 für den Zweck des Einführens der magnetischen Tonerpartikel und der anorganischen Feinpartikel ausgebildet ist, und eine Produktauslassöffnung 6, die auf der Unterseite des Hauptgehäuses 1 für den Zweck des Auslassens des magnetischen Toners, der dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens unterzogen worden ist, vom Hauptgehäuse 1 zur Außenseite ausgebildet ist.
Die in 6 gezeigte Vorrichtung hat auch ein Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16, das in die Rohmaterialeinlassöffnung 5 eingeschoben ist, und ein Produktauslassöffnungsinnenstück 17, das in die Produktauslassöffnung 6 eingeschoben ist.
Bei der Erfindung wird zunächst das Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 aus der Rohmaterialeinlassöffnung 5 entfernt und die magnetischen Tonerpartikel werden von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 aus in den Beareitungsraum 9 eingeführt. Dann werden die anorganischen Feinpartikel von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 aus in den Bearbeitungsraum 9 eingeführt und das Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 wird eingeschoben. Anschließend wird das Drehbauteil 6 durch das Antriebsbauteil 8 gedreht (11 stellt die Drehrichtung dar), und das zu verarbeitende, dadurch eingeführte Material wird dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens unterzogen, während es durch die Vielzahl von auf der Oberfläche des Drehbauteils 2 angeordneten Rührbauteilen 3 gerührt und gemischt wird.
Die Reihenfolge der Einführung kann auch zunächst ein Einführen der anorganischen Feinpartikel durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 und dann ein Einführen der magnetischen Tonerpartikel durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 sein. Außerdem können die magnetischen Tonerpartikel und die anorganischen Feinpartikel vorher gemischt werden, indem ein Mischer wie ein Henschel-Mischer (Markenname) verwendet wird, und das Gemisch kann danach durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 der in 6 gezeigten Vorrichtung eingeführt werden.
Genauer gesagt wird bezüglich der Bedingungen für den Prozess der externen Zugabe und des Mischens hinsichtlich der Erzielung des Abdeckungsverhältnisses A, von B/A und des Variationskoeffizienten für das Abdeckungsverhältnis A, die durch die Erfindung festgelegt sind, ein Steuern der Leistung des Antriebsbauteils 8 auf mindestens 0,2 W/g bis nicht mehr als 2,0 W/g bevorzugt.
Wenn die Leistung weniger als 0,2 W/g beträgt, ist es schwierig, ein hohes Abdeckungsverhältnis A zu erzielen, und B/A tendiert dazu, zu gering zu sein. Andererseits tendiert B/A dazu, zu hoch zu sein, wenn 2,0 W/g überschritten wird.
Die Verarbeitungsdauer ist nicht besonders beschränkt, doch beträgt sie vorzugsweise mindestens 3 Minuten bis nicht mehr als 10 Minuten. Wenn die Verarbeitungsdauer kürzer als 3 Minuten ist, tendiert B/A dazu, gering zu sein, und es besteht die Neigung, dass ein großer Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A auftritt. Wenn die Verarbeitungsdauer andererseits 10 Minuten übersteigt, tendiert B/A umgekehrt dazu, hoch zu sein, und die Temperatur innerhalb der Vorrichtung neigt dazu anzusteigen.
Die Drehgeschwindigkeit der Rührbauteile während der externen Zugabe und des Mischens ist nicht besonders beschränkt; allerdings beträgt die Drehzahl der Rührbauteile, wenn für die in 6 gezeigte Vorrichtung das Volumen des Verarbeitungsraums 9 in der Vorrichtung 2,0×10^-3 m³ beträgt und die Form der Rührbauteile 3 wie in 7 gezeigt ist, vorzugsweise mindestens 1000 U/min bis nicht mehr als 3000 U/min. Das Abdeckungsverhältnis A, B/A und der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A, die für die Erfindung festgelegt sind, werden bei mindestens 1000 U/min bis nicht mehr als 3000 U/min leicht erzielt.
Ein besonders bevorzugtes Verarbeitungsverfahren für die Erfindung hat vor dem Prozessschritt der externen Zugabe und des Mischens einen Vormischschritt. Das Einfügen eines Vormischschritts erreicht eine sehr gleichmäßige Dispergierung der anorganischen Feinpartikel auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel, und infolgedessen wird leicht ein hohes Abdeckungsverhältnis A erzielt und der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A wird leicht verringert.
Genauer gesagt sind die Vormischverarbeitungsbedingungen vorzugsweise eine Leistung des Antriebsbauteils 8 von mindestens 0,06 W/g bis nicht mehr als 0,20 W/g und eine Verarbeitungsdauer von mindestens 0,5 Minuten bis nicht mehr als 1,5 Minuten. Es ist schwierig, beim Vormischen ein zufriedenstellendes gleichmäßiges Mischen zu erzielen, wenn für die Vormischverarbeitungsbedingungen die aufgebrachte Leistung weniger als 0,06 W/g beträgt oder die Verarbeitungsdauer kürzer als 0,5 Minuten ist. Wenn für die Vormischverarbeitungsbedingungen andererseits die aufgebrachte Leistung höher als 0,20 W/g ist oder die Verarbeitungsdauer länger als 1,5 Minuten ist, können die anorganischen Feinpartikel an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert werden, bevor ein zufriedenstellendes gleichmäßiges Mischen erreicht worden ist.
Nachdem der Prozess der externen Zugabe und des Mischens beendet worden ist, wird das Produktauslassöffnungsinnenstück 17 in der Produktauslassöffnung 6 entfernt und das Drehbauteil 2 wird durch das Antriebsbauteil 8 gedreht, um den magnetischen Toner aus der Produktauslassöffnung 6 herauszulassen. Falls nötig können von dem erzielten magnetischen Toner grobe Partikel und so weiter abgetrennt werden, indem ein Sieb, zum Beispiel ein kreisförmiges Vibrationssieb, verwendet wird, um den magnetischen Toner zu erzielen.
Ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, die vorteilhaft den erfindungsgemäßen magnetischen Toner nutzen kann, wird unten im Einzelnen unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. In 8 ist 100 ein ein elektrostatisches Latentbild tragendes Bauteil (unten auch als ein fotoempfindliches Bauteil bezeichnet), und auf seinem Umfang ist unter anderem Folgendes angeordnet: ein (unten auch als Ladwalze bezeichnetes) Ladebauteil 117, eine Entwicklungseinrichtung 140 mit einem Toner tragenden Bauteil 102, ein (unten auch als Übertragungsladewalze bezeichnetes) Übertragungsbauteil 114, ein Reiniger 116, eine Fixiereinheit 126 und eine Registrierwalze 124. Das ein elektrostatisches Latentbild tragende Bauteil 100 wird durch das Ladebauteil 117 geladen. Es erfolgt eine Fotobelichtung, indem das ein elektrostatisches Latentbild tragende Bauteil 100 mit Laserlicht von einem Lasergenerator 121 bestrahlt wird, um ein dem beabsichtigten Bild entsprechendes elektrostatisches Latentbild zu erzeugen. Das elektrostatische Latentbild auf dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil 100 wird durch die Entwicklungseinrichtung 140 mit einem Einkomponententoner entwickelt, um für ein Tonerbild zu sorgen, und das Tonerbild wird durch das Übertragungsbauteil 114, das das ein elektrostatisches Latentbild tragende Bauteil mit einem dazwischen liegenden Übertragungsmaterial berührt, auf das Übertragungsmaterial übertragen. Das Tonerbild tragende Übertragungsmaterial wird zur Fixiereinheit 126 transportiert, und es erfolgt auf dem Übertragungsmaterial ein Fixieren. Außerdem wird der Toner, der auf dem ein elektrostatisches Latentbild tragenden Bauteil in gewissem Maß zurückbleibt, durch die Reinigungsklinge abgeschabt und in dem Reiniger 116 gespeichert.
Die Verfahren zum Messen der verschiedenen Eigenschaften, auf die die Erfindung verweist, werden unten beschrieben.
< Berechnung des Abdeckungsverhältnisses A >
Das Abdeckungsverhältnis A wird bei der Erfindung berechnet, indem unter Verwendung der Bildanalysesoftware Image-Pro Plus Ver. 5.0 (Markenname) von Nippon Roper Kabushiki Kaisha das Bild der Oberfläche des magnetischen Toners, das mit dem ultrahochauflösenden Feldemissionsrasterelektronenmikroskop S 4800 (Markenname) von Hitachi High-Technologies Corporation aufgenommen wird, analysiert wird. Die Bedingungen für die Bildaufnahme mit dem S-4800 (Markenname) sind wie folgt.
Probenherstellung
Auf dem Probenstumpf (15 mm × 6 mm großer Aluminiumprobenstumpf) wird in einer dünnen Lage eine elektrisch leitende Paste verteilt, und der magnetische Toner wird darauf aufgesprüht. Zusätzliches Blasen mit Luft wird durchgeführt, um vom Probenstumpf überschüssigen magnetischen Toner zu entfernen und gründliches Trocknen durchzuführen. Der Probenstumpf wird in den Probenhalter gesetzt, und die Probenstumpfhöhe wird mit dem Probenhöhenmesser auf 36 mm eingestellt.
Einstellung der Untersuchungsbedingungen mit dem S-4800 (Markenname)
Das Abdeckungsverhältnis A wird berechnet, indem das Bild verwendet wird, das mit dem S-4800 (Markenname) durch Rückstreuelektronenbildgebung erzielt wird. Das Abdeckungsverhältnis A kann unter Verwendung des Rückstreuelektronenbilds mit hervorragender Genauigkeit gemessen werden, da die anorganischen Feinpartikel weniger als im Fall des Sekundärelektronenbilds aufgeladen werden.
Leite flüssigen Stickstoff zum Rand der im Gehäuse des S-4800 (Markenname) gelegenen Antikontaminationsfalle ein und lasse 30 Minuten lang stehen. Starte „PC-SEM“ des S-4800 (Markenname) und führe Flashing durch (die FE-Spitze, die die Elektronenquelle ist, wird gereinigt). Klicke auf die Beschleunigungsspannungsanzeigefläche im Bedienfeld auf dem Bildschirm und drücke die Schaltfläche [flashing], um den Flashing-Ausführungsdialog zu öffnen. Bestätige eine Flashing-Intensität von 2 und starte. Bestätige, dass der Emissionsstrom infolge von Flashing 20 bis 40 µA beträgt. Führe den Probenhalter in die Probenkammer des Gehäuses des S-4800 (Markenname) ein. Drücke auf dem Bedienfeld [home], um den Probenhalter zur Untersuchungsposition zu führen.
Klicke die Beschleunigungsspannungsanzeigefläche, um den HV-Einstelldialog zu öffnen und setze die Beschleunigungsspannung auf [0.8 kV] und den Emissionsstrom auf [20 µA]. Stelle die Signalauswahl im Reiter [base] des Bedienfelds auf [SE]; wähle [upper (U)] und [+BSE] für den SE-Detektor; und wähle [L.A. 100] im Auswahlkasten rechts von [+BSE], um zum Untersuchungsmodus zu gehen, der das Rückstreuelektronenbild verwendet. Stelle auf die gleiche Weise in dem Reiter [base] des Bedienfelds den Sondenstrom des Elektronenoptiksystembedingungsblocks auf [Normal]; stelle den Fokusmodus auf [UHR]; und stelle WD auf [3.0 mm] ein. Drücke in der Beschleunigungsspannungsanzeigefläche des Bedienfelds das Schaltfeld [ON] und lege die Beschleunigungsspannung an.
Berechnung des zahlengemittelten Partikeldurchmessers (D1) des magnetischen Toners
Stelle die Vergrößerung auf 5000X (5k), indem du innerhalb der Vergrößerungszeigerfläche des Bedienfelds ziehst. Drehe den Fokusknopf [COARSE] auf dem Bedienfeld und führe eine Einstellung der Blendenausrichtung durch, bei der ein gewisser Grad an Fokus erzielt worden ist. Klicke in dem Bedienfeld auf [Align] und zeige den Ausrichtungsdialog an und wähle [beam]. Ziehe den dargestellten Strahl zur Mitte der konzentrischen Kreise durch Drehen der Knöpfe STIGMA/ALIGNMENT (X, Y) auf dem Bedienfeld. Wähle dann [aperture] und drehe die Knöpfe STIGMA/ALIGNMENT (X, Y) einen nach dem anderen und stelle sie so ein, dass die Bewegung des Bilds gestoppt wird oder die Bewegung minimiert wird. Schließe den Blendendialog und fokussiere mit dem Autofokus. Fokussiere durch Wiederholen dieses Vorgangs zwei weitere Male.
Bestimme danach den zahlengemittelten Partikeldurchmesser (D1) durch Messen des Partikeldurchmessers an 300 magnetischen Tonerpartikeln. Als der Partikeldurchmesser des einzelnen Partikels wird der Maximaldurchmesser beim Betrachten des magnetischen Tonerpartikels genommen.
Fokuseinstellung
Ziehe für Partikel mit einem in (3) erzielten zahlengemittelten Partikeldurchmesser (D1) von ±0,1 µm bei auf die Mitte des Messbildschirms eingestellter Mitte des maximalen Durchmessers innerhalb der Vergrößerungszeigerfläche des Bedienfelds, um die Vergrößerung auf 10000X (10k) einzustellen. Drehe auf dem Bedienfeld den Fokusknopf [COARSE] und führe eine Einstellung der Blendenausrichtung durch, an der ein gewisser Grad an Fokus erzielt worden ist. Klicke in dem Bedienfeld [Align] und zeige den Ausrichtungsdialog an und wähle [beam]. Bewege den dargestellten Strahl zur Mitte der konzentrischen Kreise durch Drehen der Knöpfe STIGMA/ALIGNMENT (X, Y) auf dem Bedienfeld. Wähle dann [aperture] und drehe die Knöpfe STIGMA/ALIGNMENT (X, Y) einen nach dem anderen und stelle sie so ein, dass die Bewegung des Bilds gestoppt wird oder die Bewegung minimiert wird. Schließe den Blendendialog und fokussiere unter Verwendung von Autofokus. Stelle dann die Vergrößerung auf 50000X (50k) ein; führe unter Verwendung des Fokusknopfs und des Knopfs STIGMA/ALIGNMENT wie oben eine Fokuseinstellung durch; und fokussiere erneut unter Verwendung von Autofokus. Fokussiere durch Wiederholen dieses Vorgangs. Da die Genauigkeit der Abdeckungsverhältnismessung dazu neigt abzunehmen, wenn die Untersuchungsebene einen großen Neigungswinkel hat, führe die Analyse dabei durch, indem du eine Auswahl mit der geringsten Neigung in der Oberfläche triffst, indem du während der Fokuseinstellung eine Auswahl triffst, bei der sich die gesamte Untersuchungsebene gleichzeitig im Fokus befindet.
Bildaufnahme
Führe unter Verwendung des ABC Modus eine Helligkeitseinstellung durch und mache eine Fotografie mit einer Größe von 640 × 480 Pixeln und speichere sie. Führe die unten beschriebene Analyse unter Verwendung dieser Bilddatei durch. Mache eine Fotografie für jedes magnetische Tonerpartikel und erziele für mindestens 30 magnetische Tonerpartikel Bilder.
Bildanalyse
Das Abdeckungsverhältnis A wird bei der Erfindung unter Verwendung der unten angegebenen Analysesoftware berechnet, indem das durch die oben beschriebene Vorgehensweise erzielte Bild einer Binarisierungsverarbeitung unterzogen wird. Wenn dies erfolgt ist, wird das oben beschriebene Einzelbild in 12 Quadrate unterteilt und jedes wird analysiert. Wenn innerhalb eines Teilbereichs jedoch ein anorganisches Feinpartikel mit einem Partikeldurchmesser von größer oder gleich 50 nm vorhanden ist, erfolgt keine Berechnung des Abdeckungsverhältnisses A für diesen Teilbereich.
Die Analysebedingungen mit der Bildanalysesoftware Image-ProPlus Ver. 5.0 (Markenname) sind die Folgenden.
Software: Image-ProPlus 5.1J (Markenname)
Wähle aus „measurement“ in der Werkzeugleiste „count/size“ und dann „option“ und stelle die Binarisierungsbedingungen ein. Wähle in der Objektextraktionsoption 8 Links und setzte Glätten auf 0. Außerdem werden Vorscreenen, Lückenfüllen und Umhüllen nicht gewählt und „exclusion of boundary line“ wird auf „none“ eingestellt. Wähle aus „mesurement“ in der Werkzeugleiste „measurement items“ und gib 2 bis 10⁷ für den Flächenuntersuchungsbereich ein.
Das Abdeckungsverhältnis wird berechnet, indem eine quadratische Zone abgegrenzt wird. Dabei wird die Fläche (C) der Zone auf 24000 bis 26000 Pixel eingestellt. Durch „processing“ Binarisierung wird eine automatische Binarisierung durchgeführt, und es wird die Gesamtfläche (D) der siliziumoxidfreien Zone berechnet.
Anhand der Fläche C der quadratischen Zone und der Gesamtfläche D der siliziumoxidfreien Zone wird unter Verwendung der folgenden Formel das Abdeckungsverhältnis a berechnet. $Abdeckungsverhältnis a (%) = 100 - (D / C \times 100)$
Wie oben erwähnt wurde, erfolgt die Berechnung des Abdeckungsverhältnisses a für mindestens 30 magnetische Tonerpartikel. Als das Abdeckungsverhältnis A der Erfindung wird der Mittelwert aller erzielten Daten genommen.
< Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A >
Der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A wird bei der Erfindung wie folgt bestimmt. Der Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A wird unter Verwendung der folgenden Formel erzielt, wobei σ(A) die Standardabweichung für alle Abdeckungsverhältnisdaten ist, die bei der oben beschriebenen Berechnung des Abdeckungsverhältnisses A verwendet werden. $Variationskoeffizient (%) = {σ (A) / A} \times 100$
< Berechnung des Abdeckungsverhältnisses B >
Das Abdeckungsverhältnis B wird berechnet, indem zunächst die unfixierten anorganischen Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners entfernt werden und danach die gleiche Vorgehensweise erfolgt, der für die Berechnung des Abdeckungsverhältnisses A gefolgt wurde.
Entfernung der unfixierten anorganischen Feinpartikel
Die unfixierten anorganischen Feinpartikel werden wie unten beschrieben entfernt. Die Erfinder untersuchten und stellten dann diese Entfernungsbedingungen ein, um die anorganischen Feinpartikel außer denen, die in der Toneroberfläche eingebettet sind, gründlich zu entfernen.
9 zeigt als ein Beispiel den Zusammenhang zwischen der Ultraschalldispergierungsdauer und dem nach der Ultraschalldispergierung berechneten Abdeckungsverhältnis bei drei verschiedenen externen Zugabestärken für magnetische Toner, bei denen das Abdeckungsverhältnis A unter Verwendung der in 6 gezeigten Vorrichtung auf 46% gebracht worden war. 9 wurde erstellt, indem unter Verwendung der gleichen Vorgehensweise wie für die oben beschriebene Berechnung des Abdeckungsverhältnisses A das Abdeckungsverhältnis eines magnetischen Toners berechnet wurde, der bereitgestellt wurde, indem die anorganischen Feinpartikel durch das unten beschriebene Verfahren durch Ultraschalldispergierung entfernt wurden und dann getrocknet wurden.
9 zeigt, dass das Abdeckungsverhältnis in Verbindung mit der Entfernung der anorganischen Feinpartikel durch Ultraschalldispergierung zurückgeht und dass das Abdeckungsverhältnis für alle externen Zugabestärken durch 20 Minuten lange Ultraschalldispergierung auf einen ungefähr konstanten Wert gebracht wird. Darauf beruhend wurde davon ausgegangen, dass eine 30 Minuten lange Ultraschalldispergierung für eine gründliche Entfernung der anorganischen Feinpartikel außer den in der Toneroberfläche eingebetteten anorganischen Feinpartikel sorgt, und das dadurch erzielte Abdeckungsverhältnis wurde als Abdeckungsverhältnis B definiert.
Im Einzelnen werden 16,0 g Wasser und 4,0 g Contaminon N (Markenname, neutrales Reinigungsmittel von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Produkt Nr. 037-10361) in eine 30 ml große Glasampulle eingeführt und gründlich gemischt. 1,50 g des magnetischen Toners werden in die sich ergebende Lösung eingeführt, und der magnetische Toner wird vollständig untergetaucht, indem am Boden ein Magnet aufgebracht wird. Danach wird der Magnet herumbewegt, um den magnetischen Toner für die Lösung zu konditionieren und Luftblasen zu entfernen.
Die Spitze eines Ultraschalloszillators UH-50 (Markenname) von SMT Co., Ltd., dessen verwendete Spitze eine Titanlegierungsspitze mit einem Spitzendurchmesser ϕ von 6 mm ist, wird so eingeführt, dass sie in der Mitte der Ampulle liegt und sich vom Boden der Ampulle aus bei einer Höhe von 5 mm befindet, und die anorganischen Feinpartikel werden durch Ultraschalldispergierung entfernt. Nach der 30 Minuten langen Ultraschallaufbringung wird die gesamte Menge des magnetischen Toners entfernt und getrocknet. Währenddessen wird so wenig Wärme wie möglich aufgebracht, während bei nicht mehr als 30°C Vakuumtrocknen erfolgt.
Berechnung des Abdeckungsverhältnisses B
Nach dem oben beschriebenen Trocknen wird das Abdeckungsverhältnis des magnetischen Toners wie das oben beschriebene Abdeckungsverhältnis A berechnet, um das Abdeckungsverhältnis B zu erzielen.
< Verfahren zum Messen des zahlengemittelten Partikeldurchmessers der Primärpartikel der anorganischen Feinpartikel >
Der zahlengemittelte Partikeldurchmesser der Primärpartikel der anorganischen Feinpartikel wird anhand des Bilds anorganischer Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners berechnet, das mit dem ultrahochauflösenden Feldemissionsrasterelektronenmikroskop S-4800 (Markenname) von Hitachi High-Technologies Corporation) aufgenommen wird. Die Bedingungen für die Bildaufnahme mit dem S-4800 (Markenname) sind die Folgenden.
Es werden die gleichen Schritte (1) bis (3) durchgeführt, die oben bei „Berechnung des Abdeckungsverhältnisses A“ beschrieben wurden; das Fokussieren erfolgt, indem wie in (4) eine Fokuseinstellung bei einer Vergrößerung von 50000X der Oberfläche des magnetischen Toners durchgeführt wird; und die Helligkeit wird dann unter Verwendung des ABC Modus eingestellt. Daraufhin wird die Vergrößerung auf 100000X gebracht, es erfolgt wie in (4) eine Fokuseinstellung unter Verwendung des Fokusknopfs und der Knöpfe STIGMA/ALIGNMENT, und es wird unter Verwendung von Autofokus fokussiert. Der Fokuseinstellungsvorgang wird wiederholt, um bei 100000X einen Fokus zu erreichen.
Danach wird der Partikeldurchmesser an mindestens 300 anorganischen Feinpartikeln auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen und es wird der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1) bestimmt. Da die anorganischen Feinpartikel auch als Aggregate vorhanden sind, wird dabei der Maximaldurchmesser für das bestimmt, was als das Primärpartikel identifiziert werden kann, und der zahlengemittelte Primärpartikeldurchmesser (D1) wird erzielt, indem der Mittelwert der erzielten Maximaldurchmesser genommen wird.
< Quantifizierungsverfahren für die anorganischen Feinpartikel >
Bestimmung des Gehalts an Siliziumoxid-Feinpartikeln in dem magnetischen Toner (Standard-Additionsverfahren).
3 g des magnetischen Toners werden in einen Aluminiumring eingeführt, der einen Durchmesser von 30 mm hat, und unter Verwendung eines Drucks von 10 Tonnen wird ein Pellet hergestellt. Durch wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) wird die Intensität von Silizium (Si) bestimmt (Si-Intensität 1). Die Messbedingungen werden für das verwendete XRF-Instrument vorzugsweise optimiert, und sämtliche Intensitätsmessungen in einer Serie werden unter Verwendung der gleichen Bedingungen durchgeführt. In Bezug auf den magnetischen Toner werden zum magnetischen Toner 1,0 Masseprozent Siliziumoxid-Feinpartikel mit einem zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser von 12 nm zugegeben, und es erfolgt ein Mischen mit einer Kaffeemühle.
Für die zu diesem Zeitpunkt eingemischten Siliziumoxid-Feinpartikel können Siliziumoxid-Feinpartikel mit einem zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser von mindestens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm verwendet werden, ohne diese Bestimmung zu beeinträchtigen.
Nach dem Mischen erfolgt wie oben beschrieben eine Pelletherstellung, und die Si-Intensität (Si-Intensität 2) wird ebenfalls wie oben beschrieben bestimmt. Unter Verwendung der gleichen Vorgehensweise wird auch die Si-Intensität (Si-Intensität 3, Si-Intensität 4) für Proben bestimmt, die hergestellt werden, indem die Siliziumoxid-Feinpartikel in Bezug auf den magnetischen Toner mit 2,0 Masse% und 3,0 Masse% zugegeben und gemischt wurden. Unter Verwendung der Si-Intensitäten 1 bis 4 wird der auf dem Standard-Additionsverfahren beruhende Siliziumoxidgehalt (Masse%) in dem magnetischen Toner berechnet.
Unter Verwendung des Standard-Additionsverfahrens und der gleichen Vorgehensweise, wie sie oben für die Bestimmung des Siliziumoxidgehalts beschrieben wurde, werden der Titanoxidgehalt (Masse%) in dem magnetischen Toner und Aluminiumoxidgehalt (Masse%) in dem magnetischen Toner bestimmt. Und zwar werden für den Titanoxidgehalt (Masse%) Titanoxidpartikel mit einem zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser von mindestens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt, und die Bestimmung kann erfolgen, indem die Intensität von Titan (Ti) bestimmt wird. Für den Aluminiumoxidgehalt (Masse%) werden Aluminiumoxid-Feinpartikel mit einem zahlengemittelten Primmärpartikeldurchmesser von mindestens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt, und die Bestimmung kann erfolgen, indem die Intensität von Aluminium (AI) bestimmt wird.
Trennung der anorganischen Feinpartikel von dem magnetischen Toner
5 g des magnetischen Toners werden unter Verwendung einer Präzisionswaage in einem mit Deckel versehenen 200 ml großen Plastikbecher abgewogen; 100 ml Methanol werden zugegeben; und unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers erfolgt 5 Minuten lang eine Dispergierung. Der magnetische Toner wird unter Verwendung eines Neodymmagneten gehalten, und der Überstand wird weggeschüttet. Der Vorgang des Dispergierens mit Methanol und des Wegschüttens des Überstands erfolgt dreimal, gefolgt von der Zugabe von 100 ml NaOH (10%) und mehreren Tropfen „Contaminon N“ (Markenname, wässrige Lösung (10 Masse%) eines neutralen Reinigungsmittels mit einem pH-Wert 7 zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., das einen nichtionischen oberflächenaktiven Stoff, einen anionischen oberflächenaktiven Stoff und einen organischen Gerüststoff umfasst), leichtem Mischen und dann Stehenlassen in Ruhe für 24 Stunden. Dem folgt eine erneute Trennung unter Verwendung eines Neodymmagneten. An diesem Punkt erfolgt wiederholtes Waschen mit destilliertem Wasser, bis kein NaOH übrigbleibt. Die gewonnenen Partikel werden unter Verwendung eines Vakuumtrockners gründlich getrocknet, sodass Partikel A erzielt werden. Die extern zugegebenen Siliziumoxid-Feinpartikel werden durch diesen Vorgang gelöst und entfernt. Titanoxid-Feinpartikel und Aluminiumoxid-Feinpartikel können in den Partikeln A erhalten bleiben, da sie in NaOH (10%) kaum löslich sind.
Messung der Si-Intensität in den Partikeln A
3 g der Partikel A werden in einen Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm eingeführt; unter Verwendung eines Drucks von 10 Tonnen wird ein Pellet hergestellt; und durch wellenlängendispersive XRF wird die Si-Intensität (Si-Intensität 5) bestimmt. Unter Verwendung der Si-Intensität 5 und der Si-Intensitäten 1 bis 4, die bei der Bestimmung des Siliziumoxidgehalts in dem magnetischen Toner verwendet wurden, wird der Siliziumoxidgehalt (Masse%) in den Partikeln A berechnet.
Trennung des magnetischen Körpers vom magnetischen Toner
100 ml Tetrahydrofuran werden zu 5 g der Partikel A durch gründliches Mischen zugegeben, gefolgt von einer Ultraschalldispergierung für 10 Minuten. Die magnetischen Partikel werden mit einem Magneten gehalten, und der Überstand wird weggeschüttet. Dieser Vorgang erfolgt 5-mal, sodass Partikel B erzielt werden. Dieser Vorgang kann den anorganischen Bestandteil, z. B. Harze, fast vollständig aus dem magnetischen Körper entfernen. Da jedoch eine in Tetrahydrofuran unlösliche Substanz in dem Harz zurückbleiben kann, werden die durch diesen Vorgang bereitgestellten Partikel B vorzugsweise auf 800°C erhitzt, um den verbliebenen organischen Bestandteil wegzubrennen, und die nach dem Erhitzen erzielten Partikel C sind ungefähr der magnetische Körper, der in dem magnetischen Toner vorhanden war.
Eine Messung der Masse der Partikel C ergibt den Gehalt an magnetischem Körper W (Masse%) in dem magnetischen Toner. Um den Zuwachs infolge einer Oxidation des magnetischen Körpers zu korrigieren, wird die Masse an Partikeln C mit 0,9666 multipliziert (Fe₂O₃ → Fe₃O₄).
Messung der Ti-Intensität und AI-Intensität in dem getrennten magnetischen Körper
In dem magnetischen Körper können Ti und Al als Verunreinigungen oder Zusatzstoffe vorhanden sein. Die Menge Ti und Al, die dem magnetischen Körper zugeschrieben werden kann, kann bei einer wellenlängendispersiven XRF durch FP-Quantifizierung erfasst werden. Die erfassten Mengen an Ti und Al werden in Titanoxid und Aluminiumoxid umgewandelt, und dann wird der Titanoxidgehalt und Aluminiumoxidgehalt in dem magnetischen Körper berechnet.
Die Menge extern zugegebener Siliziumoxid-Feinpartikel, die Menge extern zugegebener Titanoxid-Feinpartikel und die Menge extern zugegebener Aluminiumoxid-Feinpartikel werden berechnet, indem die durch die vorstehende Vorgehensweise erzielten quantitativen Werte in die folgenden Formeln eingesetzt werden. $\begin{array}{l} Menge extern zugegebebener Siliziumoxid - Feinpartikel (Masse %) = Silizium - \\ oxidgehalt (Masse %) im magnetischen Toner-Siliziumoxidgehalt (Masse %) in \\ den Partikeln A \end{array}$
$\begin{array}{l} Menge extern zugegebebener Titanoxid-Feinpartikel (Masse %) = Titan- \\ oxidgehalt (Masse %) im magnetischen Toner - {Titanoxidgehalt (Masse %) im \\ magnetischen K \times K W / 100} \end{array}$
$\begin{array}{l} Menge extern zugegebebener Aluminiumoxid-Feinpartikel (Masse %) = \\ Aluminiumoxidgehalt (Masse %) im magnetischen Toner - {Aluminiumoxidgehalt \\ (Masse %) im magnetischen K \times Gehalt an magnetischen K W / 100} \end{array}$
Berechnung des Anteils an Siliziumoxid-Feinpartikeln in den Metalloxid-Feinpartikeln, die für die an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixierten anorganischen Feinpartikel aus der aus Siliziumoxid-Feinpartikeln, Titanoxid-Feinpartikeln und Aluminiumoxid-Feinpartikeln bestehenden Gruppe gewählt wurden
Nachdem die Vorgehensweise „Entfernen der unfixierten anorganischen Feinpartikel“ in dem Verfahren zum Berechnen des Abdeckungsverhältnisses B durchgeführt und der magnetische Toner danach getrocknet wurde, kann der Anteil der Siliziumoxid-Feinpartikel in den Metalloxid-Feinpartikeln berechnet werden, indem die gleiche Verfahrensweise wie in dem oben beschriebenen Verfahren (1) bis (5) erfolgt.
< Verfahren zum Messen des gewichtsgemittelten Partikeldurchmessers (D4) und des zahlengemittelten Partikeldurchmessers (D1) des magnetischen Toners >
Der gewichtsgemittelte Partikeldurchmesser (D4) und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1) des magnetischen Toners werden wie folgt berechnet. Das verwendete Messinstrument ist ein „Coulter Counter Multisizer 3“ (eingetragene Marke) von Beckman Coulter, Inc., ein Partikelgrößenverteilungspräzisionsmessinstrument, das mit dem elektrischen Porenwiderstandsprinzip arbeitet und mit einer 100 µm großen Blendenröhre ausgestattet ist. Es werden die Messbedingungen eingestellt, und die Messdaten werden unter Verwendung der zugehörigen speziellen Software, d. h. „Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51“ (Markenname) von Beckman Coulter, Inc. analysiert. Die Messungen werden an 25000 Kanälen für die Anzahl effektiver Messkanäle durchgeführt.
Die für die Messungen verwendete wässrige Elektrolytlösung wird hergestellt, indem Natriumchlorid mit Sonderqualität in ionengetauschtem Wasser gelöst wird, um für eine Konzentration von etwa 1 Masse% zu sorgen, wobei zum Beispiel „ISOTON II“ (Markenname) von Beckman Coulter, Inc. verwendet werden kann.
Die zugehörige Software wird vor der Messung und Analyse wie folgt konfiguriert.
Im Bildschirm „modify the standard operating method (SOM)“ in der zugehörigen Software wird die Gesamtanzahl im Steuerungsmodus auf 50000 Partikel eingestellt; die Anzahl an Messungen wird auf 1 Mal eingestellt; und der Kd Wert wird auf den Wert eingestellt, der unter Verwendung von „standard particle 10.0 µm“ (Markenname) von Beckman Coulter, Inc. erzielt wird. Der Schwellenwert und das Rauschniveau werden automatisch eingestellt, indem die Schaltfläche „threshold value/noise level measurement“ gedrückt wird. Außerdem wird der Strom auf 1600 µA eingestellt, die Verstärkung wird auf 2 eingestellt; der Elektrolyt wird auf ISOTON II (Markenname) eingestellt; und für „post-measurement aperture tube flush“ wird ein Häkchen gesetzt.
In dem Bildschirm „setting conversion from pulses to particle diameter“ der zugehörigen Software wird das Klassenintervall auf logarithmischen Partikeldurchmesser eingestellt; die Partikeldurchmesserklasse wird auf 256 Partikeldurchmesserklassen eingestellt; und der Partikeldurchmesserbereich wird von 2 µm bis 60 µm eingestellt.
Der genaue Messablauf ist wie folgt.

(1) Ungefähr 200 ml der oben beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung werden in ein 250 ml großes Rundbodenbecherglas eingeführt, das zur Verwendung mit dem Multisizer 3 (Markenname) gedacht ist, und dieses wird in den Probenhalter eingeführt, und mit dem Rührerstab erfolgt mit 24 Umdrehungen pro Sekunde ein Rühren gegen den Uhrzeigersinn. Eine Verschmutzung und Luftblasen innerhalb der Blendenröhre sind zuvor durch die Funktion „aperture flush“ der zugehörigen Software entfernt worden.
(2) Ungefähr 30 ml der oben beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung werden in ein 100 ml großes Flachbodenbecherglas eingeführt. Dazu werden als Dispergiermittel etwa 0,3 ml einer verdünnten Lösung eingeführt, die durch eine ungefähr dreifache (Masse) Verdünnung von „Contaminon N“ (Markenname, wässrige Lösung (10 Masse%) eines neutralen Reinigungsmittels mit einem pH-Wert 7 zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten von Wako Pure Chemical Industries Ltd., das ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel, ein anionisches oberflächenaktives Mittel und einen organischen Gerüststoff umfasst) mit ionengetauschtem Wasser hergestellt wurde.
(3) Es wird ein „Ultrasonic Dispersion System Tetora 150“ (Markenname) von Nikkaki Bios Co., Ltd. vorbereitet; dies ist ein Ultraschalldispergierer mit einer elektrischen Ausgangsleistung von 120 W, der mit zwei Oszillatoren (Oszillationsfrequenz = 50 kHz) ausgestattet ist, die derart angeordnet sind, dass ihre Phasen um 180° versetzt sind. Ungefähr 3,3 I ionengetauschtes Wasser werden in den Wassertank dieses Ultraschalldispergierers eingefüllt, und ungefähr 2 ml Contaminon N (Markenname) werden dem Wassertank zugegeben.
(4) Der in (2) beschriebene Becher wird in die Becherhalteröffnung auf dem Ultraschalldispergierer gesetzt und der Ultraschalldispergierer wird gestartet. Die Höhe des Bechers wird auf eine solche Weise eingestellt, dass die Resonanzbedingung der Oberfläche der wässrigen Elektrolytlösung innerhalb des Bechers maximal ist.
(5) Während die gemäß (4) eingerichtete wässrige Elektrolytlösung innerhalb des Bechers mit Ultraschall bestrahlt wird, werden ungefähr 10 mg Toner in kleinen Teilproben zur wässrigen Elektrolytlösung zugegeben, und es erfolgt eine Dispergierung. Die Ultraschalldispergierung wird für zusätzliche 60 Sekunden fortgesetzt. Die Wassertemperatur in dem Wasserbad wird während der Ultraschalldispergierung passend gesteuert, so dass sie mindestens 10°C und nicht mehr als 40°C beträgt.
(6) Unter Verwendung einer Pipette wird die dispergierten Toner enthaltende wässrige Elektrolytlösung, die in (5) hergestellt wurde, in den Rundbodenbecher tropfen gelassen, der wie in (1) beschrieben, in den Probenstand gesetzt ist, um für eine Messkonzentration von etwa 5% zu sorgen. Die Messung erfolgt dann, bis die Anzahl an gemessenen Partikeln 50000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden durch die zuvor genannte Software, die mit dem Instrument zur Verfügung gestellt wird, analysiert und es werden der gewichtsgemittelte Partikeldurchmesser (D4) und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1) berechnet. Der „average diameter“ auf dem Bildschirm „analysis/volumetric statistical value (arithmetic average)“ ist der gewichtsgemittelte Partikeldurchmesser (D4), wenn mit der zugehörigen Software graph/volume% eingestellt wird, und der „average diameter“ auf dem Bildschirm „analysis/numerical statistical value (arithmetic average)“ ist der zahlengemittelte Partikeldurchmesser (D1), wenn mit der zugehörigen Software graph/number% eingestellt wird.

< Verfahren zum Messen der mittleren Rundheit des magnetischen Toners >
Die mittlere Rundheit des magnetischen Toners wird mit dem „FPIA-3000“ (Markenname) von Sysmex Corporation, einem Durchfluss-Partikelbildanalysator, gemessen, wobei die Mess- und Analysebedingungen vom Kalibrierungsprozess verwendet werden.
Das genaue Messverfahren ist wie folgt. Zunächst werden ungefähr 20 ml ionengetauschtes Wasser, aus dem zuvor feste Verunreinigungen und so weiter entfernt worden sind, in einen Glasbehälter gegeben. Dazu werden als Dispersionsmittel etwa 0,2 mm einer Verdünnung zugegeben, die durch die ungefähr dreifache Verdünnung (Masse) von „Contaminon N“ (Markenname, wässrige Lösung (10 Masse%) eines neutralen Reinigungsmittels mit einem pH-Wert 7 zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumentierung von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., das einen nichtionischen oberflächenaktiven Stoff, einen anionischen oberflächenaktiven Stoff und einen organischen Gerüststoff umfasst) mit ionengetauschtem Wasser hergestellt wurde. Außerdem werden ungefähr 0,02 g der Messprobe zugegeben, und es erfolgt unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers 2 Minuten lang eine Dispergierungsbehandlung, um für eine Dispersion zur Weitergabe an die Messung zu sorgen. Während dieser Behandlung erfolgt bei Bedarf eine Kühlung, um für eine Dispergierungstemperatur von mindestens 10°C und nicht mehr als 40°C zu sorgen. Der hier verwendete Ultraschalldispergierer ist ein Ultraschall-Tischreiniger/Dispergierer, der eine Oszillationsfrequenz von 50 kHz und eine elektrische Ausgangsleistung von 150 W hat (zum Beispiel ein „VS-150“ (Markenname) von Velvo-Clear Co. Ltd.); es wird eine vorgeschriebene Menge ionengetauschten Wassers in den Wassertank gegeben und es werden auch ungefähr 2 ml des oben genannten Contaminon N (Markenname) zum Wassertank zugegeben.
Für die Messung wird der zuvor zitierte Durchfluss-Partikelbildanalysator (ausgestattet mit einer Standardobjektivlinse (10X)) verwendet, und für die Mantellösung wird Particle Sheath „PSE-900A“ (Markenname) von Sysmex Corporation verwendet. Die Dispersion, die gemäß der oben beschriebenen Vorgehensweise hergestellt wurde, wird in den Durchfluss-Partikelbildanalysator eingeführt, und es werden gemäß dem Gesamtzahlmodus im HPF-Messmodus 3000 der magnetischen Tonerpartikel gemessen. Die mittlere Rundheit des magnetischen Toners wird festgestellt, während der Binarisierungsschwellenwert während der Partikelanalyse bei 85% eingestellt ist und der analysierte Partikeldurchmesser auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von mindestens 1,985 µm bis weniger als 39,69 µm beschränkt wird.
Für diese Messung erfolgt vor dem Start der Messung unter Verwendung von Bezugslatexpartikeln (zum Beispiel eine Verdünnung von „RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspension 5200A“ (Markenname) von Duke Scientific) mit ionengetauschtem Wasser eine automatische Brennpunkteinstellung. Danach erfolgt vorzugsweise alle zwei Stunden nach dem Start der Messung eine Brennpunkteinstellung.
Bei der Erfindung war der verwendete Durchfluss-Partikelbildanalysator von der Sysmex Corporation kalibriert worden und ist von der Sysmex Corporation mit einem Kalibrierungszertifikat ausgeliefert worden. Die Messungen erfolgen unter den gleichen Mess- und Analysebedingungen, als das Kalibrierungszertifikat erhalten wurde, mit Ausnahme dessen, dass der analysierte Partikeldurchmesser auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von mindestens 1,985 µm bis weniger als 39,69 µm begrenzt wird.
Der Durchfluss-Partikelbildanalysator „FPIA-3000“ (Markenname) von Sysmex Corporation verwendet ein Messprinzip, das darauf beruht, ein Standbild der fließenden Partikel aufzunehmen und eine Bildanalyse durchzuführen. Die zur Probenkammer zugegebene Probe wird von einer Probensaugspritze in eine flache Manteldurchflusszelle abgegeben. Die in die flache Manteldurchflusszelle abgegebene Probe ist von der Mantelflüssigkeit umgeben, sodass sie eine flache Strömung ausbildet. Die durch die flache Manteldurchflusszelle gehende Probe wird in einem Intervall von 1/60 Sekunde einem Stroboskoplicht ausgesetzt, was es ermöglicht, ein Standbild der fließenden Partikel zu fotografieren. Da eine flache Strömung auftritt, erfolgt die Fotografie darüber hinaus unter scharf eingestellten Bedingungen. Das Partikelbild wird mit einer CCD-Kamera fotografiert; das fotografierte Bild wird bei einer Bildbearbeitungsauflösung von 512 × 512 Pixeln (0,37 × 0,37 µm pro Pixel) einer Bildbearbeitung unterzogen; es erfolgt an jedem Partikelbild eine Konturdefinition; und in dem Partikelbild werden unter anderem die Projektionsfläche S und die Umfangslänge L gemessen.
Unter Verwendung dieser Fläche S und der Umfangslänge L werden dann der kreisäquivalente Durchmesser und die Rundheit festgestellt. Der kreisäquivalente Durchmesser ist der Durchmesser des Kreises, der die gleiche Fläche wie die Projektionsfläche des Partikelbilds hat. Die Rundheit ist als der Wert definiert, der sich durch Dividieren des Umfangs des Kreises, der anhand des kreisäquivalenten Durchmessers bestimmt wird, durch die Umfangslänge des projizierten Bildes des Partikels ergibt und sie wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. $Rundheit = 2 \times {(π \times S)}^{1 / 2} / L$
Die Rundheit beträgt 1,000, wenn das Partikelbild ein Kreis ist, und der Wert der Rundheit sinkt, wenn der Grad an Unregelmäßigkeit beim Umfang des Partikelbildes zunimmt. Nachdem die Rundheit jedes Partikels berechnet worden ist, werden 800 im Rundheitsbereich von 0,200 bis 1,000 herausfraktioniert; es wird der arithmetische Mittelwert der erzielten Rundheiten berechnet; und dieser Wert wird als die mittlere Rundheit verwendet.
< Verfahren zum Messen der Menge magnetischer Eisenoxidpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden ist>
Die Menge magnetischer Eisenoxidpartikel, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden ist, wird unter Verwendung des folgenden Verfahrens gemessen.
19,0 g Wasser und 1,0 g Contaminon N (Markenname, neutrales Reinigungsmittel von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Produkt Nr. 037-10361) werden in eine 30 ml große Glasampulle eingeführt und gründlich gemischt. 1,00 g des magnetischen Toners werden in die sich ergebende Lösung eingeführt, und ein Magnet wird in die Nähe der Bodenfläche gebracht und der magnetische Toner wird vollständig sedimentiert. Danach wird der Magnet bewegt, um die Luftblasen zu beseitigen und den magnetischen Toner in innigen Kontakt mit der Lösung zu bringen.
Die Spitze eines Ultraschalloszillators UH-50 (Markenname) von SMTCO., Ltd., wobei die verwendete Spitze eine Titanlegierungsspitze mit einem Spitzendurchmesser ϕ von 6 mm ist, wird eingeführt, sodass sie sich in der Mitte der Ampulle befindet und vom Boden der Ampulle aus auf einer Höhe von 5 mm liegt, und die magnetischen Einsenoxidpartikel werden durch Ultraschalldispergierung von der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel gelöst.
Nach 30 Minuten langer Aufbringung von Ultraschall wird die gesamte Lösung unter Verwendung eines Filterpapiers Nr. 5C (Markenname) von Advantec gefiltert. Der magnetische Toner auf dem Filterpapier wird dann 3-mal mit 30 ml Wasser gewaschen und das gesamte Filtrat, einschließlich des Waschwassers, wird zurückgehalten. Dabei wird unter den Partikeln, die in dem Filtrat vorhanden sind, mit einem Magnet nur der auf eine Magnetkraft ansprechende Bestandteil entfernt und getrocknet. Der erzielte Bestandteil sind die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen magnetischen Eisenoxidpartikel.
30,0 g Salzsäure (10%) werden zu dem getrockneten Bestandteil zugegeben, gefolgt von 3 Tage langem Stehen, um den getrockneten Bestandteil vollständig zu lösen. Diese Salzsäurelösung wird 10X verdünnt, und eine mit der Lösung gefüllte Quarzzelle wird in ein Spektrofotometer „MPS2000“ (Markenname) von Shimadzu Corporation gesetzt und in diesem Zustand 10 Minuten lang stehen gelassen, um abzuwarten, dass die Schwankung bei der Durchlässigkeit abklingt. Nachdem die 10 Minuten verstrichen sind, wird die Durchlässigkeit bei einer Messwellenlänge von 338 nm gemessen.
Die in 10 gezeigte Korrelation wurde erzielt, als die Erfinder das oben beschriebene Experiment bei verschiedenen Zugabemengen von magnetischen Eisenoxidpartikeln durchführten, die einen zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser von 0,20 bis 0,30 µm hatten. Beruhend auf diesen Daten wurde die Menge der auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen magnetischen Eisenoxidpartikel bestimmt.
< Verfahren zum Messen der Dielektrizitätskonstante ε' des magnetischen Toners >
Die dielektrischen Eigenschaften des magnetischen Toners werden durch das folgende Verfahren gemessen.
1 g des magnetischen Toners werden abgewogen und 1 Minute lang einer Last von 20 kPa unterzogen, um einen scheibenförmigen Messprobekörper mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 1,5 ± 0,5 mm zu formen.
Dieser Messprobekörper wird in einem ARES (Markenname) von TA Instruments, Inc. montiert, der mit einem Dielektrizitätskonstanten-Messwerkzeug (Elektroden) ausgestattet ist, das einen Durchmesser von 25 mm hat. Während bei der Messtemperatur von 40°C eine Last von 250 g/cm aufgebracht wird, wird unter Verwendung eines 4284A Precision LCR Messinstruments (Markenname) von Hewlett-Packard Company bei 100 kHz und einer Temperatur von 40°C die komplexe Dielektrizitätskonstante gemessen, und anhand des für die komplexe Dielektrizitätskonstante gemessenen Werts wird die Dielektrizitätskonstante ε' berechnet.
- Beispiele -
Die Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten mittels der unten angegebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, doch ist die Erfindung keineswegs darauf beschränkt. Solange nichts anderes gesondert angegeben wird, sind % und die Zahl an Teilen in den Beispielen und Vergleichsbeispielen in allen Fällen auf Massebasis.
< Herstellungsbeispiel magnetische Eisenoxidpartikel 1 >
Es wurde eine wässrige Lösung hergestellt, die Eisenhydroxid enthielt, indem in Bezug auf das Eisen 1,1 Äquivalente Natriumhydroxidlösung in eine wässrige Lösung aus Eisensulfat eingemischt wurde. Der pH-Wert der wässrigen Lösung wurde auf 8,0 gebracht, und es wurde bei 85°C eine Oxidationsreaktion laufen gelassen, während Luft eingeblasen wurde, um eine Impfkristalle enthaltende Schlämme anzufertigen.
Dann wurde eine wässrige Eisensulfatlösung zugegeben, um in Bezug auf die Menge der Ausgangsbase (Natriumbestandteil im Natriumhydroxid) in dieser Schlämme für 1,0 Äquivalente zu sorgen, und es wurde eine Oxidationsreaktion laufen gelassen, während Luft eingeblasen wurde und die Schlämme bei einem pH-Wert von 12,8 gehalten wurde, um eine Schlämme zu erzielen, die magnetisches Eisenoxid enthielt. Diese Schlämme wurde gefiltert, gewaschen, getrocknet und gemahlen, um magnetische Eisenoxidpartikel 1 zu erzielen, die einen oktaedrischen Aufbau, einen zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von 0,20 µm und für ein Magnetfeld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) eine Magnetisierungsstärke von 65,9 Am²/kg und eine Restmagnetisierung von 7,3 Am²/kg hatten. Die Eigenschaften der magnetischen Eisenoxidpartikel 1 sind in Tabelle 1 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetische Eisenoxidpartikel 2 >
Es wurde eine wässrige Lösung hergestellt, die Eisenhydroxid enthielt, indem Folgendes in eine wässrige Lösung aus Eisensulfat eingemischt wurde: in Bezug auf das Eisen 1,1 Äquivalente Natriumhydroxidlösung und SiO₂ in einer Menge, die als Silizium in Bezug auf das Eisen 1,20 Masse% ergab. Der pH-Wert der wässrigen Lösung wurde auf 8,0 gebracht, und es wurde bei 85°C eine Oxidationsreaktion laufen gelassen, während Luft eingeblasen wurde, um eine Impfkristalle enthaltende Schlämme anzufertigen.
Dann wurde eine wässrige Eisensulfatlösung zugegeben, um in Bezug auf die Menge der Ausgangsbase (Natriumbestandteile in dem Natriumhydroxid) in dieser Schlämme für 1,0 Äquivalente zu sorgen, und es wurde eine Oxidationsreaktion laufen gelassen, während Luft eingeblasen wurde und die Schlämme bei einem pH-Wert von 8,5 gehalten wurde, um eine Schlämme zu erzielen, die magnetisches Eisenoxid enthielt. Diese Schlämme wurde gefiltert, gewaschen, getrocknet und gemahlen, um magnetische Eisenoxidpartikel 2 zu erzielen, die einen kugelförmigen Aufbau, einen zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von 0,22 µm und für ein Magnetfeld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) eine Magnetisierungsstärke von 66,1 Am²/kg und Restmagnetisierung von 5,9 Am²/kg hatten. Die Eigenschaften der magnetischen Eisenoxidpartikel 2 sind in Tabelle 1 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetische Eisenoxidpartikel 3 bis 6 >

Die Herstellung erfolgte, indem bei der Herstellung magnetischer Eisenoxidpartikel 2 die Menge eingeblasener Luft, die Reaktionstemperatur und die Reaktionsdauer geändert wurden, um magnetische Eisenoxidpartikel 3, 4, 5 und 6 zu erzielen, die zahlengemittelte Primärpartikeldurchmesser (D1) von 0,14 µm, 0,30 µm, 0,07 µm und 0,35 µm hatten. Die Eigenschaften der magnetischen Eisenoxidpartikel 3 bis 6 sind in Tabelle 1 angegeben. - Tabelle 1 -

	Form	zahlengemittelter Primärpartikeldurchmesser [µm]	Magnetisierungsstärke [Am²/kg]	Restmagnetisierung [Am²/kg]	Koerzitivkraft [kA/m]
magnetische Eisenoxidpartikel 1	oktaedrisch	0,20	65,9	7,3	20,0
magnetische Eisenoxidpartikel 2	kugelförmig	0,22	66,1	5,9	10,1
magnetische Eisenoxidpartikel 3	kugelförmig	0,14	64,2	7,9	11,5
magnetische Eisenoxidpartikel 4	kugelförmig	0,30	66,5	4,0	9,5
magnetische Eisenoxidpartikel 5	kugelförmig	0,07	62,0	10,0	15,3
magnetische Eisenoxidpartikel 6	kugelförmig	0,35	67,0	4,0	9,0

< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 1 >

- Styrol/n-Butylacrylat-Copolymer 1	100,0 Masseteile
(St/nBA-Copolymer 1 in Tabelle 1)
(Masseverhältnis von Styrol und n-Butylacrylat = 78 : 22, Glasübergangstemperatur (Tg) = 58°C, Peakmolekulargewicht = 8500)
- Magnetischer Körper	95,0 Masseteile
(magnetische Eisenoxidpartikel 1)
- Polyethylenwachs	5,0 Masseteile
(Schmelzpunkt: 102°C)
- Eisenkomplex eines Monoazofarbst offs	2,0 Masseteile
(T-77: Markenname von Hodogaya Chemical Co., Ltd.)

Die oben ausgeführten Ausgangsmaterialien wurden unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (Markenname) von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd. vorläufig gemischt und sie wurden dann mit einem Zweischraubenkneter/-extruder PCM-30 (Markenname) von Ikegai Ironworks Corporation geknetet, der auf eine Drehgeschwindigkeit von 250 U/min eingestellt war, wobei die eingestellte Temperatur so eingestellt war, dass sich in der Umgebung des Auslasses für das geknetete Material eine Direkttemperatur von 145°C ergab.
Das sich ergebende schmelzgeknetete Material wurde abgekühlt; das abgekühlte schmelzgeknetete Material wurde mit einer Schneidemühle grob pulverisiert; das sich ergebende grob pulverisierte Material wurde unter Verwendung einer Turbo Mill T-250 (Markenname) von Turbo Kogyo Co., Ltd. bei einer Einspeiserate von 25 kg/h fein pulverisiert, wobei die Lufttemperatur so eingestellt wurde, dass sich eine Abgastemperatur von 38°C ergab; und es erfolgte unter Verwendung eines auf dem Coanda-Effekt basierenden Multifraktionsklassifizierers eine Klassifizierung, um magnetische Tonerpartikel 1 zu erzielen, die einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser (D4) von 8,4 µm hatten. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 1 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 2 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 2 erzielt, indem auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 1 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass die für die Feinpulverisierung verwendete Vorrichtung zu einem Strahlmühlenpulverisierer geändert wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 2 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 3 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 3 erzielt, indem auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 1 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass die Abgastemperatur der Turbo Mill T-250 (Markenname), die bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 1 verwendet wurde, auf etwas hohe 44°C gesteuert wurde, um die mittlere Rundheit der magnetischen Tonerpartikel nach oben hin einzustellen. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 3 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 4 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 4 erzielt, indem wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 1 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 1 die Zugabemenge magnetischer Eisenoxidpartikel 1 auf 75 Masseteile geändert wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 4 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 5 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 5 erzielt, indem wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 2 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass das Styrol/n-Butylacrylat-Copolymer 1 (Masseverhältnis von Styrol und n-Butylacrylat = 78 : 22, Glasübergangstemperatur (Tg) = 58°C, Peakmolekulargewicht = 8500), das bei der Herstellung magnetischer Tonerpartikel 2 verwendet wurde, zu einem Styrol/n-Butylacrylat-Copolymer 2 (Masseverhältnis von Styrol und n-Butylacrylat = 78 : 22, Glasübergangstemperatur (Tg) = 57°C, Peakmolekulargewicht = 6500) geändert wurde und die Zugabemenge magnetischer Eisenoxidpartikel 1 auf 75 Masseteile geändert wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 5 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 6 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 6 erzielt, indem wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 3 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 3 die Zugabemenge magnetischer Eisenoxidpartikel 1 auf 75 Masseteile geändert wurde und die mittlere Rundheit der magnetischen Tonerpartikel nach oben hin eingestellt wurde, indem die Abgastemperatur der Turbo Mill T-250 (Markenname) auf noch höhere 48°C eingestellt wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 6 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 7 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 7 erzielt, indem wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 2 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 2 die Zugabemenge magnetischer Eisenoxidpartikel 1 auf 60 Masseteile geändert wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 7 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 8 >
100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 1 und 0,5 Masseteile der Siliziumoxid-Feinpartikel 1, die bei dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens des Herstellungsbeispiels magnetischer Toner 1 verwendet wurden, wurden in einen FM10C Henschel-Mischer (Markenname) von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd. eingeführt, und es erfolgte 2 Minuten lang bei 3000 U/min ein Mischen und Rühren.
Dann wurde das gemischte und gerührte Material unter Verwendung einer Meteorainbow (Markenname) von Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd., die eine Einrichtung ist, die unter Verwendung eines heißen Windstroms eine Oberflächenmodifizierung von magnetischen Tonerpartikeln durchführt, der Oberflächenmodifizierung unterzogen. Die Oberflächenmodifizierungsbedingungen waren eine Ausgangsmaterialeinspeiserate von 2 kg/h, eine Heißwindströmungsrate von 700 l/min und eine Heißwindausstoßtemperatur von 300°C. Es wurden magnetische Tonerpartikel 8 erzielt, indem diese Heißwindbehandlung durchgeführt wurde. Die Herstellungsbedingungen und Eigenschaften für die magnetischen Tonerpartikel 8 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 9 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 9 erzielt, indem auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 8 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass die Zugabemenge der Siliziumoxid-Feinpartikel 1, die bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 8 zugegeben wurde, auf 1,5 Masseteile eingestellt wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 9 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 10 >
Es wurden magnetische Tonerpartikel 10 erzielt, indem wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 9 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass die Zugabemenge der Siliziumoxid-Feinpartikel 1, die bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 9 zugegeben wurde, auf 2,0 Masseteile geändert wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 10 sind in Tabelle 2 angegeben.
< Herstellung magnetischer Tonerpartikel 11 >

Es wurden magnetische Tonerpartikel 11 erzielt, indem wie bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 2 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass bei der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel 2 die Zugabemenge magnetischer Eisenoxidpartikel 1 auf 80 Masseteile geändert wurde. Die Herstellungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften bezüglich der magnetischen Tonerpartikel 11 sind in Tabelle 2 angegeben. - Tabelle 2 -

	Harz	magnetischer Körper	Zugabemenge mag netische Eisenoxidpartikel [Masseteile]	Pulverisierungsvorrichtung	Abgastemperatur während Pulverisierung	Oberflächenmodifizierung	mittlere Rundheit	Dielektriztätskonstante (pF/m)
magnetische Tonerpartikel 1	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	95	Turbo Mill	38°C	Nein	0,946	46
magnetische Tonerpartikel 2	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	95	Jet Mill	-	Nein	0,935	46
magnetische Tonerpartikel 3	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	95	Turbo Mill	44°C	Nein	0,955	46
magnetische Tonerpartikel 4	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	75	Turbo Mill	38°C	Nein	0,946	40
magnetische Tonerpartikel 5	St/nBA-Copolymer 2	mag netische Eisenoxidpartikel 1	75	Jet Mill	-	Nein	0,932	40
magnetische Tonerpartikel 6	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	75	Turbo Mill	48°C	Nein	0,957	40
magnetische Tonerpartikel 7	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	60	Jet Mill	-	Nein	0,932	39
magnetische Tonerpartikel 8	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	95	Turbo Mill	38°C	Ja	0,971	46
magnetische Tonerpartikel 9	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	95	Turbo Mill	38°C	Ja	0,971	46
magnetische Tonerpartikel 10	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	95	Turbo Mill	38°C	Ja	0,970	46
magnetische Tonerpartikel 11	St/nBA-Copolymer 1	mag netische Eisenoxidpartikel 1	80	Jet Mill	-	Nein	0,931	43
„Turbo Mill“ und „Jet Mill“ sind Markennamen

< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 >
Unter Verwendung der in 6 gezeigten Vorrichtung erfolgte mit den magnetischen Tonerpartikeln 1 ein Prozess einer externen Zugabe und eines Mischens.
In diesem Beispiel betrug der Durchmesser des Innenumfangs des Hauptgehäuses 1 der in 6 gezeigten Vorrichtung 130 mm; die verwendete Vorrichtung hatte ein Volumen für den Verarbeitungsraum 9 von 2,0×10^-3 m³; die Nennleistung für das Antriebsbauteil 8 betrug 5,5 kW; und das Rührbauteil 3 hatte die in 7 angegebene Form. Die Überlappungsbreite d in 7 zwischen dem Rührbauteil 3a und dem Rührbauteil 3b betrug bezogen auf die maximale Breite D des Rührbauteils 3 0,25 D, und der Zwischenraum zwischen dem Rührbauteil 3 und dem Innenumfang des Hauptgehäuses 1 betrug 3,0 mm.
In die in 6 gezeigte Vorrichtung, die den oben beschriebenen Vorrichtungsaufbau hatte, wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 1, 2,00 Masseteile der Siliziumoxid-Feinpartikel 1 und 0,50 Masseteile der magnetischen Eisenoxidpartikel 1 eingeführt. Die Siliziumoxid-Feinpartikel 1 wurden erzielt, indem 100 Masseteile eines Siliziumoxids mit einer BET-Oberfläche von 130 m²/g und einem zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von 16 nm mit 10 Masseteilen Hexamethyldisilazan und dann mit 10 Masseteilen Dimethylsilikonöl behandelt wurden.
Nach dem Einführen und vor dem Prozess der externen Zugabe erfolgte ein Vormischen, um die magnetischen Tonerpartikel und Siliziumoxid-Feinpartikel gleichmäßig zu mischen. Die Vormischbedingungen waren wie folgt: eine Leistung des Antriebsbauteils 8 von 0,1 W/g (eine Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 150 U/min) und eine Verarbeitungsdauer von 1 Minute.
Der Prozess der externen Zugabe und des Mischens erfolgte, sobald das Vormischen beendet war. Bezüglich der Bedingungen für den Prozess der externen Zugabe und des Mischens betrug die Verarbeitungsdauer 5 Minuten und die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 wurde so eingestellt, dass sich eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g (eine Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 1800 U/min) ergab. Die Bedingungen für den Prozess der externen Zugabe und des Mischens sind in Tabelle 8 angegeben.
Nach dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens wurden die groben Partikel und so weiter unter Verwendung eines kreisförmigen Vibrationssiebs entfernt, das mit einem Sieb ausgestattet war, das einen Durchmesser von 500 mm und eine Öffnung von 75 µm hatte, um magnetischen Toner 1 zu erzielen. Es wurde ein Wert von 18 nm erzielt, als der magnetische Toner 1 eine Vergrößerung und Untersuchung mit einem Rasterelektronenmikroskop erfuhr und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser der Primärpartikel der Siliziumoxid-Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde. Die Bedingungen der externen Zugabe und die Eigenschaften des magnetischen Toners 1 sind jeweils in Tabelle 3 und Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 2 >
In die in 6 gezeigte Vorrichtung, die den externen Zugabevorrichtungsaufbau hatte, der bei dem Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 verwendet wurde, wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 1 und 2,0 Masseteile Siliziumoxid-Feinpartikel 2 eingeführt. Die Siliziumoxid-Feinpartikel 2 wurden erzielt, indem 100 Masseteile eines Siliziumoxids mit einer BET-Oberfläche von 200 m²/g und einem zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von 12 nm mit 10 Masseteilen Hexamethyldisilazan und dann mit 10 Masseteilen Dimethylsilikonöl behandelt wurden.
Nach dem Einführen und vor dem Prozess der externen Zugabe erfolgte ein Vormischen, um die magnetischen Tonerpartikel und die Siliziumoxid-Feinpartikel gleichmäßig zu mischen. Die Vormischbedingungen waren wie folgt: eine Leistung des Antriebsbauteils 8 von 0,1 W/g (eine Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 150 U/min) und eine Verarbeitungsdauer von 1 Minute.
Der Prozess der externen Zugabe und des Mischens erfolgte, sobald das Vormischen beendet war. Bezüglich der Bedingungen für den Prozess der externen Zugabe und des Mischens betrug die Verarbeitungsdauer 5 Minuten und die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 wurde so eingestellt, dass sich eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g (eine Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 1800 U/min) ergab. Die Bedingungen für den Prozess der externen Zugabe und des Mischens sind in Tabelle 3 angegeben.
Nach dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens wurden 0,50 Masseteile der magnetischen Eisenoxidpartikel 1 zugegeben und es erfolgte unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (Markenname) von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd. 3 Minuten lang bei 3000 U/min ein Mischen.
Darauf folgte ein Entfernen der groben Partikel und so weiter unter Verwendung eines kreisförmigen Vibrationssiebs, das mit einem Sieb ausgestattet war, das einen Durchmesser von 500 mm und einer Öffnung von 75 µm hatte, um magnetischen Toner 2 zu erzielen. Die Bedingungen der externen Zugabe für den magnetischen Toner 2 sind in Tabelle 3 angegeben und die Eigenschaften des magnetischen Toners 2 sind in Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 3 >
Es wurde ein magnetischer Toner 3 erzielt, indem der gleichen Vorgehensweise wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 gefolgt wurde, mit Ausnahme dessen, dass anstelle der Siliziumoxid-Feinpartikel 1 Siliziumoxid-Feinpartikel 2 verwendet wurden. Die Siliziumoxid-Feinpartikel 2 wurden erzielt, indem die gleiche Oberflächenbehandlung wie mit den Siliziumoxid-Feinpartikeln 1 durchgeführt wurde, aber mit einem Siliziumoxid, das eine spezifische BET-Oberfläche von 200 m²/g und einen zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von 12 nm hatte. Es wurde ein Wert von 14 nm erzielt, als der magnetische Toner 3 eine Vergrößerung und Untersuchung mit einem Rasterelektronenmikroskop erfuhr und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser der Primärpartikel der Siliziumoxid-Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde. Die Bedingungen der externen Zugabe und die Eigenschaften des magnetischen Toners 3 sind jeweils in Tabelle 3 und Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 4 >
Es wurde ein magnetischer Toner 4 erzielt, indem der gleichen Vorgehensweise wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 gefolgt wurde, mit Ausnahme dessen, dass anstelle der Siliziumoxid-Feinpartikel 1 Siliziumoxid-Feinpartikel 3 verwendet wurden. Die Siliziumoxid-Feinpartikel 3 wurden erzielt, indem die gleiche Oberflächenbehandlung wie mit den Siliziumoxid-Feinpartikeln 1 erfolgte, aber mit einem Siliziumoxid, das eine spezifische BET-Oberfläche von 90 m²/g und einen zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von 25 nm hatte. Es wurde ein Wert von 28 nm erzielt, als der magnetische Toner 4 eine Vergrößerung und Untersuchung mit einem Rasterelektronenmikroskop erfuhr und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser der Primärpartikel der Siliziumoxid-Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde. Die Bedingungen der externen Zugabe und die Eigenschaften des magnetischen Toners 4 sind jeweils in Tabelle 3 und Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiele magnetische Toner 5 bis 9 und 14 bis 46 und Herstellungsbeispiele magnetische Vergleichstoner 1 bis 19 und 21 bis 40 >
Es wurden magnetische Toner 5 bis 9 und 14 bis 46 und magnetische Vergleichstoner 1 bis 19 und 21 bis 40 erzielt, indem in dem Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 anstelle der magnetischen Tonerpartikel 1 die in Tabelle 3 angegebenen magnetischen Tonerpartikel verwendet wurden und indem unter Verwendung der in Tabelle 3 angegebenen externen Zugabeformulierungen, externen Zugabevorrichtungen und externen Zugabebedingungen eine jeweilige externe Zugabeverarbeitung durchgeführt wurde. Die Eigenschaften dieser magnetischen Toner sind in Tabelle 4 angegeben.
Für die in Tabelle 3 ausgewiesenen Titanoxid-Feinpartikel wurde Anatastitanoxid [spezifische BET-Oberfläche: 80m²/g, zahlengemittelter Primärpartikeldurchmesser (D1): 15 nm, behandelt mit 12 Masse% Isobutyltrimethoxysilan] verwendet, und für die in Tabelle 3 ausgewiesenen Aluminiumoxid-Feinpartikel wurden Aluminiumoxid-Feinpartikel [spezifische BET-Oberfläche: 70 m²/g, zahlengemittelter Primärpartikeldurchmesser (D1): 17 nm, behandelt mit 10 Masse% Isobutyltrimethoxysilan] verwendet.
Tabelle 3 gibt für die Zugabe von Titanoxid-Feinpartikeln und/oder Aluminiumoxid-Feinpartikeln neben den Siliziumoxid-Feinpartikeln den Anteil (Masse%) an Siliziumoxid-Feinpartikeln an. Für die magnetischen Vergleichstoner 15 bis 19 erfolgte kein Vormischen und der Prozess der externen Zugabe und des Mischens erfolgte unmittelbar nach dem Einführen. Der in Tabelle 3 ausgewiesene Hybridizer (Markenname) ist der Hybridizer Model 1 (Markenname) von Nara Machinery Co., Ltd., und der in Tabelle 3 ausgewiesene Henschel-Mischer (Markenname) ist der FM10C (Markenname) von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd..
< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 10 >
Der Prozess der externen Zugabe und des Mischens erfolgte unter Verwendung des gleichen Vorrichtungsaufbaus (Vorrichtung in 6) wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 gemäß der folgenden Vorgehensweise.
Die Siliziumoxid-Feinpartikel 1 (2,00 Masseteile), die im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 zugegeben wurden, wurden zu Siliziumoxid-Feinpartikeln 1 (1,70 Masseteile) und Titanoxid-Feinpartikeln (0,30 Masseteile) geändert.
Zunächst wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 1, 0,70 Masseteile der Siliziumoxid-Feinpartikel 1, 0,30 Masseteile der Titanoxid-Feinpartikel und 0,50 Masseteile der magnetischen Eisenoxidpartikel 1 eingeführt, und es erfolgte dann das gleiche Vormischen wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1.
In dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens, der durchgeführt wurde, sobald das Vormischen beendet war, erfolgte die Verarbeitung für eine Verarbeitungsdauer von 2 Minuten, während die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 so eingestellt wurde, dass sich eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 1800 U/min) ergab, wonach der Mischprozess vorübergehend angehalten wurde. Dann erfolgte das zusätzliche Einführen der übrigen Siliziumoxid-Feinpartikel 1 (1,00 Masseteile in Bezug auf 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel), gefolgt von einer erneuten Verarbeitung für eine Verarbeitungsdauer von 3 Minuten, während die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 so eingestellt wurde, dass sich eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 1800 U/min) ergab, was für eine Gesamtdauer des Prozesses der externen Zugabe und des Mischens von 5 Minuten ergab.
Nach dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens wurden die groben Partikel und so weiter wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 durch ein kreisförmiges Vibrationssieb entfernt, um magnetischen Toner 10 zu erzielen. Die Bedingungen der externen Zugabe und die physikalischen Eigenschaften des magnetischen Toners 10 sind jeweils in Tabelle 3 und Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 11 >
Der Prozess der externen Zugabe und des Mischens erfolgte unter Verwendung des gleichen Vorrichtungsaufbaus (Vorrichtung in 6) wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 gemäß der folgenden Vorgehensweise.
Die Siliziumoxid-Feinpartikel 1 (2,00 Masseteile), die im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 zugegeben wurden, wurden zu Siliziumoxid-Feinpartikeln 1 (1,70 Masseteile) und Titanoxid-Feinpartikeln (0,30 Masseteile) geändert.
Zunächst wurden 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel 1, 1,70 Masseteile der Siliziumoxid-Feinpartikel 1 und 0,50 Masseteile der magnetischen Eisenoxidpartikel 1 eingeführt, und es erfolgte dann das gleiche Vormischen wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1.
In dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens, der durchgeführt wurde, sobald das Vormischen beendet war, erfolgte die Verarbeitung für eine Verarbeitungsdauer von 2 Minuten, während die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 so eingestellt wurde, dass sich eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 1800 U/min) ergab, wonach der Mischprozess vorübergehend angehalten wurde. Es erfolgte dann das zusätzliche Einführen der restlichen Titanoxid-Feinpartikel (0,30 Masseteile in Bezug auf 100 Masseteile der magnetischen Tonerpartikel), gefolgt von einer erneuten Verarbeitung für eine Verarbeitungsdauer von 3 Minuten, während die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Endes des Rührbauteils 3 so eingestellt wurde, dass sich eine konstante Leistung des Antriebsbauteils 8 von 1,0 W/g (Drehgeschwindigkeit des Antriebsbauteils 8 von 1800 U/min) ergab, was eine Gesamtdauer des Prozesses der externen Zugabe und des Mischens von 5 Minuten ergab.
Nach dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens wurden die groben Partikel und so weiter wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 unter Verwendung eines kreisförmigen Vibrationssiebs entfernt, um magnetischen Toner 11 zu erzielen. Die Bedingungen der externen Zugabe und die Eigenschaften des magnetischen Toners 11 sind jeweils in Tabelle 3 und Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 12 >
Es wurde ein magnetischer Toner 12 erzielt, indem wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 1 vorgegangen wurde, mit Ausnahme dessen, dass die Zugabemenge der Siliziumoxid-Feinpartikel 1 auf 1,80 Masseteile geändert wurde. Es wurde ein Wert von 18 nm erzielt, als der magnetische Toner 12 eine Vergrößerung und Untersuchung mit einem Rasterelektronenmikroskop erfuhr und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser der Primärpartikel der Siliziumoxid-Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde. Die Bedingungen der externen Zugabe und die Eigenschaften des magnetischen Toners 12 sind jeweils in Tabelle 3 und Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 13 >
Es wurde ein magnetischer Toner 13 erzielt, indem wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Toner 4 vorgegangen wurde, aber die Zugabemenge der Siliziumoxid-Feinpartikel 3 auf 1,80 Masseteile geändert wurde. Es wurde ein Wert von 28 nm erzielt, als der magnetische Toner 13 eine Vergrößerung und Untersuchung mit einem Rasterelektronenmikroskop erfuhr und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser der Primärpartikel der Siliziumoxid-Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde. Die Bedingungen der externen Zugabe für den magnetischen Toner 13 sind in Tabelle 3 angegeben und die Eigenschaften des magnetischen Toners 13 sind in Tabelle 4 angegeben.
< Herstellungsbeispiel magnetischer Vergleichstoner 20 >
Es wurde ein magnetischer Vergleichstoner 20 erzielt, indem der gleichen Vorgehensweise wie im Herstellungsbeispiel magnetischer Vergleichstoner 17 gefolgt wurde, mit Ausnahme dessen, dass anstelle der Siliziumoxid-Feinpartikel 1 (3,10 Masseteile) Siliziumoxid-Feinpartikel 4 (2,00 Masseteile) verwendet wurden. Die Siliziumoxid-Feinpartikel 4 wurden erzielt, indem die gleiche Oberflächenbehandlung wie mit den Siliziumoxid-Feinpartikeln 1 durchgeführt wurde, aber mit einem Siliziumoxid, das eine spezifische BET-Oberfläche von 30 m²/g und einen zahlengemittelten Primärpartikeldurchmesser (D1) von 51 nm hatte. Es wurde ein Wert von 53 nm erzielt, als der magnetische Vergleichstoner 20 eine Vergrößerung und Untersuchung mit einem Rasterelektronenmikroskop erfuhr und der zahlengemittelte Partikeldurchmesser der Primärpartikel der Siliziumoxid-Feinpartikel auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen wurde. Die Bedingungen der externen Zugabe und die Eigenschaften des magnetischen Vergleichstoners 20 sind jeweils in Tabelle 3 und in Tabelle 4 angegeben.

- Tabelle 4-1 -

Magnetischer Toner Nr.	auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandene magnetische Eisenoxidpartikel (Masse%)	Abdeckungsverhältnis A (%)	B/A	Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A (%)	Dielektrizitätskonstante ε' (pF/m)	mittlere Rundheit
1	0,50	55,1	0,69	6,4	46,0	0,946
2	0,51	54,8	0,69	6,5	45,8	0,946
3	0,51	58,1	0,72	6,2	45,9	0,946
4	0,49	50,2	0,63	9,2	45,8	0,946
5	0,51	54,9	0,69	6,7	46,0	0,935
6	0,50	55,6	0,67	6,8	45,9	0,955
7	0,51	55,1	0,69	6,5	40,0	0,946
8	0,51	54,7	0,68	6,6	46,1	0,946
9	0,51	55,3	0,69	6,7	46,0	0,946
10	0,49	54,1	0,67	6,5	45,9	0,946
11	0,48	55,1	0,69	6,6	46,0	0,946
12	0,49	50,3	0,69	6,5	46,0	0,946
13	0,50	46,9	0,64	9,8	46,1	0,946
14	0,51	45,5	0,72	6,7	46,1	0,946
15	0,50	45,6	0,72	6,8	46,0	0,946
16	0,49	45,4	0,71	6,8	45,9	0,946
17	0,49	68,4	0,67	6,4	45,9	0,946
18	0,50	68,8	0,69	6,6	46,0	0,946
19	0,50	67,8	0,68	6,5	46,1	0,946
20	0,10	45,3	0,84	6,6	45,8	0,935
21	5,00	46,0	0,83	6,5	45,9	0,955
22	0,10	45,2	0,84	6,6	39,9	0,946
23	4,90	45,1	0,84	6,6	40,0	0,946
24	0,10	45,9	0,52	7,1	46,0	0,935
25	5,00	46,0	0,53	6,9	45,8	0,955
26	0,10	45,2	0,52	7,1	40,0	0,946
27	4,80	45,1	0,52	7,1	40,1	0,946
28	0,10	69,1	0,84	6,1	46,0	0,935
29	4,90	68,8	0,83	6,5	46,0	0,955
30	0,10	69,1	0,84	6,1	40,0	0,946
31	5,00	69,0	0,84	6,1	40,1	0,946
32	0,10	69,0	0,52	6,6	46,0	0,935
33	5,00	68,9	0,53	6,7	45,8	0,955
34	0,10	69,0	0,52	6,5	40,0	0,946
35	4,90	68,9	0,52	6,6	39,9	0,946
36	0,11	69,0	0,52	6,7	46,0	0,935
37	0,50	69,0	0,52	6,6	39,9	0,946
38	0,49	68,8	0,52	6,7	40,0	0,946
39	0,49	68,9	0,52	6,6	40,1	0,946
40	0,50	69,0	0,52	6,6	40,0	0,946
41	0,50	54,6	0,69	6,2	40,2	0,932
42	0,49	55,1	0,70	6,4	40,0	0,957
43	0,48	55,1	0,70	6,4	43,0	0,931
44	0,49	54,7	0,69	6,4	39,0	0,932
45	0,50	55,5	0,69	12,4	39,1	0,932
46	0,51	55,0	0,70	11,2	39,0	0,932

- Tabelle 4-2 -

Magnetischer Vergleichstoner Nr.	auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandene magnetische Eisenoxidpartikel (Masse%)	Abdeckungsverhältnis A (%)	B/A	Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A (%)	Dielektrizitätskonstante ε' (pF/m)	mittlere Rundheit
1	0,51	36,0	0,41	17,8	46,1	0,946
2	0,49	38,1	0,42	18,1	46,2	0,946
3	0,50	50,1	0,35	13,1	46,0	0,946
4	0,50	52,3	0,36	12,0	45,9	0,946
5	0,50	72,0	0,45	14,0	45,9	0,946
6	0,50	43,4	0,83	13,3	45,8	0,946
7	0,51	44,6	0,85	12,6	46,0	0,946
8	0,52	42,5	0,47	15,1	46,0	0,971
9	0,49	55,2	0,48	14,7	45,7	0,970
10	0,48	63,0	0,88	13,1	46,0	0,971
11	0,50	71,4	0,82	12,9	45,8	0,970
12	0,50	72,0	0,88	12,9	45,9	0,970
13	0,49	54,0	0,68	7,9	46,0	0,946
14	0,50	53,3	0,65	8,8	46,1	0,946
15	0,50	46,1	0,47	12,3	46,0	0,946
16	0,52	43,0	0,53	13,4	46,0	0,946
17	0,50	73,1	0,53	12,3	45,8	0,946
18	0,51	68,1	0,47	11,9	45,9	0,946
19	0,50	46,9	0,88	12,5	46,0	0,946
20	0,50	35,8	0,48	10,2	46,0	0,946
21	0,08	55,1	0,70	6,6	46,1	0,935
22	5,10	55,5	0,69	6,5	46,0	0,955
23	0,08	55,1	0,70	6,6	40,0	0,946
24	5,20	55,5	0,69	6,5	39,9	0,946
25	0,07	45,9	0,84	6,5	46,0	0,935
26	5,10	46,2	0,83	6,2	46,1	0,955
27	0,07	45,9	0,84	6,5	40,0	0,946
28	5,10	46,2	0,83	6,2	40,1	0,946
29	0,08	45,5	0,52	6,5	46,0	0,935
30	5,20	46,0	0,52	6,6	45,9	0,955
31	0,08	45,5	0,52	6,5	40,0	0,946
32	5,10	46,0	0,52	6,6	39,9	0,946
33	0,08	69,1	0,82	6,1	46,0	0,935
34	5,20	68,5	0,84	6,9	46,1	0,955
35	0,08	69,1	0,82	6,1	40,0	0,946
36	5,10	68,5	0,84	6,9	39,8	0,946
37	0,08	69,3	0,52	6,4	45,9	0,935
38	5,20	69,0	0,51	6,6	46,0	0,955
39	0,07	69,3	0,52	6,4	40,0	0,946
40	5,10	69,0	0,51	6,6	39,8	0,946

< Beispiel 1 >
- Bilderzeugungsvorrichtung -
Die Bilderzeugungsvorrichtung war eine LBP-3100 (Markenname) von Canon, Inc., die mit einem Toner tragenden Bauteil ausgestattet war, das einen Durchmesser von 10 mm hatte; sie war durch Verbindung mit einer externen Stromquelle so modifiziert, dass ihre Übertragungsvorspannung modifiziert werden konnte. Durch eine hohe Übertragungsvorspannung wird ein Entladen erleichtert, was eine strenge Beurteilung der Übertragungsfehler ermöglicht. Außerdem wird die Übertragbarkeit im Allgemeinen unter einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit schwer in Anspruch genommen. Unter Verwendung dieser modifizierten Vorrichtung und des magnetischen Toners 1 erfolgte ein Bilddruckversuch mit 1500 Blättern in einem intermittierenden Einzelblattmodus horizontaler Linien bei einem Druckprozentanteil von 2% in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (32,5°C/80% RH) bei einer gewöhnlichen Übertragungsvorspannung (0,5 kV). Nachdem die 1500 Blätter gedruckt worden waren, wurde ein einzelner Ausdruck eines schwarzen Vollbilds ausgegeben. Die Übertragungsvorspannung wurde anschließend auf 1,5 kV gesetzt und es wurde ein schwarzes Vollbild ausgegeben.
Andererseits erfolgt unter Verwendung dieser modifizierten Vorrichtung des magnetischen Toners 1 ein Bilddruckversuch mit 1500 Blättern in einem intermittierenden Einzelblattmodus aus horizontalen Linien mit einem Druckprozentanteil von 2% in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit (23,0°C/50% RH) bei einer gewöhnlichen Übertragungsvorspannung (1 kV). Nachdem die 1500 Blätter gedruckt worden waren, wurde ein einzelner Ausdruck eines schwarzen Vollbilds ausgegeben. Die Übertragungsvorspannung wurde anschließend auf 1,5 kV gesetzt und es wurde ein schwarzes Vollbild ausgegeben.
Gemäß diesen Ergebnissen konnte sowohl vor als auch nach dem Haltbarkeitsversuch ein Bild erzielt werden, das eine hohe Bilddichte hatte, frei von Übertragungsfehlern war und auch wenig Schleierbildung in den bildfreien Bereichen zeigte. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 5 angegeben.
Die Beurteilungsverfahren und zugehörigen Skalen, die bei den in den erfindungsgemäßen Beispielen und den Vergleichsbeispielen durchgeführten Beurteilungen verwendet wurden, werden unten beschrieben.
< Bilddichte >
Für die Bilddichte wurde mit einem MacBeth Reflexionsdensitometer (Markenname) von MacBeth Corporation die Bilddichte einer schwarzen Vollbildausgabe bei einer gewöhnlichen Übertragungsvorspannung gemessen. Eine Bilddichte von mindestens 1,45 wurde mit sehr gut benotet; eine Bilddichte von mindestens 1,35 wurde als gut benotet; und eine Bilddichte von mindestens 1,30 wurde als ein praxistaugliches Niveau benotet.
< Schleierbildung >
Es wurde ein weißes Bild ausgegeben und sein Reflexionsgrad wurde unter Verwendung eines REFLECTMETER MODEL TC-6DS (Markenname) von Tokyo Denshoku Co., Ltd. gemessen. Andererseits wurde der Reflexionsgrad auf ähnliche Weise auf dem Übertragungspapier (Standardpapier) vor der Erzeugung des weißen Bilds gemessen. Als Filter wurde ein Grünfilter verwendet. Die Schleierbildung wurde unter Verwendung der folgenden Formel anhand des Reflexionsgrads vor der Ausgabe des weißen Bilds und des Reflexionsgrads nach der Ausgabe des weißen Bilds berechnet. $\begin{array}{l} Sheleierbildung (Reflexionsgrad) (%) = Reflexionsgrad (%) des Standard - \\ papiers-Reflexionsgrad (%) des weißen Bildmusters \end{array}$
Die Skala zur Beurteilung der Schleierbildung ist wie folgt.

A : sehr gut (weniger als 0,5%)
B : gut (weniger als 1,0%, aber größer oder gleich 0,5%)
C : durchschnittlich (weniger als 1,5% und größer oder gleich 1,0%)
D : schlecht (größer oder gleich 1,5%)

< Übertragungsfehler >
Es wurde visuell eine schwarze Vollbildausgabe beurteilt, wobei die oben beschriebene Übertragungsvorspannung auf 1,5 kV geändert wurde. Da das Auftreten der zuvor beschriebenen Entladung bei einer hohen Übertragungsvorspannung erleichtert wird, kann die Übertragbarkeit somit streng beurteilt werden.

A : Sehr gut (es wurden keine Übertragungsfehler erzeugt).
B : Es sind einige Bilddichtenungleichmäßigkeiten vorhanden, aber das Bild ist vom Praxisstandpunkt unproblematisch.
C : Über die gesamte Fläche hinweg ist eine Bilddichtenungleichmäßigkeit zu erkennen, doch das Bild ist vom Praxisstandpunkt unproblematisch.
D : Es ist eine deutliche Bilddichtenungleichmäßigkeit zu erkennen. Das Bild ist vom Praxisstandpunkt unerwünscht.
E : Auf dem schwarzen Vollbild sind Bereiche mit weißen Lücken zu erkennen. Das Bild ist vom Praxisstandpunkt unerwünscht.

< Beispiele 2 bis 46 >
Wie im Beispiel 1 erfolgte ein Bildausgabeversuch, aber unter Verwendung der magnetischen Toner 2 bis 46. Gemäß den Ergebnissen ergaben alle diese magnetischen Toner Bilder mit zumindest praktisch unproblematischen Niveaus vor und nach dem Haltbarkeitsversuch. Die Ergebnisse der Beurteilungen sind in Tabelle 5 angegeben.
< Vergleichsbeispiele 1 bis 40 >
Wie im Beispiel 1 erfolgten Bildausgabeversuche, aber unter Verwendung der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 40. Die Ergebnisse der Beurteilungen sind in Tabelle 5 angegeben.

- Tabelle 5-1 -

	Magnetischer Toner Nr.	Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit			Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit
	Magnetischer Toner Nr.	Dichte	Schleierbildung	Übertragungsfehler	Dichte	Schleierbildung	Übertragungsfehler
Beispiel 1	1	1,50	0,4	A	1,51	0,4	A
Beispiel 2	2	1,51	0,4	A	1,49	0,5	A
Beispiel 3	3	1,49	0,4	A	1,48	0,6	A
Beispiel 4	4	1,49	0,5	A	1,48	0,6	A
Beispiel 5	5	1,48	0,4	A	1,46	0,6	A
Beispiel 6	6	1,47	0,3	A	1,46	0,5	A
Beispiel 7	7	1,50	0,6	A	1,49	0,6	B
Beispiel 8	8	1,46	0,4	A	1,44	0,6	A
Beispiel 9	9	1,45	0,4	A	1,43	0,6	A
Beispiel 10	10	1,43	0,4	A	1,42	0,6	A
Beispiel 11	11	1,42	0,5	A	1,43	0,6	A
Beispiel 12	12	1,50	0,4	A	1,51	0,6	A
Beispiel 13	13	1,49	0,4	A	1,51	0,6	A
Beispiel 14	14	1,39	0,8	A	1,35	0,7	A
Beispiel 15	15	1,37	0,7	A	1,35	0,8	A
Beispiel 16	16	1,37	0,8	A	1,36	0,8	A
Beispiel 17	17	1,43	0,5	A	1,44	0,6	A
Beispiel 18	18	1,40	0,6	A	1,39	0,7	A
Beispiel 19	19	1,39	0,6	A	1,38	0,6	A
Beispiel 20	20	1,39	0,8	A	1,35	0,7	A
Beispiel 21	21	1,38	0,8	A	1,35	0,7	A
Beispiel 22	22	1,37	0,8	A	1,35	0,6	B
Beispiel 23	23	1,39	0,7	A	1,35	0,6	B
Beispiel 24	24	1,38	0,8	A	1,35	0,7	A
Beispiel 25	25	1,38	0,8	A	1,34	0,7	A
Beispiel 26	26	1,37	0,8	A	1,35	0,7	B
Beispiel 27	27	1,38	0,7	A	1,35	0,7	B
Beispiel 28	28	1,50	0,4	A	1,51	0,6	A
Beispiel 29	29	1,49	0,4	A	1,50	0,6	A
Beispiel 30	30	1,49	0,4	A	1,50	0,6	B
Beispiel 31	31	1,48	0,4	A	1,49	0,6	B
Beispiel 32	32	1,50	0,4	A	1,50	0,6	A
Beispiel 33	33	1,51	0,4	A	1,50	0,6	A
Beispiel 34	34	1,50	0,4	A	1,49	0,6	B
Beispiel 35	35	1,49	0,4	A	1,48	0,6	B
Beispiel 36	36	1,32	0,5	A	1,31	0,6	A
Beispiel 37	37	1,31	0,4	A	1,31	0,6	B
Beispiel 38	38	1,31	0,4	A	1,30	0,6	B
Beispiel 39	39	1,32	1,1	A	1,31	0,9	B
Beispiel 40	40	1,31	1,1	A	1,31	0,8	B
Beispiel 41	41	1,31	1,2	B	1,30	0,8	B
Beispiel 42	42	1,32	1,2	B	1,31	0,7	B
Beispiel 43	43	1,31	1,1	A	1,30	0,7	B
Beispiel 44	44	1,32	1,1	B	1,30	0,8	C
Beispiel 45	45	1,32	1,2	C	1,31	0,8	C
Beispiel 46	46	1,32	1,3	C	1,31	0,9	C

- Tabelle 5-2 -

	Magnetischer Toner Nr.	Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit			Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit
	Magnetischer Toner Nr.	Dichte	Schleierbildung	Übertragungsfehler	Dichte	Schleierbildung	Übertragungsfehler
Vergleichsbeispiel 1	1	1,35	0,7	D	1,35	0,6	D
Vergleichsbeispiel 2	2	1,33	0,8	D	1,35	0,7	D
Vergleichsbeispiel 3	3	1,50	0,4	D	1,51	0,6	D
Vergleichsbeispiel 4	4	1,50	0,4	D	1,51	0,6	D
Vergleichsbeispiel 5	5	1,50	0,4	D	1,51	0,6	D
Vergleichsbeispiel 6	6	1,35	0,7	C	1,35	0,7	D
Vergleichsbeispiel 7	7	1,36	0,6	C	1,35	0,6	D
Vergleichsbeispiel 8	8	1,35	0,6	D	1,34	0,6	E
Vergleichsbeispiel 9	9	1,50	0,4	D	1,51	0,6	D
Vergleichsbeispiel 10	10	1,36	0,6	D	1,34	0,7	D
Vergleichsbeispiel 11	11	1,50	0,4	D	1,51	0,6	D
Vergleichsbeispiel 12	12	1,50	0,4	D	1,51	0,6	E
Vergleichsbeispiel 13	13	1,33	0,8	C	1,35	0,9	D
Vergleichsbeispiel 14	14	1,32	0,8	C	1,35	0,8	D
Vergleichsbeispiel 15	15	1,34	0,7	C	1,35	0,8	D
Vergleichsbeispiel 16	16	1,34	0,6	C	1,34	0,7	D
Vergleichsbeispiel 17	17	1,22	0,4	C	1,30	0,6	D
Vergleichsbeispiel 18	18	1,50	0,4	C	1,51	0,6	D
Vergleichsbeispiel 19	19	1,35	0,7	C	1,35	0,6	D
Vergleichsbeispiel 20	20	1,40	0,4	D	1,39	0,6	D
Vergleichsbeispiel 21	21	1,50	0,4	E	1,51	0,6	E
Vergleichsbeispiel 22	22	1,25	0,2	C	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 23	23	1,50	0,4	E	1,51	0,6	E
Vergleichsbeispiel 24	24	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 25	25	1,35	0,6	E	1,36	0,6	E
Vergleichsbeispiel 26	26	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 27	27	1,35	0,6	E	1,36	0,7	E
Vergleichsbeispiel 28	28	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 29	29	1,35	0,7	E	1,36	0,7	E
Vergleichsbeispiel 30	30	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 31	31	1,34	0,6	E	1,36	0,6	E
Vergleichsbeispiel 32	32	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 33	33	1,50	0,4	E	1,51	0,6	E
Vergleichsbeispiel 34	34	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 35	35	1,50	0,4	E	1,51	0,6	E
Vergleichsbeispiel 36	36	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 37	37	1,50	0,4	E	1,51	0,6	E
Vergleichsbeispiel 38	38	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A
Vergleichsbeispiel 39	39	1,50	0,4	E	1,51	0,6	E
Vergleichsbeispiel 40	40	1,25	0,2	A	1,32	0,3	A

Die Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden, doch versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte exemplarische Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Umfang der folgenden Ansprüche kommt die breiteste Interpretation zu, sodass alle Abwandlungen und äquivalenten Strukturen und Funktionsweisen mit umfasst sind.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-019518 , die am 1. Februar 2012 eingereicht wurde, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste

1:: Hauptgehäuse
2:: Drehbauteil
3, 3a, 3b:: Rührbauteil
4:: Mantel
5:: Rohmaterialeinlassöffnung
6:: Produktauslassöffnung
7:: Zentralwelle
8:: Antriebsbauteil
9:: Verarbeitungsraum
10:: Endfläche des Drehbauteils
11:: Drehrichtung
12:: Rückwärtsrichtung
13:: Vorwärtsrichtung
16:: Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück
17:: Produktauslassöffnungsinnenstück
d:: Abstand, der den Überlappungsabschnitt der Drehbauteile angibt
D:: Drehbauteilbreite
100:: elektrostatisches Latentbild tragendes Bauteil (lichtempfindliches Bauteil)
102:: Toner tragendes Bauteil (Entwicklungshülse)
103:: Entwicklungsklinge
114:: Übertragungsbauteil (Übertragungswalze)
116:: Reiniger
117:: Ladebauteil (Ladewalze)
121:: Lasergenerator (Latentbilderzeugungsmittel, Belichtungsvorrichtung)
123:: Laser
124:: Registerwalze
125:: Transportriemen
126:: Fixiereinheit
140:: Entwicklungseinrichtung
141:: Rührbauteil

Claims

Magnetischer Toner mit: magnetischen Tonerpartikeln, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen; und anorganischen Feinpartikeln, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind und kein magnetisches Eisenoxid sind und magnetischen Eisenoxidpartikeln, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhanden sind, wobei: die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen anorganischen Feinpartikel mindestens eines der Metalloxid-Feinpartikel enthalten, die aus der aus Siliziumoxid-Feinpartikeln, Titanoxid-Feinpartikeln und Aluminiumoxid-Feinpartikeln bestehenden Gruppe gewählt sind, ein Gehalt der Siliziumoxid-Feinpartikel bezogen auf eine Gesamtmasse der Siliziumoxid-Feinpartikel, der Titanoxid-Feinpartikel und der Aluminiumoxid-Feinpartikel mindestens 85 Masse% beträgt, wobei: wenn ein Abdeckungsverhältnis A (%) ein Abdeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel durch die anorganischen Feinpartikel ist und ein Abdeckungsverhältnis B (%) ein Abdeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel durch die anorganischen Feinpartikel ist, die an der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel fixiert sind, der magnetische Toner ein Abdeckungsverhältnis A von mindestens 45,0% und nicht mehr als 70,0% hat und ein Verhältnis [Abdeckungsverhältnis B/Abdeckungsverhältnis A] des Abdeckungsverhältnisses B zum Abdeckungsverhältnis A mindestens 0,50 und nicht mehr als 0,85 beträgt und wobei: die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel vorhandenen magnetischen Eisenoxidpartikel bezogen auf eine Gesamtmenge des magnetischen Toners mindestens 0,10 Masse% bis nicht mehr als 5,00 Masse% betragen.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1, wobei ein Variationskoeffizient für das Abdeckungsverhältnis A nicht mehr als 10,0% beträgt.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei der magnetische Toner bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 40°C eine Dielektrizitätskonstante ε' von mindestens 40,0 pF/m hat.