DE112013003295B4

DE112013003295B4 - Toner

Info

Publication number: DE112013003295B4
Application number: DE112013003295.3T
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Nomura Shotaro; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Hasegawa Yusuke; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Matsui Takashi; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Hiroko Shuichi; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Suzumura Yoshitaka; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Ohmori Atsuhiko
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: WO2014002962A1; US20140030645A1; DE112013003295T5; KR20150023806A; US9213250B2; JP2014029498A; JP6184191B2; CN104508566B; CN104508566A

Abstract

Toner umfassend
Tonerteilchen, wobei jedes davon ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthält, und
Siliciumdioxidfeinteilchen, wobei
der Toner eine durchschnittliche Rundheit von wenigstens 0,950 aufweist,
der Toner in Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat einen statischen Reibungskoeffizienten von wenigstens 0,100 und nicht mehr als 0,200 aufweist, und
ein Bedeckungsverhältnis X1 der Toneroberfläche durch die Siliciumdioxidfeinteilchen, wie durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt, wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-% ist, wobei,
wenn ein theoretisches Bedeckungsverhältnis des Toners durch die Siliciumdioxidfeinteilchen X2 ist, der in der folgenden Formel 1 definierte Diffusionsindex die folgende Formel (2) erfüllt:

Diffusionindex = X 1 / X 2

Diffusionindex \geq - 0,0042 \times X 1 + 0,62.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Toner, z.B. für die Verwendung in der Elektrophotographie, der elektrostatischen Aufzeichnung und in magnetischen Aufzeichnungsverfahren.
[Stand der Technik]
In Monochromkopierern und Laserstrahldruckern (im Folgenden ebenfalls abgekürzt als „LBP“) werden hauptsächlich aufgrund der Vorteile im Bezug auf Kosten und die Einfachheit der Vorrichtungskonstruktion weithin Einzelkomponentenentwicklungssysteme verwendet, die magnetische Toner verwenden. Sowohl hinsichtlich des Toners als auch des Gerätes selbst werden zur Zeit eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt, welche beabsichtigen, eine noch höhere Bildqualität in derartigen monochromen Kopierern und LBPs zu erzielen. Um die Bildqualität in monochromen Kopierern und LBPs zu erhöhen, schlossen die Lösungsansätze vom Ausgangspunkt des Toners die Verringerung des Durchmessers, die Schärfung der Größenverteilung und die Erhöhung der Rundheit (bzw. „Zirkularität“) der Tonerteilchen.
Wenn der Toner einen geringeren Teilchendurchmesser aufweist, steigt die Auflösung an, was den Erhalt eines hochpräzisen Bildes ermöglicht. Wenn der Toner eine scharfe Teilchengrößenverteilung aufweist, wird die Ladungsverteilung gleichmäßig, das Verhalten des Toners in den Entwicklungs- und den Übertragungsschritten wird gleichmäßig, und Toner, welche die Bildqualität, z.B. durch Springen auf Nichtbildbereiche, verschlechtern, gehen zurück.
Wenn die Unebenheit der Oberfläche des Toners, der hochrund gemacht wurde, reduziert werden könnte, würde es ebenfalls möglich sein, verschiedene externe Zusatzstoffe mit der Funktion der Verleihung einer Ladungsleistung an den Toner zu der Toneroberfläche gleichmäßig hinzuzufügen. Dies würde die Ladungsverteilung des Gesamttoners gleichmäßiger machen, dadurch würde, wie vorher bemerkt, die Bildqualität verbessert werden. Zusätzlich würde die Tonerfließfähigkeit ansteigen was den Anstieg in der elektrostatischen Ladung verbessern und von Beginn des Druckens an zu erzielende Hochqualitätsbilder ermöglichen würde.
Wo Toner mit einer hohen Rundheit und einer scharfen Teilchengrößenverteilung einmal hauptsächlich durch konventionelle Pulverisierungsvorgänge hergestellt wurden, werden derartige Toner heutzutage zunehmend durch Polymerisationsverfahren, durch Emulsions-Aggregations-Verfahren oder durch Verwendung eines warmen Luftstroms hergestellt, um Tonerteilchen zu rondieren. Wenn jedoch ein Toner mit einer hohen Rundheit nicht übertragen wird und auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden (Bau-) Element verbleibt, weist der Toner eine schlechte Rückgewinnbarkeit von dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element auf, die sogenannte Reinigungsleistung, was zum Auftreten von Bilddefekten verursacht durch fehlerhafte Reinigung führen kann.
Um dieses Problem zu lösen, stellten die Patentdokumente 1 und 2 die Menge des externen Zusatzstoffs und die externen Zugabebedingungen ein, mit der Absicht der Steuerung der dynamischen Reibungskoeffizienten des Toners und des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements, Patentdokument 3 unterdrückt die Adhäsion zwischen dem Toner und dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element durch Zugabe eines externen Zusatzstoffs mit einem großen Teilchendurchmesser, und Patentdokument 4 steuert den Reibungskoeffizient der Toneroberfläche durch Einstellen der Kristallinität des Bindemittelharzes.
Obwohl jedoch derartige Herangehensweisen, die auf verschiedene Indikatoren fokussierten, erwarten lassen, dass sie einen gewissen Grad der Verbesserung bereitstellen, weil die Reinigungsstabilität während der Langzeitverwendung unter harten bzw. schwierigen Bedingungen, wie etwa einer Niedrigtemperaturumgebung, unangemessen ist, wird eine grundsätzliche Lösung des vorhergehenden Problems nicht erzielt. Daher ist ein radikaler Ansatz, der auf fundamentalen Indikatoren des fehlerhaften Reinigens fokussiert, erforderlich.
US 2005/0244176 A1 beschreibt einen Toner, der Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und Siliciumdioxidfeinteilchen umfasst, wobei der Toner eine durchschnittliche Rundheit von 0,96 aufweist, der Toner einen statischen Reibungskoeffizienten von 0,7 oder weniger aufweist, und ein Bedeckungsverhältnis der Toneroberfläche durch Siliciumdioxidfeinteilchen, gemessen durch Betrachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop, von 30% bis 60% aufweist.
JP 2005 - 345 647 A beschreibt einen Toner, der einen externen Zusatzstoff und Farbharzteilchen mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 4 bis 10 µm und eine durchschnittliche Rundheit von 0,950 bis 0,995 aufweist.
[Zitatliste]

[PTL 1] JP 2009 - 80 247 A
[PTL 2] JP 2011 - 59 586 A
[PTL 3] JP 2006 - 39 023 A
[PTL 4] JP 2008 - 203 785 A

[Patentliteratur]
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Probleme]
Die vorliegende Erfindung ist auf die Bereitstellung eines Toners gerichtet, welcher die vorhergehenden Probleme löst.
Spezifischer ist die vorliegende Erfindung auf die Bereitstellung eines Toners gerichtet, welcher eine stabile Bilddichte während der Verwendung in einem Beständigkeitstest unabhängig von der Betriebsumgebung aufweist, und welcher ebenfalls in der Lage ist, das Auftreten von fehlerhaftem Reinigen zu unterdrücken.
[Lösung des Problems]
Gemäß eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung wird ein Toner bereitgestellt, der Tonerteilchen, wobei jedes davon ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und Siliciumdioxidfeinteilchen umfasst. Der Toner weist eine durchschnittliche Rundheit (engl.: „circularity“) von wenigstens 0,950 und in Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat einen statischen Reibungskoeffizienten (bzw. Haftreibungskoeffizienten) von wenigstens 0,100 und nicht mehr als 0,200 auf. Das Bedeckungsverhältnis (bzw. die Deckungsquote) X1 der Toneroberfläche durch die Siliciumdioxidfeinteilchen, wie durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt, ist wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-%.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Die Erfindung bezieht sich auf einen Toner, welcher, unabhängig von der Betriebsumgebung, während der Verwendung in einem Beständigkeitstests eine stabile zu erzielende Bilddichte ermöglicht, und welcher das Auftreten von fehlerhaftem Reinigen unterdrücken kann.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts zeigt;
2 ist ein Diagramm, das die Grenzlinie des Diffusionsindexes zeigt;
3 ist eine Auftragung des Bedeckungsverhältnisses X1 gegen den Diffusionsindex der in den Arbeitsbeispielen der Erfindung und den Vergleichsbeispielen verwendeten Toner;
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischvorgangsgeräts zeigt, welches bei der externen Zugabe und dem Mischen von feinen anorganischen Teilchen verwendet werden kann;
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Konstruktion von in einem Mischvorgangsgerät verwendeten Rührelementen zeigt; und
6 ist ein Blatt vom Propellertyp mit 23,5 mm Durchmesser, spezialisiert für die Verwendung in der FT-4-Messung.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Die Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Der Toner der Erfindung ist gekennzeichnet durch das Beinhalten von Tonerteilchen, wobei jedes davon ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthält, und der ebenfalls Siliciumdioxidfeinteilchen beinhaltet. Der Toner hat eine durchschnittliche Rundheit von wenigstens 0,950 und in Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat einen statischen Reibungskoeffizienten von wenigstens 0,100 und nicht mehr als 0,200. Das Bedeckungsverhältnis X1 der Toneroberfläche durch die Siliciumdioxidfeinteilchen, wie durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt, ist wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-%.
Zunächst wird der Mechanismus erläutert, durch welchen fehlerhaftes Reinigen auftritt.
In den meisten Bilderzeugungsgeräten, wie etwa Kopierern und LBP, wird der Toner, der zu dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element geflogen ist, nicht vollständig auf ein Aufzeichnungsmedium, wie etwa Papier, übertragen; etwas von dem Toner verbleibt auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements nach dem Übertragungsschritt (der verbleibende Toner wird im Folgenden als „nicht übertragener Toner“ bezeichnet). Falls dieser nicht übertragene Toner auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragende Element verbleibt, wird, wenn die Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements wieder durch Mittel, wie etwa Entladung, elektrostatisch aufgeladen wird, ein Segment, an welchem nicht transferierter Toner haftet, eine ungenügende Ladung aufweisen, was es unmöglich macht, ein geeignetes elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen. Als ein Ergebnis bilden sich schließlich Bilddefekte.
Der nicht transferierte Toner auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element muss wieder gewonnen werden, bevor er in den nächsten Entladungsschritt ankommt. Dieser Schritt wird im Allgemeinen „Reinigen“ genannt.
Es gibt viele derartige Reinigungssysteme obwohl Reinigungssysteme, welche eine Reinigungsklinge bzw. -blatt verwenden, heutzutage die Norm sind.
In einem derartigen System wird das Ende einer Reinigungsklinge in Kontakt mit der Oberfläche des sich schnell drehenden, ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements gebracht, dadurch wird nicht transferierter Toner, welcher darauf getragen wurde, abgeschabt und entfernt. In der Praxis jedoch gibt es Zeiten, wo aus verschiedenen Gründen diese Reinigungsklinge nicht vollständig funktioniert und der nicht übertragene Toner nicht vollständig wiedergewonnen wird. Eine derartige Situation wird allgemein als „fehlerhaftes Reinigen“ bezeichnet.
Die Erfinder glauben, dass der Mechanismus, durch den ein derartiges fehlerhaftes Reinigen auftritt, wie folgt ist.
Zunächst erscheint es so, dass in dem Entwicklungsschritt auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element die Toner als Aggregate fliegen, die aus einer Vielzahl von Tonerteilchen aufgebaut sind, statt sich als einzelne Teilchen zu verhalten.
Mit der Rotation des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements erreicht das durch das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Element getragende Aggregat eine Reinigungszone und kommt in Kontakt mit einer Reinigungsklinge. Falls zu diesem Zeitpunkt die Toneradhäsion auf der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements hoch ist, nimmt die Reinigungsklinge eine große physische Einwirkung auf sich. Die Kraft der Einwirkung verursacht, dass die Reinigungsklinge lokal vibriert, was die Bildung eines Spalts zwischen der Reinigungsklinge und der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements verursacht. Es wird angenommen, dass fehlerhaftes Reinigen auftritt, weil nicht übertragener Toner darin endet, dass er durch diese Lücke tritt.
Die Erfinder mutmaßen, dass der Grund, warum dieses Phänomen leichter bei einem Toner mit einer hohen Rundheit auftritt, als bei einem Toner, der durch ein herkömmliches Pulverisierungsverfahren hergestellt wurde, wie folgt ist.
Ein durch Pulverisieren hergestellter Toner hat eine stark ungleichmäßige Form mit einer geringen Rundheit, wobei angenommen wird, dass dadurch die Adhäsion an der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements ansteigt. Weil zur gleichen Zeit die Fließfähigkeit gering ist und die Adhäsion zwischen den Tonerteilchen, verglichen mit Tonern mit hoher Rundheit, hoch ist, bilden sich Aggregate, welche groß sind und schwer aufzubrechen sind. Derartig große schwer aufzubrechende Aggregate können nicht durch Lücken von der Größe treten, die sich aufgrund der örtlichen Vibration der Reinigungsklinge bilden, und es wird angenommen, dass sie durch die Reinigungsklinge weggeschabt werden.
Im Gegensatz dazu, sind in einem Toner mit einer hohen Rundheit die gebildeten Aggregate klein weil, im Allgemeinen, die Adhäsion zwischen den Teilchen gering ist und die Fließfähigkeit hoch ist. Wenn ein Aggregat mit der Reinigungsklinge kollidiert, wird angenommen, dass das Aggregat leicht aufbricht und leicht durch die Lücke durchtritt, die durch die Kollision auftritt. Der Toner, der gesammelt wurde und an der Endfläche der Reinigungsklinge wieder aggregiert, bleibt auf der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements hängen, verursacht lokale Vibrationen, von welchen angenommen wird, dass sie sekundär ein fehlerhaftes Reinigen zur Folge haben.
Demgemäß führten die Erfinder umfangreiche Untersuchungen durch, um das durch einen hochrunden Toner verursachte Problem des fehlerhaften Reinigens zu lösen. Im Ergebnis haben sie gefunden, dass dies gelöst werden kann, durch Steuerung des Bedeckungsverhältnisses der Toneroberfläche durch Siliciumdioxidfeinteilchen, bei gleichzeitiger Verringerung des statischen Reibungskoeffizienten des Toners mit Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat. Die Details werden im Folgenden angegeben.
Zunächst wird ein Überblick über den Toner der Erfindung bereitgestellt.
Durch Steuerung des statischen Reibungskoeffizienten des Toners in Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat, welches der primäre Bestandteil der Oberflächenschicht des ein elektrostatisches latentes Bild bildenden Elements ist, wird die Adhäsionskraft des Toners an die Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements verringert. Die Verringerung der Adhäsionskraft des Toners verringert die Kraft der physikalischen Einwirkung gegen die Reinigungsklinge, wobei das Auftreten einer lokalen Vibration unterdrückt wird. Zusätzlich wird angenommen, dass durch die Steuerung des Zustands der Adhäsion durch die Siliciumdioxidfeinteilchen auf der Toneroberfläche, die Tonerfließfähigkeit verbessert wird, was die Kraft der physikalischen Einwirkung gegen die Reibungsklinge verringert. Zur gleichen Zeit wird offenbar die sekundäre Aggregation des Toners an dem Ende der Reinigungsklinge unterdrückt, dadurch wird stabiles Reinigen erzielt.
Die Gedanken der Erfinder bezüglich eines detaillierten Mechanismus für die Verbesserung des fehlerhaften Reinigens werden im Folgenden dargestellt.
Je kleiner die Adhäsionskraft des Toners an die Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements ist, desto kleiner ist die Kraft der physikalischen Einwirkung, die durch den nicht übertragenen Toner auf die Reinigungsklinge ausgeübt wird, was es erleichtert, nicht übertragenen Toner ohne Verursachung einer lokalen Vibration abzuschaben. Die Erfinder fanden es vorteilhaft, den statischen Reibungskoeffizienten in Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat als ein Indikator für die adhäsive Kraft zu nutzen.
Der statische Reibungskoeffizient bezieht sich auf eine Proportionalitätskonstante, die die Reibungskraft (maximale statische Reibungskraft) in dem Moment bestimmt, wenn ein Objekt beginnt, sich aus einem Ruhezustand auf der Oberfläche eines Testelements zu bewegen.
Wenn µ der statische Reibungskoeffizient ist und N der vertikale Zug auf der Oberfläche des Elements ist, wird die maximale statische Reibungskraft F₀ dargestellt durch die folgende Formel (A). $F_{0} = μ N$
Dies zeigt an, dass wenn der statische Reibungskoeffizient µ größer wird, die maximale statische Reibungskraft F₀ ebenfalls größer wird, und das eine größere Kraft erforderlich ist, um ein Objekt in der horizontalen Richtung über die Oberfläche des Elements zu bewegen. In dem Reinigungsschritt bedeutet ein größerer statischer Reibungskoeffizient, dass eine größere Kraft der physikalischen Einwirkung ausgeübt wird, wenn ein Toneraggregat in Kontakt mit der Reinigungsklinge kommt.
Zusätzlich zu dem statischen Reibungskoeffizienten gibt es ebenfalls den dynamischen Reibungskoeffizienten.
Es wird angenommen, dass der dynamische Reibungskoeffizient als ein Indikator für den Widerstand und die adhäsive Kraft dient, wenn, nach Abtrennung von dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element, der Toner über das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Element rollt. Jedoch wird durch die Leichtigkeit, mit welcher der Toner durch die Reinigungsklinge abgeschabt wird, der nicht übertragene Toner anfänglich in Kontakt mit der Reinigungsklinge kommen, während er sich in einem Zustand der Adhäsion an und ein Verbleiben auf der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements befindet. Daher ist es wichtiger, die Kraft der physischen Einwirkung, die der statische Reibungskoeffizient in einem adhärierenden und bleibenden Zustand auf die Reinigungsklinge ausübt, als den dynamischen Reibungskoeffizienten zu spezifizieren, wenn der Toner über das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Element rollt.
Außerdem ist der statische Reibungskoeffizient im Allgemeinen größer als der dynamische Reibungskoeffizient und so ist die physikalische Einwirkungskraft in dem Fall eines Toneraggregats, das in einem Ruhezustand ist, die auf die Reinigungsklinge einwirkt, größer. Daher kann angenommen werden, dass der statische Reibungskoeffizient bei dem Phänomen der lokalen Vibration der Reinigungsklinge eine dominantere Rolle spielt.
Aus diesem Grund wird angenommen, dass der statische Reibungskoeffizient bei dem dynamischen Reibungskoeffizient als ein Reinigungsindikator bevorzugt ist.
Gleichzeitig ist ein weiterer Indikator für das Darstellen der Adhäsion an das Element, die durch das Einwirkungsverfahren gemessene Adhäsionskraft. Diese spezifiziert die adhäsive Kraft, pro Teilchen das von dem Element fliegt, wenn eine physikalische Einwirkung auf ein Element ausgeübt wird, auf welchem sich Tonerteilchen im Ruhezustand befinden.
Wenn man eine Reinigungsstruktur wie die hier diskutierte betrachtet, hat die Adhäsionskraft gemessen durch das Einwirkungsverfahren damit zu tun, wie einfach der Toner vertikal von dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element entfernt werden kann. Jedoch wird bei der Reihe von Schritten, durch welche der Toner mit einer Reinigungsklinge abgeschabt wird, nicht übertragener Toner tatsächlich vertikal zu der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements einwirkende Kräfte auf sich nehmen. Der nicht übertragene Toner streift die Reinigungsklinge aus einer horizontalen Richtung, während er an der Oberfläche des ein elektrostatischen latentes Bild tragenden Elements angehaftet ist, und wird dadurch von der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements getrennt und abgeschabt. Daher scheint es bevorzugt zu sein, den statischen Reibungskoeffizienten, welcher den Widerstand bei Kräften aus einer horizontalen Richtung spezifiziert, als ein Indikator für die Leichtigkeit zu verwenden, mit welcher der Toner mit der Klinge abgeschabt wird.
Der statische Reibungskoeffizient ist ein Indikator, welcher nur bedeutungsvoll ist, wenn das Testelement festgelegt wird. Streng genommen, wird der statische Reibungskoeffizient durch die Kombination eines Elements mit einem anderen Element bestimmt.
Daher verwendeten die Erfinder den statischen Reibungskoeffizienten mit Bezug auf Polycarbonatharz, welches heutzutage weithin als ein konstituierendes Element der Oberflächenschicht in elektrostatische latente Bilder tragenden Elementen verwendet wird.
Jedoch ist nur das Niederhalten des statischen Reibungskoeffizienten des Toners mit Bezug auf das Polycarbonatharzsubstrat, die Reduktion der Anhaftung an die Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements und die Vereinfachung des Abschabens des Toners mit der Reinigungsklinge ungenügend, um die fehlerhafte Reinigung von hochrunden Tonern zu verbessern.
Der Grund dafür ist, dass das folgende Phänomen in Tonern mit einer hohen Rundheit dazu neigt aufzutreten. Toner, der mit der Reinigungsklinge kollidiert und aus einem Aggregat rausgebrochen wurde, sammelt sich und aggregiert wieder an der Endfläche der Reinigungsklinge, anstatt abgeschabt zu werden. Dieser gesammelte und wieder aggregierte Toner bleibt an der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements hängen, was eine lokale Vibration zur Folge hat, und, im Ergebnis, fehlerhaftes Reinigen verursacht. Dies wird ein ernsthaftes Problem bei der Durchführung von Bilderzeugung auf vielen Seiten, währenddessen die Menge des gesammelten und wieder aggregierten Toners ansteigt.
Die Erfinder glauben, dass, um dieses Problem zu lösen, zum gleichen Zeitpunkt wie der statische Reibungskoeffizient verringert wird, die Sammlung und Wiederaggregation von Ton, welche an der Endfläche der Reinigungsklinge auftritt, unterdrückt werden muss. Als ein Ergebnis der Untersuchungen durch die Erfinder wurde es als möglich gefunden, dass durch Steuerung des Bedeckungsverhältnisses der Toneroberfläche durch Siliciumdioxidfeinteilchen, um die Adhäsionskräfte zwischen den Tonerteilchen zu verringern, dem Toner eine ausreichende Fließfähigkeit verliehen wird, und dadurch die Reinigungsleistung verbessert wird, selbst nach Durchführung vieler Seiten der Bilderzeugung.
Außerdem können in einem Toner, welcher eine hohe Fließfähigkeit aufweist und leicht aufbricht, weil die Aggregate kleiner in der Größe sind und leichter aufbrechen wenn sie in Kontakt mit der Reinigungsklinge gebracht werden, die physikalischen Einwirkungskräfte, die auf die Reinigungsklinge einwirken, reduziert werden. Daher war es möglich einen hochrunden Toner zu erhalten, welcher, selbst wenn er in Beständigkeitstests von Beginn des Druckens eingesetzt wird, eine ausreichende Reinigungsleistung aufweist.
Der Toner der Erfindung wird im Folgenden konkreter beschrieben.
Der erfindungsgemäße Toner hat einen statischen Reibungskoeffizienten mit Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat welcher wenigstens 0,100 und nicht mehr als 0,200 ist, und bevorzugt wenigstens 0,150 und nicht mehr als 0,200 ist.
Wenn der statische Reibungskoeffizient nicht mehr als 0,200 ist, ist die Adhäsionskraft des nicht übertragenen Toners mit Bezug auf die Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements ausreichend gering, so dass der Toner schnell abgeschabt werden kann, ohne eine lokale Vibration der Reinigungsklinge zu verursachen. Ebenfalls würde die Verringerung des statischen Reibungskoeffizienten unterhalb von 0,100 es in der Praxis für ein primär aus Harz bestehendes Pulver schwierig machen, die Leistung als ein Toner zu erfüllen. Daher wurde in dieser Erfindung die untere Grenze bei dem statischen Reibungskoeffizient auf 0,100 eingestellt.
Bei einem statischen Reibungskoeffizienten von 0,200 oder weniger wird die Übertragung des Tonerbildes von der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements auf Papier in dem Übertragungsschritt problemlos durchgeführt, wobei die Übertragungseffizienz verbessert und die endgültige Bilddichte erhöht wird.
Der statische Reibungskoeffizient kann in dem vorher erwähnten Bereich durch die gesamte Regulierung derartiger Parameter, wie etwa die Tonerform und Oberflächeneigenschaften, die Art und Menge der externen Zusatzstoffteilchen und dem Anhaftungszustand derartiger Teilchen, eingestellt werden. Spezifisch ist in Fällen, in denen die durchschnittliche Rundheit des Toners weniger als 0,950 ist, selbst wenn der externe Zusatzstoff reguliert wird, es schwierig, den statischen Reibungskoeffizienten auf 0,200 oder weniger einzustellen. Es wird angenommen, dass der Grund dafür ist, dass bei Teilchen mit einer stark ungleichmäßigen Form hervortretende Abschnitte den Reibungswiderstand mit der Oberfläche des Testelements erhöhen. Daher muss in dem erfindungsgemäßen Toner die durchschnittliche Rundheit wenigstens 0,950 sein. Die durchschnittliche Rundheit des Toners ist bevorzugt wenigstens 0,960 und bevorzugter wenigstens 0,970.
Bei dem erfindungsgemäßen Toner ist es für das Bedeckungsverhältnis durch Siliciumdioxidfeinteilchen kritisch, wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-% zu sein.
Es ist in der Tat möglich, den vorhergehenden Bereich in dem statischen Reibungskoeffizienten durch Zugabe einer relativ großen Menge von z.B. Metalloxidteilchen, die unterschiedlich behandelt werden mit Fettsäuren, Silikonölen oder Ähnlichem, die herkömmlicherweise als Schmiermittel verwendet werden, zu erzielen. Jedoch hat dies oftmals einen negativen Einfluss, z.B., auf die Ladungseigenschaften des Toners. Als ein Ergebnis können gewünschte Qualitäten des Toners, die unterschiedlich zu der Reinigungsleistung sind, d.h. die elektrophotographischen Eigenschaften, nicht erfüllt werden, was es für den Toner extrem schwierig macht, als ein Entwickler zu wirken. Zusätzlich können ebenfalls schädliche Effekte auftreten, wie etwa die Kontamination der Bauelemente aufgrund der externen Zusatzstoffteilchen, die aufgrund der Verwendung in den Beständigkeitstests freigesetzt werden.
Daher denken die Erfinder nun, dass es anstatt der Verwendung einer großen Menge eines speziellen externen Zusatzstoffes es wichtig ist, den statischen Reibungskoeffizienten in den vorhergehenden Bereich einzustellen, während der Zustand der Adhäsion der Siliciumdioxidfeinteilchen an der Toneroberfläche gesteuert wird. Spezifisch ist die Steuerung des Bedeckungsverhältnisses durch Siliciumdioxidfeinteilchen an der Toneroberfläche wichtig und, bevorzugter, ist es erwünscht, dass die Gleichmäßigkeit des bedeckten Zustands erhöht wird. Die Details des Mechanismus, durch welchen die bemerkenswerten Wirkungen erhalten werden, wenn das Bedeckungsverhältnis der Toneroberfläche durch Siliciumdioxidfeinteilchen wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-% ist, sind nicht klar, aber die Erfinder spekulieren, dass der Mechanismus wie folgt ist.
Durch die Bedeckung der Toneroberfläche mit Siliciumdioxidfeinteilchen in einem geeigneten Verhältnis kann eine Anzahl von Wirkungen erwartet werden einschließlich der Folgenden: (1) eine Unebenheit der Oberfläche der Tonerteilchen kann ausgeglichen werden, (2) lokale Ungleichmäßigkeiten in dem Ladungszustand an der Toneroberfläche in Folge der Übertragung kann unterdrückt werden und (3) freigesetzte Siliciumdioxidfeinteilchen sind in der Lage, als Teilchen mit einer Auflagerungswirkung zu dienen. Es wird angenommen, dass diese Elemente, in Kombination mit dem geringen statischen Reibungskoeffizient mit Verbesserungen in den Tonereigenschaften assoziiert sind.
Zusätzlich werden durch gleichmäßige Bedeckung der Oberfläche mit Siliciumdioxidfeinteilchen unter anderem ebenfalls die folgenden Wirkungen denkbar: (1) eine lokale Exposition der Oberfläche der Tonerteilchen, die eine hohe Anhaftung aufweisen, wird unterdrückt, (2) die Adsorption von Wassermolekülen an die Tonerelementoberfläche wird unterdrückt, und (3) die Bildung von Aggregaten der Siliciumdioxidfeinteilchen wird unterdrückt, wobei der Reibungswiderstand aufgrund der sterischen Verschachtelung zwischen den Aggregaten verringert wird.
In der Erfindung ist das Bedeckungsverhältnis X1 der Toneroberfläche durch die Siliciumdioxidfeinteilchen, wie durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt, wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-%.
Das Bedeckungsverhältnis X1 kann berechnet werden aus dem Verhältnis der nachgewiesenen Intensität von elementarem Silicium, wenn der Toner durch ESCA gemessen wird, relativ zu der nachgewiesenen Intensität von elementarem Silicium, wenn das Siliciumdioxidfeinteilchen alleine gemessen wird. Dieses Bedeckungsverhältnis X1 zeigt das Verhältnis der Fläche der Tonerteilchenoberfläche an, welche tatsächlich durch die Siliciumdioxidfeinteilchen bedeckt wird.
Wenn das Bedeckungsverhältnis X1 wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-% ist, verleiht dies dem Toner eine ausreichende Fließfähigkeit und gleichzeitig bedeckt es die Toneroberfläche ausreichend mit Siliciumdioxidfeinteilchen, wobei die Verringerung der Anhaftung zwischen Tonerteilchen ermöglicht wird. Im Ergebnis tritt eine Wiederaggregation kaum auf, selbst in Fällen in denen Toner an der Endfläche der Reinigungsklinge gesammelt wurde, folglich wird ein Auftreten von fehlerhaftem Reinigen vermieden.
In dem erfindungsgemäßen Toner ist, wenn das theoretische Bedeckungsverhältnis des Toners durch Siliciumdioxidfeinteilchen X2 ist, erfüllt der durch die folgende Formel 1 definierte Diffusionsindex die folgende Formel 2. $Diffusionindex = X 1 / X 2$
$Diffusionindex \geq - 0,0042 \times X 1 + 0,62$
Das theoretische Bedeckungsverhältnis X2 des Toners durch die Siliciumdioxidfeinteilchen wird aus der folgenden Formel 4 unter Verwendung von, z.B., dem Gehalt an Siliciumdioxidfeinteilchen in dem Toner und dem Teilchendurchmesser der Siliciumdioxidfeinteilchen, berechnet. Das durch die folgende Formel 4 bestimmte theoretische Bedeckungsverhältnis X2 drückt, als ein Prozentwert, den Wert aus, der erhalten wird durch zuerst Dividieren der gesamten projizierten Oberfläche des externen Zusatzstoffs durch die gesamte Oberfläche der Tonerteilchen, dann Dividieren dieses Ergebnisses durch den Anteil der Fläche auf einer flachen Oberfläche, wo Kreise des gleichen Radius zu einer höchsten Dichte angeordnet sind, die durch die Kreise eingenommen wird (= π/√12). Die folgende Formel 4 wird ebenfalls in JP H10 - 20 539 A erwähnt, und ist eine herkömmlich bei der Berechnung des theoretischen Bedeckungsverhältnisses verwendete Formel. $\begin{array}{l} Theoretics Bedeckungsverhältnis X2 (F l ä c h e n - %) \\ = 3^{1 / 2} (2 π) \times (dt / da) \times (ρ t / ρ a) \times C \times 100 \end{array}$
worin

da: zahlenmittlerer Teilchendurchmesser (D1) der Siliciumdioxidfeinteilchen (nm)
dt: gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser (D4) des Toners (nm)
pa: wahre relative Dichte der Siliciumdioxidfeinteilchen (g/cm³)
pt: wahre relative Dichte des Toners (g/cm³)
C: Gewicht der Siliciumdioxidfeinteilchen/Gewicht des Toners (der nachfolgend beschriebene Gehalt der Siliciumdioxidfeinteilchen in dem Toner wird als C verwendet.)

Die physikalische Signifikanz des durch die vorhergehende Formel 1 angegebenen Diffusionsindex wird im Folgenden beschrieben.
Der Diffusionsindex stellt die Divergenz zwischen dem gemessenen Bedeckungsverhältnis X1 und dem theoretischen Bedeckungsverhältnis X2 dar. Es wird angenommen, dass der Grad dieser Divergenz anzeigt, wie viele Siliciumdioxidfeinteilchen zu zwei oder drei Schichten in der vertikalen Richtung von der Oberfläche der Tonerteilchen gestapelt sind. Der theoretische Diffusionsindex für monodispergierte Teilchen ist 1. In diesem Zustand sind die Siliciumdioxidfeinteilchen in dem am dichtesten gepackten Zustand auf der Oberfläche der Tonerteilchen, und sind alle in einer einzelnen Schicht ohne Überlappung vorhanden. Wenn das Siliciumdioxidfeinteilchen auf der Toneroberfläche in einem gestapelten Zustand als aggregierte sekundäre Teilchen vorhanden ist, tritt eine Divergenz zwischen dem gemessenen Bedeckungsverhältnis und dem theoretischen Bedeckungsverhältnis auf, was in einem geringeren Diffusionsindex resultiert. Daher kann gesagt werden, dass der Diffusionsindex ebenfalls die Menge des Siliciumdioxidfeinteilchens anzeigt, das als sekundäre Teilchen vorhanden ist.
In dieser Erfindung ist der Diffusionsindex bevorzugt in dem durch die vorhergehende Formel 2 angezeigten Bereich, von dem angenommen wird, dass er größer als der von konventionell hergestellten Tonern ist. Ein großer Diffusionsindex zeigt an, dass die Menge des Siliciumdioxidfeinteilchens auf der Oberfläche der Tonerteilchen, das als sekundäre Teilchen vorhanden ist, gering ist, und dass die als primäre Teilchen vorhandene Menge groß ist. Wie vorher erwähnt, ist die obere Grenze in dem Diffusionsindex 1.
Wenn der Diffusionsindex innerhalb des vorhergehenden Bereichs ist, werden die Siliciumdioxidteilchen gleichmäßig als primäre Teilchen auf der Toneroberfläche verteilt, die Adhäsivkräfte zwischen den Tonerteilchen werden ohne einen Verlust in den Ladungseigenschaften des Toners verringert, und die Aggregation des Toners an der Endfläche der Reinigungsklinge kann während der Verwendung in einem Beständigkeitstest unterdrückt werden. Es wird durch die Erfinder angenommen, dass der Mechanismus, durch welchen der Toner aufgrund eines großen Diffusionsindex Schwierigkeiten aufweist an der Endfläche der Reinigungsklinge zu aggregieren selbst wenn er verdichtet wird, wie folgt ist.
Wenn der Toner an einer Hochdruckstelle wie etwa der Endfläche der Reinigungsklinge vorhanden ist, wird angenommen, dass die Tonerteilchen leicht in einen „verriegelten“ Zustand eintreten, so dass die auf den Oberflächen davon vorhandenen Siliciumdioxidfeinteilchen nicht miteinander kollidieren. Zu diesem Zeitpunkt, wenn viele Siliciumdioxidfeinteilchen als sekundäre Teilchen vorhanden sind, wird der Einfluss des Verriegelns groß, was es schwierig macht, die Tonerteilchen schnell zu trennen, als ein Ergebnis davon treten Toneraggregate leicht auf.
Insbesondere in Fällen, wo der Toner nachfolgend in der Verwendung in einem Beständigkeitstest verschlechtert wurde, werden die Siliciumdioxidfeinteilchen, welche als Primärteilchen vorhanden sind, in die Toneroberfläche eingegraben, was dazu führen kann die Fließfähigkeit des Toners zu verringern. Zu diesem Zeitpunkt wird der Einfluss des Verriegelns zwischen Siliciumdioxidfeinteilchen, welche nicht in die Toneroberfläche eingegraben sind und als sekundäre Teilchen vorhanden sind, größer, was es vermutlich schwieriger macht, den Toner abzutrennen. Jedoch tritt bei den erfindungsgemäßen Tonern, weil die meisten der Siliciumdioxidfeinteilchen als primäre Teilchen vorhanden sind, selbst wenn der Toner aufgrund der Verwendung in Beständigkeitstests verschlechtert wurde, das Verriegeln zwischen den Tonerteilchen nicht leicht auf. Als ein Ergebnis scheint es, dass selbst in Fällen wo Toner gesammelt wird und Druck an der Endfläche der Reinigungsklinge ausgesetzt wird, dass der Toner leicht in individuelle Teilchen getrennt wird und nicht leicht in Aggregate geformt wird.
Die Grenzlinie für den Diffusionsindex in der Erfindung, in dem Bereich in dem das Bedeckungsverhältnis X1 wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75 Flächen-% ist, ist eine Funktion des Bedeckungsverhältnisses X1 als die Variable. Diese Funktion wurde empirisch aus dem Phänomen erhalten, dass, wenn das Bedeckungsverhältnis X1 und der Diffusionsindex erhalten wird durch, z.B., Variieren der Siliciumdioxidfeinteilchen und den externen Zugabenbedingungen, der Toner bei Ausübung von Druck leicht und vollständig zerfällt (disaggregiert).
Die 2 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Bedeckungsverhältnis X1 und dem Diffusionsindex aufträgt, wenn Toner, die variierende Bedeckungsverhältnisse X1 aufweisen, unter Verwendung von drei unterschiedlichen externen Zugabe- und Mischbedingungen und Variieren der Menge der zugegebenen Siliciumdioxidfeinteilchen hergestellt wurden. Bei den in dieser graphischen Darstellung aufgetragenen Tonern, wurde gefunden, dass die Leichtigkeit des Tonerzerfalls bei Ausübung von Druck für die Toner ausreichend verbessert war, die in dem Bereich aufgetragen waren, welcher die Formel 2 erfüllt.
Der Grund, warum der Diffusionsindex abhängig von dem Bedeckungsverhältnis X1 ist, ist nicht gut verstanden, obwohl die Erfinder annehmen, dass dies wie folgt ist. Weil die Leichtigkeit des Tonerzerfalls bei der Ausübung von Druck sich verbessert, ist es für die Menge der als Sekundärteilchen vorhandenen Siliciumdioxidfeinteilchen bevorzugt klein zu sein, obwohl ein nicht unwesentlicher Einfluss durch das Bedeckungsverhältnis X1 ebenfalls eingetreten ist. Mit dem Anstieg des Bedeckungsverhältnis X1 wird der Tonerzerfall schrittweise einfacher, und so wird die zulässige Menge der als Sekundärteilchen vorhandenen Siliciumdioxidfeinteilchen ansteigen. Auf diese Weise wird angenommen, dass die Grenzlinie des Diffusionsindexes eine Funktion des Bedeckungsverhältnisses X1 als die Variable wird. Das heißt, es existiert eine Korrelation zwischen dem Bedeckungsverhältnis X1 und dem Diffusionsindex, und es ist bevorzugt, den Diffusionsindex in Übereinstimmung mit dem Bedeckungsverhältnis X1 zu steuern.
Es ist für den erfindungsgemäßen Toner bevorzugt, dass er eine Gesamtenergie (mJ)/Tonerdichte (g/mL)-Wert von wenigstens 200 mJ/(g/mL) und nicht mehr als 300 mJ/(g/mL) aufweist, gemessen mit einem Pulverfließfähigkeitsmessgerät ausgestattet mit einem Blatt (bzw. Flügel) vom drehenden Propellertyp. Dieser Gesamtenergie (mJ)/Tonerdichte (g/mL)-Wert (im Folgenden einfach als „TE/Dichte“ bezeichnet) ist ein Indikator, der die Leichtigkeit des Tonerzerfalls aus einem verdichteten Zustand darstellt, und ist ein numerischer Ausdruck des physischen Widerstands, der dem Blatt begegnet, wenn es in eine Schicht des verdichteten Toners eintritt. Ein Wert von wenigstens 200 mJ/(g/mL) und nicht mehr als 300 mJ/(g/mL) ist bevorzugt, weil der Toner, der sich an der Endfläche der Reinigungsklinge sammelt, selbst bei eintretendem Druck nicht leicht zerfällt.
Der vorhergehende „TE/Dichte“-Wert kann in dem vorhergehenden Bereich durch die gesamte Steuerung derartiger Parameter, wie der Tonerform und der Oberflächeneigenschaften und dem Typ, der Menge und dem Adhäsionszustand der externen Zusatzstoffteilchen, eingestellt werden.
Ebenfalls wird der „TE/Dichte“-Wert stark durch die durchschnittliche Rundheit des Toners beeinflusst. Um den „TE/Dichte“-Wert in den vorhergehenden Bereich einzustellen, ist ein hochrunder Toner mit einer durchschnittlichen Rundheit von wenigstens 0,950 bevorzugt.
Der erfindungsgemäße Toner enthält ein Farbmittel.
Farbmittel, die vorteilhafter Weise in der Erfindung verwendet werden können, beinhalten die im Folgenden genannten.
Beispiele organischer Pigmente und organischer Farbstoffe, die als cyanfarbige Farbmittel geeignet sind, beinhalten Kupferphtalocyaninverbindungen und Derivate davon, Anthrachinonverbindungen und basische Farbstofflackverbindungen.
Beispiele von organischen Pigmenten und organischen Farbstoffen, die als magentafarbige Farbmittel geeignet sind, beinhalten kondensierte Azoverbindungen, Diketopyrrolopyrrolverbindungen, Anthrachinon- und Chinacridonverbindungen, basische Farbstofflackverbindungen, Naphtolverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen.
Beispiele von organischen Pigmenten und organischen Farbstoffen, die als gelbe Farbmittel geeignet sind, beinhalten kondensierte Azoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen.
Exemplarische schwarze Farbmittel beinhalten diejenigen, die durch Farbmischen erhalten werden, um eine schwarze Farbe unter Verwendung von Ruß, den vorhergehenden gelben Farbmitteln, den vorhergehenden magentafarbigen Farbmitteln und den vorhergehenden cyanfarbigen Farbmitteln zu erhalten.
In dem Fall, in dem ein Farbmittel verwendet wird, ist eine Farbmittelzugabe in einer Menge von wenigstens 1 Massenteil und nicht mehr als 20 Massenteilen pro 100 Massenteile des polymerisierbaren Monomers oder Bindemittelharzes bevorzugt.
Der Toner der Erfindung kann ebenfalls einen magnetischen Körper enthalten. In der Erfindung kann der magnetische Körper ebenfalls die Rolle als ein Farbmittel spielen.
Der in der Erfindung verwendete magnetische Körper ist primär aus schwarzem Eisenoxid oder y-Eisenoxid aufgebaut, und kann zum Beispiel Elemente wie Phosphor, Kobalt, Nickel, Kupfer, Magnesium, Mangan und Aluminium enthalten. Der magnetische Körper ist in der Form von Körpern mit Formen, welche, zum Beispiel, polyedrisch, octaedrisch, hexaedrisch, sphärisch, nadelförmig oder flockenartig sind, obwohl gering anisotrope Formen, wie etwa polyedrisch, octaedrisch, hexaedrisch und sphärische Formen, für die Erhöhung der Bilddichte bevorzugt sind. Der Gehalt des magnetischen Körpers in der Erfindung ist bevorzugt wenigstens 50 Massenteile und nicht mehr als 150 Massenteile pro 100 Massenteile des polymerisierbaren Monomers oder Bindemittelharzes.
Der Toner der Erfindung beinhaltet bevorzugt ein Wachs. Das Wachs enthält bevorzugt ein Kohlenwasserstoffwachs. Beispiele anderer Wachse beinhalten Amidwachse, höhere Fettsäuren, langkettige Alkohole, Ketonwachse, Esterwachse und ebenfalls Derivate von diesen, wie etwa Pfropfverbindungen und Blockverbindungen. Wenn notwendig, können zwei oder mehrere Arten von Wachs in Kombination verwendet werden. Von diesen ist es in Fällen, in denen ein durch das Fischer-Tropsch-Verfahren erhaltenes Kohlenwasserstoffwachs, verwendet wird, insbesondere bei der Kontaktentwicklung möglich, eine gute Entwickelbarkeit über einen verlängerten Zeitraum beizubehalten und ebenfalls eine gute warme Offset-Eigenschaft beizubehalten. Zu dem Kohlenwasserstoffwachs kann ebenfalls ein Antioxidationsmittel in einem Bereich zugegeben werden, der die Tonerladungsleistung nicht beeinflusst.
Der Wachsgehalt pro 100 Massenteile des Bindemittelharzes ist bevorzugt wenigstens 4,0 Massenteile und nicht mehr als 30,0 Massenteile, und bevorzugter wenigstens 10,0 Massenteile und nicht mehr als 25,0 Massenteile.
In dem Toner der Erfindung kann, gegebenenfalls, ein Ladungssteuerungsmittel in den Tonerteilchen beinhaltet sein. Durch Beinhalten eines Ladungssteuerungsmittels, können die Ladungseigenschaften stabilisiert werden und die Steuerung der optimalen triboelektrischen Ladungsmenge gemäß dem Entwicklungssystem ist möglich.
Die Verwendung eines bekannten Ladungssteuerungsmittels mit einem Ladungssteuerungsmittel, das eine schnelle Ladungsgeschwindigkeit aufweist und in der Lage ist stabil eine konstante Ladungsmenge zu halten, ist insbesondere bevorzugt. Außerdem ist in Fällen, in denen die Tonerteilchen durch ein direktes Polymerisationsverfahren hergestellt werden, ein Ladungssteuerungsmittel, welches geringe polymerisationshemmende Eigenschaften aufweist, und welches im Wesentlichen frei von Substanzen ist, die in einem wässrigen Medium löslich sind, besonders bevorzugt.
Der Toner der Erfindung kann ein derartiges Ladungssteuerungsmittel alleine oder in Kombinationen von zwei oder mehreren beinhalten.
Der Gehalt des Ladungssteuerungsmittels pro 100 Massenteile des polymerisierbaren Monomers oder Bindemittelharzes ist bevorzugt wenigstens 0,3 Massenteile und nicht mehr als 10,0 Massenteile und ist bevorzugter wenigstens 0,5 Massenteile und nicht mehr als 8,0 Massenteile.
Der Toner der Erfindung beinhaltet Tonerteilchen und Siliciumdioxidfeinteilchen. Sowohl was als trockenes Siliciumdioxid oder geglühtes Siliciumdioxid bezeichnet wird, was Siliciumdioxide sind, die durch Dampfphasenoxidation von Siliciumhaliden hergestellt werden, als auch feuchtes Siliciumdioxid, hergestellt aus Wasserglas oder Ähnlichem, können als die Siliciumdioxidfeinteilchen in der Erfindung verwendet werden.
Die in der Erfindung zugegebene Menge an Siliciumdioxidfeinteilchen ist bevorzugt wenigstens 0,1 Massenteile und nicht mehr als 5,0 Massenteile pro 100 Massenteile der Tonerteilchen. Die Einstellung der Beladungen mit den Siliciumdioxidfeinteilchen innerhalb des vorhergehenden Bereichs ist erwünscht, weil dem Toner eine gute Fließfähigkeit verliehen werden kann und die Fixierleistung nicht beeinträchtigt wird.
Der Gehalt der Siliciumdioxidfeinteilchen kann bestimmt werden durch Fluoreszenzröntgenanalyse unter Verwendung einer mit Standardproben erstellten Eichkurve.
Es wird bevorzugt eine hydrophobe Behandlung an den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Siliciumdioxidfeinteilchen durchgeführt, und besonders bevorzugte Siliciumdioxidfeinteilchen werden zu einer Hydrophobizität, wie durch den Methanol-Titrationstest gemessen, von wenigstens 40% und bevorzugter wenigstens 50% hydrophob behandelt.
Das Verfahren für die Durchführung der hydrophoben Behandlung kann beispielhaft erfolgen durch Verfahren, in welchen die Behandlung durchgeführt wird mit, zum Beispiel, einer organischen Siliciumverbindung, einem Silikonöl usw.
Die organische Siliciumverbindung kann beispielhaft angegeben werden mit Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan und Hexamethyldisiloxan.
Das Silikonöl kann beispielsweise angegeben werden mit Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, α-Methylstyrol-modifiziertes Silikonöl, Chlorphenylsilikonöl und Fluor-modifiziertes Silikonöl.
Das in der Erfindung verwendete Siliciumdioxidfeinteilchen ist bevorzugt ein Siliciumdioxidgrundmaterial, das mit einer organischen Siliciumverbindung und einem Silikonöl oberflächlich behandelt wurde, wobei der Grund dafür ist, dass der Grad der Hydrophobisierung dadurch vorteilhafter Weise gesteuert werden kann.
Verfahren für die Behandlung eines Siliciumdioxidgrundmaterials mit Silikonöl beinhalten ein Verfahren, in welchem ein Siliciumdioxidgrundmaterial und ein Silikonöl unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschel-Mischers, direkt gemischt werden, und ein Verfahren, in welchem das Siliciumdioxidgrundmaterial mit Silikonöl besprüht wird. Alternativ kann das Verfahren eines sein, in welchem ein Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird, gefolgt davon, dass dazu das Siliciumgrundmaterial gegeben und gemischt wird, dann wird das Lösungsmittel entfernt. Um gute hydrophobe Eigenschaften zu erhalten, ist die Menge des verwendeten Silikonöls, um 100 Massenteile des Siliciumdioxidgrundmaterials zu behandeln, bevorzugt wenigstens 1 Massenteil und nicht mehr als 40 Massenteile, und bevorzugter wenigstens 3 Massenteile und nicht mehr als 35 Massenteile.
Damit das in der Erfindung verwendete Siliciumdioxidgrundmaterial den Toner mit guter Fließfähigkeit versehen kann, weist es bevorzugt eine spezifische Oberfläche auf, gemessen durch das BET-Verfahren unter Verwendung der Stickstoffadsorption (BET-spezifische Oberfläche), von wenigstens 130 m²/g und nicht mehr als 330 m²/g. Innerhalb dieses Bereichs sind die dem Toner verliehene Fließfähigkeit und die Ladungsleistung während der Verwendung in einem Beständigkeitstest einfacher sichergestellt. In dieser Erfindung ist die BET-spezifische Oberfläche des Siliciumdioxidgrundmaterials bevorzugter wenigstens 200 m²/g und nicht mehr als 320 m²/g. Die Messung der spezifischen Oberfläche, gemessen durch das BET-Verfahren unter Verwendung der Stickstoffadsorption (BET-spezifische Oberfläche), werden allgemein gemäß JIS Z 8830 (2001) durchgeführt. Der TriStar 3000 Oberflächen- und Porosimetrieanalysator (erhältlich von Shimadzu Corporation), welcher eine konstante Volumengasadsorption als das Messverfahren einsetzt, wird als das Messgerät verwendet.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der primären Teilchen in dem Siliciumdioxidgrundmaterial in der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt von wenigstens 3 nm bis nicht mehr als 50 nm und bevorzugter von wenigstens 5 nm bis nicht mehr als 40 nm.
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) des Toners der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt von wenigstens 6,0 µm bis nicht mehr als 10,0 µm, und bevorzugter von wenigstens 7,0 µm bis nicht mehr als 9,0 µm.
Beispiele des Verfahrens für die Herstellung des Toners der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden bereitgestellt, aber es besteht nicht die Absicht, das Herstellungsverfahren auf diese zu beschränken.
Die in der Erfindung verwendeten Tonerteilchen können durch ein Trockenverfahren oder ein Nassverfahren hergestellt werden.
In Fällen, in denen die Tonerteilchen durch ein Trockenverfahren hergestellt werden, ist eine Oberflächenmodifikationsbehandlung erforderlich, um die durchschnittliche Rundheit der durch Pulverisierung hergestellten Tonerteilchen in den erwünschten Bereich zu steuern. Das verwendete Oberflächenmodifikationsgerät sind zum Beispiel Geräte, welche ein Prall- bzw. Schlagmischen in einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom durchführen, wie etwa das Surface Fusing System (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.), das Nara Hybridization System (Nara Machinery Co., Ltd.), das Kryptron Cosmo System (Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) oder das Inomizer System (Hosokawa Micron Corporation); Geräte, welchen ein trockenes mechanochemisches Verfahren einsetzen, wie etwa das Mechanofusion System (Hosokawa Micron Corporation) oder die Mechanomill (Okada Seiko Co., Ltd.); und Geräte wie etwa das Faculty (Hosokawa Micron Corporation).
In den Fällen, in denen die Tonerteilchen durch ein Nassverfahren hergestellt werden, beinhalten geeignete Beispiele Verfahren zur Herstellung in einem wässrigen Medium, wie etwa ein Dispersionspolymerisationsverfahren, ein Auflösungssuspensionsverfahren oder ein Suspensionspolymerisationsverfahren. Die Herstellung durch ein Suspensionspolymerisationsverfahren oder durch ein Assoziationsaggregationsverfahren ist bevorzugter.
Ein Suspensionspolymerisationsverfahren bezieht sich auf ein Verfahren, in welchem eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung durch gleichmäßiges Lösen oder Dispergieren des polymerisierbaren Monomers und des Farbmittels und ebenfalls, wo notwendig, anderen Zusatzstoffen, wie etwa ein Polymerisationsinitiator, ein Vernetzungsmittel, ein Ladungssteuerungsmittel und ein Wachs erhalten wird. Unter Verwendung eines geeigneten Rührwerks wird eine Granulation durch Dispergieren der resultierenden polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, durchgeführt. Zusätzlich wird das vorhandene polymerisierbare Monomer innerhalb der granulierten Teilchen polymerisiert, was Tonerteilchen mit einem erwünschten Teilchendurchmesser ergibt. Durch dieses Suspensionspolymerisationsverfahren erhaltene Tonerteilchen (im Folgenden ebenfalls als „polymerisierte Tonerteilchen“ bezeichnet) sind bevorzugt, weil die individuellen Tonerteilchen im Wesentlichen in der Form alle kugelförmig erzeugt wurden, wobei, als ein Ergebnis davon, die Teilchen die vorgeschriebene durchschnittliche Rundheit erfüllen, wobei zusätzlich dazu die Verteilung in der Ladungsmenge relativ gleichmäßig ist.
Bei der Herstellung der polymerisierten Tonerteilchen gemäß der Erfindung, kann ein bekanntes Monomer als das polymerisierbare Monomer in der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung verwendet werden. Von derartigen polymerisierbaren Monomeren ist Styrol oder ein Styrolderivat alleine oder in Mischung mit anderen polymerisierbaren Monomeren vom Standpunkt der Entwicklungseigenschaften und der Beständigkeit des Toners bevorzugt.
Bei der Umsetzung der Erfindung ist der in dem vorhergehenden Suspensionspolymerisationsverfahren verwendete Polymerisationsinitiator bevorzugt einer, welcher eine Halbwertszeit zum Zeitpunkt der Polymerisationsreaktion von wenigstens 0,5 Stunden und nicht mehr als 30,0 Stunden aufweist. Die zugesetzte Menge des Polymerisationsinitiators ist bevorzugt wenigstens 0,5 Massenteile und nicht mehr als 20,0 Massenteile pro 100 Massenteile des polymerisierbaren Monomers.
Exemplarische Polymerisationsinitiatoren beinhalten Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Diazotyp und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp.
In dem vorhergehenden Suspensionspolymerisationsverfahren kann zum Zeitpunkt ein Vernetzungsmittel der Polymerisationsreaktion zugesetzt werden. Die Zugabemenge ist bevorzugt wenigstens 0,1 Massenteile und nicht mehr als 10,0 Massenteile pro 100 Massenteile des polymerisierbaren Monomers. Eine Verbindung mit primär wenigstens zwei polymerisierbaren Doppelbindungen können hier als das Vernetzungsmittel verwendet werden. Anschauliche Beispiele beinhalten aromatische Divinylverbindungen, Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen, Divinylverbindungen und Verbindungen mit drei oder mehr Vinylgruppen. Diese können alleine oder als Mischung von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Die Herstellung von Tonerteilchen durch ein Suspensionspolymerisationsverfahren wird im Folgenden ausführlich beschrieben, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. Als Erstes wird eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung, selbst zubereitet durch geeignete gemeinsame Zugabe des vorher beschriebenen polymerisierbaren Monomers, eines Farbmittels und Ähnlichem, dann gleichmäßiges Lösen oder Dispergieren dieser Inhaltsstoffe mit einer Dispersionsvorrichtung, wie etwa einem Homogenisator, einer Kugelmühle oder einer Ultraschalldispersionsvorrichtung, in einem wässrigen Medium dispergiert, das einen Dispersionsstabilisator enthält, und granuliert. Zu diesem Zeitpunkt haben, wenn eine Dispersionsvorrichtung, wie etwa ein Hochgeschwindigkeitsrührwerk oder ein Ultraschalldispersionsvorrichtung verwendet wird, um die erwünschte Tonerteilchengröße in einem einzelnen Schritt zu erzielen, die resultierenden Tonerteilchen einen scharfen Teilchendurchmesser. Mit Bezug auf die zeitliche Abstimmung der Zugabe des Polymerisationsinitiators, kann eine derartige Zugabe zu der gleichen Zeit erfolgen zu der andere Zusatzstoffe zu dem polymerisierbaren Monomer gegeben werden, oder der Initiator kann genau vor der Suspension in dem wässrigen Medium zugesetzt werden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, einen Polymerisationsinitiator vor dem Start der Polymerisationsreaktion zuzugeben, der in dem polymerisierbaren Monomer oder einem Lösungsmittel gelöst war.
Nachfolgend der Granulation kann unter Verwendung eines herkömmlichen Rührwerks ein Rühren in einem Ausmaß durchgeführt werden, das den Teilchenzustand erhält und das Ausschwimmen und Absetzen von Teilchen vermeidet.
Ein bekannter oberflächenaktiver Stoff, ein organisches Dispersionsmittel oder ein anorganisches Dispersionsmittel können als die Dispersionsstabilisatoren verwendet werden. Von diesen ist die Verwendung eines anorganischen Dispersionsmittels bevorzugt, weil derartige Dispersionsmittel nicht leicht die Bildung eines schädlichen ultrafeinen Pulvers zur Folge haben, ihre sterische Hinderung eine Dispersionsstabilität bereitstellt, wobei im Ergebnis davon die Stabilität nicht leicht zusammenbricht, selbst wenn die Reaktionstemperatur geändert wird, wobei zusätzlich das Reinigen einfach ist und nicht dazu neigt, einen nachteiligen Einfluss auf den Toner aufzuweisen. Anschauliche Beispiele derartiger anorganischer Dispersionsmittel beinhalten mehrwertige Metallsalze von Phosphorsäure, wie etwa Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat und Hydroxyapatit; Carbonate, wie etwa Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat; anorganische Salze, wie etwa Calciummetasilicat, Calciumsulfat und Bariumsulfat; und anorganische Verbindungen, wie etwa Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid.
Diese anorganischen Dispersionsmittel können in einer Menge von wenigstens 0,20 Massenteilen und nicht mehr als 20,00 Massenteilen pro 100 Massenteilen des polymerisierbaren Monomers verwendet werden. Der vorhergehende Dispersionsstabilisator kann alleine verwendet werden, oder eine Mehrzahl von Dispersionsstabilisatoren kann in Kombination verwendet werden. Zusätzlich können gleichzeitig wenigstens 0,0001 Massenteile und nicht mehr als 0,1000 Massenteile eines oberflächenaktiven Stoffs pro 100 Massenteilen des polymerisierbaren Monomers verwendet werden.
In der Polymerisationsreaktion des vorhergehenden polymerisierbaren Monomers wird die Polymerisationstemperatur auf wenigstens 40°C und im Allgemeinen auf wenigstens 50°C, aber nicht mehr als 90°C, eingestellt.
Nachdem die Polymerisation des polymerisierbaren Monomers abgeschlossen ist, werden Tonerteilchen durch Filtration, Waschen und Trocknen der resultierenden Polymerteilchen durch bekannte Verfahren erhalten. Die Siliciumdioxidfeinteilchen werden extern zugegeben und mit diesen Tonerteilchen gemischt und dadurch auf der Oberfläche der Tonerteilchen abgelagert, wobei sich der Toner der Erfindung ergibt.
Es ist ebenfalls möglich, einen Klassierungsschritt in dem Herstellungsverfahren (vor dem Mischen der anorganischen Feinteilchen) zu beinhalten, und dadurch grobes Pulver und feines Pulver, die in den Tonerteilchen eingeschlossen sind, abzuscheiden.
Zusätzlich zu den vorhergehenden Siliciumdioxidfeinteilchen können Teilchen mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser (D1) der primären Teilchen von wenigstens 80 nm und nicht mehr als 3 µm zu dem Toner der Erfindung gegeben werden. Zum Beispiel Schmiermittel, wie etwa Fluorharzpulver, Zinkstearatpulver und Polyvinylidenfluoridpulver; Schleifmittel, wie etwa Ceriumoxidpulver, Siliciumcarbidpulver und Strontiumtitanatpulver und Trennteilchen, wie etwa Siliciumdioxid, können in kleinen Mengen in einem Grad verwendet werden, der die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung nicht nachteilig beeinträchtigt.
Die Herstellung von Tonerteilchen durch ein Assoziationsaggregationsverfahren wird im Folgenden ausführlich beschrieben, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Als Erstes wird teilchenförmiges Polymer durch ein bekanntes Verfahren hergestellt. Beispiele von Verfahren für die Herstellung von teilchenförmigen Vinylpolymeren beinhalten Emulsionspolymerisation und seifenfreie Emulsionspolymerisation. Beispiele für Verfahren für die Herstellung von teilchenförmigem Polymer vom Polyestertyp beinhalten ein Verfahren, in welchem ein Polyester in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und neutralisiert wird, dann eine Phasenumkehr emulgiert wird, und ein Verfahren, in welchem Polyester in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst wird, dann wird es in einer wässrigen Phase unter Verwendung einer Dispersionsvorrichtung dispergiert. Ein optionaler oberflächenaktiver Stoff kann ebenfalls zum Zeitpunkt der Dispersion verwendet werden. Der Polyester kann erhalten werden durch Polykondensation eines Alkoholbestandteils und eines Carbonsäurebestandteils in der Anwesenheit eines Esterkatalysators und bei einer Temperatur von 150 bis 280°C.
Als Nächstes wird eine Mischung der wässrigen Suspension des teilchenförmigen Polymers und einer wässrigen Suspension eines teilchenförmigen Farbmittels zu der ein pH-Einsteller, ein Fällungsmittel, ein Stabilisator und Ähnliches dazugegeben und gemischt wurde, wonach ein Aggregat der feinen Teilchen mit der geeigneten Ausübung von mechanischer Kraft oder Ähnlichem und Erwärmen gebildet wird. Falls notwendig können teilchenförmiges Wachs und teilchenförmiges Ladungssteuerungsmittel gleichzeitig oder ein einem separaten Schritt damit zusammen aggregiert werden. Ebenfalls können das Farbmittel, das Wachs und das Ladungssteuerungsmittel vorher keimpolymerisiert werden.
Der Stabilisator wird primär durch polare oberflächenaktive Stoffe allein und durch wässrige Medien, die polare oberflächenaktive Stoffe enthalten, beispielhaft dargestellt. Zum Beispiel kann in Fällen, in denen der in der vorher beschriebenen wässrigen Dispersion beinhaltete polare oberflächenaktive Stoff anionisch ist, ein kationischer Stabilisator ausgewählt werden. Die Zugabe und Mischung des Fällungsmittels und Ähnliches wird bevorzugt ausgeführt bei einer Temperatur, welche bei oder unterhalb des Glasübergangspunkts des in der Mischung beinhalteten Polymers ist. Durch Durchführung derartiger Mischung unter diesen Temperaturbedingungen schreitet die Aggregation in einem stabilen Zustand voran. Die vorhergehende Mischung kann unter Verwendung eines bekannten Mischgeräts, eines Homogenisators, einer Mischvorrichtung oder Ähnlichem erfolgen. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Aggregats, das sich hier bildet, ist nicht besonders beschränkt, und wird typischerweise gesteuert, um etwa das gleiche des durchschnittlichen Teilchendurchmessers des erwünschten Toners zu werden. Eine derartige Steuerung kann einfach durch zum Beispiel das geeignete Einstellen und Ändern der Temperatur und der Rühr- und Mischbedingungen durchgeführt werden.
Die Erwärmungstemperatur sollte wenigstens die Glasübergangspunkttemperatur des in dem Aggregat der Feinteilchen beinhaltenden Polymers sein. Außerdem kann die Erwärmung durchgeführt werden unter Verwendung eines bekannten Erwärmungsgeräts oder -kessels. Die Erwärmungszeit kann kurz sein, wenn die Erwärmungstemperatur hoch ist, obwohl eine lange Zeit erforderlich sein wird, wenn die Erwärmungstemperatur gering ist. Nach dem Erwärmen werden die resultierenden Polymerteilchen filtriert, gewaschen und getrocknet, wobei Tonerteilchen erzielt werden.
Es ist ebenfalls möglich, die in der Erfindung verwendeten Tonerteilchen herzustellen durch Ausführung einer Oberflächenbehandlung mit warmem Luftstrom oder anderen Oberflächenmodifikationsbehandlungen an Tonerteilchen, die durch ein herkömmliches Pulverisierungsverfahren hergestellt wurden.
Ein Beispiel für ein derartiges Herstellungsverfahren wird im Folgenden beschrieben. Zuerst wird, in einem Ausgangsmaterialmischschritt, gegebene Mengen von wenigstens einem Bindemittelharz, einem magnetischen Körper und/ oder einem Farbmittel eingewogen, dann angerührt und unter Verwendung eines Mischgeräts gemischt. Zusätzlich werden die gemischten Tonerausgangsmaterialien schmelzgeknetet, dadurch werden die Harze geschmolzen und der magnetische Körper und/oder das Farbmittel usw. darin dispergiert. In diesem Schmelz-Knet-Schritt kann ein Knetgerät vom Batchtyp verwendet werden, wie etwa ein Druckkneter oder ein Banbury-Mischer oder ein kontinuierliches Knetgerät. Nach dem Schmelz-Kneten wird die durch Schmelz-Kneten erhaltene Harzzusammensetzung der Tonerausgangsmaterialien in einer Zweiwalzenmühle oder Ähnlichem gewalzt, und wird mittels Durchführen durch einen Kühlschritt, wie etwa Wasserkühlung, gekühlt. Die auf diese Weise erhaltene gekühlte Harzzusammensetzung wird dann in einem Pulverisierungsschritt auf den gewünschten Teilchendurchmesser pulverisiert, wobei sich ein pulverisiertes Produkt ergibt. Als Nächstes wird eine Oberflächenbehandlung mit einem warmen Luftstrom unter Verwendung eines Oberflächenbehandlungsgeräts durchgeführt, dadurch ergeben sich Tonerteilchen. Das Verfahren der Oberflächenbehandlung mit einem warmen Luftstrom ist bevorzugt eines, in welchem die Tonerteilchen durch Sprühen aus einer Hochdruckluftzufuhrdüse ausgestoßen werden, und die ausgestoßenen Tonerteilchen werden innerhalb eines warmen Luftstroms exponiert, dadurch wird die Oberfläche der Tonerteilchen behandelt. Die Temperatur des warmen Luftstroms ist bevorzugt in einem Bereich von wenigstens 100°C und nicht mehr als 450°C.
Ein bekanntes Mischvorgangsgerät, zum Beispiel die vorher beschriebenen Mischvorichtungen, kann für die externe Zugabe und das Mischen der Siliciumdioxidfeinteilchen verwendet werden; jedoch ist ein in der 4 gezeigtes Gerät vom Standpunkt der Ermöglichung einer einfachen Steuerung des Bedeckungsverhältnisses X1 und des Diffusionsindexes bevorzugt.
Die 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischvorgangsgeräts zeigt, das für die Durchführung der externen Zugabe und des Mischens der durch die vorliegende Erfindung verwendeten Siliciumdioxidfeinteilchen verwendet werden kann.
Weil dieses Mischvorgangsgerät in einer derartigen Weise konstruiert ist, dass Scherkräfte auf die Tonerteilchen und die Siliciumdioxidfeinteilchen in einem Bereich eines schmalen Freiraums einwirken, können die Siliciumdioxidfeinteilchen auf den Oberflächen der Tonerteilchen abgelagert werden, während sie aus sekundären Teilchen in primäre Teilchen auseinanderbrechen.
Außerdem wird, wie im Folgenden beschrieben, das Bedeckungsverhältnis X1 oder der Diffusionsindex leicht in die für die vorliegende Erfindung bevorzugten Bereiche gesteuert, weil die Zirkulation der Tonerteilchen und der Siliciumdioxidfeinteilchen in der axialen Richtung des rotierenden Elements vereinfacht wird, und weil ein gründliches und gleichmäßiges Mischen vor der Entwicklung der Fixierung erleichtert wird.
Andererseits ist die 5 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur des in dem vorher erwähnten Mischvorgangsgerät verwendeten Rührelements zeigt.
Der externe Zugabe- und Mischvorgang für die Siliciumdioxidfeinteilchen wird im Folgenden unter Verwendung der 4 und 5 gezeigt.
Dieses Mischvorgangsgerät, das die externe Zugabe und das Mischen der Siliciumdioxidfeinteilchen durchführt, weist ein rotierendes Element 2 auf, wobei auf der Oberfläche davon wenigstens eine Mehrzahl von Rührelementen 3 angeordnet sind; ein Antriebselement 8, welches die Rotation des rotierenden Elements antreibt; und ein Hauptgehäuse 1, welches angeordnet ist, um eine Spalte zu den Rührelementen 3 aufzuweisen.
Um gleichmäßig Scherkräfte auf die Tonerteilchen auszuüben und dadurch die Ablagerung der Siliciumdioxidfeinteilchen auf der Oberfläche der Tonerteilchen zu erleichtern, während die Sekundärteilchen der Siliciumdioxidfeinteilchen in Primärteilchen auseinanderbrechen, ist es für den Freiraum zwischen dem inneren peripheren Abschnitt des Hauptgehäuses 1 und des Rührelements 3 wichtig, konstant und sehr klein gehalten zu werden.
Ebenfalls ist in diesem Gerät der Durchmesser des inneren peripheren Abschnitts des Hauptgehäuses 1 nicht mehr als das Zweifache des Durchmessers des äußeren peripheren Abschnitts des rotierenden Elements 2. Die 4 zeigt einen Fall, in welchem der Durchmesser des inneren peripheren Abschnitts des Hauptgehäuses 1 das 1,7-fache des Durchmessers des äußeren peripheren Abschnitts des rotierenden Elements 2 ist (d.h. der Durchmesser des zylindrischen Körpers des rotierenden Elements 2 ausschließlich der Rührelemente 3). Durch das Aufweisen des Durchmessers des inneren peripheren Abschnitts des Hauptgehäuses 1 von nicht mehr als dem Zweifachen des Durchmessers des äußeren peripheren Abschnitts des rotierenden Elements 2, ist der Verarbeitungsraum, in dem Kräfte auf die Tonerteilchen einwirken, ausreichend beschränkt, was es ermöglicht, ausreichende Einwirkungskräfte auf die Siliciumdioxidfeinteilchen auszuüben, welche als sekundäre Teilchen vorhanden sind.
Es ist wichtig, den vorhergehenden Freiraum gemäß der Größe des Hauptgehäuses einzustellen. Die Einstellung des Freiraums auf wenigstens etwa 1% und nicht mehr als etwa 5% des Durchmessers des inneren peripheren Abschnitts des Hauptgehäuses 1 ist wichtig, um ausreichende Scherkräfte auf die Siliciumdioxidfeinteilchen auszuüben. Spezifisch sollte, wenn der Durchmesser des inneren peripheren Abschnitts des Hauptgehäuses 1 etwa 130 mm ist, der Freiraum auf wenigstens etwa 2 mm und nicht mehr als etwa 5 mm eingestellt werden. Wenn der Durchmesser des inneren Abschnitts des Hauptgehäuses 1 etwa 800 mm ist, sollte der Freiraum auf wenigstens etwa 10 mm und nicht mehr als etwa 30 mm eingestellt sein.
In dem Vorgang der externen Zugabe und des Mischens der Siliciumdioxidfeinteilchen in der vorliegenden Erfindung, werden das Mischen und die externe Zugabe der Siliciumdioxidfeinteilchen zu der Tonerteilchenoberfläche durchgeführt unter Verwendung des Mischvorgangsgeräts durch Rotieren des rotierenden Elements 2 durch das Antriebselement 8 und Rühren und Mischen der Tonerteilchen und Siliciumdioxidfeinteilchen, die in das Mischvorgangsgerät eingebracht wurden.
Wie in der 5 gezeigt, sind wenigstens einige der mehreren Rührelemente 3 als Vorwärtsrührelemente 3a geformt, sodass, mit der Rotation des rotierenden Elements 2, die Tonerteilchen und Siliciumdioxidfeinteilchen in die axiale Richtung des rotierenden Elements 2 vorwärts transportiert werden. Zusätzlich werden wenigstens einige der mehreren Rührelemente 3 als Rückwärtsrührelemente 3b geformt, sodass, mit der Rotation des rotierenden Elements 2, die Tonerteilchen und Siliciumdioxidfeinteilchen in der axialen Richtung des rotierenden Elements 2 rückwärts transportiert werden.
Hierbei ist, wenn die Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 und die Produktausgabeöffnung 6 an den zwei Enden des Hauptgehäuses 1 angeordnet sind, wie in der 4, die Richtung zu der Produktausgabeöffnung 6 von der Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 (die Richtung nach rechts in der 4) die „Vorwärtsrichtung“.
Das heißt, wie in der 5 gezeigt, sind die Oberflächen der Vorwärtsrührelemente 3 so geneigt, um Tonerteilchen in die Vorwärtsrichtung (13) zu transportieren, und die Oberflächen der rückwärts rührenden Elemente 3b sind so geneigt, um Tonerteilchen und Siliciumdioxidfeinteilchen in die Rückwärtsrichtung (12) zu transportieren.
Dadurch wird die externe Zugabe der Siliciumdioxidfeinteilchen zu der Oberfläche der Tonerteilchen und das Mischen durchgeführt, während wiederholt ein Transport in die „Vorwärtsrichtung“ (13) und ein Transport in die „Rückwärtsrichtung“ (12) erfolgt.
Die Rührelemente 3a und 3b sind als Sätze ausgebildet und jeder Satz ist aus einer Mehrzahl von Blättern aufgebaut, welche in Abständen in der Umfangsrichtung des rotierenden Elements 2 angeordnet sind. In dem in der 5 gezeigten Beispiel sind die Rührelemente 3a und 3b als Sätze von zwei Elementen ausgebildet, die in wechselseitigen Abständen von 180 Grad auf dem rotierenden Element 2 gelegen sind, obwohl eine größere Anzahl von Blättern in ähnlicher Weise einen Satz bilden kann, wie etwa drei Blätter in Abständen von 120 Grad oder vier Blätter in Abständen von 90 Grad.
In dem in der 5 gezeigten Beispiel, werden eine Gesamtheit von 12 Rührelementen 3a, 3b in einem gleichmäßigen Abstand ausgebildet.
In der 5 stellt D die Breite eines Rührelements dar, und d zeigt den Abstand, der den überlappenden Abschnitt eines Rührelements darstellt. Vom Standpunkt des effizienten Transports der Tonerteilchen und der Siliciumdioxidfeinteilchen in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen, ist es für die Breite D bevorzugt, wenigstens etwa 20% aber nicht mehr als 30% der Länge des rotierenden Elements 2 in der 5 zu sein. Die 5 zeigt ein Beispiel, in welchem dies 23% ist. Zusätzlich ist es für die Rührelemente 3a und 3b bevorzugt, einen gewissen Grad der wechselseitigen Überlappung d aufzuweisen; spezifisch ist es bevorzugt, dass wenn eine Linie, von einem Ende eines Rührelements 3a verlängert wird, es dort einen gewissen Grad an Überlappung d mit einem Rührelement 3b gibt. Dies ermöglicht es den Scherkräfte effizient auf die Siliciumdioxidfeinteilchen, die als sekundäre Teilchen vorhanden sind, einzuwirken. Ein Aufweisen des Verhältnisses d/D von wenigstens 10% aber nicht mehr als 30% ist für das Ausüben von Scherkräften bevorzugt.
Zusätzlich zu der in der 5 gezeigten Form kann die Blattform - insofern als die Tonerteilchen in die Vorwärtsrichtung und die Rückwärtsrichtung transportiert werden können und der Freiraum beibehalten wird - eine Form mit einer gekrümmten Oberfläche oder eine Paddelstruktur aufweisen, in welcher ein distales Blattelement mit dem rotierenden Element 2 durch einen stabförmigen Arm verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung wird mit zusätzlichen Details im Folgenden mit Bezugnahme auf die schematischen Diagramme des in den 4 und 5 gezeigten Geräts erläutert.
Das in der 4 gezeigte Gerät hat ein rotierendes Element 2, welches wenigstens eine Mehrzahl von auf seiner Oberfläche angeordneten Rührelementen 3 aufweist; ein Antriebselement 8, das die Rotation des rotierenden Elements 2 antreibt; ein Hauptgehäuse 1, welches angeordnet ist, um einen Spalt mit den Rührelementen 3 zu bilden; und eine Hülle 4, in welcher ein Wärmeübertragungsmedium fließen kann, und welche sich auf der Innenseite des Hauptgehäuses 1 und an der Endoberfläche 10 des rotierenden Elements befindet.
Das in der 4 gezeigte Gerät hat ebenfalls sowohl eine an der Oberseite des Gehäuses 1 gebildete Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 für das Einbringen der Tonerteilchen und der Siliciumdioxidfeinteilchen, und eine an dem Boden des Hauptgehäuses 1 gebildet Produktausgabeöffnung 6 für die Ausgabe von Toner, welcher dem externen Zugabe- und Mischvorgang unterzogen wurde, aus dem Hauptgehäuse 1 nach außen. Das in der 4 gezeigte Gerät hat zusätzlich ein Ausgangsmaterialeinlassöffnungsinnenteil 16, eingefügt in die Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5, und ein Produktausgabeöffnungsinnenteil 17, eingefügt in die Produktausgabeöffnung 6.
In der Erfindung wird zunächst das Ausgangsmaterialeinlassöffnungsinnenteil 16 aus der Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 entfernt, und Tonerteilchen werden in einen Verarbeitungsraum 9 von der Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 geladen. Als Nächstes werden Siliciumdioxidfeinteilchen in den Verarbeitungsraum 9 aus der Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 geladen und das Ausgangsmaterialeinlassöffnungsinnenteil 16 wird eingefügt. Dann wird das rotierende Element 2 (in der Richtung der Rotation 11) durch ein Antriebselement 8 rotiert, dadurch wird das geladene Material einem externen Zugabe- und Mischvorgang unterzogen, während es durch die Mehrzahl der auf der Oberfläche des rotierenden Elements 2 vorgesehenen Rührelemente 3 gerührt und gemischt wird.
Die Ladungsabfolge kann mit dem Laden der Siliciumdioxidfeinteilchen von der Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 beginnen, gefolgt von dem Laden der Tonerteilchen von der Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5. Alternativ dazu können die Tonerteilchen und die Siliciumdioxidfeinteilchen vorher zusammen mit einem Mischgerät, wie etwa einem Henschel-Mischer, gemischt werden, gefolgt vom Laden der Mischung aus der Ausgangsmaterialeinlassöffnung 5 des in der 4 gezeigten Geräts.
Spezifischer ist in Bezug auf die externen Zugabe- und Mischvorgangsbedingungen, die Steuerung der Leistung des Antriebselements 8 auf wenigstens 0,2 W/g und nicht mehr als 2,0 W/g für die Erhaltung des Bedeckungsverhältnisses X1 und des Diffusionsindexes, die in dieser Erfindung festgeschrieben sind, bevorzugt. Die Steuerung der Leistung des Antriebselements auf wenigstens 0,6 W/g und nicht mehr als 1,6 W/g ist bevorzugter.
Wenn die Leistung weniger als 0,2 W/g ist, ist es schwierig, ein hohes Bedeckungsverhältnis X1 zu erhalten, und der Diffusionsindex neigt dazu, zu gering zu sein. Andererseits, wenn die Leistung höher als 2,0 W/g ist, wird der Diffusionsindex hoch und es gibt eine Tendenz, dass zu viele Siliciumdioxidfeinteilchen auf den Tonerteilchen eingebettet werden.
Die Verarbeitungszeit ist, obwohl nicht besonders beschränkt, bevorzugt wenigstens 3 Minuten und nicht mehr als 10 Minuten. Bei einer Verarbeitungszeit von weniger als 3 Minuten zeigen das Bedeckungsverhältnis X1 und der Diffusionsindex die Tendenz, zu gering zu werden.
Die Rotationsgeschwindigkeit der Blätter während der externen Zugabe und des Mischens ist nicht besonders beschränkt. Jedoch ist in einem Gerät, in dem das Volumen des in der 4 gezeigten Arbeitsraums 9 2,0×10^-3 m³ ist, wenn die Rührelemente 3 von der in der 5 gezeigten Form sind, es für die Blätter bevorzugt, eine Rotationsgeschwindigkeit aufzuweisen, welche wenigstens 800 U/min und nicht mehr als 3.000 U/min ist. Bei einer Rotationsgeschwindigkeit von wenigstens 800 U/min und nicht mehr als 3.000 U/min werden das Bedeckungsverhältnis X1 und der Diffusionsindex, die in dieser Erfindung festgeschrieben sind, leicht erhalten.
Ebenfalls ist in der Erfindung ein besonders bevorzugtes Behandlungsverfahren die Bereitstellung eines Vormischschritts vor dem Ablauf des externen Zugabe- und Mischvorgangs. Durch Hinzufügen eines Vormischschritts werden die Siliciumdioxidfeinteilchen in einem hohen Grad auf der Oberfläche der Tonerteilchen gleichmäßig dispergiert, was es erleichtert, ein hohes Bedeckungsverhältnis X1 und ebenfalls einen hohen Diffusionsindex zu erzielen.
Spezifischer wird hinsichtlich der Vormischbehandlungsbedingungen die Einstellung der Leistung des Antriebselements 8 auf wenigstens 0,06 W/g und nicht mehr als 0,20 W/g, und die Einstellung der Verarbeitungszeit auf wenigstens 0,5 Minuten und nicht mehr als 1,5 Minuten bevorzugt. Falls die Vormischungsbehandlungsbedingungen auf eine Ladungsleistung eingestellt werden, welche geringer als 0,06 W/g ist, oder auf eine Verarbeitungszeit, welche kürzer als 0,5 Minuten ist, ist ein Mischen, das ausreichend gleichmäßig für das Vormischen ist, schwer zu erzielen. Falls anderseits die Vormischungsbehandlungsbedingungen auf eine Ladungsleistung eingestellt werden, welche höher als 0,20 W/g ist, oder auf eine Verarbeitungszeit eingestellt werden, welche länger als 1,5 Minuten ist, können die Siliciumdioxidfeinteilchen an der Oberfläche der Tonerteilchen hängenbleiben, bevor ein ausreichend gleichmäßiges Mischen erfolgte.
In Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit der Rührelemente in der Vormischungsbehandlung ist es in einem Gerät, in dem das Volumen des in der 4 gezeigten Verarbeitungsraums 9 2,0×10^-3 m³ ist, wenn die Rührelemente 3 von der in der 5 gezeigten Form sind, es für die Blätter bevorzugt, eine Rotationsgeschwindigkeit aufzuweisen, welche wenigstens 50 U/min und nicht mehr als 500 U/min ist. Bei einer Rotationsgeschwindigkeit von wenigstens 50 U/min und nicht mehr als 500 U/min, werden das Bedeckungsverhältnis X1 und der Diffusionsindex, die in dieser Erfindung festgeschrieben sind, leicht erhalten.
Nach dem Abschluss des externen Zugabe- und Mischvorgangs wird das Innenteil 17 in der Produktausgabeöffnung 6 entfernt, und der Toner wird aus der Produktausgabeöffnung 6 durch Rotieren des Rotationselements 2 durch die Antriebsvorrichtung 8 ausgegeben. Falls notwendig, werden grobe Teilchen und Ähnliches von dem resultierenden Toner mit einem Sieb, wie etwa einem kreisförmig oszillierenden Sieb, entfernt, dadurch ergibt sich der fertige Toner.
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts, das in der Lage ist, vorteilhafter Weise den Toner der Erfindung zu verwenden, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die 1 zeigt ein ein elektrostatisches latentes Bild tragendes Element (im Folgenden ebenfalls als „Photorezeptor“ bezeichnet) 100 und, vorgesehen auf der Peripherie davon, ein Ladungselement (Ladungswalze) 117, eine Entwicklungsvorrichtung 140 mit einem Toner tragenden Element 102, ein Übertragungselement (Übertragungsladungswalze) 114, einen Reinigerbehälter 116, eine Fixiereinheit 126 und eine Aufnahmewalze 124. Das ein elektrostatisches latentes Bild tragende Element 100 wird durch die Ladungswalze 117 elektrostatisch aufgeladen. Als Nächstes wird eine Exposition unter Verwendung eines Lasergenerators 121 durchgeführt, um Laserlicht auf das elektrostatische latente Bild tragende Element 100 fallen zu lassen, was in der Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes resultiert, das dem Zielbild entspricht. Das elektrostatische latente Bild auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element 100 wird mit einem Einkomponententoner durch die Entwicklungsvorrichtung 140 entwickelt, wobei sich ein Tonerbild ergibt. Das Tonerbild wird dann auf ein Übertragungsmaterial durch die Übertragungswalze 114 übertragen, welche mit dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element durch das Übertragungsmaterial in Kontakt war. Das Übertragungsmaterial, auf welchem das Tonerbild platziert wurde, wird zu der Fixiereinheit 126 transportiert, wo das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial fixiert wird. Der Toner, der auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element verbleibt, wird mit einer Reinigungsklinge abgeschabt und in dem Reinigerbehälter 116 gehalten.
Es ist für die in dem vorherigen Tonerbehälter vorgesehene Reinigungsklinge bevorzugt, einen linearen Druck gegen die Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements von wenigstens 300 mN/cm und nicht mehr als 1.200 mN/cm aufzuweisen. In diesem Bereich kann der nicht übertragene Toner stabil abgeschabt werden, ohne die Fläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements übermäßig zu schaben. Außerdem wird mit einem linearen Druck in diesem Bereich die Reibung mit der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements niedrig gehalten, was wünschenswert ist, weil dies die zum Antrieb des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements verwendete Energie verringert.
Außerdem wird, wenn die Härte an beiden Enden in der Längsrichtung auf der Endfläche der Reinigungsklinge, gemessen mit einem Mikrohärtetester für Kautschuk, wenigstens 72° und nicht mehr als 90° ist, und die Härte an der gesamten Fläche der Längsseite und an dem Zentrum in der Längsrichtung an der Endfläche wenigstens 55° und nicht mehr als 70° ist, die Erzeugung einer lokalen Vibration leicht unterdrückt.
Die Verfahren für die Messung der verschiedenen Eigenschaften in Bezug auf den Toner gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
Verfahren für die Untersuchung der Siliciumdioxidfeinteilchen
Bestimmung des Gehalts an Siliciumdioxidfeinteilchen im Toner (Standardadditionsverfahren):
Toner (3 g) wird zu einem Aluminiumring mit 30 mm Durchmesser gegeben, und ein Pellet wird unter einem angelegten Druck von 10 metrischen Tonnen erzeugt. Die Intensität des Siliciums (Si) (Si-Intensität - 1) wird durch wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) gemessen. Die Messbedingungen sollten Bedingungen sein, die für die verwendete XRF-Einheit optimiert wurden, obwohl eine Reihe von Intensitätsmessungen alle unter den gleichen Bedingungen erfolgen müssen. Ein aus primären Teilchen mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 12 nm aufgebautes Siliciumdioxidfeinteilchen wird in einer Menge von 1,0 Gew.-% mit Bezug auf den Toner zugegeben und unter Verwendung einer Kaffeemühle gemischt.
Nach dem Mischen erfolgt eine Pelletierung in der gleichen Weise wie vorher beschrieben, wonach die Bestimmung der Intensität von Si, wie vorher beschrieben, folgt (Si-Intensität - 2). Zusätzlich werden die Si-Intensitäten für Proben, die mittels Durchführen ähnlicher Arbeitsvorgänge erhalten wurden, um, mit Bezugnahme auf den Toner, 2,0 Gew.-% oder 3,0 Gew.-% Siliciumdioxidfeinteilchen zuzugeben und zu mischen, ebenfalls bestimmt (Si-Intensität - 3, Si-Intensität - 4). Unter Verwendung der Si-Intensität - 1 bis Si-Intensität - 4 wird der Siliciumgehalt (Gew.-%) in dem Toner durch das Standardadditionsverfahren berechnet.
Abtrennung der Siliciumdioxidfeinteilchen vom Toner:
Wenn der Toner einen magnetischen Körper enthält, erfolgt die Bestimmung der Siliciumdioxidfeinteilchen über den folgenden Schritt.
Fünf Gramm des Toners werden in einer 200-mL-Kunststoffschale mit einer Kappe unter Verwendung einer Präzisionswaage eingewogen, gefolgt von der Zugabe von 100 mL Methanol und die Dispersion erfolgt für 5 Minuten in einer Ultraschalldispersionsvorrichtung. Der Toner wird mit einem Neodymmagneten angezogen und der Überstand wird verworfen. Die Arbeitsschritte des Dispergierens in Methanol und des Verwerfens des Überstandes werden drei Mal wiederholt. Dann werden 100 mL 10% NaOH und verschiedene Tropfen von Contaminon N (eine 10 Gew.-% wässrige Lösung eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels für die Reinigung von Präzisionsanalysatoren, welches aus einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff, einem anionischen oberflächenaktiven Stoff und einem organischen Gerüststoff besteht; erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) werden zugegeben und leicht gemischt, wonach das Stehenlassen der Mischung für 24 Stunden folgt. Als Nächstes wird wieder eine Abtrennung unter Verwendung eines Neodymmagnets durchgeführt. Destilliertes Wasser wird zu diesem Zeitpunkt wiederholt eingegossen, sodass kein NaOH zurückbleibt. Die wiedergewonnenen Teilchen werden mit einem Vakuumtrockner gründlich getrocknet, wobei sich das Teilchen A ergibt. Das zugegebene Siliciumdioxidfeinteilchen wird gelöst und durch die vorhergehenden Arbeitsschritte entfernt.
Messung der Si-Intensität im Teilchen A:
Drei Gramm des Teilchens A werden in einen Aluminiumring mit 30 mm Durchmesser gegeben und ein Pellet wird unter einem Druck von 10 metrischen Tonnen gebildet. Die Si-Intensität (Si-Intensität - 5) wird durch wellenlängendispersive Röntgenanalyse (XRF) an dem Pellet bestimmt. Der Siliciumdioxidgehalt (Gew.-%) innerhalb des Teilchens A wird unter Verwendung der Si-Intensität - 5 und ebenfalls der Werte der Si-Intensität - 1 bis Si-Intensität - 4, verwendet um den Siliciumdioxidgehalt in dem Toner zu bestimmen, berechnet.
Die Menge des extern zugegebenen Siliciumdioxidfeinteilchens wird durch Substituieren der entsprechenden Untersuchungswerte in der folgenden Formel berechnet. $\begin{array}{l} Menge des extern zugegebenen Siliciumdioxidfeinteilchens (Gew . - %) = \\ Siliciumdioxidgehalt (Gew . - %) im Toner - Siliciumdioxidgehalt (Gew . - %) in \\ Teilchen A \end{array}$
Verfahren zur Messung des Bedeckunasverhältnisses X1
Das Bedeckungsverhältnis X1 durch die Siliciumdioxidfeinteilchen auf der Toneroberfläche wird wie folgt berechnet.
Eine Elementaranalyse der Toneroberfläche wird unter Verwendung des folgenden Messgeräts unter den angegebenen Bedingungen durchgeführt.

• Messgerät: Quantum 2000 (Marke, von Ulvac-Phi, Inc.)
• Röntgenquelle: Monochrom Al Kα
• Röntgeneinstellung: 100 µm Durchmesser (25 W (15 KV))
• Photoelektronenstartwinkel: 45°
• Neutralisationsbedingungen: gemeinsame Verwendung des Neutralisationsstrahlerzeugers und des Ionenstrahlerzeugers
• Analysebereich: 300 × 200 µm
• Durchlassenergie: 58,70 eV
• Schrittgröße: 1,25 eV
• Analytische Software: Multipak (von PHI)

Hier werden die C 1c (B.E. 280 bis 295 eV) O 1s (B.E. 525 bis 540 eV) und Si 2p (B.E. 95 bis 113 eV) -Scheitelpunkte verwendet, um den Untersuchungswert für elementares Si zu berechnen. Der erhaltene elementare Si-Untersuchungswert, der hier erhalten wurde, wird als „Y1“ markiert.
Als Nächstes wird, wie in der vorher beschriebenen atomaren Analyse an der Toneroberfläche, die Elementanalyse des Siliciumdioxidfeinteilchens durchgeführt, und der Untersuchungswert für das hier erhaltene elementare Si wird mit „Y2“ markiert.
In der vorliegenden Erfindung ist das Bedeckungsverhältnis durch Siliciumdioxidfeinteilchen auf der Toneroberfläche definiert durch die folgende Formel unter Verwendung der vorhergehenden Werte Y1 und Y2. $Bedeckungsverhältnis X1 (Flächen - %) = Y1 / Y2 \times 100$
Um die Genauigkeit dieser Messung zu verbessern, ist es bevorzugt, die Messung von Y1 und Y2 zwei Mal oder öfter durchzuführen.
Bei Bestimmung des Untersuchungswerts Y2, wird die Messung am besten unter Verwendung des bei der externen Zugabe verwendeten Siliciumdioxidfeinteilchens durchgeführt, falls es erlangt werden kann.
In Fällen, in denen das Siliciumdioxidfeinteilchen, das von der Toneroberfläche abgetrennt wurde, als die Messprobe verwendet wird, wird die Abtrennung des Siliciumdioxidfeinteilchens von den Tonerteilchen durch das folgende Vorgehen durchgeführt.
In dem Fall eines magnetischen Toners:
Als Erstes wird ein Dispersionsmedium durch Zugabe von 6 mL Contaminon N (eine 10 Gew.-% wässrige Lösung eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels für die Reinigung von Präzisionsanalysatoren, welches aus einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff, einem anionischen oberflächenaktiven Stoff und einem organischen Gerüststoffs besteht; erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) zu 100 mL von ionenausgetauschtem Wasser erzeugt. Fünf Gramm Toner werden dann zu diesem Dispersionsmedium gegeben und die Dispersion erfolgt für 5 Minuten in einer Ultraschalldispersionsvorrichtung. Als Nächstes wird diese Dispersion in einen KM Shaker (Modell V. SX, von Iwaki Industry Co., Ltd.) gesetzt und wechselseitig für 20 Minuten bei 350 U/min geschüttelt. Der Überstand wird dann unter Verwendung eines Neodymiummagnets, um die Tonerteilchen zurückzuhalten, gewonnen. Dieser Überstand wird getrocknet, dadurch werden die Siliciumdioxidfeinteilchen gesammelt. In Fällen, in denen eine ausreichende Menge von Siliciumdioxidfeinteilchen nicht auf diese Weise gesammelt werden kann, werden diese Arbeitsschritte wiederholt durchgeführt.
Wenn andere externe Zusatzstoffe als Siliciumdioxidfeinteilchen zugegeben werden, können die externen Zusatzstoffe, die unterschiedlich zu Siliciumdioxidfeinteilchen sind, ebenfalls durch dieses Verfahren gesammelt werden. In derartigen Fällen ist es am besten, das Siliciumdioxidfeinteilchen abzutrennen, wie etwa durch zentrifugale Abtrennung von den externen Zusatzstoffen, die gesammelt wurden.
In dem Fall eines nicht-magnetischen Toners:
Ein Saccharosesirup wird zubereitet durch Zugabe von 160 g Saccharose (von Kishida Kagaku) zu 100 mL ionenausgetauschtem Wasser und Auflösen des Zuckers in einem Warmwasserbad. Eine Dispersion wird zubereitet durch Gabe von 31 g des Saccharosesirups und 6 mL von Contaminon N in einem Zentrifugenröhrchen. Ein Gramm des Toners wird zu dieser Dispersion gegeben und Klumpen des Toners werden mit einem Spatel oder Ähnlichem aufgebrochen.
Das Zentrifugenröhrchen wird wechselseitig für 20 Minuten bei 350 U/min auf dem vorher beschriebenen Schüttler geschüttelt. Nach dem Schütteln wird die Lösung in ein 50 mL-Glasröhrchen für eine Schwingrotorzentrifuge übertragen und bei 3.500 U/min für 30 Minuten in der Zentrifuge zentrifugiert. Nach Abschluss der Zentrifugation ist in dem Glasröhrchen der Toner in der obersten Schicht vorhanden, und das Siliciumdioxidfeinteilchen ist in der wässrigen Lösungsseite vorhanden, die als eine Bodenschicht dient. Die wässrige Lösung, die als die Bodenschicht dient, wird gewonnen und einer Zentrifugation unterzogen, dadurch werden die Saccharose und das Siliciumdioxidfeinteilchen abgetrennt, und das Siliciumdioxidfeinteilchen wird gewonnen. Nach ggf. wiederholter Durchführung der Zentrifugation und gründlicher Durchführung der Separation, wird die Dispersion getrocknet und das Siliciumdioxidfeinteilchen wird gesammelt.
Wie in dem Fall des magnetischen Toners werden, wenn externe Zusatzstoffe unterschiedlich zu dem Siliciumdioxidfeinteilchen zugegeben wurden, die externen Zusatzstoffe unterschiedlich zu dem Siliciumdioxidfeinteilchen ebenfalls gesammelt. Das Siliciumdioxidfeinteilchen wird auf diese Weise durch zentrifugale Abtrennung oder Ähnliches von den externen Zusatzstoffen, die gesammelt wurden, abgetrennt.
Verfahren für die Messung des gewichtsmittleren Teilchendurchmessers (D4) des Toners
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) des Toners wird wie folgt berechnet (die Berechnung erfolgt in der gleichen Weise wie auch in dem Fall der Tonerteilchen). Das Messgerät ist ein Präzisionsanalysator für die Teilchencharakterisierung basierend auf dem Verfahren des elektrischen Porenwiderstands und ausgestattet mit einem 100 µm-Aperturröhrchen (Coulter Counter Multisizer 3 ®, hergestellt durch Beckman Coulter). Die zugehörige Software (Beckman Coulter Multisizer 3, Version 3.51 (von Beckman Coulter)), die mit der Vorrichtung eingerichtet wurde, wird für die Einstellung der Messbedingungen und die Analyse der Messdaten verwendet. Die Messung erfolgt mit der folgenden Anzahl von effektiven Messkanälen: 25.000.
Die für die Messungen verwendete wässrige Elektrolytlösung wird zubereitet durch Lösen eines Natriumchlorids in Spezialqualität in ionenausgetauschtem Wasser, um eine Konzentration von etwa 1 Masse-% bereitzustellen, und, zum Beispiel, „ISOTON II“ (von Beckman Coulter, Inc.) kann verwendet werden.
Die zugehörige Software wird vor Messung und Analyse wie folgt konfiguriert.
Von dem „Changing Standard Operating Mode (SOM)“-Bildschirm der Software ist der Control Mode Tabulator auszuwählen und die Total Count auf 50.000 Teilchen, die Anzahl der Läufe auf 1 und der Kd-Wert des Wertes erhalten unter Verwendung von „Standard particle 10.0 µm“ (von Beckman Coulter) einzustellen. Das Drücken des „Threshold/Noise Level Measuring Button“ stellt automatisch den Schwellenwert- und den Geräuschpegel ein. Durch Einstellen der Stromstärke auf 1.600 µA, des Amplitudenverhältnisses auf 2 und des Elektrolyts auf ISOTON II, und ein Häkchen wird bei „Flush aperture tube following measurement“ gesetzt.
In dem Bildschirm „setting conversion from pulses to particle diameter“ der zugehörigen Software ist der Bin-Abstand („bin-interval“) auf logarithmischen Teilchendurchmesser einzustellen; der Teilchendurchmesser-Bin ist auf 256 Teilchendurchmesser-Bins einzustellen; und der Teilchendurchmesserbereich ist auf von 2 µm bis 60 µm einzustellen.
Die spezifische Messvorgehensweise ist wie folgt.

(1) Gebe etwa 200 mL der vorhergehenden wässrigen Elektrolytlösung in einen 250 mL-Glasbecher mit rundem Boden für den Multisizer 3, setze das Becherglas auf den Probenständer und führe das Rühren gegen den Uhrzeigersinn mit einem Rührstab bei einer Geschwindigkeit von 24 Umdrehungen pro Sekunde durch. Dann verwende die „Aperture Flush“-Funktion in der Software, um Fremdkörper und Luftblasen aus der Aperturröhre zu entfernen.
(2) Gebe etwa 30 mL der wässrigen Elektrolytlösung in ein 100 mL-Becherglas mit flachem Boden. Füge 0,3 mL einer Verdünnung, erhalten durch, bezogen auf das Gewicht, etwa 3-faches Verdünnen des oberflächenaktiven Stoffs „Contaminon N“ (eine 10 Gew.-% wässrige Lösung eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels für die Reinigung von Präzisionsanalysatoren, welches aus einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff, einem anionischen oberflächenaktiven Stoff und einem organischen Gerüststoff besteht; erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mit ionenausgetauschtem Wasser zu der Elektrolytlösung hinzu.
(3) Bereite ein Tetora 150 Ultraschalldispersionssystem (von Nikkaki Bios) mit einer elektrischen Ausgabe von 120 W und ausgestattet mit zwei Oszillatoren, welche bei 50 kHz oszillieren, und bei einem Phasen-Offset von 180 Grad konfiguriert sind, für die Verwendung vor. Gebe etwa 3,3 L des ionenausgetauschten Wassers in dem Wassertank des Systems und gebe etwa 2 mL von Contaminon N zu dem Tank.
(4) Stelle den in (2) vorbereiteten Becher in ein den Becher sicherndes Loch des Ultraschalldispersionssystem und betreibe das System. Justiere die Höhenposition des Bechers so, um den Resonanzzustand des Flüssigkeitsspiegels der wässrigen Elektrolytlösung in dem Becher zu maximieren.
(5) Unterziehe die wässrige Elektrolytlösung in dem Becher im vorhergehenden (4) mit einer Ultraschallbestrahlung, wobei nach kurzer Zeit etwa 10 mg Toner zu der Lösung gegeben wird. Dann fahre mit der Ultraschallbehandlung für 60 Sekunden fort, während der Arbeitsvorgang in geeigneter Weise so reguliert wird, dass die Wassertemperatur in dem Tank wenigstens 10°C aber nicht oberhalb 40°C ist.
(6) Unter Verwendung einer Pipette wird die in (5) zubereitete dispergierte tonerhaltige wässrige Elektrolytlösung in den in dem Probenständer eingesetzten Becher mit rundem Boden, wie in (1) beschrieben, mit Einstellung getropft, um eine Messkonzentration von etwa 5% bereitzustellen. Als Nächstes setze die Messung fort, bis die Anzahl der gemessenen Teilchen 50.000 erreicht.
(7) Führe eine Analyse der Messdaten unter Verwendung der zugehörigen Software, bereitgestellt mit dem Multisizer 3-System, aus, und berechne den gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4). Wenn „Graph/Vol%“ in dem Softwareprogramm ausgewählt ist, ist der „average size“ in dem „Analysis/Volume Statistics (arithmetic average)“-Ausschnitt der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4).

Verfahren für die Messung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers der primären Teilchen der Siliciumdioxidfeinteilchen
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der primären Teilchen der Siliciumdioxidfeinteilchen wird aus einem Bild eines Siliciumdioxidfeinteilchens auf einer Toneroberfläche aufgenommen mit einem Hitachi S-4800 Ultrahigh Resolution Field-emission Scanning Electron Microscope (Hitachi High-Technologies Corporation) berechnet. Die S-4800 Bildaufnahmebedingungen sind wie folgt.
Probenvorbereitung:
Eine leitfähige Paste wird dünn auf dem Mikroskopobjekttisch (ein Aluminiumobjekttisch, der 15 mm × 6 mm misst) aufgetragen, und Toner wird darauf geblasen. Dann wird Luft über den Toner geblasen, was den Überschuss an Toner von dem Objekttisch entfernt und die Paste gründlich trocknet. Als Nächstes wird der Objekttisch in einen Probenhalter gesetzt und die Objekttischhöhe wird mit einem Probenhöheanzeigegerät auf 36 mm eingestellt.
Einstellen der S-4800 Beobachtungsbedingungen:
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Primärteilchen des Siliciumdioxidfeinteilchens wird berechnet unter Verwendung eines durch Rückstreuelektronenbildbeobachtung mit dem S-4800 erhaltenen Bildes. Verglichen mit einem sekundären Elektronenbild, tritt in einem Rückstreuelektronenbild eine geringere Aufladung des Siliciumdioxidfeinteilchens auf, im Ergebnis davon, kann der Teilchendurchmesser des Siliciumdioxidfeinteilchens präzise gemessen werden.
Gieße flüssigen Stickstoff bis zum Punkt des Überfließens in eine an dem S-4800-Gehäuse befestigte Antikontaminationsfalle, und lasse das Mikroskop für 30 Minuten stehen. Als Nächstes fahre die PC-SEM Software für das S-4800 hoch und führe ein Spülen durch (Reinigen des als die Elektronenquelle dienenden FE-Chips). Als Nächstes klicke auf den Beschleunigungsanspannungsanzeigeabschnitt auf der Steuerungsanzeige auf dem Bildschirm, drücke den „Flushing“-Knopf und öffne das Dialogfenster für die Durchführung des Spülens. Nach Überprüfen, dass die Spülstärke 2 ist, führe das Spülen durch. Überprüfe, dass der Austrittstrom aufgrund des Spülens von 20 bis 40 µA ist. Führe den Probenhalter in die Probenkammer des S-4800-Gehäuses ein. Drücke „home“ auf der Steuerungsanzeige und bewege den Probenhalter in die Untersuchungsposition.
Klicke den Beschleunigungsspannungsindikator und öffne das HV-Auswahldialogfenster, dann stelle die Beschleunigungsspannung auf „0,8 kV“ ein und den Ausgabestrom auf „20 µA“. Innerhalb des „Basic“-Tabulators auf der Bedienungstafel stelle die Signalauswahl auf „SE“ ein, wähle „Up (U)“ und „+BSE“ als die SE-Detektoren aus, und, in dem Auswahlfenster auf zur Rechten von „+BSE“, wähle „L.A. 100“ aus, dadurch wird das Mikroskop in den Untersuchungsmodus in einem rückgestreuten Elektronenbild versetzt. Stelle ebenfalls in den „Basic“-Tabulator in der Bedienungstafel den Sondenstrom bei dem Electron Optics Conditions-Block auf „normal“, den Fokusmodus auf „UHR“ und WD auf „3,0 mm“ ein. Lege die Beschleunigungsspannung durch Drücken des „ON“-Knopfs des Beschleunigungsspannungsindikators auf der Bedienungstafel an.
Berechnung des Zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) (vorher bezeichnet als „da“) des Siliciumdioxidfeinteilchens:
Ziehe den Vergrößerungsindikator auf die Steuerungstafel und stelle die Vergrößerung auf 100.000X (100k) ein. Drehe den „Coarse“-Fokusdrehknopf der Bedienungstafel und nachdem das Bild mehr oder weniger fokussiert ist, führe eine Einstellung der Aperturangleichung durch. Klicke auf „Align“ in der Bedienungstafel, um das Angleichungsdialogfenster anzuzeigen und wähle „Beam“ aus. Drehe die „Stigma/Alignment“-Drehknöpfe (X, Y) auf der Bedienungstafel, um den angezeigten Strahl in die Mitte des konzentrischen Schaltkreises zu bewegen, dann wähle [Aperture] und drehe die „Stigma/Alignment“-Drehknöpfe (X, Y), einen zu jeder Zeit, und stelle sie ein, um die Bildbewegung zu beenden oder zu minimieren. Schließe das Aperturdialogfenster und verwende Autofokus, um den Fokus einzustellen. Wiederhole diese Tätigkeit zwei- oder mehrfach, um den Fokus einzustellen.
Als Nächstes messe die Teilchendurchmesser für wenigstens 300 Siliciumdioxidfeinteilchen auf der Toneroberfläche und bestimme den durchschnittlichen Teilchendurchmesser. Hierbei wird, weil einige der Siliciumdioxidfeinteilchen als Aggregat vorhanden sind, der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) (da) der primären Teilchen des Siliciumdioxidfeinteilchens durch Bestimmung der maximalen Durchmesser von Teilchen erhalten, die als primäre Teilchen bestätigt werden können, und das arithmetische Mittel der folglich erhaltenen maximalen Durchmesser berechnet.
Verfahren für das Messen der wahren relativen Dichten von Toner und Siliciumdioxidfeinteilchen
Die wahren relativen Dichten des Toners und des Siliciumdioxidfeinteilchens werden mit einem trocken automatisierten Densitometer-Autopycnometer (von Yuasa Ionics) gemessen. Die Messbedingungen waren wie folgt.

Zelle: SM-Zelle (10 mL)
Probengewicht: etwa 2,0 g (Toner), 0,05 g (Siliciumdioxidfeinteilchen)

Dieses Messverfahren misst die wahre spezifische Dichte von Feststoffen und Flüssigkeiten basierend auf dem Gasphasensubstitutionsverfahren. Wie bei dem Flüssigphasensubstitutionsverfahren basiert dies auf dem archimedischen Prinzip. Da jedoch Gas (Argongas) als das Substitutionsmedium verwendet wird, ist die Präzision für sehr kleine Poren hoch.
Verfahren für die Messung der durchschnittlichen Rundheit des Toners
Die durchschnittliche Rundheit (oder Zirkularität) des Toners wird gemessen mit dem „FPIA-3000“ (Sysmex Corporation), ein Teilchenbildanalysator vom Fließtyp, unter Verwendung der Mess- und Analysebedingungen vom Eichvorgang.
Das Messverfahren ist wie folgt. Zunächst werden etwa 20 mL ionenausgetauschtes Wasser, aus dem feste Verunreinigungen entfernt wurden, in ein Glasgefäß gegeben. Als Nächstes werden dazu etwa 0,2 mL einer Verdünnung, zubereitet durch Verdünnen von Contaminon N (eine 10 Gew.-% wässrige Lösung eines neutralen (pH 7) Reinigungsmittels für die Reinigung von Präzisionsanalysatoren, welches aus einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff, einem anionischen oberflächenaktiven Stoff und einem organischen Gerüststoff besteht; erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mit dem etwa 3-fachen Gewicht an ionenausgetauschtem Wassers, als das Dispersionsmittel gegeben. Dann wird etwa 0,02 g der Messprobe zugegeben, und die Dispersionsbehandlung wird für 2 Minuten unter Verwendung einer Ultraschalldispersionsvorrichtung durchgeführt, dadurch wird eine Dispersion für die Messung gebildet. Die Dispersion wird zu diesem Zeitpunkt in geeigneter Weise auf eine Temperatur von wenigstens 10°C und nicht mehr als 40°C gekühlt. Unter Verwendung eines Tischultraschallreinigers/-dispergators (z.B. VS-150 von Velvo-Clear) mit einer Oszillationsfrequenz von 50 kHz und einer elektrischen Ausgabe von 150 W als die Ultraschalldispersionsvorrichtung, wurde eine gegebene Menge des ionenausgetauschten Wassers in den Wassertank gegeben und etwa 2 mL Contaminon N wurde zu diesem Tank gegeben.
Die Messung erfolgt unter Verwendung eines Teilchenbildanalysators vom Fließtyp ausgestattet mit einem „UPlanApro“ (Vergrößerung 10X; numerische Apertur 0,40) als die Objektivlinse, und unter Verwendung der Teilchenhülle „PSE-900A“ (von Sysmex Corporation) als ein Hüllmittel. Die gemäß dem vorher beschriebenen Vorgehen zubereitete Dispersion wurde in den Teilchenbildanalysator vom Fließtyp eingeführt und in dem HPF-Messmodus wurden 3.000 Tonerteilchen in dem Gesamtzählmodus gemessen. Als Nächstes wurde, durch Einstellung des Binarisierungsschwellenwertes während der Teilchenanalyse auf 85%, und Beschränkung des analysierten Teilchendurchmessers auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von wenigstens 1,985 µm und weniger als 39,96 µm, die durchschnittliche Rundheit des Toners bestimmt.
Für diese Messung wurde eine automatische Fokalpunkteinstellung vor dem Beginn der Messung unter Verwendung von Referenzlatexteilchen (z.B. eine Verdünnung von „RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspension 5200A“ von Duke Scientific mit ionenausgetauschtem Wasser) durchgeführt. Es ist bevorzugt, nachfolgend eine Fokalpunkteinstellung alle 2 Stunden nach dem Beginn der Messung durchzuführen.
In dieser Erfindung wird ein Teilchenbildanalysator vom Fließtyp verwendet, für welchen die Eichung durch die Sysmex Corporation erfolgte, und für welchen durch die Sysmex Corporation ein Eichzertifikat ausgegeben wurde. Abseits von der Begrenzung der Durchmesser der analysierten Teilchen auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von wenigstens 1,985 µm und weniger als 39,69 µm wird die Messung unter den Mess- und Analysebedingungen zu dem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem das Eichzertifikat erhalten wurde.
Das in dem FPIA-3000 (von Sysmex Corporation) Teilchenbildanalysator von Fließtyp eingesetzte Messprinzip ist, die fließenden Teilchen als Standbilder aufzunehmen und eine Bildanalyse durchzuführen. Die Probe, die in die Probenkammer gegeben wurde, wird zu einer flachen Hüllfließzelle mit einer Probeneinzugsspritze gegeben. Die in die flache Hüllfließzelle eingespeiste Probe wird zwischen das Umhüllungsreagenz eingezwängt und bildet einen abgeflachten Fluss aus. Die durch die flache Hüllfließzelle tretende Probe wird in 1/60-Sekundenintervall mit einem abtastendem Licht bestrahlt, was es ermöglicht, die fließenden Teilchen als Standbilder aufzunehmen. Da der Fluss abgeflacht ist, werden die Bilder in einem fokussiertem Zustand aufgenommen. Die Teilchenbilder werden mit einer CCD-Kamera aufgenommen und die aufgenommenen Bilder werden mit einer Bildverarbeitungsauflösung von 512 × 512 Pixeln (0,37 µm × 0,37 µm pro Pixel) verarbeitet, dann wird eine Konturextraktion an jedem Teilchenbild durchgeführt, und für das Teilchenbild werden die projizierte Fläche S, die periphere Länge L und Ähnliches berechnet.
Als Nächstes werden der teilchenäquivalente Durchmesser und die Rundheit unter Verwendung der vorhergehenden Oberfläche S und der peripheren Länge L bestimmt. Der kreisäquivalente Durchmesser ist der Durchmesser des Kreises, der die gleiche Fläche wie die projizierte Fläche des Teilchenbildes aufweist. Die Rundheit wird als der Wert definiert, der bereitgestellt wird durch Teilen des Umfangs des Kreises bestimmt aus dem kreisäquivalenten Durchmesser durch die periphere Länge des projizierten Bildes des Teilchens und wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. $Rundheit = 2 \times {(π \times S)}^{1 / 2} / L$
Wenn das Teilchenbild kreisförmig ist, ist die Rundheit 1,000. Da der Grad der Ungleichmäßigkeit in dem Umfang des Teilchenbildes größer wird, wird der Rundheitswert kleiner. Nach Berechnen der Rundheit jedes Teilchens wird der Bereich der Rundheit von 0,200 bis 1,000 durch 800 geteilt, das arithmetische Mittel der resultierenden Rundheit wird berechnet und der resultierende Wert wird als die durchschnittliche Rundheit behandelt.
Verfahren für die Messung der Menge der Gesamtenergie (TE)
In dieser Erfindung wird TE unter Verwendung eines Pulverfließfähigkeitsanalysators ausgestattet mit einem rotierenden Blatt vom Propellertyp (Powder Rheometer FT-4, von Freeman Technology; im Folgenden abgekürzt als „FT-4“) gemessen.
Spezifisch wird die Messung durch die folgenden Vorgehensweisen durchgeführt. Bei allen Vorgehensweisen ist das verwendete Propellerblatt ein Blatt mit 23,5 mm Durchmesser für die Verwendung in der FT-4-Messung (siehe 6A. Eine Rotationsachse existiert in der normalen Richtung an dem Zentrum der 23,5 mm × 6,5 mm Blattscheibe. Die Blattscheibe wird gleichmäßig gegen den Uhrzeigersinn um 70° an beiden äußeren Endabschnitten davon (die Abschnitte 12 mm von der Rotationsachse), und um 35° an Abschnitten 6 mm von der Rotationsachse verdreht (siehe 6B). Das Blattmaterial ist SUS rostfreier Stahl).
Zuerst werden 24 g des Toners, der für 3 Tage in einer Umgebung mit 23°C, 60% RH stehengelassen wurde, in ein spezielles Gefäß für die Verwendung in der FT-4-Messung (ein Spaltbehälter mit 25 mm Durchmesser, 25 mL Volumen (Modell Nr. C4031); Höhe vom Gefäßboden zum Spaltabschnitt etwa 51 mm; im Folgenden einfach als das „Gefäß“ bezeichnet) gegeben und unter Druck verdichtet, um eine Tonerpulverschicht zu bilden.
Ein Kolben für Verdichtungsuntersuchungen (Durchmesser 24 mm; Höhe 20 mm; am Boden mit einem Netz ausgekleidet) wird anstelle des Propellerblatts für die Verdichtung des Toners verwendet.
Tonerverdichtungsvorgang:
Als Erstes werden 8 g des Toners in das vorher beschriebene FT-4-Messgefäß gegeben. Ein Kompressionskolben für die FT-4-Messung wird montiert und eine Verdichtung bei 40 N wird für 60 Sekunden durchgeführt. Wieder werden acht Gramm des Toners hinzugegeben und der Verdichtungsvorgang wird in ähnlicher Weise insgesamt drei Mal durchgeführt, resultierend in der Anwesenheit einer Gesamtheit von 24 g verdichtetem Toner in dem Spezialgefäß.
Aufspaltungsvorgang:
Die Tonerpulverschicht wird an dem Spaltabschnitt des Spezialgefäßes für die FT-4-Messung flach geschabt, und der Toner an der Oberseite der Tonerpulverschicht wird entfernt, dadurch werden Tonerpulverschichten mit jeweils dem gleichen Volumen (25 mL) gebildet.
Messvorgänge:

(A) Das Propellerblatt wird, während es im Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Oberfläche der Tonerpulverschicht (in der Richtung, in welcher sich die Blattrotation nicht in die Tonerpulverschicht eindrückt) und bei einer peripheren Blattgeschwindigkeit (periphere Geschwindigkeit am äußersten Ende des Blatts) von 10 mm/sec, in die Tonerpulverschicht in der vertikalen Richtung und bei einer Geschwindigkeit des Eintritts so vorangetrieben, dass der Winkel, der gebildet wird zwischen dem durch das äußerste Ende des Blatts aufgezeichneten Weg während der Bewegung und der Pulverschichtoberfläche (der Winkel wird im Folgenden als der „Blattwegwinkel“ bezeichnet) 5 Grad wird, zu einer Position 10 mm vom Boden der Pulverschicht.
(B) Als Nächstes wird das Propellerblatt, während es in Uhrzeigersinnrichtung mit Bezug auf die Tonerpulverschichtoberfläche bei einer peripheren Blattgeschwindigkeit von 60 mm/sec rotiert, in die Tonerpulverschicht in der vertikalen Richtung bei einer Eintrittsgeschwindigkeit so vorangetrieben, dass der Blattwegwinkel 2 Grad wird, zu einer Position 1 mm vom Boden der Tonerpulverschicht.
(C) Als Nächstes wird das Propellerblatt, während es in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit Bezug auf die Tonerpulverschichtoberfläche bei einer peripheren Blattgeschwindigkeit von 10 mm/sec rotiert, aus der Tonerpulverschicht in der vertikalen Richtung und bei einer Geschwindigkeit des Herausziehens so herausgezogen, dass der Blattwegwinkel 5 Grad wird, zu einer Position 80 mm vom Boden der Tonerpulverschicht. Nachdem das Zurückziehen abgeschlossen ist, wird das Blatt alternierend ein wenig in den Richtungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn rotiert, um so Toner, der an dem Blatt anhaftet, abzuschlagen.

In dem vorhergehenden Messvorgang (A) wird das Propellerblatt während es rotiert in die Tonerpulverschicht in dem Gefäß vorangetrieben, und mit der Messung beginnend bei einer Position 60 mm vom Boden der Tonerpulverschicht und fortgesetzt zu einer Position 10 mm von dem Boden, die Summe des Rotationsdrehmoments und der senkrechten Last, die während des Vorantreibens des Propellerblatts erhalten wird, wird als die TE behandelt. Die resultierende TE wird geteilt durch die Tonerdichte innerhalb der Zelle während der Messung (die Tonerdichte wird automatisch durch die FT-4 gemessen), wobei sich der „TE/Dichte“-Wert in der Erfindung ergibt. Der Grund für das Teilen der Dichte ist, Faktoren, wie etwa die Packungseffizienz zum Zeitpunkt der Messung, zu eliminieren.
Verfahren für die Messung des statischen Reibungskoeffizienten
Der statische Reibungskoeffizient des Toners mit Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat wird gemessen unter Verwendung eines Pulverfließfähigkeitsmessgeräts (ShearScan TS-12 von Sci-Tec Inc.). Das ShearScan ist ein Gerät, das Messungen durch ein Prinzip gemäß dem Mohr-Coulomb-Modell, beschrieben in „Characterizing Powder Flowability (veröffentlicht am 24. Januar 2002)“ von Prof. Virendra M. Puri, durchführt.
Das Vorgehen wird wie folgt durchgeführt.
Unter Verwendung einer linearen Scherzelle (zylindrisch mit einem Durchmesser von 80 mm und einem Volumen von 140 cm³), welche in der Lage ist, eine Scherkraft linear in einer Querschnittsrichtung auszuüben, erfolgt die Messung in einer Umgebung mit Raumtemperatur (23°C, 60% RH). Das im Folgenden angegebene Polycarbonatharzsubstrat wird an dem Boden dieser Zelle angeordnet, Toner wird in die Zelle geladen und eine gegebene vertikale Last wird angelegt. Eine feste Pulverschicht wird erzeugt, um einen gepackten Zustand mit höchster Dichte bei dieser vertikalen Belastung zu erzielen. Als Nächstes wird, während weiter eine vertikale Belastung angelegt wird, eine Scherkraft schrittweise auf die feste Pulverschicht ausgeübt, und die Scherkraft zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Element auf der Bodenfläche, die als der Gegenstand der statischen Reibungsmessung (in diesem Fall das Polycarbonatharzsubstrat) dient, bewegt hat, wird gemessen.
Diese Messung wird durchgeführt bei 3,0 kPa, 6,0 kPa, 9,0 kPa, 12,0 kPa, 15,0 kPa und 18,0 kPa, die vertikale Belastung wird auf die horizontale Achse aufgetragen und die Scherkraft, wenn die Bodenfläche sich bewegt, wird auf der vertikalen Achse aufgetragen, und eine geradlinige Annäherung wird durchgeführt. Die Neigung der resultierenden geradlinigen Annäherung wird als der statische Reibungskoeffizient behandelt.
Das für die Messung verwendete Polycarbonatharzsubstrat wird erhalten durch Beschichten von Polycarbonatharz auf ein Substrat mit einer Rakel-Streich-Maschine oder Ähnlichem, und Trocknen mit einem Vakuumtrockner. Das Polycarbonatharz hat ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von 39.000 und weist die durch die folgende Strukturformel (1) angezeigte Molekularstruktur auf. Der Rz-Wert (JIS B0601: Zehn-Punkt durchschnittliche Rauheit) ist 0,53. Der Rz-Wert hat einen Bereich ähnlich zu dem des Rz-Werts, der in dem allgemeinen Herstellungsschritt für ein tatsächliches elektrostatisches latentes Bild tragendes Element (Photorezeptor) erhalten wird, das hauptsächlich aus Polycarbonat aufgebaut ist.
In der folgenden Strukturformel zeigt „H“ an, dass der Ring, in welchem es lokalisiert ist, kein Benzolring ist, sondern vielmehr ein Cyclohexanring.
[Beispiele]
Die Erfindung wird im Folgenden vollständiger mittels Arbeitsbeispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben, obwohl die Erfindung keineswegs dadurch beschränkt ist. Falls nicht anders angegeben, sind alle Bezugnahmen in den Arbeitsbeispielen und den Vergleichsbeispielen auf Teile und % bezogen auf die Masse.
< Beispiel für die Zubereitung des magnetischen Körpers 1 >
Eine wässrige Lösung, die Eisen(II)-hydroxid enthält, wurde zubereitet durch Mischen, in einer wässrigen Lösung aus Eisen(II)-sulfat: 1,00 bis 1,10 Äquivalente von Natriumhydroxidlösung (elementare Eisen-Grundlage), P₂O₅ in einer Menge entsprechend 0,15 Masse-% (elementares Phosphor zur elementaren Eisen-Grundlage) und SiO₂ in einer Menge entsprechend zu 0,50 Masse-% (elementares Silicium zur elementaren Eisen-Grundlage). Der pH der wässrigen Lösung wurde auf 8,0 eingestellt, und eine Oxidationsreaktion erfolgte bei 85°C unter Einblasen von Luft, dadurch wurde eine Aufschlämmung zubereitet, die Impfkristalle enthält.
Als Nächstes wurde eine wässrige Lösung aus Eisen(II)-sulfat zu dieser Aufschlämmung in einer Menge entsprechend zu 0,90 bis 1,20 Äquivalenten mit Bezug auf die Anfangsmenge an Alkali (Natriumbestandteil von Natriumhydroxid) gegeben. Die Aufschlämmung wurde dann bei pH 7,6 gehalten und die Oxidationsreaktion schritt unter Einblasen von Luft voran, was eine Aufschlämmung ergab, die magnetisches Eisenoxid enthält. Nach Filtration und Waschen wurde diese wasserhaltige Aufschlämmung temporär entfernt. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine geringe Menge der wasserhaltigen Probe gesammelt und der Wassergehalt gemessen. Die wasserhaltige Probe wurde dann ohne Trocknen in ein anderes wässriges Medium gegossen und gerührt, und die Aufschlämmung wurde darin mit einer Stiftmühle unter Umwälzen darin wieder dispergiert und der pH der Redispersion wurde auf etwa 4,8 eingestellt. Als Nächstes wurden 1,6 Massenteile n-Hexyltrimethoxysilan-Kopplungsmittel pro 100 Massenteile des magnetischen Eisenoxids (die Menge des magnetischen Eisenoxids wurde berechnet als der Wert erhalten durch Subtraktion des Wassergehalts von der wasserhaltigen Probe) zugegeben. Das Rühren wurde dann gründlich durchgeführt, der pH der Dispersion wurde auf 8,6 eingestellt, und eine Oberflächenbehandlung erfolgte. Der auf diese Weise hergestellte hydrophobe magnetische Körper wurde mit einer Filterpresse filtriert und mit Wasser im Überschuss gespült, dann bei 100°C für 15 Minuten und bei 90°C für 30 Minuten getrocknet. Die resultierenden Teilchen wurden einer Pulverisierungsbehandlung unterzogen, und ein magnetischer Körper 1 mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 0,21 µm wurde erhalten.
< Beispiel der Zubereitung des Polyesterharzes 1 >

Ein Reaktor ausgestattet mit einem Kondensator, einer Rührvorrichtung und einem Stickstoffeinlass wurde mit den folgenden Inhaltsstoffen beladen, und die Reaktion erfolgte für 10 Stunden bei 230°C unter einem Strom von Stickstoff, während sich bildendes Wasser abdestilliert wurde.

•	Bisphenol A 2-Mol Propylenoxidaddukt	75 Massenteile
•	Bisphenol A 3- Mol Propylenoxidaddukt	25 Massenteile
•	Terephthalsäure	100 Massenteile
•	Titankatalysator (Titandihydroxybis(triethanolaminat))	0,25 Massenteile

Als Nächstes wurde die Reaktion unter einem Druck von 5 bis 20 mmHg durchgeführt. Wenn der Säurewert auf 2 mg KOH/g oder weniger gefallen ist, wurde das System auf 180°C gekühlt, 10 Massenteile Trimellitsäureanhydrid wurden zugegeben und die Reaktion wurde für 2 Stunden bei Standardtemperatur und unter geschlossenen Bedingungen durchgeführt. Das Produkt wurde dann entfernt, auf Raumtemperatur gekühlt und pulverisiert, wobei sich das Polyesterharz 1 ergab. Das resultierende Polyesterharz 1 hatte ein Hauptscheitelpunktmolekulargewicht (Mp), gemessen durch Gelpermeationschromatographie (GPC) von 10.500.
< Herstellung des Tonerteilchens 1 >

Ein wässriges Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, wurde erhalten durch Gießen von 450 Massenteilen einer 0,1 M wässrigen Lösung von Na₃PO₄ in 720 Massenteile ionenausgetauschtes Wasser und Erwärmen davon auf 60°C, dann Zugabe von 67,7 Massenteilen einer 1,0 M wässrigen Lösung von CaCl₂.

•	Styrol	78,0 Massenteile
•	n-Butylacrylat	22,0 Massenteile
•	Divinylbenzol	0,6 Massenteile
•	Eisenkomplex eines Monoazofarbstoffs (T-77: Ltd.)	von Hodogaya Chemical Co., 3,0 Massenteile
•	Magnetischer Körper 1	90,0 Massenteile
•	Polyesterharz 1	5,0 Massenteile

Eine Polymerisationsmonomerzusammensetzung wurde erhalten durch gleichmäßiges Dispergieren und Mischen der vorhergehenden Formulierung unter Verwendung eines Attritors (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery). Die resultierende polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde auf 65°C erwärmt und 15,0 Massenteile Fischer-Tropsch-Wachs (Schmelzpunkt 75°C; zahlenmittleres Molekulargewicht Mn 500) wurden zugegeben, gemischt und aufgelöst, wonach 7,0 Massenteile Dilauroylperoxid als ein Polymerisationsinitiator aufgelöst wurde, wobei sich eine Tonerzusammensetzung ergab.
Die Tonerzusammensetzung wurde in das vorhergehende wässrige Medium gegossen, dann bei 12.000 U/min für 10 Minuten in einem TK Homomixer (Tokushu Kika Kogyo) bei 65°C in einer Stickstoffatmosphäre gerührt und dadurch granuliert. Als Nächstes wurde die Reaktion bei 80°C für 6 Stunden unter Rühren mit einem Rührblatt vom Paddeltyp durchgeführt.
Nach Abschluss der Reaktion wurde die Suspension gekühlt, Chlorwasserstoffsäure wurde zugegeben und Reinigen wurde durchgeführt, gefolgt durch Filtration und Trocknen, wobei sich Tonerteilchen 1 ergaben.
< Herstellung des Tonerteilchens 2 >
[Synthese des nicht kristallinen Polyesterharzes (1)]

•	Dimethylterephthalat	136 Massenteile
•	Adipinsäure	44 Massenteile
•	Trimellitsäureanhydrid	10 Massenteile
•	Bisphenol A 2-Mol Propylenoxidaddukt	304 Massenteile
•	Dibutylzinnoxid	0,8 Massenteile

Die vorhergehenden Materialien wurden in einen stickstoffgespülten Kolben gegeben und bei 170°C für 4 Stunden reagieren gelassen. Zusätzlich wurden sie unter einem reduzierten Druck bei 200°C reagieren gelassen, wonach Wasser und Methanol entfernt wurden, wobei sich das nicht kristalline Polyesterharz (1) ergab, welches ein nicht lineares Polyesterharz war.
[Synthese des kristallinen Polyesterharzes (1)]

•	Sebacinsäure	100 Molteile
•	1,9-Nonandiol	110 Molteile
•	Dibutylzinnoxid	0,031 Molteile

Die vorhergehenden Materialien werden in einen stickstoffgespülten Kolben gegeben und reagierten zunächst bei 170°C für 4 Stunden, dann unter reduziertem Druck bei 200°C für 0,5 Stunden, wobei sich ein kristallines Polyesterharz (1) mit einem Schmelzpunkt von 70°C ergab.
[Zubereitung der Bindemittelharzteilchendispersion (1)]
Eine Menge von 100 Massenteilen nicht kristallines Polyesterharz (1) wurde in 150 Massenteilen Tetrahydrofuran gelöst. Unter Rühren dieser Tetrahydrofuranlösung bei 10.000 U/min für 2 Minuten mit einem Homogenisator (Ultra-Turrax von IKA Japan), wurden 1.000 Massenteile ionenausgetauschtes Wasser, zu welchem als oberflächenaktive Stoffe 5 Massenteile Kaliumhydroxid und 10 Massenteile Natriumdodecylbenzolsulfonat gegeben wurden, wurde tropfenweise zugegeben. Diese gemischte Lösung wurde auf etwa 75°C erwärmt, dadurch wurde das Tetrahydrofuran entfernt. Dem folgte die Verdünnung mit ionenausgetauschtem Wasser zu einem Feststoffgehalt von 8%, wobei sich eine Bindemittelharzteilchendispersion (1) mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 0,09 µm ergab.
[Zubereitung der Bindemittelharzteilchendispersion (2)]
Abgesehen von der Verwendung des kristallinen Polyesterharzes (1) anstelle des nichtkristallinen Polyesterharzes (1), wurde die Bindemittelharzteilchendispersion (2) in der gleichen Weise wie bei der Zubereitung der Bindemittelharzteilchendispersion (1) erhalten.
[Zubereitung der Teilchendispersion des magnetischen Körpers (1)]

•	Magnetischer Körper 1	49 Massenteile
•	Ionischer oberflächenaktiver Stoff (Neogen RK, von Dai-Ichi Kogyo Seiyaku)	1 Massenteil
•	Ionenausgetauschtes Wasser	250 Massenteile
•	Glasperlen (Durchmesser, 1 mm)	250 Massenteile

Die vorherigen Inhaltsstoffe wurden in ein geschlossenes, druckbeständiges Gerät geladen, eine Dispersion erfolgte für 3 Stunden mit einem Farbschüttler (von Toyo Seiki) und die Glasperlen wurden mit einem Nylonsieb entfernt. Als Nächstes erfolgte eine Verdünnung mit ionenausgetauschtem Wasser zu einem Feststoffgehalt von 15%, dadurch ergab sich die Teilchendispersion des magnetischen Körpers (1).
[Zubereitung der Trennmittelteilchendispersion (1)]

•	Polyethylenwachs (PW850, von Toyo Petroleum)	200 Massenteile
•	Ionischer oberflächenaktiver Stoff (Neogen RK, von Dai-Ichi Kogyo Seiyaku)	10 Massenteile
•	Ionenausgetauschtes Wasser	630 Massenteile

Die vorherigen Inhaltsstoffe wurden auf 130°C erwärmt, dann für 2 Minuten bei 10.000 U/min in einem Homogenisator (Ultra-Turrax von IKA Japan) gerührt und nachfolgend auf 50°C gekühlt. Danach erfolgte eine Verdünnung mit ionenausgetauschtem Wasser zu einem Feststoffgehalt von 20%, dadurch ergab sich eine Trennmittelteilchendispersion (1).
[Zubereitung der Ladungssteuerungsmittelteilchendispersion (1)]

•	Dialkylsalicylsäuremetallverbindung (das Ladungssteuerungsmittel, Bontron E-84, von Orient Chemical Industries Co., Ltd.)	20 Massenteile
•	Anionischer oberflächenaktiver Stoff (Neogen SC, von Dai-Ichi Kogyo Seiyaku)	2 Massenteile
•	Ionenausgetauschtes Wasser	78 Massenteile

Die vorhergehenden Inhaltsstoffe wurden zusammengemischt und dann bei 10.000 U/min für 2 Minuten in einem Homogenisator (Ultra-Turrax, von IKA Japan), wobei sich eine Ladungssteuerungsmittelteilchendispersion (1) ergab.
[Herstellung des Tonerteilchens 2]

•	Bindemittelharzteilchendispersion (1)	80 Massenteile
•	Bindemittelharzteilchendispersion (2)	20 Massenteile
•	Teilchendispersion des magnetischen Körpers (1)	63 Massenteile
•	Trennmittelteilchendispersion (1)	20 Massenteile
•	Ladungssteuerungsmittelteilchendispersion (1)	20 Massenteile

Die vorhergehenden Inhaltsstoffe wurden in einen rostfreien Stahlkolben mit rundem Boden gegeben, gründlich gemischt und mit einem Homogenisator (Ultra-Turrax, von IKA Japan) dispergiert. Als Nächstes wurden 0,4 Massenteile Aluminiumpolychlorid zu der Dispersion gegeben und der Dispersionsvorgang mit dem Homogenisator (Ultra-Turrax, von IKA Japan) wurde fortgesetzt. Der Kolben wurde auf 50°C unter Rühren auf einem Ölbad erwärmt, und diese Temperatur wurde für 60 Minuten gehalten. In dem nachfolgenden Schmelzschritt wurden 3 Massenteile eines anionischen oberflächenaktiven Stoffs (Neogen SC, von Dai-Ichi Kogyo Seiyaku) zugegeben, wonach der rostfreie Stahlkolben geschlossen wurde und, unter Verwendung eines magnetischen Siegels, auf 100°C erwärmt wurde und bei dieser Temperatur für 5 Stunden unter kontinuierlichem Rühren gehalten. Der Kolben wurde gekühlt, danach wurde das Reaktionsprodukt gefiltert und gründlich mit ionenausgetauschtem Wasser gespült, dann getrocknet, wobei sich Tonerteilchen 2 ergab.
< Herstellung des Tonerteilchens 3 >
Abgesehen von der Änderung der Retentionszeit bei 100°C in dem Schmelzschritt der „Herstellung des Tonerteilchens 2“ auf 2 Stunden wurden die Tonerteilchen 3 in der gleichen Weise erhalten.
< Herstellung des Tonerteilchens 4 >
Zubereitung der Harzteilchendispersion (3):
Ein separierbarer 2L-Kolben, ausgestattet mit einem Ankerblatt, das Rührkraft ausübt, einem Refluxgerät und einer Vakuumpumpe, wurde mit 50 Massenteilen Ethylacetat und 110 Massenteilen Isopropylalkohol (IPA) beladen und die Luft in dem System wurde mit N₂ mittels Durchleiten bei N₂ bei einer Geschwindigkeit von 0,2 L/m ersetzt. Als Nächstes wurden, während des Erwärmens des Systeminneren auf 60°C mit einer Ölbadeinheit, 40 Massenteile der Bindemittelharzteilchendispersion (1) und 160 Massenteile der Bindemittelharzteilchendispersion (2) schrittweise zugegeben und unter Rühren aufgelöst. Als Nächstes wurden 20 Massenteile 10% Ammoniakwasser zugegeben, dann wurden unter Verwendung einer metrischen Pumpe 460 Massenteile ionenausgetauschtes Wasser bei einer Geschwindigkeit von 9,6 g/m unter Rühren geladen. Das Innere des emulgierten Systems wies eine milchige weiße Farbe auf und die Emulsion wurde als vollständig angesehen, wenn die Rührviskosität abnahm. Der Druck wurde dann auf 700 Torr reduziert und das System für 40 Minuten gerührt. Als Nächstes wurden 50 Massenteile von 60°C reinem Wasser zugegeben und das Rühren für 20 Minuten unter reduziertem Druck fortgesetzt. Wenn die refluxierte Menge 210 Massenteile erreicht hatte, wurde dies als der Endpunkt behandelt, das Erwärmen wurde beendet und das System unter Rühren auf Normaltemperatur gekühlt, wobei die Harzteilchendispersion (3) sich ergab.
[Herstellung des Tonerteilchens 4]

•	Harzteilchendispersion (3)	100 Massenteile
•	magnetische Eisenoxidteilchendispersion (1)	63 Massenteile
•	Trennmittelteilchendispersion (1)	20 Massenteile
•	Ladungssteuerungsmittelteilchendispersion (1)	20 Massenteile

Die vorhergehenden Inhaltsstoffe wurden gründlich gemischt und in einen 60 L-Reaktor unter Verwendung eines Cavitron (Taiheiyo Kiko KK) dispergiert. Als Nächstes wurden 0,35 Massenteile Aluminiumpolychlorid zugegeben, wonach der Dispersionsvorgang für 10 Minuten fortgesetzt wurde. Die resultierende Dispersion wurde in einen Kolben überführt, der auf ein Ölbad für die Erwärmung gesetzt wurde, und dann auf 45°C unter Rühren erwärmt, dann bei 45°C für 30 Minuten gehalten.
Als Nächstes wurde der pH des Systeminneren auf 8,0 mit einer 0,5 Mol-% wässrigen Lösung von Natriumhydroxid eingestellt, dann auf 85°C erwärmt und bei dieser Temperatur für 2,5 Stunden gehalten.
Nach Abschluss der Reaktion wurde die resultierende Aufschlämmung bei einer Rate von 25°C/min unter Verwendung eines Fluids mit einer spezifischen Wärme von 4,22 KJ/ Kg K·K und einer spezifischen Dichte von 1,12 g/cm³ als ein cryogenes Fluid gekühlt. Die Aufschlämmung wurde dann mit einer Filterpresse filtriert und gründlich mit ionenausgetauschtem Wasser gewaschen, wonach eine Feststoff-Flüssigkeits-Separation mit einer Filterpresse durchgeführt wurde. Die resultierenden Feststoffe werden mit 40°C ionenausgetauschtem Wasser gemischt, dann gerührt und für 90 Minuten bei 4.000 U/min mit einem Ultra-Turrax (IKA Japan) gerührt, wonach ein wieder aufschlämmendes Waschen für 20 Minuten durchgeführt wurde. Als Nächstes wurde eine Feststoff-Flüssigkeits-Separation mit einer Filterpresse durchgeführt, wonach die Feststoffe mit 40°C ionenausgetauschtem Wasser gemischt wurden, dann wieder geschüttelt, gewaschen und getrocknet für 50 Minuten bei 4.000 U/min mit einem Ultra-Turrax (IKA Japan), wobei sich das Tonerteilchen 4 ergab.
< Herstellung des Tonerteilchens 5 >
Ein 4 L-Vierhalsglaskolben wurde mit 71,0 Massenteilen Polyoxypropylen (2.2)-2,2-bis(4-Hydroxyphenyl)propan, 28,0 Massenteile Terephthalsäure, 1,0 Massenteile Trimellitsäureanhydrid und 0,5 Massenteile Titantetrabutoxid geladen, dann in einer Mantelheizvorrichtung mit einem Thermometer, einem Rührstab, einem Kondensator und einem Stickstoffeinlass angeordnet. Als Nächstes wurde das Innere des Kolbens mit Stickstoffgas gespült, wonach die Temperatur des Kolbeninhalts schrittweise unter Rühren angehoben wurde und eine Reaktion wurde für 4 Stunden bei einer Temperatur von 200°C unter Rühren durchgeführt, dadurch ergab sich das Polyesterharz 1-1. Dieses Polyesterharz 1-1 hatte ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von 80.000, ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 3.500 und ein Scheitelpunktmolekulargewicht (Mp) von 5.700.
Zusätzlich wurde ein 4 L-Vierhalsglaskolben mit 70 Massenteilen Polyoxidpropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydrocyphenyl)propan, 20 Massenteilen Terephthalsäure, 3,0 Massenteilen Isophthalsäure, 7,0 Massenteilen Trimellitsäureanhydrid und 0,5 Massenteile Titantetrabutoxid geladen, dann in einer Mantelheizvorrichtung ausgestattet mit einem Thermometer, einem Rührstab, einem Kondensator und einem Stickstoffeinlass angeordnet. Als Nächstes wurde das Kolbeninnere mit Stickstoffgas gespült, wonach die Temperatur des Kolbeninhalts schrittweise unter Rühren angehoben wurde, und die Reaktion wurde für 6 Stunden bei einer Temperatur von 220°C unter Rühren durchgeführt, dadurch ergab sich das Polyesterharz 1-2. Dieses Polyesterharz 1-2 hatte ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von 120.000, ein zahlenmittleres Moleklargewicht (Mn) von 4.000 und ein Scheitelpunktmolekulargewicht (Mp) von 7.800.
50 Massenteile des Polyesterharzes 1-1 und 50 Massenteile des Polyesterharzes 1-2 wurden in einem Henschel-Mischer (von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery) vorgemischt und dann in einem Schmelzkneter (Modell PCM-30 von Ikegai Tekko KK) bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 3,3 s^-1 und einer gemischten Harztemperatur von 100°C schmelzgemischt, wobei sich das Bindemittelharz 1 ergab.

• Styrol 64,0 Massenteile

• n-Butylacrylat 13,5 Massenteile

• Acrylonitril 2,5 Massenteile

Die vorhergehenden Inhaltsstoffe wurden in einen Autoclav geladen und das Innere wurde mit N₂ gespült, wonach die Temperatur erhöht wurde und das System bei 180°C unter Rühren gehalten wurde. Als Nächstes wurden 50 Massenteile einer Lösung von 2 Gew.-% t-Butylhydroperoxid im Xylol über 5 Stunden kontinuierlich tropfenweise zu dem System gegeben und ein Kühlen wurde durchgeführt, wonach das Lösungsmittel abgetrennt und entfernt wurde, wobei sich das Polymer A ergab. Das Molekulargewicht des Polymers A wurde gemessen, wobei das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) 7.000 war und das zahlenmittlere Molekulargewicht (Mn) 3.000 war.

•	Bindemittelharz 1	100 Massenteile
•	Polymer A	2 Massenteile
•	Fischer-Tropsch-Wachs (Scheitelpunkttemperatur des maximalen endothermen Scheitelpunkts 105°C)	4 Massenteile
•	Magnetischer Körper 1	95 Massenteile
•	Monoazo-Eisenverbindung (T-77 von Hodogaya Chemical Co., Ltd.)	2 Massenteile

Die vorhergehende Formulierung wurde in einem Henschel-Mischer (Modell FM-75 von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery) gemischt und dann in einem Doppelschneckenkneter (Modell PCM-30 von Ikegai Tekko KK), eingestellt auf eine Temperatur von 130°C, vermengt. Das resultierende geknetet Material wurde gekühlt und dann in einer Hammermühle auf eine Größe von 1 mm oder weniger grob zerkleinert, wobei sich ein grob pulverisiertes Material ergab. Das grob pulverisierte Material wurde in einer mechanischen Mühle (T-250 von Turbo Kogyo KK) pulverisiert. Zusätzlich erfolgte eine Klassierung unter Verwendung eines Multigrad-Klassifizierers, der den Coanda-Effekt nutzt, wobei sich Harzteilchen ergaben. Die Harzteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,3 µm.
Eine Wärmerundungsbehandlung erfolgte an diesen Harzteilchen. Die Wärmerundungsbehandlung wurde unter Verwendung eines Surface Fusing System (von Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) durchgeführt. Die Betriebsbedingungen des Wärmerundungsgeräts wurden wie folgt eingestellt: Zufuhrrate, 5kg/h; Warmluftstromtemperatur C, 250°C; Warmluftstromfließgeschwindigkeit, 6 m³/min; Kühllufttemperatur E, 5°C; Kühlluftfließgeschwindigkeit 4 m³/min; absoluter Feuchtigkeitsgehalt der Kühlungsluft, 3 g/m³; Luftstromgeschwindigkeit Blasvorrichtung 20 m³/min; Injektionsluftstromgeschwindigkeit 1 m³/min; diffuse Luftfließgeschwindigkeit 0,3 m³/min.
Durch die Oberflächenbehandlung unter den vorhergehenden Bedingungen wurde das Tonerteilchen 5 erhalten, in welchem der Gehalt an Teilchen mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,7 µm und einem Teilchendurchmesser von 4,0 µm oder weniger 18,6 Zahlen-% war, und der Gehalt an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 10,1 µm oder mehr war 3,1 Vol.-%.
< Herstellung des Tonerteilchens 6 >
Abgesehen vom Einstellen der Retentionszeit bei 100°C in den Schmelzschritt auf 7 Stunden, wurde das Tonerteilchen 6 in der gleichen Weise wie vorher in „Herstellung des Tonerteilchens 2“ beschrieben erhalten.
< Herstellung des Tonerteilchens 7 >
Nach Granulation der Tonerzusammensetzung in einem wässrigen Medium wurde, abgesehen vom Einstellen der Reaktionszeit bei 80°C unter Rühren mit einem Paddelrührblatt auf 3 Stunden, das Tonerteilchen 7 in der gleichen Weise wie in der vorher beschriebenen Herstellung des Tonerteilchens 1 erhalten.
< Herstellung des Tonerteilchens 8 >
Abgesehen von der Einstellung der Zufuhrrate auf 4 kg/h und der warmen Luftstromfließgeschwindigkeit auf 7 m³/min wurde Tonerteilchen 8 in der gleichen Weise wie in der Herstellung des Tonerteilchens 5 erhalten. In Tonerteilchen 8 war die durchschnittliche Rundheit 0,981, der Gehalt der Teilchen mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,7 µm und einem Teilchendurchmesser von 4,0 µm oder weniger war 18,7 Zahlen-% und der Gehalt an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 10,1 µm oder mehr war 3,1 Vol.-%.
< Herstellung des Tonerteilchens 9 >
In der Herstellung des Tonerteilchens 5 wurde an Stelle er Durchführung der Wärmerundungsbehandlung ein mechanisches Klassierungs/Spheronisierungs-Behandlungsgerät (das Faculty, von Hosokawa Micron Corporation) verwendet, um 60 Sekunden Oberflächenbehandlung bei einer Dispersionsrotorgeschwindigkeit von 100 s^-1 (periphere Geschwindigkeit der Rotation 130 m/sec) durchzuführen, während feine Teilchen bei einer Klassifizierungsrotorgeschwindigkeit von 120 s^-1 entfernt wurden, dadurch ergab sich Tonerteilchen 9. Das Tonerteilchen 9 hatte eine durchschnittliche Rundheit von 0,950, einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,7 µm, einen Gehalt an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 4,0 µm oder weniger von 15,6 Zahlen-% und einen Gehalt an Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von wenigstens 10,1 µm von 3,3 Vol.-%.
< Herstellung des Toners 1 >
Ein externer Zugabe- und Mischvorgang wurde unter Verwendung des in der 4 gezeigten Geräts an dem Tonerteilchen 1, das durch die Herstellung des Tonerteilchens 1 bereitgestellt wurden, durchgeführt.
In diesem Arbeitsbeispiel der Erfindung wurde das in der 4 gezeigte Gerät mit einem Hauptgehäuse 1, mit einem inneren peripheren Teilchendurchmesser von 130 mm und mit einem Verarbeitungsraum 9 mit einem Volumen von 2,0 × 10^-3 m³ verwendet. Die Nennleistung des Antriebselements 8 war 5,5 kW und die Form des Rührelements 3 war wie in der 5 gezeigt. Die Breite der Überlappung d zwischen den Rührelementen 3a und den Rührelementen 3b in der 5 wurde auf 0,25 D (basierend auf der maximalen Breite D des Rührelements 3) eingestellt, und der Freiraum zwischen den Rührelementen 3 und der inneren Peripherie des Hauptgehäuses 1 war auf 3,0 mm eingestellt.
Als Nächstes wurden 100 Massenteile des Tonerteilchens 1 und 0,50 Massenteile des Siliciumdioxidfeinteilchens 1 (erhalten durch Oberflächenbehandlung von 100 Massenteilen Siliciumdioxid (BET-spezifische Oberfläche 300 m²/g; zahlenmittlerer Teilchendurchmesser der Primärteilchen 8 nm) mit 30 Massenteilen Hexamethyldisilazan, dann Behandlung von 100 Massenteilen dieses behandelten Siliciumdioxids mit 10 Massenteilen Dimethylsilikonöl) in das in der 4 gezeigte Gerät geladen.
Nach dem Laden der Tonerteilchen und der Siliciumdioxidfeinteilchen erfolgte ein Vormischen, um die Tonerteilchen und die Siliciumdioxidfeinteilchen gleichmäßig zu mischen. Als die Vormischungsbedingungen wurde die Leistung des Antriebselements 8 auf 0,10 W/g (Antriebselement 8, Rotationsgeschwindigkeit von 150 U/min.) eingestellt und die Verarbeitungszeit wurde auf eine Minute eingestellt.
Nach Abschluss des Vormischens wurde der externe Zugabe- und Mischvorgang durchgeführt. Hinsichtlich der Bedingungen des externen Zugabe- und Mischvorgangs war die Verarbeitungszeit 5 Minuten und die periphere Geschwindigkeit des äußersten Ende des Rührelements 3 wurde eingestellt, um eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 0,60 W/ g (Antriebselement 8 Rotationsgeschwindigkeit von 1.400 U/min) bereitzustellen.
Nach dem externen Zugabe- und Mischvorgang wurden die groben Teilchen mit einem kreisförmigen oszillierendem Sieb mit einem Durchmesser von 500 mm, ausgestattet mit einer Siebfläche mit 75 µm-Öffnungen, entfernt, dadurch ergab sich der Beispieltoner 1 gemäß der Erfindung. Beispieltoner 1 wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop vergrößert und untersucht und der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der primären Teilchen der Siliciumdioxidfeinteilchen auf der Toneroberfläche wurde gemessen und als 8 nm gefunden. Die Zugabebedingungen und physikalischen Eigenschaften des Beispieltoners 1 werden in Tabelle 3 gezeigt. Zusätzlich zeigt 3 eine Auftragung des Bedeckungsverhältnisses X1 gegen den Diffusionsindex für den Beispieltoner 1.
< Herstellung der Beispieltoner 2 bis 17 und der Vergleichstoner 1 bis 11 >
Abgesehen von der Änderung der Siliciumdioxidfeinteilchen zu denen in den Tabellen 1 und 2 gezeigten, und Änderung der Tonerteilchen, des externen Zugabegeräts und der externen Zugabebedingung zu denen in der Tabelle 2 gezeigten, wurden Beispieltoner 2 bis 17 gemäß der Erfindung und Vergleichstoner 1 bis 11 in der gleichen Weise wie bei der Herstellung des Beispieltoners 1 hergestellt. Die Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften der resultierenden Beispieltoner 2 bis 17 und die Eigenschaften der resultierenden Vergleichstoner 1 bis 11. Die 3 zeigt eine Auftragung des Bedeckungsverhältnisses X1 gegen den Diffusionsindex für die Beispieltoner 2 bis 17 und für die Vergleichstoner 1 bis 11.
In den Fällen, in denen das externe Zugabegerät ein Henschel-Mischer war, wurde hier ein FM10C Henschel-Mischer (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery) verwendet. In einigen der Herstellungsbeispiele wurde ein Vormischschritt nicht durchgeführt.
< Herstellung des Vergleichstoners 12 >
Siliciumdioxid (H30TC, von Clariant) in einer Menge von 1,75 Massenteilen wurde als externer Zusatzstoff zu 100 Massenteilen des Tonerteilchens 2 gegeben, und 15 Minuten Mischen bei 3.000 U/min wurde unter Verwendung eines Mitsui FM Mischers (FM20C/I, von Mitsui Kozan) durchgeführt. Zusätzlich wurden ebenfalls 0,28 Massenteile (4,20 g) eines feinen Calciumphosphatpulvers (HAP-05NP, von Maruo Calcium Co., Ltd.) zugegeben, gefolgt durch 5 Minuten Mischeng bei 3.000 U/min. Das verwendete Oberblatt war ein Y0-Blatt, und das Unterblatt war ein A0-Blatt. Das Mischen erfolgte während Durchführens von auf 50°C eingestellten warmen Wasser durch die Ummantelung. Die Temperatur an der Innenwand des externen Zugabegeräts wurde dadurch in einem Bereich von (Glasübergangspunkttemperatur des Toners - 15°C) bis (Glasübergangspunkttemperatur des Toners) gehalten. Die Mischung wurde durch ein Sieb mit 200 Maschen geführt und die groben Teilchen wurden entfernt, dadurch ergab sich der Vergleichstoner 12. Die Tabelle 3 zeigt die externen Zugabebedingungen und physikalischen Eigenschaften des Vergleichstoners 12. Die 3 zeigt einen Auftrag des Bedeckungsverhältnisses X1 gegen den Diffusionsindex für den Vergleichstoner 12.
< Herstellung des Vergleichstoners 13 >
Der Vergleichstoner 13 wurde erhalten durch Zugabe von 0,4 Massenteilen von Polytetrafluorethylenteilchen mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 150 nm und 2,0 Massenteilen hydrophoben Siliciumdioxidfeinteilchen (100 Massenteile Silciumoxid (BET-spezifische Oberfläche 300 m²/g; zahlenmittlerer Teilchendurchmesser der primären Teilchen 10 nm), das oberflächlich behandelt war mit 10 Massenteilen Hexamethyldisilazan) zu 100 Massenteilen des Tonerteilchens 2 und Vermengen der Inhaltsstoffe bei 800 U/min für 20 Minuten in einem Henschel-Mischer (FM10C von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery). Tabelle 3 zeigt die externen Zugabebedingungen und Eigenschaften des Vergleichstoners 13. Die 3 zeigt eine Auftragung des Bedeckungsverhältnisses X1 gegen den Diffusionsindex für den Vergleichstoner 13.
< Herstellung des Vergleichstoners 14 >
Unter Verwendung eines Henschel-Mischers (FM10C, von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery) wurden 2 Massenteile hydrophobes Siliciumdioxid in welchem die primären Teilchen einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 120 nm aufwiesen (X-24, von Shin-Etsu Chemical) und 1 Massenteil hydrophobes Siliciumdioxid, in welchem die primären Teilchen einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 10 nm aufwiesen (HDK 2000H, von Clariant Japan) wurden zusammen mit 100 Massenteilen der Tonerteilchen 2 gemischt (Blattgeschwindigkeit 2.000 U/min; Mischzeit 30 sec; 5 Zyklen). Die Mischung wurde dann durch ein Sieb mit 38 µm-Öffnungen passiert, um Aggregate zu entfernen, dadurch ergab sich der Vergleichstoner 14. Die Tabelle 3 zeigt die externen Zugabebedingungen und physikalischen Eigenschaften für den Vergleichstoner 14. Die 3 zeigt eine Auftragung des Bedeckungsverhältnisses X1 gegen den Diffusionsindex für den Vergleichstoner 14.
< Herstellung des Vergleichstoners 15 >
Der Vergleichstoner 15 wurde erhalten durch Zugabe von 1 Massenteil hydrophoben Siliciumdioxids (TS720, von Cabot) zu 100 Massenteilen des Tonerteilchens 4 und Mischen bei 3.000 U/min für 5 Minuten in einem Henschel-Mischer (FM10C, von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery). Tabelle 3 zeigt die externen Zugabebedingungen und physikalischen Eigenschaften für den Vergleichstoner 15. Die 3 zeigt einen Auftrag des Bedeckungsverhältnis X1 gegen den Diffusionsindex für den Vergleichstoner 15.
< Herstellung des Vergleichstoners 16 >

Eine Menge von 1,5 Massenteilen hydrophobes Siliciumdioxid (100 Massenteile Siliciumdioxid (BET-spezifische Oberfläche 300 m²/g; zahlenmittlerer Teilchendurchmesser der primären Teilchen 10 nm), das oberflächlich behandelt war mit 10 Massenteilen Hexamethyldisilazan) wurde zu 100 Massenteilen des Tonerteilchens 5 gegeben, und eine Mischung bei einer peripheren Geschwindigkeit von 40 m/s wurde für 240 Sekunden unter Verwendung eines Henschel-Mischers (FM10C, von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery) durchgeführt. Die Mischung wurde dann für 60 Sekunden stehen gelassen, wonach ein weiterer Mischschritt für 240 Sekunden durchgeführt wurde. Der auf diese Weise erhaltene Toner wurde als Vergleichstoner 16 bezeichnet. Tabelle 3 zeigt die externen Zugabebedingungen und physikalischen Eigenschaften für den Vergleichstoner 16. Zusätzlich zeigt die 3 eine Auftragung des Bedeckungsverhältnisses X1 gegen den Diffusionsindex für Vergleichstoner 16. [Tabelle 1]

Siliciumdioxidfeinteilchen	BET-spezifische Oberfläche (m²/g)	Zahlen mittlerer Teilchendurchmesser der primären Teilchen (nm)	Behandlungsmenge Hexamethyldisilazan (Massenteile)	Behandlungsmenge Dimethylsilikonöl (Massenteile)
Siliciumdioxidfeinteilchen 1	300	8	30	10
Siliciumdioxidfeinteilchen 2	100	20	20	10

< Beispiel 1 >
Ein HP LASERJET P2055 (von Hewlett Packard) wurde als das Bilderzeugungsgerät verwendet. Da härtere Bewertungsbedingungen verwendet wurden, wurde die Reinigungsklinge von einer mit einer Kautschukhärte von 70°C und einem linearen Druck von 397 mN/cm über die gesamte Seitenwand und an dem Zentrum der Längsrichtung der Endfläche zu einer mit einer Kautschukhärte mit 50°C und einem linearen Druck von 300 mN/cm geändert. Zusätzlich wurde durch Modifikation der Kartusche die Menge des in die Kartusche geladenen Toners verdoppelt.
< Bewertung der Reinigungsleistung >
Unter Verwendung dieser modifizierten Vorrichtung und unter Verwendung des Beispieltoners 1 wurde ein Test unter härteren Bewertungsbedingungen in einer Niedertemperatur/Niederluftfeuchtigkeitsumgebung (0°C/etwa 15% RH) durchgeführt. In einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit wird die Reinigungsklinge hart, was es schwierig macht, die Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements stabil abzuschaben. Fälle, in denen ein Bildausdruck im intermittierenden Modus nachdem die Reinigungsklinge ausreichend gekühlt war erfolgte, führten zu einem großen Drehmoment, was in der härtesten Bewertung resultierte.
Die mit dem vorhergehenden Beispieltoner 1 beladene Kartusche wurde für 24 Stunden in der vorherigen Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit stehen gelassen und nach einem Test mit Ausdruck von 8.000 Seiten/Tag in welchem horizontale Linien mit einem Druckprozentsatz von 4% in einem zwei Seiten intermittierendem Modus bei einer Geschwindigkeit von 7 Sekunden/Seite für 2 Tage durchgeführt wurde, dann wurden nachfolgend weitere 1.000 Seiten an dem folgenden Tag (Tag 3) ausgedruckt. A4-Papier mit einem Gewicht von 75 g/m² wurde als das Aufzeichnungsmedium verwendet.
Die Reinigungsbewertung erfolgte an horizontalen Linienbildern während des Drucks von 1.000 Seiten, der unmittelbar nach dem Start des horizontalen Liniendruckens begann (Bewertung 1 in Tabelle 4) an horizontalen Linienbildern nach Verwendung in dem 8.000 Seiten Beständigkeitstest und während des Drucks von 1.000 Seiten unmittelbar nach dem Start des Tages 2 des Ausdrucktests (Bewertung 2 in Tabelle 4), und an horizontalen Linienbildern nach Verwendung in dem 16.000 Seiten Beständigkeitstest und während des Drucks von 1.000 Seiten unmittelbar beginnend nach dem Start des Tages 3 des Ausdrucktests (Bewertung 3 in Tabelle 4). Unmittelbar nach dem Beginn des Tages 2 des Ausdruckstests nach Verwendung in dem 8.000 Seiten Beständigkeitstest, ist, weil die Tonerentwicklungsfähigkeit etwas hoch ist, die Anhäufung von nicht übertragenem Toner am Höchsten. Zusätzlich härtet sich die Reinigungsklinge in der Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit, was ebenfalls im Schaben auf der Oberfläche des ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Elements resultiert. Folglich repräsentieren diese die härtesten Bedingungen für die Bewertung der Reinigungsleistung.
Die erhaltenen horizontalen Linienbilder wurden visuell bewertet und die Reinigungsleistung wurde auf der Grundlage der folgenden Kriterien beurteilt. Wenn fehlerhaftes Reinigen auftritt, ist ebenfalls Toner, der durch die Reinigungsklingen durchgeschlüpft ist, vorhanden. Als ein Ergebnis werden, weil das ein elektrostatisch latentes Bild tragende Element nicht in der Lage ist diese Flächen zu laden, schwarze Streifen beobachtet.
Die spezifischen Bewertungskriterien waren wie folgt.

A: Keine schwarzen Streifen beobachtet.
B: Schwache schwarze Streifen auf dem Bild auf 10 oder weniger Seiten beobachtet.
C: Schwache schwarze Streifen auf dem Bild auf 11 oder mehr Seiten beobachtet.
D: Schwache schwarze Streifen und erhebliche schwarze Streifen auf dem Bild beobachtet.

[Bewertung der Bilddichte]
Ein Diagramm mit einem durchgehenden Bildbereich, das über die gesamte Oberfläche des Druckpapiers erzeugt war, wurde hintereinander nach der Verwendung in dem vorhergehenden 8.000 Seiten Beständigkeitstest und ebenfalls nach der Verwendung in dem 16.000 Seiten Beständigkeitstest ausgegeben. Die Reflektionsdichten der durchgehenden Bildbereiche auf den auf diese Weise erhaltenen Diagrammen wurden durch ein Macbeth-Densitometer ausgestattet mit einem SPI-Filter (von Macbeth) gemessen. Die Kriterien für die Bewertung der Dichte sind im Folgenden gezeigt.

A: Sehr gut (1,45 und darüber)
B: Gut (wenigstens 1,40 und weniger als 1,45)
C: Gewöhnlich (1,35 und weniger als 1,40)
D: Schlecht (weniger als 1,35)

Bei dieser Bewertung werden Bilder mit einer Einstufung von B oder höher als für praktische Zwecke akzeptabel angesehen. Die Tabelle 4 zeigt die Bewertungsergebnisse für die Reinigungsleistung und die Bilddichte nach Verwendung in den Beständigkeitstests.
< Beispiele 2 bis 17 >
Abgesehen von der Verwendung der Beispieltoner 2 bis 17 anstelle des Beispieltoners 1 wurde dem gleichen Vorgehen wie in Beispiel 1 gefolgt, und Bewertungen wurden durchgeführt. Als ein Ergebnis war es möglich, Bilder zu erhalten, die für praktische Zwecke mit Bezug auf alle bewerteten Eigenschaften akzeptabel sind. Die Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
< Vergleichsbeispiele 1 bis 16 >
Abgesehen von der Verwendung der Vergleichstoner 1 bis 16 anstelle des Beispieltoners 1 wurde dem gleichen Vorgehen wie in Beispiel 1 gefolgt, und Bewertungen wurden durchgeführt. Im Ergebnis verschlechterte sich die Reinigungsleistung für alle Toner auf ein Niveau, das praktisch unerwünscht war. Die Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.

[Tabelle 4]

		Bewertung der Reinigungsleistung			Bewertung der Bilddichte
		Bewertung 1	Bewertung 2	Bewertung 3	Nach Verwendung im 8.000 Seiten Beständigkeitstest	Nach Verwendung im 16.000 Seiten Beständigkeitstest
Beispiel 1	Beispieltoner 1	A	A	A	A (1,50)	A (1,45)
Beispiel 2	Beispieltoner 2	A	A	A	A ( 1,51 )	A (1,46)
Beispiel 3	Beispieltoner 3	A	A	A	A (1,53)	A (1,45)
Beispiel 4	Beispieltoner 4	A	A	A	A (1,50)	A (1,47)
Beispiel 5	Beispieltoner 5	A	B	A	A (1,48)	B (1,44)
Beispiel 6	Beispieltoner 6	A	B	A	A (1,46)	B (1,44)
Beispiel 7	Beispieltoner 7	A	B	A	A (1,47)	B (1,43)
Beispiel 8	Beispieltoner 8	A	B	A	A (1,47)	B (1,44)
Beispiel 9	Beispieltoner 9	A	B	B	A (1,46)	B (1,42)
Beispiel 10	Beispieltoner 10	A	B	B	A (1,49)	B (1,41)
Beispiel 11	Beispieltoner 11	A	B	C	A (1,47)	B (1,41)
Beispiel 12	Beispieltoner 12	A	B	C	A (1,46)	B (1,44)
Beispiel 13	Beispieltoner 13	A	B	B	A (1,45)	B (1,42)
Beispiel 14	Beispieltoner 14	A	C	B	A (1,45)	B (1,40)
Beispiel 15	Beispieltoner 15	A	B	C	A (1,46)	B (1,40)
Beispiel 16	Beispieltoner 16	A	B	A	A (1,53)	B (1,43)
Beispiel 17	Beispieltoner 17	A	B	A	A (1,47)	B (1,40)
Vergleichsbeispiel 1	Vergleichstoner 1	B	D	B	A (1,45)	B (1,42)
Vergleichsbeispiel 2	Vergleichstoner 2	B	D	B	A (1,46)	B (1,41)
Vergleichsbeispiel 3	Vergleichstoner 3	B	D	B	A (1,46)	B (1,43)
Vergleichsbeispiel 4	Vergleichstoner 4	B	D	B	A (1,46)	B (1,41)
Vergleichsbeispiel 5	Vergleichstoner 5	A	D	B	A (1,45)	B (1,40)
Vergleichsbeispiel 6	Vergleichstoner 6	B	D	C	A (1,46)	B (1,40)
Vergleichsbeispiel 7	Vergleichstoner 7	A	D	B	B (1,44)	C (1,37)
Vergleichsbeispiel 8	Vergleichstoner 8	B	D	D	B (1,44)	B (1,44)
Vergleichsbeispiel 9	Vergleichstoner 9	A	D	D	A (1,45)	B (1,44)
Vorgleichsbeispiel 10	Vergleichstoner 10	A	D	D	B (1,44)	B (1,44)
Vergleichsbeispiel 11	Vergleichstoner 11	B	D	D	C (1,38)	D (1,34)
Vergleichsbeispiel 12	Vergleichstoner 12	A	D	B	B (1,43)	B (1,42)
Vergleichsbeispiel 13	Vergleichstoner 13	A	D	C	B (1,43)	B (1,40)
Vergleichsbeispiel 14	Vergleichstoner 14	B	D	C	B (1,40)	C (1,37)
Vergleichsbeispiel 15	Vergleichstoner 15	A	D	C	B (1,40)	C (1,36)
Vergleichsbeispiel 16	Vergleichstoner 16	A	D	B	B (1,42)	B (1,40)

Bezugszeichenliste

1: Hauptgehäuse
2: Rotationselement
3, 3a, 3b: Rührelemente
4: Hülle
5: Ausgangsmaterialeinlassöffnung
6: Produktausgabeöffnung
7: zentrale Achse
8: Antriebselement
9: Verarbeitungsraum
10: Rotationselementendoberfläche
11: Rotationsrichtung
12: Rückwärtsrichtung
13: Vorwärtsrichtung
16: Innenstück für Ausgangsmaterialeinlassöffnung
17: Innenstück für die Produktausgabeöffnung
d: Distanz, die den Überlappungsbereich der Rührelemente zeigt
D: Rührelementbreite
100: elektrostatisches latentes Bild tragendes Element (Photorezeptor)
102: Toner tragendes Element
103: Entwicklungsklinge
114: Übertragungselement (Übertragungsladungswalze)
116: Reinigerbehälter
117: Ladungselement (Ladungswalze)
121: Lasergenerator (latentes Bild erzeugende Einrichtung, Expositionssystem)
123: Laser
124: Aufnahmewalze
125: Transportriemen
126: Fixiereinheit
140: Entwicklungsvorrichtung
141: Rührelement

Claims

Toner umfassend Tonerteilchen, wobei jedes davon ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthält, und Siliciumdioxidfeinteilchen, wobei der Toner eine durchschnittliche Rundheit von wenigstens 0,950 aufweist, der Toner in Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat einen statischen Reibungskoeffizienten von wenigstens 0,100 und nicht mehr als 0,200 aufweist, und ein Bedeckungsverhältnis X1 der Toneroberfläche durch die Siliciumdioxidfeinteilchen, wie durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt, wenigstens 50,0 Flächen-% und nicht mehr als 75,0 Flächen-% ist, wobei, wenn ein theoretisches Bedeckungsverhältnis des Toners durch die Siliciumdioxidfeinteilchen X2 ist, der in der folgenden Formel 1 definierte Diffusionsindex die folgende Formel (2) erfüllt: $Diffusionindex = X 1 / X 2$
$Diffusionindex \geq - 0,0042 \times X 1 + 0,62.$
Toner nach Anspruch 1, welcher einen Wert der Gesamtenergie (mJ) / Tonerdichte (g/mL), gemessen mit einem Pulverfließfähigkeitsmessgerät ausgestattet mit einem rotierenden Blatt vom Propellertyp, von wenigstens 200 mJ / (g/mL) und nicht mehr als 300 mJ / (g/mL) aufweist.
Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tonerteilchen Teilchen sind, die durch Dispergieren und Granulieren einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung, die ein polymerisierbares Monomer und das Farbmittel enthält, in einem wässrigen Medium, und dann Polymerisieren des in den granulierten Teilchen enthaltenen polymerisierbaren Monomers, erhalten werden.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die durchschnittliche Rundheit des Toners wenigstens 0,960 ist.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in Bezug auf ein Polycarbonatharzsubstrat der statische Reibungskoeffizient wenigstens 0,150 und nicht mehr als 0,200 ist.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Menge an zugegebenen Siliciumdioxidfeinteilchen wenigstens 0,1 Massenteile und nicht mehr als 5,0 Massenteile pro 100 Massenteile der Tonerteilchen ist.