DE112014003534B4

DE112014003534B4 - Magnetischer Toner

Info

Publication number: DE112014003534B4
Application number: DE112014003534.3T
Authority: DE
Inventors: Yojiro Hotta; Koji Nishikawa; Shohei Tsuda; Motohide Shiozawa; Takeshi Naka; Kazuo Terauchi; Katsuhisa Yamazaki; Takayuki Itakura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: CN105431782A; WO2015015791A1; JP2015045856A; DE112014003534T5; JP6338484B2; US20150125790A1; CN105431782B; TW201510682A

Abstract

Magnetischer Toner, der ein Tonerteilchen, das ein Bindemittelharz und ein magnetisches Element umfasst, ein anorganisches Feinteilchen a und ein organisches-anorganisches Kompositteilchen auf der Oberfläche des Tonerteilchens umfasst, wobei das organische-anorganische Kompositteilcheni) eine Struktur aufweist, in welcher ein anorganisches Feinteilchen b in einem Harzteilchen eingebettet ist, undii) in einer Menge von 0,5 Massen% oder mehr und 3,0 Massen% oder weniger basierend auf der Masse des Toners enthalten ist;wobei das anorganische Feinteilchen ai) ein anorganisches Oxidfeinteilchen enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Siliciumoxidfeinteilchen, einem Titanoxidfeinteilchen und einem Aluminiumoxidfeinteilchen, mit der Maßgabe, dass das Siliciumoxidfeinteilchen in einer Menge von 85 Massen% oder mehr basierend auf dem anorganischen Oxidfeinteilchen enthalten ist, undii) einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von 5 nm oder mehr und 25 nm oder weniger aufweist; undvorausgesetzt, dass die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit dem anorganischen Feinteilchen a eine Bedeckungsrate A (%) ist und die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit dem anorganischen Feinteilchen a, das zu der Tonerteilchenoberfläche fixiert ist, eine Bedeckungsrate B (%) ist, die Bedeckungsrate A 45,0% oder mehr und 70,0% oder weniger ist, und das Verhältnis (B/A) der Bedeckungsrate B zu der Bedeckungsrate A 0,50 oder mehr und 0,85 oder weniger ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner, der in der Elektrofotographie, dem elektrostatischen Aufzeichnen und dem magnetischen Aufzeichnen verwendet wird.
Hintergrund
Gegenwärtig wird in Kopiermaschinen und Laserstrahldruckern (hiernach einfach als „Drucker“ bezeichnet) ein Einkomponentenentwicklungssystem unter Verwendung eines magnetischen Toners weithin verwendet, da es bezüglich der Kosten und der Einfachheit in einer Apparatestruktur vorteilhaft ist. Um weitere Verbesserung in der Geschwindigkeit und dem Lebenszyklus von Kopiermaschinen und LBPs zu erlangen, wurden aus verschiedenen Blickwinkeln Studien ausgeführt, nicht nur für Toner, sondern auch für Hauptkörpermaschinen. Zum Beispiel wird angenommen, um sich mit einer Hochgeschwindigkeitsoperation zu beschäftigen, dass die Umfangsgeschwindigkeit eines Entwicklungsträgers (Entwicklungshülse) erhöht wird. Allerdings wird, falls die Umlaufsgeschwindigkeit erhöht wird, ein magnetischer Toner an einem Reibladeelement, wie etwa einer Entwicklungshülse, gerieben, um das Einbetten eines externen Additivs in eine magnetische Toneroberfläche zu erleichtern. Als ein Ergebnis tritt nicht-einheitliches Laden auf, welches es schwierig macht, Bilder mit einer geeigneten Dichte bereitzustellen. Obwohl eine geeignete Bilddichte durch das Verändern der Entwicklungsspannung erhalten werden kann, die zwischen einer fotosensitiven Walze und einer Entwicklungshülse (zwischen SD) anzulegen ist, tritt ein Schablonierphänomen auf, welches es schwierig macht, einheitliche Bilder bereitzustellen.
Hiernach wird das Schablonier-Phänomen beschrieben. Das Schablonieren bezieht sich auf ein Phänomen, wo sich eine große Menge an Toner am Rückseitenendabschnitt eines Tonerbildes ansammelt, das durch Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes auf einer fotosensitiven Walze gebildet wird. Wenn eine Entwicklungsspannung zwischen einer fotosensitiven Walze und einer Entwicklungshülse (zwischen SD) während der Entwicklung angelegt wird, wird ein elektrisches Feld erzeugt. Der Toner, der auf der Entwicklungshülsenoberfläche abgeschieden ist, bewegt sich wechselseitig entlang elektrischer Kraftlinien, die durch das elektrische Feld zwischen der fotosensitiven Walze und der Entwicklungshülse gebildet sind, vor und zurück. Da die elektrischen Kraftlinien ein fassförmiges elektrisches Feld bilden, wird eine Entwicklungskraft teilweise auf den Toner innerhalb des Entwicklungsbereichs korrespondierend zu einem Rückseitenende eines latenten Bildes anstelle des stromaufwärtigen und zentralen Abschnitts des Latenzbildes angewandt. Wenn solch ein Tonerbild erzeugt wird, wird in einem spezifischen Fall, wo weiße Festbilder kontinuierlich ausgestoßen werden, nachdem ein schwarzes Festbild ausgestoßen wird, die Bilddichte in einer letzten Hälfte des schwarzen Festbildes höher als die des anderen Abschnitts. Falls eine hohe Entwicklungsspannung angelegt wird, tritt ein solcher Bilddefekt, hauptsächlich durch das Schablonier-Phänomen verursacht, einfach auf.
Um dieses Problem zu lösen, ist es wichtig, eine geeignete Bilddichte durch Anlegen einer niedrigen Entwicklungsspannung zu erhalten und daher wird ein magnetischer Toner benötigt, der fähig ist zum Beibehalten stabiler Ladung selbst in einer Hochgeschwindigkeitsmaschine. Dafür wurden, um die Ladung durch Unterdrücken des Einbettens eines externen Additivs in eine magnetische Toneroberfläche beizubehalten, viele Versuche unternommen, um externe Additive mit einem großen Teilchendurchmesser zu verwenden. Da das externe Additiv mit großem Teilchendurchmesser einen großen Teilchendurchmesser aufweist und die Kontaktfläche zu einer Toneroberfläche groß ist, kann ein Impuls pro Einheitsoberfläche eines Toners reduziert werden, mit dem Ergebnis, dass das Einbetten in die Toneroberfläche, verglichen mit einem externen Additiv mit geringem Teilchendurchmesser, unterdrückt werden kann.
Allerdings ist bekannt, dass ein konventionelles externes Additiv mit großem Teilchendurchmesser einen nachteiligen Effekt auf die Niedrigtemperaturfixierbarkeit eines Toners hat. Da ein externes Additiv mit einem großen Teilchendurchmesser auf einer Toneroberfläche vorhanden ist, nimmt das Intervall zwischen Tonerteilchen zu und die Integration von Tonerteilchen durch Thermofusion und das Fixieren des Toners auf Papier treten schwerlich auf. Damit ein Toner mit insbesondere einer Hochgeschwindigkeitsoperation fertig wird, gibt es noch Raum für Verbesserung. Zusätzlich gibt es noch Raum für Verbesserung des Schablonierens, welches durch ein Phänomen verursacht wird, wo eine geeignete Bilddichte durch Anlegen einer niedrigen Entwicklungsspannung aufgrund der Veränderung in der Abscheidungskraft eines Toners nicht erhalten werden kann.
Um mit solch einem Problem fertig zu werden, offenbart PTL 1, dass die Gesamtbedeckungsrate eines Tonerkernteilchens mit einem externen Additiv gesteuert wird, um einen Entwicklungs-/Transferschritt zu stabilisieren. Tatsächlich wird ein gewisser Effekt für ein spezifisches Tonerkernteilchen durch das Steuern der berechneten theoretischen Bedeckungsrate erhalten. Allerdings unterscheidet sich der tatsächliche Abscheidungszustand eines externen Additivs oftmals sehr stark von dem berechneten Wert, der unter der Annahme erhalten ist, dass ein Tonerteilchen tatsächlich sphärisch ist. Insbesondere in einem magnetischen Toner ist es vollkommen unzureichend, den Effekt der vorliegenden Erfindung zu erlangen, wenn nicht der tatsächliche Abscheidungszustand eines externen Additivs gesteuert wurde.
PTL 2 und PTL 3 schlagen vor, dass ein externes Additiv mit großem Teilchendurchmesser zugegeben wird, um das Einbetten des externen Additivs zu unterdrücken, wodurch eine Langzeitstabilität verbessert wird. Auch in diesen Fällen gibt es noch Raum für Verbesserung, um nicht nur eine Niedrigtemperaturfixierbarkeit, sondern auch gleichzeitig eine Ladungsstabilität zu erlangen.
Wie oben beschrieben, ist die Zugabe eines externen Additivs mit großem Teilchendurchmesser effektiv, um mit einer Hochgeschwindigkeitsoperation fertig zu werden, aber produziert viele nachteilige Effekte. Weitere Gegenmaßnahmen waren notwendig.
DE 11 2012 005 480 T5 offenbart einen magnetischen Toner, der magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen, und anorganische Feinteilchen beinhaltet, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, Metalloxidfeinteilchen umfassen, wobei die Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen enthalten und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 85 Massen-% mit Bezug auf die Gesamtmasse der Siliziumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen beträgt, wobei; wenn ein Bedeckungsverhältnis A (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens durch die anorganischen Feinteilchen ist und ein Bedeckungsverhältnis B (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens durch die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert sind, ist, der magnetische Toner ein Bedeckungsverhältnis A, einen Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A, ein Verhältnis des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A und ein Kompressionsverhältnis in einem spezifizierten Bereich aufweist.
Zitatliste
Patentliteratur

PTL 1: JP 2007 - 293 043 A
PTL 2: JP 2005 - 202 131 A
PTL 3: WO 2013/ 063 291 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, einen Toner bereitzustellen, der die zuvor genannten Probleme löst, und spezifischer darauf, einen Toner bereitzustellen, der einfach in einer Hochgeschwindigkeitsoperation anwendbar ist und einen langen Lebenszyklus erlangt, durch das Bereitstellen einer stabilen Bilddichte während der Langzeitverwendung mit weniger Auftreten eines Schablonier-Phänomens, und der gleichzeitig eine exzellente Niedrigtemperaturfixierbarkeit vorweist.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetischer Toner bereitgestellt, der ein Tonerteilchen, das ein Bindemittelharz und ein magnetisches Element umfasst, und ein anorganisches Feinteilchen a und ein organisches-anorganisches Kompositteilchen auf der Oberfläche des Tonerteilchens umfasst, wobei das organische-anorganische Kompositteilchen

i) eine Struktur aufweist, in welcher ein anorganisches Feinteilchen b in einem Harzteilchen eingebettet ist, und
ii) in einer Menge von 0,5 Massen-% oder mehr und 3,0 Massen-% oder weniger basierend auf der Masse des Toners enthalten ist;

i) ein anorganisches Oxidfeinteilchen enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Siliciumoxidfeinteilchen, einem Titanoxidfeinteilchen und einem Aluminiumoxidfeinteilchen, mit der Maßgabe, dass das Siliciumoxidfeinteilchen in einer Menge von 85 Massen-% oder mehr basierend auf dem anorganischen Oxidfeinteilchen enthalten ist, und
ii) einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von 5 nm oder mehr und 25 nm oder weniger aufweist; und,

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann einen Toner bereitstellen, der einfach in einer Hochgeschwindigkeitsoperation anwendbar ist und einen langen Lebenszyklus erlangt, durch das Bereitstellen einer stabilen Bilddichte während der Langzeitverwendung mit weniger Auftreten eines Schablonier-Phänomens; und der gleichzeitig eine exzellente Niedrigtemperaturfixierbarkeit vorweist.
Figurenliste

1 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Zugabe-menge von Siliciumoxid (Massenteile) und der Bedeckungsrate illustriert.
2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Zugabemenge von Siliciumoxid (Massenteile) und der Bedeckungsrate illustriert.
3 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Bedeckungsrate und dem statischen Reibungskoeffizienten illustriert.
4 ist eine schematische Ansicht, die einen Mischapparat illustriert, welcher für die externe Zugabe eines anorganischen Feinteilchens verwendet werden kann.
5 ist eine schematische Ansicht der Struktur eines Rührelements, das in einem Mischapparat verwendet wird.
6 ist eine Ansicht, die einen Bilderzeugungsapparat illustriert.
7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Ultraschalldispersionszeit und der Bedeckungsrate zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Um das Schablonieren in der späten Periode der Langzeitverwendung zu unterdrücken, ist es notwendig, die Ladung eines magnetischen Toners beizubehalten. Es ist bekannt, dass, falls ein Toner negativ geladen ist, hoch negativ geladenes Siliciumoxid generell als ein externes Additiv verwendet wird. Allerdings ist es unzureichend, falls die Zugabemenge an Siliciumoxid nur erhöht wird. Um es spezifischer zu beschreiben, neigt Siliciumoxid mit geringem Teilchendurchmesser dazu, sekundär agglomerierte Teilchen aufzuweisen. Falls die Oberfläche eines magnetischen Toners mit Siliciumoxid mit einer großen Menge an sekundär agglomerierten Teilchen bedeckt ist, wird sich die Ladung eines magnetischen Toners verändern, wenn das Siliciumoxid dissoziiert. Als ein Ergebnis von durch die vorliegenden Erfinder ausgeführten Studien wurde herausgefunden, dass es insbesondere in einem magnetischen Toner, der für eine Hochgeschwindigkeitsoperation anwendbar ist und eine lange Lebenszeit erlangt, notwendig ist, den Bedeckungszustand mit einem externen Additiv mit einem geringen Teilchendurchmesser und dessen Fixierungszustand geeignet zu steuern.
Im Gegensatz dazu ist es, um mit einer Hochgeschwindigkeits-operation fertig zu werden, notwendig, einen Toner in einer kurzen Zeitspanne, bei welcher ein Papiersheet einen Spalt einer Fixiereinheit passiert, auf ein Papier zu fixieren. Wenn die Toneroberfläche mit einem anorganisches-Feinteilchen-externen Additiv bedeckt ist, wird beim Fixieren gewöhnlich eine Grenzfläche zwischen verschmolzenem Toner, der ein Harz als eine Hauptkomponente enthält, und dem nicht verschmolzenen anorganischen Feinteilchen gebildet, und das anorganische Feinteilchen wirkt, um den Zusammenschluss mit dem Toner zu inhibieren. Als ein Ergebnis wirkt die Grenzfläche zwischen dem anorganischen Feinteilchen und geschmolzenem Toner als ein Punkt, von welchem der Bruch einer Toneragglomeration auf dem Papier beginnt, wenn extern eine physikalische Kraft angewandt wird und es wird angenommen, dass dies ein Hindernis zum Erlangen von Niedrigtemperaturfixierbarkeit ist. Die vorliegenden Erfinder richteten Ihren Fokus auf die Form eines externen Additivs mit einem großen Teilchendurchmesser. Als ein Ergebnis haben sie herausgefunden, dass es zum Unterdrücken eines Hindernisses in der Niedrigtemperaturfixierbarkeit notwendig ist, ein organisches-anorganisches Kompositteilchen zu verwenden. Insbesondere ist es in einem magnetischen Toner, da er sich von einem Farbtoner unterscheidet, nicht notwendig, ein Tonerteilchen zum Mischen von Farben vollständig zu verschmelzen. Aufgrund dessen kann eine ausreichende Fixierbarkeit erhalten werden, selbst wenn die Oberflächen von magnetischen Tonerteilchen gegenseitig gebunden sind.
Um die Ladung eines magnetischen Toners zu stabilisieren, ist es notwendig, das Verhältnis (B/A) zu steuern, vorausgesetzt, dass die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit einem anorganischen Feinteilchen a eine Bedeckungsrate A (%) ist und die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit einem anorganischen Feinteilchen a, das auf der Tonerteilchenoberfläche fixiert ist, eine Bedeckungsrate B (%) ist. Überdies können sich, selbst falls ein externes Additiv mit einem großen Teilchendurchmesser verwendet wird, es sei denn, dessen Abscheidungszustand auf dem magnetischen Toner ist so gesteuert, dass er sich nicht verändert, die Ladung eines magnetischen Toners und dessen Fließfähigkeit verändern. Überdies ist es, um eine Niedrigtemperaturfixierbarkeit zu erhalten, selbst wenn der Toner für eine lange Zeit verwendet wird, notwendig, den Abscheidungszustand eines externen Additivs mit einem großen Teilchendurchmesser so zu steuern, dass er sich nicht verändert.
Dafür ist es in einem magnetischen Toner notwendig, dass ein organisches-anorganisches Kompositteilchen mit einer Struktur, in der ein anorganisches Feinteilchen b in einem Harzteilchen eingebettet ist, in der Oberfläche eines magnetischen Tonerteilchens vorhanden ist.
Das organische-anorganische Kompositteilchen ist ein Material, das nicht nur Eigenschaften eines organischen Materials, sondern auch Eigenschaften eines anorganischen Materials aufweist. Das Unterdrücken des Schablonierens und eine Niedrigtemperaturfixierbarkeit können gleichzeitig durch geeignetes Steuern des Bedeckungszustands mit einem externen Additiv mit einem geringen Teilchendurchmesser und dessen Fixierungszustand und durch Verwenden eines organischen-anorganischen Kompositteilchens erhalten werden. Die Erfinder vermuten als Grund dafür das Folgende.
Um die Ladung eines magnetischen Toners zu stabilisieren, muss ein externes Additiv mit einem geringen Teilchendurchmesser auf die magnetische Toneroberfläche fixiert werden, sodass die Bedeckungsrate A des magnetischen Toners 45,0% oder mehr und 70,0% oder weniger ist und das Verhältnis (B/A) der Bedeckungsrate B zu der Bedeckungsrate A 0,50 oder mehr und 0,85 oder weniger ist. Dies zeigt einen mehr oder weniger einheitlichen Fixierungszustand des externen Additivs mit einer geringeren Menge an sekundärer Agglomeration von externem Additiv mit geringem Teilchendurchmesser. Um es spezifischer zu beschreiben, sind Teilchen eines externen Additivs mit einem geringen Teilchendurchmesser in der magnetischen Toneroberfläche vorhanden, während sie nahezu die gleiche Höhe von der magnetischen Toneroberfläche beibehalten. Obwohl der Abscheidungszustand des externen Additivs mit geringem Teilchendurchmesser dergestalt ist, wird, falls ein externes Additiv mit großem Teilchendurchmesser aus einem organischen-anorganischen Kompositteilchen zusammengesetzt ist, das organische-anorganische Kompositteilchen davon abgehalten, von der magnetischen Toneroberfläche zu rollen, mit dem Ergebnis, dass absehbar eine stabile Reibungselektrifizierung erhalten wird.
Da ein konventionelles externes Additiv mit geringem Teilchendurchmesser in solch einem Zustand vorhanden ist, dass die Teilchen teilweise agglomeriert sind, ist die Toneroberfläche aufgrund der Anwesenheit des externen Additivs mit geringem Teilchendurchmesser uneben. In diesem Fall, obwohl ein konventionelles externes Additiv mit großem Teilchendurchmesser nicht rollt, ist der Bedeckungszustand des externen Additivs mit geringem Teilchendurchmesser allerdings uneinheitlich. Aus diesem Grund ist die Ladung zu instabil, um mit einer Hochgeschwindigkeitsoperation fertig zu werden.
Im Gegensatz dazu wird die Niedrigtemperaturfixierbarkeit wie folgt angenommen. Das Hindernis der Niedrigtemperaturfixierbarkeit wird durch das Auffüllen der Grenzfläche, die zwischen einem verschmolzenen Toner und einem anorganischen Feinteilchen a mit geringem Teilchendurchmesser erzeugt wird, mit einer organischen Komponente eines organischen-anorganischen Kompositteilchens bei einem Fixierprozess unterdrückt. Überdies, da ein organisches-anorganisches Kompositteilchen eine Struktur aufweist, in welcher ein anorganisches Feinteilchen b in einem Harzteilchen eingebettet ist, rollt der magnetische Toner nur spärlich, selbst wenn ein magnetischer Toner eine Oberfläche aufweist, auf welcher ein externes Additiv mit geringem Teilchendurchmesser abgeschieden ist, während nahezu die gleiche Höhe von der Oberfläche beibehalten wird. Aufgrund dessen wird angenommen, dass sich die Niedrigtemperaturfixierbarkeit nicht signifikant verändert, selbst wenn der Toner für eine lange Zeit verwendet wird.
Es ist notwendig, dass die Zugabemenge eines organischen-anorganischen Kompositteilchens 0,5 Massen-% oder mehr und 3,0 Massen-% oder weniger basierend auf der Gesamtmasse des Toners ist. Es ist bevorzugt, dass die Zugabemenge (Massenteile) eines organischen-anorganischen Kompositteilchens innerhalb des zuvor genannten Bereichs fällt, da eine Niedrigtemperaturfixierbarkeit nicht beeinträchtigt wird und da dem Toner ausreichend Ladung und Fließfähigkeit verliehen werden kann selbst, selbst wenn dessen Konstitution dafür entwickelt ist, um eine Hochgeschwindigkeitsoperation für eine Langzeitverwendung zu erfüllen. Es ist bevorzugt, dass die Zugabemenge (Massenteile) eines organischen-anorganischen Kompositteilchens 0,8 Massen-% oder mehr und 2,5 Massen-% oder weniger ist, da der obige Effekt effizienter ausgeübt wird.
Als einen Indikator, der die thermische Charakteristik eines externen Additivteilchens beim Fixieren zeigt, haben die vorliegenden Erfinder Ihren Fokus auf eine volumetrische spezifische Wärme des externen Additivs gerichtet. Die volumetrische spezifische Wärme bezieht sich auf eine Wärmemenge, die zum Verändern einer Temperatureinheit einer Substanz pro Volumeneinheit benötigt wird. Das organische-anorganische Kompositteilchen weist bevorzugt eine volumetrische spezifische Wärme bei 80°C von 2900 kJ/(m³·°C) oder mehr und 4200 kJ/(m³·°C) oder weniger auf.
Als der gleiche Indikator ist auch die spezifische Wärme bekannt, welche sich auf eine Wärmemenge bezieht, die zum Verändern der Temperatureinheit einer Substanz pro Masseneinheit benötigt wird. Allerdings nehmen die vorliegenden Erfinder an, dass die volumetrische spezifische Wärme in der Studie der vorliegenden Erfindung ein stärker bevorzugter Indikator ist. Die vorliegenden Erfinder nehmen an, dass, falls die volumetrische spezifische Wärme eines externen Additivs ausreichend gering ist, die Thermofusion eines Tonerkerns beim Fixieren nicht beeinträchtigt wird und eine zufriedenstellende Niedrigtemperaturfixierbarkeit eines Toners erlangt werden kann. Dies beruht darauf, dass, falls eine konstante Wärmemenge extern angewandt wird, ein Toner mit einer geringen volumetrischen spezifischen Wärme rascher in der Temperatur ansteigt, um rasch einen Tonerkern zu verschmelzen. Dies rührt daher, weil die vorliegenden Erfinder annehmen, dass beim Studieren der thermischen Charakteristiken unter einer Vorbedingung, wo die Oberfläche eines Toners, der mit einem externen Additiv mit einem bestimmten Teilchendurchmesser in einer bestimmten Bedeckungsrate bedeckt ist, mit anderen Worten, unter einer Bedingung, wo das externe Additiv in einem konstanten Gesamtvolumen vorhanden ist, die volumetrische spezifische Wärme, die die Wärmekapazität pro Volumeneinheit anzeigt, geeignet ist.
Wenn die spezifische Wärme eines externen Additivs unter den konstanten Volumenbedingungen betrachtet werden, kann sich die Beziehung manchmal umkehren. Zum Beispiel sind die spezifischen Wärmen von Natriumglas und einem Polystyrolharz, die in der Literatur beschrieben sind, 750 J/(kg·°C) bzw. 1340 J/(kg·°C). Basierend auf der spezifischen Wärme wird angenommen, dass, wenn Natriumglas als ein externes Additiv verwendet wird, das Natriumglas sich leicht erwärmt und die Thermofusion eines Tonerkerns beim Fixieren nicht beschädigt. Allerdings werden unter Berücksichtigung eines tatsächlichen Systems die volumetrischen spezifischen Wärmen basierend auf dem gleichen Volumen verglichen, die volumetrischen spezifischen Wärmen des Natriumglases und des Polystyrolharzes sind 1943 kJ/(m³·℃) bzw. 1407 kJ/(m³·℃). Auf diese Weise kehrt sich die Beziehung um. Da solch ein Fall vorliegt, wird bestimmt, dass die volumetrische spezifische Wärme ein bevorzugter Indikator in dieser Studie ist.
Es ist bevorzugt, dass die volumetrische spezifische Wärme eines organischen-anorganischen Kompositteilchens innerhalb des zuvor genannten Bereichs fällt, weil die Thermofusion eines Tonerkerns beim Fixieren nicht beschädigt wird und eine zufriedenstellende Niedrigtemperaturfixierbarkeit des Toners erhalten werden kann. Es ist bevorzugt, dass die volumetrische spezifische Wärme 3100 kJ/(m³·℃) oder mehr und 4200 kJ/(m³·℃) oder weniger ist, da diese Effekte zufriedenstellend zur Geltung gebracht werden können. Falls die volumetrische spezifische Wärme innerhalb des Bereichs eingestellt ist, können die Effekte des Einbettens eines externen Additivs und eine Thermofusion eines Tonerteilchens einfacher zur Geltung gebracht werden.
Es ist zu bemerken, dass die volumetrische spezifische Wärme ein thermischer charakteristischer Wert ist, welcher sich mit der Temperatur eines Objekts verändert. Unter Berücksichtigung der Temperatur von Papier in einem Wärmefixierschritt eines gewöhnlichen Druckers und einer Kopiermaschine nehmen die vorliegenden Erfinder an, dass 80°C der am besten geeignete Wert zum Ausdrücken der thermischen Veränderung eines Toners in einem tatsächlichen System ist.
Es ist bevorzugt, dass ein organisches-anorganisches Kompositteilchen aufgrund des anorganischen Feinteilchens b eine Mehrzahl an Konvexitäten in der Oberfläche aufweist und einen zahlengemittelter Teilchendurchmesser von 50 nm oder mehr und 200 nm oder weniger aufweist.
Falls der zahlengemittelte Teilchendurchmesser innerhalb des zuvor genannten Bereichs fällt, wird ein externes Additiv mit großem Teilchendurchmesser nur schwer eingebettet, selbst wenn eine starke physikalische Last bei einer Langzeitoperation bei einem hochgeschwindigkeits-elektrofotographischen Prozess angewandt wird und kann einem Toner eine zufriedenstellende Fließfähigkeit und elektrostatische Eigenschaften bis zum Ende der Operation verleihen. Es ist bevorzugt, dass ein zahlengemittelter Teilchendurchmesser 70 nm oder mehr und 130 nm oder weniger ist, da diese Effekte innerhalb des Bereichs zufriedenstellend erzeugt werden. Falls der zahlengemittelte Teilchendurchmesser innerhalb des Bereichs fällt, werden die Effekte des Einbettens eines externen Additivs und des Verleihens von Tonerfließfähigkeit einfacher erzeugt.
Das organische-anorganische Kompositteilchen kann zum Beispiel gemäß den Beispielen der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. JP 2013 - 092 748 A hergestellt werden.
Die Harzteilchenkomponente des organischen-anorganischen Kompositteilchens kann angesichts der elektrostatischen Eigenschaften ein Vinylharz sein. Überdies kann das anorganische Feinteilchen b ein Siliciumoxidfeinteilchen sein.
Das organische-anorganische Kompositteilchen kann einen Formkoeffizienten SF-1 von 100 oder mehr und 150 oder weniger aufweisen, wenn bei einer Vergrößerung von 200.000 gemessen. Der Formkoeffizient SF-1 ist ein Indikator, der den Zirkularitätsgrad eines Teilchens ausdrückt. Falls der Wert 100 ist, ist ein Teilchen ein echter Kreis. Wenn der numerische Wert ansteigt, entfernt sich die Form von einem Kreis und nähert sich einer undefinierten Form an.
Das organische-anorganische Kompositteilchen kann einen Formkoeffizienten SF-2 von 103 oder mehr und 150 oder weniger aufweisen, wenn bei einer Vergrößerung von 200.000-fach gemessen. Der Formkoeffizient SF-2 ist ein Indikator, der den Grad der Unebenheit eines Teilchens ausdrückt. Falls der Wert 100 ist, ist ein Teilchen ein tatsächlicher Kreis. Wenn der numerische Wert ansteigt, steigt der Grad der Unebenheit an.
Falls SF-1 und SF-2 in die zuvor genannten Bereiche fallen, ist ein organisches-anorganisches Kompositteilchen auf einer Toneroberfläche verankert, aufgrund des Effekts der Unebenheit der Oberfläche. Aufgrund dessen tritt, selbst wenn Tonerteilchen während einer langen Verwendungszeit gerührt werden und wiederholt aufeinander stoßen, das Phänomen, dass sich organische-anorganische Kompositteilchen in lokalen Abschnitten, wie etwa Konkavitäten in der Toner-Teilchenoberfläche, ansammeln, kaum auf. Dies ist bevorzugt, um gleichzeitig das Unterdrücken von Schablonieren und eine Niedrigtemperaturfixierbarkeit zu erlangen.
Überdies ist es, vorausgesetzt, dass die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit dem anorganischen Feinteilchen a eine Bedeckungsrate A (%) ist und die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit dem anorganischen Feinteilchen a, das zu der Toner-Teilchenoberfläche fixiert ist, die Bedeckungsrate B (%) ist, notwendig, dass der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung eine Bedeckungsrate A von 45,0 % oder mehr und 70,0 % oder weniger aufweist und das Verhältnis (B/A) der Bedeckungsrate B zu der Bedeckungsrate A 0,50 oder mehr und 0,85 oder weniger ist.
Überdies kann die obige Bedeckungsrate A 45,0 % oder mehr und 65,0 % oder weniger sein und B/A ist 0,55 oder mehr und 0,80 oder weniger. Im magnetischen Toner, der wie oben genannt rasch geladen wird, kann das Schablonieren in der späten Periode der Langzeitoperation unterdrückt werden, wenn die Bedeckungsrate A und B/A, welche den Bedeckungszustand mit den externen Additiven zeigen, die bestimmten Bereiche erfüllen.
Der Grund dafür ist nicht bekannt, aber es wird wie folgt spekuliert.
In einem Entwicklungsschritt kommt ein magnetischer Toner bei dem Abschnitt in Kontakt mit einer Entwicklungsklinge und einer Entwicklungshülse, bei dem die Entwicklungsklinge in Kontakt mit der Entwicklungshülse ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der magnetische Toner durch Reibung geladen. Falls der magnetische Toner ungeladen auf der Entwicklungshülse und der Entwicklungsklinge verbleibt, wird der magnetische Toner wiederholt gerieben. Insbesondere in einer Hochgeschwindigkeitsmaschine wird ein Einbetten eines externen Additivs in eine magnetische Toneroberfläche beschleunigt und der magnetische Toner wird uneinheitlich geladen. In diesem Zustand kann, falls eine Entwicklungsspannung verändert wird, eine Bilddichte erhalten werden; allerdings tritt ein Schablonier-Phänomen auf, falls die Entwicklungsspannung erhöht wird, um die Entwicklung zu beschleunigen.
Allerdings sind in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung, weil die Bedeckungsrate A der magnetischen Tonerteilchen-oberfläche mit einem anorganischen Feinteilchen so hoch wie 45,0 % oder mehr ist, die van-der-Waals-Kraft und die elektrostatische Abscheidungskraft zwischen dem magnetischen Toner und dem Element in Kontakt mit dem Toner gering, mit dem Ergebnis, dass sich der magnetische Toner einfach von der Entwicklungshülse trennt. Aufgrund dessen migrieren die magnetischen Tonerteilchen nur spärlich auf der Entwicklungshülse und dadurch tritt ein uneinheitliches Laden kaum auf. Überdies tritt, da das Einbetten eines externen Additivs in die magnetische Toneroberfläche verursacht durch gegenseitigen Kontakt zwischen magnetischen Tonerteilchen kaum auftritt, ein uneinheitliches Laden kaum auf. Falls die Bedeckungsrate A auf mehr als 70,0 % erhöht wird, muss eine große Menge an anorganischen Feinteilchen zugegeben werden. Dieser Fall ist nicht bevorzugt, weil leicht Bilddefekte (Longitudinalstreifen) durch freie anorganische Feinteilchen erzeugt werden, selbst wenn irgendein Verfahren zum Behandeln eines externen Additivs verwendet wird. Dieser Fall ist auch nicht bevorzugt zum Erhalten von Niedrigtemperaturfixierbarkeit zum Erlangen einer Hochgeschwindigkeitsoperation.
Hierbei können die Bedeckungsrate A, die Bedeckungsrate B und das Verhältnis [B/A] der Bedeckungsrate B zu der Bedeckungsrate A durch die folgenden Verfahren erhalten werden.
In der vorliegenden Erfindung ist die Bedeckungsrate A die Bedeckungsrate mit anorganischen Feinteilchen, die einfach entfernbare anorganische Feinteilchen beinhaltet; wohingegen die Bedeckungsrate A die Bedeckungsrate mit anorganischen Feinteilchen ist, welche auf einer magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind und durch die Entfernungsoperation (später beschrieben) nicht entfernt werden. Das anorganische Feinteilchen, das in der Bedeckungsrate B involviert ist, ist halb eingebettet und auf einer magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert und dadurch wird angenommen, dass sich der magnetische Toner nicht bewegt, selbst wenn auf einen magnetischen Toner auf einer Entwicklungshülse und einem elektrostatisches-latentes-Bild-Träger eine Scherkraft angewandt wird.
Dahingegen beinhaltet das anorganische Feinteilchen, das in der Bedeckungsrate A involviert ist, das anorganische Feinteilchen, das wie oben genannt fixiert ist, und ein anorganisches Feinteilchen, das über dem fixierten anorganischen Feinteilchen vorhanden ist und einen relativ hohen Freiheitsgrad aufweist.
Der zuvor genannte Effekt des Reduzierens der van-der-Waals-Kraft und der elektrostatischen Abscheidungskraft wird durch anorganische Feinteilchen erzeugt, die zwischen magnetischen Tonerteilchen und zwischen dem magnetischen Toner und jedem der Elemente vorhanden sind. Es wird angenommen, dass das Erhöhen der Bedeckungsrate A im Hinblick auf den Effekt wichtig ist.
Die van-der-Waals-Kraft (F), die zwischen einer flachen Platte und einem Teilchen erzeugt wird, wird durch den folgenden Ausdruck dargestellt. $F = H \times D/ (12 Z^{2})$
Wobei H die Hamakerkonstante darstellt, D die Größe des Teilchens darstellt und Z den Abstand zwischen dem Teilchen und der flachen Platte darstellt.
Es kann generell gesagt werden, dass, falls der Abstand Z groß ist, eine Anziehungskraft wirkt, und falls der Abstand Z gering ist, eine Abstoßungskraft wirkt. Da der Abstand Z für den Zustand der magnetischen Toneroberfläche irrelevant ist, wird Z als eine Konstante betrachtet.
Vom obigen Ausdruck wird abgeleitet, dass die van-der-Waals-Kraft (F) proportional zu der Größe des Teilchens in Kontakt mit der flachen Platte ist. Wenn dies auf den Fall einer magnetischen Toneroberfläche übertragen wird, ist die van-der-Waals-Kraft (F) in dem Fall geringer, wo ein anorganisches Feinteilchen, das kleiner als ein magnetisches Tonerteilchen ist, in Kontakt mit der flachen Platte ist, als wenn das magnetische Tonerteilchen in Kontakt mit der flachen Platte ist. Kurz gesagt ist die van-der-Waals-Kraft in dem Fall geringer, wo ein magnetisches Tonerteilchen indirekt in Kontakt mit einer Entwicklungshülse und einer Entwicklungsklinge mittels eines anorganischen Feinteilchens, das als ein externes Additiv dient, ist, als in dem Fall, wo ein magnetisches Tonerteilchen direkt in Kontakt mit der Entwicklungshülse und der Entwicklungsklinge ist.
Es kann auch gesagt werden, dass die elektrostatische Abscheidungskraft eine Reflexionskraft ist. Es ist bekannt, dass die Reflexionskraft generell proportional zum Quadrat der Ladung (q) eines Teilchens und indirekt proportional zu dem Quadrat des Abstands ist.
Wenn der magnetische Toner geladen wird, wird nicht das anorganische Feinteilchen, sondern die magnetische Tonerteilchen-oberfläche geladen. Aufgrund dessen wird die Reflexionskraft mit steigendem Abstand zwischen einer magnetischen Tonerteilchen-oberfläche und einer flachen Platte (einer Entwicklungshülse und einer Entwicklungsklinge in der Erfindung) kleiner.
Spezifischer gibt es in der magnetischen Toneroberfläche einen bestimmten Abstand zwischen der magnetischen Tonerteilchenoberfläche und der flachen Platte, da ein magnetisches Tonerteilchen mittels eines anorganischen Feinteilchens in Kontakt mit einer flachen Platte ist. Dadurch nimmt die Reflexionskraft ab.
Wie oben genannt, ist ein anorganisches Feinteilchen auf einer magnetischen Tonerteilchenoberfläche vorhanden und ein magnetischer Toner ist mittels eines anorganischen Feinteilchens in Kontakt mit einer Entwicklungshülse oder einer Entwicklungsklinge. Daher reduzieren sich die van-der-Waals-Kraft und die Reflexionskraft, die zwischen dem magnetischen Toner und der Entwicklungsklinge oder Entwicklungshülse erzeugt werden. Mit anderen Worten reduziert sich die Abscheidungskraft zwischen einem magnetischen Toner und einer Entwicklungshülse oder einer Entwicklungsklinge.
Ob ein magnetisches Tonerteilchen direkt in Kontakt mit einer Entwicklungshülse oder einer Entwicklungsklinge ist, oder ob sie mittels eines anorganischen Feinteilchens miteinander in Kontakt sind, bestimmt sich in Abhängigkeit davon, wie groß die Fläche der magnetischen Tonerteilchenoberfläche ist, die mit einem anorganischen Feinteilchen bedeckt ist, mit anderen Worten, der Bedeckungsrate mit einem anorganischen Feinteilchen.
Wenn die Bedeckungsrate mit einem anorganischen Feinteilchen hoch ist, nimmt die Chance ab, dass ein magnetisches Tonerteilchen direkt in Kontakt mit einer Entwicklungshülse oder Entwicklungsklinge ist. Als ein Ergebnis ist es erkennbar schwierig, dass der magnetische Toner sich an eine Entwicklungshülse oder eine Entwicklungsklinge anheftet. Im Gegensatz dazu ist es, falls die Bedeckungsrate mit einem anorganischen Feinteilchen niedrig ist, für den magnetischen Toner einfach, sich zu einer Entwicklungshülse oder einer Entwicklungsklinge anzuheften, mit dem Ergebnis, dass es eine Tendenz gibt, dass sich der magnetische Toner auf der Entwicklungshülse oder nahe der Entwicklungsklinge akkumuliert. Die Bedeckungsrate eines magnetischen Toners mit einem anorganischen Feinteilchen kann als eine theoretische Bedeckungsrate berechnet werden, gemäß dem in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. JP 2007 - 293 043 A beschriebenen Berechnungsausdruck, unter der Annahme, dass das anorganische Feinteilchen und der magnetische Toner tatsächlich sphärisch sind. Allerdings sind, wie es häufig der Fall ist, das anorganische Feinteilchen und der magnetische Toner nicht genau sphärisch. Zusätzlich ist ein anorganisches Feinteilchen zuweilen in einer Tonerteilchenoberfläche in einem agglomerierten Zustand vorhanden. In der vorliegenden Erfindung wurde die durch das obige Verfahren erhaltene theoretische Bedeckungsrate nicht angewandt. Dann untersuchten die vorliegenden Erfinder die Oberfläche eines magnetischen Toners durch ein Rasterelektronenmikroskop (SEM), um die Bedeckungsrate einer magnetischen Tonerteilchenoberfläche, die tatsächlich mit einem anorganischen Feinteilchen a bedeckt ist, zu erhalten.
Zum Beispiel wurde zu einem magnetischen Tonerteilchen (der Gehalt eines magnetischen Elements ist 43,5 Massen-%) (100 Massenteile), das einen volumengemittelten Teilchendurchmesser (Dv) von 8,0 µm aufweist und durch ein Zerkleinerungsverfahren erhalten ist, ein Siliciumoxidfeinteilchen in unterschiedlichen Zugabemengen (Zugabemenge an Siliciumoxid (Massenteile)) zugegeben, um magnetische Toner zu erhalten. Die theoretische Bedeckungsrate und die tatsächliche Bedeckungsrate der erhaltenen magnetischen Toner wurden erhalten (siehe 1, 2). Es ist zu bemerken, dass als das Siliciumoxidfeinteilchen ein Siliciumoxidfeinteilchen mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser (Dv) von 15 nm verwendet wurde.
Beim rechnungsbasierten Erhalten der theoretischen Bedeckungsrate wurde die wahre relative Dichte des Siliciumoxidfein-teilchens als 2,2 g/cm³ angenommen und die wahre relative Dichte des magnetischen Toners wurde als 1,65 g/cm³ angenommen. Als das Siliciumoxidfeinteilchen und das magnetische Tonerteilchen wurden mono-disperses Siliciumoxidfeinteilchen und magnetisches Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 15 nm bzw. 8,0 µm verwendet.
Wie in 1 gezeigt, übersteigt die theoretische Bedeckungsrate 100%, wenn die Zugabemenge des Siliciumoxidfeinteilchens erhöht wird. Im Gegensatz dazu erhöht sich die tatsächliche Bedeckungsrate, wenn die Zugabemenge des Siliciumoxidfeinteilchens erhöht wird, übersteigt aber niemals 100%. Dies beruht darauf, dass ein Teil der Siliciumoxidfeinteilchen in der magnetischen Toneroberfläche in einem Agglomerationszustand vorhanden ist oder stark durch die Tatsache beeinflusst wird, dass die Siliciumoxidfeinteilchen nicht tatsächlich sphärisch sind.
Überdies wurde gemäß der Studien der vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass, selbst wenn die Zugabemengen der Siliciumoxidfeinteilchen die gleichen sind, die Bedeckungsraten variieren, falls sich die Verfahren zum Zugeben externer Additive unterscheiden. Mit anderen Worten ist es unmöglich, die Bedeckungsrate lediglich von der Zugabemenge der Siliciumoxidfeinteilchen zu erhalten (siehe 2). Es ist zu bemerken, dass gemäß der externen Zugabebedingung A ein Mischen durch die Verwendung des in 4 gezeigten Apparats bei 1,0 W/g für eine Behandlungszeit von 5 Minuten ausgeführt wird. In der externen Zugabebedingung B wird ein Mischen durch einen Henschel-Mischer FM10C (hergestellt von Mitsui Miike Kakoki Kabushiki Kaisha) bei 4000 U/Min für eine Behandlungszeit von 2 Minuten ausgeführt.
Aus diesem Grund haben die vorliegenden Erfinder die Bedeckungsrate mit dem anorganischen Feinteilchen a verwendet, die durch Untersuchen einer magnetischen Toneroberfläche durch SEM erhalten wird.
Wie oben genannt, wird angenommen, dass die Abscheidungskraft durch das Erhöhen der Bedeckungsrate mit dem anorganischen Feinteilchen a zu einem Element reduziert werden kann. Dann wurden die Bedeckungsrate mit dem anorganischen Feinteilchen a und die Abscheidungskraft zu einem Element studiert.
Die Beziehung zwischen der Bedeckungsrate eines magnetischen Toners und einer Abscheidungskraft zu einem Element wurde indirekt durch das Messen des statischen Reibungskoeffizienten zwischen jedem der sphärischen Polystyrolteilchen, welche mit unterschiedlichen Bedeckungsraten mit Siliciumoxidfeinteilchen bedeckt waren, und einem Aluminiumsubstrat abgeschätzt.
Spezifischer wurde das Verhältnis zwischen der Bedeckungsrate und dem statischen Reibungskoeffizienten unter Verwendung von sphärischen Polystyrolteilchen (gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser (D4) = 7,5 µm), die mit unterschiedlichen Bedeckungsraten mit einem Siliciumoxidfeinteilchen bedeckt sind (Bedeckungsrate, die durch SEM-Beobachtung erhalten ist) erhalten.
Spezifischer wurde ein sphärisches Polystyrolteilchen, zu welchem ein Siliciumoxidfeinteilchen zugegeben wurde, auf ein Aluminiumsubstrat gepresst. Das Substrat wurde nach rechts und links bewegt, während die Presskraft verändert wurde. Basierend auf dem Stress zu diesem Zeitpunkt wurde der statische Reibungskoeffizient berechnet. Dies wurde bzgl. sphärischer Polystyrolteilchen mit unterschiedlichen Bedeckungsraten wiederholt. Das erhaltene Verhältnis zwischen der Bedeckungsrate und dem statischen Reibungskoeffizienten ist in 3 gezeigt.
Es wird angenommen, dass der auf diese Weise erhaltene statische Reibungskoeffizient mit der Summe der van-der-Waals-Kraft und der Reflexionskraft korreliert, die zwischen den sphärischen Polystyrolteilchen und dem Substrat wirken. Aus 3 wird abgeleitet, dass es eine Tendenz gibt, dass der statische Reibungskoeffizient abnimmt, wenn sich die Bedeckungsrate der Siliciumoxidfeinteilchen erhöht. Spezifischer wird angenommen, dass ein magnetischer Toner mit einer hohen Bedeckungsrate mit einem anorganischen Feinteilchen a in der Abscheidungskraft zu einem Element niedrig ist.
Als Nächstes bedeutet das Verhältnis von B/A von 0,50 oder mehr und 0,85 oder weniger, dass eine bestimmte Menge der anorganischen Feinteilchen a auf einer magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind und eine geeignete Menge der anorganischen Feinteilchen in solch einem Zustand vorhanden sind, dass sie einfach entfernt werden können. Es wird angenommen, dass wahrscheinlich die Kohäsionskraft zwischen magnetischen Tonerteilchen drastisch abnimmt, da die entfernbaren anorganischen Feinteilchen a über die fixierten anorganischen Feinteilchen a gleiten können, um einen Lagereffekt zu erzeugen.
Als ein Ergebnis der durch die vorliegenden Erfinder ausgeführten Studien werden der zuvor genannte Abscheidungskraft-reduzierende Effekt und der Lagereffekt durch die fixierten anorganischen Feinteilchen a und die einfach entfernbaren anorganischen Feinteilchen a erzeugt. Zusätzlich wurde herausgefunden, dass diese Effekte maximal erhalten werden können, wenn ein anorganisches Feinteilchen relativ klein ist, d.h. ein zahlengemittelter Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von ungefähr 50 nm oder weniger. Daher war der Fokus beim Berechnen der Bedeckungsrate A und der Bedeckungsrate B auf ein anorganisches Feinteilchen a mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 50 nm oder weniger gerichtet.
In dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung kann durch das Erfüllen der Bedeckungsrate A und B/A innerhalb eines bestimmten Bereichs die Abscheidungskraft zwischen dem magnetischen Toner und jedem der Elemente reduziert werden, wie auch die Kohäsionskraft zwischen den magnetischen Tonerteilchen drastisch reduziert werden kann. Als ein Ergebnis kann bei einem Abschnitt, bei welchem eine Entwicklungsklinge in Kontakt mit einer Entwicklungshülse ist, die Chance dafür erhöht werden, dass individuelle magnetische Tonerteilchen in Kontakt mit der Entwicklungsklinge und der Entwicklungshülse sind. Aufgrund dessen wird angenommen, dass der magnetische Toner einheitlich geladen wird.
Falls das Verhältnis von B/A weniger als 0,50 ist, entfernt sich ein externes Additiv mit geringem Teilchendurchmesser und die Entfernung eines organischen-anorganischen Kompositteilchens neigt dazu, induziert zu werden, mit dem Ergebnis, dass sich das Schablonieren und die Niedrigtemperaturfixierbarkeit verschlechtern. Im Gegensatz dazu erhöht sich, falls das Verhältnis von B/A 0,85 übersteigt, die Abscheidungskraft, da der Lagereffekt schwerlich erreicht wird. Da es notwendig ist, den Entwicklungskontrast zu erhöhen, um eine geeignete Bilddichte zu erhalten, tritt das Schablonieren leicht auf.
In der vorliegenden Erfindung ist der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A bevorzugt 10,0% oder weniger und stärker bevorzugt ist er 8,0% oder weniger. Der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A von 10,0% oder weniger bedeutet, dass die Bedeckungsrate A zwischen magnetischen Tonerteilchen und in magnetischen Tonerteilchen extrem gleich ist. Es ist eher bevorzugt, eine gleiche Bedeckungsrate A herzustellen, da die Kohäsionskraft zwischen Tonerteilchen reduziert werden kann.
Ein Verfahren zum Steuern des obigen Variationskoeffizienten, sodass er 10,0% oder weniger ist, ist nicht besonders beschränkt. Allerdings können ein externer Zugabe-Apparat und ein Verfahren (später beschrieben) verwendet werden, da ein Metalloxidfeinteilchen, wie etwa ein Siliciumoxidfeinteilchen, auf einer magnetischen Tonerteilchenoberfläche stark dispergiert werden kann.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung weist ein anorganisches Feinteilchen a auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche auf.
Ein anorganisches Feinteilchen a enthält ein anorganisches Oxidfeinteilchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Siliciumoxidfeinteilchen, einem Titanoxidfeinteilchen und einem Aluminiumoxidfeinteilchen. Allerdings ist das Siliciumoxidfeinteilchen notwendigerweise in einer Menge von 85 Massen-% oder mehr basierend auf dem anorganischen Oxidfeinteilchen enthalten und ist stärker bevorzugt in einer Menge von 90 Massen-% oder mehr basierend auf dem anorganischen Oxidfeinteilchen enthalten. Dies beruht darauf, dass ein Siliciumoxidfeinteilchen am allerbesten darin ist, elektrostatische Eigenschaften und Fließfähigkeit in einer ausgeglichenen Art und Weise bereitzustellen, sowie exzellent zum Reduzieren der Kohäsionskraft ist. Überdies erfüllt das anorganische Feinteilchen a einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von 5 nm oder mehr und 25 nm oder weniger. Obwohl der Grund nicht exakt bekannt ist, warum ein Siliciumoxidfeinteilchen zum Reduzieren der Kohäsionskraft zwischen Tonerteilchen exzellent ist, wird angenommen, dass der zuvor genannte Lagereffekt stark dazu beiträgt, der durch das gegenseitige Gleiten der Siliciumoxidfeinteilchen erzeugt wird.
Falls der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) des anorganischen Feinteilchens a innerhalb des obigen Bereichs fällt, können die Bedeckungsrate A und das Verhältnis B/A geeignet gesteuert werden und die zuvor genannte Abscheidungskraft-Reduktion und der Lagereffekt können erhalten werden. Überdies kann eine Veränderung in einer Niedrigtemperaturfixierbarkeit unterdrückt werden, da das Rollen eines organischen-anorganischen Kompositteilchens reduziert werden kann, selbst wenn ein Toner für eine lange Zeit verwendet wird.
Ein in der vorliegenden Erfindung zu verwendendes anorganisches Feinteilchen a wird bevorzugt in einem Hydrophobisierungsprozess behandelt und wird besonders bevorzugt in einem Hydrophobisierungsprozess behandelt, um eine Hydrophobizität (gemessen durch einen Titrationstest mit Methanol) von 40% oder mehr und stärker bevorzugt 50% oder mehr zu erhalten.
Als ein Verfahren für die Hydrophobisierungsbehandlung werden ein Behandlungsverfahren mit z.B. einer organischen Siliciumverbindung, einem Silikonöl und einer langkettigen Fettsäure genannt.
Beispiele der organischen Siliciumverbindung beinhalten Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan und Hexamethyldisiloxan. Diese können einzeln verwendet werden oder als eine Mischung aus zwei Arten oder mehr. Beispiele des Silikonöls beinhalten Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, α-Methylstyrol-modifiziertes Silikonöl, Chlorphenylsilikonöl und Fluor-modifiziertes Silikonöl.
Als die langkettige Fettsäure können bevorzugt Fettsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen verwendet werden und eine lineare oder verzweigte Fettsäure können verwendet werden. Überdies können sowohl eine gesättigte Fettsäure als auch eine ungesättigte Fettsäure verwendet werden.
Von diesen ist eine lineare gesättigte Fettsäure mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen extrem bevorzugt, da sie die Oberfläche eines anorganischen Feinteilchens a einheitlich behandeln kann.
Beispiele der linearen gesättigten Fettsäure beinhalten Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure und Behensäure.
Ein anorganisches Feinteilchen a wird bevorzugt mit einem Silikonöl behandelt und stärker bevorzugt mit einer organischen Siliciumverbindung und einem Silikonöl behandelt. Dies beruht darauf, dass die Hydrophobizität geeignet gesteuert werden kann.
Als ein Verfahren zum Behandeln eines anorganischen Feinteilchens mit einem Silikonöl können z.B. genannt werden ein Verfahren zum direkten Mischen eines anorganischen Feinteilchens, das mit einer organischen Siliciumverbindung behandelt ist, und eines Silikonöls, durch die Verwendung eines Mischers, wie etwa ein Henschel-Mischer, und ein Verfahren zum Sprühen von Silikonöl auf ein anorganisches Feinteilchen. Alternativ kann ein Verfahren zum Lösen oder Dispergieren eines Silikonöls in einem geeigneten Lösungsmittel, Zugeben eines anorganischen Feinteilchens, Mischen davon und Entfernen des Lösungsmittels verwendet werden.
Die Behandlungsmenge an Silikonöl ist bevorzugt 1 Massenteil oder mehr und 40 Massenteile oder weniger und stärker bevorzugt 3 Massenteile oder mehr und 35 Massenteile oder weniger relativ zu einem anorganischen Feinteilchen a (100 Massenteile), um eine zufriedenstellende Hydrophobizität zu erhalten.
Ein anorganisches Feinteilchen a gemäß der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt eine spezifische Oberfläche (BET-spezifische Oberfläche, gemessen durch ein BET-Verfahren basierend auf Stickstoffadsorption), von 20 m²/g oder mehr und 350 m²/g oder weniger und besonders bevorzugt 25 m²/g oder mehr und 300 m²/g oder weniger auf, um einem magnetischen Toner eine zufriedenstellende Fließfähigkeit zu verleihen. Die spezifische Oberfläche (BET-spezifische Oberfläche) wird durch das BET-Verfahren basierend auf Stickstoffadsorption gemäß JISZ8830 (2001) gemessen. Als Messapparat wird „automatic specific surface area/fine pore distribution measurement apparatus TriStar3000 (hergestellt von Shimadzu Corporation)“ unter Anwendung des Konstant-Volumen-Gas-Adsorptionsverfahren verwendet.
Hierbei ist die Zugabemenge eines anorganischen Feinteilchens a bevorzugt 1,5 Massenteile oder mehr und 3,0 Massenteile oder weniger relativ zum magnetischen Tonerteilchen (100 Massenteile), besonders bevorzugt 1,5 Massenteile oder mehr und 2,6 Massenteile oder weniger, und stärker bevorzugt 1,8 Massenteile oder mehr und 2,6 Massenteile oder weniger.
Es ist bevorzugt, dass die Zugabemenge des anorganischen Feinteilchens a innerhalb des obigen Bereichs fällt, da die Bedeckungsrate A und das Verhältnis von B/A geeignet gesteuert werden können, und die Zugabemenge ist auch im Hinblick auf die Bilddichte, das Schablonieren und das Unterdrücken von Entwicklungsstreifen bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung werden als das Bindemittelharz eines magnetischen Toners ein Vinylharz, ein Polyesterharz, ein Epoxidharz und ein Polyurethanharz genannt, sind aber nicht besonders beschränkt und herkömmlich bekannte Harze können verwendet werden. Im Hinblick auf das gleichzeitige Erlangen der Ladung und der Fixierbarkeit ist bevorzugt ein Polyesterharz oder ein Vinylharz enthalten. Insbesondere ist im Hinblick auf die Niedrigtemperaturfixierbarkeit als ein Hauptbindemittelharz bevorzugt ein Polyesterharz zu verwenden. Die Zusammensetzung des obigen Polyesterharzes ist wie folgt.
Als eine divalente Alkoholkomponente, die ein Polyesterharz konstituiert, werden Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentandiol, Hexandiol, Neopentylglycol, hydriertes Bisphenol A, ein durch die folgende Formel (A) dargestelltes Bisphenol, und ein Derivat davon, und ein durch die folgende Formel (B) dargestelltes Diol genannt.
wobei R eine Ethylengruppe oder eine Propylengruppe ist; x und y jeweils eine ganze Zahl von 0 oder mehr sind; und ein Mittelwert von x + y 0 oder mehr und 10 oder weniger ist.
wobei R'
wobei x' und y' jeweils eine ganze Zahl von 0 oder mehr sind; und ein Mittelwert von x' + y' 0 oder mehr und 10 oder weniger ist.
Beispiele der divalenten Säurekomponente, die ein wie oben genanntes Polyesterharz konstituieren, beinhalten Benzolcarboxylsäuren, wie etwa Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalsäureanhydrid; Alkyldicarboxylsäuren, wie etwa Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure; Alkenylbernsteinsäuren, wie etwa n-Dodecenylbernsteinsäure; und ungesättigte Dicarboxylsäuren, wie etwa Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure.
Überdies können eine mehrwertige (trivalent oder höher) Alkoholkomponente, die als eine Vernetzungskomponente dient, und eine tri- oder höhervalente Säurekomponente einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Beispiele der tri- oder höhervalenten mehrwertigen Alkoholkomponenten beinhalten Sorbitol, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, Butantriol, Pentantriol, Glycerol, Methylpropantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Trihydroxybenzol.
In der vorliegenden Erfindung beinhalten Beispiele von tri- oder höhervalenten mehrwertigen Carboxylsäure-Komponenten Trimellitsäure, Pyromellitsäure, Benzoltricarboxylsäure, Butantricarboxylsäure, Hexantricarboxylsäure und eine durch die folgende Formel (C) dargestellte Tetracarboxylsäure.
wobei X eine Alkylengruppe oder eine Alkenylengruppe mit einer oder mehreren Seitenketten mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen darstellt. Solange die dielektrischen Eigenschaften in der vorliegenden Erfindung erfüllt sind, kann ein Styrolharz zu einem Bindemittelharz zugegeben werden. Beispiele des Styrolharzes beinhalten ein Polystyrol und Styrolcopolymere, wie etwa ein Styrol-Propylencopolymer, ein Styrol-Vinyltoluol Copolymer, ein Styrol-Methylacrylat Copolymer, ein Styrol-Ethylacrylat Copolymer, ein Styrol-Butylacrylat Copolymer, ein Styrol-Octylacrylat Copolymer, ein Styrol-Methylmethacrylat Copolymer, ein Styrol-Ethylmethacrylat Copolymer, ein Styrol-Butylmethacrylat Copolymer, ein Styrol-Octylmethacrylat Copolymer, ein Styrol-Butadien Copolymer, ein Styrol-Isopren Copolymer, ein Styrol-Maleinsäure Copolymer und ein Styrol-Maleat Copolymer. Diese können einzeln oder in Kombination aus einer Mehrzahl von Arten verwendet werden.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt 40°C oder mehr und 70°C oder weniger. Falls die Glasübergangstemperatur 40°C oder mehr und 70°C oder weniger ist, können die Speicherstabilität und Haltbarkeit verbessert werden, während zufriedenstellende Fixierbarkeit beibehalten wird.
Falls notwendig, kann zu dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung Wachs zugegeben werden, um die Fixierbarkeit zu verbessern. Als das Wachs können alle bekannten Wachse verwendet werden. Beispiele des Wachses beinhalten Petroleumwachse, wie etwa Wachsparaffinwachs, microkristallines Wachs und Petroleumjelly und Derviate davon, Montanwachs und Derviate davon, Kohlenwasserstoffwachse, die durch das Fischer-Tropsch-Verfahren erhalten sind, und Derivate davon, Polyolefinwachse, die durch Polyethylen und Polypropylen dargestellt sind, und Derivate davon, natürliche Wachse, wie etwa Carnaubawachs und Candelillawachs und Derivate davon und Esterwachse. Hier beinhalten die Derivate Oxide, Blockcopolymere mit Vinylmonomeren und Pfropf-modifizierte Produkte. Überdies können als Esterwachse nicht nur ein mono-funktionales Esterwachs und ein bifunktionales Esterwachs, sondern auch multifunktionale Esterwachse, wie etwa ein tetra-funktionales Esterwachs und ein hexa-funktionales Esterwachs, verwendet werden.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann ein kristallines Harz enthalten.
Als ein Beispiel des kristallinen Harzes kann ein kristallines Polyesterharz genannt werden. Der kristalline Polyester wird bevorzugt aus zumindest einem aliphatischen Diol mit 4 oder mehr und 20 oder weniger Kohlenstoffatomen und einer polyvalenten Carboxylsäure als Rohmaterialien gebildet.
Überdies ist das aliphatische Diol bevorzugt linear. Wegen der linearen Kette kann die Kristallinität des Harzes einfach erhöht werden.
Als das aliphatische Diol, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, können die folgenden Verbindungen genannt werden, sind aber nicht besonders auf diese beschränkt. Diese können als eine Mischung verwendet werden. Beispiele davon beinhalten 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,11-Undecandiol, 1,12-Dodecandiol, 1,13-Tridecandiol, 1,14-Tetradecandiol, 1,18-Octadecandiol und 1,20-Eicosandiol.
Überdies kann ein aliphatisches Diol mit einer Doppelbindung verwendet werden. Beispiele des aliphatischen Diols mit einer Doppelbindung beinhalten 2-Buten-1,4-diol, 3-Hexen-1,6-diol und 4-Octen-1,8-diol.
In der vorliegenden Erfindung beinhalten Beispiele des magnetischen Elements, das in einem magnetischen Toner enthalten ist, Eisenoxide, wie etwa Magnetit, Maghemit und Ferrit, Metalle, wie etwa Eisen, Kobalt und Nickel, Legierungen dieser Metalle mit einem Metall, wie etwa Aluminium, Kupfer, Magnesium, Zinn, Zink, Beryllium, Calcium, Magnesium, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium, und Mischungen von diesen.
Das Teilchen des magnetischen Elements weist bevorzugt einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 2,00 µm oder weniger und stärker bevorzugt 0,05 µm bis 0,50 µm auf.
Das magnetische Element weist bevorzugt die folgenden magnetischen Eigenschaften beim Anlegen von 795,8 kA/m auf: eine Koerzitivfeldstärke (Hc) von 1,6 bis 12,0 kA/m. Darüber hinaus ist eine Magnetisierungsintensität (σs) von 50 bis 200 Am²/kg und stärker bevorzugt 50 bis 100 Am²/kg und ist eine Restmagnetisierung (σr) von 2 bis 20 Am²/kg.
Der Gehalt eines magnetischen Elements in einem magnetischen Toner ist 30 Masseteile oder mehr und 120 Massenteile oder weniger relativ zu einem Bindemittelharz (100 Massenteile) und besonders bevorzugt 40 Massenteile oder mehr und 110 Massenteile oder weniger.
Der Gehalt eines magnetischen Elements in einem magnetischen Toner kann durch einen thermischen Analyseapparat, TGA Q5000IR hergestellt von PerkinElmer Co., Ltd, gemessen werden. Die Messung wird durch Erwärmen eines magnetischen Toners bei einer Temperaturanstiegsrate von 25°C/Minute von Normaltemperatur auf 900°C in einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt. Eine Massenreduktion des magnetischen Toners durch eine Temperaturveränderung von 100 bis 750°C wird erhalten und als die Masse an Komponenten des magnetischen Toners, mit Ausnahme des magnetischen Elements, angesehen. Die verbleibende Masse wird als die Menge an magnetischem Element bestimmt.
In dem Toner der vorliegenden Erfindung kann ein Ladungssteuerungsmittel zugegeben werden. Es ist zu bemerken, dass der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung ein Toner sein kann, der negativ geladen werden kann.
Als ein Ladungssteuerungsmittel für die Verwendung von negativem Laden werden effektiv organische Metallkomplexe und eine Chelatverbindung verwendet. Beispiele davon beinhalten Monoazometallkomplexe; Acetylacetonmetallkomplexe; und Metallkomplexe einer aromatischen Hydroxycarboxylsäure oder einer aromatischen Dicarboxylsäure. Spezifische Beispiele eines kommerziell erhältlichen Produkts davon beinhalten Spilon Black TRH, T-77, T-95 (hergestellt von Hodogaya Chemical Co., LTD.) und BONTRON (R) S-34, S-44, S54, E-84, E-88, E-89 (hergestellt von Orient Chemical Industries Co., Ltd.).
Diese Ladungssteuerungsmittel können alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Die Verwendungs-menge dieser Ladungssteuerungsmittel ist im Hinblick auf die Ladungsmenge des Toners bevorzugt 0,1 bis 10,0 Massenteile und stärker bevorzugt 0,1 bis 5,0 Massenteile basierend auf dem Bindemittelharz (100 Massenteile). Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung weist im Hinblick auf eine Balance zwischen Entwicklungsfähigkeit und Fixierbarkeit einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) von bevorzugt 6,0 µm oder mehr und 10,0 µm oder weniger und stärker bevorzugt 7,0 µm oder mehr bis 9,0 µm oder weniger auf.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung weist unter dem Gesichtspunkt des Charge-up-Unterdrückens einen mittleren Zirkularitätsgrad von bevorzugt 0,935 oder mehr und 0,955 oder weniger und stärker bevorzugt 0,938 oder mehr und 0,950 oder weniger auf.
In dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung kann durch Einstellen eines Verfahrens und der Bedingungen zum Herstellen eines magnetischen Toners dessen mittlerer Zirkularitätsgrad eingestellt werden, um in den obigen Bereich zu fallen.
Nun wird das Herstellungsverfahren für den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung mittels von Beispielen beschrieben; allerdings ist das Verfahren nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Der magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung kann durch ein im Stand der Technik bekanntes Herstellungsverfahren hergestellt werden. Das Herstellungsverfahren ist nicht besonders beschränkt, solange eine Bedeckungsrate A und B/A durch das Verfahren eingestellt werden und bevorzugt ist in dem Verfahren ein Schritt des Einstellens des mittleren Zirkularitätsgrads beinhaltet (mit anderen Worten sind Herstellungsschritte, die sich von diesem Schritt unterscheiden, nicht besonders beschränkt).
Als das Herstellungsverfahren werden die folgenden Verfahren bevorzugt genannt. Zunächst werden ein Bindemittelharz und ein magnetisches Element, und, falls notwendig, andere Materialien, wie etwa Wachs und ein Ladungssteuerungsmittel, ausreichend durch einen Mischer, wie etwa einen Henschel-Mischer oder eine Kugelmühle, gemischt, dann durch einen Schmelzkneter, wie etwa eine Walze, eine Knetmaschine oder einen Extruder, geschmolzen, gemischt und geknetet. Auf diese Weise werden die Harze gegenseitig miteinander gemischt.
Nachdem das erhaltene schmelzgeknetete Produkt gekühlt ist, um sich zu verfestigen, wird das resultierende Produkt einem groben Zerkleinern, einem feinen Zerkleinern und einer Klassierung unterworfen. Zu den erhaltenen magnetischen Tonerteilchen werden externe Additive, wie etwa ein anorganisches Feinteilchen, extern zugegeben, um einen magnetischen Toner zu erhalten.
Beispiele des Mischers beinhalten einen Henschel-Mischer (hergestellt von NIPPON COKE & ENGINEERING Co., Ltd); einen Supermischer (hergestellt von KAWATA MFG Co., Ltd.); Ribocone (hergestellt von OKAWARA CORPORATION); einen Nauter-Mischer, einen Turbolizer, einen Zyklonmischer (hergestellt von Hosokawa Micron Corporation); einen Spiraldornenmischer (hergestellt von Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.); und einen LODIGE-Mischer (hergestellt von MATSUBO Corporation); Nobilta (hergestellt von Hosokawa Micron Corporation). Beispiele der Knetmaschine beinhalten einen KRC-Kneter (hergestellt von KURIMOTO LTD.); einen Buss-Co-Kneter (hergestellt von Buss); einen TEM-Extruder (hergestellt von TOSHIBA MACHINE CO., LTD.); einen TEX-Doppelschneckenextruder (hergestellt von The Japan Stell Works, Ltd.); einen PCM-Kneter (hergestellt von Ikegai Tekkosho); eine Dreiwalzenmühle, eine Mischwalzenmühle, einen Kneter (hergestellt von INOUE MANUFACTURING Co., Ltd.); Kneadex (hergestellt von NIPPON COKE & ENGINEERING Co., Ltd.); einen MS-Druckkneter, einen Kneader-Ruder (hergestellt von Moriyama Manufacturing Co., Ltd.); und einen Banbury-Mischer (hergestellt von KOBE STEEL, LTD.).
Beispiele der Schleifmaschine beinhalten eine Gegenstrahlmühle, einen Micronstrahl, einen Ionmizer (hergestellt von Hosokawa Micron Group); eine IDS-Mühle und eine PJM-Strahlschleifmaschine (hergestellt von NIPPON PNEUMATIC MFG. CO., LTD.); eine Gegenstrahlmühle (hergestellt von KURIMOTO LTD.); Urmax (hergestellt von NISSO ENGINEERING CO., LTD.); eine SK-Jet-O-Mühle (hergestellt von SEISHIN ENTERPRISE Co., Ltd.); Cryptron (hergestellt von EARTHTECHNICA Co., Ltd.); eine Turbomühle (hergestellt von FREUND-TURBE CORPORATION); und einen Superrotor (Nisshin Engineering Inc.).
Von diesen wird eine Turbomühle verwendet, um durch Einstellen der Abgastemperatur während des Mikroschleifens erfolgreich den mittleren Zirkularitätsgrad zu steuern. Falls die Abgastemperatur eingestellt wird, um niedrig zu sein (z.B. 40°C oder weniger), nimmt der mittlere Zirkularitätsgrad ab. Wohingegen der mittlere Zirkularitätsgrad zunimmt, falls die Abgastemperatur eingestellt wird, um hoch zu sein (z.B. ungefähr 50°C).
Beispiele des Klassierers beinhalten Classiel, Micronklassierer, Spedic-Klassierer (hergestellt von SEISHIN ENTERPRISE Co, Ltd.); Turboklassierer (hergestellt von Nisshin Engineering Inc.); einen Mikronseparator, einen Turboplex (ATP), einen TSP-Separator (hergestellt von Hosokawa Micron Group); eine Elbow-Strahl (hergestellt von Nittetsu Mining Co., Ltd), einen Dispersionsseparator (hergestellt von NIPPON PNEUMATIC MFG. CO., LTD.); und einen YM-Microcut (hergestellt von Yasukawa Corporation).
Beispiele eines Siebschüttlers zur Verwendung beim Sieben von groben Teilchen beinhalten zum Beispiel Ultrasonic (hergestellt von Koei Sangyo Co., Ltd.); Rezona-Sieb, Gyroshifter (hergestellt von TOKUJU CORPORATION); Vibrasonic-System (hergestellt von DALTON Co., Ltd.); Soniclean (hergestellt von SINTOKOGIO, Ltd.); Turboscreener (hergestellt von Turbo Kogyosha); Microshifter (hergestellt von Makino Mfg Co., Ltd.); und einen zirkulären Siebschüttler.
Beispiele eines Mischapparats zum externen Zugeben eines anorganischen Feinteilchens a beinhalten die zuvor genannten im Stand der Technik bekannten Mischapparate. Allerdings ist der in 4 gezeigte Apparat bevorzugt, um die Bedeckungsrate A, B/A und den Variationskoeffizienten der Bedeckungsrate A einfach zu steuern.
4 ist eine schematische Ansicht, die einen Mischapparat illustriert, der zum externen Zugeben des in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden anorganischen Feinteilchens a verwendet werden kann. Der Mischapparat ist so konstituiert, dass er eine Scherkraft auf ein magnetisches Tonerteilchen und ein anorganisches Feinteilchen a in einem engen Zwischenraum anwendet. Aufgrund dessen ist es einfach, das anorganische Feinteilchen a zu der Oberfläche eines magnetischen Tonerteilchens zu adhärieren. Überdies, wie später beschrieben wird, zirkulieren ein magnetisches Tonerteilchen und ein anorganisches Feinteilchen a einfach in der Achsenrichtung eines rotierenden Körpers und werden daher ausreichend und einheitlich gemischt, bevor die Fixierung voranschreitet. Diesbezüglich werden die Bedeckungsrate A, B/A und der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A einfach eingestellt, um innerhalb der bevorzugten Bereiche der vorliegenden Erfindung zu fallen.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur eines Rührelements zur Verwendung in dem Mischapparat illustriert.
Nun wird der Schritt des externen Mischens der oben genannten Siliciumoxidfeinteilchen a mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. Ein Mischapparat für die externe Zugabe der oben genannten Siliciumoxidfeinteilchen weist einen rotierenden Körper 2 mit zumindest einer Mehrzahl von auf der Oberfläche angeordneten Rührelementen 3, ein Antriebselement 8 zum Antreiben eines rotierenden Körpers und ein Hauptgehäuse 1 auf, das einen Freiraum zwischen den Rührelementen 3 und dem Gehäuse aufweist.
Es ist wichtig, dass der Freiraum zwischen dem inneren Umfangsabschnitt des Hauptgehäuses 1 und den Rührelementen 3 konstant und sehr klein gehalten wird, um eine Scherkraft einheitlich auf magnetische Tonerteilchen anzuwenden und das Fixieren der anorganischen Feinteilchen a an die magnetische Tonerteilchenoberfläche zu erleichtern. In diesem Apparat ist der Durchmesser des inneren Umfangabschnitts des Hauptgehäuses 1 zweimal oder weniger so groß wie der Durchmesser des äußeren Umfangabschnitts des rotierenden Körpers 2. 4 zeigt den Fall, wo der Durchmesser des inneren Umfangabschnitts des Hauptgehäuses 1 1,7-Mal so groß wie der Durchmesser des äußeren Umfangabschnitts des rotierenden Körpers 2 ist (der Durchmesser des Körpers des rotierenden Körpers 2 ohne Rührelemente 3). Wenn der Durchmesser des inneren Umfangabschnitts des Hauptgehäuses 1 zweimal oder weniger so groß als der Durchmesser des äußeren Umfangabschnitts des rotierenden Körpers 2 ist, wird der Behandlungsraum, wo eine Kraft auf die magnetischen Tonerteilchen wirkt, geeignet begrenzt, und dadurch kann eine Einschlagkraft ausreichend auf die magnetischen Tonerteilchen angewandt werden.
Es ist auch wichtig, dass der zuvor genannte Freiraum gemäß der Größe des Hauptgehäuses eingestellt wird. Es ist wichtig, dass der Freiraum so eingestellt wird, dass er in einen Bereich von ungefähr 1% oder mehr und 5% oder weniger des Durchmessers des inneren Umfangabschnitts des Hauptgehäuses 1 fällt, um ausreichend Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen anzuwenden. Spezifischer kann der Freiraum, wenn der innere Umfangabschnitt des Hauptgehäuses 1 einen Durchmesser von ungefähr 130 mm aufweist, auf ungefähr 2 mm bis 5 mm eingestellt werden. Im Gegensatz dazu kann der Freiraum, wenn der Durchmesser des inneren Umfangabschnitts des Hauptgehäuses 1 ungefähr 800 mm ist, auf ungefähr 10 mm bis 30 mm eingestellt werden.
Der Schritt der externen Zugabe der anorganischen Feinteilchen a der vorliegenden Erfindung wird durch einen Mischapparat ausgeführt. Ein magnetisches Tonerteilchen und das anorganische Feinteilchen a werden in den Mischapparat eingeführt und durch Rotieren des rotierenden Körpers 2 durch das Antriebselement 8 gemischt, um die anorganischen Feinteilchen a auf die Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen zuzugeben.
Wie in 5 gezeigt, ist zumindest eines aus der Mehrzahl von Rührelementen 3 als ein Rührelement 3a zum Zuführen eines magnetischen Tonerteilchens und eines anorganischen Feinteilchens a unidirektional zur Achse des rotierenden Körpers gemäß der Rotation des rotierenden Körpers 2 konstituiert. Überdies ist auch zumindest eines aus einer Mehrzahl von Rührelementen 3 als ein Zurückführungs-Rührelement 3b zum Zurückbringen des magnetischen Tonerteilchens und des anorganischen Feinteilchens a in einer Gegenrichtung zur Achse des rotierenden Körpers gemäß der Rotation des rotierenden Körpers 2 gebildet.
Hierbei wird, wenn, wie in 4 gezeigt, ein Rohmaterialeinlass 5 bzw. ein Produktauslass 6 an beiden Enden des Hauptgehäuses 1 bereitgestellt sind, die Richtung von dem Rohmaterialeinlass 5 zu dem Produktauslass 6 (die Richtung nach Rechts in 4) als eine „Zuführrichtung“ bezeichnet.
Spezifischer ist, wie in 5 gezeigt, die Plattenoberflächen des Rührelements 3a so geneigt, dass ein magnetisches Tonerteilchen in der Zuführrichtung (13) zugeführt werden. Andererseits ist die Plattenoberfläche des Rührelements 3b so geneigt, dass ein magnetisches Tonerteilchen und ein anorganisches Feinteilchen a in der Gegenrichtung (12) zugeführt werden.
Wie beschrieben, werden das Zuführen (13) in der „Zuführrichtung“ und das Zuführen (12) in der Gegenrichtung wiederholt ausgeführt, um ein anorganisches Feinteilchen a extern zu der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen zuzugeben.
Überdies sind die Rührelemente 3a und 3b mit Intervallen in der Umfangsrichtung des rotierenden Körpers 2 angeordnet. Ein Satz ist aus einer Mehrzahl von Rührelementen 3a oder 3b gebildet. In dem in 5 gezeigten Fall ist ein Satz aus zwei Rührelementen 3a und 3b gebildet, die in einem Intervall von 180° auf dem rotierenden Körper 2 angeordnet sind. Allerdings kann ein Satz aus einer Mehrzahl an Elementen gebildet sein, zum Beispiel einem Satz, der aus drei Rührelementen 3a oder 3b zusammengesetzt ist, die in einem Intervall von 120° angeordnet sind, oder einem Satz, der aus vier Rührelementen 3a oder 3b zusammengesetzt ist, die in einem Intervall von 90° angeordnet sind.
In dem in 5 gezeigten Fall sind die Rührelemente 3a oder 3b (12 Elemente insgesamt) mit den gleichen Intervallen angeordnet.
Überdies stellt D in 5 die Breite des Rührelements dar, stellt d die Größe eines überlappenden Abschnitts zwischen den Rührelementen dar. Um ein magnetisches Tonerteilchen und ein anorganisches Feinteilchen a in der Zuführrichtung und der Gegenrichtung effizient zuzuführen, ist die Breite D bevorzugt ungefähr 20% oder mehr und ungefähr 30% oder weniger der Länge des in 5 gezeigten rotierenden Körpers 2. In 5 ist die Breite D 23% der Länge des rotierenden Körpers 2. Überdies haben die Rührelemente 3a und 3b bevorzugt eine überlappenden Region d von einer bestimmten Größe, welche gezeigt ist durch Erstreckungslinien, die sich vertikal von dem Ende des Rührelements 3a erstrecken. Dies ermöglicht das effektive Anwenden von Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen. Das Verhältnis von d zu D ist bevorzugt 10% oder mehr und 30% oder weniger, um Scherkraft anzuwenden.
Die Form eines Rührblatts ist nicht auf die in 5 gezeigte Form beschränkt. Zum Beispiel kann eine gekurvte Form oder eine Paddelstruktur, bei welcher eine Rührblattspitze durch einen stabförmigen Arm mit dem rotierenden Körper 2 verbunden ist, angewandt werden, solange ein magnetisches Tonerteilchen in der Zuführrichtung und der Gegenrichtung zugeführt werden können und der Freiraum beibehalten werden kann.
Nun wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf den in 4 und 5 gezeigten Apparat detaillierter beschrieben.
Der in 4 gezeigte Apparat weist zumindest einen rotierenden Körper 2 mit zumindest einer Mehrzahl von Rührelementen 3, die auf der Oberfläche angeordnet sind, eine Antriebseinheit 8 zum Antreiben des rotierenden Körpers 2, ein Hauptgehäuse 1 mit einem Freiraum zwischen den Rührelementen 3 und dem Hauptgehäuse 1, und einen Mantel 4 auf, der im Inneren des Hauptgehäuses 1 und an der Seitenfläche 10 des rotierenden Körpers vorhanden ist und durch welchen ein Kühl-HeizMedium zirkulieren kann.
Der in 4 gezeigte Apparat weist einen Rohmaterialeinlass 5, der zum Einführen eines magnetischen Tonerteilchens und eines anorganischen Feinteilchens a ist und der auf dem oberen Abschnitt des Hauptgehäuses 1 angeordnet ist, und einen Produktauslass 6 auf, der zum Auslassen eines magnetischen Tonerteilchens mit einem dazu angefügten anorganischen Feinteilchen a von dem Hauptgehäuse 1 ist und der in einem unteren Abschnitt des Hauptgehäuses 1 angeordnet ist.
In dem in 4 gezeigten Apparat ist ein Innenteil 16 für einen Rohmaterialeinlass innerhalb des Rohmaterialeinlasses 5 eingefügt, und ein Innenteil 17 für einen Produktauslass ist innerhalb des Produktauslasses 6 eingefügt.
In der vorliegenden Erfindung wird zunächst das Innenteil 16 für einen Rohmaterialeinlass von dem Rohmaterialeinlass 5 herausgenommen, und ein magnetisches Tonerteilchen wird durch den Rohmaterialeinlass 5 in einen Behandlungsraum 9 eingeführt. Dann wird ein anorganisches Feinteilchen a durch den Rohmaterialeinlass 5 in den Behandlungsraum 9 eingeführt und dann wird das Innenteil 16 für einen Rohmaterialeinlass eingeführt. Anschließend wird der rotierende Körper 2 durch die Antriebseinheit 8 rotiert (das Bezugszeichen 11 stellt die Rotationsrichtung dar), um die im Obigen zugegebenen, zu behandelnden Materialen zu mischen, während eine Mehrzahl von Rührelementen 3, die auf der Oberfläche des rotierenden Körpers 2 angeordnet sind, rühren. Auf diese Weise wird das externe Additiv zugegeben.
Es ist zu bemerken, dass die Zuführreihenfolge nicht besonders beschränkt ist. Spezifischer wird zunächst ein anorganisches Feinteilchen a von dem Rohmaterialeinlass 5 zugeführt und dann kann ein magnetisches Tonerteilchen von dem Rohmaterialeinlass 5 zugeführt werden. Alternativ können ein magnetisches Tonerteilchen und ein anorganisches Feilteilchen zuvor durch einen Mischer, wie etwa einen Henschel-Mischer, gemischt werden und dann kann die Mischung von dem Rohmaterialeinlass 5 des in 4 gezeigten Apparats zugeführt werden.
Spezifischer kann bezüglich der Bedingungen für die externe Additivmischbehandlung die Leistung der Antriebseinheit 8 bevorzugt auf 0,2 W/g oder mehr und 2,0 W/g oder weniger eingestellt werden, um die Bedeckungsrate A, B/A und den Variationskoeffizienten der Bedeckungsrate A zu erhalten, die in der vorliegenden Erfindung spezifiziert werden. Die Leistung bezieht sich hier auf einen Wert, der durch Teilen der elektrischen Energie, die zum Antreiben von Rührelementen zum Rühren der Rohmaterialien benötigt wird, durch die Menge an Rohmaterialien erhalten ist. Je höher dieser Wert ist, desto größer ist die Scherkraft, die auf die Rohmaterialien angewandt wird. Als ein Ergebnis erhöht sich die Stärke der Kraft, die zum Zugeben des externen Additivs zu dem magnetischen Toner angewandt wird. Überdies wird die Leistung der Antriebseinheit 8 stärker bevorzugt auf 0,6 W/g oder mehr und 1,6 W/g oder weniger eingestellt.
Wenn die Leistung weniger als 0,2 W/g ist, steigt die Bedeckungsrate A schwerlich an und es gibt die Tendenz, dass B/A extrem abnimmt. Andererseits, wenn eine Leistung höher als 2,0 W/g ist, gibt es die Tendenz, dass B/A extrem erhöht wird.
Die Behandlungszeit ist nicht besonders begrenzt. Allerdings kann die Behandlungszeit bevorzugt 3 Minuten oder mehr und 10 Minuten oder weniger sein. Wenn die Behandlungszeit kürzer als 3 Minuten ist, gibt es die Tendenz, dass B/A niedrig wird, und die Tendenz, dass der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A hoch wird. Demgegenüber gibt es die Tendenz, falls die Behandlungszeit 10 Minuten übersteigt, dass B/A hoch wird und die Innentemperatur des Apparats einfach ansteigt.
In dem in 4 gezeigten Apparat mit einem Volumen des Behandlungsraum 9 von 2,0 × 10^-3 m³ ist die Rotationszahl der Rührelemente, wenn die Rührelemente 3 eine in 5 gezeigte Form aufweisen, bevorzugt 1000 U/min oder mehr und 3000 U/min oder weniger. Falls die Rotationszahl 1000 U/min oder mehr und 3000 U/min oder weniger ist, können die Bedeckungsrate A, B/A und der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A, die in der vorliegenden Erfindung spezifiziert sind, leicht erhalten werden.
Überdies ist in der vorliegenden Erfindung ein Behandlungs-verfahren, das einen Vormischschritt vor einem externes-Additiv-Mischbehandlungsschritt beinhaltet, besonders bevorzugt. Da ein anorganisches Feinteilchen a mit hoher Einheitlichkeit auf einer magnetischen Tonerteilchenoberfläche dispergiert wird, wenn der Vormischschritt beinhaltet ist, erhöht sich die Bedeckungsrate A und ferner verringert sich einfach der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A.
Spezifischer kann bezüglich der Bedingungen der Vormischbehandlung die Leistung der Antriebseinheit 8 auf 0,06 W/g oder mehr und 0,20 W/g oder weniger eingestellt werden, und eine Behandlungszeit kann auf 0,5 Minuten oder länger und 1,5 Minuten oder kürzer eingestellt werden. Wenn bezüglich der Bedingungen der Vormischbehandlung die angelegte Leistung weniger als 0,06 W/g ist oder die Behandlungszeit kürzer als 0,5 Minuten ist, kein eine Vormischung nicht ausreichend und einheitlich gemischt werden. Andererseits wird, falls bezüglich der Bedingungen der Vormisch-behandlung die angelegte Leistung mehr als 0,20 W/g ist oder eine Behandlungszeit länger als 1,5 Minuten ist, ein anorganisches Feinteilchen a oft an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert werden, bevor die Mischung gründlich und einheitlich gemischt wird. Nach der Vervollständigung der externen Zugabemisch-behandlung wird das Innenteil 17 für einen Produktauslass von dem Produktauslass 6 herausgenommen und der rotierende Körper 2 wird durch die Antriebseinheit 8 rotiert, um den magnetischen Toner aus dem Produktauslass 6 auszustoßen. Der erhaltene magnetische Toner wird, falls notwendig, durch z.B. ein Kreisvibrationssieb gesiebt, um grobe Teilchen abzutrennen.
Überdies können als ein Mischapparat zum externen Zugeben eines anorganischen-organischen Kompositteilchens der in 4 gezeigte Apparat oder ein gewöhnlich verwendeter Henschel-Mischer (hergestellt von NIPPON COKE & ENGINEERING, CO., LTD.) verwendet werden. Überdies kann bezüglich eines Mischverfahrens ein anorganischesorganisches Kompositteilchen simultan oder getrennt von einem anorganischen Feinteilchen a extern zugegeben werden.
Nun wird ein Bilderzeugungsapparat, der den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung geeignet verwendet, mit Bezug auf 6 beschrieben. In 6 stellt das Bezugszeichen 100 eine photosensitive Trommel dar. Elemente, wie etwa ein Ladungselement (Ladungswalze) 117, ein Entwickler 140 mit einem Toner-Träger 102, ein Transferelement (Transferladungswalze) 114, ein Reinigungsbehälter 116, eine Fixiereinheit 126 und eine Aufnahmewalze 124 sind so bereitgestellt, dass sie die photosensitive Trommel 100 umgeben. Der elektrostatisches-latentes-Bild-Träger 100 wird durch die Ladungswalze 117 geladen. Wenn der elektrostatisches-latentes-Bild-Träger 100 durch einen Lasererzeuger 121 mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wird ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt, das dem gewünschten Bild entspricht. Das auf dem elektrostatisches-latentes-Bild-Träger 100 erzeugte elektrostatische latente Bild wird durch den Entwickler 140 mit einem Einkomponententoner entwickelt, um ein Tonerbild zu erhalten. Das Tonerbild wird durch die Transferwalze 114, welche mittels des Transfermaterials in Kontakt mit dem elektrostatisches-latentes-Bild-Träger gebracht ist, auf ein Transfermaterial transferiert. Das Transfermaterial, auf welches ein Tonerbild aufgebracht ist, wird zu der Fixiereinheit 126 befördert und das Tonerbild auf das Transfermaterial fixiert. Der auf dem elektrostatisches-latentes-Bild-Träger verbleibende Toner wird durch eine Reinigungsklinge abgestreift und in dem Reinigungsbehälter 116 gelagert.
Nun werden Messverfahren für die physikalische Eigenschaft der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben.
<Quantifizierungsverfahren von organischem-anorganischem Kompositfeinteilchen>
In einem magnetischen Toner, der durch externes Zugeben eine Mehrzahl von externen Additiven zu magnetischen Tonerteilchen erhalten ist, müssen, wenn der Gehalt des organischen-anorganischen Kompositfeinteilchens gemessen wird, externe Additive von den magnetischen Tonerteilchen entfernt, isoliert und gesammelt werden. Als ein spezifisches Verfahren kann zum Beispiel das folgende Verfahren genannt werden.

(1) Ein magnetischer Toner (5g) wird in einer Probenflasche platziert und Methanol (200 mL) wird zugegeben. Falls notwendig, werden mehrere Tropfen eines grenzflächenaktiven Stoffs zugegeben. Als der grenzflächenaktive Stoff kann „Contaminon N“ verwendet werden (eine 10 Massen-%ige wässrige Lösung eines neutralen Detergenses zum Waschen eines Präzisionsmessapparats, das ein nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel, ein anionisches grenzflächenaktives Mittel und einen anorganischen Gerüststoff enthält, pH7, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries Ltd.).
(2) Die Probe wird mit einem Ultraschallreiniger für 5 Minuten dispergiert, um die externen Additive zu trennen.
(3) Die Mischung wird unter Absaugen (10 µm Membranfilter) filtriert, um die magnetischen Tonerteilchen und die externen Additive zu trennen. Alternativ wird ein Neodymmagnet in Kontakt mit dem Boden der Probenflasche gebracht. Auf diese Weise kann nur der Überstand getrennt werden, während die magnetischen Tonerteilchen immobilisiert sind.
(4) Die obigen Schritte (2) und (3) werden insgesamt dreimal wiederholt. Durch die obige Operation werden die extern zugegebenen externen Additive von dem magnetischen Tonerteilchen isoliert. Die wiedergewonnene wässrige Lösung wird zentrifugiert, um ein Siliciumoxidfeinteilchen und ein organisches-anorganisches Kompositfeinteilchen zu trennen und diese wiederzugewinnen. Anschließend wird das Lösungsmittel entfernt und das organische-anorganische Kompositfeinteilchen wird durch einen Vakuumtrockner ausreichend getrocknet und die Masse des organischen-anorganischen Kompositfeinteilchens wird gemessen, um den Gehalt zu erhalten.

<Quantifizierungsverfahren für anorganisches Feinteilchen a in magnetischem Toner>
(1) Quantifizierung des Gehalts an Siliciumoxidfeinteilchen im magnetischen Toner (Standardadditionsverfahren). Ein magnetischer Toner (3 g) wird in einem Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm platziert und ein Druck von 10 Tonnen wird angelegt, um Pellets anzufertigen. Die Intensität von Silicium (Si) (Si-Intensität-1) wird durch wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) erhalten. Es ist zu bemerken, dass jedwede Messbedingungen verwendet werden können, solange sie gemäß dem zu verwendenden XRF-Apparat optimiert sind. Allerdings sollte eine Reihe von Intensitätsmessungen alle mit den gleichen Bedingungen ausgeführt werden. Zu dem magnetischen Toner wird ein Siliciumoxidfeinteilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen von 12 nm (1,0 Massen-% relativ zu dem magnetischen Toner) zugegeben und mit einer Kaffeemühle gemischt.
Zu diesem Zeitpunkt können irgendwelche Siliciumoxidfein-teilchen gemischt werden, solange sie einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen innerhalb 5 nm oder mehr und 50 nm oder weniger aufweisen, ohne die Quantifizierung zu beeinträchtigen.
Nach dem Mischen werden die Siliciumoxidfeinteilchen in der gleichen Art und Weise wie oben zu Pellets geformt und die Intensität von Si wird in der gleichen Art und Weise wie oben erhalten (Si-Intensität-2). Die gleiche Operation wird bezüglich Proben wiederholt, die durch Zugeben und Mischen eines Siliciumoxidfeinteilchens (2,0 Massen-% und 3,0 Massen-% relativ zu dem magnetischen Toner) in dem magnetischen Toner erhalten sind, um die Intensitäten von Si zu erhalten (Si-Intensität-3, Si-Intensität-4). Unter Verwendung der Si-Intensität-1 bis -4 wird der Siliciumoxidgehalt (Massen-%) in dem magnetischen Toner durch das Standardadditionsverfahren berechnet. Es ist zu bemerken, dass, falls eine Mehrzahl an Siliciumoxidteilchen, die als ein anorganisches Oxidfeinteilchen dienen, zugegeben werden, eine Mehrzahl von Si-Intensitätswerten durch XRF detektiert werden. Daher muss in dem Messverfahren der Erfindung nur eine Art von Siliciumoxidteilchen verwendet werden.
Der Titanoxidgehalt (Massen-%) und der Aluminiumoxidgehalt (Massen-%) in dem magnetischen Toner werden durch Quantifizierung gemäß des Standardadditionsverfahrens in der gleichen Art und Weise wie in der obigen Quantifizierung des Siliciumoxidgehalts erhalten. Spezifischer wird der Titanoxidgehalt (Massen-%) durch Zugeben eines Titanoxidfeinteilchens mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen von 5 nm oder mehr und 50 nm oder weniger, das Mischen davon und Erhalten der Intensität von Titan (Ti) bestimmt. Der Aluminiumgehalt (Massen-%) wird durch Zugeben eines Aluminiumoxidfeinteilchens mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen von 5 nm oder mehr und 50 nm oder weniger, das Mischen davon und Erhalten der Intensität von Aluminium (AI) bestimmt.
(2) Trennung von anorganischem Feinteilchen vom magnetischen Tonerteilchen
Ein magnetischer Toner (5 g) wird durch eine Präzisionswaage in einen 200 ml Polycup mit einer Kappe eingewogen. Dazu werden 100 ml Methanol zugegeben. Die Mischung wird durch einen Ultraschalldisperser für 5 Minuten dispergiert. Während der magnetische Toner durch einen Neodymmagneten angezogen wird, wird der Überstand verworfen. Die Operation des Dispergierens mit Methanol und des Verwerfens des Überstands wird dreimal wiederholt. Danach werden 10%iges NaOH (100 ml) und mehrere Tropfen „Contaminon N“ zugegeben (eine 10 Massen-%ige wässrige Lösung eines neutralen Reagenzes zum Waschen eines Präzisionsmessapparats, das ein nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel, ein anionisches grenzflächenaktives Mittel und einen anorganischen Gerüststoff enthält, pH7, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries Ltd.) und sorgsam gemischt. Danach wird die resultierende Lösung wird für 24 Stunden stehen gelassen. Danach wird die Mischung erneut durch die Verwendung eines Neodymmagnets getrennt. Zu diesem Zeitpunkt wird wiederholt mit destilliertem Wasser gewaschen, bis kein NaOH verbleibt. Die wiedergewonnenen Teilchen werden unter Verwendung eines Vakuum-Trockners ausreichend getrocknet, um Teilchen A zu erhalten. Die extern zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen werden durch die obige Operation gelöst und entfernt. Da die Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen in einer 10%igen NaOH-Lösung schwer löslich sind, können sie verbleiben, ohne gelöst zu werden. Wenn ein Toner nicht nur ein Siliciumoxidfeinteilchen sondern auch andere externe Additive aufweist, wird die wässrige Lösung, von welcher extern zugegebene Siliciumoxidfeinteilchen entfernt sind, basierend auf dem Unterschied in der relativen Dichte zentrifugiert und fraktioniert. Die individuellen Fraktionen werden getrennt gesammelt und das Lösungsmittel wird entfernt. Die Fraktionen werden ausreichend durch einen VakuumTrockner getrocknet und einer Messung der Masse unterzogen. Auf diese Weise können die Gehalte von anorganischen Teilchen erhalten werden.
(3) Messung von Si-Intensität im Teilchen A
Teilchen A (3 g) wird in einem Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm platziert und ein Druck von 10 Tonnen wird angelegt, um Pellets anzufertigen. Die Intensität von Si (Si-Intensität-5) wird durch wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) erhalten. Unter Verwendung der Si-Intensität-5 und von Si-Intensität-1 bis -4, die zum Bestimmen des Siliciumoxidgehalts in dem magnetischen Toner verwendet werden, wird der Siliciumoxidgehalt (Massen-%) im Teilchen A berechnet.
(4) Abtrennung von magnetischem Element vom magnetischen Toner Zu Teilchen A (5 g) wird Tetrahydrofuran (100 mL) zugegeben. Nachdem die Lösung ausreichend gemischt wird, wird sie für 10 Minuten einer Ultraschalldispersion unterzogen. Während das magnetische Element durch einen Magneten angezogen wird, wird der Überstand verworfen. Die Operation wird fünfmal wiederholt, um Teilchen B zu erhalten. Durch diese Operation können organische Komponenten, wie etwa ein Harz, die sich von dem magnetischen Element unterscheiden, im Wesentlichen entfernt werden. Allerdings gibt es die Möglichkeit, dass Tetrahydrofuranunlösliche Materie zurückbleibt. Daher ist es notwendig, die in der zuvor genannten Operation erhaltenen Teilchen B auf 800°C zu erwärmen und die verbleibenden organischen Komponenten zu verbrennen. Die nach dem Erwärmen erhaltenen Teilchen C können als das magnetische Element betrachtet werden, das im magnetischen Toner enthalten ist. Die Masse an Teilchen C kann gemessen werden, um den Gehalt W der magnetischen Substanz (Massen-%) im magnetischen Toner zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wird, um den Zuwachs aufgrund der Oxidation des magnetischen Elements zu korrigieren, die Masse der Teilchen C mit 0,9666 multipliziert (Fe₂O₃ → Fe₃O₄). In Kürze, $\begin{array}{l} Gehalt W an magnetischer Substanz (Massen - %) = ((Masse an Teilchen \\ A wiedergewonnen vom Toner (5 g)) / 5) \times (0,9666 \times (Masse an Teilchen \\ C) / 5) \times 100. \end{array}$
(5) Messung von Ti-Intensität und AI-Intensität im getrennten magnetischen Element
Ti und AI sind manchmal in einem magnetischen Element als Verunreinigungen oder Additive enthalten. Die Gehalte an Ti und AI, die in dem magnetischen Element enthalten sind, können durch ein FP-Quantifizierungsverfahren von wellenlängendispersiver Röntenstrahlen-Fluoreszenzanalyse (XRF) bestimmt werden. Die so bestimmte Ti Menge und AI Menge werden bezüglich einer Titanoxidmenge und einer Aluminiumoxidmenge ausgedrückt und rechenbasiert als der Titanoxid- und Aluminiumoxidgehalt in dem magnetischen Element erhalten.
Die durch die obige Technik erhaltenen Quantifizierungswerte werden dem folgenden Ausdruck zugeordnet, um die Menge an extern zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen, die Menge an extern zugegebenen Titanoxidfeinteilchen und die Menge an extern zugegebenen Aluminiumoxidfeinteilchen zu berechnen. $\begin{array}{l} Menge an extern zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen (Massen-%) = \\ Siliciumoxidgehalt (Massen-%) im magnetischem Tomer - \\ Siliciumoxidgehalt (Massen-%) im Teilchen A \end{array}$
$\begin{array}{l} Menge an extern zugegebenen Titanoxidfeintelchen (Massen-%) = \\ Titanoxidgehalt (Massen-%) im magnetischen Tomer - {Titanoxidgehalt \\ (Massen-%) im magnetischen Element \times Gehalt W des magnetischen \\ Elements (Massen-%) / 100} \end{array}$
$\begin{array}{l} Menge an extern zugegebenen Aluminiumoxidfeinteilchen (Massen-%) = \\ Aluminiumoxidgehalt (Massen-%) im magnetischen Tomer - \\ {Aluminiumoxidgehalt (Massen-%) im magnetischen Element \times Gehalt W \\ des magnetischen Elements (Massen-%) / 100} \end{array}$
(6) Berechnung des Anteils an Siliciumoxidfeinteilchen in Metalloxidfeinteilchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Siliciumoxidfeinteilchen, einem Titanoxidfeinteilchen und einem Aluminiumoxidfeinteilchen, in einem anorganischen Oxidfeinteilchen, das zu der Oberfläche eines magnetischen Tonerteilchens adhäriert ist.
Im Berechnungsverfahren (später beschrieben) für die Bedeckung B wurde der Toner nach der Operation „Entfernen eines nicht adhärierten anorganischen Oxidfeinteilchens“ getrocknet und dann der gleichen Operation wie in den obigen Verfahren (1) bis (5) unterworfen. Auf diese Weise kann der Anteil des Siliciumoxidfeinteilchens in dem Metalloxidfeinteilchen berechnet werden.
<Berechnung der Bedeckung A>
In der vorliegenden Erfindung wird die Bedeckungsrate A durch Analysieren des Bilds der Oberfläche des magnetischen Toners, welches durch ein Hitachi Ultrahochauflösungsfeld-Elektronenrasterelektronenmikroskop S-4800 (hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation) fotografiert wurde, unter Verwendung einer Bildanalyse-Software Image-Pro Plus ver.5.0 (Nippon Roper K. K.) berechnet. Die Bedingungen zur Bildaufnahme durch S-4800 sind wie folgt.
Probenanfertigung
Eine leitfähige Paste wird dünn auf einen Probenstand (Aluminiumprobenposition: 15 mm × 6 mm) aufgebracht und ein magnetischer Toner wird auf die leitfähige Paste gesprüht. Überschüssiger magnetischer Toner wird von dem Probenstand durch einen Luftstrom entfernt und der Probenstand wird ausreichend getrocknet. Der Probenstand wird in einen Probenhalter eingesetzt und die Höhe der Probenposition wird durch die Verwendung einer Probenhöheeichung auf ein Niveau von 36 mm eingestellt.
Einstellung der Beobachtungsbedingungen von S-4800
Die Bedeckungsrate A wird basierend auf dem von S-4800 beobachteten Reflexionselektronenbild berechnet. Da das Charge-up des Reflexionselektronenbildes von anorganischen Feinteilchen niedriger als das eines sekundären Elektronenbildes ist, kann die Bedeckungsrate A akkurat gemessen werden.
In einer Antikontaminationsfalle, mit der ein Mikroskopierkörper von S-4800 ausgestattet ist, wurde flüssiger Stickstoff injiziert, bis er überlief und wurde für 30 Minuten stehen gelassen. „PC-SEM“ von S-4800 wurde gestartet und eine FE Spitze (elektronische Quelle) wurde aufgeflammt und gereinigt. In dem Fenster wird „Acceleration Voltage“, das im Bedienfeld angezeigt wird, gedrückt, und der [Flashing]-Knopf wird gedrückt, um ein „Flash-Execution“-Dialogfeld zu öffnen. Nachdem bestätigt wurde, dass das Intensitätsniveau zum Aufblitzen 2 ist, wurde es ausgeführt. Dann wurde bestätigt, dass die Emissionsstromstärke durch das Aufblitzen 20 bis 40 µA ist. Ein Probenhalter wird in eine Probenkammer des S-4800-Mikroskopierkörpers eingeführt. Ein Knopf [HOME] auf dem Bedienfeld wird gedrückt, um den Probenhalter zu einer Beobachtungsposition zu bewegen.
Das „Acceleration Voltage“-Display wird gedrückt, um das „HV-Setting“-Dialogfeld zu öffnen. Die Beschleunigungsspannung wird auf [0,8kV] eingestellt und die Emissionsstromstärke wird auf [20µA] eingestellt. In dem [SEM]-Tab des Bedienfeldes wird die „Signal-Section“ auf [SE] eingestellt und der SE-Detektor wird auf [Upper (U)] eingestellt und [+BSE] wird ausgewählt. In der Auswahlbox bei der rechten Seite von [+BSE] wird [L.A.100] ausgewählt, um einen Beobachtungsmodus eines Reflexionselektronenbildes einzustellen. In dem gleichen [SEM]-Tab des Bedienfeldes wurde die Probenstromstärke in dem Block von elektronischen optischen Bedingungen auf [Normal], der Fokalmodus auf [UHR] und WD auf [3,0mm] eingestellt. In dem „Acceleration Voltage“-Display auf dem Bedienfeld wurde der Knopf [ON] gedrückt, um die Beschleunigungsspannung anzulegen.
Berechnung von zahlengemitteltem Teilchendurchmesser (D1) des magnetischen Toners
In dem „Magnification“-Display auf dem Bedienfeld wurde die Vergrößerung auf 5000-fach (5k) durch Ziehen der Maus eingestellt. Auf dem Bedienfeld wurde der Fokusdrehknopf [COARSE] gedreht, um eine Probe grob zu fokussieren und dann die Aperturanordnung eingestellt. Auf dem Bedienfeld wird [Align] geklickt, um das „Alignment“-Dialogfeld anzuzeigen und dann wird [Beam] ausgewählt. „STIGMA/ALIGNMENT“-Drehknöpfe (X, Y) auf dem Bedienfeld werden gedreht, um den dort angezeigten Strahl zum Zentrum konzentrischer Kreise zu bewegen. Als Nächstes wird [Aperture] ausgewählt und die „STIGMA/ALIGNMENT“-Drehknöpfe (X, Y) werden einer nach dem anderen gedreht, um die Bewegung eines Bildes zu stoppen oder zu minimieren. Das „Aperture“-Dialogfeld wird geschlossen und eine Probe automatisch fokussiert. Diese Operation wird zweimal wiederholt, um eine Probe zu fokussieren.
Danach werden die Durchmesser von 300 magnetischen Tonerteilchen gemessen, um einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) zu erhalten. Es ist zu bemerken, dass der Teilchendurchmesser von jedem magnetischen Tonerteilchen als der beobachtete maximale Durchmesser des magnetischen Tonerteilchens spezifiziert ist.
Fokussierung
Das Teilchen, das in (3) erhalten ist und einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von ± 0,1 µm aufweist, wird so platziert, dass der Mittelpunkt des maximalen Durchmessers auf das Zentrum des Messbildschirms gebracht wird. In diesem Zustand wird eine Maus zu der „Magnification“-Display des Bedienfeldes geführt, um die Vergrößerung auf 10000-fach (10k) einzustellen. Dann wird der Fokusdrehknopf [COARSE] auf dem Bedienfeld gedreht, um eine Probe grob zu fokussieren. Dann wird die Aperturanordnung eingestellt. Auf dem Bedienfeld wird [Align] geklickt, um das „Alignment“-Dialogfeld anzuzeigen. Dann wird [Beam] ausgewählt. Auf dem Bedienfeld werden die „STIGMA/ALIGNMENT“-Drehknöpfe (X, Y) gedreht, um den dort angezeigten Strahl zum Zentrum konzentrischer Kreise zu bewegen. Dann wird [Aperture] ausgeführt und die „STIGMA/ALIGNMENT“-Drehknöpfe (X, Y) werden einer nach dem anderen gedreht, um die Bewegung eines Bildes zu minimieren oder zu stoppen. Das „Aperture“-Dialogfeld wird geschlossen und das Bild automatisch fokussiert. Danach wird die Vergrößerung auf 50000-fach (50k) eingestellt, das Bild wird unter Verwendung des Fokusdrehknopfs und der „STIGMA/ALIGNMENT“-Drehknöpfe in der gleichen Art und Weise wie oben fokussiert und die Probe erneut automatisch fokussiert. Diese Operation wird nochmals wiederholt, um die Probe zu fokussieren. Hierbei ist es, falls der Neigungswinkel einer Beobachtungsoberfläche groß ist, wahrscheinlich, dass die Messgenauigkeit zum Erhalten der Bedeckungsrate abnimmt. Demgemäß wird beim Fokussieren eine Probe ausgewählt und für die Analyse verwendet, deren Oberfläche einen niedrigen Neigungswinkel aufweist, durch Auswählen einer Probe auf der gesamten Oberfläche, die zu diesem Zeitpunkt fokussiert wird.
Bildspeicherung
Die Helligkeit wird in einem ABC-Modus gesteuert und ein Bild mit einer Größe von 640 × 480 Pixeln wird genommen und gespeichert. Diese Bilddatei wird der folgenden Analyse unterzogen. Pro magnetischem Tonerteilchen wird ein einzelnes Bild genommen und Bilder von zumindest 30 magnetischen Tonerteilchen wurden erhalten.
Bildanalyse
In der vorliegenden Erfindung werden die durch die oben beschriebene Technik erhaltenen Bilder einer Binarisierung unter Verwendung der folgenden Analysesoftware unterzogen, um die Bedeckungsrate A zu berechnen. Bei der Analyse wird die oben erhaltene Bildebene in zwölf Quadrate unterteilt und individuelle Quadrate werden analysiert. Allerdings sollte, falls ein anorganisches Feinteilchen a mit einem Teilchendurchmesser von 50 nm oder mehr in einem unterteilten Querschnitt gesehen wird, die Berechnung der Bedeckungsrate A in diesem Abschnitt nicht ausgeführt werden.
Die Analysebedingungen zur Imageanalysesoftware Image-Pro Plus ver. 5.0 sind wie folgt:

Software Image-Pro Plus 5.1J
„Measure“ der Symbolleiste wird geöffnet und dann „Count/Size“ und dann „Operations“ ausgewählt, um die Binarisierungsbedingungen einzustellen. In den „Object Extraction“-Optionen wird „8-Connect“ angeklickt und „Smoothing“ wird auf Null eingestellt. Andere, d.h. „Pre-Filter“, „Fill Holes“, „Convex Hull“ werden weggeklickt und „Cleanborders“ wird auf „None“ eingestellt. In „Measure“ auf der Symbolleiste wird „Select Measurements“ ausgewählt und 2 bis 10⁷ wird in „Filter Ranges of Area“ eingefügt.

Die Bedeckungsrate wird durch Einkreisen eines quadratischen Bereichs berechnet. Die Fläche C des Bereichs wird eingestellt, sodass sie 24000 bis 26000 Pixel aufweist. Dann wird „Process“-Binarisierung ausgewählt, um eine automatische Binarisierung auszuführen. Die Gesamtfläche (D) der Bereiche, in welchen Siliciumoxid nicht vorhanden ist, wird berechnet.
Basierend auf der Fläche C eines quadratischen Bereichs, der Gesamtfläche D der Bereiche, in welchem Siliciumoxid nicht vorhanden ist, wird die Bedeckungsrate a gemäß dem folgenden Ausdruck erhalten: $Bedeckung a (%) = 100 - C / D \times 100$
Wie oben beschrieben, wird die Bedeckung a für 30 magnetische Tonerteilchen oder mehr berechnet. Ein Mittelwert aller erhaltenen Daten wird als Bedeckungsrate A in der vorliegenden Erfindung angesehen.
<Variationskoeffizient von Bedeckungsrate A>
In der vorliegenden Erfindung wird der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A wie folgt erhalten. Vorausgesetzt, dass die Standardabweichung aller Bedeckungsratendaten, die in der Berechnung der zuvor genannten Bedeckungsrate A verwendet werden, durch σ(A) dargestellt ist, kann der Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A gemäß dem folgenden Ausdruck erhalten werden: $Variationskoeffizient (%) = {σ (A) / A} \times 100$
<Berechnung von Bedeckungsrate B>
Die Bedeckungsrate B wird durch zunächst Entfernen von nicht adhäriertem anorganischem Feinteilchen a auf einer Oberfläche eines magnetischen Toners und dann Wiederholen der gleichen Operation wie in der Berechnung der Bedeckungsrate A berechnet.
(1) Entfernung von nicht adhäriertem anorganischem Feinteilchen a Nicht adhärierte anorganische Feinteilchen a werden wie folgt entfernt. Um ausreichend Teilchen mit Ausnahme des in der Oberfläche eines Tonerteilchens eingebetteten anorganischen Feinteilchens zu entfernen, studierten und bestimmten die vorliegenden Erfinder die folgenden Entfernungsbedingungen.
Als ein Beispiel werden magnetische Toner durch Zugeben externer Additive bei drei Leistungsstufen angefertigt, um die Bedeckungsrate A von 46% unter Verwendung des in 4 gezeigten Apparats zu erhalten. Der magnetische Toner wird mit Ultraschall dispergiert. Die Beziehung zwischen der Ultraschalldispersionszeit und der Bedeckungsrate, die nach der Ultraschalldispersion durch Berechnung erhalten wurde, ist in 7 gezeigt. 7 wurde wie folgt erhalten. Nachdem ein anorganisches Feinteilchen durch Ultraschalldispersion gemäß dem folgenden Verfahren entfernt wurde, wurde der magnetische Toner getrocknet. Die Bedeckungsrate des magnetischen Toners wurde in der gleichen Weise erhalten wie in der obigen Bedeckungsrate A.
Von 7 wurde herausgefunden, dass sich die Bedeckungsrate mit dem Entfernen eines anorganischen Feinteilchens durch Ultraschalldispersion reduziert und dass die Bedeckungsrate bei und nach der Ultraschalldispersionszeit von 20 Minuten bei irgendeiner während der externen Zugabeoperation angewandten Leistung ein Plateau erreicht. Ausgehend davon wird bestimmt, dass Ultraschalldispersion für 30 Minuten ausreichend ist, um anorganische Feinteilchen mit Ausnahme der in der Oberfläche eines Tonerteilchens eingebetteten anorganischen Feinteilchen zu entfernen. Die Bedeckungsrate, die zu dieser Zeit erhalten wurde, wurde als Bedeckungsrate B definiert.
Spezifischer werden Wasser (16,0 g) und „Contaminon N“ (neutrales Detergens, Produkt Nr. 037-10361, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries Ltd.) (4,0 g) in ein 30ml-Glasfläschchen platziert und ausreichend gemischt. Zu der so angefertigten Lösung wird ein magnetischer Toner (1,50 g) zugegeben und es wird ihm ermöglicht, dass er durch Anlegen eines Magneten nahe der Bodenoberfläche vollständig ausfällt. Danach werden Luftblasen durch Bewegen des Magneten entfernt; zur gleichen Zeit wird es dem magnetischen Toner ermöglicht, sich in der Lösung zu setzen.
Ein Ultraschallvibrator UH-50 (Titanlegierungsspitze mit einem Spitzendurchmesser von 6 mm wird verwendet, hergestellt von SMT Co., Ltd.) wird so eingestellt, dass die Spitze zu dem Zentrum des Fläschchens und bei einer Höhe von 5 mm von der Bodenoberfläche des Fläschchens platziert ist. Anorganische Feinteilchen werden durch Ultraschalldispersion entfernt. Nachdem Ultraschallwellen für 30 Minuten angelegt werden, wird die gesamte Menge des magnetischen Toners herausgenommen und getrocknet. Zu diesem Zeitpunkt wird das Anwenden von Wärme soweit wie möglich vermieden. Vakuumtrocknen wird bei 30°C oder weniger ausgeführt.
Berechnung der Bedeckungsrate B
Die Bedeckungsrate des magnetischen Toners nach dem Trocknen wird in der gleichen Art und Weise wie bei der oben genannten Bedeckungsrate A berechnet, um die Bedeckungsrate B zu erhalten.
<Verfahren zum Bestimmen des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der Primärteilchen vom anorganischen Feinteilchen a>
Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen eines anorganischen Feinteilchens a kann basierend auf dem Bild eines anorganischen Feinteilchens a auf einer Oberfläche eines magnetischen Toners, die durch ein Hitachi Ultrahochauflösungsfeld-Emissionsrasterelektronen-Mikroskop S-4800 (hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation) fotografiert wurde, berechnet werden. Die Bedingungen zum Erhalten eines Fotos durch S-4800 waren wie folgt.
Die Operationen in den Verfahren (1) bis (3) werden auf die gleiche Weise ausgeführt wie in der „Berechnung der Bedeckungsrate A“. Ähnlich zu (4) wird eine Kamera auf eine Oberfläche eines magnetischen Toners mit einer 50000-fachen (50k) Vergrößerung fokussiert und die Helligkeit wird in einem ABC-Modus eingestellt. Danach wird die Vergrößerung auf 100000-fach (100k) geändert und dann wird der magnetischen Toner in der gleichen Art und Weise wie in (4) fokussiert, durch die Verwendung eines Fokussierungsdrehknopfs und eines „STIGMA/ALIGNMENT“-Drehknopfs und dann wird ein Autofokussierungs-system verwendet, um zu Fokussieren. Die Fokussierungsoperation wird bei 100000-facher (100k) Vergrößerung erneut wiederholt.
Danach werden die Teilchendurchmesser von zumindest 300 anorganischen Feinteilchen a auf der Oberfläche des magnetischen Toners gemessen, um einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) zu erhalten. Da anorganische Feinteilchen a manchmal als Aggregat darin vorhanden sind, werden die maximalen Durchmesser von Teilchen, welche als Primärteilchen bestätigt werden können, gemessen, und die erhaltenen maximalen Durchmesser werden arithmetisch gemittelt, um den zahlengemittelten Primärteilchendurchmesser (D1) zu erhalten.
<Gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser (D4) des magnetischen Toners und Korngrößenverteilungsmessverfahren>
Der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4) des magnetischen Toners wird wie folgt berechnet. Als ein Messapparat wird ein Präzisionskorngrößenverteilungsmessapparat „Coulter·counter Multisizer 3“ verwendet (eingetragene Marke, hergestellt von Beckman Coulter, Inc.), der mit einem 100 µm-Aperturrohr ausgestattet ist und auf einem Poren-elektrischen Widerstandsverfahren basiert. Die bestimmungsgemäße Software „Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) wird zum Einstellen der Messbedingungen und zur Analyse der Messdaten verwendet. Es ist zu bemerken, dass effektive Messkanäle, d.h. 25000 Kanäle, für die Messung verwendet werden.
Ein wässriger Elektrolyt zur Verwendung bei der Messung wird durch Lösen eines hochreinen Natriumchlorids in Ionenaustauschwasser bei einer Konzentration von ungefähr 1 Massen-% angefertigt. Zum Beispiel kann „Isoton II“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) verwendet werden.
Es ist zu bemerken, dass die bestimmungsgemäße Software vor der Messung und Analyse wie folgt eingestellt wird.
In dem Fenster „Changing Standard Operating Method (SOM)“ der bestimmungsgemäßen Software wird die Anzahl der gesamten Messzahlen in dem Kontrollmodus auf 50000 Teilchen eingestellt; „Measurement Times“ wird auf 1 eingestellt; und ein Wert, der unter Verwendung von „Standard Particles 10,0 µm“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) erhalten ist, wird als ein Kd-Wert eingestellt. Der „Threshold/Measure Noise Level“-Knopf wird gedrückt, um den Schwellwert und das Geräuschniveau automatisch einzustellen. Überdies wird die Stromstärke auf 1600 µA eingestellt; „Gain“ wird auf 2 eingestellt, die Elektrolytlösung wird auf „ISOTON II“ eingestellt; und die „Flush Aperture Tube after each run“-Box wird angeklickt.
In dem Fenster „Convert Pulses to Size“ der bestimmungsgemäßen Software wird das Bin-Intervall auf logarithmische Teilchendurchmesser eingestellt; das Teilchendurchmesser-Bin wird auf 256 Teilchendurchmesser-Bin eingestellt; und der Teilchendurchmesserbereich wird auf 2 µm bis 60 µm eingestellt. Das Messverfahren ist spezifischer wie folgt:

(1) In ein 250 ml Rundboden-Becherglas für die exklusive Verwendung für den Multisizer 3 wird ein wässriger Elektrolyt (ungefähr 200 ml) zugegeben. Das Becherglas wird in einen Probenstand eingesetzt, mit einem Magnetrührstäbchen bei einer Rate von 24 Rotationen/Sekunde entgegen des Uhrzeigersinns gerührt. Der Schmutz und Luftblasen des Aperturrohres werden zuvor durch die „Flush Aperture“-Funktion der bestimmungsgemäßen Software entfernt.
(2) In ein 100 ml Flachboden-Becherglas wird wässriger Elektrolyt (ungefähr 30 ml) zugegeben. Zu dem Becherglas wird eine verdünnte Lösung (ungefähr 0,3 mL) „Contaminon N“ zugegeben (eine 10 Massen-%-ige wässrige Lösung eines neutralen Detergenses zum Waschen eines Präzisionsmessapparats, das ein nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel, ein anionisches grenzflächenaktives Mittel und eine organische Gerüstsubstanz enthält, pH7, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries Ltd.), die durch Verdünnen mit Ionenaustauschwasser auf ungefähr die dreifache Masse angefertigt ist.
(3) Ein Ultraschalldisperser „Ultrasonic Dispersion System Tetora 150“ (hergestellt von Nikkaki Bios Co., Ltd.) mit einer elektrischen Leistung von 120 W mit zwei Oszillatoren mit einer Oszillationsfrequenz von 50 kHz, die darin installiert sind, um eine Phasendifferenz von 180° zu haben, wird vorbereitet. Ungefähr 3,3 I Ionenaustauschwasser wird zu dem Wassergefäß des Ultraschalldispersers zugegeben und Contaminon N (ungefähr 2 ml) wird zu dem Wassergefäß zugegeben.
(4) Das Becherglas (2) wird in ein Becherimmobilisationsloch des Ultraschalldispersers eingesetzt und dann wird der Ultraschalldisperser betrieben. Dann wird die Höhe des Becherglases so eingestellt, dass der Resonanzzustand der Flüssigkeitsoberfläche des wässrigen Elektrolyten in dem Becher ein Maximum erreicht.
(5) Während der wässrige Elektrolyt im Becherglas (4) mit Ultraschallwellen bestrahlt wird, wird ein Toner (ungefähr 10 mg) zu der wässrigen Lösung Stück für Stück zugegeben und dispergiert. Die Dispersionsbehandlung mit Ultraschallwellen wird für 60 Sekunden weiter fortgeführt. Es ist zu bemerken, dass bei der Ultraschalldispersion die Temperatur des Wassers in dem Wassergefäß geeignet eingestellt wird, sodass sie in dem Bereich von 10°C oder mehr und 40°C oder weniger fällt.
(6) Zu dem runden Becherglas (1), das in dem Probenstand eingesetzt ist, wird der wässrige Elektrolyt (5), in welchem der Toner dispergiert ist, tropfenweise unter Verwendung einer Pipette zugegeben. Auf diese Weise wurde die Messkonzentration auf ungefähr 5% eingestellt. Die Messung wird ausgeführt, bis die Anzahl an gemessenen Teilchen 50000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden durch die dem Apparat beigefügte bestimmungsgemäße Software analysiert, um den gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) zu berechnen. Es ist zu bemerken, dass, wenn in der bestimmungsgemäßen Software „Graph/Volume %“ eingestellt ist, der in dem Fenster „Analyze/Volume Statistics (Arithmetic)“ angezeigte „Average Diameter“ der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser D4 ist.

<Verfahren zum Bestimmen der mittleren Zirkularität vom magnetischen Toner>
Die mittlere Zirkularität eines magnetischen Toners wird durch einen Strömungs-Systemteilchenbildmessapparat „FPIA-3000“ (hergestellt von SYSMEX CORPORATION) unter den gleichen Mess- und Analysebedingungen wie in einer Kalibrierungsoperation bestimmt.
Das Bestimmungsverfahren ist spezifischer wie folgt. Zunächst wird in einem Glasbehälter Ionenaustauschwasser (ungefähr 20 ml), von welchem Verunreinigungssubstanzen zuvor entfernt wurden, platziert. Zu dem Glascontainer wurden ungefähr 0,2 ml einer Lösung von „Contaminon N“ (eine 10 Massen-%tige wässrige Lösung eines neutralen Detergenses zum Waschen eines Präzisionsmessapparats, enthaltend ein nichtionisches Grenzflächen-aktives Mittel, ein anionisches Grenzflächenaktives Mittel und einen organischen Gerüststoff, pH7, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries Ltd.) verdünnt mit Ionenaustauschwasser auf ungefähr die dreifache Masse zugegeben, und ferner wurde eine Messprobe (ungefähr 0,02 g) zugegeben und für zwei Minuten durch einen Ultraschalldisperser dispergiert, um eine Dispersionslösung zur Messung zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Dispersionslösung geeignet gekühlt, sodass die Temperatur der Dispersionslösung 10°C oder mehr und 40°C oder weniger wurde. Als der Ultraschalldisperser wurde ein Desktopultraschallreiniger (Disperser) (z.B. „VS-150“ (hergestellt von VELVO-CLEAR)) mit einer Oszillationsfrequenz von 50 kHz und einer elektrischen Leistung von 150 W verwendet. In einem Wassergefäß wurde eine bestimmte Menge an Ionenaustauschwasser platziert und das Contaminon N (ungefähr 2 ml) wurde zu dem Wassergefäß zugegeben.
Bei der Messung wird ein Strömungs-System-Teilchenbildmessapparat mit einer darin installierten regulären Objektivlinse (Vergrößerung: 10X) verwendet und eine Teilchen-ummantelung „PSE-900A“ (hergestellt von SYSMEX CORPORATION) als ein Ummantelungsfluid verwendet. Die Dispersionslösung wird gemäß der zuvor genannten Prozedur angefertigt und in den Strömungs-System-Teilchenbildmessapparat eingeführt. Magnetische Tonerteilchen (3000 Teilchen) werden in einem HPF-Messmodus und einem Gesamt-Count-Modus gemessen. Dann wird die mittlere Zirkularität des magnetischen Toners durch Einstellen des Binarisierungsschwellwertes während der Teilchenanalyse auf 85% und Begrenzen des Durchmessers der zu analysierenden Teilchen auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von 1,985 µm oder mehr und weniger als 39,69 µm erhalten.
Vor Initiierung der Messung wird ein Autofokussieren unter Verwendung eines Standartlatexteilchens ausgeführt (z.B. „RESEARCH AND TEST PARTICLE Latex Microsphere Suspensions 5200A“ hergestellt von Duke Scientific, verdünnt mit Ionenaustauschwasser). Danach wird bevorzugt alle zwei Stunden nach der Initiierung der Messung ein Fokussieren ausgeführt.
Es ist zu bemerken, dass in der vorliegenden Erfindung ein Strömungs-System-Teilchenbildmessapparat mit einem Kalibrierungs-zertifikat verwendet wird, welches bestätigt, dass die Kalibrierungsoperation durch SYSMEX CORPORATION ausgeführt wurde. Die Messung wird unter den gleichen Mess- und Analysebedingungen ausgeführt, wie sie in dem Kalibrierungszertifikat angewandt werden, mit der Ausnahme, dass der Durchmesser der zu analysierenden Teilchen auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von 1,985 µm oder mehr und weniger als 39,69 µm begrenzt wird.
Die Messung durch den Strömungs-System-Teilchenbildmessapparat „FPIA-3000“ (hergestellt von SYSMEX CORPORATION) wird im Grundsatz durch Aufnehmen eines Bildes eines Strömungsteilchens als ein statisches Bild und Analysieren des statischen Bildes ausgeführt. Die einer Probenkammer zugeführte Probe wird durch eine Probensaugspritze aufgenommen und einer Flachummantelungs-strömungszelle zugeführt. Die zu der Flachummantelungsströmungszelle zugeführte Probe bildet eine flache Strömung, die zwischen dem Ummantelungsfluid gesandwiched ist. Die Probe, die die Flachummantelungsströmungszelle passiert, wird durch Stroboskoplicht in Abständen von 1/60 Sekunden bestrahlt, um es zu ermöglichen, ein strömendes Teilchen als ein statisches Bild aufzunehmen. Da die Strömung flach ist, können fokussierte Bilder erhalten werden. Das Bild eines Teilchens wird durch eine CCD-Kamera aufgenommen und das aufgenommene Bild wird mit einer Bildprozessierungsauflösung von 512 × 512 Pixeln (0,37 µm × 0,37 µm pro Pixel) prozessiert, und eine Projektionsfläche S und ein Perimeter L eines Teilchenbildes werden durch Auswählen der Kontur von jedem Teilchenbild bestimmt.
Als Nächstes werden der kreisäquivalente Durchmesser und der Zirkularitätsgrad unter Verwendung der Fläche S und des Perimeters L, die oben erhalten wurden, erhalten. Der kreisäquivalente Durchmesser bezieht sich auf den Durchmesser eines Kreises mit der gleichen Fläche wie der Projektionsfläche eines Teilchenbildes. Der Zirkularitätsgrad ist als ein Wert definiert, der erhalten ist durch Teilen des Perimeters des basierend auf einem kreisäquivalenten Durchmesser erhaltenen Kreises durch den Perimeter des Teilchenprojektionsbildes und wird gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet: $Zirkularitätsgrad = 2 \times {(η \times S)}^{1 / 25} / L$
Wenn ein Teilchenbild zirkulär ist, ist der Zirkularitätsgrad 1,000. Wenn der Grad der Ungleichförmigkeit eines peripheren Teilchenbildes ansteigt, nimmt der Zirkularitätsgrad ab. Wenn der Zirkularitätsgrad jedes Teilchens berechnet wird, wird der Bereich des Zirkularitätsgrads von 0,200 bis 1,000 in 800 Abschnitte unterteilt und der arithmetische Mittelwert der erhaltenen Zirkularitätsgrade wird durch Berechnung erhalten und als die mittlere Zirkularität spezifiziert.
<Verfahren zum Messen der Säurewerte von magnetischem Toner und Harz>
In der vorliegenden Erfindung wird ein Säurewert durch die folgende Operation basierend auf JIS K0070 erhalten.
Als ein Messapparat wird ein potentiometrischer Titrationsmessapparat verwendet. Die Titration kann automatisch unter Verwendung eines potentiometrischen Titrationsmessapparats AT-400 (Winworkstation) und einer APB-410 elektrischen Bürette von KYOTO ELECTRONICS MANUFACTURING CO., LTD. ausgeführt werden.
Beim Kalibieren des Apparats wird eine Lösungsmittelmischung aus Toluol (120 ml) und Ethanol (30 ml) verwendet. Die Messtemperatur wird auf 25°C eingestellt.
Eine Probe wird durch Zugeben eines magnetischen Toners (1,0 g) oder eines Harzes (0,5 g) in die Lösungsmittelmischung aus Toluol (120 ml) und Ethanol (30 ml) und Ultraschalldispergieren der Probenlösung für 10 Minuten angefertigt. Danach wird ein Magnetrührer platziert und ein Deckel bereitgestellt und dann wird die Probenlösung für ungefähr 10 Stunden gerührt, um den Toner oder das Harz zu lösen. Ein Blindtest wird unter Verwendung einer 0,1 Mol/L Ethanollösung von Kaliumhydroxid ausgeführt. Die Verwendungsmenge an Ethanollösung von Kaliumhydroxid wird als B (ml) spezifiziert. Das magnetische Element in der Probenlösung, die nach dem Rühren für 10 Stunden erhalten wird, wird durch magnetische Kraft getrennt und die lösliche Materie (von der Probenlösung, die einen magnetischen Toner oder ein Harz enthält) wird titriert. Die Verwendungsmenge an Kaliumhydroxidlösung wird als S (ml) spezifiziert.
Der Säurewert wird gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet. Es ist zu bemerken, dass in der folgenden Formel f einen KOH-Faktor darstellt und W die Masse einer Probe darstellt. $Säurewert (mg KOH/g) = {(S - B) \times f \times 5,61} / W$
<Verfahren zur Messung des Peakmolekulargewichts vom Harz>
Das Peakmolekulargewicht eines Harzes wird durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter den folgenden Bedingungen gemessen. Eine Säule wird in einer Heizkammer bei 40°C stabilisiert. Zu der bei der gleichen Temperatur gehaltenen Säule wird Tetrahydrofuran (THF), das als ein Lösungsmittel dient, bei einer Rate von 1 ml pro Minute zugeführt. Als die Säule wird eine Mehrzahl von kommerziell erhältlichen Polystyrolgelsäulen in Kombination verwendet, um einen Molekulargewichtsbereich im Bereich von 1 × 10³ bis 2 × 10⁶ genau zu messen. Zum Beispiel werden Shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 und 800P, hergestellt von Showa Denko K. K. in Kombination verwendet. Alternativ werden TSK Gel G1000H (H_XL), G2000H (H_XL), G3000H (H_XL), G4000H (H_XL), G5000H (H_XL), G6000H (H_XL), G7000H (H_XL) und die TSK Guard Säule, hergestellt von Tosoh Corporation, in Kombination verwendet. Von diesen sind besonders 7-verbundene Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, hergestellt von Showa Denko Kabushiki Kaisha, bevorzugt.
Andererseits wird ein Harz in THF dispergiert und gelöst, wird über Nacht stehen gelassen und dann mit einem Probenbehandlungsfilter filtriert (Porengröße von 0,2 bis 0,5 µm, zum Beispiel kann MyShoriDisk H-25-2 (hergestellt von Tosoh Corporation) verwendet werden). Das Filtrat wird als eine Probe verwendet. Die Konzentration der Probe wird eingestellt, sodass eine Harzkomponente in einer THF-Lösung in einer Menge von 0,5 bis 5 mg/ml enthalten ist. Die Messung wird durch Injizieren der so erhaltenen THF Lösung des Harzes in einer Menge von 50 bis 200 µl ausgeführt. Es ist zu bemerken, dass ein RI- (Brechungsindex-) Detektor als ein Detektor verwendet wird.
Beim Messen des Molekulargewichts einer Probe wird die Molekulargewichtsverteilung der Probe basierend auf der Beziehung zwischen einem logarithmischen Wert einer Kalibrierungskurve, die unter Verwendung mehrerer unterschiedlicher monodisperser Polystyrolstandardproben erstellt wurde, und der Zählerstandanzahl berechnet. Als die Standardpolystyrolproben zum Erstellung der Kalibrierungskurve werden Standardpolystyrolproben mit Molekulargewichten von 6 × 10², 2,1 × 10³, 4 × 10³, 1,75 × 10⁴, 5,1 × 10⁴, 1,1 × 10⁵, 3,9 × 10⁵, 8,6 × 10⁵, 2,10 × 10⁶ und 4,48 × 10⁶, hergestellt von der Pressure Chemical Company oder Tosoh Corporation, verwendet. In geeigneter Weise werden zumindest ungefähr 10 Standardpolystyrolproben verwendet.
<Messverfahren für den zahlengemittelten Teilchendurchmesser von externem Additiv>
Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser von einem externen Additiv wird durch ein Rasterelektronenmikroskop „S-4800“ (Handelsname; hergestellt von Hitachi, Ltd.) bestimmt. Ein Toner, zu welchem das externe Additiv extern zugegeben ist, wird bei einer Vergrößerung von höchstens 200000-fach beobachtet und die Hauptachsen von 100 Primärteilchen des externen Additivs werden gemessen, um den zahlengemittelten Teilchendurchmesser zu erhalten. Die Beobachtungsvergrößerung wird in Abhängigkeit von der Teilchengröße des externen Additivs geeignet eingestellt.
<Verfahren zum Messen der volumetrischen spezifischen Wärme>
In der vorliegenden Erfindung wurde die volumetrische spezifische Wärme durch getrenntes Erhalten eines Wertes einer spezifischen Wärme (kJ/kg·°C) und eines Wertes einer wahren Dichte (kg/m³) einer Probe und Multiplizieren beider Werte erhalten.
Die spezifische Wärme wurde durch einen Differentialrasterkaloriemessapparat vom Eingabe-Kompensations-Typ DSC8500, hergestellt durch TA Instruments, im StepScan-Modus gemessen. Ein Aluminiumtiegel wurde für eine Probe verwendet und ein leerer Tiegel wurde für eine Kontrolle verwendet. Es wurde der Probe ermöglicht, bei 20°C für eine Minute zu stehen, während die Temperatur beibehalten wurde und dann bei einer Rate von 10°C/Min bis auf 100°C erhöht wurde. Die spezifische Wärme bei 80°C wurde durch Berechnung erhalten.
Die wahre Dichte wurde durch ein automatisches Densimeter vom Trocken-Typ AccuPyc 1330, hergestellt von Shimadzu Corporation, bestimmt.
Die Werte der volumetrischen spezifischen Wärme eines Tonerkerns und eines organischen-anorganischen Kompositteilchens wurden wie folgt gemessen. Zum Beispiel werden der Kern und das organische-anorganische Kompositteilchen getrennt durch Platzieren des Toners in Ionenaustauschwasser, zu welchem mehrere Tropfen von „Contaminon N“ (eine 10 Massen-%ige wässrige Lösung eines neutralen Detergenses zum Waschen eines Präzisionsmessapparats, enthaltend ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel, ein anionisches grenzflächenaktives Mittel und einen organischen Gerüststoff, pH7, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries Ltd.) tropfenweise zugegeben wurden, der Toner mit Ultraschall dispergiert wurde und für 24 Stunden ruhengelassen wurde. Der Überstand wurde gesammelt und getrocknet. Auf diese Weise konnte ein externes Additiv isoliert werden. Falls eine Mehrzahl an externen Additiven zu einem Toner zugegeben sind, können diese durch zentrifugale Trennung des Überstandes isoliert werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mittels Beispielen und Vergleichsbeispielen spezifischer beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt. Es ist zu bemerken, dass „Teile““, wie in den Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben, sich auf Massenteile bezieht, wenn nicht anders spezifiziert.
<Produktionsbeispiel von Bindemittelharz>
(Produktionsbeispiel von Bindeharzmittelharz)
Das Molverhältnis eines Polyestermonomers ist wie folgt.

BPA-PO/BPA-EO/TPA/TMA/FA = 50/50/70/15/10, wobei
BPA-PO: Bisphenol A-Propylenoxid, 2,2 Mol-Addukt
BPA-EO: Bisphenol A-Ethylenoxid, 2,2 Mol-Addukt
TPA: Terephthalsäure
TMA: Trimellitsäureanhydrid
FA: Fumarsäure

Von den oben gezeigten Rohmaterialmonomeren wurden die Rohmaterialmonomere, ausgenommen TMA, und Tetrabutyltitanat (0,1 Massen-%), das als ein Katalysator dient, zu einem Kolben zugegeben, der mit einem Entwässerungsrohr, einer Rührvorrichtung und einem Stickstoffeinlassrohr ausgestattet ist. Die Monomere in dem Kolben wurden bei 210°C für 11 Stunden kondensationspolymerisiert. Zu der Reaktionslösung wurde TMA zugegeben und bei 200°C reagiert, bis ein Säurewert einen bestimmten Wert erreichte, um Polyesterharz 1 zu erhalten (Glasübergangstemperatur Tg: 63°C, Säurewert 17 mgKOH/g, Peakmolekulargewicht: 6200).
<Produktionsbeispiel von kristallinem Harz>

- 1,6-Hexandiol	100,0 Molteile
- Fumarsäure	100,0 Molteile

0,2 Massen-% Dibutylzinnoxid, 1,0 Massen-% relativ zu der Gesamtmenge an Rohmaterial, und die Monomere wurden in einem 10L-Vierhalskolben platziert, der mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Entwässerungsrohr, einer Rührvorrichtung und einem Thermoelement ausgestattet ist, und bei 180°C für 4 Stunden reagiert, bei einer Rate von 10°C/eine Stunde bis auf 210°C in der Temperatur erhöht, bei 210°C für 8 Stunden beibehalten, bei 8,3 kPa für eine Stunde reagiert, um ein kristallines Harz zu erhalten. Der Schmelzpunkt des Harzes war 71°C.
<Produktionsbeispiel 1 von magnetischem Tonerteilchen>
- Bindemittelharz 1: 100,0 Teile

- Wachs 5,0 Teile

(Niedermolekulargewichts-Polyethylen, Schmelzpunkt: 94°C, zahlengemitteltes Molekulargewicht Mn: 800)

- Magnetisches Element: 95,0 Teile

(Zusammensetzung: Fe₃O₄, Form: sphärisch, zahlengemittelter Teilchendurchmesser der Primärteilchen: 0,21 µm, magnetische Eigenschaften bei 795,8 kA/m; Hc: 5,5 kA/m, σs: 84,0 Am²/kg, σr: 6,4 Am²/kg) .

- Ladungssteuerungsmittel T-77: 1,0 Teile

(hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
Die Rohmaterialien wurden durch einen Henschel-Mischer, FM10C (Mitsui Miike Koki) präparatorisch gemischt und durch einen Doppelschneckenextruder (PCM-30: hergestellt von Ikegai Tekkosho) bei einer Rotationszahl von 200 U/Min geknetet, während die Temperatur so eingestellt wurde, dass die direkte Temperatur eines gekneteten Produkts nahe des Auslasses 155°C wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde gekühlt und durch eine Schneidmessermühle grob zerkleinert. Danach wurde das oben erhaltene grob zerkleinerte Produkt durch eine Turbomühle T-250 (hergestellt von TURBO-CORPORATION) bei einer Zuführrate von 20 kg/Std fein zerkleinert, während die Lufttemperatur so gesteuert wird, dass eine Abgastemperatur von 38°C erhalten wird. Das erhaltene fein zerkleinerte Produkt wurde durch einen Multiklassierer unter Verwendung des Coanda-Effekts klassiert, um magnetisches Tonerteilchen 1 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) von 7,9 µm zu erhalten.
<Produktionsbeispiel 2 von magnetischem Tonerteilchen>
- Bindemittelharz 1: 100,0 Teile

- Wachs 3,0 Teile

(Niedermolekulargewichts-Polyethylen, Schmelzpunkt: 94°C, zahlengemitteltes Molekulargewicht Mn: 800)

- krystallines Harz, das oben erhalten ist 10,0 Teile

- Magnetisches Element: 95,0 Teile

(Zusammensetzung: Fe₃O₄, Form: sphärisch, zahlengemittelter Teilchendurchmesser der Primärteilchen: 0,21 µm, magnetische Eigenschaften bei 795,8 kA/m; Hc: 5,5 kA/m, σs: 84,0 Am²/kg, σr: 6,4 Am²/kg).

- Ladungssteuerungsmittel T-77: 1,0 Teile

(hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
Die oben gezeigten Rohmaterialien wurden durch einen Henschel-Mischer, FM10C (Mitsui Miike Koki) präparatorisch gemischt und durch einen Doppelschneckenextruder (PCM-30: hergestellt von Ikegai Tekkosho) bei einer Rotationszahl von 200 U/Min geknetet, während die Temperatur so eingestellt wurde, dass die direkte Temperatur eines gekneteten Produkts nahe des Auslasses 155°C wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde gekühlt und durch eine Schneidmessermühle grob zerkleinert. Danach wurde das oben erhaltene grob zerkleinerte Produkt durch eine Turbomühle T-250 (hergestellt von Turbo Kogyou) bei einer Zuführrate von 20 kg/Std fein zerkleinert, während die Lufttemperatur so gesteuert wird, dass eine Abgastemperatur von 38°C erhalten wird, und durch einen Multiklassierer unter Verwendung des Coanda-Effekts klassiert, um magnetisches Tonerteilchen 2 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) von 8,1 µm zu erhalten.
<Organische-anorganische Kompositteilchen 1 bis 5>
Die organischen-anorganischen Kompositteilchen können z.B. gemäß der Beschreibung der Beispiele von WO 2013 /063 291 A1 hergestellt werden.
Die in den folgenden Beispielen zu verwendenden organischenorganischen Kompositteilchen wurden unter Verwendung von in Tabelle 1 gezeigtem Siliciumoxid gemäß Beispiel 1 von WO 2013 / 063 291 A1 hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften der organischen-anorganischen Kompositteilchen 1 bis 5 sind in Tabelle 1 gezeigt. Es ist zu bemerken, dass die organischen-anorganischen Kompositteilchen 1 bis 5 jeweils aus einem anorganischen Feinteilchen, das in einem Harzteilchen eingebetet ist, konstituiert sind.

Tabelle 1

Physikalische Eigenschaften von organischen-anorganischen Kompositteilchen
	Art	Teilchendurchmesser von kolloidalem Siliciumoxid [nm]	Gehalt an anorganischem Feinteilchen [Massen-%]	Zahlengemittelter Teilchendurchmesser von organischemanorganischem Kompositteilchen [nm]	volumetrische spezifische Wärme (kJ/m³·°C)
organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	Kolloidales Siliciumoxid	25	56%	113	3292
organisches-anorganisches Kompositteilchen 2	Kolloidales Siliciumoxid	25	49%	143	3390
organisches-anorganisches Kompositteilchen 3	Kolloidales Siliciumoxid	15	64%	62	3596
organisches-anorganisches Kompositteilchen 4	Kolloidales Siliciumoxid	25	67%	106	4151
organisches-anorganisches Kompositteilchen 5	Kolloidales Siliciumoxid	15	46%	99	2967

<Andere Additive>
In den später beschriebenen Produktionsbeispielen des Toners wurden als die verwendeten Additive, außer des obigen organischen-anorganischen Kompositteilchens, ein organisches Teilchen der Epostar-Serie, hergestellt von NIPPON SHOKUBAI CO. LTD., und ein anorganisches Teilchen der Seahostar-Serie, hergestellt von NIPPON SHOKUBAI CO., LTD., verwendet.
<Produktionsbeispiel 1 von Siliciumoxidfeinteilchen>
Das Siliciumoxidfeinteilchen 1 wurde erhalten durch Behandeln von Siliciumoxid (100 Teile) mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 130 m²/g und einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 12 nm, mit Hexamethyldisilazan (10 Teile) und dann mit Dimethylsilikonöl (10 Teile).
<Produktionsbeispiel 2 von Siliciumoxidfeinteilchen>
Das Siliciumoxidfeinteilchen 2 wurde erhalten durch Behandeln von Siliciumoxid (100 Teile) mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 200 m²/g und einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 8 nm, mit Hexamethyldisilazan (10 Teile) und dann mit Dimethylsilikonöl (10 Teile).
<Produktionsbeispiel 3 von Siliciumoxidfeinteilchen>
Das Siliciumoxidfeinteilchen 3 wurde erhalten durch Behandeln von Siliciumoxid (100 Teile) mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 90 m²/g und einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 26 nm, mit Hexamethyldisilazan (10 Teile) und dann mit Dimethylsilikonöl (10 Teile).
<Produktionsbeispiel 4 von Siliciumoxidfeinteilchen>
Das Siliciumoxidfeinteilchen 4 wurde erhalten durch Behandeln von Siliciumoxid (100 Teile) mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 50 m²/g und einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 43 nm, mit Hexamethyldisilazan (10 Teile) und dann mit Dimethylsilikonöl (10 Teile).
<Produktionsbeispiel von Aluminiumoxidfeinteilchen>
Ein Aluminiumoxidfeinteilchen wurde erhalten durch Behandeln von Aluminiumoxidfeinteilchen (100 Teile) mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 120 m²/g und einem mittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 15 nm mit Isobutyltrimethoxysilan (10 Teile).
<Produktionsbeispiel von Titanoxidfeinteilchen>
Ein Titanoxidfeinteilchen wurde erhalten durch Behandeln von Titanoxidfeinteilchen (100 Teile) mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 115 m²/g und einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser der Primärteilchen (D1) von 15 nm mit Isobutyltrimethoxysilan (10 Teile).
<Produktionsbeispiel 1 von magnetischem Toner>
Zu dem magnetischen Tonerteilchen 1, das im Produktionsbeispiel 1 der magnetischen Tonerteilchen erhalten wurde, wurden unter Verwendung des in 4 gezeigten Apparats externe Additive zugegeben.
In diesem Beispiel wurde der in 4 gezeigte Apparat verwendet (der innere Umfangsdurchmesser des Hauptkörpergehäuses 1: 130 mm, das Volumen eines Reaktionsraumes 9: 2,0 × 10^-3 m³). Die Nennleistung einer Antriebseinheit 8 wurde auf 5,5 kW eingestellt. Die Form eines Rührelements 3, wie in 5 gezeigt, wurde verwendet. In 5 war die Breite d des überlappenden Abschnitts eines Rührelements 3a mit einem Rührelement 3b auf 0,25D eingestellt, wenn D eine maximale Breite des Rührelements 3 darstellt, und der Zwischenraum zwischen dem Rührelement 3 und dem inneren Umfang des Hauptkörpergehäuses 1 war auf 3,0 mm eingestellt.
Das magnetische Tonerteilchen 1 (100 Teile (500 g)) und ein externes Additiv in der in Tabelle 2 gezeigten Menge wurden dem in 4 gezeigten Apparat mit der zuvor genannten Konstitutionen zugeführt. Nach dem Zuführen wurden das magnetische Tonerteilchen und das externe Additiv vorgemischt, um diese homogen zu mischen. Die Bedingungen zum Vormischen waren wie folgt: Leistung für Antriebseinheit 8: 0,1 W/g (Rotationszahl einer Antriebseinheit 8: 150 U/min); und Behandlungszeit: 1 Minute.
Nach der Vervollständigung des Vormischens wurden die externen Additive gemischt. Als Bedingungen für eine externes-Additiv-Mischbehandlung wurde die Umfangsgeschwindigkeit des äußersten Teils des Rührelements 3 so eingestellt, um eine konstante Leistung (der Antriebseinheit 8) von 1,0 W/g bereitzustellen (Rotationszahl der Antriebseinheit 8: 1800 U/min) und die Behandlung wurde für 5 Minuten ausgeführt. Die Bedingungen für die externes-Additiv-Mischbehandlung sind in Tabelle 2 gezeigt.
Nach der externes-Additiv-Mischbehandlung wurden grobe Teilchen und anderes durch ein Kreisvibrationssieb, das mit einem Sieb mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Sieböffnung von 75 µm bereitgestellt ist, entfernt, um den magnetischen Toner 1 zu erhalten. Der magnetische Toner 1 wurde durch ein Rasterelektronenmikroskop beobachtet. Unter Verwendung einer vergrößerten Ansicht des magnetischen Toners 1 wurde der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen von Siliciumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche des magnetischen Toners bestimmt, er war 14 nm. Die externen Zugabebedingungen des magnetischen Toners 1 sind entsprechend in Tabelle 2 gezeigt.
<Produktionsbeispiele 2 bis 27 von magnetischem Toner>

Magnetische Toner 2 bis 27 wurden in der gleichen Weise wie beim magnetischen Toner 1 angefertigt, mit Ausnahme der in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen. Tabelle 2 Produktionsbeispiel von Toner

	Tonerteilchen	Formulierung des externen Additivs									Externer Zugabeapparat	Externe Zugabebedingung
	Art	Art von externem Additiv mit großen Teilchen	Zugabe menge von externem Additiv mit großen Teilchen (Teile)	Gehalt von externem Additiv mit großen Teilchen (Teile)	Art von anorganischem Feinteilchen a	Zugabemenge von anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Gehalt an anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Art von anorganischem Feinteilchen a	Zugabemenge von anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Gehalt an anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Externer Zugabeapparat	Externe Zugabebedingung
Magnetischer Toner 1	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	1,74	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 2	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	1,0	1,0	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 3	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	0,7	0,7	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 4	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,5	2,4	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,3	1,932	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 5	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,8	2,7	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,6	2,184	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 6	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 2	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 7	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 3	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 8	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	1,5	1,26	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 9	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	1,3	1,092	Aluminiumoxidfeinteilchen	0,2	0,2	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 10	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	1,3	1,092	Aluminiumoxidfeinteilchen + Titanoxidfeinteilchen	0,1 + 0,1	0,1 +0,1	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 11	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,5	2,1	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 12	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,2	1,848	Aluminiumoxidfeinteilchen	0,3	0,3	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 13	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 2	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	1,5	1,26	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1,5W/g*5min

Tabelle 2 Produktionsbeispiel von Toner (Fortsetzung)

	Tonerteilchen	Formulierung des externen Additivs									Externer Zugabeapparat	Externe Zugabebedingung
	Art	Art von extemem Additiv mit großen Teilchen	Zugabemenge von extemem Additiv mit großen Teilchen (Teile)	Gehalt von externem Additiv mit großen Teilchen (Teile)	Art von anorganischem Feinteilchen a	Zugabemenge von anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Gehalt an anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Art von anorganischem Feinteilchen a	Zugabemenge von anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Gehalt an anorganischem Feinteilchen a (Teile)	Externer Zugabeapparat	Externe Zugabebedingung
Magnetischer Toner 14	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 3	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	1,5	1,26	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 0.5W/g*5min
Magnetischer Toner 15	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 2	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,5	2,1	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1.5W/g*5min
Magnetischer Toner 16	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 3	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,5	2,1	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 0.5W/g*5min
Magnetischer Toner 17	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 4	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,5	2,1	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1,5W/g*5min
Magnetischer Toner 18	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 5	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,5	2,1	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1.5W/g*5min
Magnetischer Toner 19	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 5	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,5	2,1	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Kein Vormischen 1.5W/g*5min
Magnetischer Toner 20	Magnetisches Tonerteilchen 2	organisches-anorganisches Kompositteilchen 5	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 2	2,5	2,1	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1.5W/g*5min
Magnetischer Toner 21	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	0,2	0,2	Siliciumoxidfeinteilchen 3	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 22	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	3,5	3,4	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 23	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2,0	1,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	1,2	1,008	Aluminiumoxidfeinteilchen	0,3	0,3	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 24	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2	1,92	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 25	Magnetisches Tonerteilchen 1	organisches-anorganisches Kompositteilchen 1	2	1,92	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	1,68	-	-	-	Henschel-Mischer	4000 U/Min × 3 min
Magnetischer Toner 26	Magnetisches Tonerteilchen 1	kolloidales Siliciumoxid	2	-	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	-	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min
Magnetischer Toner 27	Magnetisches Tonerteilchen 1	Epostar-Teilchen (Harzteilchen )	2	1,92	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2	1,68	-	-	-	Apparat gezeigt in 4	Vormischen 1 W/g*5 min

<Beispiel 1>
Der magnetische Toner 1 wurde wie folgt evaluiert.
[Evaluation des Tonerschablonierens für das Beispiel]
Die Evaluation wurde durch HP LaserJet Enterprise600 M603dn ausgeführt. Der Hauptkörper war so modifiziert, dass Bilder mit unterschiedlichem (Entwicklungs-) Kontrast durch Anschließen einer externen elektrischen Stromquelle ausgestoßen werden können. Eine bestimmte Prozesskartusche wurde mit dem magnetischen Toner 1 (1000 g) befüllt und Bilder wurden unter Normalbedingungen (23°C, 50%RH) ausgestoßen. Ein Haltbarkeitstest wurde ausgeführt unter Verwendung von zwei lateralen Mustern mit einer Druckrate von 1%/ein Druckauftrag in solch einem Modus, dass die Maschine einmal zwischen den Druckaufträgen gestoppt wurde und dann der nächste Druckauftrag gestartet wurde. Auf diese Weise wurden insgesamt 50000 Sheets in diesem Test ausgedruckt.
Die Bilder wurden evaluiert durch Verändern eines Einstellwerts von 150V bis 500V, um einen Entwicklungskontrast zu verändern, um eine Festbilddichte von 1,3 zu erhalten. Als ein zu evaluierendes Bild wurde ein Bild mit einem lateralen Streifenfestbild gefolgt durch ein weißes Festbild ausgestoßen und einer Schablonier-Evaluation unterzogen. Die Evaluation wurde für das initiale Bild und das 50000-ste Bild vorgenommen.
Die Bilddichte wurde durch Messen der Reflexionsdichte eines schwarzen Festbildes unter Verwendung eines Reflexionsdensitometers, d.h. Macbeth Densitometer (hergestellt von Macbeth), und unter Verwendung eines SPI Filters bestimmt. Das Schablonieren wurde durch Messen der Breite eines Hochdichteabschnitts in einem hinteren Teil eines Festbildes evaluiert.

A: weniger als 0,2 mm
B: 0,2 oder mehr und weniger als 0,7 mm
C: 0,7 oder mehr und weniger als 1,2 mm
D: 1,2 mm oder mehr

[Evaluation der Niedrigtemperaturfixierbarkeit]
Der Fixierapparat, HP LaserJet Enterprise 600 M603dn, wurde so modifiziert, um die Fixiertemperatur willkürlich einzustellen.
Eine Fixiereinheit wurde so gesteuert, dass die Temperatur für jeweils 5°C innerhalb eines Bereichs von 200°C oder mehr und 245°C oder weniger verändert wurde. Unter Verwendung des modifizierten Apparats wurde ein Halbtonbild auf ein Hartpostpapier (Basisgewicht: 75 g/m²) ausgestoßen, sodass das Halbtonbild eine Bilddichte von 0,6 bis 0,65 hatte. Das erhaltene Bild wurde wechselseitig fünfmal mit einem Linsenreinigungspapier gerieben, während eine Last von 4,9 kPa auf das Papier angelegt wurde. Eine Reduktionsrate der Bilddichte vor und nach dem Reiben wurde bestimmt. Basierend auf der Beziehung zwischen der Fixiertemperatur und der Dichtereduktionsrate wurde die Temperatur erhalten, die eine Dichtereduktionsrate von 10% ergibt und für die Evaluation der Niedrigtemperaturfixierbarkeit verwendet. Je niedriger die Temperatur, desto exzellenter ist die Niedrigtemperaturfixierbarkeit. Die Evaluation wurde unter Normalumgebung (23°C, 50%RH) vorgenommen.
Der magnetische Toner 1 wurde der obigen Evaluation unterzogen. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Beispiele 2 bis 5>
Die magnetischen Toner 2 bis 5 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Zugabemengen des organischen-anorganischen Kompositteilchens und des anorganischen Feinteilchens a verändert wurden, und sie wurden auf die gleiche Weise evaluiert. Die Produktionsbeispiele der Toner sind in Tabelle 2 gezeigt. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass praktisch akzeptable Bilder erhalten werden können, die alle Evaluationsgegenstände erfüllen. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Beispiele 6 bis 12>
Die magnetischen Toner 6 bis 12 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Art und die Zugabemenge des anorganischen Feinteilchens a verändert wurden, und die Evaluation wurde in der gleichen Weise vorgenommen. Die Produktionsbeispiele der Toner sind in Tabelle 2 gezeigt. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass praktisch akzeptable Bilder erhalten werden können, die alle Evaluationsgegenstände erfüllen. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Beispiele 13 bis 19>
Magnetische Toner 13 bis 19 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Art an externem Additiv mit großem Teilchendurchmesser, die Zugabemenge an anorganischem Feinteilchen a und die externen Zugabebedingungen verändert wurden, und die Evaluation wurde in der gleichen Weise vorgenommen. Die Produktionsbeispiele der Toner sind in Tabelle 2 gezeigt. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass praktisch akzeptable Bilder erhalten werden können, die alle Evaluationsgegenstände erfüllen. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Beispiel 20>
Der magnetische Toner 20 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 18 erhalten, mit der Ausnahme, dass das magnetische Teilchen verändert wurde, und die Evaluation wurde in der gleichen Weise vorgenommen. Das Produktionsbeispiel des Toners ist in Tabelle 2 gezeigt. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass praktisch akzeptable Bilder erhalten werden konnten, die alle Evaluationsgegenstände erfüllen. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse des magnetischen Toners sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Vergleichsbeispiele 1 und 2>
Die magnetischen Toner 21 und 22 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Zugabemenge des organischen-anorganischen Kompositteilchens verändert wurde, und die Evaluation wurde in der gleichen Weise vorgenommen. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass, falls die Zugabemenge des organischen-anorganischen Kompositteilchens niedrig war, das Schablonieren unvorteilhaft war, und dass, falls die Zugabemenge des organischen-anorganischen Kompositteilchens hoch war, die Fixierbarkeit unvorteilhaft war. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Vergleichsbeispiele 3 und 4>
Die magnetischen Toner 23 und 24 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Art und Zugabemenge des anorganischen Feinteilchens a verändert wurden, und die Evaluation wurde in der gleichen Weise vorgenommen. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass, falls die Rate eines Siliciumoxidfeinteilchens niedrig war, das Schablonieren unter einem praktischen Gesichtspunkt signifikant unvorteilhaft ist, und dass, falls der Teilchendurchmesser des anorganischen Feinteilchens a groß war, das Schablonieren unvorteilhaft war. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Vergleichsbeispiel 5>
Der magnetische Toner 25 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass ein Henschel-Mischer (hergestellt von NIPPON COKE & ENGINEERING, CO., LTD.) anstelle des in Beispiel 1 verwendeten externen Additivapparats verwendet wurde und die externe Zugabe unter den Bedingungen von 4000 U/Min für 3 Minuten ausgeführt wurde, und die Evaluation erfolgte in der gleichen Weise. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass das Schablonieren nicht vorteilhaft war. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse des magnetischen Toners sind in Tabelle 3 gezeigt.
<Vergleichsbeispiele 6 und 7>
Die magnetischen Toner 26 und 27 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das organische-anorganische Kompositteilchen zu einem kolloidalen Siliciumoxid bzw. einem Harzteilchen verändert wurden, und die Evaluation erfolgte in der gleichen Weise. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass das Schablonieren nicht vorteilhaft war. Die physikalischen Eigenschaften und Evaluationsergebnisse der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
Diese Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2013 - 158 913 A , eingereicht am 31. Juli 2013, dessen Gehalt hiermit in Gänze unter Bezugnahme eingefügt wird.
Bezugszeichenliste
1: Hauptkörpergehäuse, 2: rotierender Körper, 3, 3a, 3b: Rührelement, 4: Ummantelung, 5: Rohmaterialeinlass, 6: Produktauslass, 7: Zentralachse, 8: Antriebseinheit, 9: Behandlungsraum, 10: Seitenfläche des Rotationskörperendteils, 11: Rotationsrichtung, 12: Rückwärtsrichtung, 13: Zuführrichtung, 16: Innenteil für einen Rohmaterialeinlass, 17: Innenteil für einen Produktauslass, d: Breite des überlappenden Abschnitts für Rührelemente, D: Breite eines Rührelements, 100: fotosensitive Walze, 102: Tonerträger, 103: Entwicklungsklinge, 114: Transferelement (Transferladewalze), 116: Reinigungsbehälter, 117: Ladungselement (Ladungswalze), 121: Lasergenerator (latentes-Bild-Erzeugungseinheit, Belichtungsapparat), 123: Laser, 124: Aufnahmewalze, 125: Förderband, 126: Fixiereinheit, 140: Entwickler, 141: Rührelement

Claims

Magnetischer Toner, der ein Tonerteilchen, das ein Bindemittelharz und ein magnetisches Element umfasst, ein anorganisches Feinteilchen a und ein organisches-anorganisches Kompositteilchen auf der Oberfläche des Tonerteilchens umfasst, wobei das organische-anorganische Kompositteilchen i) eine Struktur aufweist, in welcher ein anorganisches Feinteilchen b in einem Harzteilchen eingebettet ist, und ii) in einer Menge von 0,5 Massen% oder mehr und 3,0 Massen% oder weniger basierend auf der Masse des Toners enthalten ist; wobei das anorganische Feinteilchen a i) ein anorganisches Oxidfeinteilchen enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Siliciumoxidfeinteilchen, einem Titanoxidfeinteilchen und einem Aluminiumoxidfeinteilchen, mit der Maßgabe, dass das Siliciumoxidfeinteilchen in einer Menge von 85 Massen% oder mehr basierend auf dem anorganischen Oxidfeinteilchen enthalten ist, und ii) einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von 5 nm oder mehr und 25 nm oder weniger aufweist; und vorausgesetzt, dass die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit dem anorganischen Feinteilchen a eine Bedeckungsrate A (%) ist und die Bedeckungsrate der Tonerteilchenoberfläche mit dem anorganischen Feinteilchen a, das zu der Tonerteilchenoberfläche fixiert ist, eine Bedeckungsrate B (%) ist, die Bedeckungsrate A 45,0% oder mehr und 70,0% oder weniger ist, und das Verhältnis (B/A) der Bedeckungsrate B zu der Bedeckungsrate A 0,50 oder mehr und 0,85 oder weniger ist.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1, wobei ein Variationskoeffizient der Bedeckungsrate A 10,0% oder weniger ist.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei das organische-anorganische Kompositteilchen eine volumetrische spezifische Wärme bei 80°C von 2900 kJ/(m³·°C) oder mehr und 4200 kJ/(m³·°C) oder weniger aufweist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das organische-anorganische Kompositfeinteilchen aufgrund des anorganischen Feinteilchens b in dessen Oberfläche eine Mehrzahl an Konvexitäten aufweist, und einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 50 nm oder mehr und 200 nm oder weniger aufweist.