DE112014006041B4

DE112014006041B4 - Magnetischer Toner

Info

Publication number: DE112014006041B4
Application number: DE112014006041.0T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Hasegawa; Tomohisa Sano; Shuichi Hiroko; Yoshitaka Suzumura; Keisuke Tanaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: US20150227067A1; DE112014006041T5; US9971262B2; KR20160100368A; CN105900018B; WO2015098921A1; CN105900018A; JP6341660B2; JP2015125255A; RU2642908C1

Abstract

Magnetischer Toner umfassend:ein magnetisches Tonerteilchen, dasein Bindemittelharz undeinen magnetischen Körper enthält, undan die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixierte anorganische Feinteilchen, wobei,wenn die anorganischen Feinteilchen in Übereinstimmung mit deren Fixierfestigkeit an das magnetische Tonerteilchen und in der Reihenfolge der Schwäche der Fixierungsfestigkeit, alsschwach-fixierte anorganische Feinteilchen,mittel-fixierte anorganische Feinteilchen undstark-fixierte anorganische Feinteilchen klassifiziert werden,1) der Gehalt der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 0,10 Massenteile bis nicht mehr als 0,30 Massenteile in 100 Massenteilen des magnetischen Toners ist;2) die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens dem 2,0-fachen bis nicht mehr als dem 5,0-fachen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen vorhanden sind; und3) das Bedeckungsverhältnis X der Bedeckung der magnetischen Toneroberfläche durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen, wie mit einem Röntgenphotoelektronenspektrometer (ESCA) bestimmt, von mindestens 60,0 Flächen-% bis nicht mehr als 90,0 Flächen-% ist, und wobeidie schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die sich ablösen, wenn eine Dispersion, die durch Zugabe des magnetischen Toners zu einem Tensid-haltigen ionenausgetauschtem Wasser zubereitet ist, für 2 Minuten bei einer Schüttelgeschwindigkeit von 46,7 cm/Sek und einer Schüttelamplitude von 4,0 cm geschüttelt wird;die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die sich nicht durch das Schütteln ablösen, aber durch eine Ultraschalldispersion für 30 Minuten bei einer Intensität von 120 W/cm2abgelöst werden; unddie stark-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die nicht durch das Schütteln und die Ultraschalldispersion abgelöst werden.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner, der, zum Beispiel, in elektrophotographischen Verfahren, elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren und magnetischen Aufzeichnungsverfahren verwendet wird.
[Stand der Technik]
Bilderzeugungsgeräte, zum Beispiel Kopierer und Drucker, zeigten in den vergangenen Jahren eine größere Vielfalt hinsichtlich ihrer beabsichtigten Verwendungen und den Verwendungsumgebungen als auch hinsichtlich der Bedürfnisse für eine höhere Geschwindigkeit, eine höhere Bildqualität und eine größere Stabilität unterzogen. Zum Beispiel wurden Drucker, welche in der Vergangenheit hauptsächlich im Büro verwendet wurden, ebenfalls in rauen Umgebungen verwendet, zum Beispiel bei hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit, und es ist ebenfalls kritisch unter derartigen Umständen, dass eine stabile Bildqualität bereitgestellt wird.
Kopierer und Drucker wurden ebenfalls einer Geräteverkleinerung unterzogen und wiesen auch Fortschritte in der Energieeffizienz auf, und in diesem Kontext ist die Verwendung von magnetischen Einkomponenten-Entwicklungssystemen, die einen vorteilhaften magnetischen Toner verwenden, bevorzugt.
In einem magnetischen Einkomponenten-Entwicklungssystem wird eine magnetische Tonerschicht durch ein Steuerungselement für eine Tonerschichtdicke (hiernach als die Entwicklungsklinge bzw. das Entwicklungsblatt bezeichnet) auf einem einen Toner tragenden Element (hiernach als die Entwicklungshülse bezeichnet), die in ihrem Inneren mit Einrichtungen zur Bildung eines magnetischen Feldes versehen ist, wie etwa eine magnetische Walze, erzeugt. Die Entwicklung erfolgt durch Transport dieser magnetischen Tonerschicht zu einer Entwicklungszone unter Verwendung der Entwicklungshülse.
Eine Ladung wird dem magnetischen Toner durch die Reibung verliehen, die durch die Entwicklungsklinge und die Entwicklungshülse erzeugt wird, die in dem Kontaktbereich zwischen der Entwicklungsklinge und der Entwicklungshülse (hiernach als die Klingenspaltregion bezeichnet) in Kontakt kommen.
Die Verringerung des Durchmessers der Entwicklungshülse ist eine kritische Technologie für die Verringerung der Größe des Geräts. Mit einer derartig im Durchmesser verringerten Entwicklungshülse wird die Entwicklungszone an der Entwicklungsspaltregion verschmälert und das Überfliegen durch den magnetischen Toner von der Entwicklungshülse wird dann beeinträchtigt und ein Teil des magnetischen Toners wird einfach auf der Entwicklungshülse verbleiben.
In diesem Fall wird die Umwälzung des magnetischen Toners in der magnetischen Tonerschicht in der Klingenspalte verschlechtert, und die Ladungsleistung des magnetischen Toners wird leicht ungleichmäßig.
Wenn außerdem ein verlängerter Dauertest in einem derartigen Zustand durchgeführt wird, wird der magnetische Toner in dem Klingenspaltbereich einem Scheren unterzogen, und Verschlechterungsphänomene treten leicht auf, zum Beispiel wird der externe Zusatzstoff an der magnetischen Toneroberfläche eingegraben. Als eine Konsequenz sind die Fließfähigkeit und die Ladungsleistung des magnetischen Toners anfällig dafür, in der letzten Hälfte eines verlängerten Dauertests, der eine Hülse mit geringem Durchmesser verwendet, abzunehmen, und insbesondere die Ladungsleistung wird leicht ungleichmäßig.
Zusätzlich sind diese Verschlechterungsphänomene insbesondere anfällig dafür bei magnetischen Tonern in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit aufzutreten, und Systeme, in welchen die Verarbeitungsgeschwindigkeit in Unterstützung der höheren Geschwindigkeiten der letzten Jahre erhöht wurden, werden nur weiterhin damit fortfahren, stringenter in Bezug auf die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit zu sein.
Insbesondere übt bei magnetischen Tonern die Dispersionsfähigkeit des magnetischen Körpers leicht einen wesentlichen Effekt auf die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit aus, wenn sie mit nichtmagnetischen Tonern verglichen werden, die frei von magnetischen Körpern sind, und verschiedene Bilddefekte werden leicht erzeugt, wenn der magnetische Toner eine schlechte Ladungsleistungsgleichmäßigkeit aufweist.
Zum Beispiel verbleibt die überladene magnetische Tonerfraktion auf der Entwicklungshülse, und als ein Ergebnis ist die Bilddichte anfällig dafür sich zu verringern und Bilddefekte, wie etwa Schleierbildung in Nichtbildbereichen, können auftreten.
Zusätzlich ist es aufgrund des Einflusses der Krümmung einer Hülse mit verringertem Durchmesser schwierig, den magnetischen Toner an der Rückseite der Entwicklungshülse zu durchmischen. Wenn die Fließfähigkeit des magnetischen Toners unbefriedigend ist, nimmt der an der Rückseite der Entwicklungshülse verdichtete magnetische Toner einen gepackten Zustand an, und ein Zustand kann angenommen werden, in welchem der magnetische Toner nicht befriedigend zu der Entwicklungshülse zugeführt werden kann.
In diesem Fall wird der magnetische Toner in der Nähe der Entwicklungshülse überladen, und die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit des magnetischen Toners wird dann aufgrund des Transport des magnetischen Toners zu dem Klingenspaltbereich in einem Zustand ungleichmäßiger Ladung leicht unbefriedigend.
Um auf dieses Problem zu antworten, wurden zahlreiche Verfahren vorgeschlagen, in welchen die dielektrischen Eigenschaften, welche ein Anzeiger für den Zustand der Dispersion des magnetischen Körpers in einem magnetischen Toner sind, gesteuert werden, um eine Stabilisierung der Änderungen in der Entwicklungsleistung zu erbringen, die die Änderungen in der Umgebung begleiten.
Zum Beispiel wird im Patentdokument 1 der dielektrische Verlusttangens (tan δ) in einem Hochtemperaturbereich und in dem normalen Temperaturbereich in einem Versuch gesteuert, die Schwankungen in der Tonerladungsleistung, die mit Schwankungen in der Umgebung assoziiert sind, zu reduzieren.
Während tatsächlich bestimmte Wirkungen unter den vorher beschriebenen Bedingungen erzielt wurden, wird insbesondere für den Fall eines hohen Gehalts eines magnetischen Körpers einem hohen Dispersionsgrad des Ausgangsmaterial keine angemessene Beachtung geschenkt, und es gibt nach wie vor Raum für die Verbesserung in Bezug auf die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit von magnetischen Tonern.
Um die Umweltschwankungen durch Toner zu unterdrücken, offenbart Patentdokument 2 einen Toner, bei welchem das Verhältnis zwischen dem Sättigungswassergehalt HL, unter Bedingungen mit niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit, und der Sättigungswassergehalt HH, unter Bedingungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit in einen vorgeschriebenen Bereich gebracht wird.
Diese Steuerung des Wassergehalts stellt tatsächlich bestimmte Wirkungen für die Reproduzierbarkeit der Bilddichte und die Übertragbarkeit unter bestimmten, vorgeschriebenen Bedingungen bereit, aber insbesondere erfolgt keine Erwähnung der Ladungsleistungsgleichmäßigkeit, wenn der magnetische Körper als ein Farbstoff in einer angemessenen Menge eingebracht wird, und dies ist für die Erzielung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung ungenügend.
Patentdokument 3 offenbart ein Bilderzeugungsgerät, das sowohl Tonerteilchen als auch sphärische Teilchen enthält, die einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser von mindestens 50 nm bis nicht mehr als 300 nm aufweisen, wobei das freie Verhältnis dieser sphärischen Teilchen von mindestens 5 Volumen-% bis nicht mehr als 40 Volumen-% ist. Dies weist, unter einer vorgeschriebenen Umgebung, eine bestimmte Wirkung mit Bezug auf die Hemmung der Kontamination des Bildträgers, des Kratzens des Bildträgers und des intermediären Übertragungselements und von Bilddefekten auf.
Andererseits offenbart Patentdokument 4 einen Toner, in welchem Teilchen mit großem Durchmesser verankert sind, und Teilchen mit geringem Durchmesser extern zugegeben werden. Dies unterstützt eine Verbesserung in der lösbaren Fixierung und eine Stabilisierung der Tonerfließfähigkeit, und ermöglicht es, einen pulverisierten Toner mit hervorragenden Ladungs-, Transport- und Ablösungseigenschaften bereitzustellen.
Patentdokument 5 offenbart einen Stand der Technik, in welchem der Beschichtungszustand des externen Zusatzstoffs gesteuert wird, und die dielektrischen Eigenschaften des Toners werden ebenfalls gesteuert, und dies ist hauptsächlich für den Zweck der Streifenvermeidung wirkungsvoll.
Jedoch ist in diesen Erfindungen, wie sich aus den Verankerungsbedingungen oder freien Bedingungen dieser Teilchen zurückschließen lässt, das freie Verhältnis der sphärischen Teilchen oder Teilchen mit großem Durchmesser relativ hoch, und die Steuerung des Fixierzustandes der anorganischen Feinteilchen, die ansonsten zugegeben werden, ist ungenügend.
Deswegen ist die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit der magnetischen Toner ungenügend, zum Beispiel wenn ein verlängerter Dauertest in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit abläuft - wo Ladung bereits dazu neigt, ungleichmäßig zu werden, und die durch die vorliegende Erfindung angestrebten Wirkungen werden nicht erhalten.
Das heißt, es gibt nach wie vor Raum für Verbesserung, um durch die Verwendung eines magnetischen Toners, der eine befriedigende Ladungsleistungsgleichmäßigkeit aufweist, selbst nach einem verlängerten Dauertest in einem System mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit, um höhere Geschwindigkeiten zu fördern, und unter Verwendung einer Hülse mit verringertem Durchmesser, um eine Geräteverkleinerung zu fördern, ein Bild mit hoher Qualität zu erhalten.
JP 2002 - 62 683 A beschreibt einen Toner zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes. Der Toner zeigt zwei Peaks, einen starken Abscheidungspeak und einen schwachen Abscheidungspeak, in der Verteilung der Abscheidungsstärke der anorganischen feinen Teilchen.
US 5 456 990 A beschreibt einen magnetischen Toner, der ein Bindemittelharz umfasst, in dem ein magnetisches Pulver dispergiert ist, wobei der magnetische Toner einen volumenmittleren Teilchendurchmesser (D50) von 4 bis 9 um aufweist, das magnetische Pulver einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 0,15 bis 0,25 µm (nachstehend einfach als Teilchendurchmesser bezeichnet), eine BET-spezifische Oberfläche von 6 bis 8 m²/g und eine Restmagnetisierung von 7 bis 10 emu/g. Das magnetische Pulver ist in einer Menge von 30 bis 70% bezogen auf das Gesamtgewicht des magnetischen Toners vorhanden, und der magnetische Toner hat an der Oberfläche hydrophobiertes Siliciumdioxidpulver angehaftet.
[Zitatliste]
[Patentliteratur]

[PTL1 JP 2005 - 134 751 A
[PTL 2] JP 2009 - 229 785 A
[PTL 3] JP 2009 - 186 812 A
[PTL 4] JP 2010 - 60 768 A
[PTL 5] JP 2013 - 152 460 A

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Probleme]
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines magnetischen Toners, der die vorher identifizierten Probleme lösen kann, und spezifisch die Bereitstellung eines magnetischen Toners der, unabhängig von der Verwendungsumgebung, eine hervorragende Ladungsleistungsgleichmäßigkeit aufweist.
Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines magnetischen Toners, der eine befriedigende Ladungsleistungsgleichmäßigkeit selbst nach einem verlängerten Dauertest in einem System mit einer schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeit, um höhere Geschwindigkeiten zu fördern, und unter Verwendung einer im Durchmesser reduzierten Hülse, um eine Geräteverkleinerung zu fördern, aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines magnetischen Toners, der, unabhängig von der Verwendungsumgebung und den Umständen der Verwendung, die mit der Ladungsungleichmäßigkeit assoziierten Bilddefekte unterdrücken kann.
[Lösung des Problems]
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung entdeckten, dass die Probleme durch eine feine Steuerung - durch, zum Beispiel, Unterschiede in der Fixierstärke - des Status der anorganischen Feinteilchen die zu einem magnetischen Toner gegeben werden, gelöst werden können, und erzielten die vorliegende Erfindung auf der Grundlage dieser Entdeckung.
Das heißt, die vorliegende Erfindung ist wie folgt.
Ein magnetischer Toner enthält ein magnetisches Tonerteilchen, das ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper enthält, und an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixierte anorganische Feinteilchen, wobei, wenn die anorganischen Feinteilchen gemäß deren Fixierstärke an das magnetische Tonerteilchen und in der Reihenfolge der Schwäche der Fixierstärke, als schwach-fixierte anorganische Feinteilchen, mittel-fixierte anorganische Feinteilchen und stark-fixierte anorganische Feinteilchen klassifiziert werden,

1) der Gehalt der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 0,10 Massenteile bis nicht mehr als 0,30 Massenteile in 100 Massenteilen des magnetischen Toners ist;
2) die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens dem 2,0-fachen bis nicht mehr als dem 5,0-fachen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen vorhanden sind; und
3) das Bedeckungsverhältnis X der Bedeckung der magnetischen Toneroberfläche durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen, wie mit einem Röntgenphotoelektronenspektrometer (ESCA) bestimmt, von mindestens 60,0 Flächen-% bis nicht mehr als 90,0 Flächen-% ist, und wobei die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die sich ablösen, wenn eine Dispersion, die durch Zugabe des magnetischen Toners zu einem Tensid-haltigen ionenausgetauschtem Wasser zubereitet wird, für 2 Minuten bei einer Schüttelgeschwindigkeit von 46,7 cm/s und einer Schüttelamplitude von 4,0 cm geschüttelt wird; die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die nicht durch das Schütteln abgelöst werden, aber durch eine Ultraschalldispersion für 30 Minuten bei einer Intensität von 120 W/cm² abgelöst werden; und die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die nicht durch das Schütteln und die Ultraschalldispersion abgelöst werden.

[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung kann einen magnetischen Toner bereitstellen, der unabhängig von der Verwendungsumgebung eine hervorragende Ladungsleistungsgleichmäßigkeit aufweist.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung einen magnetischen Toner bereitstellen, der eine befriedigende Ladungsleistungsgleichmäßigkeit selbst nach einem verlängerten Dauertest in einem System mit einer schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeit, um höhere Geschwindigkeiten zu fördern, und unter Verwendung einer im Durchmesser reduzierten Hülse um eine Geräteverkleinerung zu fördern, aufweist. Die vorliegende Erfindung kann außerdem einen magnetischen Toner bereitstellen, der, unabhängig von der Verwendungsumgebung und den Umständen der Verwendung, die mit der Ladungsungleichmäßigkeit assoziierten Bilddefekte unterdrücken kann.
Figurenliste

Die 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Oberflächenmodifikationsgeräts zeigt, das in der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet wird;
die 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischverfahrensgeräts zeigt, das für die externe Zugabe und das Mischen von anorganischen Feinteilchen verwendet werden kann;
die 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur des Rührelements zeigt, das in dem Mischverfahrensgerät verwendet wird;
die 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts zeigt; und
die 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Ultraschalldispersionszeit und der Nettointensität zeigt, die aus Si stammt.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Detail beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Toner, der ein magnetisches Tonerteilchen, das ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper enthält, und anorganische Feinteilchen enthält, die auf der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixiert sind, wobei, wenn die anorganischen Feinteilchen gemäß deren Fixierstärke auf das magnetische Tonerteilchen und in der Reihenfolge der Schwäche der Fixierungsstärke als schwach-fixierte anorganische Feinteilchen, mittel-fixierte anorganische Feinteilchen und stark-fixierte anorganische Feinteilchen klassifiziert werden,

1) der Gehalt der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 0,10 Massenteile bis nicht mehr als 0,30 Massenteile in 100 Massenteilen des magnetischen Toners ist;
2) die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens dem 2,0-fachen bis nicht mehr als dem 5,0-fachen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen vorhanden sind; und
3) das Bedeckungsverhältnis X der Bedeckung der magnetischen Toneroberfläche durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen, wie mit einem Röntgenphotoelektronenspektrometer (ESCA) bestimmt, von mindestens 60,0 Flächen-% bis nicht mehr als 90,0 Flächen-% ist, und wobei die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die abgelöst werden, wenn eine Dispersion des magnetischen Toners, die zu einem Tensid-haltigen ionenausgetauschtem Wasser gegeben wird, für 2 Minuten bei einer Schüttelgeschwindigkeit von 46,7 cm/s und einer Schüttelamplitude von 4,0 cm geschüttelt wird; die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die nicht durch das Schütteln abgelöst werden, aber durch eine Ultraschalldispersion für 30 Minuten bei einer Intensität von 120 W/cm² abgelöst werden; und die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die nicht durch das vorher erwähnte Schütteln und die vorher erwähnte Ultraschalldispersion abgelöst werden.

Gemäß den Untersuchungen durch die Erfinder kann ein magnetischer Toner, der eine hervorragende Ladungsleistungsgleichmäßigkeit aufweist - unabhängig von der Verwendungsumgebung - durch die Verwendung des vorher beschriebenen magnetischen Toners bereitgestellt werden.
Zusätzlich kann ein magnetischer Toner bereitgestellt werden, der eine befriedigende Ladungsleistungsgleichmäßigkeit selbst nach einem verlängerten Dauertest in einem System mit einer schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeit, um höhere Geschwindigkeiten zu fördern, und unter Verwendung einer im Durchmesser reduzierten Hülse, um eine Gerätverkleinerung zu fördern, aufweist. Es kann ebenfalls ein magnetischer Toner bereitgestellt werden, der, unabhängig von der Verwendungsumgebung und den Umständen der Verwendung, die mit der Ladungsungleichmäßigkeit assoziierten Bilddefekte unterdrücken kann.
Es ist unklar, warum diese Ladungsleistungsgleichmäßigkeit durch eine feine Steuerung - durch, zum Beispiel, Differenzen in der Fixierungsstärke - des Status der anorganischen Feinteilchen, die zu einem magnetischen Toner gegeben werden, bereitgestellt werden kann, aber die Erfinder stellen die folgende Hypothese auf.
Als Erstes ist es für die vorliegende Erfindung entscheidend, dass das Bedeckungsverhältnis X der magnetischen Toneroberfläche durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen, die mit einem Röntgenphotoelektrodenspektrometer (ESCA) bestimmt wird, von mindestens 60,0 Flächen-% bis nicht mehr als 90,0 Flächen-% ist. Von mindestens 63,0 Flächen-% bis nicht mehr als 85,0 Flächen-% ist bevorzugt, und von mindestens 65,0 Flächen-% bis nicht mehr als 80,0 Flächen-% ist bevorzugter.
Durch das Aufweisen des Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Teilchen von mindestens 60,0 Flächen-%, wird die magnetische Tonerteilchenoberfläche nahe einer Oberfläche gebracht, die die Kennzeichen der anorganischen Feinteilchen aufweist. Dieser Ansatz einer Oberfläche mit den Kennzeichen der anorganischen Feinteilchen kann nach der Durchführung eines verlängerten Dauertests eine wesentliche Verbesserung in der Ladungsleistungsgleichmäßigkeit erbringen.
Das Bedeckungsverhältnis X kann zum Beispiel durch den zahlenmittleren Teilchendurchmesser, die Zugabemenge, die externen Zugabebedingungen, und so weiter, der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen gesteuert werden.
Der Grund dafür ist nicht genau bekannt, aber die Erfinder nehmen das Folgende an.
In Bezug auf die Oberfläche eines magnetischen Tonerteilchens sind, wenn ein magnetischer Körper und ein Bindemittelharz und optional ein Wachs, ein Ladungssteuerungsmittel und so weiter zugegeben werden, diese im Allgemeinen zufällig in der Nähe der Oberfläche vorhanden.
Andererseits wird angenommen, dass die Gleichmäßigkeit der Oberflächenzusammensetzung dadurch erhöht wird, dass die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen, als ein Wert für das Bedeckungsverhältnis X, mindestens 60,0 Flächen-% der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen einnehmen.
Es wird angenommen, dass die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit den magnetischen Toner als eine Gesamtheit, d.h. innerhalb der gesamten magnetischen Tonerschicht auf der Entwicklungshülse, durch die erhöhte Gleichmäßigkeit der Oberflächenzusammensetzung des magnetischen Tonerteilchens verbessert wird.
Wenn die stark-fixierte n anorganischen Feinteilchen rar sind, d. h. wenn das Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Teilchen weniger als 60,0 Flächen-% ist, tritt während des verlängerten Dauertests aufgrund einer schlechten Ladungsleistungsgleichmäßigkeit für magnetische Tonerschicht auf der Entwicklungshülse etwas auf, das als selektive Entwicklung bekannt ist. Als ein Ergebnis wird die Ladungsleistung des magnetischen Toners nach einem verlängerten Dauertest leicht ungleichmäßig. Außerdem werden Verschlechterungsphänomene, wie etwa, dass der externe Zusatzstoff an der magnetischen Toneroberfläche eingegraben wird, durch den verlängerten Dauertest induziert, und deswegen nehmen die Fließfähigkeit und die Ladungsleistung des magnetischen Toners leicht ab und die Ladungsleistung wird leicht sogar noch ungleichmäßiger.
Durch ein Aufweisen des Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 60,0 Flächen-% wird die selektive Entwicklung aufgrund der erhöhten Gleichmäßigkeit der magnetischen Tonerteilchenoberfläche einfach unterdrückt.
Zusätzlich wird die scheinbare Härte der magnetischen Tonerteilchenoberfläche durch stark-fixierte anorganische Feinteilchen erhöht, und die Verschlechterungsphänomene, die verbunden sind mit dem Einbetten der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen und der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen, die an der magnetischen Toneroberfläche vorhanden sind, werden dann leicht unterdrückt, selbst wenn das verlängerte Dauertesten durchgeführt wird.
Das Ergebnis wird folglich als eine ziemlich wesentliche Verbesserung in der Ladungsleistungsgleichmäßigkeit des magnetischen Toners selbst nach verlängertem Dauertesten angesehen.
Es ist für die vorliegende Erfindung ebenfalls entscheidend, dass, zusätzlich zu den stark-fixierten anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche, die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen und die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen in geeigneten Mengen vorhanden sind.
Hierbei ist es, um einen hohen Grad der Ladungsleistungsgleichmäßigkeit zu erhalten, entscheidend, dass die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen und die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen die folgenden Bedingungen erfüllen.
Es ist für den erfindungsgemäßen magnetischen Toner entscheidend, dass der Fixierstatus der anorganischen Feinteilchen derartig gesteuert werden kann, dass die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens dem 2,0-fachen bis nicht mehr als dem 5,0-fachen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen vorhanden sind. Das Verfahren für die Durchführung dieser Steuerung kann durch ein Verfahren beispielhaft angegeben werden, in welchem ein Zweistufenmischen bei dem externen Zugabeschritt, mit Einstellung der Zugabemenge und der externen Zugabestärke für jedes der anorganischen Feinteilchen in dem externen Zugabeschritt der ersten Stufe und dem externen Zugabeschritt der zweiten Stufe, durchgeführt wird.
Die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen sind bevorzugter von mindestens dem 2,2-fachen bis nicht mehr als dem5,0-fachen und sogar noch bevorzugter von mindestens dem 2,5-fachen bis nicht mehr als dem 5,0-fachen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen.
Für den Gehalt der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen ist ebenfalls entscheidend, dass sie von mindestens 0,10 Massenteile bis nicht mehr als 0,30 Massenteile in 100 Massenteilen des magnetischen Toners sind. Von mindestens 0,12 Massenteilen bis nicht mehr als 0,27 Massenteilen ist bevorzugt, und von mindestens 0,15 Massenteilen bis nicht mehr als 0,25 Massenteilen ist bevorzugter.
Das Verfahren für die Steuerung des Gehalts der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen in dem angegebenen Bereich, kann durch Durchführen der Steuerung durch Einstellen der Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen und Einstellen der externen Zugabebedingungen der ersten Stufe und der zweiten Stufe unter Verwendung des vorher angegebenen zweistufigen Mischens beispielhaft angegeben werden.
Während das Verfahren für die Messung der Menge der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen im Folgenden beschrieben wird, wird angenommen, dass sich die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen relativ frei an der magnetischen Toneroberfläche verhalten. Es wird angenommen, dass durch das Aufweisen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 0,10 Massenteilen bis nicht mehr als 0,30 Massenteilen in 100 Massenteilen des magnetischen Toners die Schmierfähigkeit innerhalb des magnetischen Toners erhöht werden kann und eine kohäsionskraftreduzierende Wirkung aufgewiesen werden kann.
Diese schmierende und kohäsionskraftreduzierende Wirkung wird bei weniger als 0,10 Massenteilen nicht in einem befriedigenden Maße erzielt. Oberhalb 0,30 Massenteilen wird die Schmierfähigkeit leicht höher als notwendig und der magnetische Toner neigt dazu, sich dicht zu ballen und umgekehrt neigt die Fließfähigkeit dann dazu abzunehmen. In diesem Fall wird leicht ein kompakter Zustand angenommen und der magnetische Toner an der Rückseite der Entwicklungshülse wird leicht gepackt.
Während das Verfahren für die Messung der mittel-fixierten anorganischen Teilchen ebenfalls im Folgenden beschrieben wird, wird angenommen, dass die mittel-fixierten anorganischen Teilchen, während sie stärker als die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen eingebettet sind, stärker an der magnetischen Tonerteilchenoberfläche als die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen exponiert sind.
Die Erfinder stellen die Hypothese auf, dass diese mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen aufgrund ihres Status, das sie in geeigneter Weise exponiert sind, während sie ebenfalls verankert sind, die Wirkung der Verursachung einer Rotation des magnetischen Toners ausüben wenn der magnetische Toner in einem kompakten Zustand ist, zum Beispiel innerhalb des Klingenspalts oder an der Rückseite der Entwicklungshülse. Wenn dies auftritt, rotiert nicht nur der magnetische Toner, sondern es wird angenommen, dass durch Interaktionen, wie etwa ein Ineinandergreifen mit den mittel-fixierten Siliciumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche von anderen magnetischen Tonerteilchen, die Wirkung anwächst, wodurch die anderen magnetischen Tonerteilchen ebenfalls dazu gebracht werden zu rotieren.
Das heißt, es wird angenommen, dass durch ein substantielles Mischen des magnetischen Toners innerhalb der magnetischen Tonerschicht an dem Klingenspaltbereich, wie er durch die Wirkung der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen erbracht wird, die Umwälzung des magnetischen Toners in dem Klingenspaltbereich gefördert wird, und der magnetische Toner dann gleichmäßig geladen wird.
Außerdem wird aufgrund des starken Rührens des magnetischen Toners nicht nur an dem Klingenspaltenbereich sondern ebenfalls an der Rückseite der Entwicklungshülse, wo das Kompaktieren und Packen des magnetischen Toners leicht auftreten kann, angenommen, dass der magnetische Toner bevorzugt zu der Entwicklungshülse geführt wird, was zu der Bildung einer gleichmäßigen magnetischen Tonerschicht beiträgt.
Wenn der an der Rückseite der Entwicklungshülse kompaktierte magnetische Toner einen gepackten Zustand annimmt und der magnetische Toner nicht zu der Entwicklungshülse in einer bevorzugten Art und Weise zugeführt wird, wird der magnetische Toner in der Nähe der Entwicklungshülse übermäßig geladen und ein Transport des magnetischen Toners im Klingenspaltbereich in einen Zustand einer ungleichmäßigen Ladung kann dann leicht auftreten.
Als ein Ergebnis wird, selbst wenn der magnetische Toner in dem Klingenspaltbereich zu einem bestimmten Grad umgewälzt wurde, die Ladungsleistungsungleichmäßigkeit des magnetischen Toners leicht unbefriedigend.
Für die maximale Expression der Wirkung der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen ist es kritisch, dass der Fixierungszustand der anorganischen Feinteilchen gesteuert wird, sodass, wie vorher angegeben, die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens dem 2,0-fachen bis nicht mehr als dem 5,0-fachen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen vorhanden sind.
Wenn die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen und die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen in der angegebenen quantitativen Verhältnisbeziehung vorhanden sind, wird erstmals eine gleichmäßige magnetische Tonerschicht auf der Entwicklungshülse durch den magnetischen Toner an der Rückseite der Entwicklungshülse gebildet, und der magnetische Toner wird ebenfalls in dem Klingenspaltbereich stark gerührt. Es wird angenommen, dass dies bewirkt, dass die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit des magnetischen Toners in der magnetischen Tonerschicht auf der Entwicklungshülse substanziell verbessert wird.
Wenn die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen das 5,0-fache der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen übersteigen, werden die Wirkungen mit Bezug auf Schmierfähigkeit und die Verringerung der Kohäsionskräfte schwächer als die ineinander greifende Wirkung aufgrund der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen, und die Rührwirkungen an der Rückseite der Entwicklungshülse und Klingenspaltbereich werden nicht erzielt.
Wenn andererseits die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen weniger als das 2,0-fache der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen sind, wird die ineinander greifende Wirkung durch die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen nicht angemessen erzielt und, wie vorher, kann die Rührwirkung wieder nicht angemessen erzielt werden.
Diese Wirkungen können erstmals erzielt werden, wenn das Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 60,0 Flächen-% bis nicht mehr als 90,0 Flächen-% ist.
Wenn das Bedeckungsverhältnis X der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen 90,0 Flächen-% übersteigt, dann wird es ziemlich schwierig, die quantitative Verhältnisbeziehung zwischen den mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen und den schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen in dem Bereich der vorliegenden Erfindung zu steuern, selbst wenn die im Folgenden beschriebenen externen Zugabeverfahren für die anorganischen Feinteilchen verwendet werden.
Außerdem wird die scheinbare Härte der magnetischen Tonerteilchenoberfläche übermäßig hoch, und als ein Ergebnis wird die Niedrigtemperaturfixierfähigkeit leicht beeinträchtigt, sodass dies folglich nicht bevorzugt ist.
Die Erfinder entdeckten experimentell, dass das Verhältnis des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen zu dem zahlenmittlerem Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen (D1 der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen/D1 der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen) bevorzugt von mindestens 4,0 bis nicht mehr als 25,0 ist, bevorzugter von mindestens 5,0 bis nicht mehr als 20,0 und noch bevorzugter von mindestens 6,0 bis nicht mehr als 15,0 ist.
Der Grund dafür ist nicht klar, aber folgende Hypothese wird aufgestellt.
Es wird angenommen, dass die Nutzung einer Gleitwirkung zwischen den auf der magnetischen Tonerteilchenoberflächen vorhandenen Feinteilchen für die Induktion einer noch größeren Expression der Schmierverbesserung innerhalb des magnetischen Toners und der reduzierenden Wirkung der Kohäsionskraft, die wie vorher diskutiert erbracht werden, durch die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen sehr wirkungsvoll ist.
Dazu wird außerdem angenommen, dass die Gleitwirkung maximal genutzt werden kann, wenn die durch ein Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen, welche stark an die magnetische Toneroberfläche fixiert sind, eingenommene Fläche größer als die für die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen ist, welche in der Lage sind, sich relativ frei zu verhalten.
Wenn das Verhältnis des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen zu dem zahlenmittleren Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen weniger als 4,0 ist, dann gibt es eine Tendenz, dass die Gleitwirkung zwischen den anorganischen Feinteilchen in einem befriedenden Ausmaß schwierig erzielt wird.
Wenn andererseits dieses Verhältnis 25,0 übersteigt, dann gibt es aufgrund der großen Fläche, die durch ein Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen eingenommen wird, eine Tendenz, dass die bevorzugte quantitative Verhältnisbeziehung zwischen den mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen und den schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen schwierig erfüllt wird.
Dieses Verhältnis kann durch eine geeignete Auswahl des zahlenmittleren Teilchendurchmessers der anorganischen Feinteilchen, die dazu gebracht werden stark-fixiert zu werden, und des zahlenmittleren Teilchendurchmessers der anorganischen Feinteilchen, die dazu gebracht werden, schwach-fixiert zu werden, gesteuert werden.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen ist bevorzugt von mindestens 50 nm bis nicht mehr als 200 nm, bevorzugter von mindestens 60 nm bis nicht mehr als 180 nm, und noch bevorzugter von mindestens 70 nm bis nicht mehr als 150 nm.
Wenn der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen weniger als 50 nm ist, dann ist es schwierig, die vorher erwähnte Gleitwirkung in einem befriedigenden Ausmaß zu erhalten, und es gibt ebenfalls eine Tendenz, dass das Einbetten der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen und der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen, die das verlängerte Dauertesten begleiten, schwierig unterdrückt wird.
Andererseits gibt es die Tendenz schwierig zu sein, das Bedeckungsverhältnis X der magnetischen Toneroberfläche durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen auf gleich oder größer als 60,0 Flächen-% einzustellen, wenn der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen 200 nm übersteigt.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen kann durch verständige Auswahl der stark zu fixierenden anorganischen Feinteilchen gesteuert werden.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen und/oder der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen ist bevorzugt von mindestens 5 nm bis nicht mehr als 30 nm. Von mindestens 5 nm bis nicht mehr als 25 nm ist bevorzugter, und von mindestens 5 nm bis nicht mehr als 20 nm ist noch bevorzugter.
Durch Erfüllen dieses Bereiches werden die Schmierfähigkeit und die kohäsionskraftreduzierende Wirkung leicht mit den schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen exprimiert. Der durch ineinandergreifend induzierte Rühreffekt auf dem magnetischen Toner wird leicht mit den mittelfixierten anorganischen Feinteilchen erzielt.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner hat bevorzugt eine dielektrische Konstante ε' bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 30°C von mindestens 30,0 pF/m bis nicht mehr als 40,0 pF/m. Zusätzlich ist der dielektrische Verlusttangens (tan δ) bevorzugt nicht mehr als 9,0 x 10^-3. Bevorzugter ist ε' von mindestens 32,0 pF/m bis nicht mehr als 38,0 pF/m, und der dielektrische Verlusttangens (tan δ) ist nicht mehr als 8,5 × 10^-3.
Hierbei wird die Frequenzbedingung für die Messung der dielektrischen Konstante auf 100 kHz eingestellt, weil dies eine bevorzugte Frequenz für den Nachweis des Zustands der Dispersion des magnetischen Körpers ist. Wenn die Frequenz niedriger als 100 kHz ist, ist es schwierig, konsistente Messungen durchzuführen, und es gibt eine Tendenz, dass Unterschiede der dielektrischen Konstante zwischen magnetischen Tonern verschleiert werden. Wenn zusätzlich die Messungen bei 120 kHz erfolgten, werden konsistent etwa die gleichen Werte wie bei 100 kHz enthalten, während es eine Tendenz bei Frequenzen höher als diese gab, dass die Unterschiede der dielektrischen Konstante zwischen magnetischen Tonern mit unterschiedlichen Eigenschaften ein wenig klein waren. Mit Blick auf die Verwendung einer Temperatur von 30°C ist dies eine Temperatur, die die magnetischen Tonereigenschaften von niedrigen bis hohen Temperaturen für die Temperaturen darstellen kann, die in der Kartusche während des Bilddrucks auftreten.
Dielektrische Eigenschaften, die das einfache Laden des magnetischen Toners unterstützen, werden durch Aufweisen der dielektrischen Konstante ε' in dem angegebenen Bereich erzielt. Außerdem wird durch Steuerung von tan δ auf einen relativ geringen Wert das Entweichen von Ladung unterdrückt, wenn der magnetische Körper in einem hohen Grade in dem magnetischen Toner gleichmäßig dispergiert ist.
Das heißt, es wird angenommen, dass durch bevorzugte Steuerung von ε' und tan δ in die erfindungsgemäßen Bereiche, die Eigenschaften von leichtem magnetischen Tonerteilchenladen und einer Unterdrückung des Ladungsentweichens anfallen, welches ebenfalls in einer noch größeren Verbesserung in der Ladungsleistungsgleichmäßigkeit resultiert.
Die dielektrischen Eigenschaften des magnetischen Toners können zum Beispiel durch die Auswahl des Bindemittelharzes, den Säurewert des magnetischen Toners und den Gehalt des magnetischen Körpers eingestellt werden.
Zum Beispiel kann die Verwendung eines hohen Gehalts eines Polyesterbestandteils für das Bindemittelharz für den magnetischen Toner eine relativ hohe ε' bereitstellen, und folglich die Steuerung in dem vorher angegebenen Bereich vereinfachen.
Zusätzlich kann eine geringe ε' durch Aufweisen eines geringen Säurewertes für den Harzbestandteil des magnetischen Toners oder durch die Verwendung eines geringen Gehalts des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner erhalten werden, während umgedreht eine große ε' erhalten werden kann durch Aufweisen eines hohen Säurewertes für den Harzbestandteil oder durch Verwendung eines hohen Gehalts des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner.
Ein niedriger dielektrischer Verlusttangens (tan δ) kann andererseits erhalten werden durch die gleichmäßige Dispersion des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner, und zum Beispiel kann die gleichmäßige Dispersion des magnetischen Körpers durch Erhöhen der Knettemperatur während des Schmelzknetens (zum Beispiel auf mindestens 160°C) gefördert werden, um die Viskosität des Knetguts zu verringern.
Das Bindemittelharz für den magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung kann eines oder mehrere ausgewählt aus zum Beispiel Vinylharzen, Polyesterharzen, Epoxidharzen und Polyurethanharzen sein, aber ist nicht besonders beschränkt und die bisher bekannten Harze können verwendet werden. Von diesen ist die Beimischung eines Polyesterharzes oder eines Vinylharzes vom Standpunkt der Koexistenz der Ladungsleistung und der Fixierleistung in einer guten Ausgewogenheit bevorzugt, und insbesondere die Verwendung eines Polyesterharzes als der Hauptbestandteil des Bindemittelharzes ist vom Standpunkt der Niedrigtemperaturfixierfähigkeit und vom Standpunkt der Steuerung der dielektrischen Eigenschaften für die vorliegende Erfindung bevorzugt. Die Zusammensetzung dieses Polyesterharzes ist wie folgt.
Der Hauptbestandteil des Bindemittelharzes wird in der vorliegenden Erfindung als mindestens gleich oder größer als 50 Massen-% in dem Bindemittelharz definiert.
Der zweiwertige Alkoholbestandteil, der das Polyesterharz aufbaut, kann beispielhaft durch einen oder mehrere ausgewählt aus Ethylenglycol, Propylenglyol, Butandiol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentandiol, Hexandiol, Neopentylglycol, hydrogeniertes Bisphenol A, durch die folgende Formel (A) dargestellte Bisphenole und ihre Derivate, und durch die folgende Formel (B) dargestellte Diole angegeben werden.
(in der Formel ist R die Ethylengruppe oder Propylengruppe; x und y sind jeweils ganze Zahlen gleich oder größer als 0; und der durchschnittliche Wert von x + y ist von mindestens 0 bis nicht mehr als 10)
(in der Formel ist R'
oder
x' und y' sind ganze Zahlen gleich oder größer als 0; und der durchschnittliche Wert von x' + y' ist von mindestens 0 bis nicht mehr als 10)
Der zweibasische Säurebestandteil, der dieses Polyesterharz aufbaut, kann beispielhaft angegeben werden durch eine oder mehrere Auswahlen aus Benzoldicarbonsäuren, wie etwa Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalsäureanhydrid; Alkyldicarbonsäuren, wie etwa Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure; Alkenylbernsteinsäuren, wie etwa n-Dodecenylbernsteinsäure; und ungesättigte Dicarbonsäuren, wie etwa Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure.
Eine oder Mehrere Auswahlen aus einem mindestens dreiwertigen Alkoholbestandteil und/oder einem mindestens dreibasischem Säurebestandteil, wobei die Bestandteile als ein Vernetzungsbestandteil dienen, können ebenfalls verwendet werden.
Der mindestens dreiwertige mehrwertige Alkoholbestandteil kann beispielhaft angegeben werden durch Sorbitol, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, Butantriol, Pentantriol, Glycerol, Methylpropantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Trihydroxybenzol.
Der mindestens dreibasische mehrbasische Carbonsäurebestandteil der vorliegenden Erfindung kann beispielhaft angegeben werden durch Trimellitsäure, Pyromellitsäure, Benzoltricarbonsäure, Butantricarbonsäure, Hexantricarbonsäure und die durch die folgende Formel (C) dargestellte Tetracarbonsäure.
(in der Formel stellt X eine C_5-30-Alkylengruppe oder Alkenylengruppe mit mindestens einer Seitenkette mit mindestens 3 Kohlenstoffen dar).
Das Vinylharz kann bevorzugt beispielhaft durch Styrolharze angegeben werden.
Die Styrolharze können spezifisch beispielhaft angegeben werden durch Polystyrol und durch Styrol-Copolymere, wie etwa Styrol-Propylen-Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Methylacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere, Styrol-Butylacrylat-Copolymere, Styrol-Octylacrylat-Copolymere, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Octylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere und Styrol-Maleatester-Copolymere. Ein Einzelnes von diesen kann verwendet werden oder eine Kombination einer Mehrzahl von diesen kann verwendet werden.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des erfindungsgemäßen magnetischen Toners ist bevorzugt von mindestens 45°C bis nicht mehr als 65°C. Sie ist bevorzugter von mindestens 50°C bis nicht mehr als 65°C. Eine Glasübergangstemperatur von mindestens 45°C bis nicht mehr als 65°C ist bevorzugt, weil dies eine verbesserte Lagerungsstabilität und Entwicklungsleistungsbeständigkeit unter Beibehaltung einer hervorragenden Fixierfähigkeit bereitstellen kann.
Die Glasübergangstemperatur eines Harzes oder eines magnetischen Toners kann auf der Grundlage von ASTM D3418-82 unter Verwendung eines Differenzialkalorimeters, zum Beispiel ein DSC-7 von PerkinElmer Inc. oder der DSC2920 von TA Instruments Japan Inc., gemessen werden.
Der Säurewert des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt von mindestens 10 mg KOH/g bis nicht mehr als 40 mg KOH/g. Von mindestens 10 mg KOH/g bis nicht mehr als 35 mg KOH/g ist bevorzugter, und von mindestens 10 mg KOH/g bis nicht mehr als 30 mg KOH/g ist noch bevorzugter. Die Einstellung der für den magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung bevorzugten dielektrischen Eigenschaften wird durch Steuerung des Säurewertes in dem angegebenen Bereich erleichtert.
Außerdem wird die Ladungsleistungsgleichmäßigkeit einfach durch Aufweisen des Säurewertes von mindestens 10 mg KOH/g bis nicht mehr als 40 mg KOH/g verbessert.
Um diesen Säurewert in den angegebenen Bereich zu steuern, ist der Säurewert des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bindemittelharzes bevorzugt von mindestens 10 mg KOH/g bis nicht mehr als 40 mg KOH/g. Der Säurewert des Bindemittelharzes kann zum Beispiel durch die Monomerauswahl und die Polymerisationsbedingungen für das Harz gesteuert werden. Die Details des Verfahrens für die Messung des Säurewertes werden im Folgenden beschrieben.
Wenn der Säurewert des magnetischen Toners weniger als 10 mg KOH/g ist, ist, in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen des verlängerten Haltbarkeitstests, der Toner anfällig dafür überladen zu werden, und es gibt eine Tendenz für ein nicht gleichmäßiges Laden.
Wenn der Säurewert des magnetischen Toners 40 mg KOH/g übersteigt, ist die Hygroskopizität anfällig dafür anzusteigen, und aufgrund dessen gibt es eine Tendenz, gerade wie vorher, dass das Laden in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen des verlängerten Dauertests ungleichmäßig ist.
Mit Blick auf die Niedrigtemperaturfixierfähigkeit enthält der erfindungsgemäße Toner bevorzugt eine Esterverbindung als ein Trennmittel, und der magnetische Toner weist bevorzugt einen maximalen endothermen Scheitelpunkt bei von mindestens 50°C bis nicht mehr als 80°C bei Messung unter Verwendung eines Differenzialkalorimeters (DSC) auf.
Bevorzugter ist diese Esterverbindung eine monofunktionale Esterverbindung mit mindestens 32 bis nicht mehr als 48 Kohlenstoffen. Spezifische Beispiele sind gesättigte Fettsäuremonoester, wie etwa Palmitylpalmitat, Stearylstearat und Behenylbehenat.
Spezifische Beispiele anderer Trennmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Erdölwachse, wie etwa Paraffinwachse, mikrokristalline Wachse und Petrolatum und ihre Derivate; Montanwachs und seine Derivate; Kohlenwasserstoffwachse, die durch das Fischer-Tropsch-Verfahren bereitgestellt werden und ihre Derivate; Polyolefinwachse, wie sie durch Polyethylen und Polypropylen typisiert werden, und deren Derivate; natürliche Wachse, wie etwa Karnaubawachs und Candelillawachs und ihre Derivate; und Esterwachse. Die Derivate beinhalten hier die Oxide, Block-Copolymere mit Vinylmonomeren und Pfropf-Modifikationen.
Zusätzlich zu den vorher zitierten monofunktionellen Esterverbindungen können multifunktionelle Esterverbindungen, wie etwa die bedeutendsten bifunktionellen Esterverbindungen, aber ebenso tetrafunktionelle und hexafunktionelle Esterverbindungen, als die Esterverbindung verwendet werden. Spezifische Beispiele sind Diester zwischen gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren und gesättigten aliphatischen Alkoholen, zum Beispiel Dibehenylsebacat, Distearyldodecandioat und Distearlyoctadecandioat; Diester zwischen gesättigten aliphatischen Diolen und gesättigten Fettsäuren, wie etwa Nonandioldibehenat und Dodecandioldistearat; Triester zwischen Trialkoholen und gesättigten Fettsäuren, wie etwa Glyceroltribehenat und Glyceroltristearat; und Partialester zwischen Trialkoholen und gesättigten Fettsäuren, wie etwa Glycerolmonobehenat und Glyceroldibehenat. Ein Einzelnes von diesen Trennmitteln kann verwendet werden oder zwei oder mehrere können in Kombination verwendet werden.
Jedoch tritt mit derartigen multifunktionellen Esterverbindungen leicht ein Ausbluten der magnetischen Toneroberfläche auf, wenn der Warmluftstrom-vermittelte Oberflächenmodifikationsprozess, der im Folgenden beschrieben wird, durchgeführt wird, was zu einer Tendenz der leichten Abnahme der Ladungsleistungsgleichmäßigkeit und der Entwicklungsleistungsbeständigkeit führt.
Wenn ein Trennmittel in dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner verwendet wird, werden bevorzugt von mindestens 0,5 Massenteilen bis nicht mehr als 10 Massenteilen des Trennmittels pro 100 Massenteile des Bindemittelharzes verwendet. Von mindestens 0,5 Massenteilen bis nicht mehr als 10 Massenteilen ist für die Verbesserung der Niedrigtemperaturfixierfähigkeit ohne Beeinträchtigung der Lagerungsstabilität des magnetischen Toners bevorzugt. Diese Trennmittel können in das Bindemittelharz zum Beispiel durch Verfahren eingebracht werden, in welchen zum Zeitpunkt der Harzherstellung das Harz in einem Lösungsmittel gelöst wird, die Temperatur der Harzlösung wird erhöht und Zugabe und Mischen erfolgt unter Rühren, und Verfahren, in welchen die Zugabe während des Schmelzknetens während der magnetischen Tonerherstellung durchgeführt wird.
Bei Betrachtung aus der Perspektive der Erleichterung der Steuerung, sodass der magnetische Toner einen maximalen endothermen Scheitelpunkt bei von mindestens 50°C bis nicht mehr als 80°C in einer Messung mit einem Differenzialkalorimeter (DSC) aufweist, ist die maximale endotherme Scheitelpunkttemperatur für das Trennmittel bevorzugt von mindestens 50°C bis nicht mehr als 80°C.
Durch Aufweisen des maximalen endothermen Scheitelpunkts des magnetischen Toners in der vorliegenden Erfindung bei von mindestens 50°C bis nicht mehr als 80°C wird der magnetische Toner dann leicht während des Fixierens erweicht, und die Niedrigtemperaturfixierfähigkeit wird erhöht. Es ist ebenfalls bevorzugt, weil ein Ausbluten des Trennmittels während der Langzeitlagerung unterdrückt wird, während zum gleichen Zeitpunkt die Entwicklungsleistungsbeständigkeit einfach erhalten bleibt. Der magnetische Toner weist bevorzugter einen maximalen endothermen Scheitelpunkt bei von mindestens 53°C bis nicht mehr als 75°C auf.
Die Messung der Scheitelpunktgipfeltemperatur des maximalen endothermen Scheitelpunkts erfolgt in der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage von ASTM D3418-82 unter Verwendung eines „Q1000“Differenzialkalorimeters (TA Instruments). Die Temperaturberichtigung in dem Instrumentdetektionsabschnitt erfolgt unter Verwendung der Schmelzpunkte von Indium und Zink, und die Wärmemenge wird unter Verwendung der Wärme des Schmelzens von Indium korrigiert.
Spezifisch werden etwa 10 mg des magnetischen Toners genau eingewogen und dieser wird in eine Aluminiumpfanne gegeben, und die Messung erfolgt bei einer Rampengeschwindigkeit von 10°C/Minute in dem Messtemperaturbereich zwischen 30 bis 200°C unter Verwendung einer leeren Aluminiumpfanne als eine Referenz. Die Messung erfolgt durch anfängliches Anheben der Temperatur auf 200°C, dann Kühlen auf 30°C und dann wieder Erwärmen. Die Scheitelpunktgipfeltemperatur des maximalen endothermen Scheitelpunkts für den magnetischen Toner wird aus der DSC-Kurve in dem Temperaturbereich 30 bis 200°C in diesem zweiten Rampenhochlaufprozess bestimmt.
Der in dem magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung eingebrachte magnetische Körper kann beispielhaft angegeben werden durch Eisenoxide, wie etwa Magnetit, Maghemit und Ferrit; Metalle, wie etwa Eisen, Cobalt und Nickel; Legierungen dieser Metalle mit Metallen wie etwa Aluminium, Kupfer, Magnesium, Zinn, Zink, Beryllium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium; und Mischungen der Vorhergehenden. Der zahlenmittlere durchschnittliche Primärteilchendurchmesser (D1) des magnetischen Körpers ist bevorzugt nicht größer als 0,50 µm und bevorzugter von 0,05 µm bis 0,30 µm. Zusätzlich sind, mit Blick auf die Erleichterung der Steuerung der magnetischen Eigenschaften, die für den magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind, die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Körpers für ein magnetisches Feld von 79,6 kA/m bevorzugt wie folgt gesteuert. Das heißt, die Koerzitivkraft beziehungsweise Koerzitivfeldstärke (Hc) ist bevorzugt 1,5 bis 6,0 kA/m und bevorzugter 2,0 bis 5,0 kA/m; die Sättigungsmagnetisierung (σs) ist bevorzugt 40 bis 80 Am²/kg (bevorzugter 50 bis 70 Am²/kg) und die Restmagnetisierung (σr) ist bevorzugt 1,5 bis 6,5 Am²/kg und bevorzugter 2,0 bis 5,5 Am²/kg.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner enthält bevorzugt von mindestens 35 Massen-% bis nicht mehr als 50 Massen-% des magnetischen Körpers, und enthält bevorzugter von mindestens 40 Massen-% bis nicht mehr als 50 Massen-% des magnetischen Körpers. Wenn der Gehalt des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner weniger als 35 Massen-% ist, ist die magnetische Anziehungskraft zu der Magnetwalze innerhalb der Entwicklungshülse verringert, und es gibt eine Tendenz, dass die Schleierbildung verschlechtert wird. Wenn andererseits der Gehalt des magnetischen Körpers 50 Massen-% übersteigt, kann die Dichte aufgrund einer Abnahme in der Entwicklungsleistung abnehmen.
Der Gehalt des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner kann unter Verwendung von, zum Beispiel, einem TGA Q5000IR thermischen Analysator von PerkinElmer Inc. gemessen werden. Hinsichtlich des Messverfahrens wird der magnetische Toner von Normaltemperatur auf 900°C bei einer Rampengeschwindigkeit von 25°C/Minute in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt, und der Masseverlust bei 100 bis 750°C wird als die Masse des Bestandteils von dem magnetischen Toner ausgenommen dem magnetischen Körper genommen, die verbleibende Masse wird als die Menge des magnetischen Körpers genommen.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner weist für ein magnetisches Feld von 79,6 kA/m, bevorzugt eine Sättigungsmagnetisierung (σs) von mindestens 30,0 Am²/kg bis nicht mehr als 40,0 Am²/kg und bevorzugter von mindestens 32,0 Am²/kg bis nicht mehr als 38,0 Am²/kg auf. Zusätzlich ist das Verhältnis [σr/σs] der Restmagnetisierung (σr) zu der Sättigungsmagnetisierung (σs) bevorzugt von mindestens 0,03 bis nicht mehr als 0,10, und bevorzugter von mindestens 0,03 bis nicht mehr als 0,06.
Die Sättigungsmagnetisierung (σs) kann zum Beispiel durch den Teilchendurchmesser, die Form und zugesetzte Elemente für den magnetischen Körper gesteuert werden.
Die Restmagnetisierung σr ist bevorzugt nicht mehr als 3,0 Am²/kg und bevorzugter nicht mehr als 2,6 Am²/kg und noch bevorzugter nicht mehr als 2,4 Am²/kg. Ein kleiner σr/σs bedeutet eine geringe Restmagnetisierung für den magnetischen Toner.
In einem magnetischen Einzelkomponentenentwicklungssystem wird der magnetische Toner von der Entwicklungshülse eingeschlossen oder davon ausgestoßen durch die Wirkung des multipolen Magneten, der in der Entwicklungshülse vorhanden ist. Der ausgestoßene magnetische Toner (der magnetische Toner, der von der Entwicklungshülse abgeheftet wird) widersteht magnetischer Kohäsion, wenn σr/σs gering ist. Da ein derartiger magnetischer Toner in einem magnetischen kohäsionsbeständigen Zustand verbleibt, wenn er an die Entwicklungshülse durch den Wiedergewinnungspol angeheftet wird und in den Klingenspaltenbereich eintritt, kann die Regulation der magnetischen Tonerschichtdichte vorteilhafterweise durchgeführt werden, und die Menge magnetischen Toners auf der Entwicklungshülse ist dann stabil. Deswegen wird die Umwälzung des magnetischen Toners an dem Klingenspaltbereich stark stabilisiert, und die Ladungsgleichmäßigkeit wird weiterhin einfach verbessert.
[σr/σs] kann in dem angegebenen Bereich durch Einstellung des Teilchendurchmessers und der Form des in dem magnetischen Toner eingebrachten magnetischen Körpers und durch Einstellung der Zusatzstoffe, die während der Herstellung des magnetischen Körpers zugesetzt werden, eingestellt werden. Spezifisch kann durch die Zugabe von, zum Beispiel, Siliciumoxid oder Phosphor, zu dem magnetischen Körper ein hoher σs intakt gehalten werden, während ein σr heruntergesetzt werden kann. Zusätzlich stellt eine geringere Oberfläche für den magnetischen Toner einen geringeren σr bereit und, mit Bezug auf die Form, ist σr kleiner für eine sphärische Form, welche eine geringere magnetische Anisotropie als ein Oktaeder aufweist. Eine Kombination von diesen ermöglicht es eine Hauptreduktion bei σr zu erzielen und ermöglicht es folglich σr/σs auf gleich oder weniger als 0,10 zu steuern.
Die Sättigungsmagnetisierung (σs) und die Restmagnetisierung (σr) des magnetischen Toners und des magnetischen Körpers werden in der vorliegenden Erfindung bei einem externen magnetischen Feld von 79,6 kA/m bei einer Raumtemperatur von 25°C unter Verwendung eines VSM P-1-10 vibrierenden Magnetometers (Toei Industry Co., Ltd.) gemessen. Der Grund für die Durchführung der Messung bei einem externen magnetischen Feld von 79,6 kA/m ist wie folgt. Die magnetische Kraft des Entwicklungspols der Magnetwalze, die in der Entwicklungshülse fixiert ist, ist allgemein um 79,6 kA/m (1000 Oersted). Deswegen kann das Verhalten des magnetischen Toners in der Entwicklungszone durch Messen der Restmagnetisierung bei einem externen magnetischen Feld von 79,6 kA/m verstanden werden.
Bevorzugt wird ein Ladungssteuerungsmittel zu dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner gegeben. Ein negativ ladender Toner ist in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, weil das Bindeharz selbst eine hohe negative Ladungsfähigkeit aufweist.
Zum Beispiel sind organische Metallkomplexverbindungen und Chelatverbindungen als die negativ ladenden Ladungssteuerungsmittel wirkungsvoll, und Beispiele davon sind Monoazometallkomplexverbindungen, Acetylacetonmetallkomplexverbindungen und die Metallkomplexverbindungen der aromatischen Hydroxycarbonsäuren und der aromatischen Dicarbonsäuren.
Negativ ladende Ladungssteuerungsmittel können beispielhaft angegeben werden durch Spilon Black TRH, T-77 und T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und durch BONTRON (eingetragene Marke) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88 und E-89 (Orient Chemical Industries Co., Ltd.).
Ein Einzelnes von diesen Ladungssteuerungsmitteln kann verwendet werden, oder eine Kombination von zwei oder mehreren kann verwendet werden. Mit Blick auf die Ladungsmenge auf dem magnetischen Toner ist die Verwendungsmenge für diese Ladungssteuerungsmittel, ausgedrückt pro 100 Massenteile des Bindemittelharzes, bevorzugt 0,1 bis 10,0 Massenteile und ist bevorzugter 0,1 bis 5,0 Massenteile.
Die an die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixierten anorganischen Feinteilchen sind bevorzugt mindestens eines ausgewählt aus Siliciumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen. Da diese anorganischen Feinteilchen ähnlich in Bezug auf Härte und ihrer Wirkung mit Blick auf die Verbesserung der Tonerfließfähigkeit sind, wird eine gleichmäßige Ladungsleistung durch Steuerung des Fixierzustandes an die magnetische Tonerteilchenoberfläche leicht erzielt.
Siliciumoxidfeinteilchen nehmen bevorzugt mindestens 85 Massen-% der Gesamtmenge der in dem magnetischen Toner vorhandenen anorganischen Feinteilchen ein. Dies ist so, weil Siliciumoxidfeinteilchen die besten Ladungseigenschaften von den vorher angegebenen anorganischen Feinteilchen aufweisen, und folglich eine einfache Verwirklichung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung unterstützen.
Zusätzlich zu den anorganischen Feinteilchen mit einer gesteuerten Fixierstärke, wie im Vorhergehenden beschrieben, können andere organische und anorganische Feinteilchen zu dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner gegeben werden. Zum Beispiel kann das Folgende ebenfalls in geringen Mengen in dem Umfang verwendet werden, dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden: Schmierstoffe, wie etwa Fluorharzpulver, Zinkstearatpulver und Polyvinylidenfluoridpulver; abrasive Stoffe, wie etwa Ceroxidpulver, Siliciumcarbidpulver und Feinteilchen von Erdalkalimetall-Titanatsalzen und spezifisch Strontium-Titanat-Feinteilchen, Barium-Titanat-Feinteilchen und Calcium-Titanat-Feinteilchen; und Abstandshalterteilchen, wie etwa Siliciumoxid.
Wenn Siliciumoxidfeinteilchen als die anorganischen Feinteilchen ausgewählt werden, die einer Steuerung der Fixierstärke unterzogen werden, enthält der erfindungsgemäße magnetische Toner bevorzugter zusätzlich Titanoxidfeinteilchen.
Aufgrund der Zugabe der Titanoxidfeinteilchen wird das Überladen des magnetischen Toners leicht gehemmt und zusätzlich wird die Fließfähigkeit leicht verbessert, und als eine Konsequenz werden leicht zusätzliche Verbesserungen in der Ladungsleistungsgleichmäßigkeit des magnetischen Toners erzielt. Wenn ein zweistufiges Mischen durchgeführt wird, werden Titanoxidfeinteilchen bevorzugt in dem externen Zugabeschritt der zweiten Stufe zugegeben.
Damit die Titanoxidfeinteilchen und die Fixierstärke-gesteuerten anorganischen Feinteilchen eine hervorragende Fließfähigkeit an den magnetischen Toner verleihen, ist ihre spezifische Oberfläche, die durch das BET-Verfahren auf der Grundlage von Stickstoffadsorption (BET-spezifische Oberfläche) gemessen wird, bevorzugt von mindestens 20 m²/g bis nicht mehr als 350 m²/g und bevorzugter von mindestens 25 m²/g bis nicht mehr als 300 m²/g.
Diese Messung der spezifischen Oberfläche (BET-spezifische Oberfläche) durch das BET-Verfahren unter Verwendung von Stickstoffadsorption wird auf der Grundlage von JIS Z 8830 (2001) durchgeführt. Ein „Tristar 3000 Automatic Specific Surface Area · Pore Distribution Analyzer“ (Shimadzu Corporation), welcher eine Prozedur mit Konstantvolumen-Gasadsorption als sein Messprinzip verwendet, wird als das Messinstrument verwendet.
Die in der Fixierstärke gesteuerten anorganischen Feinteilchen, die Titanoxidfeinteilchen und andere anorganische Feinteilchen werden bevorzugt einer hydrophoben Behandlung unterzogen, und es ist insbesondere bevorzugt, dass die hydrophobe Behandlung so durchgeführt wird, um einen Grad der Hydrophobizität, wie er durch den Methanoltitrationstest gemessen wird, von bevorzugt mindestens 40% und bevorzugter mindestens 50% bereitzustellen.
Das Verfahren für die Durchführung der hydrophoben Behandlung kann beispielhaft angegeben werden durch Verfahren, in welchen die Behandlung durch, zum Beispiel, eine organische Siliciumverbindung, ein Silikonöl oder eine langkettige Fettsäure durchgeführt wird.
Die organische Siliciumverbindung kann hier beispielhaft angegeben werden durch Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan und Hexamethyldisiloxan. Ein Einzelnes von diesen kann verwendet werden oder eine Mischung von zwei oder mehreren kann verwendet werden.
Das Silikonöl kann hier beispielhaft angegeben werden durch Dimethylsilikonöle, Methylphenylsilikonöle, α-methylstyrol-modifizierte Silikonöle, Chlorphenylsilikonöle und fluor-modifizierte Silikonöle.
Eine C_10-22-Fettsäure wird vorteilhafterweise für die langkettige Fettsäure verwendet, und diese kann eine geradkettige Fettsäure oder eine verzweigte Fettsäure sein. Zusätzlich kann eine gesättigte Fettsäure oder eine ungesättigte Fettsäure verwendet werden.
Von den Vorhergehenden stellen geradkettige gesättigte C_10-22-Fettsäuren leicht eine gleichmäßige Behandlung der Oberfläche der anorganischen Feinteilchen bereit und sind daher stark bevorzugt.
Die geradkettige gesättigte Fettsäure kann beispielhaft angegeben werden durch Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure und Beheninsäure.
Mit Silikonöl behandelte Siliciumoxidfeinteilchen sind von den anorganischen Feinteilchen bevorzugt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Bevorzugter sind Siliciumoxidfeinteilchen, die mit einer Siliciumverbindung und einem Silikonöl behandelt sind, weil dies eine bevorzugte Steuerung der Hydrophobizität unterstützt.
Das Verfahren für die Behandlung von Siliciumoxidfeinteilchen mit Silikonöl kann durch Verfahren beispielhaft angegeben werden, in welchen ein mit einer Siliciumverbindung behandeltes anorganisches Feinpulver direkt mit einem Silikonöl in, zum Beispiel, einem Henschelmischer gemischt wird, und durch Verfahren, in welchen das Silikonöl auf ein anorganisches Feinpulver gesprüht wird. Oder ein Verfahren kann verwendet werden, in welchem ein Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird; das anorganische Feinpulver wird nachfolgend unter Mischen dazu gegeben; und das Lösungsmittel wird entfernt.
Um eine hervorragende Hydrophobizität zu erzielen, ist die Menge der Behandlung mit Silikonöl, ausgedrückt pro 100 Massenteilen der Siliciumoxidfeinteilchen, bevorzugt von mindestens 1 Massenteil bis nicht mehr als 40 Massenteile, und bevorzugter von mindestens 3 Massenteilen bis nicht mehr als 35 Massenteilen.
Mit Blick auf die Ausgewogenheit zwischen der Entwicklungsleistung und der Fixierungsleistung ist der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) des erfindungsgemäßen magnetischen Toners bevorzugt von mindestens 7,0 µm bis nicht mehr als 12,0 µm, bevorzugter von mindestens 7,5 µm bis nicht mehr als 11,0 µm und noch bevorzugter von mindestens 7,5 µm bis nicht mehr als 10,0 µm.
Die durchschnittliche Zirkularität des erfindungsgemäßen magnetischen Toners ist bevorzugt von mindestens 0,955 und nicht mehr als 0,980, und ist bevorzugter von mindestens 0,957 bis nicht mehr als 0,980.
Durch ein Aufweisen einer durchschnittlichen Zirkularität des magnetischen Toners von mindestens 0,955 kann eine Toneroberflächenkonfiguration erzielt werden, die wenige abgesenkte Abschnitte aufweist, und der Fixierstatus der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen und der mittel-fixierten anorganischen Teilchen kann leicht gesteuert werden, was dies bevorzugt macht.
Die durchschnittliche Zirkularität des erfindungsgemäßen magnetischen Toners kann in dem angegebenen Bereich durch das Verfahren für die Herstellung des magnetischen Toners und durch Einstellung der Herstellungsbedingungen eingestellt werden.
Beispiele der Verfahren für die Herstellung des erfindungsgemäßen magnetischen Toners werden hier im Folgenden bereitgestellt, aber dies ist nicht als eine Beschränkung darauf beabsichtigt.
Der erfindungsgemäße magnetische Toner kann durch jedes bekannte Verfahren ohne besondere Beschränkung hergestellt werden, solange das Herstellungsverfahren einen Schritt aufweist, der den Fixierstatus der anorganischen Feinteilchen einstellen kann und das bevorzugt einen Schritt aufweist, in welchem die durchschnittliche Zirkularität eingestellt werden kann.
Derartige Herstellungsverfahren können bevorzugt durch das folgende Verfahren beispielhaft angegeben werden. Als Erstes werden das Bindemittelharz und der magnetische Körper und andere optionale Materialien, wie etwa ein Trennmittel und ein Ladungssteuerungsmittel, unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschel-Mischers oder einer Kugelmühle, gründlich gemischt, und dem gefolgt Schmelzen und Kneten unter Verwendung eines geheizten Kneters, wie etwa einer Walze, einem Kneter oder einem Extruder, um die Mischungsfähigkeit zwischen den Harzen zu induzieren.
Nach Kühlen und Verfestigen wird das erhaltene Schmelzknetgut grob pulverisiert, fein pulverisiert und klassiert, um magnetische Tonerteilchen zu erhalten, und der magnetische Toner kann dann erhalten werden durch externe Zugabe mit Mischen eines externen Zusatzstoffs, zum Beispiel, anorganische Feinteilchen, zu den erhaltenen magnetischen Tonerteilchen.
Die Mischvorrichtung kann hier beispielhaft angegeben werden durch den Henschel-Mischer (Mitsui Mining Co., Ltd.); Supermixer (Kawata Mfg. Co., Ltd.), Ribocone (Okawara Corporation); Nauta Mixer, Turbolizer und Cyclomix (Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin Mixer (Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.) und Loedige Mixer (Matsubo Corporation).
Der Kneter kann beispielhaft angegeben werden durch den KRC Kneader (Kurimoto, Ltd.); Buss Ko-Kneader (Buss Corp.); TEM Extruder (Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX-Doppelschraubenkneter (The Japan Steel Works, Ltd.); PCM Kneader (Ikegai Ironworks Corporation); Dreiwalzenmühlen, Mischwalzenmühlen und Kneter (Inoue Manufacturing Co., Ltd.); Kneadex (Mitsui Mining Co., Ltd.); Modell MS Druckkneter und Kneader-Ruder (Moriyama Mfg. Co., Ltd.); und den Banbury-Mixer (Kobe Steel, Ltd.). Der Pulverisator kann beispielhaft angegeben werden durch Counter Jet Mill, Micron Jet und Inomizer (Hosokawa Micron Corporation); IDS Mill und PJM Jet Mill (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); Cross Jet Mill (Kurimoto, Ltd.); Ulmax (Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet-O-Mill (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); Turbo Mill (Turbo Kogyo Co., Ltd.); und Super Rotor (Nisshin Engineering Inc.).
Bei den Vorhergehenden kann die durchschnittliche Zirkularität durch Einstellen der Abgastemperatur während der Feinpulverisierung unter Verwendung einer Turbo Mill gesteuert werden. Eine geringere Abgastemperatur (zum Beispiel nicht mehr als 40°C) stellt einen geringeren Wert für die durchschnittliche Zirkularität bereit, während eine höhere Abgastemperatur (zum Beispiel etwa 50°C) einen höheren Wert für die durchschnittliche Zirkularität bereitstellt.
Der Klassierer kann beispielhaft angegeben werden durch Classiel, Micron Classifier und Spedic Classifier (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Turbo Classifier (Nisshin Engineering Inc.); Micron Separator, Turboplex (ATP) und TSP Separator (Hosokawa Micron Corporation); Elbow Jet (Nittetsu Mining Co., Ltd.); Dispersion Separator (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); und YM Microcut (Yasukawa Shoji Co., Ltd.).
Siebvorrichtungen, die verwendet werden können um die groben Teilchen zu sieben, können durch die Ultrasonic (Koei Sangyo Co., Ltd.), Rezona Sieve und Gyro-Sifter (Tokuju Corporation), Vibrasonic System (Dalton Co., Ltd.), Soniclean (Sintokogio, Ltd.), Turbo Screener (Turbo Kogyo Co., Ltd.), Microsifter (Makino Mfg. Co., Ltd.) und kreisförmige vibrierende Siebe beispielhaft angegeben werden.
Um den erfindungsgemäßen magnetischen Toner zuzubereiten, werden die vorher beschriebenen aufbauenden Materialien des magnetischen Toners gründlich mit einem Mischer gemischt und nachfolgend gründlich unter Verwendung eines Kneters geknetet, und, nach Kühlen und Verfestigen, wird eine grobe Pulverisierung gefolgt durch Feinpulverisierung und Klassieren der erhaltenen magnetischen Tonerteilchen durchgeführt. Gegebenenfalls kann dem Klassierungsschritt eine Oberflächenmodifikation und Einstellen der durchschnittlichen Zirkularität der magnetischen Tonerteilchen unter Verwendung eines Oberflächenmodifikationsgerätes folgen, um die fertigen magnetischen Tonerteilchen zu erzielen.
Nachdem die magnetischen Tonerteilchen erzielt wurden, kann der erfindungsgemäße magnetische Toner durch Zugabe der anorganischen Feinteilchen und Durchführen eines externen Zugabe- und Mischverfahrens, bevorzugt unter Verwendung des im Folgenden beschriebenen Mischverfahrensgerät, hergestellt werden.
Ein Schritt bei der Herstellung eines besonders bevorzugten magnetischen Toners in der vorliegenden Erfindung kann beispielhaft angegeben werden durch einen Warmluftstromverfahrensschritt, in welchem, zum Beispiel, eine Oberflächenmodifikation des magnetischen Toners durch unmittelbares Blasen eines Hochtemperaturwarmluftstroms auf die magnetische Tonerteilchenoberfläche und danach sofortiges Kühlen des magnetischen Tonerteilchens mit einem kalten Luftstrom.
Die Modifikation der Tonerteilchenoberfläche durch einen derartigen Warmluftstromverfahrensschritt kann, weil er die Anwendung von übermäßiger Wärme an das magnetische Tonerteilchen vermeidet, eine Oberflächenmodifikation des magnetischen Tonerteilchens bereitstellen, während die Verschlechterung der Rohmaterialbestandteile vermieden wird, und ebenfalls die einfache Einstellung der für die vorliegende Erfindung bevorzugten durchschnittlichen Zirkularität unterstützen.
Zum Beispiel kann ein Oberflächenmodifikationsgerät, wie in der 1 gezeigt, in dem Warmluftstromverfahrensschritt für das magnetische Tonerteilchen verwendet werden. Unter Verwendung einer Automatikzufuhr 52 wird das magnetische Tonerteilchen 51 durch eine Zufuhrdüse 53 geführt und in einer vorgeschriebenen Menge zu dem Inneren des Oberflächenmodifikationsgeräts 54 geführt. Weil das Innere des Oberflächenmodifikationsgeräts 54 durch ein Gebläse 59 abgesaugt wird, werden die von der Zufuhrdüse 53 eingebrachten Tonerteilchen 51 in dem Inneren des Geräts dispergiert. Die in dem Inneren des Geräts dispergierten magnetischen Tonerteilchen 51 werden einer Oberflächenmodifikation durch unmittelbare Anwendung von Wärme durch einen Warmluftstrom unterzogen, der von einer Warmluftstromeinbringungsöffnung 55 eingebracht wird. Der Warmluftstrom wird durch eine Heizvorrichtung in der vorliegenden Erfindung hergestellt, aber es gibt keine besondere Beschränkung auf das Gerät solange es einen Warmluftstrom erzeugen kann, der ausreichend ist, um die Oberflächenmodifikation des Tonerteilchens zu bewirken.
Die Temperatur des Warmluftstroms ist bevorzugt 180 bis 400°C und ist bevorzugter 200 bis 350°C.
Die Fließgeschwindigkeit des Warmluftstroms ist bevorzugt 4 m³/min bis 10 m³/min, bevorzugter 5 m³/min bis 8 m³/min.
Die Fließgeschwindigkeit des Kaltluftstroms ist bevorzugt 2 m³/min bis 6 m³/min, und bevorzugter 3 m³/min bis 5 m³/min.
Die Gebläseluftfließgeschwindigkeit ist bevorzugt 10 m³/min bis 30 m³/min, und ist bevorzugter 12 m³/min bis 25 m³/min.
Die Injektionsluftfließgeschwindigkeit ist bevorzugt 0,2 m³/min bis 3 m³/min, und ist bevorzugter 0,5 m³/min bis 2 m³/min. Das oberflächenmodifizierte magnetische Tonerteilchen 57 wird augenblicklich durch einen Kaltluftstrom, eingeführt von einer Kaltluftstromeinbringungsöffnung 56, gekühlt. Flüssiger Stickstoff wird für den Kaltluftstrom in der vorliegenden Erfindung verwendet, aber es gibt keine besondere Beschränkung auf das Mittel, solange wie das oberflächenmodifizierte magnetische Tonerteilchen 57 augenblicklich gekühlt werden kann. Die Temperatur des Kaltluftstroms ist bevorzugt 2 bis 15°C und bevorzugter 2 bis 10°C. Die oberflächenmodifizierten magnetischen Tonerteilchen 57 werden durch das Gebläse 59 abgesaugt und durch einen Zyklon 58 gesammelt.
Der Warmluftstromverfahrensschritt ist in der vorliegenden Erfindung insbesondere vom Standpunkt der Einstellung des Fixierstatus der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen sehr bevorzugt. Die Einstellung des Fixierstatus der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen kann spezifisch wie folgt durchgeführt werden.
Die magnetischen Tonerteilchen werden zunächst dem externen Zugabe- und Mischverfahren mit den anorganischen Feinteilchen unter Verwendung eines wie vorher beschriebenen Mischers unterzogen, um magnetische Tonerteilchen vor dem Warmluftstromverfahren zu erhalten. Die magnetischen Tonerteilchen vor dem Warmluftstromverfahren werden nachfolgend zu dem in der 1 gezeigten Oberflächenmodifikationsgerät zugeführt, und, durch die Durchführung des Warmluftstromverfahrens wie vorher beschrieben werden die anorganischen Feinteilchen, die extern zugegeben und gemischt wurden, stark durch das Bedecken mit dem Bindemittelharz fixiert, welches durch den Warmluftstrom halb geschmolzen ist. Das magnetische Tonerteilchen wird bevorzugt einem derartigen externen Zugabe- und Mischverfahren mit dem anorganischen Feinteilchen und dem Warmluftstromverfahren unterzogen. Dem folgt bevorzugt ein zusätzliches externes Zugeben und Mischen mit anorganischen Feinteilchen.
Zu diesem Zeitpunkt kann der Fixierungszustand der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen durch die Auswahl der anorganischen Feinteilchen eingestellt werden, die zu den magnetischen Tonerteilchen vor dem Warmluftstromverfahren zugegeben werden, und durch Einstellung jeder Zugabemenge und ebenfalls durch Optimierung der Verfahrensbedingungen in dem Warmluftstromverfahren.
Insbesondere ist die Durchführung des Warmluftstromverfahrens bevorzugt, um das Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen auf mindestens 60,0 Flächen-% zu erbringen, welches ein wichtiges kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. Jedoch wird die vorliegende Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt.
Ein in der vorliegenden Erfindung bevorzugtes externes Zugabe- und Mischverfahrensgerät wird im Folgenden beschrieben.
Die Verwendung des folgenden externen Zugabe- und Mischverfahrensgeräts, wie in der 2 gezeigt, ist stark bevorzugt, damit die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen und schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen die vorher beschriebenen Zustände erfüllen, wenn das Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen die mindestens 60,0 Flächen-% der vorliegenden Erfindung sind. Dieses Mischverfahrensgerät kann das Fixieren der anorganischen Feinteilchen auf die Tonerteilchenoberfläche erbringen, während Sekundärteilchen zu Primärteilchen reduziert werden, weil es eine Struktur aufweist, die Scherkräfte in einem schmalen Leerraumbereich zwischen den magnetischen Tonerteilchen und den anorganischen Feinteilchen ausübt. Als eine Konsequenz werden die Mengen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen und der mittel-fixierten anorganischen Teilchen einfach gesteuert, selbst wenn das Bedeckungsverhältnis der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen für mindestens 60,0 Flächen-% wie in der vorliegenden Erfindung ist, und dies ist folglich stark bevorzugt.
Außerdem wird, wie im Folgenden beschrieben, die Steuerung eines Zustands der anorganischen Feinteilchenfixierung, die in der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, leicht erzielt, weil die Zirkulation der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen in der Achsenrichtung des rotierenden Elements erleichtert wird, und weil ein gründliches und gleichmäßiges Mischen vor der Entwicklung des Fixierens erleichtert wird.
Die 3 ist andererseits ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel des in dem vorher erwähnten Mischverfahrensgerät verwendeten Rührelements zeigt. Das vorher erwähnte externe Zugabe- und Mischverfahren für anorganische Feinteilchen wird im Folgenden unter Verwendung der 2 und 3 beschrieben.
Dieses Mischverfahrensgerät, das das externe Zugeben und Mischen der anorganischen Feinteilchen durchführt, weist ein rotierendes Element 2 auf, auf dessen Oberfläche mindestens eine Mehrzahl von Rührelementen 3 angeordnet sind; ein Antriebselement 8, welches die Rotation des rotierenden Elements antreibt; und ein Hauptgehäuse 1, welches angeordnet ist, um einen Spalt mit den Rührelementen 3 aufzuweisen.
Der Spalt (Leerraum) zwischen dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 und dem Rührelement 3 wird bevorzugt konstant und sehr klein gehalten, um eine gleichmäßige Scherkraft an die magnetischen Tonerteilchen auszuüben und das Fixieren der anorganischen Feinteilchen auf die magnetische Tonerteilchenoberfläche zu erleichtern, während Sekundärteilchen zu Primärteilchen reduziert werden.
Der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 in diesem Gerät ist nicht mehr als zweimal der Durchmesser des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2. Ein Beispiel wird in der 2 gezeigt, in welchem der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses das 1- bis 1,7-fache des Durchmessers des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2 ist (der Stammdurchmesser, der durch Ausnehmen der Rührelemente 3 von dem rotierenden Element 2 gebildet wird). Wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 nicht mehr als zweimal der Durchmesser des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2 ist, wird eine Aufprallkraft in befriedigender Weise auf die anorganischen Feinteilchen ausgeübt, die Sekundärteilchen wurden, da der Verarbeitungsraum, in welchem die Kräfte auf die magnetischen Tonerteilchen wirken, in geeigneter Weise beschränkt ist.
Zusätzlich wird Leerraum bevorzugt in Übereinstimmung mit der Größe des Hauptgehäuses eingestellt. Eine adäquate Scherkraft kann an die anorganischen Feinteilchen durch Einstellen davon auf etwa mindestens 1% bis nicht mehr als 5% des Durchmessers des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 ausgeübt werden. Wenn spezifisch der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 etwa 130 mm ist, ist der Leerraum bevorzugt etwa von mindestens 2 mm bis nicht mehr als 5 mm; wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses etwa 800 mm ist, wird der Leerraum bevorzugt auf etwa von mindestens 10 mm bis nicht mehr als 30 mm eingestellt.
In dem Verfahren der externen Zugabe und des Mischens der anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung erfolgen Mischen und externe Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu der magnetischen Tonerteilchenoberfläche unter Verwendung des Mischgerätverfahrens durch Rotieren des rotierenden Elements 2 durch das Antriebselement 8 und Rühren und Mischen der magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen, die in das Mischverfahrensgerät eingebracht wurden.
Wie in der 3 gezeigt, wird mindestens ein Teil der Mehrzahl der Rührelemente 3 als ein Vorwärtstransportrührelement 3a gebildet, das, in Begleitung der Rotation des rotierenden Elements 2, magnetische Tonerteilchen und anorganische Feinteilchen in einer Richtung entlang der Axialrichtung des rotierenden Elements transportiert. Zusätzlich wird mindestens ein Teil der Mehrzahl der Rührelemente 3 als ein Rücktransportrührelement 3b gebildet, das, in Begleitung der Rotation des rotierenden Elements 2, die magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in der anderen Richtung entlang der Axialrichtung des rotierenden Elements zurückführt.
Wenn hierbei eine Rohmaterialeinlassöffnung 5 und eine Produktausstoßöffnung 6 an den zwei Enden des Hauptgehäuses 1 angeordnet sind, wie in der 2, ist die Richtung auf die Produktausstoßöffnung 6 von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 (die Richtung nach rechts in der 3) die „Vorwärtsrichtung“.
Das heißt, wie in der 3 gezeigt, ist die Vorderseite des Transportrührelements 3a geneigt, um so die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen in die Vorwärtsrichtung (13) zu transportieren. Andererseits ist die Vorderseite des Rücktransportrührelements 3b geneigt, um so die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen in die Rückwärtsrichtung (12) zu transportieren.
Dadurch werden die externe Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu der magnetischen Tonerteilchenoberfläche und Mischen durchgeführt, während wiederholt ein Transport in die „Vorwärtsrichtung“ (13) und ein Transport in die „Rückwärtsrichtung“ (12) durchgeführt wird.
Zusätzlich bilden, mit Blick auf die Rührelemente 3a und 3b, eine Mehrzahl von Elementen, die in Abständen in der Umfangsrichtung des rotierenden Elements 2 angeordnet sind, einen Satz. In dem in der 3 gezeigten Beispiel bilden zwei Elemente in einem Intervall von 180° miteinander einen Satz der Rührelemente 3a, 3b auf dem rotierenden Element 2, aber eine größere Anzahl von Elementen kann einen Satz bilden, wie etwa drei bei einem Intervall von 120° oder vier bei einem Intervall von 90°.
In dem in der 3 gezeigten Beispiel sind eine Gesamtheit von zwölf Rührelementen 3a, 3b in einem gleichen Intervall gebildet.
Außerdem zeigt D in der 3 die Breite eines Rührelements an, und d zeigt den Abstand an, der den Überlappungsteil eines Rührelements darstellt. In der 3 ist D bevorzugt eine Breite, die mindestens von mindestens 20% bis nicht mehr als 30% der Länge des rotierenden Elements 2 ist, wenn sie vom Standpunkt des Erbringens eines effizienten Transports der magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung betrachtet werden. Die 3 zeigt ein Beispiel, in welchem D 23% ist. Wenn außerdem eine Verlängerungslinie in die rechtwinklige Richtung von der Position des Endes des Rührelements 3a gezeichnet wird, weisen die Rührelemente 3a und 3b bevorzugt einen bestimmten überlappenden Bereich d des Rührelements 3a mit dem Rührelement 3b auf. Dies ermöglicht es, effizient Scherkräfte an die anorganischen Feinteilchen auszuüben, die Sekundärteilchen wurden. Dieses d ist von dem Standpunkt der Anwendung der Scherkraft bevorzugt von mindestens 10% bis nicht mehr als 30% von D.
Zusätzlich zu der in der 3 gezeigten Form kann die Klingenform - insoweit die magnetischen Tonerteilchen in die Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung transportiert werden können und der Leerraum beibehalten wird - eine Form mit einer gekrümmten Oberfläche oder eine Paddelstruktur, in welchem ein distales Klingenelement mit dem rotierenden Element 2 durch einen balkenförmigen Arm verbunden ist, sein.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in zusätzlichen Einzelheiten mit Bezugnahme auf die schematischen Diagramme der in den 2 und 3 gezeigten Geräte beschrieben. Das in der 2 gezeigte Gerät weist ein Rotationselement 2 auf, welches mindestens eine Mehrzahl von Rührelementen 3 auf seiner Oberfläche angeordnet aufweist; ein Antriebselement 8, das die Rotation des Rotationselements 2 antreibt; und ein Hauptgehäuse 1, welches angeordnet wird, um einen Spalt mit den Rührelementen 3 zu bilden. Es weist ebenfalls eine Ummantelung 4 auf, in welchem ein Wärmeübertragungsmedium fließen kann und welche an der Innenseite des Hauptgehäuses 1 und an der Endoberfläche 10 des rotierenden Elements 2 vorhanden ist.
Zusätzlich weist das in der 2 gezeigte Gerät eine Rohmaterialeinlassöffnung 5 auf, welche auf der Oberseite des Hauptgehäuses 1 zu dem Zweck des Einbringens der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen gebildet ist, und weist eine Produktauslassöffnung 6 auf, welche an der unteren Seite des Hauptgehäuses 1 zum Zwecke des Entladens des magnetischen Toners, der dem externen Zugabe- und Mischverfahren unterzogen wurde, von dem Hauptgehäuse 1 nach außen gebildet ist.
Das in der 2 gezeigte Gerät weist ebenfalls ein Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 auf, das in die Rohmaterialeinlassöffnung 5 eingefügt ist, und ein Produktausstoßöffnungsinnenstück 17, das in die Produktausstoßöffnung 6 eingefügt ist. In der vorliegenden Erfindung wird zuerst das Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 aus der Rohmaterialeinlassöffnung 5 entfernt, und die magnetischen Tonerteilchen werden von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 in den Verarbeitungsraum 9 eingeführt. Dann werden die anorganischen Feinteilchen aus der Rohmaterialeinlassöffnung 5 in den Verarbeitungsraum 9 eingebracht, und das Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück 16 wird eingefügt. Das Element 2 wird nachfolgend durch das Antriebselement 8 (11 stellt die Rotationsrichtung dar) gedreht, und das dadurch eingebrachte zu verarbeitende Material wird dem externen Zugabe- und Mischverfahren unterzogen, während es durch die Mehrzahl der Rührelemente 3, die auf der Oberfläche des rotierenden Elements 2 angeordnet sind, gerührt und gemischt wird. Die Abfolge des Einbringens kann ebenfalls als erstes das Einbringen der anorganischen Feinteilchen durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 und dann Einbringen der magnetischen Tonerteilchen durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 sein. Zusätzlich können die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen im Vornherein unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschel-Mischers, gemischt werden, und die Mischung kann danach durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 des in der 2 gezeigten Geräts eingebracht werden.
Da zusätzlich das Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung mindestens 60,0 Flächen-% ist, wird bevorzugt ein Zweistufen-Mischen durchgeführt, in welchem die magnetischen Tonerteilchen und ein Teil der anorganischen Feinteilchen zu einer Zeit gemischt werden, gefolgt durch die weitere Zugabe und Mischen der verbleibenden anorganischen Feinteilchen.
Dieses Zweistufen-Mischen ist bevorzugt, weil es die Steuerung der Fixierung der anorganischen Feinteilchen erleichtert, zum Beispiel erleichtert es die wirkungsvolle Bildung der mittel angehafteten anorganischen Feinteilchen, und tut dies so selbst für eine magnetische Tonerteilchenoberfläche mit einer hohen angeblichen Härte, welche beständig gegen Fixieren anorganischer Feinteilchen ist.
Insbesondere ist die Verwendung eines externen Zugabe- und Mischverfahrensgeräts wie in der 2 für die Erzielung der geeigneten Menge der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen bevorzugt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt.
Es ist spezifischer, mit Blick auf die Bedingungen des externen Zugabe- und Mischverfahrens, wie vorher beschrieben die Steuerung der Kraft des Antriebselements 8 von mindestens 0,2 W/g bis nicht mehr als 2,0 W/g bei der Steuerung der Fixierung bevorzugt.
Wenn die Leistung geringer als 0,2 W/g ist, dann wird es schwierig die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen zu bilden, und es kann nicht möglich sein, einen bevorzugten Zustand der anorganischen Feinteilchenfixierung für die vorliegende Erfindung zu steuern. Andererseits ist oberhalb 2,0 W/g eine Tendenz für das anorganische Feinteilchen vorhanden, übermäßig eingebettet zu enden.
Die Verarbeitungszeit ist nicht besonders beschränkt, aber sie ist bevorzugt von mindestens 3 Minuten bis nicht mehr als 10 Minuten.
Die Rotationsgeschwindigkeit der Rührelemente während externer Zugabe und Mischen ist nicht besonders beschränkt. Für das in der 2 gezeigte Gerät, in welchem das Volumen des Verarbeitungsraums 9 des Geräts 2,0 × 10^-3 m³ ist, ist U/min der Rührelemente - wenn die Form der Rührelemente 3 wie in der 3 gezeigt ist - bevorzugt von mindestens 800 U/min bis nicht mehr als 3000 U/min. Die Verwendung von mindestens 800 U/min bis nicht mehr als 3000 U/min unterstützt die einfache Steuerung eines bevorzugten Zustands der anorganischen Feinteilchenfixierung für die vorliegende Erfindung.
Ein besonders bevorzugtes Verarbeitungsverfahren für die vorliegende Erfindung weist einen Vormischschritt vor dem externen Zugabe- und Mischverfahrensschritt auf. Das Einschieben eines Vormischschritts erzielt eine sehr gleichmäßige Dispersion der anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche, und als ein Ergebnis wird eine Steuerung eines bevorzugten Zustands des anorganischen Feinteilchenfixierens einfacher erzielt.
Spezifischer sind die Vormischverarbeitungsbedingungen bevorzugt eine Leistung bei dem Antriebselement 8 von mindestens 0,06 W/g bis nicht mehr als 0,20 W/g und eine Verarbeitungszeit von mindestens 0,5 Minuten bis nicht mehr als 1,5 Minuten. Es neigt dazu schwierig zu sein, ein befriedigendes gleichmäßiges Mischen bei dem Vormischen zu erzielen, wenn die Ladenungsleistung unterhalb 0,06 W/g ist, oder die Verarbeitungszeit kürzer als 0,5 Minuten für die Vormischungsverarbeitungsbedingungen ist. Wenn andererseits die geladene Leistung höher als 0,20 W/g ist, oder die Verarbeitungszeit länger als 1,5 Minuten für die Vormischungsverarbeitungsbedingungen ist, können die anorganischen Feinteilchen fixiert auf die magnetische Tonerteilchenoberfläche enden, bevor ein befriedigend gleichmäßiges Mischen erzielt wurde.
Für das in der 2 gezeigte Gerät, in welchem das Volumen des Verarbeitungsraums 9 des Geräts 2,0 × 10^-3 m³ ist, ist der U/min der Rührelemente in dem Vormischungsverfahren bevorzugt von mindestens 50 U/min bis nicht mehr als 500 U/min für die U/min der Rührelemente, wenn die Form der Rührelemente 3 wie in der 3 gezeigt ist.
Nachdem das externe Zugabe- und Mischverfahren beendet wurde, wird das Produktausstoßöffnungsinnenstück 17 in der Produktausstoßöffnung 6 entfernt, und das rotierende Element 2 wird durch das Antriebselement 8 gedreht, um den magnetischen Toner aus der Produktausstoßöffnung 6 auszustoßen. Gegebenenfalls können grobe Teilchen und so weiter von dem erhaltenen magnetischen Toner unter Verwendung eines Siebes, zum Beispiel eines zirkulierenden vibrierenden Siebes, entfernt werden, um den magnetischen Toner zu erhalten.
Ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts, das vorteilhafterweise den erfindungsgemäßen magnetischen Toner verwendet, wird spezifisch im Folgenden mit Bezugnahme auf die 4 beschrieben. In der 4 ist 100 ein ein elektrostatisches latentes Bild tragendes Element (hiernach im Folgenden ebenfalls als ein lichtempfindliches Element bezeichnet), und die Folgenden werden, unter anderem, auf seinem Umfang angeordnet: eine Ladungswalze 117, eine Entwicklungsvorrichtung 140 mit einer Entwicklungshülse 102, eine Übertragungsladungswalze 114, ein Reinigerbehälter 116, eine Fixierungseinheit 126 und eine Abnahmewalze 124. Das ein elektrostatisches Bild tragende Element 100 wird durch die Ladungswalze 117 geladen. Lichtexposition erfolgt durch Bestrahlen des ein elektrostatisches Bild tragenden Elements 100 mit Laserlicht aus einem Lasergenerator 121, um ein elektrostatisch latentes Bild entsprechend dem beabsichtigten Bild zu erzeugen. Das elektrostatisch latente Bild auf dem ein elektrostatisches Bild tragende Element 100 wird durch die Entwicklungsvorrichtung 140 mit einem Einkomponententoner entwickelt, um ein Tonerbild herzustellen, und das Tonerbild wird auf ein Übertragungsmaterial durch die Übertragungswalze 114 übertragen, welche das ein elektrostatisches Bild tragende Element mit dem dazwischen eingefügten Übertragungsmaterial kontaktiert. Das ein Tonerbild tragende Übertragungsmaterial wird zu der Fixierungseinheit 126 transportiert und ein Fixieren auf dem Übertragungsmaterial erfolgt. Zusätzlich wird der in einigem Umfang auf dem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Element verbleibende Toner durch eine Reinigungsklinge abgeschabt und in dem Reinigungsbehälter 116 aufbewahrt.
Die Verfahren für die Messung der verschiedenen, für die vorliegende Erfindung einschlägigen Eigenschaften werden im Folgenden beschrieben.
<Verfahren für die Messung der Mengen der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen>
Die anorganischen Feinteilchen werden an das magnetische Tonerteilchen in der vorliegenden Erfindung in drei Stufen beziehungsweise Niveaus fixiert, d.h. schwach, mittel und stark. Die Menge jedes davon wird durch quantitatives Bestimmen der Gesamtmenge der anorganischen Feinteilchen, die in dem magnetischen Toner enthalten sind, und Quantifizieren der anorganischen Feinteilchen, die auf dem magnetischen Tonerteilchen verbleiben nachdem die anorganischen Feinteilchen von dem magnetischen Toner abgelöst wurden, erhalten. In der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren des Ablösens der anorganischen Feinteilchen durch Dispergieren des magnetischen Toners in Wasser und Ausüben von Scherkräften unter Verwendung eines vertikalen Schüttlers oder eines Ultraschalldispergators durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt werden die anorganischen Feinteilchen unter Verwendung des Ausmaß des an dem magnetischen Toner ausgeübten Scherkraft in die unterschiedlichen Fixierstärken klassifiziert, das heißt schwach-fixiert oder mittel-fixiert, und die Mengen davon werden erhalten. Ein KM Shaker (Iwaki Industry Co., Ltd.) wird unter den folgenden gegebenen Bedingungen verwendet, um die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen abzulösen, während ein VP-050 Ultraschallhomogenisator (Taitec Corporation) unter den im Folgenden gegebenen Bedingungen verwendet wird, um die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen abzulösen. Der Gehalt der anorganischen Feinteilchen wird quantitativ unter Verwendung eines Axios-Röntgenfluoreszenzanalysators (PANalytical) und wird unter Verwendung der „SuperQ ver. 4.0F“ (PANalytical) bezeichneten Software, die damit geliefert wird, bestimmt, um die Messbedingungen einzustellen und die Messdaten zu analysieren. Die Messungen werden spezifisch wie folgt durchgeführt.
Quantitative Bestimmung des anorganischen Feinteilchengehalts in dem magnetischen Toner
Etwa 1 g des magnetischen Toners wird in einen Vinylchloridring mit einem Ringdurchmesser von 22 mm x 16 mm x 5 mm geladen, und eine Probe wird durch Kompression bei 100 kgf unter Verwendung einer Presse hergestellt. Die erhaltene Probe wird unter Verwendung eines Röntgenfluoreszenz- (XRF-) Analysators (Axios) gemessen und eine Analyse erfolgt unter Verwendung der damit gelieferten Software, um die Nettointensität (A) eines Elements zu erhalten, das aus den in dem magnetischen Toner enthaltenen anorganischen Feinteilchen stammt. Dann werden Proben für die Eichkurvenerstellung durch Schütteln der anorganischen Feinteilchen bei einer Zugabemenge von 0,0 Massen-%, 1,0 Massen-%, 2,0 Massen-% oder 3,0 Massen-% mit 100 Massenteilen der magnetischen Tonerteilchen zubereitet, und, unter dem wie vorher beschriebenen Vorgehen, wird eine Eichkurve für die anorganischen Feinteilchenmenge gegen die Nettointensität des Elements erstellt. Vor der XRF-Messung wird die Probe für die Eichkurvenerstellung bis zur Gleichmäßigkeit unter Verwendung von, zum Beispiel, einer Kaffeemühle gemischt. Die beigemischten anorganischen Feinteilchen beeinflussen diese Bestimmung nicht, solange wie die beigemischten anorganischen Feinteilchen einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen von mindestens 5 nm bis nicht mehr als 50 nm aufweisen. Die Menge der anorganischen Feinteilchen in dem magnetischen Toner wird aus der Eichkurve und dem numerischen Wert von (A) bestimmt.
Bei diesem Vorgehen werden an der magnetischen Toneroberfläche enthaltene Feinteilchen zunächst durch Elementanalyse identifiziert. Wenn hier zum Beispiel Siliciumoxidfeinteilchen vorhanden sind, kann der anorganische Feinteilchengehalt durch Zubereiten der Proben für die Eichkurvenerstellung unter Verwendung von Siliciumoxidfeinteilchen durch das vorher beschriebene Vorgehen aufgeklärt werden, und wenn Titanoxidfeinteilchen vorhanden sind, kann der anorganische Feinteilchengehalt durch Zubereiten der Proben für die Eichkurvenerstellung unter Verwendung von Titanoxidfeinteilchen mit dem vorher beschriebenen Vorgehen aufgeklärt werden.
Quantitative Bestimmung der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen
Eine Dispersion wird durch Einbringen von 20 g ionenausgetauschtem Wasser und 0,4 g des Tensids Contaminon N (eine wässrige Lösung von 10 Massen-% eines neutralen pH 7-Detergens für die Reinigung von Präzisionsmessinstrumenten, das ein nichtionisches Tensid, ein anionisches Tensid und einen organischen Gerüstbildner umfasst, von Wako Pure Chemicals Industries, Ltd.) in ein 30 ml Glasfläschchen (zum Beispiel VCV-30, äußerer Durchmesser: 35 mm, Höhe 70 mm, von Nichiden-Rika Glass Co., Ltd.) und gründliches Mischen zubereitet. Eine Vorverarbeitungsdispersion A wird durch Zugabe von 1,5 g des magnetischen Toners in dieses Fläschchen, und ruhen lassen bis der magnetische Toner sich auf natürliche Weise abgesetzt hat, zubereitet. Dem folgt durch Schütteln unter den im Folgenden angegebenen Bedingungen, um die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen abzulösen. Die Dispersion wird dann mit einem Vakuumfilter filtriert, um einen Filterkuchen A und ein Filtrat A zu erhalten, und der Filterkuchen A wird für mindestens 12 Stunden in einem Trockner getrocknet. Das in der Vakuumfiltration verwendete Filterpapier ist Nr. 5C von ADVANTEC (Teilchenrückhaltekapazität: 1 µm, entspricht dem Grad 5C in JIS P 3801 (1995)) oder ein dazu äquivalentes Filterpapier.
Das durch Trocknen gewonnene Material wird gemessen und unter Verwendung des gleichen Röntgenfluoreszenzanalysators (Axios) wie in (1) analysiert, und die im Folgenden beschriebene Menge der durch das Schütteln abgelösten anorganischen Feinteilchen wird aus den in (1) erhaltenen Eichkurvendaten und dem Unterschied zwischen der erhaltenen Nettointensität und der in (1) erhaltenen Nettointensität berechnet. Das heißt, die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen werden dadurch definiert, dass sie die anorganischen Feinteilchen sind, die abgelöst werden, wenn die durch Zugabe des magnetischen Toners zu einem Tensid-haltigen ionenausgetauschten Wasser zubereitete Dispersion unter den folgenden Bedingungen geschüttelt wird.
[Schüttler/Bedingungen]

Gerät: KM Shaker (Iwaki Industry Co., Ltd.)
Modell: V. SX
Schüttelbedingungen: Schütteln für 2 Minuten bei einer auf 50 eingestellten Geschwindigkeit (Schüttelgeschwindigkeit: 46,7 cm/Sekunde x 350 Hin- und-Zurück-Auslenkungen in 1 Minute, Schüttelamplitude: 4,0 cm)

Quantitative Bestimmung der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen
Nachdem eine Vorverarbeitungsdispersion A wie vorher unter (2) beschrieben zubereitet wurde, wurde ein Ultraschalldispersionsverfahren unter den folgenden Bedingungen durchgeführt, um die schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen, die in dem magnetischen Toner enthalten sind, abzulösen. Dem folgt Filtration der Dispersion mit einem Vakuumfilter, Trocknen und Messung und Analyse mit einem Röntgenfluoreszenzanalysator (Axios) wie in (2) beschrieben. Hierbei wurden die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen als die anorganischen Feinteilchen genommen, die nicht unter den Schüttelbedingungen in (2) abgelöst werden, aber die durch die Ultraschalldispersion unter den im Folgenden angegebenen Bedingungen abgelöst werden, während die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen als die anorganischen Feinteilchen genommen wurden, die stark in einem Umfang fixiert sind, dass sie nicht einmal durch Ultraschalldispersion unter den im Folgenden angegebenen Bedingungen abgelöst werden. Die Menge der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen wird aus der Nettointensität, die durch Röntgenfluoreszenzanalyse gewonnen und die in (1) erhaltenen Eichkurvendaten erhalten wird. Die Menge der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen wird durch Abziehen der erhaltenen Menge der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen und der Menge der in (2) erhalten schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen von dem in (1) erhaltenen Gehalt der anorganischen Feinteilchen erhalten.
Der Grund für eine 30-Minuten Dispersion bei den Dispersionsbedingungen ist wie folgt. Die 5 zeigt die Beziehung zwischen der Ultraschalldispersionszeit und der Nettointensität, die aus den Siliciumoxidfeinteilchen nach Ultraschalldispersion unter Verwendung des im Folgenden angegebenen Ultraschallhomogenisators herrührt, für einen magnetischen Toner, zu welchem extern Siliciumoxidfeinteilchen bei drei externen Zusatzstärken zugegeben wurde. Die 0-Minuten Dispersionszeit sind die Daten nach Bearbeitung durch den KM-Shaker in (2). Gemäß 5 schreitet die Ablösung der Siliciumoxidfeinteilchen durch die Ultraschalldispersion progressiv voran und wird für alle externen Zugabestärken nach einer Ultraschalldispersion für 20 Minuten in etwa konstant.
[Ultraschalldispersionsgerät/Bedingungen]
Gerät: VP-050 Ultraschallhomogenisator (TAITEC Corporation)
Mikrospitze: Mikrospitze vom Schritt-Typ, 2 mmϕ Spitzendurchmesser Position der Spitze der Mikrospitze: Mitte des Glasfläschchens, Höhe von 5 mm vom Boden des Fläschchens
Ultraschallbedingungen: 30% Intensität (15 W Intensität, 120 W/cm²), 30 Minuten. Der Ultraschall wird hier unter Kühlen des Fläschchens mit Eiswasser angelegt, um zu vermeiden, dass die Dispersion einem Anstieg in der Temperatur unterzogen wird.
<Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen>
Die schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen wurden zuerst mittels Dispersion unter den Ultraschalldispersionsbedingungen in „(3) Quantitative Bestimmung der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen“ entfernt, um eine Probe zuzubereiten, in welcher nur die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen an das magnetische Tonerteilchen fixiert sind. Das Bedeckungsverhältnis X der magnetischen Toneroberfläche durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen wird dann bestimmt, wobei wie im Folgenden beschrieben vorgegangen wird. Das Bedeckungsverhältnis X stellt den Prozentsatz der magnetischen Tonerteilchenoberfläche geteilt durch die Fläche dar, die durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen bedeckt ist.
Die Elementanalyse der Oberfläche der angegebenen Probe erfolgt unter Verwendung der folgenden Instrumente unter den folgenden Bedingungen.

· Messinstrument: Quantum 1000 X-ray Photoelectron Spectroscope (Marke, von Ulvac-Phi, Incorporated)
· Röntgenquelle: monochromes AI Kα
· Röntgeneinstellung: 100 µmϕ (25 W (15 KV)
· Photoelektronenstartwinkel: 45°
· Neutralisationsbedingungen: Kombination einer Neutralisationskanone und einer Ionenkanone
· Analysebereich: 300 × 200 µm
· Durchgangsenergie: 58,70 eV
· Schrittgröße: 1,25 eV
· Analytische Software: Multipak (von PHI)

Wenn Siliciumoxidfeinteilchen für die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen ausgewählt wurden, wurden C 1c (B.E. 280 bis 295 eV), O 1s (B.E. 525 bis 540 eV) und Si 2p (B.E. 95 bis 113 eV) verwendet, um den quantitativen Wert für das Si-Atom zu berechnen. Der quantitative Wert für das Element Si wird als Y1 bezeichnet.
Die Elementanalyse der Siliciumoxidfeinteilchen selbst wird dann unter Vorgehen wie vorher für die Elementanalyse der magnetischen Toneroberfläche durchgeführt, und der quantitative Wert für das Element Si, der dadurch erhalten wird, wird als Y2 bezeichnet.
Das Bedeckungsverhältnis X der magnetischen Toneroberfläche durch die anorganischen Feinteilchen wird für die vorliegende Erfindung durch die folgende Formel unter Verwendung dieser Y1 und Y2 definiert. $Bedeckungsverh \times (Flächen - %) = (Y1 / Y2) \times 100$
Um die Genauigkeit dieser Messung zu verbessern, erfolgt die Messung von Y1 und Y2 bevorzugt mindestens zweimal. Bei der Bestimmung des quantitativen Werts Y2 erfolgt die Messung unter Verwendung der anorganischen Feinteilchen, die für die externe Zugabe verwendet wurden, wenn diese erhältlich sind.
Falls Titanoxidfeinteilchen (oder Aluminiumoxidfeinteilchen) für die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen ausgewählt wurden, kann das Bedeckungsverhältnis X in ähnlicher Weise durch Bestimmung der vorher erwähnten Parameter Y1 und Y2 unter Verwendung des Elements Ti (oder des Elements AI für Aluminiumoxidfeinteilchen) bestimmt werden.
Falls hier eine Mehrzahl von anorganischen Feinteilchen für die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen ausgewählt wurden, zum Beispiel, falls Siliciumoxidfeinteilchen und Titanoxidfeinteilchen ausgewählt wurden, wird das Bedeckungsverhältnis für jedes bestimmt, und das anorganische Feinteilchenbedeckungsverhältnis kann dann durch Summieren von diesen berechnet werden.
Falls die anorganischen Feinteilchen unbekannt sind, werden die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen mittels Durchführen des gleichen Vorgehens wie unten in dem Verfahren für die Messung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) für die Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen durchgeführt. Die erhaltenen stark-fixierten anorganischen Feinteilchen werden einer Elementanalyse unterzogen, um ein Atom zu identifizieren, das diese anorganischen Feinteilchen aufbaut, und dies wird das analytische Ziel. Für die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen und die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen können die Ziele ebenfalls wie erforderlich durch Isolation und Durchführung der Elementanalyse identifiziert werden.
<Das Verfahren für die Messung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen>
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Primärteilchen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen wird aus dem Bild der anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche, das mit Hitachis S-4800 Feldemissionsrasterelektronenmikroskop mit ultrahoher Auflösung (Hitachi High-Technologies Corporation) aufgenommen wurde, berechnet. Die Bedingungen für die Bildaufnahme mit dem S-4800 sind wie folgt.
Probenvorbereitung
Zubereitung der schwach-fixierten Feinteilchenprobe
Ein Filtrat A wird mittels Durchführen des gleichen Vorgehens wie in dem vorhergehenden „(2) Quantitative Bestimmung der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen“ erhalten. Das Filtrat A wird in ein Schwingrotorglasröhrchen (50 ml) überführt und eine Auftrennung erfolgt unter Verwendung eines Zentrifugenseparators bei 3500 U/min für 30 Minuten. Nach visueller Überprüfung, dass die anorganischen Feinteilchen und die wässrige Lösung sich gut getrennt haben, wird die wässrige Lösung durch Dekantieren entfernt. Die anorganischen Feinteilchen, die verbleiben, werden zum Beispiel mit einem Spatel gewonnen und getrocknet, um eine S-4800-Betrachtungsprobe A zu erhalten.
Zubereitung der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchenprobe
Ein Filterkuchen A wird mittels Durchführung des gleichen Vorgehens wie in dem vorhergehenden „(2) Quantitative Bestimmung der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen“ erhalten. Nachdem wird eine Vorverarbeitungsdispersion B, in welchem sich der Filterkuchen A natürlich absetzen konnte, in der gleichen Art und Weise wie während der Zubereitung der Vorverarbeitungsdispersion A in „(2) Quantitative Bestimmung der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen“ erhalten. Das gleiche Ultraschalldispersionsverfahren wie in dem vorhergehenden „(3) Quantitative Bestimmung der mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen“ wird an dieser Vorverarbeitungsdispersion B durchgeführt, um die mittelfixierten anorganischen Feinteilchen abzulösen, die in dem Filterkuchen A vorhanden sind. Die Dispersion wird dann mit einem Vakuumfilter gefiltert, um ein Filtrat B zu erhalten, in welchem die mittelfixierten anorganischen Feinteilchen dispergiert sind. Das in der Vakuumfiltration verwendete Filterpapier ist Nr. 5C von ADVANTEC (Teilchenrückhaltekapazität: 1 µm, entspricht Grad 5C in JIS P 3801 (1995)) oder ein dazu äquivalentes Filterpapier. Dem folgend wird Betrachtungsprobe B durch Vorgehen wie vorher bei der Zubereitung der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchenprobe erhalten.
Zubereitung und Installation der Probenhalterung
Eine elektrisch leitfähige Paste wird in einer dünnen Schicht auf der Probenhalterung (15 mm × 6 mm Aluminiumprobenhalterung) verteilt und die gründlich pulverisierte Betrachtungsprobe A oder B wird darauf angeordnet. Ein Blasen mit Luft wird zusätzlich durchgeführt, um überschüssige anorganische Feinteilchen von der Probenhalterung zu entfernen und gründliches Trocknen durchzuführen. Der Probenstumpf wird in den Probenhalter gesetzt, und die Probenhalterungshöhe wird mit der Probenhöheschablone auf 36 mm eingestellt.
Einstellen der Bedingungen für die Betrachtung mit dem S-4800
Die Berechnung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers der Primärteilchen der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen erfolgt unter Verwendung der Bilder, die durch rückgestreute Elektronenbildbetrachtung mit dem S-4800 erhalten werden. Der Teilchendurchmesser kann mit hervorragender Genauigkeit unter Verwendung des rückgestreuten Elektronenbildes bemessen werden, weil die Aufladung weniger als für das sekundäre Elektronenbild ist.
Flüssiger Stickstoff wird bis zum Rand der Antikontaminationsfalle, die an das S-4800-Gehäuse angebracht ist, eingebracht und für 30 Minuten stehengelassen. Das „PCSTEM“ des S-4800 wird gestartet und ein Abbrennen (Engl.: „flashing“) wird durchgeführt (die FE-Spitze, welches die Elektronenquelle ist, wird gereinigt). Die Beschleunigungsspannungsanzeigefläche in der Steuerungstafel auf dem Bildschirm wird angeklickt und der [flashing]-Knopf wird gedrückt, um den Abbrenndurchführungsdialog zu öffnen. Eine Abbrennintensität von 2 wird bestätigt und die Ausführung erfolgt. Der Emissionsstrom aufgrund des Abrennens wird als 20 bis 40 µA bestätigt. Der Probenhalter wird in die Probenkammer des S-4800-Gehäuses eingeführt. [home] wird auf der Steuerungstafel gedrückt, um den Probenhalter in die Betrachtungsposition zu übertragen.
Die Beschleunigungsspannungsanzeigefläche wird geklickt, um den HV-Einstellungsdialog zu öffnen und die Beschleunigungsspannung wird auf [0,8 kV] und der Emissionsstrom wird auf [20 µA] eingestellt. In dem [base]-Tabulator der Betriebstafel wird die Signalauswahl auf [SE] eingestellt; [upper (U)] und [+BSE] werden für den SE-Detektor ausgewählt; und [L.A. 100] wird in dem Auswahlkästchen auf der Rechten von [+BSE] ausgewählt, um in den Betrachtungsmodus unter Verwendung des rückgestreuten Elektronenbildes zu gehen. Auf ähnliche Weise wird in dem [base]-Tabulator der Betriebstafel der Sondenstrom des elektronischen optischen Systems-Bedingungsblocks auf [Normal] eingestellt; der Fokusmodus wird auf [UHR] eingestellt; und WD wird auf [3,0 mm] eingestellt. Der [ON]-Knopf in der Beschleunigungsspannungsanzeigefläche der Steuerungstafel wird gedrückt, um die Beschleunigungsspannung anzulegen.
Berechnung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen
Die Vergrößerung wird auf 100000X (100k) durch Ziehen innerhalb der Vergrößerungsanzeigefläche der Steuerungstafel eingestellt. Der [COARSE]-Fokussierknopf auf der Betriebstafel wird gedreht und die Einstellung der Aperturabgleichung wird durchgeführt, wenn ein bestimmter Grad der Fokussierung erzielt wurde. [Align] wird in der Steuerungstafel gedrückt, und der Abgleichungsdialog wird angezeigt und [beam] wird ausgewählt. Der angezeigte Strahl wird zu dem Zentrum der konzentrischen Kreise durch Drehen des STIGMA/ALIGNMENT-Knöpfe (X, Y) auf der Betriebstafel bewegt. Dann wird [aperture] ausgewählt und die STIGMA/ALIGNMENT-Knöpfe (X, Y) werden einer zu jeder Zeit gedreht, um so einzustellen, dass die Bewegung des Bildes aufhört oder die Bewegung minimiert wird. Der Apertur-Dialog wird geschlossen und Fokussierung erfolgt mit dem Autofokus. Dieser Vorgang wird zweimal zusätzlich durchgeführt, um die Fokussierung zu erzielen.
Danach wird der durchschnittliche Teilchendurchmesser durch Messen des Teilchendurchmessers für mindestens 300 anorganische Feinteilchen bestimmt. Hierbei wird, da anorganische Feinteilchen ebenfalls als Aggregate vorhanden sein können, der Hauptdurchmesser an anorganischen Feinteilchen bestimmt, die als Primärteilchen bestätigt werden können, und der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen wird durch Ermitteln des arithmetischen Durchschnitts der erhaltenen Hauptdurchmesser erhalten. Zusätzlich kann, falls zum Beispiel die anorganischen Feinteilchen Siliciumoxidfeinteilchen sind und ein Gegenstand durch sein Äußeres nicht als ein Siliciumoxidfeinteilchen bestätigt werden kann, soweit erforderlich eine Elementanalyse durchgeführt werden, und der Teilchendurchmesser wird dann gemessen, während der Nachweis von Silicium als ein Hauptbestandteil bestätigt wird.
[Verfahren für die Messung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen]
Eine Probe B wird mittels Durchführen des Ablösens der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen von dem magnetischen Toner, Filtration und Trocknen unter Verwendung des gleichen Vorgehens wie in „(3) Verfahren für die Messung der Mengen der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen“ durchgeführt.
Zu der Probe B wird Tetrahydrofuran mit gründlichem Mischen zugegeben, gefolgt durch Ultraschalldispersion für 10 Minuten. Die magnetischen Teilchen werden mit einem Magneten angezogen und der Überstand wird abgegossen. Dieses Vorgehen wird fünfmal durchgeführt, um eine Probe C zu erhalten. Unter Verwendung dieses Vorgehens kann der organische Bestandteil, zum Beispiel das Harz außerhalb des magnetischen Körpers, nahezu vollständig entfernt werden. Da jedoch in Tetrahydrofuran unlösliches Material in dem Harz verbleiben kann, wird der restliche organische Bestandteil durch Erwärmen der Probe C, die durch das vorhergehende Vorgehen gewonnen wurde, auf 800°C verbrannt, und folglich wird eine Probe D gewonnen. Die Probe D wird unter Verwendung des S-4800 durch Vorgehen in der gleichen Art und Weise wie in (1-3) bis (3) von „Das Verfahren für die Messung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten und mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen“ betrachtet. Die Probe D enthält den magnetischen Körper und die anorganischen Feinteilchen, die stark an das magnetische Tonerteilchen fixiert waren. Deswegen wird der Teilchendurchmesser an mindestens 300 anorganischen Feinteilchen gemessen, während mittels angemessener Durchführung einer Elementanalyse überprüft wird, dass sie die anorganischen Feinteilchen sind, die das Ziel für die Messung sind, und der durchschnittliche Teilchendurchmesser wird dann bestimmt. Hierbei wird, da anorganische Feinteilchen ebenfalls als Aggregate vorhanden sein können, der Hauptdurchmesser an anorganischen Feinteilchen bestimmt, die als Primärteilchen bestätigt werden können, und der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen wird erhalten durch Ermitteln des arithmetischen Durchschnitts der erhaltenen Hauptdurchmesser.
<Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) und die Teilchengrößenverteilung des magnetischen Toners>
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) des magnetischen Toners wird durch Vorgehen wie folgt bestimmt. Das verwendete Messinstrument ist ein „Coulter Counter Multisizer 3“ (eingetragene Marke von Beckman Coulter, Inc.), ein Präzisionsteilchengrößenverteilungsmessinstrument, das auf der Grundlage des porenelektrischen Widerstandsprinzips arbeitet und mit einer 100 µm-Aperturröhre ausgestattet ist. Die Messbedingungen werden unter Verwendung der beigefügten zugehörigen Software, d. h., „Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51“ (von Beckman Coulter, Inc.) eingestellt und die Messdaten werden analysiert. Die Messungen erfolgen bei 25000 Kanälen für die Anzahl der effektiven Messkanäle.
Die für die Messungen verwendete wässrige Elektrolytlösung wird zubereitet durch Lösen von hochreinem Natriumchlorid in ionenausgetauschtem Wasser, um eine Konzentration von etwa 1 Massen-% bereitzustellen, und zum Beispiel „ISOTON II“ (von Beckman Coulter, Inc.) kann verwendet werden.
Die zugehörige Software wird vor Messung und Analyse wie folgt konfiguriert.
In dem Bildschirm „modify the standard operating method (SOM)“ in der zugehörigen Software wird die gesamte Zählanzahl in dem Steuerungsmodus auf 50000 Teilchen eingestellt; die Anzahl der Messungen wird auf einmal eingestellt; und der Kd-Wert wird auf den Wert erhalten unter Verwendung von „standard particle 10.0 µm“ (von Beckman Coulter, Inc.) eingestellt. Der Schwellenwert und der Geräuschpegel werden automatisch durch Drücken des „threshold value/noise level measurement button“ eingestellt. Zusätzlich wird der Strom auf 1600 µA eingestellt; der Anstieg wird auf 2 eingestellt; der Elektrolyt wird auf ISOTON II eingestellt; und eine Überprüfung wird eingegeben für die „post-measurement aperture tube flash“.
In dem Bildschirm „setting conversion from pulses to particle diameter“ der zugehörigen Software wird das Bin-Intervall auf logarithmischen Teilchendurchmesser eingestellt; der Teilchendurchmesserbin wird auf 256 Teilchendurchmessersammelbins eingestellt; und der Teilchendurchmesserbereich wird auf 2 µm bis 60 µm eingestellt.
Das spezifische Messvorgehen ist wie folgt.

(1) Etwa 200 ml der vorher beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung wird in einen 250-ml-Rundbodenglasbecher gegeben, der für die Verwendung mit dem Multisizer 3 vorgesehen ist, und dieser wird in dem Probenständer angeordnet und ein Rühren gegen den Uhrzeigersinn mit einem Rührstab wird bei 24 Umdrehungen pro Sekunde durchgeführt. Kontaminationen und Luftblasen innerhalb der Aperturröhre wurden vorher durch die „aperture flush“-Funktion der zugehörigen Software entfernt.
(2) Etwa 30 ml der vorher beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung werden in einen 100-ml-Flachbodenglasbecher gegeben. Dazu wird als ein Dispersionsmittel etwa 0,3 ml einer Lösung gegeben, die zubereitet wird durch etwa dreifache (Masse) Verdünnung mit ionenausgetauschtem Wasser von „Contaminon N“ (eine wässrige Lösung von 10 Massen-% eines neutralen pH 7-Detergens für die Reinigung von Präzisionsmessinstrumenten, das ein nichtionisches Tensid, ein anionisches Tensid und einen organischen Gerüstbildner umfasst, von Wako Pure Chemicals Industries, Ltd.).
(3) Ein „Ultrasonic Dispersion System Tetora 150“ (Nikkaki Bios Co., Ltd.) wird vorbereitet; dies ist ein Ultraschalldispergator mit einer elektrischen Ausgabe von 120 W, und ist ausgestattet mit zwei Oszillatoren (Oszillationsfrequenz = 50 kHz), die derartig angeordnet sind, dass die Phasen um 180° versetzt sind. Etwa 3,3 I ionenausgetauschtes Wasser wird in den Wassertank des Ultraschalldispergators gegeben und etwa 2 ml Contaminon N wird zu dem Wassertank gegeben.
(4) Der in (2) beschriebene Becher wird in die Becherhalteröffnung des Ultraschalldispergators gesetzt, und der Ultraschalldispergator wird gestartet. Die Höhe des Bechers wird in einer derartigen Art und Weise eingestellt, dass die Resonanzbedingung auf der Oberfläche der wässrigen Elektrolytlösung innerhalb des Bechers maximal ist.
(5) Während die wässrige Elektrolytlösung in dem gemäß (4) eingesetzten Becher mit Ultraschall bestrahlt wird, werden etwa 10 mg des magnetischen Toners zu der wässrigen Elektrolytlösung in kleinen Portionen zugegeben und eine Dispersion wird durchgeführt. Die Ultraschalldispersionsbehandlung wird für zusätzliche 60 Sekunden fortgeführt. Die Wassertemperatur im Wassertank wird während der Ultraschalldispersion angemessen gesteuert, um nicht weniger als 10°C und nicht mehr als 40°C zu sein.
(6) Unter Verwendung einer Pipette wird die in (5) zubereitete wässrige Elektrolytlösung, die den dispergierten magnetischen Toner enthält, in den Rundbodenkolben getropft, der, wie in (1) beschrieben, in dem Probenständer gesetzt ist, mit einer Einstellung, um eine Messkonzentration von etwa 5% bereitzustellen. Die Messung erfolgt dann bis die Anzahl der gemessenen Teilchen 50000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden durch die vorher erwähnte Software analysiert, die mit dem Instrument bereitgestellt wird, und der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) wird berechnet. Bei Einstellung auf Graph/Volumen-% mit der Software, ist der „average diameter“ auf dem Bildschirm „analysis/volumetric statistical value (arithmetic average)“ der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4).

<Verfahren für die Messung der durchschnittlichen Zirkularität des magnetischen Toners>
Die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners wird mit dem „FPIA-3000“ (Sysmex Corporation), einem Durchlaufteilchenbildanalysator unter Verwendung der Messung und Analysebedingungen aus dem Eichverfahren gemessen.
Das spezifische Messverfahren ist wie folgt. Zunächst werden etwa 20 ml ionenausgetauschtes Wasser, von welchem feste Verunreinigungen und so weiter vorher entfernt wurden, in den Glasbehälter gegeben. Dazu wird etwa 0,2 ml einer Verdünnung, die zubereitet wird durch etwa dreifache (Masse) Verdünnung mit ionenausgetauschtem Wasser von „Contaminon N“ (eine wässrige Lösung von 10 Massen-% eines neutralen pH 7-Detergens für die Reinigung von Präzisionsmessinstrumenten, das ein nichtionisches Tensid, ein anionisches Tensid und einen organischen Gerüstbildner umfasst, von Wako Pure Chemicals Industries, Ltd.), als ein Dispersionsmittel gegeben. Etwa 0,02 g der Messprobe wird ebenfalls zugegeben und eine Dispersionsbehandlung wird für zwei Minuten unter Verwendung eines Ultraschalldispergators durchgeführt, um eine Dispersion für die Vornahme der Messung bereitzustellen. Soweit erforderlich erfolgt ein Kühlen während dieser Behandlung, um eine Dispersionstemperatur von mindestens 10°C und nicht mehr als 40°C bereit zu stellen. Der hier verwendete Ultraschalldispergator ist ein Tischultraschallreiniger/Dispergator der eine Oszillationsfrequenz von 50 kHz hat und eine elektrische Ausgabe von 150 W (zum Beispiel ein „VS-150“ von Velvo-Clear Co., Ltd.); eine vorbeschriebene Menge von ionenausgetauschtem Wasser wird in den Wassertank gegeben und etwa 2 ml des vorher erwähnten Contaminon N wird ebenfalls zu dem Wassertank gegeben.
Der vorher erwähnte Durchlaufteilchenbildanalysator (ausgestattet mit einer Standardobjektivlinse (10X)) wird für die Messung verwendet, und Particle Sheath „PSE-900A“ (Sysmex Corporation) wird für die Hülllösung (Sheath Solution) verwendet. Die gemäß dem vorher beschriebenen Vorgehen zubereitete Dispersion wird in den Durchlaufteilchenbildanalysator gegeben und 3000 des magnetischen Toners werden gemäß dem Gesamtzählmodus im HPF-Messmodus gemessen. Die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners wird durch Binarisierung des Schwellenwerts, der während der Teilchenanalyse auf 85% eingestellt ist, und dem auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von mindestens 1,985 µm bis weniger als 39,69 µm beschränkten analysierten Teilchendurchmesser bestimmt.
Für diese Messung wird die automatische Fokalpunkteinstellung vor dem Beginn der Messung unter Verwendung von Referenzlatexteilchen (zum Beispiel eine Verdünnung von „RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A“ von Duke Scientific mit ionenausgetauschtem Wasser) durchgeführt. Danach erfolgt bevorzugt eine Fokalpunkteinstellung alle zwei Stunden nach dem Beginn der Messung.
In der vorliegenden Erfindung wurde der verwendete Durchlaufteilchenbildanalysator durch die Sysmex Corporation kalibriert und es wurde ein Kalibrierungszertifikat durch die Sysmex Corporation ausgegeben. Die Messungen erfolgen unter den gleichen Mess- und Analysebedingungen bei denen das Kalibrierungszertifikat erhalten wurde, mit der Ausnahme, dass der analysierte Teilchendurchmesser auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von mindestens 1, 985 µm bis weniger als 39,69 µm beschränkt ist.
Der „FPIA-3000“ Durchlaufteilchenbildanalysator (Sysmex Corporation) verwendet ein Messprinzip, das auf der Aufnahme eines Standbildes der fließenden Teilchen und Durchführung einer Bildanalyse basiert. Die zu der Probenkammer zugegebene Probe wird durch eine Probeneinsaugspritze in eine flache Hüllstromzelle zugeführt. Die in die flachen Hüllstromzelle zugeführte Probe wird durch die Hüllflüssigkeit eingefasst, um einen flachen Strom auszubilden. Die durch die flache Hüllstromzelle tretende Probe wird einem stroboskopischen Licht bei einem Intervall von 1/60 Sekunde ausgesetzt, was es ermöglicht, ein Standbild der fließenden Teilchen zu fotografieren. Da außerdem ein flacher Strom auftritt, wird die Fotographie unter einfokussierten Bedingungen aufgenommen. Das Teilchenbild wird mit einer CCD-Kamera fotografiert; das fotografierte Bild wird einer Bildverarbeitung bei einer Bildverarbeitungsauflösung von 512 × 512 (0,37 µm × 0,37 µm pro Pixel) unterzogen; eine Konturdefinition wird an jedem Teilchenbild durchgeführt; und, unter anderem, werden die projizierte Fläche S und die periphere Länge L an dem Teilchenbild gemessen.
Der kreisäquivalente Durchmesser und die Zirkularität werden dann unter Verwendung dieser Fläche S und der peripheren Länge L bestimmt. Der kreisäquivalente Durchmesser ist der Durchmesser des Kreises, der die gleiche Fläche wie die projizierte Fläche des Teilchenbildes aufweist, und die Zirkularität wird als der Wert definiert, der durch die Teilung des Umfangs des aus dem kreisäquivalenten Durchmesser des bestimmten Kreises durch die periphere Länge des projizierten Bildes des Teilchens bereitgestellt wird, und wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. $Zirkularit t = 2 \times (π \times S)^{1 / 2} / L$
Die Zirkularität ist 1,000, wenn das Teilchenbild ein Kreis ist, und der Wert der Zirkularität nimmt ab, wenn der Grad der Unebenheit in der Peripherie des Teilchenbildes ansteigt. Nachdem die Zirkularität jedes Teilchens berechnet wurde, werden 800 in dem Zirkularitätsbereich von 0,200 bis 1,000 ausfraktioniert; der arithmetische Durchschnittswert der erhaltenen Zirkularitäten wird berechnet; und dieser Wert wird als die durchschnittliche Zirkularität verwendet.
<Verfahren für die Messung des Säurewertes des magnetischen Toners und des Bindemittelharzes>
Der Säurewert wird in der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des folgenden Vorgehens bestimmt. Das Grundvorgehen fällt unter JIS K 0070.
Die Messung erfolgt unter Verwendung eines potentiometrischen Titrationsgeräts als das Messinstrument. Eine automatische Titration kann für diese Titration unter Verwendung eines AT-400 (winworkstation) potentiometrischen Titrationsgeräts und einer ABP-410 Kolbenbürette von Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd. verwendet werden.
Das Instrument wird unter Verwendung eines gemischten Lösungsmittels von 120 ml Toluol und 30 ml Ethanol kalibriert. 25°C wird als die Messtemperatur verwendet.
Die Probe wird durch Einbringen von 1,0 g des magnetischen Toners oder 0,5 g des Bindemittelharzes in ein gemischtes Lösungsmittel aus 120 ml Toluol und 30 ml Ethanol zubereitet, gefolgt durch Dispersion für 10 Minuten durch Ultraschalldispersion. Dannach wird ein magnetischer Rührer eingebracht, und Rühren und Lösen werden für etwa 10 Stunden unter Bedeckung durchgeführt. Ein Leertest erfolgt unter Verwendung einer Ethanollösung mit 0,1 mol/l Kaliumhydroxid. Die Menge der hier verwendeten ethanolischen Kaliumhydroxidlösung wird als B (ml) bezeichnet. Für die vorher beschriebene Probenlösung, die für 10 Stunden gerührt wurde, wird der magnetische Körper magnetisch abgetrennt und die lösliche Fraktion (die Testlösung des magnetischen Toners oder des Bindemittelharzes) wird titriert. Die verwendete Menge an Kaliumhydroxidlösung wird als S (ml) bezeichnet. Der Säurewert wird durch die folgende Formel berechnet. Das f in dieser Formel ist ein Faktor für das KOH. $Säurewert (mg KOH / g) = {(S - B) \times f \times 5,61} / W$
<Verfahren für die Messung des Scheitelpunktmolekulargewichts des Bindemittelharzes>
Das Scheitelpunktmolekulargewicht des Bindemittelharzes wird unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie (GPC) unter den folgenden Bedingungen gemessen.
Die Säule wird in einer erwärmten Kammer bei 40°C stabilisiert, und Tetrahydrofuran (THF) wird als Lösungsmittel bei einer Fließgeschwindigkeit von 1 ml pro Minute in die Säule bei dieser Temperatur eingebracht. Für die Säule wird eine Kombination einer Mehrzahl von kommerziell erhältlichen Polystyrolgelsäulen bevorzugt verwendet, um präzise den Molekulargewichtsbereich von 1 × 10³ bis 2 × 10⁶ zu messen. Beispiele sind hier die Kombination von Shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 und 800P von Showa Denko Kabushiki Kaisha, und die Kombination von TSKgel G1000H (H_XL), G2000H (H_XL), G3000H (H_XL), G4000H (H_XL), G5000H (H_XL), G6000H (H_XL), G7000H (H_XL) und der TSKguard-Säule von Tosoh Corporation, während ein 7-säuliger Zug von Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 von Showa Denko Kabushiki Kaisha insbesondere bevorzugt ist.
Andererseits wird das Bindemittelharz in THF dispergiert und gelöst und wird über Nacht stehen gelassen und dann mit einem Probenbehandlungsfilter (zum Beispiel ein MyShoriDisk H-25-2 mit einer Porengröße von 0,2 bis 0,5 µm (Tosoh Corporation)) filtriert und das Filtrat wird für die Probe verwendet. 50 bis 200 µl der THF-Lösung des Bindemittelharzes, welche eingestellt wurde, um die Bindemittelharzzusammensetzung auf 0,5 bis 5 mg/ml für die Probenkonzentration zu bringen, wird eingespritzt, um die Messung durchzuführen. Ein RI (Brechungsindex-) Detektor wird als der Detektor verwendet.
Um das Molekulargewicht der Probe zu messen, wird die durch die Probe aufgewiesene Molekulargewichtsverteilung aus der Beziehung zwischen der Anzahl der Zählungen und dem logarithmischen Wert auf einer Eichkurve berechnet, die unter Verwendung verschiedener monodisperser Polystyrolstandardproben ertstellt wurde. Die Standardpolystyrolproben, die zur Erstellung der Eichkurve verwendet wurden, können beispielhaft angegeben werden durch Proben mit einem Molekulargewicht von 6 × 10², 2,1 × 10³, 4 × 10³, 1,75 × 10⁴, 5,1 × 10⁴, 1,1 × 10⁵, 3,9 × 10⁵, 8,6 × 10⁵, 2 × 10⁶ und 4,48 × 10⁶ von der Pressure Chemical Company oder Tosoh Corporation, und Standardpolystyrolproben mit etwa 10 Punkten oder mehr werden geeigneter Weise verwendet.
<Verfahren für die Messung der dielektrischen Konstante ε' und des dielektrischen Verlusttangens (tan δ) der magnetischen Toner>
Die dielektrischen Kennzeichen des magnetischen Toners werden unter Verwendung des folgenden Verfahrens gemessen.
1 g des magnetischen Toners wird eingewogen und einer Belastung von 20 kPa für 1 Minute ausgesetzt, um eine scheibenförmige Messprobe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 1,5 ± 0,5 mm zu formen.
Diese Messprobe wird in ein ARES (TA Instruments, Inc.) montiert, das mit einem Messwerkzeug für die dielektrische Konstante (Elektroden) ausgestattet ist, das einen Durchmesser von 25 mm aufweist. Während eine Last von 250 g/cm² bei der Messtemperatur von 30°C ausgeübt wird, wird die komplexe dielektrische Konstante bei 100 kHz und einer Temperatur von 30°C unter Verwendung eines 4284A Precision LCR Meter (Hewlett-Packard Company) gemessen, und die dielektrische Konstante ε' und der dielektrische Verlusttangens (tan δ) werden aus dem Wert berechnet, der für die komplexe dielektrische Konstante gemessen wurde.
[BEISPIELE]
Die vorliegende Erfindung wird in zusätzlichen Einzelheiten durch die im Folgenden bereitgestellten Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese oder durch diese beschränkt. Die % und Teilchenzahlen in den Beispielen und Vergleichsbeispielen sind, wenn nicht spezifisch anders angegeben, in allen Fällen auf einer Massegrundlage.
<Bindemittelharzherstellung Beispiele>
(Bindemittelharzherstellung Beispiel 1)
Das Molverhältnis der Polyestermonomere ist wie folgt. $BPA - PO / BPA - EO / TPA / TMA = 50 / 50 / 70 / 12$
Hierbei bezieht sich BPA-PO auf das 2,2 Mol-Addukt von Propylenoxid an Bisphenol A; BPA-EO bezieht sich auf das 2,2 Mol-Addukt von Ethylenoxid an Bisphenol A; TPA bezieht sich auf Terephthalsäure und TMA bezieht sich auf Trimellitsäureanhydrid.
Von den vorhergehenden Ausgangsmonomeren werden die Ausgangsmonomere unterschiedlich zu TMA und 0,1 Massen-% Tetrabutyltitanat als Katalysator in einen Kolben, der mit einem Wasserentfernungsrohr, einem Rührblatt, einem Stickstoffeinlassrohr und so weiter ausgestattet ist, eingebracht. Nach Durchführen einer Kondensationspolymerisation für 10 Stunden bei 220°C wurde TMA zugegeben und die Reaktion wurde bei 210°C durchgeführt bis der erwünschte Säurewert erreicht wurde, um ein Polyesterharz 1 zu gewinnen (Glasübergangstemperatur Tg = 64°C (Säurewert = 17 mg KOH/g und Scheitelpunktmolekulargewicht = 6200).
(Bindemittelharzherstellung Beispiele 2 bis 5)
Das Scheitelpunktmolekulargewicht, Tg und der Säurewert wurden geeigneter Weise durch Änderung des Ausgangsmonomerverhältnis des Bindemittelharzes von Herstellungsbeispiel 1 wie im Folgenden gezeigt eingestellt, um die in Tabelle 1 gezeigten Bindemittelharze 2 bis 5 zu erhalten.

Bindemittelharz 2: BPA-PO/BPA-EO/TPA/TMA = 50/50/80/10
Bindemittelharz 3: BPA-PO/BPA-EO/TPA/TMA = 60/40/70/20
Bindemittelharz 4: BPA-PO/BPA-EO/TPA/TMA = 50/50/70/10
Bindemittelharz 5: BPA-PO/BPA-EO/TPA/TMA = 50/50/70/15

(Bindemittelharzherstellung Beispiel 6)
300 Massenteile Xylol wurden in einen Vierhalskolben gegeben und unter Reflux erwärmt, und eine Mischung von 78 Massenteilen Styrol, 22 Massenteilen n-Butylacrylat und 3,0 Massenteilen Ditertbutylperoxid wurde tropfenweise über fünf Stunden zugegeben, um eine Lösung eines Polymers mit geringem Molekulargewicht (L-1) zu erhalten.
180 Massenteile entgastes Wasser und 20 Massenteile einer 2 Massen-% wässrigen Polyvinylalkohollösung wurden in einen Vierhalskolben gegeben; eine flüssige Mischung von 78 Massenteilchen Styrol, 22 Massenteilen n-Butylacrylat, 0,005 Massenteilchen Divinylbenzol und 0,09 Massenteilen 2,2-bis(4,4-Ditertbutylperoxycyclohexyl)-propan (10 Stunden Halbwertszeittemperatur: 92°C) wurden danach zugegeben; und Rühren erfolgte, um eine Suspension zu gewinnen. Nachdem das Innere des Kolbens gründlich mit Stickstoff ausgetauscht wurde, wurde die Temperatur auf 85°C erhöht und eine Polymerisation durchgeführt; nach Halten für 24 Stunden erfolgte eine ergänzende Zugabe von 0,1 Massenteilen Benzoylperoxid (10 Stunden Halbwertszeittemperatur: 72°C), und ein Halten wurde für weitere 12 Stunden fortgesetzt, um die Polymerisation eines Polymers mit hohem Molekulargewicht (H-1) abzuschließen.

25 Massenteile des Polymers mit hohem Molekulargewicht (H-1) wurden zu 300 Massenteilen der homogenen Lösung eines Polymers mit geringem Molekulargewicht (L-1) gegeben, und gründliches Mischen erfolgte unter Reflux. Dem folgte die destillative Entfernung des organischen Lösungsmittels, um das Bindemittelharz 6 (Glasübergangstemperatur Tg = 58°C, Säurewert = 0 mg KOH/g, Scheitelpunktmolekulargewicht = 6500), das in der Tabelle 1 gezeigt wird, zu gewinnen, welches ein Styrol-Acrylsäureharz war.
[Tabelle 1] Tabelle 1. Liste der Bindemittelharze

	Harztyp	Scheitelpunktmolekulargewicht	Tg(°C)	Säurewert (mgKOH/g)
Bindemittelharz 1	Polyesterharz	6200	64	17
Bindemittelharz 2	Polyesterharz	6500	65	8
Bindemittelharz 3	Polyesterharz	6100	64	45
Bindemittelharz 4	Polyesterharz	6300	64	12
Bindemittelharz 5	Polyesterharz	6200	63	39
Bindemittelharz 6	Stvrol-Acrvlharz	6500	58	0

<Herstellungsbeispiel Magnetischer Körper 1>
Eine wässrige Lösung, die Eisen(II)-Hydroxid enthält, wurde durch Mischen des Folgenden in einer wässrigen Lösung von Eisen(II)-Sulfat zubereitet: eine Natriumhydroxidlösung bei 1,1 Mol-Äquivalenten bezogen auf Eisen, SiO₂ in einer Menge, die 0,60 Massen-% als Silicium mit Bezug auf das Eisen bereitstellt, und Natriumphosphat in einer Menge, die 0,15 Massen-% als Phosphor mit Bezug auf das Eisen bereitstellt. Der pH der wässrigen Lösung wurde auf 8,0 gebracht, und eine Oxidationsreaktion lief bei 85°C ab, während Luft eingeblasen wurde, um eine Aufschlämmung zuzubereiten, die Saatkristalle enthält.
Eine wässrige Eisen(II)-Sulfatlösung wurde dann zugegeben, um 1,0 Äquivalente mit Bezug auf die Menge der Ausgangsbase (Natriumbestandteil im Natriumhydroxid) in dieser Aufschlämmung bereitzustellen, und eine Oxidationsreaktion lief nachfolgend ab, während Luft eingeblasen wurde und die Aufschlämmung bei pH 7,5 gehalten wurde, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die magnetisches Eisenoxid enthält. Diese Aufschlämmung wurde filtriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen, um einen magnetischen Körper 1 zu erhalten, der einen volumenmittleren Teilchendurchmesser (Dv) von 0,21 µm und eine Sättigungsmagnetisierung von 66,7 Am²/kg und eine Restmagnetisierung von 4,0 Am²/kg für ein magnetisches Feld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) aufwies.
<Herstellungsbeispiel Magnetischer Körper 2>
Eine wässrige Lösung, die Eisen(II)-Hydroxid enthält, wurde zubereitet durch Mischen des Folgenden in einer wässrigen Lösung von Eisen(II)-Sulfat: eine Natriumhydroxidlösung bei 1,1 Mol-Äquivalenten mit Bezug auf das Eisen, und SiO₂ in einer Menge, die 0,60 Massen-% als Silicium mit Bezug auf das Eisen bereitstellt. Der pH der wässrigen Lösung wurde auf 8,0 gebracht und eine Oxidationsreaktion lief bei 85°C ab während Luft eingeblasen wurde, um eine Aufschlämmung zuzubereiten, die Saatkristalle enthält.
Eine wässrige Eisen(II)-Sulfatlösung wurde dann zugegeben, um 1,0 Äquivalente mit Bezug auf die Menge der Ausgangsbase (Natriumbestandteil in dem Natriumhydroxid) in dieser Aufschlämmung bereitzustellen, und eine Oxidationsreaktion lief nachfolgend ab, während Luft eingeblasen wurde und die Aufschlämmung bei pH 8,5 gehalten wurde, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die magnetisches Eisenoxid enthält. Diese Aufschlämmung wurde filtriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen, um einen magnetischen Körper 2 zu erhalten, der einen volumenmittleren Teilchendurchmesser (Dv) von 0,22 µm und eine Sättigungsmagnetisierung von 66,1 Am²/kg und eine Restmagnetisierung von 5,9 Am²/kg für ein magnetisches Feld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) aufwies.
<Herstellungsbeispiel Magnetischer Körper 3>
Eine wässrige Lösung, die Eisen(II)-Hydroxid enthält, wurde zubereitet durch Mischen des Folgenden in einer wässrigen Lösung von Eisen(II)-Sulfat: eine Natriumhydroxidlösung bei 1,1 Mol-Äquivalenten mit Bezug auf das Eisen. Der pH der wässrigen Lösung wurde auf 8,0 gebracht und eine Oxidationsreaktion lief ab bei 85°C während Luft eingeblasen wurde, um eine Aufschlämmung zuzubereiten, die Saatkristalle enthält.
Eine wässrige Eisen(II)-Sulfatlösung wurde dann zugegeben, um 1,0 Äquivalente mit Bezug auf die Menge des Ausgangsalkali (Natriumbestandteil in dem Natriumhydroxid) in dieser Aufschlämmung bereitzustellen, und eine Oxidationsreaktion lief ab, während Luft eingeblasen wurde und die Aufschlämmung bei pH 12,8 gehalten wurde, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die magnetisches Eisenoxid enthält. Diese Aufschlämmung wurde filtriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen, um einen magnetischen Körper zu erhalten, der einen volumenmittleren Teilchendurchmesser (Dv) von 0,20 µm und eine Sättigungsmagnetisierung von 65,9 Am²/kg und eine Restmagnetisierung von 7,3 Am²/kg für ein magnetisches Feld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) aufwies.
<Siliciumoxidfeinteilchen Herstellungsbeispiel 1>
Eine Suspension von Siliciumoxidfeinteilchen wurde erhalten durch tropfenweise Zugabe von Tetramethoxysilan in der Anwesenheit von Methanol, Wasser und wässrigem Ammoniak unter Rühren und Erwärmen auf 35°C. Die Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen wurde einer hydrophoben Behandlung unterzogen durch Lösungsmittelsubstitution, die Zugabe bei Raumtemperatur von Hexamethyldisilazan als hydrophobisierendes Mittel zu der erhaltenen Dispersion, und danach Erwärmen auf 130°C und Durchführen einer Reaktion. Die groben Teilchen wurden durch Nasspassage durch ein Sieb durch Entfernen des Lösungsmittels und Trocknen entfernt, um ein Siliciumoxidfeinteilchen 1 (Sol-Gel-Siliciumoxid) zu erhalten. Das Siliciumoxidfeinteilchen 1 wird in Tabelle 2 gezeigt.
<Siliciumoxidfeinteilchen Herstellungsbeispiele 2 bis 4>
Siliciumoxidfeinteilchen 2 bis 4 wurden durch Vorgehen wie in Herstellungsbeispiel 1 für Siliciumoxidfeinteilchen erhalten, aber unter Änderung der Reaktionstemperatur und der Rührgeschwindigkeit soweit erforderlich. Siliciumoxidfeinteilchen 2 bis 4 werden in Tabelle 2 gezeigt.
<Siliciumoxidfeinteilchen Herstellungsbeispiel 5>
100 Massenteile eines trockenen Siliciumoxids (BET: 50 m²/g) wurden mit 15 Massenteilen Hexamethyldisilazan und dann mit 10 Massenteilchen Dimethylsilikonöl behandelt, um Siliciumoxidfeinteilchen 5 zu erhalten. Siliciumoxidfeinteilchen 5 werden in Tabelle 2 gezeigt.
<Siliciumoxidfeinteilchen Herstellungsbeispiele 6 bis 8>
Siliciumoxidfeinteilchen 6 bis 8 wurden in der gleichen Art und Weise mittels Durchführen der gleichen Oberflächenbehandlung wie für das Siliciumoxidfeinteilchen 5 erhalten, aber unter Verwendung von Ausgangs-Siliciumoxidfeinteilchen, wie im Folgenden angegeben, welche unterschiedliche BET-Werte für das trockene Siliciumoxid aufwiesen. Siliciumoxidfeinteilchen 6 bis 8 werden in Tabelle 2 gezeigt.

Siliciumoxidfeinteilchen 6: BET: 200 m²/g
Siliciumoxidfeinteilchen 7: BET: 300 m²/g
Siliciumoxidfeinteilchen 8: BET: 130 m²/g

[Tabelle 2]

Tabelle 2. Liste der Siliciumoxidfeinteilchen

	Zahlenmittler Teilchendurchmesser D1 der Primärteilchen (nm)	Siliciumoxidtyp
Siliciumoxidfeinteilchen 1	110	Sol-Gel-Siliciumoxid
Siliciumoxidfeinteilchen 2	170	Sol-Gel-Siliciumoxid
Siliciumoxidfeinteilchen 3	190	Sol-Gel-Siliciumoxid
Siliciumoxidfeinteilchen 4	55	Sol-Gel-Siliciumoxid
Siliciumoxidfeinteilchen 5	30	Hochdisperses Siliciumdioxid
Siliciumoxidfeinteilchen 6	11	Hochdisperses Siliciumdioxid
Siliciumoxidfeinteilchen 7	7	Hochdisperses Siliciumdioxid
Siliciumoxidfeinteilchen 8	13	Hochdisperses Siliciumdioxid

<Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiel 1>

▪ Bindemittelharz 1:	100 Massenteile
▪ Wachs 1, wie in Tabelle 3 gezeigt:	5,0 Massenteile
▪ Magnetischer Körper 1:	95 Massenteile
▪ T-77-Ladungssteuerungsmittel (Hodogaya Chemical Co., Ltd.): 1,0 Massenteile

[Tabelle 3]

Tabelle 3. Liste der Wachse

	Name	Maximale endotherme Scheitelpunkttemperatur (°C)
Wachs 1	Behenylbehenat	73,2
Wachs 2	Palmitylpalmitat	55,2
Wachs 3	Stearylstearat	68,1
Wachs 4	Lignoceryllignocerat	78,5
Wachs 5	Mvristvlmvristat	44,6
Wachs 6	Glyceroltribehenat	68,5
Wachs 7	Paraffinwachs	75,2
Wachs 8	Carnaubawachs	83,6

Die vorher aufgelisteten Materialien wurden vorbereitend unter Verwendung eines FM10C-Henschelmischers (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.) gemischt, und wurden dann mit einem Zwillingsschraubenkneter/Extruder (PCM-30, Ikegai Ironworks Corporation), der auf eine Rotationsgeschwindigkeit von 200 U/min eingestellt war, mit einer eingestellten Temperatur, um eine direkte Temperatur in der Nähe des Auslasses für das geknetete Material von 155°C bereitzustellen, geknetet.
Das resultierende schmelzgeknetete Material wurde gekühlt; das gekühlte schmelzgeknetete Material wurde grob mit einer Schneidemühle pulverisiert; das resultierende grob pulverisierte Material wurde unter Verwendung einer Turbomill T-250 (Turbo Kogyo Co., Ltd.) bei einer Einspeisungsrate von 20 kg/h mit einer eingestellten Lufttemperatur, um eine Abgastemperatur von 40°C bereitzustellen, fein pulverisiert; und Klassierung erfolgte unter Verwendung eines auf dem Coanda-Effekt basierenden mehrstufigem Klassierers, um ein magnetisches Tonerteilchen mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 7,9 µm zu erhalten.
Ein externes Zugabe- und Mischverfahren wurde unter Verwendung des in der 2 gezeigten Gerätes an dem wie vorher beschrieben erhaltenen magnetischen Tonerteilchen durchgeführt. In diesem Beispiel wurde ein Gerät (NOB-130, Hosokawa Micron Corporation) verwendet, das ein Volumen für den Verarbeitungsraum 9 des in 2 gezeigten Geräts von 2,0 × 10^-3 m³ aufwies, und die Leistung für das Antriebselement 8 war 5,5 kW und das Rührelement 3 wies die in 3 angegebene Form auf. Die Überlappungsbreite d in der 3 zwischen dem Rührelement 3a und dem Rührelement 3b war 0,25D mit Bezug auf die maximale Breite D des Rührelements 3, und der minimale Spalt zwischen dem Rührelement 3 und dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 war 2,0 mm.
100 Massenteile (500 g) des vorher erwähnten magnetischen Tonerteilchens und 3,0 Massenteile des in Tabelle 2 angegebenen Siliciumoxidfeinteilchens 1 wurden in das in der 2 gezeigte Gerät mit der vorher beschriebenen Gerätestruktur eingebracht.
Ein Vormischen wurde nach dem Einbringen der magnetischen Tonerteilchen und der Siliciumoxidfeinteilchen durchgeführt, um die magnetischen Tonerteilchen und die Siliciumoxidfeinteilchen gleichmäßig zu mischen. Die Vormischbedingungen waren wie folgt: eine Leistung des Antriebselements 8 von 0,1 W/g (Antriebselement 8 Rotationsgeschwindigkeit von 150 U/min) und eine Verarbeitungszeit von 1 Minute.
Das externe Zugabe- und Mischverfahren wurde durchgeführt sobald das Vormischen abgeschlossen war. Mit Bezug auf die Bedingungen externer Zugabe- und Mischverfahren war die Verarbeitungszeit 5 Minuten, und die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 wurde eingestellt, um eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 1,6 W/g (Antriebselement 8 Umdrehungsgeschwindigkeit von 2500 U/min) bereitzustellen.
Eine Oberflächenmodifikation mit dem in der 1 gezeigten Oberflächenmodifikationsgerät lief dann an den magnetischen Tonerteilchen ab, die dem externen Zugabe- und Mischverfahren mit dem Siliciumoxidfeinteilchen 1 unterzogen worden waren. Die Bedingungen bei allen Oberflächenmodifikationen waren wie folgt: die Rohmaterialeinspeisungsgeschwindigkeit bei allen war 2 kg/h; die Warmluftstromfließgeschwindigkeit war bei allen 7 m³/min; und die Warmluftstromausstoßtemperatur war bei allen 300°C. Das Folgende wurde ebenfalls verwendet: Kaltluftstromtemperatur = 4°C, Kaltluftstromfließgeschwindigkeit = 4 m³/min, Gebläseluftfließgeschwindigkeit = 20 m³/min und Injektionsluftfließgeschwindigkeit = 1 m³/min. Dieses Oberflächenmodifikationsverfahren ergab ein magnetisches Tonerteilchen 1, das stark-fixierte Siliciumoxidfeinteilchen an seiner Oberfläche aufwies.
Die Formulierung und die Oberflächenmodifikationsbedingungen für das magnetische Tonerteilchen 1 werden in Tabelle 4 angegeben.
<Magnetisches Tonerteilchen Herstellungsbeispiele 2 bis 28>
Magnetische Tonerteilchen 2 bis 28 wurden erhalten durch Vorgehen wie im Herstellungsbeispiel für das magnetische Tonerteilchen 1, aber unter Änderungen der magnetischen Tonerformulierung, des Typs des vor der Oberflächenmodifikation zugegebenen Siliciumoxids, der Menge seiner Zugabe und der Temperatur während der Oberflächenmodifikation des Herstellungsbeispiels des magnetischen Tonerteilchens 1, wie in der Tabelle 4 gezeigt.
Die Formulierung und Oberflächenmodifikationsbedingungen für die magnetischen Tonerteilchen 2 bis 28 werden in Tabelle 4 angegeben.
[Tabelle 4]

Tabelle 4. Formulierungen und Oberflächenmodifikationsbedingungen für die magnetischen Tonerteilchen

	Bindemittelharz	Magnetischer Körper		Typ des Wachs	Gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser D4(µm)	Vor der Oberflächenmodifikation zugegebenen Siliciumoxidfeinteilchen
	Bindemittelharz	Typ des Magnetischer Körpers	Gehalt (Massen teile)	Typ des Wachs	Gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser D4(µm)	Typ der Siliciumoxidfeinteilchen	Zugabemenge (Massent eile)	Oberflächenmodifikationstemperatur (°C)
Magnetisches Tonerteilchen 1	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 1	95	Wachs 1	7,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 2	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 1	95	Wachs 1	8,0	Siliciumoxidfeinteilchen 1	4,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 3	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 1	95	Wachs 1	8,1	Siliciumoxidfeinteilchen 1	2,5	300
Magnetisches Tonerteilchen 4	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 2	95	Wachs 1	8,0	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 5	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 1	8,2	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 6	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 2	7,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 7	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 3	8,0	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 8	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 4	7,8	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 9	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 5	7,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 10	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 6	8,1	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 11	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 7	8,2	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 12	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	8,2	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 13	Bindemittelharz 2	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	8,1	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 14	Bindemittelharz 3	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	8,0	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 15	Bindemittelharz 4	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	8,0	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 16	Bindemittelharz 5	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	7,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 17	Bindemittelharz 3	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	8,1	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,2	150
Magnetisches Tonerteilchen 18	Bindemittelharz 3	Magnetischer Körper 3	60	Wachs 8	8,2	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,2	150
Magnetisches Tonerteilchen 19	Bindemittelharz 3	Magnetischer Körper 3	105	Wachs 8	8,1	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,2	150
Magnetisches Tonerteilchen 20	Bindemittelharz 6	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	7,9	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,2	150
Magnetisches Tonerteilchen 21	Bindemittelharz 3	Magnetischer Körper 3	120	Wachs 8	8,2	Siliciumoxidfeinteilchen 1	3,2	150
Magnetisches Tonerteilchen 22	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	8,1	Siliciumoxidfeinteilchen 2	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 23	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	7,9	Siliciumoxidfeinteilchen 3	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 24	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	8,0	Siliciumoxidfeinteilchen 4	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 25	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 8	7,8	Siliciumoxidfeinteilchen 5	3,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 26	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 1	8,1	Siliciumoxidfeinteilchen 1	1,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 27	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 1	8,2	Siliciumoxidfeinteilchen 1	5,0	300
Magnetisches Tonerteilchen 28	Bindemittelharz 1	Magnetischer Körper 3	95	Wachs 1	8,1	-	-	300

<Magnetischer Toner Herstellungsbeispiel 1>
Das magnetische Tonerteilchen 1, das im magnetischen Tonerteilchenherstellungsbeispiel 1 erhalten wurde, wurde einem externen Zugabe- und Mischverfahren unter Verwendung des in der 2 gezeigten Geräts mit der gleichen Struktur wie das im magnetischen Tonerteilchenherstellungsbeispiel 1 verwendete unterzogen.
100 Massenteile des magnetischen Tonerteilchens 1 und 0,50 Massenteile des Siliciumoxidfeinteilchens 6, auf das in Tabelle 3 Bezug genommen wurde, wurden in das in der 2 gezeigte Gerät eingebracht.
Ein Vormischen erfolgte nach dem Einbringen der magnetischen Tonerteilchen und der Siliciumoxidfeinteilchen, um die magnetischen Tonerteilchen und die Siliciumoxidfeinteilchen gleichmäßig zu mischen. Die Vormischungsbedingungen waren wie folgt: eine Leistung des Antriebselements 8 von 0,10 W/g (Antriebselement 8, Umdrehungsgeschwindigkeit von 150 U/min) und eine Verarbeitungszeit von 1 Minute.
Das externe Zugabe- und Mischverfahren wurde durchgeführt sobald das Vormischen abgeschlossen war. Mit Blick auf die Bedingungen für das externe Zugabe- und Mischverfahren war die Verarbeitungszeit 5 Minuten und die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 wurde eingestellt, um eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 0,60 W/g (Antriebselement 8, Umdrehungsgeschwindigkeit von 1400 U/min) bereit zu stellen.
Darauffolgend wurden zusätzliche 0,30 Massenteile des Siliciumoxidfeinteilchens 6 (eine Gesamtheit von 0,80 Massenteilen in den magnetischen Tonerteilchen) zugegeben, und 0,2 Massenteile Titanoxidfeinteilchen (Titanoxidfeinteilchen mit einer spezifischen Oberfläche, die durch das BET-Verfahren (BET-spezifische Oberfläche) gemessen wurden, von 130 m²/g, welche einer hydrophoben Behandlung mit Hexamethyldisilazan unterzogen wurden) wurden ebenfalls zugegeben, und eine zusätzliche Behandlung erfolgte für 2 Minuten mit Einstellung der peripheren Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3, um so eine konstante Leistung des Antriebselements 8 von 0,60 W/g (Antriebselement 8 Umdrehungsgeschwindigkeit von 1400 U/min) bereitzustellen.
Nach dem externen Zugabe- und Mischverfahren wurden grobe Teilchen und so weiter unter Verwendung eines kreisförmigen vibrierenden Siebs, das mit einem Sieb mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Apertur von 75 µm ausgestattet ist, entfernt, um den magnetischen Toner 1 zu erhalten.
Die Bedingungen des externen Zugabe- und Mischverfahrens für den magnetischen Toner 1 werden in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 6 berichtet die Ergebnisse der Messungen am magnetischen Toner 1 unter Verwendung der vorher beschriebenen Verfahren für die Menge der schwach-fixierten Siliciumoxidfeinteilchen, die Menge der mittelfixierten Siliciumoxidfeinteilchen, das Bedeckungsverhältnis X durch die stark-fixierten Siliciumoxidfeinteilchen, die dielektrischen und magnetischen Eigenschaften und die maximale endotherme Scheitelpunkttemperatur.
[Tabelle 5]
<Magnetischer Toner Herstellungsbeispiele 2 bis 31>
Die magnetischen Toner 2 bis 31 wurden erhalten durch Vorgehen wie für den magnetischen Toner 1 aber unter Verwendung der Formulierungen, zum Beispiel des verwendeten Bindemittelharzes und magnetischen Körpers, wie in der Tabelle 4 gezeigt, und Änderungen der externen Zugabe- und Mischbedingungen, wie in der Tabelle 5 gezeigt. Die Eigenschaften der magnetischen Toner 2 bis 31 werden in der Tabelle 6 angegeben.
<Magnetischer Vergleichstoner Herstellungsbeispiele 1 bis 11>
Magnetische Vergleichstoner 1 bis 11 wurden erhalten durch Vorgehen wie bei dem magnetischen Toner 1, aber unter Verwendung der Formulierungen, zum Beispiel, des verwendeten Bindemittelharzes und magnetischen Körpers, wie in der Tabelle 4 gezeigt, und Änderungen der externen Zugabe- und Mischbedingungen, wie in der Tabelle 5 gezeigt. Die Eigenschaften der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 11 werden in der Tabelle 6 angegeben.
[Tabelle 6]
Zusätzlich stellt die Menge der schwach-fixierten Siliciumoxidfeinteilchen den Gehalt in 100 Massenteilen des magnetischen Toners dar.
<Beispiel 1>
(Das Bilderzeugungsgerät)
Ein LBP-3100 (Canon, Inc.), der mit einer Entwicklungshülse mit geringem Durchmesser mit einem Durchmesser von 10 mm ausgestattet ist, wurde als das Bilderzeugungsgerät verwendet; die Druckgeschwindigkeit dieses Geräts wurde von 16 Ausdrucken/Minute auf 32 Ausdrucke/Minute modifiziert. Die Beständigkeit kann durch ein Bilderzeugungsgerät, das mit einer Entwicklungshülse mit geringem Durchmesser ausgestattet ist, durch Modifizieren der Druckgeschwindigkeit auf 32 Ausdrucke/Minute gründlich bewertet werden.
Die Tests erfolgten unter Verwendung dieses modifizierten Geräts, in welchem 10000 Ausdrucke eines horizontalen Linienbildes mit einer Druckdichte von 1% in einem Einzelblatt-intermittierenden Modus in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit (32,5°C/80% RH) durchgeführt wurde.
Nachdem die 10000 Ausdrucke ausgegeben wurden, wurde ein Stehenlassen für einen Tag in der Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit durchgeführt, und weitere Ausdrucke wurden dann ausgegeben.
Als ein Ergebnis konnten Bilder erhalten werden, die eine hohe Dichte sowohl vor als auch nach dem Dauertest aufwiesen, und die geringe Schleierbildung in Nichtbildflächen zeigten. Zusätzlich wurde die Ladungsverteilung in dem magnetischen Toner nach der 10000-Ausdruck-Ausgabe bewertet. Die Ergebnisse waren ebenfalls eine sehr scharfe Ladungsverteilung.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 7 angegeben.
Hier wurde die Menge der Ladung auf den magnetischen Tonerteilchen unter Verwendung eines Espart Analyzer von Hosokawa Micron Corporation gemessen. Der Espart Analyzer ist ein Instrument, das den Teilchendurchmesser und die Ladungsmenge durch Einbringen der Probenteilchen in einen Nachweisabschnitt (Messabschnitt) misst, in welchem gleichzeitig sowohl ein elektrisches Feld als auch ein akustisches Feld gebildet werden, und die Geschwindigkeit der Teilchenbewegung durch die Laserdopplertechnik gemessen wird. Das Probenteilchen, das den Messabschnitt des Instruments betreten hat, wird den Wirkungen des akustischen Feldes und des elektrischen Feldes ausgesetzt und fällt während es einer Ablenkung in der horizontalen Richtung unterzogen wird, und die Schlagfrequenz der Geschwindigkeit in dieser horizontalen Richtung wird gezählt. Der gezählte Wert wird durch Unterbrechen in einen Computer angegeben, und die Teilchendurchmesserverteilung oder die Ladungsverteilung pro Einheitsteilchendurchmesser wird auf dem Computerbildschirm in Echtzeit angezeigt. Sobald die Menge der Ladung einer vorgeschriebenen Anzahl gemessen wurde, wird der Bildschirm beendet, und dem nachfolgend wird, zum Beispiel, die dreidimensionale Verteilung der Menge von Ladung und Teilchendurchmesser, die Ladungsverteilung per Teilchendurchmesser, die durchschnittliche Ladungsmenge (Coulomb/Gewicht) und so weiter auf dem Bildschirm angezeigt. Durch Einbringen eines magnetischen Toners als die Probenteilchen in dem Messabschnitt des Espart Analyzers kann die Menge der Ladung auf dem magnetischen Toner gemessen werden, und die Beziehung zwischen dem Teilchendurchmesser und der Ladungsmenge kann aus der Ladungsleistung des magnetischen Toners bewertet werden.
In der vorliegenden Erfindung wurde die Ladungsverteilung auf der Entwicklungshülse durch Einbringen der magnetischen Tonerschicht auf der Entwicklungshülse in dem Messabschnitt bewertet.
Wenn die Gleichmäßigkeit der Ladungsmenge auf der Entwicklungshülse nicht befriedigend ist, nimmt die Ladungsverteilung eine breite Form an, und insbesondere aufgrund der Wirkung des übermäßig geladenen magnetischen Toners auf der Entwicklungshülsenunterschicht wird magnetischer Toner mit einer niedrigen Ladungsleistung dann als eine Umkehrkomponente gezählt.
Die Bewertungsverfahren und ihre Rangfolgekriterien werden im Folgenden für jede der durchgeführten Bewertungen in den Beispielen der vorliegenden Erfindung und in den Vergleichsbeispielen beschrieben.
<Die Bilddichte>
Für die Bilddichte wurde eine durchgehende Bildfläche erzeugt, und die Dichte dieses durchgehenden Bildes wurde mit einem MacBeth-Reflexionsdensitometer (MacBeth Corporation) gemessen.
Ein besseres Ergebnis wurde durch einen geringeren Unterschied zwischen der Reflexionsdichte des durchgehenden Bildes zu Beginn des Dauertests und der Reflexionsdichte des durchgehenden Bildes nach Verwendung in dem 10000-Ausdruck-Dauertest angezeigt.

A: ausgezeichnet (weniger als 0,05)
B: hervorragend (von mindestens 0,05 bis weniger als 0,15)
C: gewöhnlich (von mindestens 0,15 bis weniger als 0,25)
D: schlecht (gleich oder größer als 0,25)

<Schleierbildung>
Ein weißes Bild wurde ausgegeben und sein Reflexionsgrad wurde unter Verwendung eines REFLECTMETER MODEL TC-6DS von Tokyo Denshoku Co., Ltd. gemessen. Andererseits wurde der Reflexionsgrad ebenfalls in der gleichen Art und Weise an dem Übertragungspapier (Standardpapier) vor der Bildung des weißen Bildes gemessen. Ein grüner Filter wurde als der Filter verwendet. Die Schleierbildung wurde unter Verwendung der folgenden Formel aus dem Reflexionsgrad vor der Ausgabe des weißen Bildes und dem Reflexionsgrad nach Ausgabe des weißen Bildes berechnet. $\begin{array}{l} Schleierbildung (Reflexionsgrad) (%) = Reflexionsgrad (%) des \\ Standardpapiers - Reflexionsgrad (%) der wei \end{array}$
Die Rangfolgekriterien für die Schleierbildung waren wie folgt.

A: ausgezeichnet (weniger als 0,5%)
B: hervorragend (von mindestens 0,5% bis weniger als 1,5%)
C: gewöhnlich (von mindestens 1,5% bis weniger als 3,0%)
D: schlecht (gleich oder größer als 3,0%)

<Die Ladungsverteilung>
Für die Bewertung der Ladungsverteilung erfolgte ein Stehenlassen für 1 Tag nach der Verwendung in dem 10000-Ausdruck-Dauertest und, unter Verwendung des Espart Analyzer, die Menge der Ladung auf dem magnetischen Toner auf der Entwicklungshülse wurde gemessen, und die Ladungsverteilung wurde analysiert. Die Rangfolgekriterien für die Ladungsverteilung waren wie folgt.
Die magnetische Tonerpopulation, die als eine Umkehrkomponente nachgewiesen wird, ist:

A: weniger als 5,0%
B: mindestens 5,0%, aber weniger als 10,%
C: mindestens 10,0%, aber weniger als 20,0%
D: mindestens 20,0%

<Die Niedrigtemperaturfixierfähigkeit>
Die Niedrigtemperaturfixierfähigkeit wurde bewertet durch Reduzieren der Heizvorrichtungstemperatur in der Fixiereinheit zu Beginn des Dauertests um 20°C. Die Rangfolgekriterien der Niedrigtemperaturfixierfähigkeit werden im Folgenden angegeben.

A: das durchgehende Bild klebt selbst bei Reiben nicht an dem Finger
B: das durchgehende Bild klebt etwas an dem Finger, wenn es gerieben wird, aber das Textbild und so weiter sind unproblematisch
C: bei starkem Reiben gibt es Stellen für sowohl das durchgehende Bild als auch das Textbild, die sich ablösen

<Beispiele 2 bis 31 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11>
Unter Verwendung der magnetischen Toner 2 bis 31 und der magnetischen Vergleichstoner 1 bis 11 als der magnetische Toner, wurden Bewertungen unter den gleichen Bedingungen wie für Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse der Bewertungen werden in Tabelle 7 angegeben.
[Tabelle 7]

Tabelle 7. Ergebnisse der Bewertungen in den Beispielen und Vergleichsbeispielen

	Bewerteter Toner	Bewertung 1 (Ladungsverteilung)	Bewertung 2 (Bilddichte)	Bewertung 3 (Schleierbildung)	Bewertung 4 (Niedrigtemperaturfixierfähigkeit)
Beispiel 1	Magnetischer Toner 1	A	A (0,03)	A (0,2)	A
Beispiel 2	Magnetischer Toner 2	A	A (0,03)	A (0,2)	A
Beispiel 3	Magnetischer Toner 3	A	A (0,03)	A (0,2)	A
Beispiel 4	Magnetischer Toner 4	A	A (0,03)	A (0,2)	A
Beispiel 5	Magnetischer Toner 5	A	A (0,03)	A (0,2)	A
Beispiel 6	Magnetischer Toner 6	A	A (0,03)	A (0,2)	A
Beispiel 7	Magnetischer Toner 7	A	A (0,03)	A (0,4)	A
Beispiel 8	Magnetischer Toner 8	A	A (0,04)	B (0,6)	A
Beispiel 9	Magnetischer Toner 9	A	B (0,06)	B (0,8)	A
Beispiel 10	Magnetischer Toner 10	B	B (0,09)	B (1,0)	A
Beispiel 11	Magnetischer Toner 11	B	B (0,09)	B (1,0)	A
Beispiel 12	Magnetischer Toner 12	B	B (0,09)	B (1,0)	A
Beispiel 13	Magnetischer Toner 13	B	B (0,09)	B (1,0)	B
Beispiel 14	Magnetischer Toner 14	B	C (0,15)	B (1,3)	A
Beispiel 15	Magnetischer Toner 15	B	C (0,16)	B (1,3)	B
Beispiel 16	Magnetischer Toner 16	B	B (0,09)	B (1,1)	C
Beispiel 17	Magnetischer Toner 17	B	B (0,10)	B (1,2)	C
Beispiel 18	Magnetischer Toner 18	B	B (0,08)	C (1,5)	C
Beispiel 19	Magnetischer Toner 19	B	C (0,16)	B (1,1)	C
Beispiel 20	Magnetischer Toner 20	B	B (0,09)	B (1,3)	C
Beispiel 21	Magnetischer Toner 21	B	B (0,10)	B (1,1)	C
Beispiel 22	Magnetischer Toner 22	C	C (0,16)	C (1,6)	C
Beispiel 23	Magnetischer Toner 23	C	C (0,17)	C (1,7)	C
Beispiel 24	Magnetischer Toner 24	C	C (0,18)	C (1,7)	C
Beispiel 25	Magnetischer Toner 25	C	C (0,24)	C (2,6)	C
Beispiel 26	Magnetischer Toner 26	C	C (0,19)	C (2,0)	C
Beispiel 27	Magnetischer Toner 27	B	B (0,10)	B (1,0)	A
Beispiel 28	Magnetischer Toner 28	B	B (0,11)	B (1,0)	A
Beispiel 29	Magnetischer Toner 29	B	C (0,18)	B (1,3)	A
Beispiel 30	Magnetischer Toner 30	B	B (0,13)	C (1,5)	A
Beispiel 31	Magnetischer Toner 31	B	C (0,20)	C (1,9)	A
Vergleichsbeispiel 1	Magnetischer Vergleichstoner 1	D	D (0,31)	C (2,7)	A
Vergleichsbeispiel 2	Magnetischer Vergleichstoner 2	B	B (0,08)	B (1,1)	C
Vergleichsbeispiel 3	Magnetischer Vergleichstoner 3	D	C (0,21)	B (1,4)	A
Vergleichsbeispiel 4	Magnetischer Vergleichstoner 4	D	B (0,13)	C (2,6)	A
Vergleichsbeispiel 5	Magnetischer Vergleichstoner 5	D	C (0,22)	D (3,2)	A
Vergleichsbeispiel 6	Magnetischer Vergleichstoner 6	D	B (0,14)	B (1,3)	B
Vergleichsbeispiel 7	Magnetischer Vergleichstoner 7	D	C (0,21)	B (1,4)	B
Vergleichsbeispiel 8	Magnetischer Vergleichstoner 8	D	C (0,22)	D (3,3)	A
Vergleichsbeispiel 9	Magnetischer Vergleichstoner 9	D	C (0,23)	C (2,7)	A
Vergleichsbeispiel 10	Magnetischer Vergleichstoner 10	D	C (0,22)	C (2,4)	A
Vergleichsbeispiel 11	Magnetischer Vergleichstoner 11	D	C (0,23)	C (2,5)	C

Bezugszeichenliste

51: magnetisches Tonerteilchen,
52: Automatikzufuhr,
53: Zufuhrdüse,
54: Inneres des Oberflächenmodifikationsgeräts,
55: Warmluftstromeinbringungsöffnung,
56: Kaltluftstromeinbringungsöffnung,
57: oberflächenmodifiziertes magnetisches Tonerteilchen,
58: Zyklon,
59: Gebläse
1: Hauptgehäuse,
2: rotierendes Element,
3, 3a, 3b: Rührelement,
4: Ummantelung,
5: Rohmaterialeinlassöffnung,
6: Produktausstoßöffnung,
7: Zentralachse,
8: Antriebselement,
9: Verarbeitungsraum,
10: Endoberfläche des rotierenden Elements,
11: Rotationsrichtung,
12: Rückwärtsrichtung,
13: Vorwärtsrichtung,
16: Rohmaterialeinlassöffnungsinnenstück,
17: Produktausstoßöffnungsinnenstück,
d: Abstand, der den überlappenden Teil eines Rührelements darstellt,
D: Rührelementbreite
100: elektrostatisches latentes Bild tragendes Element (Photorezeptor),
102: Entwicklungshülse, ,
114: Übertragungselement (Übertragungswalze)
116: Reiniger,
117: Ladungselement (Ladungswalze),
121: Lasergenerator (latentes Bild erzeugende Einrichtung, Lichtexpositionsvorrichtung),
123: Laser,
124: Registerwalze,
125: Transportgürtel,
126: Fixiereinheit,
140: Entwicklungseinheit,
141: Rührelement

Claims

Magnetischer Toner umfassend: ein magnetisches Tonerteilchen, das ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper enthält, und an die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens fixierte anorganische Feinteilchen, wobei, wenn die anorganischen Feinteilchen in Übereinstimmung mit deren Fixierfestigkeit an das magnetische Tonerteilchen und in der Reihenfolge der Schwäche der Fixierungsfestigkeit, als schwach-fixierte anorganische Feinteilchen, mittel-fixierte anorganische Feinteilchen und stark-fixierte anorganische Feinteilchen klassifiziert werden, 1) der Gehalt der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 0,10 Massenteile bis nicht mehr als 0,30 Massenteile in 100 Massenteilen des magnetischen Toners ist; 2) die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens dem 2,0-fachen bis nicht mehr als dem 5,0-fachen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen vorhanden sind; und 3) das Bedeckungsverhältnis X der Bedeckung der magnetischen Toneroberfläche durch die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen, wie mit einem Röntgenphotoelektronenspektrometer (ESCA) bestimmt, von mindestens 60,0 Flächen-% bis nicht mehr als 90,0 Flächen-% ist, und wobei die schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die sich ablösen, wenn eine Dispersion, die durch Zugabe des magnetischen Toners zu einem Tensid-haltigen ionenausgetauschtem Wasser zubereitet ist, für 2 Minuten bei einer Schüttelgeschwindigkeit von 46,7 cm/Sek und einer Schüttelamplitude von 4,0 cm geschüttelt wird; die mittel-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die sich nicht durch das Schütteln ablösen, aber durch eine Ultraschalldispersion für 30 Minuten bei einer Intensität von 120 W/cm² abgelöst werden; und die stark-fixierten anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen sind, die nicht durch das Schütteln und die Ultraschalldispersion abgelöst werden.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1, wobei die anorganischen Feinteilchen, die an die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, Siliciumoxidfeinteilchen sind.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verhältnis des zahlenmittleren Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen zu dem zahlenmittleren Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der schwach-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 4,0 bis nicht mehr als 25,0 ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zahlenmittlere Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der stark-fixierten anorganischen Feinteilchen von mindestens 50 nm bis nicht mehr als 200 nm ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dielektrische Konstante ε' des magnetischen Toners bei einer Frequenz von 100 kHz und einer Temperatur von 30°C von mindestens 30,0 pF/m bis nicht mehr als 40,0 pF/m ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners mindestens 0,955 ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Säurewert des magnetischen Toners von mindestens 10 mg KOH/g bis nicht mehr als 40 mg KOH/g ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Sättigungsmagnetisierung (σs) des magnetischen Toners von mindestens 30,0 Am²/kg bis nicht mehr als 40,0 Am²/kg und das Verhältnis σr/σs zwischen der Restmagnetisierung (σr) des magnetischen Toners und der Sättigungsmagnetisierung (σs) von mindestens 0,03 bis nicht mehr als 0,10 ist.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der magnetische Toner zusätzlich Titanoxidfeinteilchen enthält.
Magnetischer Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der magnetische Toner eine Esterverbindung als ein Trennmittel enthält und einen maximalen endothermen Scheitelpunkt, wie mit einem Differenzialkalorimeter (DSC) gemessen, von mindestens 50°C bis nicht mehr als 80°C aufweist.