Магнитный тонер

Магнитный тонер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к магнитному тонеру, используемому в процессе записи с использованием электрофотографии, электростатической записи, электростатической печати или струйной системы записи с помощью тонера.

Уровень техники

[0002] В последние годы требуются устройства для получения изображений, такие как копировальные и печатающие устройства (принтеры), обеспечивающие намного более высокую скорость, повышенное качество изображения и повышенную стабильность, поскольку их использование распространяется на разнообразные цели и разнообразные среды. Например, печатающие устройства, которые до настоящего времени использовали, главным образом, в помещениях, начали использовать в более суровых условиях, и для них стало важным обеспечение устойчивого качества изображения даже в такой ситуации.

[0003] Прогресс в области копировальных и печатающих устройств заключается в том, что они становятся более компактными и потребляют меньше энергии с целью сделать возможным их использование независимо от места установки и окружающей среды, в которой они применяются, и магнитную однокомпонентную систему проявления, которая содержит магнитный тонер, предпочтительно используют как обладающую преимуществами в данных отношениях. В магнитной однокомпонентной системе проявления магнитный тонер содержится в несущем тонер приспособлении (далее - «проявляющий барабан»), снабженном внутри себя средством для создания магнитного поля, таким как магнитный валик, и передается в проявочную зону для осуществления проявления. Магнитный тонер также приобретает электрические заряды, главным образом, трибоэлектрический заряд, обусловленный трением скольжения между тонером и обеспечивающим трибоэлектрический заряд приспособлением, таким как проявляющий барабан.

[0004] В имеющей низкую температуру и низкую влажность окружающей среде, в которой магнитный тонер склонен к электростатическому заряду, усиливается так называемое явление повышенного заряда, при котором значительное увеличение заряда тонера может нанести ущерб характеристикам проявления тонера. То есть, любой тонер, обладающий повышенным зарядом, может оставаться на проявляющем барабане, и это может вызывать уменьшение плотности изображения или может приводить к неравномерному заряду всего тонера, что вызывает дефекты изображения, такие как «туман». Чтобы решить такую проблему, предложено множество способов, в которых проводящие мелкодисперсные частицы добавляют в качестве внешней добавки к частицам тонера с тем, чтобы контролировать требуемую в качестве тонера поляризуемость. Например, широко известно использование магнитного тонера в состоянии, в котором технический углерод прикрепляется или прочно прилипает к поверхностям частиц тонера, чтобы, например, защищать тонер от чрезмерного заряда и делать равномерным распределение его заряда. Однако присутствие таких проводящих мелкодисперсных частиц на поверхности частиц тонера может, с другой стороны, делать заряд тонера неравномерным или недостаточным в средах, в которых электрические заряды склонны к утечке в условиях высокой температуры и высокой влажности. Кроме того, трение скольжения между самими частицами тонера или между тонером и регулирующим толщину слоя тонера приспособлением может привести к тому, что внешняя добавка к тонеру выйдет из или погрузится внутрь частиц тонера, создавая низкую устойчивость заряда.

[0005] Поскольку существуют такие проблемы, для того чтобы сделать тонер обладающим устойчивыми характеристиками проявления даже в суровых условиях окружающей среды, проводятся исследования по улучшению его поляризуемости путем регулирования не внешней добавки, а исходных материалов для тонера и контроля состояния их дисперсии.

[0006] Исследования, проведенные авторами настоящего изобретения, показали, что тонер внутри частиц тонера, в которых локально присутствует магнитный материал, и на поверхностях частиц тонера, на которых практически отсутствует какой-либо магнитный материал, обладает высоким сопротивлением и склонен вызывать повышенный заряд, поскольку поверхность его частиц состоит из полимера. Кроме того, если магнитный материал присутствует локально или остается агломерированным в частицах тонера, тонер может иметь неоднородную поляризуемость. В результате на изображениях может возникать неоднородность тона, так называемая «тень барабана», или сплошные черные изображения могут приобретать низкую однородность плотности.

[0007] Для решения описанных выше проблем предложено также регулировать тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ), который является показателем состояния дисперсии магнитного материала в частицах тонера, чтобы сделать тонер устойчивым к любым изменениям характеристик проявления, обусловленным изменениями окружающей среды.

[0008] В патентном документе 1 предложено регулировать свойства поверхности частиц и форму частиц магнитного материала, чтобы снизить склонность к агломерации магнитного материала с тем, чтобы сделать магнитный материал диспергируемым во всей массе частиц тонера, контролировать тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) тонера и тем самым сделать тонер регулируемым в отношении его поляризуемости и улучшить его характеристики проявления. Кроме того, в патентном документе 2 и патентный документ 3 предложено регулировать тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) в высокотемпературном интервале и в интервале нормальных температур, чтобы сделать тонер менее изменчивым в отношении его поляризуемости при изменении условий окружающей среды.

[0009] Однако все данные способы направлены на диспергирование магнитного материала во всей массе частиц тонера, и, таким образом, они оказываются недостаточными для того, чтобы предохранять магнитный материал от выхода его открытым (выступания) на поверхности частиц тонера. Если магнитный материал находится открытым на поверхностях частиц тонера, те точки, где он остается открытым, служат в качестве мест утечки электрического заряда, что вызывает недостаточность заряда и также делает тонер имеющим неоднородное распределение количества заряда. В таком случае селективное проявление происходит только в том месте, где в проявлении участвует тонер, имеющий достаточную величину заряда, а тонер, имеющий малую величину заряда, оказывается аккумулированным внутри проявляющего блока, вызывая дефекты изображения, такие как туман.

[0010] Между тем, в патентном документе 4 и патентном документе 5 магнитный материал делают присутствующим на определенном расстоянии от поверхностей частиц тонера, и также удерживают магнитный материал от выступания на поверхности частиц тонера, чтобы тем самым сделать тонер менее изменчивым в отношении его поляризуемости при изменении условий окружающей среды. Для этой цели тонер структурирован так, что магнитный материал распределен слоями, причем магнитный материал присутствует с относительно высокой плотностью вблизи поверхностей частиц. Присутствие магнитного материала вблизи поверхностей частиц без выхода на них открытым предотвращает возникновение повышенного заряда в условиях низкой температуры и низкой влажности окружающей среды и в то же время уменьшает селективное проявление, которое может происходить, когда становится широким распределение количества заряда. Это защищает от возникновения любого уменьшения плотности изображения и любых дефектов изображения, таких как туман. Кроме того, поскольку магнитный материал защищен от выхода в открытом виде на поверхность частиц тонера, предотвращается утечка электрического заряда в условиях высокой температуры и высокой влажности окружающей среды, что придает тонеру устойчивую поляризуемость при любых изменениях условий окружающей среды.

[0011] Однако, поскольку магнитный материал присутствует при высокой плотность вблизи поверхностей частиц тонера, частицы магнитного материала могут агломерироваться друг с другом в частицах тонера. Считается, что такую агломерацию частиц магнитного материала друг с другом вызывает любое взаимное притяжение гидроксильных групп друг к другу, которые остаются на поверхностях частиц, когда поверхности частиц магнитного материала были неравномерно подвергнуты гидрофобной обработке. Такое состояние дисперсии магнитного материала на микроскопическом уровне влияет на однородность заряда тонера, так что когда проявление осуществляют при высокой скорости, особенно в суровых условиях заряда, таких как, например, условия высокой температуры и высокой влажности окружающей среды, могут возникать различия величины заряда между самими частицами тонера, вызывая тень барабана или неоднородность плотности изображения.

[0012] В патентном документе 6 предложено использование магнитного материала, в котором определен уровень элемента Si на поверхностях частиц магнитного материала, и в то же время поверхности частиц магнитного материала были модифицированы модифицирующим поверхность реагентом, чтобы тем самым улучшить его устойчивость в условиях окружающей среды. Однако существует потребность в дальнейшем улучшении, чтобы сделать поверхности частиц магнитного материала однородно гидрофобными. Придание гидрофобности магнитному материалу влияет на состояние дисперсии магнитного материала в частицах тонера и, кроме того, влияет также на адсорбцию воды тонером, что значительно воздействует на устойчивость характеристик проявления в условиях высокой температуры и высокой влажности окружающей среды.

Список цитируемой литературы

[0013] Патентная литература

Патентный документ 1: японская выложенная патентная заявка №2003-195560

Патентный документ 2: японская выложенная патентная заявка №2005-157318

Патентный документ 3: японская выложенная патентная заявка №2003-330223

Патентный документ 4: японская выложенная патентная заявка №2008-015221

Патентный документ 5: международная публикация №2009/057807

Патентный документ 6: японская выложенная патентная заявка №H10-239897

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0014] Настоящее изобретение сделано с учетом описанных выше проблем, которые имелись в уровне техники. Более конкретно, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить магнитный тонер, обладающий превосходной однородностью трибоэлектрического заряда между самими частицами тонера, а также превосходной устойчивостью заряда, а также обладающий устойчивыми характеристиками проявления без какой-либо зависимости от условия эксплуатации. Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить магнитный тонер, который может в меньшей степени вызывать какое-либо уменьшение плотности изображения и любые дефекты изображения, такие как туман и тень.

Решение проблемы

[0015] Настоящее изобретение предлагает магнитный тонер, содержащий частицы магнитного тонера, причем каждая из частиц магнитного тонера содержит основную частицу магнитного тонера, содержащую связующий полимер и магнитный материал, и неорганический тонкодисперсный порошок;

(a) магнитный тонер имеет, при частоте 100 кГц и температуре 30°C, коэффициент диэлектрических потерь (ε”) от 2,5×10^-1 пФ/м или более до 7,0×10^-1 пФ/м или менее и тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) 3,0×10^-2 или менее;

(b) магнитный тонер имеет, по своему тангенсу угла диэлектрических потерь (tanδ) при частоте 100 кГц, максимальное значение (tanδ_H) в пределах температурного интервала от 60°C до 140°C; и tanδ_H и tanδ_L удовлетворяют (tanδ_H-tanδ_L)≤3,0×10^-2.

Полезные эффекты изобретения

[0016] Согласно настоящему изобретению может быть получен магнитный тонер, который обладает превосходной однородностью трибоэлектрического заряда между частицами тонера и превосходной устойчивостью заряда, а также обладает устойчивыми характеристиками проявления без какой-либо зависимости от условия эксплуатации. Может быть также получен магнитный тонер, который может в меньшей степени вызывать какое-либо уменьшение плотности изображения и любые дефекты изображения, такие как туман и тень.

[0017] Другие признаки настоящего изобретения станут очевидными из приведенного ниже описания примерных вариантов осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи.

Краткое описание чертежей

[0018] [Фиг.1A и 1B] Фиг.1A и 1B иллюстрируют измерительную лопасть, используемую для измерения характеристик текучести магнитного материала.

Описание вариантов осуществления

[0019] Магнитный тонер по настоящему изобретению представляет собой магнитный тонер, содержащий частицы магнитного тонера, которые содержат основные частицы магнитного тонера, содержащие по меньшей мере связующий полимер и магнитный материал, и неорганический тонкодисперсный порошок; и (a) имеющий при частоте 100 кГц и температуре 30°C коэффициент диэлектрических потерь (ε") от 2,5×10^-1 пФ/м или более до 7,0×10^-1 пФ/м или менее и тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) 3,0×10^-2 или менее, и (b) имеющий, по своему тангенсу угла диэлектрических потерь (tanδ) при частоте 100 кГц, максимальное значение (tanδ_H) в пределах температурного интервала от 60°C до 140°C, причем tanδ_H и tanδ_L удовлетворяют соотношению (tanδ_H-tanδ_L)≤3,0×10^-2.

[0020] Значение коэффициента диэлектрических потерь (ε") традиционно используют в качестве показателя, который представляет склонность к потерям электрического заряда (диэлектрическим потерям). Можно сказать, что чем выше коэффициент диэлектрических потерь (ε"), тем легче рассеиваются электрические заряды и тем труднее магнитному тонеру испытывать повышенный заряд. Однако, если значение коэффициента диэлектрических потерь (ε") является чрезмерно высоким, магнитный тонер может не удерживать электрические заряды, что, в свою очередь, неизбежно приводит к низким характеристикам проявления.

[0021] Авторы настоящего изобретения обнаружили, что коэффициент диэлектрических потерь (ε") магнитного тонера при частоте 100 кГц и температуре 30°C может быть задан в интервале от 2,5×10^-1 пФ/м или более до 7,0×10^-1 пФ/м или менее, а тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) - 3,0×10^-2 или менее, и это позволяет предохранять магнитный тонер как от повышенного заряда, так и от утечки электрического заряда. Таким образом, магнитный тонер может приобретать устойчивую поляризуемость без какой-либо зависимость от условий эксплуатации.

[0022] Здесь причина, по которой установлена частота 100 кГц в качестве стандарта для измерения коэффициента диэлектрических потерь (ε"), заключается в том, что данная частота является предпочтительной для исследования состояния дисперсии магнитного материала в частицах тонера. Если частота составляет менее чем 100 кГц, диэлектрические потери являются насколько малыми, что становится затруднительным обнаружить какое-либо изменение коэффициента диэлектрических потерь (ε") магнитного тонера. С другой стороны, если частота составляет более чем 100 кГц, различие диэлектрических характеристик, обнаруживаемых при изменении температуры, является насколько малым, что оказывается нежелательным. Кроме того, температура 30°C представляет собой такую температуру, которая предположительно существует внутри работающего картриджа во время формирования изображения.

[0023] Если коэффициент диэлектрических потерь (ε") составляет менее чем 2,5×10^-1 пФ/м, магнитный тонер может насколько легко удерживать электрические заряды, что это обычно вызывает повышенный заряд в условиях низкой температуры и низкой влажности окружающей среды. Если повышенный заряд возникает в значительной степени, туман и уменьшение плотности изображения могут возникать на начальной стадии эксплуатации. Даже если такие дефекты изображения не видны на начальной стадии эксплуатации, туман и уменьшение плотности изображения могут возникать, когда магнитный тонер становится имеющим более широкое распределение количества заряда, например, после долгосрочной эксплуатации, при котором возникает селективное проявление, или после долгосрочного хранения. В частности, когда в процессе эксплуатации добавляют свежий магнитный тонер, и затем оставляют на некоторое время в состоянии, при котором магнитный тонер внутри проявляющего блока должен приобрести широкое распределение количества заряда, может оказаться так, что уменьшение плотности изображения становится заметным на получаемых впоследствии изображениях, или на них очевидно возникает туман.

[0024] Если коэффициент диэлектрических потерь (ε") составляет более чем 7,0×10^-1 пФ/м, магнитный тонер может иметь низкую способность удержания заряда, так что магнитный тонер, имеющий недостаточную однородность заряда или не имеющий каких-либо электрических зарядов, может увеличивать вероятность создания тумана. Даже когда никакие дефекты изображения не видны на начальной стадии эксплуатации, может также возникать ситуация, при которой магнитный тонер внутри проявляющего блока приобретает широкое распределение количества заряда после долгосрочной эксплуатации или после долгосрочного хранения, что вызывает туман. Очевидно, что это явление наступает, в частности, в условиях высокой температуры и высокой влажности окружающей среды, когда усиливается тенденция к утечке электрического заряда.

[0025] В магнитном тонере коэффициент диэлектрических потерь (ε") можно регулировать в пределах указанного выше интервала путем контроля состояния присутствия магнитного материала вблизи поверхностей частиц тонера. Чтобы сделать высоким значение коэффициента диэлектрических потерь (ε"), можно обеспечить присутствие магнитного материала на поверхностях частиц тонера или вблизи поверхностей частиц тонера. Магнитный материал, который имеет меньшее сопротивление, чем полимеры, может присутствовать в основном на поверхностях частиц тонера или вблизи поверхностей частиц тонера, и это позволяет электрическим зарядам рассеиваться соответствующим образом. Однако присутствие открытого магнитного материала на поверхностях частиц тонера не является предпочтительным, потому что коэффициент диэлектрических потерь (ε") может становиться настолько избыточным, что это очевидно приводит к утечке электрического заряда. Чтобы соблюсти коэффициент диэлектрических потерь (ε") по настоящему изобретению, магнитный материал может присутствовать на частях поверхности частиц без выступания его на поверхности частиц тонера. С другой стороны, чтобы уменьшить значение коэффициента диэлектрических потерь (ε”), магнитный материал можно сделать присутствующим в малом количестве в слоях поверхности частиц тонер, и магнитный материал можно диспергировать во всем внутреннем объеме частиц тонера (внутри «отдельных» частиц тонера).

[0026] Кроме того, в настоящем изобретении, помимо того признака, что коэффициент диэлектрических потерь (ε”) находится в пределах указанного выше интервала, магнитный тонер имеет при частоте 100 кГц и температуре 30°C тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L), составляющий 3,0×10^-2 или менее, причем магнитный тонер может иметь высокую однородность трибоэлектрического заряда между самими частицами тонера и может обеспечивать быстрое увеличение заряда.

[0027] Тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) выражается как отношение коэффициент диэлектрических потерь (ε”)/диэлектрическая проницаемость (ε”) и традиционно используется в качестве показателя диэлектрических характеристик. Когда тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) является малым, магнитный тонер может насколько быстро подвергаться диэлектрической поляризации, что является быстро и однородно заряжаемым. Поскольку тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) находится в интервале 3,0×10^-2 или менее по настоящему изобретению, дефекты изображения, такие как тень барабана, можно сделать менее вероятными впоследующем, даже когда в магнитном тонере снижается величина заряда, потому что, например, его оставили на хранение в условиях высокой температуры и высокой влажности окружающей среды.

[0028] С другой стороны, когда тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) составляет более чем 3,0×10^-2, увеличение заряда можно оказаться настолько медленным, чтобы обеспечить сколь-либо однородный заряд, а значит, могут возникать дефекты изображения после того, как магнитный тонер оставили на хранение в окружающей среде высокой температуры и высокой влажности. В частности, такие дефекты изображения обычно возникают, когда свежий магнитный тонер добавляют в процессе эксплуатации и затем оставляют на хранение в течение некоторого времени в таком состоянии, при котором магнитный тонер внутри проявляющего блока доводится до широкого распределения количества заряда, и после этого воспроизводят изображения. Существует различие в количестве (величине) заряда между добавляемым магнитным тонером и уже существующим магнитным тонером, где любой магнитный тонер, худший по увеличению заряда, не может устранить такое различие в величине заряда, вызывая тень барабана.

[0029] Для улучшения поляризуемости магнитного тонера очень важно регулировать как коэффициент диэлектрических потерь (ε"), так и тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) магнитного тонера. Даже несмотря на то, что коэффициент диэлектрических потерь (ε") находится в пределах указанного выше интервала, однородность заряда может ухудшаться, вызывая дефекты изображения в зависимости от условий окружающей среды, если тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) превышает 3,0×10^-2. С другой стороны, даже если тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) составляет 3,0×10^-2 или менее, заряд может иметь недостаточную устойчивость, вызывая туман при селективном проявлении, если коэффициент диэлектрических потерь (ε") находится за пределами указанного выше интервала.

[0030] Тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) можно регулировать путем контроля состояния дисперсии магнитного материала в частицах тонера. Выполнение магнитного материала рассеянно диспергированным в частицах тонера без какой-либо агломерация позволяет легко происходить диэлектрической поляризации, и это может приводить к малой величине тангенса угла диэлектрических потерь (tanδ). С другой стороны, заставляя магнитный материал агломерироваться, чтобы затруднить возникновение диэлектрической поляризации, можно получить большую величину тангенса угла диэлектрических потерь (tanδ). Соответственно, магнитный материал можно удерживать от агломерации в частицах тонера, и это обеспечивает величину тангенса угла диэлектрических потерь на уровне 3,0×10^-2 или менее и способствует улучшению однородности заряда магнитного тонера.

[0031] Тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) обычно проявляет зависимость от температуры, причем авторы настоящего изобретения обнаружили, что однородность трибоэлектрического заряда между самими частицами тонера можно улучшать, когда в магнитном тонере он имеет максимальное значение (tanδ_H) в пределах температурного интервала от 60°C до 140°C, и разность между максимальным значением (tanδ_H) и тангенсом угла диэлектрических потерь (tanδ_L) находится в определенном интервале.

[0032] Величина тангенса угла диэлектрических потерь (tanδ) в значительной степени зависит, помимо состояния дисперсии материалов, от состава (композиции) связующего полимера. Внутреннее состояние полимера изменяется при подъеме температуры, а значит, значение тангенса угла диэлектрических потерь (tanδ) также изменяется. Таким образом, значение тангенса угла диэлектрических потерь (tanδ) можно также регулировать путем выбора связующего полимера. Например, когда сложнополиэфирный полимер используют в качестве связующего полимера, величина (tanδ_H-tanδ_L) может больше, чем в том случае, когда используют стирол-акриловый полимер.

[0033] Важно, что тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) при частоте 100 кГц демонстрирует максимальное значение (tanδ_H) в пределах температурного интервала от 60°C до 140°C и что величина (tanδ_H-tanδ_L) удовлетворяет следующему соотношению:

0<tanδ_H-tanδ_L≤3,0×10^-2.

[0034] В связи с этим, в случае полимера для тонера, который должен плавиться во время фиксации, его тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) при частоте 100 кГц обычно демонстрирует максимальное значение в пределах интервала от 60°C до 140°C.

[0035] Было обнаружено, что даже магнитный тонер, в котором используется связующий полимер, имеющий аналогичное максимальное значение (tanδ_H), проявляет другое значение в зависимости от состояния дисперсии магнитного материала в частицах тонера. Когда магнитный материал присутствует в состоянии агломерата, любой магнитный тонер имеет большее максимальное значение (tanδ_H). Что касается причины этого, авторы настоящего изобретения считают ее такой, как указано ниже. Тонеры имеют температуру стеклования (T_c) менее 60°C во многих случаях, когда при температурах 60°C или более полимер размягчается, в результате чего получаются тонеры, в которых отсутствуют границы между частицами. В состоянии, когда полимер размягчился, магнитный материал, содержащийся при высокой плотности вблизи поверхностей частиц тонера, склонен к повторной агломерации. Те магнитные материалы, которые имеют высокую склонность к агломерации, продолжают агломерироваться в полимере при его размягчении, и это может служить фактором, который увеличивает максимальное значение (tanδ_H).

[0036] Тот факт, что величина (tanδ_H-tanδ_L) является малой, показывает, что мало различие между диэлектрическими характеристиками тонера в том случае, когда на него не влияют границы частиц при высокой температуре (во время фиксации), и диэлектрическими характеристиками тонера, имеющего границы частиц при комнатной температуре. Даже если микроскопическая дисперсность магнитного материала в частицах тонера при комнатной температуре является одинаковой, агломерация можно происходить, когда влияние границ частиц устраняется при высокой температуре. В случае магнитного тонера, в котором такая агломерация магнитного материала происходит при высокой температуре, может получаться большая величина (tanδ_H-tanδ_L).

[0037] Согласно исследованиям, проведенным авторами настоящего изобретения, магнитный тонер может обладать особенно хорошими свойствами в отношении однородности заряда и быстроты заряда, когда величина (tanδ_H-tanδ_L) составляет 3,0×10^-2 или менее. Даже в случаях, которые являются особенно суровыми для заряда, когда проявление осуществляют при высокой скорости в условиях высокой температуры и высокой влажности окружающей среды, можно предотвращать возникновение любой неоднородности плотности изображения.

[0038] Чтобы сделать малой величину (tanδ_H-tanδ_L), предпочтительно дополнительно предохранять магнитный материал от его микроскопической агломерации с тем, чтобы сохранять магнитный материал рассеянно диспергированным в частицах тонера в такой степени, при которой дальнейшая агломерация не происходит даже в условиях высокой температуры.

[0039] В настоящем изобретении коэффициент диэлектрических потерь (ε”), тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ_L) и величину (tanδ_H-tanδ_L) магнитного тонера регулируют таким образом, чтобы получить магнитный тонер, обладающий превосходной однородностью заряда и превосходной устойчивостью заряда при любых изменениях условий окружающей среды.

[0040] Кроме того, магнитный материал, используемый в настоящем изобретении, может предпочтительно иметь полную энергию (TE) от 500 мДж или более до 2000 мДж или менее во время перемешивания со скоростью 100 об/мин, измеренную прибором для измерения сыпучести порошков. Сыпучесть магнитного материала связана с дисперсностью магнитного материала в частицах тонера. Поскольку магнитный материал имеет полную энергию (TE), составляющую не более чем 2000 мДж, магнитный материал обладает такой высокой сыпучестью, что дисперсность магнитного материала в частицах тонера можно легко регулировать в высокой степени. Магнитный материал, имеющий высокую сыпучесть, можно предохранить от агломерации в связующем полимере (мономере) и можно хорошо диспергировать.

[0041] На сыпучесть магнитного материала в значительной степени влияет гидрофобная обработка поверхностей частиц магнитного материала. Магнитный материал, подвергнутый гидрофобной обработке, обладает меньшей адсорбцией воды, чем любой необработанный магнитный материал, а значит, может иметь более высокую сыпучесть, так что его дисперсность в частицах тонера может быть улучшена. Кроме того, условия гидрофобной обработки можно регулировать, и это позволяет магнитному материалу распределяться вблизи поверхностей частиц тонера без выступания магнитного материала на поверхности частиц тонера.

[0042] Магнитный оксид железа можно также использовать в качестве магнитного материала и можно подвергать гидрофобной обработке (поверхностной обработке) после того, как было обеспечено присутствие большого количества кремния на поверхностях частиц магнитного оксида железа. Это является предпочтительным, потому что дополнительно улучшается дисперсность магнитного материала в частицах тонера. Присутствие кремния на поверхности частиц магнитного оксида железа обеспечивает равномерную гидрофобную обработку, потому что поверхности частиц магнитного оксида железа могут обладать более высоким сродством к реагенту для гидрофобной обработки (реагент для поверхностной обработки), и получается магнитный материал с дополнительно улучшенной сыпучестью. Кроме того, реагент для гидрофобной обработки можно подвергать гидролизу для повышения его реакционной способности. Это вызывает его сильное химическое связывание с поверхностями частиц магнитного оксида железа, обеспечивая более равномерную гидрофобную обработку. Подробности способа гидрофобной обработки магнитного материала описаны ниже.

[0043] Выполнение магнитного материала имеющим большой диаметр частиц повышает его сыпучесть и уменьшает его полную энергию (TE), а значит, улучшается дисперсность магнитного материала. Однако, если магнитный материал имеет чрезмерно большой диаметр частиц, он сколонен выступать на поверхности частиц тонера, и, таким образом, оказывается предпочтительным, чтобы магнитный материал имел среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 0,40 мкм или менее.

[0044] С другой стороны, выполнение магнитного материала имеющим маленький диаметр частиц снижает его сыпучесть, в результате чего магнитный материал обычно присутствует в частицах тонера в состоянии микроскопической агломерации, а значит, оказывается предпочтительным, чтобы магнитный материал имел среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 0,10 мкм или более.

[0045] На сыпучесть магнитного материала в значительной степени влияет адсорбция воды на поверхностях частиц магнитного материала. В магнитном оксиде железа на поверхностях частиц магнитного оксида железа присутствуют функциональные группы, такие как гидроксильные группы, и они адсорбируют воду, становясь причиной плохой сыпучести. Соответственно, очень важно предотвращение адсорбции воды путем химической модификации функциональных групп (путем обработки поверхностей частиц). Здесь в качестве реагента для обработки поверхности используют силановое соединение, титанатное соединение, алюминатное соединение или аналогичное соединение, которое является общеизвестным в технике, и все эти реагенты для обработки поверхности можно подвергать гидролизу с тем, чтобы воздействовать на реакцию конденсации с гидроксильными группами, присутствующими на поверхностях частиц магнитного оксида железа, и это вызывает его сильное химическое связывание с поверхностями частиц магнитного оксида железа, придавая гидрофобность. С точки зрения однородности обработки, можно особенно предпочтительно использовать силановое соединение, потому что его можно в большей степени предохранить от автоконденсации после гидролиза, чем другие соединения.

[0046] Однако даже магнитный материал, подвергнутый поверхностной обработке, может все же адсорбировать большое количество воды, если он обработан неравномерно, и такой магнитный материал не является предпочтительным, потому что у него может быть низкая сыпучесть. Исследования, проведенные авторами настоящего изобретения, показали, что у такого обработанного магнитного материала может оказаться предпочтительным наличие адсорбции воды на единицу площади, составляющей 0,30 мг/м² или менее. В таком случае считается, что магнитный материал особенно хорошо обработан на всех поверхностях его частиц.

[0047] Кроме того, предпочтительно, чтобы кремний присутствовал на определенном уровне на поверхностях частиц магнитного оксида железа. В таком случае поверхности частиц магнитного оксида железа улучшаются в отношении своего сродства к силановому соединению, и, как считается, дополнительно улучшается однородность их обработки силановым соединением. Что касается уровня содержания кремния, то кремний, растворившийся к тому времени, когда магнитный оксид железа диспергируется в водном растворе хлористоводородной кислоты и растворяется в нем, пока процент растворения железа не достиг 5% по массе в расчете на весь элемент железо, содержащийся в магнитном оксиде железа, может предпочтительно находиться на уровне, составляющем от 0,05% по массе или более до 0,50% по массе или менее, в расчете на массу магнитного оксида железа.

[0048] Далее рассмотрим процент растворения элемента железа магнитного оксида железа. Процент растворения элемента железа, составляющий 100% по массе, представляет собой состояние, в котором магнитный оксид железа полностью растворился, и означает, что чем ближе численное значение к 100% по массе, тем больше магнитного оксида железа растворилось. Таким образом, считается, что уровень некоего элемента, когда элемент железо растворяется до процента растворения 5% по массе, показывает уровень данного элемента, присутствующего на поверхностях частиц магнитного оксида железа.

[0049] В качестве силанового соединения, которое можно предпочтительно использовать для гидрофобной обработки поверхностей частиц магнитного материала, имеются силановые связующие реагенты, из которых предпочтительно использовать алкилалкоксисилан, представленный общей формулой (A), показанной ниже, после того, как он был подвергнут обработке гидролизом. При гидролизе любого алкоксисилана его концевые группы превращаются в OH-группы, а значит, алкоксисилан может обладать высоким сродством к OH-группам, присутствующим на поверхностях частиц магнитного материала. Это позволяет обрабатывающему реагенту легко адсорбироваться на необработанных поверхностях частиц магнитного материала, а значит, поверхность может быть покрыта им в достаточной степени, так что вряд ли могут оставаться какие-либо необработанные части.

R_mSiY_n (A),

где R представляет собой алкоксильную группу или гидроксильную группу; m представляет собой целое число от 1 до 3; Y представляет собой алкильную группу или винильную группу, причем алкильная группа может иметь в качестве заместителя функциональную группу, такую как аминогруппа, гидроксильная группа, эпоксидная группа, акриловая группа или метакриловая группа; и n представляет собой целое число от 1 до 3, при том условии, что m+n=4.

[0050] Алкилалкоксисилан, представленный общей формулой (A), может включать, например, этилтриэтоксисилан, этилтриметоксисилан, диэтилдиэтоксисилан, диэтилдиметоксисилан, триэтилметоксисилан, н-пропилтриэтоксисилан, н-пропилтриметоксисилан, изопропилтриэтоксисилан, изопропилтриметоксисилан, н-бутилтриметоксисилан, н-бутилтриэтоксисилан, изобутилтриметоксисилан и изобутилтриэтоксисилан.

[0051] Среди них, с точки зрения придания магнитному материалу высокой гидрофобности, можно предпочтительно использовать алкилтриалкоксисилан, представленный следующей формулой (B).

C_pH_2p+i-Si-(OC_qH_2q+1)₃ (B),

где p представляет собой целое число