Магнитный тонер

Магнитный тонер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[Область техники]

Данное изобретение относится к магнитному тонеру для применения, например, в электрофотографических способах, способах электростатической записи и способах магнитной записи.

[Предшествующий уровень техники]

Устройства для формирования изображения, например, копировальные аппараты и принтеры, в последние годы претерпели все возрастающее разнообразие в их предполагаемых видах применения и условиях эксплуатации, а также возросла потребность в дополнительных улучшениях в отношении скорости, качества изображения и стабильности. Например, принтеры, которые ранее применялись главным образом в офисных условиях, стали применяться в окружающей среде с жесткими условиями, и формирование стабильных изображений даже при этих условиях стало насущной необходимостью.

Копировальные аппараты и принтеры также подвергаются уменьшению габаритов и массы и улучшениям в отношении эффективности использования энергии, и магнитные однокомпонентные проявляющие системы, в которых используется подходящий магнитный тонер, предпочтительно применяют в связи с этим.

В магнитной однокомпонентной проявляющей системе проявление выполняется посредством перемещения магнитного тонера в зону проявления при применении элемента для переноса тонера (называемого ниже проявляющим валиком), который содержит внутри себя средство для генерации магнитного поля, например, магнитный ролик. Кроме того, заряд придается магнитному тонеру главным образом посредством трибоэлектрической зарядки, осуществляемой трением между магнитным тонером и элементом, предоставляющим трибоэлектрический заряд, например, проявляющим валиком. Уменьшение размера проявляющего валика является важным техническим решением, в частности, с точки зрения уменьшения размера устройства.

Когда, например, исходные материалы не диспергированы удовлетворительным образом в магнитном тонере, или при применении в окружающей среде с жесткими условиями, эта трибоэлектрическая зарядка может не происходить равномерным образом, и магнитный тонер может тогда становиться неравномерно заряженным. Вследствие этого, может происходить проявление, при котором лишь часть магнитного тонера заряжена избыточным образом, что называют избыточной зарядкой, и в таком случае могут возникать различные дефекты изображения.

В частности, когда проявляющий валик был уменьшен в размерах, как указано выше, зона проявления контактной области для проявления сужена, и перенос («перелет») магнитного тонера от проявляющего валика затруднен. Вследствие этого, часть магнитного тонера склонна оставаться на проявляющем валике, и имеет место тенденция к увеличенной нестабильности зарядки.

Например, уменьшение в плотности изображения может происходить, когда избыточно заряженный тонер остается на проявляющем валике, наряду с образованием дефекта изображения, такого как вуалирование на пробельных участках, когда заряд тонера является неравномерным. Помимо этого, в случае применения после нахождения в неподвижном состоянии в течение некоторого времени, приплавление тонера к элементу, несущему скрытое электростатическое изображение, может происходить в областях контакта между элементом, несущим скрытое электростатическое изображение, и таким элементом, как очистной ракельный нож, который приводится в контактирование с элементом, несущим скрытое электростатическое изображение, и дефекты изображения, так называемые «полосы», могут затем создаваться при каждом обороте элемента, несущего скрытое электростатическое изображение.

Для того чтобы противостоять этим проблемам, было предложено большое число методов для регулирования диэлектрических свойств, которые являются показателем состояния дисперсии магнитного материала в магнитном тонере, для того, чтобы стабилизировать вариации в характеристиках проявления, связанные с изменениями в условиях эксплуатации.

Например, в Патентном документе 1 сделана попытка сделать более низким изменение в способности к приданию заряда тонеру, связанное с изменениями под влиянием окружающей среды, посредством регулирования тангенса угла диэлектрических потерь (tan δ) в зонах с высокой температурой и с нормальной температурой.

Несмотря на то, что действительно определенный эффект получают при определенных установленных условиях, в частности, высокая степень дисперсности исходного материала при высоком содержании магнитного материала не достигается в достаточной мере, и еще возможны улучшения в данной области, в частности в отношении полос.

В дополнение к этому, для того, чтобы подавлять изменения в тонере под влиянием окружающей среды, Патентный документ 2 описывает тонер, в котором соотношение между водосодержанием при насыщении HL при условиях низкой температуры и низкой влажности и водосодержанием при насыщении HH при условиях высокой температуры и высокой влажности было приведено к предписанному интервалу.

Посредством регулирования водосодержания указанным образом определенный эффект действительно получают при определенных установленных условиях для воспроизводимости плотности изображения и характеристик переноса. Однако стабильность зарядки, в частности, не достигается для случая, в котором магнитный материал был включен в количестве, соответствующем применению в качестве окрашивающего вещества и являющемся неподходящим для получения эффектов данного изобретения.

С другой стороны, для того, чтобы решить проблемы, связанные с поверхностными добавками, были описаны тонеры со сосредоточением особого внимания на высвобождении поверхностных добавок (относится к Патентным документам 3 и 4). Стабильность зарядки магнитных тонеров опять же не достигается в достаточной мере в этих случаях.

Кроме того, Патентный документ 5 раскрывает стабилизацию этапов проявления/переноса посредством регулирования общей степени покрытия поверхности базовых частиц тонера поверхностными добавками, и определенный эффект действительно получают посредством регулирования теоретической степени покрытия, полученной расчетом, для определенной заданной базовой частицы тонера. Однако фактическое состояние связывания поверхностных добавок может существенно отличаться от величины, рассчитанной в предположении, что частица тонера является сферой, и, для магнитных тонеров в частности, достижение эффектов данного изобретения без регулирования фактического состояния связывания внешней добавки оказалось совершенно неудовлетворительным.

[Список ссылок]

[Патентные документы]

[Патентный документ 1] Публикация заявки на патент Японии № 2005-134751

[Патентный документ 2] Публикация заявки на патент Японии № 2009-229785

[Патентный документ 3] Публикация заявки на патент Японии № 2001-117267

[Патентный документ 4] Публикация патента Японии № 3812890

[Патентный документ 5] Публикация заявки на патент Японии № 2007-293043

[Сущность изобретения]

[Технические проблемы]

Целью данного изобретения является предоставление магнитного тонера, который может разрешить проблемы, указанные выше.

В особенности, целью данного изобретения является предоставление магнитного тонера, который обеспечивает стабильную плотность изображения, независимо от условий окружающей среды при применении, и который может предотвращать возникновение вуалирования и образование полос.

[Решение проблемы]

Авторы данного изобретения обнаружили, что проблемы могут быть решены посредством задания соотношения между степенью покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами и степенью покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами, которые закреплены на поверхности частиц магнитного тонера, и посредством задания диэлектрических свойств магнитного тонера. Данное изобретение было сделано на основании этого открытия.

Соответственно, данное изобретение описывается следующим образом:

магнитный тонер, содержащий частицы магнитного тонера, включающие связующую смолу и магнитный материал, при этом неорганические тонкие частицы присутствуют на поверхности частиц магнитного тонера, в котором

неорганические тонкие частицы, присутствующие на поверхности частиц магнитного тонера, содержат тонкие частицы оксида металла, данные тонкие частицы оксида металла содержат тонкие частицы кремнезема и необязательно содержат тонкие частицы диоксида титана и тонкие частицы оксида алюминия, и содержание тонких частиц кремнезема составляет по меньшей мере 85 масс. % по отношению к общей массе тонких частиц кремнезема, тонких частиц диоксида титана и тонких частиц оксида алюминия;

когда степень покрытия A (%) представляет собой степень покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами, и степень покрытия B (%) представляет собой степень покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами, которые закреплены на поверхности частиц магнитного тонера, магнитный тонер имеет степень покрытия A по меньшей мере 45,0% и не более чем 70,0% и отношение [степень покрытия B/степень покрытия A] степени покрытия B к степени покрытия A по меньшей мере 0,50 и не более чем 0,85, и в котором

магнитный тонер имеет диэлектрическую проницаемость ε′, при частоте 100 кГц и температуре 30°C по меньшей мере 30,0 пФ/м и не более чем 40,0 пФ/м и имеет тангенс угла диэлектрических потерь (tan δ) не более чем 9,0×10^-3.

[Преимущества данного изобретения]

Данное изобретение может предоставлять магнитный тонер, который, независимо от условий окружающей среды при применении, обеспечивает стабильную плотность изображения и может предотвращать возникновение вуалирования и полос.

[Краткое описание чертежей]

Фиг. 1 представляет собой график, который показывает пример соотношения между числом частей добавляемого кремнезема и степенью покрытия;

Фиг. 2 представляет собой график, который показывает пример соотношения между числом частей добавляемого кремнезема и степенью покрытия;

Фиг. 3 представляет собой график, который показывает пример соотношения между степенью покрытия и статическим коэффициентом трения;

Фиг. 4 представляет собой схематический чертеж, который показывает пример устройства для смешивания, которое может быть использовано для поверхностного добавления и смешивания неорганических тонких частиц;

Фиг. 5 представляет собой схематический чертеж, который показывает пример конструкции перемешивающего элемента, используемого в устройстве для смешивания;

Фиг. 6 представляет собой схематический чертеж, который показывает пример устройства для формирования изображения; и

Фиг. 7 представляет собой график, который показывает пример соотношения между временем ультразвукового диспергирования и степенью покрытия.

[Описание вариантов осуществления]

Данное изобретение описывается подробно ниже.

Данное изобретение относится к магнитному тонеру, содержащему частицы магнитного тонера, включающие связующую смолу и магнитный материал, при этом неорганические тонкие частицы присутствуют на поверхности частиц магнитного тонера, в котором

неорганические тонкие частицы, присутствующие на поверхности частиц магнитного тонера, содержат тонкие частицы оксида металла, данные тонкие частицы оксида металла содержат тонкие частицы кремнезема и необязательно содержат тонкие частицы диоксида титана и тонкие частицы оксида алюминия, и содержание тонких частиц кремнезема составляет по меньшей мере 85 масс. % по отношению к общей массе тонких частиц кремнезема, тонких частиц диоксида титана и тонких частиц оксида алюминия;

в случае, когда степень покрытия A (%) представляет собой степень покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами, и степень покрытия B (%) представляет собой степень покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами, которые закреплены на поверхности частиц магнитного тонера, магнитный тонер имеет степень покрытия A по меньшей мере 45,0% и не более чем 70,0% и отношение [степень покрытия B/степень покрытия A] степени покрытия B к степени покрытия A по меньшей мере 0,50 и не более чем 0,85, и

магнитный тонер имеет диэлектрическую проницаемость ε′, при частоте 100 кГц и температуре 30°C по меньшей мере 30,0 пФ/м и не более чем 40,0 пФ/м и имеет тангенс угла диэлектрических потерь (tan δ) не более чем 9,0×10^-3.

В соответствии с исследованиями, проведенными авторами данного изобретения, применение вышеописанного магнитного тонера может предоставлять стабильную плотность изображения независимо от условий окружающей среды при применении и может предотвращать возникновение вуалирования и образование полос.

При этом образование «полос» предположительно вызвано следующим.

Во время получения большого числа печатных копий, избыточно заряженный магнитный тонер присоединяется к концу очистного ракельного ножа, который удаляет магнитный тонер, присутствующий на элементе, несущем скрытое электростатическое изображение. Когда копирование завершено при этом условии, затем происходит выдерживание в состоянии, в котором агломераты магнитного тонера прессуются в элементе, несущем скрытое электростатическое изображение, вследствие сжатия в контактной области.

Когда копирование возобновляется при нахождении в этом состоянии, магнитный тонер, который должен был бы обычно удален очистным ракельным ножом, проскальзывает мимо ножа, вследствие приплавления к элементу, несущему скрытое электростатическое изображение.

Кроме того, когда элемент, несущий скрытое электростатическое изображение, делает один оборот, и очистной ракельный нож снова подводится к области, где магнитный тонер был подвергнут приплавлению, коэффициент трения элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, изменяется по сравнению с его величиной для области, где тонер не приплавлен, и вследствие этого нарушается стабильное вращение элемента, несущего скрытое электростатическое изображение.

Дефект зарядки образуется в продольном направлении элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, вследствие этого нарушенного вращения, и это приводит к «полосам», которые являются полосчатым дефектом изображения, при каждом обороте элемента, несущего скрытое электростатическое изображение.

Соответственно, когда присутствуют большие количества избыточно заряженного тонера, магнитный тонер будет затем легко присоединяться к очистному ракельному ножу, и магнитный тонер, присоединенный к очистному ракельному ножу, подвергается приплавлению к элементу, несущему скрытое электростатическое изображение, и увеличивается вероятность образования полос. Кроме того, когда выводят большое число печатных копий, или когда вывод изображения выполняют в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью, приплавление магнитного тонера к элементу, несущему скрытое электростатическое изображение, происходит еще легче, и вследствие этого, образование полос становится значительным.

Помимо этого, в устройстве, которое использует проявляющий валик небольшого диаметра для того, чтобы обеспечивать уменьшение габаритов, проявляющий валик имеет большую кривизну, и узкая зона проявления в таком случае создается в контактной области для проявления; вследствие этого затрудняется перенос магнитного тонера от проявляющего валика; увеличивается количество избыточно заряженного тонера; и полосы образуются еще более простым образом.

Предотвращение образования избыточно заряженного тонера эффективно для предотвращения образования полос. Несмотря на то, что множество способов уменьшения количества избыточно заряженного тонера уже было предложено, эти способы не являются удовлетворительными в отношении предотвращения образования «полос». В частности, являлось невозможным предотвращение в достаточной мере образования полос, когда выводится большое число печатных копий в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью при применении устройства с использованием проявляющего валика небольшого диаметра.

В результате своих исследований авторы данного изобретения обнаружили, что количество избыточно заряженного тонера может быть существенно уменьшено посредством магнитного тонера, который имеет заданные диэлектрические свойства и заданное состояние поверхностного добавления для неорганических тонких частиц, и что в результате образование полос может быть предотвращено.

Для магнитного тонера по данному изобретению является важным, что диэлектрическая проницаемость ε′ при частоте 100 кГц и температуре 30°C составляет по меньшей мере 30,0 пФ/м и не более чем 40,0 пФ/м, и что тангенс угла диэлектрических потерь (tan δ) составляет не более чем 9,0×10^-3.

Частоту 100 кГц устанавливают в настоящем описании как условие для измерения диэлектрической проницаемости, поскольку это является оптимальной частотой для обследования состояния дисперсии магнитного материала. Когда частота ниже, чем 100 кГц, затрудняется выполнение стабильных измерений, и способность к определению различий в диэлектрической проницаемости магнитного тонера будет склонна быть потерянной. Кроме того, величины, примерно такие же, что и при 100 кГц, равным образом получали, когда измерения выполняли при 120 кГц. Когда частота была не ниже, чем эта, создавалась тенденция, в которой различие в диэлектрической проницаемости между магнитными тонерами с разными свойствами была довольно малой. Причиной установления температуры измерения при 30°C является то, что она, как полагают, является температурой, представляющей температуру внутри картриджа во время печати изображения.

Для того чтобы достигнуть этих диэлектрических свойств, регулирование может быть выполнено на основании, например, выбора связующей смолы, кислотного числа магнитного тонера и содержания магнитного материала.

Например, диэлектрическая проницаемость ε′ может быть приведена к сравнительно высокой величине и легко регулироваться до вышеуказанного интервала посредством применения высокого содержания компонента сложного полиэфира для связующей смолы в магнитном тонере.

Кроме того, диэлектрическая проницаемость ε′ может быть уменьшена посредством снижения кислотного числа компонента смолы магнитного тонера или посредством уменьшения содержания магнитного материала в магнитном тонере; и, напротив, диэлектрическая проницаемость ε′ может быть увеличена посредством повышения кислотного числа компонента смолы или посредством увеличения содержания магнитного материала в магнитном тонере.

С другой стороны, тангенс угла диэлектрических потерь (tan δ) может быть уменьшен посредством равномерного диспергирования магнитного материала в магнитном тонере. Например, равномерному диспергированию магнитного материала может способствовать снижение вязкости тестообразного материала посредством повышения температуры замешивания во время замешивания в расплаве (по меньшей мере 160°C).

Задание сравнительно большой диэлектрической проницаемости ε′ в интервале по данному изобретению, как полагают, устанавливает диэлектрические свойства, при которых магнитный тонер легко заряжается. Кроме того, установление сравнительно небольшого тангенса угла диэлектрических потерь (tan δ), как полагают, создает подавление утечки заряда в результате очень равномерного диспергирования магнитного материала в магнитном тонере. А именно, полагают, что одновременное регулирование диэлектрической проницаемости ε′ и тангенса угла диэлектрических потерь (tan δ) обеспечивает способность к легкой зарядке и устойчивость к утечке заряда и делает возможным для магнитного тонера быструю зарядку.

Магнитный тонер по данному изобретению предпочтительно имеет диэлектрическую проницаемость ε′, при частоте 100 кГц и температуре 30°C по меньшей мере 32,0 пФ/м и не более чем 38,0 пФ/м и предпочтительно имеет тангенс угла диэлектрических потерь (tan δ) не более чем 8,5×10^-3.

Кроме того, в случае, когда степень покрытия A (%) представляет собой степень покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами, и степень покрытия B (%) представляет собой степень покрытия поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами, которые закреплены на поверхности частиц магнитного тонера, для магнитного тонера по данному изобретению важно, что степень покрытия A составляет по меньшей мере 45,0% и не более чем 70,0%, и что отношение [степень покрытия B/степень покрытия A, также обозначаемое ниже просто как B/A] степени покрытия B к степени покрытия A составляет по меньшей мере 0,50 и не более чем 0,85.

Степень покрытия A составляет предпочтительно от по меньшей мере 45,0% и не более чем 65,0%, и B/A составляет предпочтительно от по меньшей мере 0,55 и не более чем 0,80.

В случае, когда степень покрытия A и B/A, которые указывают на состояние поверхностного добавления, соответствуют предписанным интервалам в магнитном тонере, обладающем способностью к быстрой зарядке, как описано выше, впервые становится возможным существенное уменьшение избыточно заряженного тонера и предотвращение образования «полос».

Несмотря на то, что причины этого не совсем ясны, предполагают следующее.

Во время стадии проявления магнитный тонер приводится в контактирование с дозирующим лезвием и проявляющим валиком в области контакта между дозирующим лезвием и проявляющим валиком и при этом заряжается посредством трения. Вследствие этого, когда магнитный тонер остается на проявляющем валике и/или на дозирующем лезвии без подвергания проявлению, он подвергается неоднократной зарядке, и создается избыточный заряд.

Однако поскольку в случае магнитного тонера по данному изобретению степень покрытия A поверхности частиц магнитного тонера неорганическими тонкими частицами имеет высокую величину, составляющую по меньшей мере 45,0%, ван-дер-ваальсовы силы и электростатические силы по отношению к контактным элементам являются низкими, и возможность магнитного тонера оставаться вблизи проявляющего валика и дозирующего лезвия предотвращается. Неорганические тонкие частицы должны быть добавлены в больших количествах для того, чтобы привести степень покрытия A к величине выше 70,0%, однако, даже если способ поверхностного добавления мог бы быть разработан для этого, затем легко образуются дефекты изображения (вертикальные полосы), вызванные высвобождающимися неорганическими тонкими частицами, и это является поэтому, нежелательным.

Эта степень покрытия A, степень покрытия B и отношение [B/A] степени покрытия B к степени покрытия A могут быть определены методами, описанными ниже.

Степень покрытия A, используемая в данном изобретении, представляет собой степень покрытия, которая также включает легко высвобождаемые неорганические тонкие частицы, в то время как степень покрытия B представляет собой степень покрытия неорганическими тонкими частицами, которые закреплены на поверхности частицы магнитного тонера и не высвобождаются в процессе высвобождения, описанном выше. Полагают, что неорганические тонкие частицы, представленные степенью покрытия B, закреплены в полузаделанном состоянии в поверхности частицы магнитного тонера, и поэтому, не подвергаются смещению, даже когда магнитный тонер подвергается воздействию сдвигового усилия на проявляющем валике или на элементе, несущем скрытое электростатическое изображение.

Неорганические тонкие частицы, представленные степенью покрытия A, с другой стороны, включают закрепленные неорганические тонкие частицы, описанные выше, а также неорганические тонкие частицы, которые присутствуют в верхнем слое и обладают сравнительно высокой степенью свободы.

Как указано выше, полагают, что неорганические тонкие частицы, которые могут присутствовать между частицами магнитного тонера и между магнитным тонером и различными элементами, вызывают эффект уменьшенных ван-дер-ваальсовых сил и уменьшенных электростатических сил, и что наличие высокой степени покрытия A является особенно важным в отношении этого эффекта.

Прежде всего, ван-дер-ваальсова сила (F), созданная между плоской пластиной и частицей, представлена следующим уравнением.

F=H×D/(12Z²)

При этом H представляет собой константу Хамакера, D представляет собой диаметр частицы, и Z представляет собой расстояние между частицей и плоской пластиной.

В отношении Z, обычно считают, что сила притяжения действует при больших расстояниях и сила отталкивания действует при очень малых расстояниях, и Z рассматривают как постоянную, поскольку эта величина не относится к состоянию поверхности частицы магнитного тонера.

В соответствии с предшествующим уравнением, ван-дер-ваальсова сила (F) пропорциональна диаметру частицы, находящейся в контакте с плоской пластиной. Когда она приложена к поверхности магнитного тонера, ван-дер-ваальсова сила (F) меньше для неорганической тонкой частицы, с ее меньшим размером, контактирующей с плоской пластиной, чем для частицы магнитного тонера, контактирующей с плоской пластиной. А именно, ван-дер-ваальсова сила меньше для случая контактирования через промежуточные неорганические тонкие частицы, использованные в качестве внешней добавки, чем для случая непосредственного контакта между частицей магнитного тонера и проявляющим валиком или дозирующим лезвием.

Помимо этого, электростатическая сила может рассматриваться как сила зеркального отображения. Известно, что сила зеркального отображения прямо пропорциональна квадрату заряду частицы (q) и обратно пропорциональна квадрату расстояния.

В случае зарядки магнитного тонера, именно поверхность частицы магнитного тонера, а не неорганические тонкие частицы, переносит заряд. Вследствие этого, сила зеркального отображения уменьшается, когда расстояние между поверхностью частицы магнитного тонера и плоской пластиной (в настоящем описании, проявляющим валиком или дозирующим лезвием) увеличивается.

А именно, когда, в случае поверхности магнитного тонера, частица магнитного тонера приходит в контактирование с плоской пластиной через промежуточные неорганические тонкие частицы, расстояние устанавливается между плоской пластиной и поверхностью частицы магнитного тонера, и сила зеркального отображения, вследствие этого уменьшается.

Как описано выше, ван-дер-ваальсова сила и сила зеркального отображения, образованные между магнитным тонером и проявляющим валиком или дозирующим лезвием, уменьшаются, вследствие присутствия неорганических тонких частиц на поверхности частицы магнитного тонера и приведения магнитного тонера в контактирование с проявляющим валиком или дозирующим лезвием при размещенных между ними неорганических тонких частицах. Другими словами, удерживающая сила между магнитным тонером и проявляющим валиком или дозирующим лезвием уменьшается.

Контактирует ли частица магнитного тонера непосредственным образом с проявляющим валиком или дозирующим лезвием, или находится в контакте с ним через промежуточные неорганические тонкие частицы, зависит от количества неорганических тонких частиц, покрывающих поверхность частицы магнитного тонера, т.е. от степени покрытия неорганическими тонкими частицами.

Полагают, что возможность непосредственного контакта между частицами магнитного тонера и проявляющим валиком или дозирующим лезвием уменьшается при высокой степени покрытия неорганическими тонкими частицами, что затрудняет прилипание магнитного тонера к проявляющему валику или дозирующему лезвию. С другой стороны, магнитный тонер легко прилипает к проявляющему валику или дозирующему лезвию при низкой степени покрытия неорганическими тонкими частицами и склонен оставаться на проявляющем валике или вблизи дозирующего лезвия.

В отношении степени покрытия неорганическими тонкими частицами, теоретическая степень покрытия может быть вычислена - в предположении, что неорганические тонкие частицы и магнитный тонер имеют сферическую форму - при применении уравнения, описанного, например, в Патентном документе 5. Однако, имеется также множество случаев, в которых неорганические тонкие частицы и/или магнитный тонер не имеют сферическую форму, и кроме того неорганические тонкие частицы могут также присутствовать в агрегированном состоянии на поверхности частицы тонера. Вследствие этого, теоретическая степень покрытия, полученная при применении указанного метода, не подходит для данного изобретения.

Авторы данного изобретения поэтому, выполняли обследование поверхности магнитного тонера с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) и определяли степень покрытия фактического покрытия поверхности, частицы магнитного тонера неорганическими тонкими частицами.

В качестве одного примера, теоретическую степень покрытия и фактическую степень покрытия определяли для смесей, полученных добавлением разных количеств тонких частиц кремнезема (числа частей добавляемого кремнезема) к 100 масс. частям частиц магнитного тонера (содержание магнитного материала = 43,5 масс.%), полученных способом измельчения и имеющих объемный средний диаметр (Dv) 8,0 мкм (см. Фиг. 1 и 2). Тонкие частицы кремнезема с объемным средним диаметром (Dv) 15 нм использовали в качестве указанных тонких частиц кремнезема.

Для расчета теоретической степени покрытия, 2,2 г/см³ использовали в качестве абсолютной удельной массы тонких частиц кремнезема; 1,65 г/см³ использовали в качестве абсолютной удельной массы магнитного тонера; и монодисперсные частицы диаметром 15 нм и 8,0 мкм принимали в качестве, соответственно, тонких частиц кремнезема и частиц магнитного тонера.

Как показано на Фиг. 1, теоретическая степень покрытия превышает 100%, когда количество добавляемых тонких частиц кремнезема увеличивается. С другой стороны, фактическая степень покрытия изменяется с изменением количества добавляемых тонких частиц кремнезема, однако не превышает 100%. Это обусловлено тем, что тонкие частицы кремнезема присутствуют до некоторой степени в виде агломератов на поверхности магнитного тонера, или тем, что значительный эффект оказывает то, что тонкие частицы кремнезема не являются сферическими.

Кроме того, в соответствии с исследованиями, проведенными авторами данного изобретения, было найдено, что даже при одном и том же количестве добавленных тонких частиц кремнезема, степень покрытия изменяется в зависимости от способа поверхностного добавления. То есть, является невозможным определение степени покрытия однозначным образом из количества добавляемых тонких частиц кремнезема (см. Фиг. 2). При этом условие поверхностного добавления A относится к смешиванию при 1,0 Вт/г в течение времени обработки 5 минут при применении устройства, показанного на Фиг. 4. Условие поверхностного добавления B относится к смешиванию при 4000 об./мин. в течение времени обработки 2 минуты при применении смесителя Henschel FM10C (производства Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.).

По причинам, представленным выше, авторы данного изобретения использовали степень покрытия неорганическими тонкими частицами, полученную обследованием поверхности магнитного тонера сканирующим электронным микроскопом (SEM).

Кроме того, как было указано выше, полагают, что удерживающая сила по отношению к элементу может быть уменьшена посредством увеличения степени покрытия неорганическими тонкими частицами. Поэтому, были выполнены испытания для удерживающей силы по отношению к элементу и степени покрытия неорганическими тонкими частицами.

Соотношение между степенью покрытия для магнитного тонера и удерживающей силы по отношению к элементу было определено косвенным образом посредством измерения статического коэффициента трения между алюминиевой основой и сферическими частицами полистирола, имеющими разные степени покрытия тонкими частицами кремнезема.

Более конкретно, соотношение между степенью покрытия и статическим коэффициентом трения определяли при использовании сферических частиц полистирола (средневзвешенный диаметр частиц (D4)=7,5 мкм), которые имели разные степени покрытия (степень покрытия, определенная обследованием сканирующим электронным микроскопом (SEM)) тонкими частицами кремнезема.

Более конкретно, сферические частицы полистирола, к которым были добавлены тонкие частицы кремнезема, прижимали к алюминиевой основе. Основу перемещали влево и вправо при том, что изменяли прижимное давление, и статический коэффициент трения рассчитывали из результирующего напряжения. Это выполняли для сферических частиц полистирола при каждой отличающейся степени покрытия, и полученное соотношение между степенью покрытия и статическим коэффициентом трения показано на Фиг. 3.

Статический коэффициент трения, определенный представленным выше методом, как полагают, соотносится с суммой ван-дер-ваальсовой силы и силы зеркального отображения действующими между сферическими частицами полистирола и основой. В соответствии с Фиг. 3, проявляется тенденция, в которой статический коэффициент трения уменьшается, когда степень покрытия тонкими частицами кремнезема увеличивается. Иными словами, это означает, что магнитный тонер, имеющий высокую степень покрытия неорганическими тонкими частицами, также имеет низкую удерживающую силу по отношению к элементу.

Когда авторы данного изобретения проводили интенсивные исследования на основании этих результатов, образование полос могло быть предотвращено посредством регулирования степени покрытия неорганическими тонкими частицами и посредством регулирования диэлектрических свойств магнитного тонера.

Как было описано выше, предотвращение получения избыточно заряженного магнитного тонера является важным для предотвращения появления полос. В этом отношении, ван-дер-ваальсовая сила и сила зеркального отображения, образованные между магнитным тонером и проявляющим валиком или дозирующим лезвием, могут быть уменьшены посредством установления высокой величины для степени покрытия A и приведения частиц магнитного тонера в контактирование через неорганические тонкие частицы с проявляющим валиком или дозирующим лезвием. В результате, удерживающая сила между магнитным тонером и проявляющим валиком или дозирующим лезвием уменьшается; магнитный тонер может исключить удержание на проявляющем валике или на дозирующем лезвии без подвергания проявлению; и образование полос может быть, тем самым, в основном предотвращено.

С другой стороны, даже если избыточно заряженный магнитный тонер, способный к временному присоединению к очистному ракельному ножу, присутствует в некотором небольшом количестве на проявляющем валике или на дозирующем лезвии, удерживающая сила между магнитным тонером и очистным ракельным ножом может быть уменьшена посредством высокой степени покрытия A магнитного тонера, и вследствие этого присоединение магнитного тонера к концу очистного ракельного ножа может быть предотвращено.

То, что B/A составляет от по меньшей мере 0,50 до не более чем 0,85 означает, что неорганические тонкие частицы, закрепленные на поверхности частицы магнитного тонера, присутствуют до определенной степени, и что, в дополнение к этому, неорганические тонкие частицы в легко высвобождаемом состоянии (состоянии, которое делает возможным отделение от частицы магнитного тонера) также присутствуют на ней в подходящем количестве. Полагают, что «подшипниковый эффект» создается предположительно посредством высвобождаемых неорганических тонких частиц, проскальзывающих по отношению к закрепленным неорганическим тонким частицам, и что агрегативные силы между магнитными тонерами в таком случае существенно уменьшены.

В соответствии с результатами исследований, проведенных авторами данного изобретения, было найдено, что этот «подшипниковый эффект» и вышеописанный эффект уменьшения удерживающей силы являются максимальными, когда как закрепленные неорганические тонкие частицы, так и легко высвобождаемые неорганические