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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein bilderzeugendes Verfahren nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 11 und eine bilderzeugende
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21 bzw. 22 jeweils
zum Herstellen eines Vielfarben-Tonerbildes.
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Bei
den gewöhnlich
in Kopiermaschinen, Druckern, Druckmaschinen und dergleichen eingesetzten elektrophotographischen
Verfahren werden Bilder im Allgemeinen in der folgenden Weise erzeugt:
die photoleitfähige
Isolatoroberfläche
einer Photorezeptortrommel wird zuerst (in einem Ladeschritt) einheitlich
positiv oder negativ geladen, und dann wird ein elektrostatisches
latentes Bild entsprechend der Bildinformation hergestellt, indem
beispielsweise ein Laserstrahl auf die photoleitfähige Isolatoroberfläche gestrahlt
und somit die elektrostatische Ladung auf der Isolatoroberfläche teilweise
beseitigt wird. Das latente Bild wird dann in ein sichtbares Tonerbild
umgewandelt, beispielsweise indem feine Teilchen eines Entwickler
genannten Toners auf den die elektrostatische Ladung auf dem photoleitfähigen Isolator
zurückhaltenden
Bereich des latenten Bildes aufgebracht wird. Im Allgemeinen wird
das auf diese Weise erhaltene Tonerbild elektrostatisch auf ein
Aufzeichnungsmedium, wie ein Aufzeichnungspapier, übertragen
und wird dann das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium fixiert,
um eine Drucksache zu erzeugen.
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Es
wurden verschiedene Verfestigungs- und Schmelzmethoden einschließlich dem
Schmelzen des Toners durch Anwendung von Wärme und/oder Druck und Schmelzen
des Toners durch Einstrahlen von Lichtenergie zum Fixieren des Tonerbildes
nach dem Übertragen
verwendet, und Licht verwendende Blitzschmelzverfahren (auch Blitzfixierverfahren
genannt), die verglichen mit der Anwendung von Wärme oder Druck vorteilhaft
sind, ziehen jetzt mehr Aufmerksamkeit auf sich.
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Das
heißt,
das Blitzschmelzverfahren, das keinen Duck für die Tonerfixierung erfordert,
weist den Vorteil auf, dass die Auflösung (Reprofähigkeit)
des Tonerbildes im Fixierschritt weniger verschlechtert wird, weil das
Bild nicht mit beispielsweise einer Fixierwalze in Kontakt gebracht
(oder unter Druck gesetzt) werden muss. Außerdem gestattet eine solche
Einrichtung ein Drucken direkt nach dem Einschalten, weil sie kein
Vorheizen der Wärmequellen,
wie einer Fixierwalze, erfordert und somit die Wartezeit für das Vorheizen
der Wärmequellen
auf eine gewünschte
Temperatur nach dem Einschalten beseitigt. Die Beseitigung von Wärmequellen
mit hoher Temperatur ist auch vorteilhaft, indem sie den Anstieg
der Temperatur der Einrichtung verhindert und das Entzünden von
Aufzeichnungspapier auf Grund der Wärme von den Wärmequellen
sogar dann verhindert, wenn es sich auf Grund einer Fehlfunktion
des Systems in der Fixiereinrichtung zusammenballt.
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Wenn
Farbtoner zum Fixieren verwendet werden, hat jedoch das Blitzschmelzverfahren
wegen der geringeren Lichtabsorptionswirkung der Farbtoner eine
eher niedrigere Fixierleistung, als wenn schwarzer Toner verwendet
wird. Folglich wurden viele Methoden zur Verbesserung der Fixierleistung
durch Hinzufügen
von Infrarotabsorbern zum Farbtoner vorgeschlagen (z. B.
JP 60-63545 A ,
JP 60-57858 A ,
JP 60-131544 A ,
JP 61-132959 A ,
JP 6-348056 A ,
JP 7-191492 A ,
JP 10-39535 A ,
JP 11-38666 A ,
JP 1165167 A ,
JP 11-125930 A ,
JP 2000-147824 A ,
JP 2000-155439 A und
JP 2000-35689 A ).
Diese vorgeschlagenen Methoden zielten auf die Beseitigung des Problems
der Verschlechterung in den Tonerschmelzeigenschaften und somit
der Herstellung gut ausgewogenen Vielfarbdruck- und Blitzschmelzleistungen
durch Hinzufügen
eines Materials, das Licht im Infrarotbereich absorbiert, als Infrarotabsorber
zu einem Toner. Diese Methoden zielten gleichzeitig auch auf eine
Verbesserung der Fixierleistung durch Erhöhung der Lichtintensität während des
Blitzschmelzens.
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Während der
Erhöhung
der Intensität
des für
das Fixieren verwendeten Lichtes zu einer Verbesserung der Fixierungsleistung
führt,
bewirkt sie jedoch auch Druckdefekte; nämlich ”farbfreie Stellen”, die in
dem Tonerbild durch Verdampfung von Wasser und dergleichen aus dem
Toner und dem Aufzeichnungsmedium gebildet werden. Es ist daher
notwendig, das Gleichgewicht zwischen der Lichtintensität während der
Bildfixierung und den Tonerschmelzeigenschaften zu optimieren, um
sowohl einer verbesserten Fixierung als auch dem Spielraum für die Verhinderung
der Erzeugung von farbfreien Stellen zu genügen. Insbesondere wenn mehrere
Arten von Toner übereinandergelegt
und dann alle gleichzeitig durch Licht fixiert werden, führt die
Erhöhung der
Menge der auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebrachten Toner zu einer
Abnahme der Toner-Fixierleistung. Ferner führt eine Erhöhung der
Menge von auf einem Aufzeichnungsmedium niedergelegten Toner zu
einer Erhöhung
der Rate der Erzeugung von farbfreien Stellen während des Fixierens. Es ist
schwieriger, sowohl der Fixierleistung als auch die Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen gleichzeitig vorteilhaft zu genügen, wenn
die Tonerschicht dicker wird.
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Alternativ
wurde die Reihenfolge des Übereinanderlegens
der jeweiligen Tonerschichten, die ein Vielfarben-Tonerbild erzeugen,
mit Blick auf eine Verbesserung der Blitzschmelzwirkung für den Toner
untersucht. Beispielsweise wurde eine Methode zum Herstellen der
obersten Schicht unter Verwendung eines gelben Toners, der gewöhnlich die
geringste Fixierleistung aufweist, als Reihenfolge des Übereinanderlegens
der Tonerschichten vorgeschlagen (z. B.
JP 2002-174924 A ), aber
diese Bedingung ist unvorteilhaft, weil sich die Fixierleistung
während
des Vielfarbendrucks verschlechtert und die Verwendung eines Infrarotabsorbers
in erhöhter Menge
für die
Fixierung des gelben Toners zu einer trüben Farbe führt. Außerdem führt eine Erhöhung der
Energie des Fixierlichtes zu einer erhöhten Zahl von farbfreien Stellen,
wodurch eine vorteilhafte Fixierung und Erlangung des ausreichenden
Spielraums für
die Verhinderung von farbfreien Stellen verhindert wird.
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Alternativ
wurde die photoakustische spektrometrische (PAS-)Intensität eines
Lichts mit einer Wellenlange im Bereich von 800 bis 2.000 nm untersucht
(z. B.
JP 2003-295496
A und
JP
2003-295497 A bzw.
US 2003 0186 143 A1 ). In diesen Offenbarungen
wurde vorgeschlagen, dass während
der Blitzfixierung Licht mit einer höheren PAS-Intensität auf den
Toner der obersten Schicht gestrahlt werden sollte. Die Intensitäten für die das
Blitzlicht absorbierenden Toner unterscheiden sich jedoch deutlich,
abhängig
von den verwendeten Farbmitteln: Cyan, Magenta oder Gelb. Wenn beispielsweise
ein Cyanpigment, das das Licht in größerer Menge absorbiert, verwendet
wird, ist die Fixierleistung für
das Bild sogar dann höher,
wenn es mit einem Licht mit geringerer PAS-Intensität bestrahlt
wird. Die Fixierleistung für
das Tonerbild konnte daher nicht notwendigerweise nur in Bezug auf
die PAS-Intensität
erörtert
werden. Ferner bleibt sogar dann, wenn diese Methode verwendet wird,
eine Erzeugung von farbfreien Stellen und eine Verschlechterung
der Glattheit der Oberfläche.
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Ein
bilderzeugendes Verfahren sowie eine bilderzeugende Vorrichtung
zum Erzeugen eines Vielfarbenbildes nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 oder 11 bzw. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21 oder 22 sind
aus der vorstehend genannten
JP 2003-295 497 A bzw.
US 2003 0186 143 A1 bekannt.
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Die
US 2002 0136 574 A1 beschreibt
zwar eine digitale Druck- oder Kopiermaschine und ein Verfahren zum
Fixieren eines Tonerbildes, bei der bzw. dem elektromagnetische
Strahlungsimpulse zeitverzögert
auf den gleichen Bereich eines Bildträgersubstrats aufgebracht werden,
jedoch wird weder der Aufbau noch die Schichtung der Toner beschrieben.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die obigen Umstände ausgeführt. Die
Erfindung stellt ein bilderzeugendes Verfahren und eine bilderzeugende
Vorrichtung zum Herstellen eines Vielfarbenbildes bereit, das sowohl
der Fixierleistung als auch der Widerstandsfähigkeit gegenüber farbfreien
Stellen, die normalerweise miteinander unvereinbar sind, bei ausreichend
hohem Niveau genügt
und in der Farbreprofähigkeit, im
Glanz und dergleichen überlegen
ist, indem ein Vielfarben-Tonerbild durch Aufbringen von Farbtonern
auf ein Aufzeichnungsmedium und Fixieren des Tonerbildes auf dem
Aufzeichnungsmedium unter Verwendung einer Blitzschmelzeinrichtung
hergestellt wird.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung ist ein bilderzeugendes Verfahren zum
Herstellen eines Vielfarbenbildes nach den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung ist ein bilderzeugendes Verfahren zum
Herstellen eines Vielfarbenbildes nach den Merkmalen des Anspruchs
11.
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Ein
dritter Aspekt der Erfindung ist eine bilderzeugendes Vorrichtung
zum Herstellen eines Vielfarbenbildes nach den Merkmalen des Anspruchs
21.
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Ein
vierter Aspekt der Erfindung ist eine bilderzeugendes Vorrichtung
zum Herstellen eines Vielfarben-Tonerbildes nach den Merkmalen des
Anspruchs 22.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen einzelner oder mehrerer
der Ansprüche
2 bis 10 und 12 bis 20.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der erfindungsgemäßen bilderzeugenden Vorrichtung
darstellt.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen bilderzeugenden
Vorrichtung darstellt.
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3 ist
eine schematische Darstellung, die ein noch weiteres Beispiel der
erfindungsgemäßen bilderzeugenden
Vorrichtung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben.
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Bilderzeugendes Verfahren
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Das
erste bilderzeugende Verfahren gemäß der Erfindung ist ein bilderzeugendes
Verfahren zum Herstellen eines Vielfarbenbildes, das das Herstellen
eines Vielfarben-Tonerbildes unter Verwendung wenigstens der drei
Farbtoner aus cyanfarbenem Toner, magentafarbenem Toner und gelbem
Toner und Aufbringen jedes Toners auf ein Aufzeichnungsmedium und
dann Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmedium durch
Blitzschmelzen umfasst, wobei jeder der drei Farbtoner einen Infrarotabsorber
enthält,
der cyanfarbene Toner so aufgebracht wird, dass von den drei Farbtonern
der cyanfarbene Toner in Bereichen des Tonerbildes, die cyanfarbenen
Toner umfassen, in der obersten Schicht angeordnet wird, und das
Blitzschmelzen durch einen verzögerten Lichtemissionsvorgang
ausgeführt
wird, bei dem vielfache Blitzlampen Licht in einem Zeitintervall
emittieren.
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Außerdem ist
das zweite bilderzeugende Verfahren gemäß der Erfindung ein bilderzeugendes
Verfahren zum Herstellen eines Vielfarbenbildes ähnlich dem ersten bilderzeugenden
Verfahren, wobei jeder der drei Farbtoner einen Infrarotabsorber
enthält,
der gelbe Toner so aufgebracht wird, dass von den drei Farbtonern der
gelbe Toner in Bereichen des Tonerbildes, die gelben Toner umfassen,
als unterste Schicht angeordnet wird, und das Blitzschmelzen durch
einen verzögerten
Lichtemissionsvorgang ausgeführt
wird, bei dem vielfache Blitzlampen Licht in einem Zeitintervall
emittieren.
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Bei
diesem Verfahren kann zusätzlich
zur Blitzfixierung ein Medium, wie Papier, beispielsweise durch eine
Halogenlampe, einen Ofen oder dergleichen als zusätzliche
Maßnahme
vorgeheizt oder nachgeheizt werden
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Es
stellte sich nämlich
bei der Erfindung heraus, dass, wenn ein Vielfarbenbild unter Verwendung
von wenigstens drei Farbtoner aus cyanfarbenem Toner, magentafarbenem
Toner und gelbem Toner hergestellt wird, es möglich war, die Fixierleistung
und den Spielraum für
farbfreie Stellen zu erhöhen
und auch ein Vielfarbenbild mit überlegener
Farbe, Glanz und dergleichen bereitzustellen, indem der cyanfarbene
Toner in Bereichen des Tonerbildes, die cyanfarbenen Toner umfassen,
in der obersten Schicht von den drei Farbtonern angeordnet wird,
der gelbe Toner in Bereichen des Tonerbildes, die gelben Toner umfassen,
in der untersten Schicht von den drei Farbtonern angeordnet wird
und ferner ein Blitzschmelzen durch einen verzögerten Lichtemissionsvorgang
ausgeführt
wird.
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Die
Erzeugung von ”farbfreien
Stellen” ist
ein für
das Blitzschmelzen spezifischer Druckdefekt, der mit einem Phänomen verbunden
ist, durch das ein Teil des Tonerbildes durch Aufprallen von Wasser
in den Toner und dem Aufzeichnungspapier während des Fixierens beschädigt wird,
was den Defekt einer erodierten Oberfläche hinterlässt.
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Die
oben beschriebenen Eigenschaften können aus den folgenden Gründen erhalten
werden.
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Wenn
die Leichtigkeit der Fixierung eines cyanfarbenen Toners, eines
magentafarbenen Toners und eines gelben Toners verglichen werden,
hat der cyanfarbene Toner eine höhere
Fixierleistung als die anderen 2 Farbtoner, weil das cyanfarbene
Pigment licht mit einer Wellenlänge
von etwa 600 nm absorbiert und somit eine höhere Wärmeumwandlungsfähigkeit
für die
Energie von absorbiertem Licht. Im Gegensatz dazu ist der gelbe
Toner bei der Wärmeumwandlung
von Lichtenergie weniger wirksam, da das Pigment Licht mit einer Wellenlänge von
etwa 400 nm absorbiert und die Fixierleistung für den gelben Toner geringer
als für
den cyanfarbenen Toner ist, sogar wenn die gleiche Menge Infrarotabsorber
hinzugefügt
wird. Es ist jedoch praktisch schwierig, die Menge des nur dem gelben
Toner hinzugefügten
Infrarotabsorbers zu erhöhen,
da dies die Farbreprofähigkeit
von Bildern sehr viel deutlicher beeinträchtigt.
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Außerdem absorbiert
ein schwarzer Toner, der ein nichtfarbiger Toner ist und der im
Allgemeinen Kohlenstoffschwarz als Pigment verwendet, Licht in allen
Bereichen von Ultraviolett bis Infrarot und hat somit eine höhere Wärmeumwandlungswirkung
für absorbiertes
Licht und zeigt eine weit höhere
Fixierleistung als die von Farbtonern. Somit ist die Reihenfolge
der Fixierleistung von verschiedenen Toner unter den gleichen Bedingungen
qualitativ wie folgt.
Fixierleistung: (höher) schwarzer Toner ⨠ cyanfarbener
Toner > magentafarbener
Toner > gelber Toner
(geringer)
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Im
Gegensatz dazu werden im Allgemeinen farbfreie Stellen in größerer Zahl
ausgebildet, wenn die Fixierleistung höher ist, uns somit ist die
Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von farbfreien Stellen von verschiedenen
Tonern unter den gleichen Bedingungen qualitativ wie folgt.
Wahrscheinlichkeit
der Erzeugung von farbfreien Stellen: (höher) schwarzer Toner ⨠ cyanfarbener
Toner > magentafarbener
Toner > gelber Toner
(geringer)
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Da
die von einer Blitzlampe emittierten Infrarotstrahlen während des
Blitzschmelzens in Toner schnell abgeschwächt werden, hängen die
Fixierleistung und die Widerstandsfähigkeit gegenüber farbfreien
Stellen eines Tonerbildes von der Fixierleistung und der Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen des Toners der obersten Schicht (Schicht, die
der Blitzlampe am nächsten
ist) ab, die während
des Vielfarbendrucks (Fixierung von mehrfachen Tonerschichten) direkt
mit dem Licht bestrahlt wird. Folglich ist es äußerst wichtig zu bestimmen,
welcher Toner für
die oberste Schicht verwendet wird, und der Farbtoner mit der höchsten Fixierleistung
sollte für
für eine
ausreichende Fixierung für
die oberste Schicht verwendet werden, sogar wenn die Tonerschichten
mehrmals und dick übereinandergelegt
werden. Andererseits wäre
es bevorzugt, den Toner mit der geringsten Fixierleistung unter
den Toner als Farbtoner für
eine Verwendung in der untersten Schicht auszuwählen, weil die Fixierung des
Toners in diesem Fall nur hinsichtlich der untersten Schicht selbst
betrachtet zu werden braucht.
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Somit
kann das Anordnen eines cyanfarbenen Toners, der eine höhere Fixierleistung
hat, als oberste Schicht eine hohe Fixierleistung sicherstellen,
während
das Anordnen eines gelben Toners als oberste Schicht manchmal zu
einer unzureichenden Fixierleistung führt. Mit anderen Worten, wenn
drei Farbtoner in Cyan, Magenta und Gelb verwendet werden, ist es
notwendig, einen cyanfarbenen Toner als oberste Schicht (erstes
bilderzeugendes Verfahren) aus den Farbtonern und einen gelben Toner
als unterste Schicht (zweites bilderzeugendes Verfahren) zu verwenden
und es ist stärker
bevorzugt, einen cyanfarbenen Toner, einen magentafarbenen Toner
und einen gelben Toner in dieser Reihenfolge von der obersten Schicht
an und darunter übereinander
zu legen, weil ein solcher Aufbau die höchste Fixierleistung hat und
vom Gesichtspunkt der Energieeffizienz vorteilhaft ist.
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Während der
Schichtenaufbau der Farbtoner in der oben beschriebenen Reihenfolge
das Problem der Fixierleistung beseitigt, vermeidet er andererseits
nicht die Probleme der Erzeugung von farbfreien Stellen (Verschlechterung
der Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen) oder der Verschlechterung der Bildqualität. Dies
ist so, weil das Blitzschmelzen eines Vielfarben-Tonerbildes aus
Schichten, das einen cyanfarbenen Toner umfasst, Lichtenergie wenigstens
eines bestimmten Niveaus erfordert; und eine einzelne Bestrahlung
des Toners in der obersten Schicht mit Lichtenergie unvermeidlich
von einer Erzeugung von farbfreien Stellen, wie durch die obige
höhere
Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von farbfreien Stellen angegeben wird,
und einer Verschlechterung der Glattheit der Oberfläche des
fixierten Bildes begleitet wird, wie oben beschrieben.
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Bei
der Erfindung stellte sich heraus, dass dieses Problem gelöst werden
könnte,
indem das Blitzschmelzen durch einen verzögerten Lichtemissionsvorgang
ausgeführt
wird, bei dem Blitzlichter von den mehrfachen Blitzlampen Licht
in einem Zeitintervall emittieren. Der verzögerte Lichtemissionsvorgang,
der fraktionierte Bestrahlungen an Stelle einer einzigen Bestrahlung
gestattet, ermöglicht
eine Verringerung der Emissionsenergie (Blitzenergie) einer einzelnen
Lichtbestrahlung und Blitzschmelzens unter einer milderen Fixierungsbedingung,
wenn dieselbe Gesamtlichtenergie auf das Tonerbild angewendet wird.
Auf solche Weise ist es möglich,
die cyanfarbene Tonerschicht, d. h. die oberste Schicht, besser
allmählich
zu schmelzen und folglich eine Erzeugung von farbfreien Stellen,
eine Oberflächenaufrauung
des fixierten Bildes und dergleichen zu verhindern.
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Wie
oben beschrieben ist es bei der Erfindung möglich, wenn die drei Toner
als Farbtoner verwendet werden, gleichzeitig eine vorteilhafte Fixierungswirkung, überlegende
Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen und Bildqualität bei der Herstellung eines
Vielfarbenbildes unter Verwendung des Blitzschmelzens zu erhalten,
indem die Reihenfolge der jeweiligen Tonerschichten, die ein Vielfarben-Tonerbild
aufbauen, kombiniert und das Blitzschmelzen durch den verzögerten Lichtemissionsvorgang
ausgeführt
wird.
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Wenn
andererseits für
die Herstellung eines Tonerbildes zusätzlich ein schwarzer Toner
verwendet wird, ist es wichtig zu entscheiden, wo die Schicht des
schwarzen Toners angeordnet wird, weil der schwarze Toner, der eine
viel höhere
Lichtenergieabsorptionsleistung aufweist als die von Farbtonern,
eine höhere
Fixierleistung hat aber für
eine Erzeugung von farbfreien Stellen anfälliger ist, wie oben beschrieben.
Weil sich der schwarze Toner in Fixiereigenschaft und Widerstandsfähigkeit
gegenüber farbfreien
Stellen deutlich von Farbtonern unterscheidet, fanden die Erfinder
heraus, dass es bevorzugt war, die Position der schwarzen Tonerschicht
entsprechend der Intensität
der Emissionsenergie zu ändern.
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Wenn
die Blitzenergie relativ niedriger liegt, bei 1,0 J/cm2 oder
mehr und weniger als 3,0 J/cm2, wobei der
leicht Licht absorbierende schwarze Toner bei der Erzeugung von
farbfreien Stellen weniger aktiv ist, ist es bevorzugt, den schwarzen
Toner so aufzubringen, dass er in Bereichen des auf einem Aufzeichnungsmedium hergestellten
Tonerbildes, die schwarzen Toner umfassen, als oberste Schicht angeordnet
ist. Insbesondere wenn cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Toner
zusammen mit dem schwarzen Toner verwendet werden, ist es unter
den Gesichtspunkten, die Anforderungen sowohl der Fixierleistung
als auch der Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen zu erfüllen
und eine Farbreprofähigkeit
sicherzustellen, am stärksten
bevorzugt, einen Schichtaufbau mit dem schwarzen Toner als oberste
Schicht und dann den cyanfarbenen, magentafarbenen und gelben Toner
in dieser Reihenfolge von der zweiten Schicht an und darunter herzustellen.
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Wenn
alternativ die Blitzenergie relativ höher im Bereich von 3,0 bis
7,0 J/cm2 liegt, ist es bevorzugt, den schwarzen
Toner so aufzubringen, dass er in Bereichen des auf dem Aufzeichnungsmedium
hergestellten Tonerbildes, die schwarzen Toner umfassen, als unterste
Schicht angeordnet ist, weil ein Schichtaufbau, bei dem ein schwarzer
Toner als oberste Schicht angeordnet ist, eine Erzeugung von farbfreien
Stellen nicht verhindern kann. Insbesondere wenn cyanfarbene, magentafarbene
und gelbe Toner zusammen mit dem schwarzen Toner verwendet werden,
ist es unter den Gesichtspunkten, die Anforderungen sowohl der Fixierleistung als
auch der Widerstandsfähigkeit
gegenüber farbfreien
Stellen zu erfüllen
und die Farbreprofähigkeit
sicherzustellen, bevorzugt, den cyanfarbenen Toner, der die zweithöchste Fixierleistung
unter diesen Toner hat, als oberste Schicht und magentafarbenen
Toner, gelben Toner und schwarzen Toner in dieser Reihenfolge von der
zweiten Schicht an und darunter zu verwenden.
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Wenn
ferner ein unsichtbarer Toner, der im Allgemeinen zur Verhinderung
von Fälschung
verwendet wird, dem herzustellenden Tonerbild hinzugefügt wird,
ist es bevorzugt, die unsichtbare Tonerschicht als die unterste
Schicht unter der oben beschriebenen gelben Tonerschicht anzuordnen,
weil der unsichtbare Toner wegen des Nichtvorhandenseins von Pigmenten
darin, die Licht absorbieren, normalerweise eine geringere Fixierleistung
hat als andere Farbtoner, sogar wenn die gleiche Menge Infrarotabsorber
darin enthalten ist. Aus diesen Gründen ist es bevorzugt, die
Toner bei der bilderzeugenden Methode (erstes bilderzeugendes Verfahren),
bei der ein cyanfarbener Toner als die oberste Schicht der drei
Farbtoner angeordnet wird, oder bei der bilderzeugenden Methode
(zweites bilderzeugendes Verfahren), bei der ein gelber Toner als
die unterste Schicht der drei Farbtoner angeordnet wird, so aufzubringen,
dass der unsichtbare Toner die unterste Schicht wird Insbesondere
wenn die Blitzenergie 1,0 J/cm2 oder mehr
und weniger als 3,0 J/cm2 beträgt und ein
unsichtbarer Toner zusammen mit cyanfarbenen, magentafarbenen, gelben
und schwarzen Toner verwendet wird, ist es unter den Gesichtspunkten,
sowohl Fixierleistung als auch Widerstandsfähigkeit gegenüber farbfreien
Stellen zu erreichen und Farbreprofähigkeit sicherzustellen, am
stärksten
bevorzugt, den schwarzen Toner zur obersten Schicht zu machen und
die cyanfarbenen, magentafarbenen gelben und unsichtbaren Toner in
dieser Reihenfolge von der zweiten Schicht an und darunter zu verwenden.
Wenn alternativ die Blitzenergie im Bereich von 3,0 bis 7,0 J/cm2 liegt und ein unsichtbarer Toner zusammen
mit cyanfarbenen, magentafarbenen, gelben und schwarzen Toner verwendet
wird, ist es unter den Gesichtspunkten, sowohl Fixierleistung als auch
Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen zu erreichen und Farbreprofähigkeit sicherzustellen, am
stärksten
bevorzugt, den cyanfarbenen Toner zur obersten Schicht zu machen
und die magentafarbenen, gelben unsichtbaren und schwarzen Toner
in dieser Reihenfolge von der zweiten Schicht an und darunter zu verwenden.
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Beispiele
für die
Lichtquellen zur Verwendung beim Blitzschmelzen gemäß der Erfindung
umfassen Halogenlampen, Quecksilberlampen, Blitzlampen, Infrarotlaser
und dergleichen und unter diesen ist zum Energiesparen ein sofortiges
Fixieren durch eine Blitzlampe am stärksten bevorzugt. Die Emissionsenergie
der Blitzlampe liegt vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 7,0 J/cm2 und stärker
bevorzugt im Bereich von 2 bis 5 J/cm2.
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Die
Emissionsenergie eines Blitzlichts pro Flächeneinheit, ein Indikator
für die
Intensität
der Stärke
einer Xenonlampe, ist durch die folgende Formel (1) dargestellt. S = ((1/2) × C × V2)/(u × L) × (n × f) (1)
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In
Formel (1) stellt n die Anzahl der gleichzeitig eingeschalteten
Lampen dar, stellt f die Einschaltfrequenz (Hz) dar; stellt V eine
Eingangsspannung (V) dar; stellt C eine Kondensatorkapazität (F) dar;
stellt u eine Verarbeitungslaufgeschwindigkeit (cm/s) dar; stellt
L die effektive Beleuchtungsbreite der Blitzlampen (normalerweise
die maximale Papierbreite (cm)) dar; und stellt S eine Energiedichte
(J/cm2) dar.
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Der
Blitzschmelzvorgang gemäß der Erfindung
ist ein verzögerter
Vorgang, bei dem mehrfache Blitzlampen in einem Zeitintervall eingeschaltet
werden. Der verzögerte
Vorgang ist ein Vorgang aus Anordnen mehrfacher Blitzlampen in einer
Reihe, Einschalten der jeweiligen Lampen in einem Intervall von
ungefähr
0,01 bis 100 ms und mehrmaligem Bestrahlen desselben Bereichs eines
Tonerbildes. Auf diese Weise macht der Vorgang, der fraktionierte
Lichtenergien nicht alle gleichzeitig, sondern mehrmals auf ein
Tonerbild anwendet, die Fixierbedingung milder und stellt sowohl überlegene
Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen als auch Fixierleistung bereit.
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Wenn
ein Tonerbild mehrmals mit Blitzlichtern bestrahlt wird, bedeutet
die hier in dieser Beschreibung angegebene Emissionsenergie der
Blitzlampen den Gesamtbetrag der Emissionsenergien pro Flächeneinheit der
jeweiligen Blitzlichter.
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Bei
der Erfindung liegt die Anzahl der Blitzlampen vorzugsweise im Bereich
von 1 bis 20 und stärker bevorzugt
im Bereich von 2 bis 10. Außerdem
liegt das Zeitintervall zwischen dem mehrfachen Einschalten der Blitzlampe
vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 20 ms und stärker bevorzugt im Bereich von
1 bis 3 ms.
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Außerdem liegt
die Emissionsenergie eines einzigen Anschaltens der Blitzlampe im
Bereich von 0,1 bis 1 J/cm2 und stärker bevorzugt
im Bereich von 0,4 bis 0,8 J/cm2.
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Jegliche
bekannte Bindemittelharze, verschiedene Farbmittel oder dergleichen
können
dem erfindungsgemäßen Toner
hinzugefügt
werden. Der Hauptbestandteil solcher Bindemittelharze ist vorzugsweise Polyester
oder Polyolefin, aber es können
Copolymere von Styrol und Acrylsäure
oder Methacrylsäure,
Polyvinylchlorid, Phenolharze, Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylacetat,
Siliconharze, Polyesterharze, Polyurethan, Polyamidharze, Furanharze,
Epoxyharze, Xylenharze, Polyvinylbutyral, Terpenharze, Cumaron-Indenzharze,
Kohlenwasserstoffharze, Polyetherpolyolharze und dergleichen allein
oder in Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden. Die
Verwendung eines Polyesterharzes oder eines Norbornen-Polyolefinharzes
ist unter dem Gesichtspunkt der Dauerhaftigkeit, Transparenz und
der gleichen bevorzugt.
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Die
Glastibergangstemperatur (Tg) des Bindemittelharzes zur Verwendung
im Toner liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 70°C.
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Zusätzlich kann
ein Farbmittel verwendet werden, das entsprechend der Farbe des
Toners geeignet ausgewählt
ist.
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Beispiele
von Farbmitteln für
den cyanfarbenen Toner umfassen cyanfarbene Pigmente einschließlich dem
C. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15,
15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 17, 23, 60, 65, 73, 83 und 180;
C. I. Vat Cyan 1, 3 und 20, Eisenblau, Kobaltblau, Alkaliblau-Lackfarbstoff,
Phtalocyaninblau, nichtmetallisches Phtalocyaninblau, teilweise
chloriertes Phtalocyaninblau; Echthimmelblau und Indanthren Blau
BC; und cyanfarbene Farbstoffe einschließlich C. I. Solvent Cyan 79
und 162 und dergleichen. Unter diesen ist C. I. Pigment Blue 15:3
wirksam.
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Beispiele
für die
Farbmittel für
magentafarbenen Toner umfassen magentafarbenes Pigment, wie C. I. Pigment
Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18,
19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 49, 50, 51,
52, 53, 54, 55, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90,
112, 114, 122, 123, 163, 184, 202, 206, 207, und 209, und Pigment
Violet 19; magentafarbene Farbstoffe, wie C. I. Solvent Red 1, 3,
8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, und 121, C.
I. Disperse Red 9, C. I. Basic Red 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 17,
18, 22, 23, 24, 27, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, und 40; Bengala,
Cadmiumrot, Mennige, Quecksilbersulfid, Cadmium, Permanentrot 4R,
Litholrot, Pyrazolonrot, Wachrot (watching red), Calciumsalze, Lackrot
D, Brilliantkarmin 6B, Eosin-Lackfarbstoff,
Rotamine-Lackfarbstoff B, Alzarin-Lackfarbstoff, Brilliantkarmin 3B
und dergleichen.
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Außerdem umfassen
Beispiele der Farbmittel für
gelben Toner gelbe Pigmente, wie C. I. Pigment Yellow 2, 3, 15,
16, 17, 97, 180, 185 und 139 und dergleichen.
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Weitere
Beispiele für
die Farbmittel für
schwarzen Toner umfassen Ruß,
Aktivkohle, Titanschwarz, magnetisches Pulver, Mn enthaltendes,
nichtmagnetisches Pulver und dergleichen.
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Andererseits
sollte die Verwendung der obigen Färbemittel für den unsichtbaren Toner, der
eine größeres Transparenz
hat, vermieden werden.
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Die
Zugabemente jedes der obigen Färbemittel
liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 20 Masseteilen bezogen auf
100 Masseteile des Tonerteilchens, hergestellt nach dem Vermischen
mit einem Bindemittelharz und dergleichen.
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Der
dem erfindungsgemäßen Toner
zugefügter
Infrarotabsorber ist ein Material mit wenigstens einem oder mehreren
starken Lichtabsorptionspeaks bei einer Wellenlänge im nahen Infrarotbereich,
d. h. im Bereich von 800 bis 2000 nm, und kann eine organische oder
anorganische Substanz sein.
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Typische
Beispiele dessen umfassen jegliche bekannten Infrarotabsorber, einschließlich Cyaninverbindungen,
Merocyaninverbindungen, auf Thiophenol basiernder Metallkomplexe,
auf Mercaptophenol basiernder Metallkomplexe, auf atomatischem Diamin
basierender Metallkomplexe, Diimmoniumverbindunen, Aminiumverbindungen,
Nickelkomplex-Verbindungen, Phthalocyaninverbindungen, Anthrachinonverbindungen,
Naphthalocyaninverbindungen und dergleichen.
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Speziellere
Beispiele davon umfassen auf Nickelmetallkomplexen basierende Infrarotabsorber:
(Warenname: SIR-130 und SIR-132, hergestellt von Mitsui Chemicals),
Bis(dithiobenzyl)nickel (Warenname: MIR-101, hergestellt von Midori
Kagaku Co. Ltd.), Nickel-bis(1,2bis(p-methoxyphenyl)-1,2-ethylenedithiolat) (Warenname:
MIR-102, hergestellt von Midori Kagaku Co. Ltd.), tetra-n-Bbutylammonium-Nickel-bis(cis-1,2-diphenyl-1,2-ethylendithiolat)
(Warenname: MIR-1011, hergestellt von Midori Kagaku Co. Ltd.), tetra-n-Butylammonium-Nickel-bis(1,2-bis(p-methoxyphenyl)-1.2ethylenedithiolat)
(Warenname: MIR-1021, hergestellt von Midori Kagaku Co. Ltd.), tetra-n-Butylammonium-Nickel-bis(4-tert-1,2-butyl-1,2-dithiophenolat)
(Warenname: BBDT-NI, hergestellt von Sumitomo Seika Chemicals Co.),
auf Cyanin basierende Infrarotabsorber (Warenname: IRF-106 und IRF-107,
hergestellt von Fuji Photo Film Co. Ltd.), ein auf Cyanin basierender
Infrarotabsorber (Warenname YKR2900, hergestellt von Yamamoto Chemicals
Inc.), auf Aminium basierenden Infrarotabsorber und auf Diimminium
basierenden Infrarotabsorber (Warenname: NIR-AM1 und IM1, hergestellt
von Nagase ChemteX Corp.), Immoniumverbindungen (Warenname: CIR-1080 und
CIR-1081, hergestellt von Japan Carlit Co.), Aminiumverbindungen
(Warenname: CIR-960 und CIR-961, hergestellt
von Japan Carlit Co.), eine Anthrachinonverbindung (Warenname: IR-750, hergestellt
von Nippon Kayaku), Aminiumverbindungen (Warenname: IRG-002, IRG-003,
und IRG-003K, hergestellt von Nippon Kayaku), eine Polymethinverbindung
(Warenname: IR-82013, hergestellt von Nippon Kayaku), Diimmoniumverbindungen
(Warenname: IRG-022
und IRG-023, hergestellt von Nippon Kayaku), Cyaninverbindungen
(Warenname: CY-2, CY-4, und CY-9, hergestellt von Nippon Kayaku),
ein lösliches
Phthalocyanin (Warenname: TX-305A, hergestellt von Nippon Shokubai
Co., Ltd.), Naphthalocyanine (Warenname: YKR5010, hergestellt von
Yamamoto Chemicals Inc. und Muster 1, hergestellt von Sanyo Color
Works Ltd.), anorganische Materialien (Warenname: Ytterbium UU-HP,
hergestellt von Shin-Etsu Chemical und Indiumzinnoxid, hergestellt
von Sumitomo Metal Industries, Ltd.), und dergleichen.
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Unter
diesen Infrarotabsorbern sind vom Standpunkt der Sicherheit für die Umwelt,
des Farbtons und dergleichen auf Naphthalocyanin basierende und
auf Aminium oder Diimmonium basierende Infrarotabsorber bevorzugt.
Auf Dithiol basierende Nickelkomplexe sind bei der Verbesserung
des Farbtons bevorzugt, haben aber eine höhere Toxizität einschließlich Karzinogenität und sind
somit bei der Verwendung in Toner nachteilig. Ytterbiumoxid und
Ytterbiumphosphat, die eine fast weiße Farbe haben, sind als Infrarotabsorber
für den
unsichtbaren Toner bevorzugt.
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Diese
Infrarotabsorber können
in Kombinationen von zweien oder mehreren verwendet werden. Solche
eine kombinierte Verwendung ist effektiver, da sich der Infrarotstrahlen
absorbierende Bereich ausdehnt und sich somit die Fixierleistung
verbessert. Die Menge an zugefügtem
Infrarotabsorber liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 5 Teile,
wenn es eine organische Substanz ist, und im Bereich von 5 bis 70
Masseteile, wenn es sich eine anorganische Substanz ist, bezogen
auf 100 Masseteile Tonerteilchen. Wenn der Absorber eine organische
Substanz ist, führt
eine Menge von weniger als 0,05 Masseteilen oft zu einer unzureichenden Fixierung
des Toners, während
eine Menge von mehr als 5 Masseteilen zu einer trüben Farbe
führen
kann, die praktisch nicht verwendet werden kann. Wenn alternativ
der Infrarotabsorber ein anorganisches Material ist, ist der Absorber
relativ schwach gefärbt
und kann somit in größerer Menge
verwendet werden, er hat aber eine geringere Lichtabsorptionsfähigkeit
und sollte in einer größeren Menge
als der einer organischen Substanz verwendet werden. Eine Zugabemenge
von weniger als 5 Masseteilen kann zu einer unzureichenden Fixierung
des Toners führen,
während
eine Zugabemenge von mehr als 50 Masseteilen auf Grund einer Abnahme der
Fixierungsleistung des Bindemittelharzes ebenfalls zu einer unzureichenden
Fixierung des Toners führen kann.
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Bei
der Erfindung ist es auch bevorzugt, die maximale Extinktion im
Lichtabsorptionsbereich des cyanfarbenen Toners auf weniger als
die maximalen Extinktionen der magentafarbenen und gelben Toner
zu verringern, um sowohl die Fixierleistung und die Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen wirksamer zu verbessern, wie unten beschrieben
wird; und aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass der Betrag des
Gehalts an Infrarotabsorber im cyanfarbenen Toner geringer ist als
die jeweiligen Beträge
des Gehalts an Infrarotabsorber im magentafarbenen Toner und im
gelben Toner.
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Außerdem kann
jedem der Toner ein Antistatikum oder ein Wachs zugefügt werden,
wenn benötigt.
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Beispiele
des Antistatikums umfassen bekannte Calixarene, auf Nigrosin basierende
Farbstoffe, quatemäre
Ammoniumsalze, Aminogruppen enthaltende Polymere, Metalle enthaltende
Azofarbstoffe, Salicylsäureverbindungen,
Phenolverbindungen, Azochromverbindungen, Azozinnverbindungen und
dergleichen. Außerdem
kann ein magnetischer Toner, der ein magnetisches Material enthält, wie
Eisenpulver, Magnetit, Ferrit oder dergleichen, als Toner verwendet
werden. Insbesondere kann ein weißes magnetisches Pulver für Farbtoner
verwendet werden.
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Die
bevorzugtesten Wachse zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Toner
umfassen Esterwachse, Polyethylen, Polypropylen, und Copolymere
von Polypropylen und Polypropylen; und außerdem polyglycerinwachse,
microkristalline Wachse, Paraffinwachse, Carnaubawachse, Sazolwachs,
Montansäureesterwachse,
entsäuerte
Carnaubawachse, ungesättigte
Fettsäure,
wie Palmitinsäure,
Stearinsäure,
Montansäure, Brassidinsäure, Elaeostearinsäure, und
Vernolsäure;
gesättigte
Alkohole, wie Stearylalkohol, Aralkylalkohole, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol,
Cerylalkohol, Mericylalkohol, und langkettige Alkylalkohole mit
einer weiteren längerkettigen
Alkylgruppe; mehrwertige Alkohole, wie Sorbitol; Fettamide, wie
Linolsäureamid,
Oleinsäureamid,
und Laurinsäureamid;
gesättigte
Fettsäure-Bisamide,
wie Methylen-bis-stearinsäureamid,
Ethylen-bis-Caprinsäureamid,
Ethylen-bis-laurinsäureamid,
und Hexamethylen-bis-stearinsäureamid;
ungesättigte Fettsäureamide,
wie Ethylen-bis-oleinsäureamid,
Hexamethylen-bis-oleinsäureamid,
N,N'-dioleyladipinsäureamid,
und N,N'-dioleylsebacinsäureamid;
aromatische Bisamide, wie m-Xylen-bis-stearinsäureamid und N,N'-distearylisophthalsäureamid;
Fettsäure-Metall-Salze
(allgemein Metallseifen genannt) wie Calciumstearat, Calciumlaurat,
Zinkstearat, und Magnesiumstearat; mit einem Vinylmonomer gepfropfte
aliphatische Kohlenwasserstoffwachse, wie die von Styrol, Acrylsäure oder
dergleichen; aus einer Fettsäure
und einem mehrwertigen Alkohol hergestellte, teilweise veresterte
Verbindungen, wie Behensäuremonoglycerid;
Hydroxylgruppen enthaltende Methylesterverbindungen, die durch Hydrierung
von Pflanzenöl
erhalten wurden; und dergleichen.
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Das
Wachsmaterial zur Verwendung im Toner hat vorzugsweise einen endothermen
Peak bei einer Temperatur von 50 bis 90°C, wie durch differentialkalorimetrische
Analyse (DSC-Analyse) ermittelt. Das mit einem endothermen Peak
von weniger als 50°C
kann zum Aneinanderhaften des Toners führen, während das Wachs mit mehr als
90°C zu
einer unzureichenden Fixierung führen
kann. Vom Messprinzip her ist für
die DSC-Analyse ein intern heizendes, eingangskompensierendes, Differentialscankalorimeter,
das eine höhere Genauigkeit
hat, bevorzugt.
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Für die Herstellung
der obigen Toner kann jedes der gewöhnlich durchgeführten Misch- und Pulverisierungsverfahren,
Verfahren der Feuchtgranulierung und dergleichen verwendet werden.
Die obigen Verfahren der Feuchtgranulierung umfassen beispielsweise
das Verfahren der Suspensionspolymerisation, das Verfahren der Emulsionspolymerisation,
das Verfahren der Emulsionspolymerisations-Koagulation, das Verfahren der
seifenfreien Emulsionspolymerisation, das Verfahren der wasserfreien
Dispersionspolymerisation, das Verfahren der Polymerisation in situ,
das Verfahren der Grenzflächenpolymerisation,
das Verfahren der Emulsions-Dispersionsgranulation und dergleichen.
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Bei
dem obigen Misch- und Pulverisierungsverfahren werden die Toner
hergestellt, indem ein Bindemittelharz, ein Wachs, ein Antistatikum,
ein Pigment oder Farbstoff als Färbemittel,
ein magnetisches Material, ein Infrarotabsorber und weitere Zusätze in einem
Mischer, wie einem HENSCHEL-Mischer, einer Kugelmühle oder
dergleichen ausreichend gemischt werden; die Harze durch Schmelzmischen
in einem geheizten Mischer, wie einer Heizwalze, einem Kneter oder
Extruder und Dispergieren und Lösen
der Metallverbindung, des Pigments, des Farbstoffs, des magnetischen
Materials und dergleichen darin wechselseitig gelöst werden; die
Mischung durch Kühlung
verfestigt und pulverisiert wird; und die resultierenden Teilchen
klassifiziert werden. Alternativ können für eine Verbesserung der Dispergierbarkeit
des Pigments und des Infrarotabsorbers Vormischungen verwendet werden.
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Ferner
kann der Infrarotabsorber an die Oberfläche des Farbtoners oder des
unsichtbaren Toners angehaftet oder gebunden werden, anstatt durch
Dispersion im Farbtoner und unsichtbaren Toner hinzugefügt zu werden,
wie oben beschrieben.
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Beispiele
für Einrichtungen
zur Oberflächenmodifikation,
die zur Erleichterung der Anhaftung an der Oberfläche verwendet
werden, umfassen Einrichtungen zur Oberflächenmodifikation, bei denen
die Toner Stößen in einem
Hochgeschwindigkeitsluftstrom unterzogen werden, wie das Surfusing-System
(hergestellt von Nippon Pneumatic Mfg. Co.), das Hybridisierungssystem
(hergestellt von Nara Machinery Co.), die Produkte der Kryptron-Cosmo-Serie
(hergestellt von Kawasaki Heavy Industries), und Einrichtungen zur
Oberflächenmodifiktion,
auf die das trockene Mechanomühlenverfahren
angewendet wird, wie das Innomizer-System (hergestellt von Hosokawamicron),
das Mechanofusion-System (hergestellt von Hosokawamicron), und die
Mechanomill (hergestellt von Okada Seiko Co.); die Einrichtung zur
Oberflächenmodifikation,
auf die eine Nassbeschichtung angewendet wird, wie Dispercoat (hergestellt
von Nissin Engineering) und Coatmizer (hergestellt von Freund Co.,
Ltd.); und dergleichen, und diese Einrichtungen können in
Kombination verwendet werden, wenn nötig.
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Der
Teilchendurchmesser D50v des Volumenmittels des wie oben beschrieben
hergestellten Toners liegt im Bereich von 3 bis 10 μm, bevorzugter
im Bereich von 4 bis 8 um; und das Verhältnis des Teilchendurchmessers
D50v des Volumenmittels zum Teilchendurchmesser D50p des Anzahlmittels
(D50v/D50p) liegt im Bereich von 1,0 bis 1,25. Die Verwendung eines
Toners mit einem geringeren Teilchendurchmesser und Einheitlichkeit
im Teilchendurchmesser ermöglicht
die Verhinderung einer Fluktuation in der elektrostatischen Eigenschaft
des Toners, eine Verringerung der Eintrübung des hergestellten Bildes
und eine Verbesserung der Fixierleistung des Toners. Sie verbessert
auch die Reprofähigkeit
für dünne Linien
und die Reprofähigkeit
für Punkte
des hergestellten Bildes.
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Außerdem beträgt die durchschnittliche
Rundheit jedes Toners vorzugsweise 0,995 oder mehr, stärker bevorzugt
0,960 oder mehr, und die Standardabweichung der Rundheit 0,040 oder
weniger, stärker
bevorzugt 0,038 oder weniger. Auf diese Weise ist es möglich, jeden
toner in einem kondensierten Zustand auf einem Aufzeichnungsmedium übereinanderzulegen,
wobei die Dicke der Tonerschicht auf dem Aufzeichnungsmedium dünner gemacht
und die seine Fixierungsleistung erhöht wird. Außerdem trägt die Vereinheitlichung der Tonerform
zur Verringerung der Trübung
und Verbesserung der Reprofähigkeit
für dünnen Linien
und Reprofähigkeit
für Punkte
des hergestellten Bildes bei.
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Die
durchschnittliche Rundheit (Kreisumfang/tatsächlicher Umfang) des Toners
wird berechnet, nachdem der Umfang des geplanten Bildes eines Teilchens
in einem wässrigen
Dispersionssystem und die Umfangslänge (Kreisumfant) eines Kreises
mit einer zur geplanten Fläche
des Tonerteilchens identischen Fläche unter Verwendung eines
Partikelbildanalysators vom Strömungstyp
(Warennahme FPIA2000, hergestellt von Sysmex Corp.) bestimmt wurde.
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Wenn
andererseits Tonerteilchen in einem Verfahren der Feuchtgranulation
hergestellt werden, liegt der Formfaktor SF1 des Tonerteilchens
vorzugsweise im Bereich 110 bis 135.
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Der
Formfaktor SF1 des Toners wird ermittelt, indem das Bild der Form
oder das optische Mikroskopbild von auf ein Objektglas aufgebrachten
Tonerteilchen über
einen Video-Camcorder
in ein LUZEX-Bildanalysegerät
gesendet wird; die maximalen Längen
und die geplanten Flächen
von 50 oder mehr Tonerteilchen gemessen werden; und entsprechend
der folgenden Formel (2) berechnet wird: SF1
= (ML2/A) × (π/4) × 100 (2)
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In
Formel (2) stellt ML die absolute maximale Länge eines Tonerteilchens dar
und stellt A die geplante Fläche
des Tonerteilchens dar.
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Außerdem beträgt der Teilchengrößenverteilungsindex
GSCv des Tonerteilchens vorzugsweise 1,25 oder weniger.
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Der
Teilchendurchmesser des Volumenmittels, der Teilchendurchmesserverteilungsindikator
und dergleichen des erfindungsgemäßen Toners werden unter Verwendung
von COULTER COUNTER TAII (hergestellt von Beckmann-Coulter, Inc.) und
ISOTON-II (hergestellt von Beckmann-Coulter) als Elektrolyt ermittelt. Die
Zählanzahl
beträgt
50.000. Der verwendete Öffnungsdurchmesser
beträgt
100 μm.
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Basierend
auf der so ermittelten Teilchengrößenverteilung werden das Volumen
und die Anzahl von Tonerteilchen in jedem der vorher unterteilten
Teilchengrößenbereiche
(Kanäle)
erhalten und von der kleinsten Seite aus aufgetragen, um eine kumulative
Verteilungskurve zu ergeben; und die Teilchengdurchmesser bei einem
kumulativen Punkt von 16% werden entsprechend als der Teilchendurchmesser
D16v des Volumenmittels und der Teilchendurchmesser D16p des Anzahlmittels
bezeichnet; und jene bei einem kumulativen Punkt von 50% als der
Teilchendurchmesser D50v des Volumenmittels (der den Teilchendurchmesser
des Volumenmittels des oben beschriebenen Toners darstellt) und
der Teilchendurchmesser D50p des Anzahlmittels. Auf die gleiche
Weise wurden die Teilchendurchmesser bei einem kumulativen Punkt
von 84% entsprechend als Teilchendurchmesser D84v des Volumenmittels
und der Teilchendurchmesser D84p des Anzahlmittels bezeichnet. Der
Teilchenverteilungsindex des Volumenmittels (GSDv) wird als Quadratwurzel
von 84v/D16v unter Verwendung der obigen Werte berechnet.
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Zur
Verbesserung der Fließfähigkeit
und dergleichen können
dem erfindungsgemäßen Toner
weiße anorganische
feine Teilchen zugefügt
werden. Deren zum Tonerteilchen gemischte Menge liegt im Bereich
von 0,01 bis 5 Masseteile und vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis
2,0 Masseteile bezogen auf 100 Masseteile des Tonerteilchen. Beispiele
der anorganischen feinen Teilchen umfassen feines Siliciumdioxidpulver,
Aluminiumoxid, Titanoxid, Bariumtitanat, Magnesiumtitanat, Calciumtitanat,
Strontiumtitanat, Zinkoxid, Quarzsand, Ton, Glimmer, Wollastonit,
Diatomeenerde, Chromoxid, Ceroxid, Bengala, Antimontrioxid, Magnesiumoxid,
Zirkoniumoxid, Bariumsulfat, Bariumcarbonat, Calciumcarbonat, Siliciumcarbid,
Siliciumnitrid und dergleichen, und feines Siliciumdioxidpulver
ist besonders bevorzugt. Außerdem
können
zusätzlich
jegliche anderen bekannten Materialien, wie Siliciumdioxid, Titan,
feine Harzpulver, Aluminiumoxid und dergleichen verwendet werden.
Ferner können
ihm ein Metallsalz einer höheren
Fettsäure,
durch Zinkstearat dargestellt, oder Pulver aus feinen Teilchen eines
Fluorpolymers als Reinigungsaktivator hinzugefügt werden.
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Der
erfindungsgemäße Toner
kann hergestellt werden, indem die obigen anorganischen feinen Teilchen
und gewünschte
Additive, wenn nötig,
in einem Mischer, wie einem HENSCHEL-Mischer oder dergleichen, ausreichend
gemischt werden.
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Unter
den erfindungsgemäßen Farbtonern
ist das Maximum der Infrarotstrahlextinktion des cyanfarbenen Toners
in einem Wellenlängenbereich
von 800 bis 1.100 nm vorzugsweise geringer als die jeweiligen Maxima
der Infrarotstrahlextinktion des gelben Toners und des magentafarbenen
Toners im Wellenlängenbereich
von 800 bis 1.100 nm. In einem solchen Fall wird die Abnahme der
Infrarotstrahlabsorption des cyanfarbenen Toners im Bereich 800
bis 1.100 nm durch eine Zunahme der Absorption von sichtbarem Licht
im Bereich 600 bis 800 nm kompensiert. Auf diese Weise wird die
Summe der Infrarotabsorption und der Absorption von sichtbarem Licht
jedes Toners im Bereich 600 bis 1.100 nm fast gleich, was folglich
zu einer gut ausgeglichenen Fixierleistung und Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen der cyanfarbenen, magentafarbenen und gelben
Toner führt.
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Die
Extinktion der Toner wird durch ein Reflexionsverfahren in einem
Spektralphotometer (Warenname: U-4100, hergestellt von Hitachi)
durch Einfüllen
der Toner in eine Quarzzelle (Warenname: PSH-001, Abmessung: 3,4 × 2,0 × 4,8 cm)
ermittelt. Die ”Extinktion” ist ein
Wert, der durch log10(I0/I)
dargestellt wird, wenn die Intensität des einfallenden Lichts als
I0 und die Intensität des hindurchgegangenen Lichts
als I bezeichnet wird. Alternativ wird die Intensität des Emissionsspektrums
von Blitzlampen unter Verwendung einer USR-40V (Ushio Inc.) ermittelt.
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Wenn
das bilderzeugende Verfahren gemäß der Erfindung
ein bilderzeugendes Verfahren in einem elektrophotographischen Prozess
ist, kann der Entwickler für
Elektrophotographie (nachfolgend als ”Entwickler” abgekürzt) ein Einkomponentenentwickler,
der einen Toner umfasst, oder ein Zweikomponentenentwickler sein,
der einen Träger
und einen Toner umfasst.
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Der
Träger
zur Verwendung im Zweikomponentenentwickler ist beispielsweise ein
harzbeschichteter Träger
mit einer harzbeschichteten Schicht auf der Kernmaterialoberfläche. Beispiele
des Kernmaterials umfassen Magnetit, Ferrit und Eisenpulver. Das
Beschichtungsmittel für
den Träger
ist nicht besonders eingeschränkt;
aber auf Siliconharz basierende Mittel sind besonders bevorzugt.
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Das
bilderzeugende Verfahren gemäß der Erfindung
ist nicht besonders eingeschränkt,
wie oben beschrieben, wenn es fähig
ist, ein Vielfarben-Tonerbild auf einem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen,
indem Toner einschließlich
Farbtonern verwendet werden, und bevorzugte Beispiele davon umfassen
die folgenden bilderzeugenden Verfahren in einem elektrophotographischen
Prozess.
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Ein
besonderes Beispiel des bilderzeugenden Verfahrens gemäß der Erfindung
umfasst das Erzeugen eines elektrostatischen Bildes auf der Oberfläche eines
elektrostatischen Bildhalteelements; Erzeugen eines Tonerbildes
durch Entwickeln des auf der Oberfläche des elektrostatischen Bildhalteelements
erzeugten elektrostatischen Bildes mit einem Entwickler, der einen
Toner enthält; Übertragen
des auf der Oberfläche
des elektrostatischen Bildhalteelements erzeugten Tonerbildes auf
die Oberfläche
eines Bildaufnahmeelements; und Fixieren des auf die Oberfläche des
Aufzeichnungsmediums übertragenen
Tonerbildes, um ein Bild auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums
zu erzeugen. Der bei dem Verfahren verwendete Entwickler ist ein Entwickler,
der den oben beschriebenen Farbtoner enthält.
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Jeder
der in herkömmlichen
bilderzeugenden Verfahren ausgeführten
bekannten Prozesse kann in jedem der obigen Schritte angewendet
werden. Wenn kein Zwischenübertragungskörper oder
dergleichen verwendet wird, stellt das Bildaufnahmeelement ein Aufzeichnungsmedium
per se dar. Außerdem
kann das bilderzeugende Verfahren gemäß der Erfindung andere Schritte
als die obigen Schritte umfassen, beispielsweise einen Reinigungsschritt
zum Reinigen des der das latente Bild tragenden Oberfläche und
dergleichen.
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Wenn
ein Photorezeptor für
Elektrophotographie als elektrostatisches Bildhalteelement verwendet wird,
kann die Bilderzeugung im bilderzeugenden Verfahren gemäß der Erfindung
beispielsweise ausgeführt werden
wie folgt: Zuerst wird die Oberfläche des Photorezeptors für Elektrophotographie
einheitlich in einer elektrostatischen Corotron-Ladeeinrichtung, einer elektrostatischen
Kontaktladeeinrichtung oder dergleichen aufgeladen und Licht ausgesetzt,
was ein elektrostatisches Bild erzeugt. Dann wird auf dem Photorezeptor
für Elektrophotographie
ein Tonerbild erzeugt, indem der Photorezeptor in Kontakt mit oder
näher an
eine Entwicklungswalze gebracht wird, die eine Oberflächenentwicklerschicht
trägt,
und somit Tonerteilchen an das elektrostatische Bild angehaftet
werden. Das erzeugte Tonerbild wird dann auf die Oberfläche eines
Bildaufnahmemediums, wie Papier, übertragen, indem eine elektrostatische
Corotron-Ladeeinrichtung
oder dergleichen verwendet wird. Ferner wird dann das auf das Aufzeichnungsmedium übertragene
Tonerbild unter Verwendung einer Fixiereinrichtung fixiert, was
ein Bild auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt.
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Typische
Beispiele der Photorezeptoren für
Elektrophotographie umfassen anorganische Photorezeptoren, wie amorphes
Silicium und Selen; und organische Photorezeptoren, die Polysilan,
Phthalocyanin oder dergleichen als elektrische Ladung erzeugendes
Material oder als elektrische Ladung übertragendes Material enthalten,
und ein amorpher Siliciumphotorezeptor ist besonders bevorzugt,
da er eine längere
Lebensdauer hat.
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Außerdem wird
eine Blitzschmelzeinrichtung (Blitzfixiereinrichtung), die den oben
beschriebenen verzögerten
Lichtemissionsvorgang einsetzt, als Fixiereinrichtung verwendet.
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Das
bilderzeugende Verfahren gemäß der Erfindung
kann bei einem Hochgeschwindigkeitsprozess angewendet werden, da
Bilder durch Blitzschmelzen fixiert werden. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
beträgt
vorzugsweise 200 mm/s oder mehr, stärker bevorzugt 500 mm/s oder mehr
und noch stärker
bevorzugt 1.000 mm/s oder mehr.
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Bilderzeugende Vorrichtung
-
Ein
Beispiel der bilderzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung wird unten
unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
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1 bis 3 sind
jeweils eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der bilderzeugenden
Vorrichtung gemäß der Erfindung
darstellt. 1 ist eine Ansicht einer Vorrichtung,
die ein Tonerbild unter Verwendung von drei Farbtonern in Cyan,
Magenta und Gelb erzeugt; 2 eine Ansicht
einer Vorrichtung, die ein Tonerbild unter Verwendung eines schwarzen
Toners zusätzlich
zu den obigen drei Farbtonern erzeugt; und 3 eine Ansicht
einer Vorrichtung die ein Tonerbild unter Verwendung eines unsichtbaren
Toners zusätzlich
zu den drei Farbtonern und dem schwarzen Toner erzeugt.
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Nachfolgend
wird der Aufbau und der Betrieb der drei bilderzeugenden Vorrichtungen
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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In 1 stellen 1a bis 1c jeweils
eine elektrostatische Ladeeinrichtung; 2a bis 2c eine
Belichtungseinrichtung; 3a bis 3c ein elektrostatisches
Bildhalteelement (Photorezeptor); 4a bis 4c eine
Entwicklungseinrichtung; 10 ein Aufzeichnungspapier (Aufzeichnungsmedium),
das von einem Walzenmedium 15 in Pfeilrichtung zugeführt wird; 20 eine
Entwicklungseinheit für
Cyan; 30 eine Entwicklungseinheit für Magenta; 40 eine
Entwicklungseinheit für
Gelb; 70a bis 70c eine Übertragungseinrichtung (Übertragungswalze); 71 und 72 eine Walze, 80 eine
die Übertragungsspannung
zuführende
Einrichtung; und 90 eine Blitzschmelzeinrichtung dar.
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Die
in 1 gezeigte bilderzeugende Einrichtung weist Entwicklungseinheiten
für Toner
mit unterschiedlicher Farbe auf, mit 20, 30 und 40 dargestellt,
die jeweils eine elektrostatische Ladeinrichtung, eine Belichtungseinrichtung,
einen Photorezeptor und eine Entwicklungseinrichtung aufweisen;
Walzen 71 und 72 zum Befördern eines Aufzeichnungspapiers 10,
die mit dem Aufzeichnungspapier 10 in Kontakt angeordnet ist; Übertragungswalzen 70a, 70b und 70c zum
Andrücken
des Aufzeichnungspapiers 10 an die Photorezeptoren der
jeweiligen Entwicklungseinheiten, die bezüglich des Photorezeptors auf
der anderen Seite des Aufzeichnungspapiers angeordnet sind; eine
die Übertragungsspannung
zuführende
Einrichtung 80 zum Zuführen
einer Spannung zu den drei Übertragungswalzen
(die oben genannten werden zusammen die ein Tonerbild erzeugende
Einrichtung genannt); und eine Blitzschmelzeinrichtung 90 (Fixiereinrichtung)
zum Strahlen von Licht auf die Photorezeptorseite des Aufzeichnungspapiers 10,
das durch die Klemmstellenbereiche zwischen den Photorezeptoren
und den Übertragungswalzen
in die Richtung läuft,
die durch die Pfeile in 1 angegeben ist.
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In
der Entwicklungseinheit 20 für Cyan sind eine elektrostatische
Ladeeinrichtung 1a, eine Belichtungseinrichtung 2a und
eine Entwicklungseinrichtung 4a im Uhrzeigersinn um einen
Photorezeptor 3a herum angeordnet. Außerdem ist die Übertragungswalze 70a auf
der anderen Seite des Aufzeichnungspapiers 10 angeordnet,
so dass die Übertragungswalze 70a mit
der Oberfläche
des Photorezeptors 3a über
das Aufzeichnungspapier 10 ein einem Bereich zwischen der
Position der Entwicklungseinrichtung 4a und der elektrostatischen
Ladeeinrichtung in Kontakt kommt. Weitere Entwicklungseinheiten
für Toner
mit unterschiedlicher Farbe haben den gleichen Aufbau. In der bilderzeugenden
Vorrichtung gemäß der Erfindung
wird die Eintwicklungseinrichtung 4a in der Entwicklungseinheit 20 mit
einem Entwickler gefüllt,
der den oben beschriebenen cyanfarbenen Toner enthält, und
werden die Entwicklungseinrichtungen der anderen Entwicklungseinheiten
entsprechend mit den Tonern zum Blitzschmelzen gefüllt, die
den jeweiligen anderen Farben entsprechen.
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Die
Bilderzeugung in der bilderzeugenden Vorrichtung wird unten beschrieben.
Zuerst wird die Oberfläche
des Photorezeptors 3c durch die elektrostatische Ladeeinrichtung 1c einheitlich
aufgeladen, während der
Photorezeptor 3c in der Entwicklungseinheit 40 für Gelb im
Uhrzeigersinn gedreht wird. Dann wird auf der Oberfläche des
Photorezeptors 3c von der Belichtungseinrichtung 2c durch
Lichtbestrahlung der Oberfläche des
geladenen Photorezeptors 3c ein latentes Bild erzeugt,
das dem Bild der gelben Komponente eines zu kopierenden ursprünglichen
Bildes entspricht. Dann wird das latente Bild durch Aufbringen des
in die Entwicklungseinrichtung 4c gefüllten gelben Toners zu einem
gelben Tonerbild entwickelt. Der gleiche Vorgang findet in der Entwicklungseinheit 30 für Magenta
und der Entwicklungseinheit 20 für Cyan statt, wobei Tonerbilder
in den jeweiligen Farben auf den Photorezeptoroberflächen der
jeweiligen Entwicklungseinheiten erzeugt werden.
-
Die
auf der Photorezeptoroberfläche
erzeugten jeweiligen Tonerbilder werden durch die Übertragungsspannung,
die über
die Übertragungswalzen 70a bis 70c angelegt
wird, nacheinander auf das in Pfeilrichtung beförderte Aufzeichnungspapier 10 übertragen,
wobei ein geschichtetes Vielfarben-Tonerbild, das der ursprünglichen
Bildinformation entspricht, in Cyan, Magenta und Gelb in dieser
Reihenfolge von oben auf der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 10 erzeugt
wird.
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Die
bilderzeugende Vorrichtung, auf die das bilderzeugende Verfahren
gemäß der Erfindung
angewendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt, weist aber vorzugsweise
einen Aufbau auf, in dem die Entwicklungseinheiten in der in 1 gezeigten
Reihenfolge angeordnet sind.
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Anschließend wird
das auf dem Aufzeichnungspapier 10 erzeugte geschichtete
Tonerbild zur Blitzschmelzeinrichtung 90 befördert, wo
es durch Lichtbestrahlung von der Blitzschmelzeinrichtung geschmolzen wird,
wobei ein blitzgeschmolzenes Vielfarbenbild auf dem Aufzeichnungspapier 10 erzeugt
wird.
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Die
in 2 gezeigte bildzerzeugende Vorrichtung hat den
gleichen Aufbau, Betrieb und dergleichen wie den der in 1 gezeigten
bilderzeugenden Vorrichtung, außer
dass der in 1 gezeigten bilderzeugenden
Vorrichtung eine Entwicklungseinheit 50 für Schwarz
hinzugefügt
ist. Die Entwicklungseinheit 50 für Schwarz weist eine elektrostatische
Ladeeinrichtung 1d, eine Belichtungseinrichtung 2d,
ein elektrostatisches Bildhalteelement (Photorezeptor) 3d und
eine Entwicklungseinrichtung 4d auf. Die bilderzeugende
Vorrichtung in dieser Konfiguration stellt ein geschichtetes Vielfarben-Tonerbild
in Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz in dieser Reihenfolge von oben
bereit.
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Wenn
ein schwarzer Toner zusammen mit drei Farbtonern verwendet wird
und die Emissionsenergie relativ höher ist, wird in der Erfindung
vorzugsweise eine bilderzeugende Vorrichtung mit dem Aufbau verwendet,
bei dem die Entwicklungseinheit in der Reihenfolge wie in 2 gezeigt
angeordnet ist.
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Die
in 3 gezeigte bildzerzeugende Vorrichtung hat den
gleichen Aufbau, Betrieb und dergleichen wie den der in 2 gezeigten
bilderzeugenden Vorrichtung, außer
dass der in
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2 gezeigten
bilderzeugenden Vorrichtung eine Entwicklungseinheit 60 für unsichtbaren
Toner hinzugefügt
ist. In der Entwicklungseinheit 60 für unsichtbaren Toner stellt 1e eine
elektrostatische Ladeeinrichtung; 2e eine Belichtungseinrichtung; 3e ein
elektrostatisches Bildhalteelement (Photorezeptor) und 4e eine Entwicklungseinrichtung 4d dar.
Die bilderzeugende Vorrichtung in dieser Konfiguration stellt ein
geschichtetes Vielfarben-Tonerbild
in Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz und mit unsichtbarem Toner in
dieser Reihenfolge von oben bereit.
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Wenn
ein unsichtbarer Toner zusammen mit drei Farbtonern und einem schwarzen
verwendet wird, wird unter bestimmter Bedingung in der Erfindung
vorzugsweise eine bilderzeugende Vorrichtung mit dem Aufbau verwendet,
bei dem die Entwicklungseinheit in der Reihenfolge wie in 3 gezeigt
angeordnet ist.
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BEISPIELE
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Nachfolgend
wird die Erfindung spezieller unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben.
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(1) Herstellung von Toner
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Jede
Tonerzusammenssetzung, die das in Tabelle 1 Bindemittelharz, Infrarotabsorber,
Pigment, Antistatikum und Wachs umfasst, wird vorher in einem HENSCHEL-Mischer
gemischt, in einem Extruder (Warennahme PCM-30, hergestellt von
Ikegai Co. Ltd.) bei 100 bis 110°C
und 250 U/min schmelzgemischt, einem groben Zerstoßen unter
Verwendung einer Hammermühle
unterzogen, unter Verwendung einer Strahlmühle pulverisiert und in einer
Luftsetzmaschine klassifiziert, um Tonerteilchen jedes Toners zu
erhalten, die einen Teilchendurchmesser des Volumenmittels von 6,1
bis 6,5 μm
aufweisen.
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Dann
werden feine hydrophobe Siliciumdioxidteilchen (TG820F) den Tonerteilchen
jedes Toners als externes Additiv zugefügt (0,5 Masseteile hydrophobes
Siliciumdioxid pro 1,0 Masseteil Tonerpartikel) und die Mischung
unter Verwendung eines HENSCHEL-Mischers gemischt, um jeden in Tabelle
1 gezeigten Toner zu erhalten ((CT-1, CT-2, MT-1, VT-1, ST-1 oder
BT-1).
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Die
Eigenschaften jedes Toners sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
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(2) Herstellung von Entwicklern
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Sechs
Masseteile von jedem der obigen Toner wird zu 94 Masseteilen eines
Trägers
mit einem Teilchendurchmesser des Volumenmittels von 60 μm hinzugefügt, der
durch Aufbringen eines Siliconharzes auf der Oberfläche eines
Ferrit-Kernmaterials hergestellt wird, und die Mischung wird in
einer Kugelmühle
10-L 2 Stunden lang gemischt, um 7 kg jedes Zweikomponentenentwicklers
zu erhalten.
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(3) Auswertung
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Bildauswertungen
einschließlich
Fixierleistung und Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen werden unter Verwendung jedes der erhaltenen
Entwickler ausgeführt.
Ein modifizierter DOCUPRINT 11000F, hergestellt von Fuji Xerox Co.
Ltd., der acht Xenon-Blitzlampen als Einbau (built) in der Blitzschmelzeinrichtung aufweist,
die Licht mit hoher Intensität
im Wellenlängenbereich
von 700 bis 1.500 nm emittieren, wird als Auswertungseinrichtung
verwendet. Außerdem
werden Blitzlicher in einem Verzögerten
Lichtemissionsvorgang eingestrahlt, bei dem Blitzlichter auf eine
Flächeneinheit
zweimal eingestrahlt werden. Die verzögerte Lichtemission wird durch
zweimaliges Einstrahlen von Licht von vier Lampen mit der gleichen
Lichtenergie auf die Druckoberfläche
ausgeführt,
und die Verzögerungszeit
beträgt
1 ms.
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Das
Aufzeichnungsmedium ist ein einfaches Papier (Warenname: NIP1500LT,
hergestellt von Kobayashi Kirokushi Co., Ltd.); und ein Bild von
einem Quadratinch (2,54 cm × 2,54
cm) wird von der bilderzeugenden Vorrichtung erzeugt. Insbesondere
wird das Bild erzeugt, indem cyanfarbene, magentafarbene, gelbe, schwarzen
und unsichtbare Toner verwendet werden; das Bild mit dem in jedem
der Beispiele und Vergleichsbeispiele von Tabelle 3 gezeigten Schichtaufbau
entwickelt und übertragen
wird; und das resultierende übertragene
Bild unter jeweils in Tabelle 3 gezeigten Blitzschmelzemissionsenergie-Bedingungen fixiert
wird. Im Vergleichsbeispiel 8 wird Blitzlicht nur einmal eingestrahlt.
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Die
Menge an anhaftendem Toner (Toner auf dem Aufzeichnungsmedium) beträgt 0,6 mg/m2 je Farbe; und die von zwei Toner 1,2 mg/m2; und die Menge der gesamten Toner wird
durch ein Farbmanagementsystem auf bis zu 1,5 mg/m2 eingestellt,
wenn drei Toner oder mehr für
das Drucken verwendet werden. Ferner wird normalerweise kein unsichtbarer
Toner über
die Farbtoner oder einen monochromen Toner gedruckt, kann aber gelegentlich
den (die) bestehenden Toner auf Grund der Versetzung des Bildes überlappen.
Die Auswertungseinrichtung ist so gestaltet, dass es sogar in einem
solchen Fall kein Problem beim Fixieren gibt. Das Tonerbild wird
in der in 1 bis 3 gezeigten
bilderzeugenden Vorrichtung erzeugt, in der die Entwicklungseinheit
für den
Toner der unteren Schicht rechts angeordnet ist und die Entwicklungseinheit
für den
Toner der oberen Schicht links.
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Es
werden unten Methoden zur Auswertung des so erhaltenen Bildes beschrieben.
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– Fixierleistung –
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Die
Fixierrate eines Bildes mit einem Quadratinch wird wie folgt ausgewertet:
Zunächst wird
die optische Dichte eines Bildes (OD1) und dann die optische Dichte
(OD2) des Bildes ermittelt, nachdem ein Klebeband (Warenname: SCOTCH
Mending Tape, hergestellt von Sumitomo 3M Ltd.) auf das Bild aufgebracht
und dann davon abgezogen wurde. Für die Ermittlung der optischen
Dichte wird ein Densometer X-rite 938, hergestellt von X-rite, verwendet.
Die Fixierrate wird aus den so erhaltenen optischen Dichten entsprechend
der folgenden Formel (3) berechnet: Fixierrate
(%) = (OD2/OD1) × 100 (3)
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Es
wird durch visuelle Beobachtung des erzeugten Bildes bestätigt, dass
ein Bild mit guter Qualität ohne
Verfärben
im Hintergrund, wie Eintrübung,
erhalten wird. Die Fixierleistung wird aus der oben erhaltenen Fixierrate
entsprechend den folgenden Kriterien beurteilt:
- A: Fixierrate:
90% oder mehr
- B: Fixierrate: 80% oder mehr und weniger als 90%
- C: Fixierrate: 70% oder mehr und weniger als 80% (kaum brauchbar)
- D: Fixierrate: weniger als 70% (unbrauchbar)
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Die
Konzentration von Status A wird für die optische Dichte von Farbtonern
verwendet.
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– Farbfreie
Stellen –
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Die
Größe und die
Anzahl von farbfreien Stellen (Defekt der farbfreien Stellen) in
dem erhaltenen Bild mit einem Quadratinch werden durch visuelle
Beobachtung unter dem Mikroskop geprüft und entsprechend den folgenden
Kriterien ausgewertet:
- A: Keine farbfreien Stellen
- B: Zehn bis 50 farbfreie Stellen mit einigen Dutzen μm Durchmesser
vorhanden (mit dem Auge kaum sichtbar)
- C: farbfreie Stellen von einigen hundert μm Durchmesser vorhanden (offensichtlicher
Defekt durch visuelle Beobachtung, verursacht praktische Probleme)
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– Farbreprofähigkeit
und Oberflächenglätte –
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Die
Farbreprofähigkeit
und die Oberflächenglätte des
Bildes werden durch visuelle Beobachtung geprüft und entsprechend der folgenden
Kriterien ausgewertet:
- A: Die Toner sind gut vermischt und
die Farbreprofähigkeit
und Oberflächenglätte des
Bildes sind überlegen.
- B: Einige Toner sind unzureichend vermischt. Praktisch ohne
Problem.
- C: Die Toner sind unzureichen vermischt, was zu unerwünschter
Farbreprofähigkeit
und geringer Oberflächenglätte führt. Praktisch
problematisch.
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– Eintrübung und andere –
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Die
Eintrübung,
die Reprofähigkeit
für Punkte
und die Reprofähigkeit
für dünne Linien
im erhaltenen Bild werden durch visuelle Beobachtung ermittelt und
entsprechend den folgenden Kriterien ausgewertet:
- A: Überlegene
Bildqualität.
- B: Praktisch kein Problem.
- C: Praktisch problematisch.
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Die
obigen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
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Tabelle
3 zeigt in den Beispielen 2 bis 6, in denen das Bild aus mehrfachen
Tonerschichten mit einem schwarzen Toner unten und weiteren Toner
fixiert wird, die in der in der Tabelle gezeigten Reihenfolge geschichtet
sind, dass die Fixierleistung eines Bildes bei einer Emissionsenergie
von weniger als 3 J/cm2 etwas unzureichend
ist. Sie zeigt auch, dass die Fixierleistung bei einer Emissionsenergie
von 3 J/cm2 oder mehr gut ist, während sehr
winzige farbfreie Stellen in einem Maße erzeugt werden, das während der
Herstellung keine Probleme verursacht.
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Dagegen
wird in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5, in denen ein Bild aus
mehrfachen Schichten erzeugt wird, die die gleichen Toner enthalten,
aber einen gelben Toner mit geringerer Fixierleistung in der oberen Schicht
aufweisen, die Toner offensichtlich nicht gut fixiert. Als Folge
nimmt auch die Farbreprofähigkeit
ab.
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Dagegen
wird in den Beispielen 7 bis 11, in denen ein Bild mit mehrfachen
Schichten fixiert wird, die einen schwarzen Toner in der untersten
Schicht und einen cyanfarbenen Toner mit einem Infrarotabsorber
in geringerer Menge enthalten, die Erzeugung von farbfreien Stellen
im gesamten Energiebereich unterdrückt. Die Ergebnisse zeigen,
dass unter Farbtonern ein cyanfarbener Toner, der einen Infrarotabsorber
in einer geringeren Menge als in den anderen Toner enthält, bei
der Verringerung der Erzeugung von farbfreien Stellen wirksam ist.
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Ferner
wird in den Beispielen 12 bis 16, in denen ein Bild erzeugt wird,
wenn ein schwarzer Toner als oberste Schicht verwendet wird, das
Bild sogar bei einer Emissionsenergie von weniger als 3 J/cm2 ohne Erzeugung von farbfreien Stellen gut
fixiert. Bei einer Emissionsenergie von 3 J/cm2 oder
mehr bleibt die Fixierleistung gut, aber es werden sehr winzige
farbfreie Stellen erzeugt; farbfreie Stellen werden jedoch nur in
einem Maße
erzeugt, das bei der Herstellung keine Probleme verursacht.
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Dagegen
ist im Vergleichsbeispiel 6, in dem die gleiche Kombination von
Toner verwendet wird und ein magentafarbener Toner als oberste Schicht
verwendet wird und ein cyanfarbener Toner als unterste Schicht,
die Fixierleistung viel geringer bis zu einem praktisch unbrauchbaren
Ausmaß.
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Außerdem ist
offensichtlich, dass es sogar dann, wenn ein unsichtbarer Toner
verwendet, möglich
ist, eine merkliche Beeinträchtigung
der Fixierung des gesamten Bildes zu verhindern, indem der unsichtbare
Toner als die unterste Schicht unter den anderen Toner als dem schwarzen
Toner, angeordnet wird, wie in Beispiel 17 gezeigt. Dagegen ist
im Vergleichsbeispiel 7, in dem der unsichtbare Toner in der obersten
Schicht gebildet ist, die Bildfixierleistung merklich beeinträchtigt,
wenn zwei oder mehr Farbtoner geschichtet sind.
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Im
Vergleichsbeispiel 8, in dem das Blitzschmelzen nicht durch einen
verzögerten
Vorgang sondern durch eine einzige Emission ausgeführt wird,
nimmt die Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen des Bildes verglichen mit dem Bild in Beispiel
5, das aus einem geschichteten Toner mit ähnlichem Schichtaufbau erzeugt
wird, drastisch ab.
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Wie
oben beschrieben stellt die Erfindung Viellfarbenbild bereit, das
den Erfordernissen sowohl der Fixierleistung als auch der Widerstandsfähigkeit
gegenüber
farbfreien Stellen, die normalerweise miteinander unvereinbar sind,
in ausreichend hohem Maße
genügt,
und das eine überlegene
Farbreprofähigkeit,
Glanz und dergleichen aufweist, indem ein Vielfarben-Tonerbild durch Aufbringen
von Farbtonern auf ein Aufzeichnungsmedium und Fixieren des Tonerbildes
auf dem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung einer Blitzschmelzeinrichtung
hergestellt wird.
