DE19604633A1

DE19604633A1 - Toner zur Farbelektrophotographie und Fixierverfahren unter dessen Verwendung

Info

Publication number: DE19604633A1
Application number: DE19604633A
Authority: DE
Inventors: Shinji Moriyama; Masayuki Maruta
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1996-08-14
Also published as: US5660959A; JP3028185B2; JPH08220800A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner zur Farbelektrophotographie und ein Fixierverfahren unter Verwendung des vorstehenden Toners. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Toner zur Farbelektrophotographie, der zusammen mit anderen Farbtonern fixiert wird und viskoelastische Eigenschaften aufweist, die denen anderer Toner ähnlich sind, und ein Fixierverfahren unter Verwendung des vorstehenden Toners und eines schwarzen Toners.

Toner können in schwarze Toner, die bei normalen monochromatischen Verfahren verwendet werden, und Farbtoner, die bei Vollfarbverfahren und Zweifarbdruckverfahren verwendet werden, eingeteilt werden. Ein Beispiel monochromatischer Verfahren ist das Karlson-Verfahren, das folgende Schritte umfaßt: gleichmäßiges Aufladen einer photoelektrischen Isolierschicht (Ladevorgang); anschließendes Belichten der Schicht zum Entfernen der Ladung auf dem belichteten Teil, wodurch ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird (Belichtungsvorgang); Sichtbarmachen des erzeugten Bildes durch Anhaften eines gefärbten und geladenen feinen Pulvers (Toner) an das Latentbild (Entwicklungsvorgang); Übertragen des erhaltenen sichtbaren Bildes auf ein bildempfan gendes Blatt, wie ein Übertragungspapier (Übertragungsvorgang); und dauerhaftes Fixieren des übertragenen Bildes durch Erhitzen, Druckanwendung oder andere geeignete Fixier möglichkeiten (Fixiervorgang). In Fällen von Zweifarbdruckverfahren müssen zwei verschiedene Farbtoner zum Wiederholen der vorstehenden Schritte verwendet werden und die Toner müssen gleichzeitig fixiert werden. Auch bei Vollfarbverfahren wird wie im Fall der Zweifarbdruckverfahren eine Zahl Farbtoner ähnlichen Schritten unterworfen und dann gleichzeitig fixiert.

Da gefordert wird, daß die Toner ein(e) ausgezeichnete(s) Fixiervermögen und Offsetfestigkeit aufweisen, wird bei dem vorstehenden Fixiervorgang ein gewünschtes Fi xiervermögen dadurch gesichert, daß die viskoelastischen Eigenschaften im allgemeinen durch Auswählen der Binderharze oder durch verschiedene Additive gesteuert werden. Zum Beispiel wird im Fall von schwarzem Toner üblicherweise Ruß zugesetzt, um eine gute Verstärkung zu erhalten, so daß vorgegebene viskoelastische Eigenschaften erhalten werden, um dadurch die gewünschten Fixiereigenschaften des Toners zu sichern. Auch werden Fixiervorrichtungen entworfen, die den Fixiereigenschaften der Toner angepaßt sind.

Da jedoch Farben durch den Zusatz von Ruß stark verändert werden, kann in Fäl len von Farbtonern der Ruß dem Farbtoner nicht genauso zugesetzt werden wie im Fall des schwarzen Toners, wodurch es unmöglich ist, den Farbtoner unter Verwendung von Ruß zu verstarken. Auch für die Farbtoner verwendete Farbmittel können keine guten Verstärkungswirkungen wie Ruß aufweisen, so daß mechanische Eigenschaften, wie der Elastizitätsmodul, in den Farbtonern etwas in dem Maße gemindert werden, in dem der Ruß sie verstärken kann. Da die thermischen Eigenschaften der für Farbtoner verwendbaren Binderharze und die dafür verwendeten Fixiermechanismen ziemlich beschränkt sind, war es bisher ziemlich schwierig, beide Tonerarten gleichzeitig zu fixieren, während dafür gesorgt wird, daß das Fixiervermögen der Farbtoner einem Niveau des Fixiervermögens des schwarzen Toners ähnlich wird.

Andererseits ist gut bekannt, daß sich Änderungen in triboelektrischer Ladung, im spezifischen Widerstand und im Tonen unerwünschterweise ergeben, wenn die in schwarze Toner zu mischende Rußmenge so gesteuert wird, daß die Verstärkungswirkungen geändert werden. Deshalb ist es im allgemeinen schwierig, die Rußmenge in dem schwarzen Toner so einzustellen, daß die Werte der viskoelastischen Eigenschaften der Farbtoner denen des schwarzen Toners ähnlich sind.

Folglich ist im Fachgebiet ein Verstärkungsmittel für Toner, das die Färbung und Tonung der Toner nicht verändert, wenn es für Farbtoner verwendet wird, und das die vis koelastischen Eigenschaften der Toner steuern kann, stark gefragt.

Verschiedene Vorschläge sind gemacht worden, um die Tonereigenschaften durch Einlagern anorganischer feiner Teilchen, wie feiner Siliciumdioxidteilchen, in den Toner zu verbessern. Zum Beispiel offenbart JP-A-54-20344 einen negativ aufladbaren pulvrigen Toner zur Elektrophotographie, der hydrophobe feine Siliciumdioxidteilchen enthält, wobei die Menge der hydrophoben feinen Siliciumdioxidteilchen vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% ist. Jedoch werden in diesem Dokument die hydrophoben feinen Siliciumdioxidteilchen mit dem Ziel zugesetzt, die Aufladbarkeit der Toner zu negativer Polung zu lenken, nicht mit dem Ziel, die viskoelastischen Eigenschaften der Toner zu steuern.

Außerdem wird in einer weiteren Offenbarung im Fachgebiet über den Zusatz fei ner Siliciumdioxidteilchen zu den Tonern der Zusatz mit den Zielen durchgeführt, die ne gative Aufladbarkeit zu steuern und die Gleitfähigkeit und Fließfähigkeit zu verbessern (siehe JP-A-51-81623, JP-A-52-30437 und JP-A-58-27503). Deshalb noch einmal, die Zu sätze werden nicht mit dem Ziel gemacht, die viskoelastischen Eigenschaften der Toner zu steuern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Toner zur Farb elektrophotographie bereitzustellen, wobei gleichzeitig verschiedene Farbtoner fixiert werden und der Toner viskoelastische Eigenschaften aufweist, die denen anderer Toner mit verschiedenen Farben ähnlich sind, wodurch es ermöglicht wird, gleichzeitig verschiedene Farbtoner mit einem guten Nutzeffekt zu fixieren.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Fixierverfahren unter Verwendung des vorstehenden Toners zur Farbelektrophotographie bereitzustellen.

Der Kern der vorliegenden Erfindung ist insbesondere folgendes:

(1) Ein Toner zur Farbelektrophotographie, unter Anwendung wobei gleichzeitig verschiedene Farbtoner fixiert werden, umfassend mindestens ein Farbmittel und ein Binderharz, wobei anorganische feine Teilchen dem Toner zugesetzt werden, um die viskoelastischen Eigenschaften zu erhalten, die denen anderer Toner mit verschiedenen Farben ähnlich sind.
(2) Der im vorstehenden Punkt (1) beschriebene Toner, wobei die anderen Toner, die Maßstab für die viskoelastischen Eigenschaften sind, schwarze Toner sind.
(3) Der im vorstehenden Punkt (1) oder (2) beschriebene Toner, wobei dessen Elastizitätsmodul und Viskositätskoeffizient bei einer bestimmten Fixiertemperatur jeweils innerhalb ±50% an diejenigen der anderen Toner angeglichen sind.
(4) Der in einem der vorstehenden Punkte (1) bis (3) beschriebene Toner, wobei die Menge der anorganischen feinen Teilchen 1 bis 10 Gew.-% des Toners beträgt.
(5) Der in einem der vorstehenden Punkte (1) bis (4) beschriebene Toner, wobei die anorganischen feinen Teilchen Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid und/oder Zircondioxid sind.
(6) Der in einem der vorstehenden Punkte (1) bis (5) beschriebene Toner, wobei die anorganischen feinen Teilchen gemäß dem BET-Verfahren eine spezifische Oberfläche von 30 bis 400 m²/g aufweisen.
(7) Der in einem der vorstehenden Punkte (1) bis (6) beschriebene Toner, wobei die anorganischen feinen Teilchen einer hydrophoben Oberflächenbehandlung unterworfen werden.
(8) Verfahren zur Wärme- und Druckfixierung eines übertragenen Bildes, das von To nern aus zwei oder mehr Farben auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung einer Heizwalze erzeugt wird, wobei ein Toner nach einem der Punkte (1) bis (7) zusammen mit einem schwarzen Toner eingesetzt wird.

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung und die begleitende Zeichnung veranschaulicht.

Dabei ist Fig. 1 eine schematische Querschnittsteilansicht, die ein Beispiel einer Vorrichtung zeigt, die für das Fixierverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Die jeweiligen Bezugsziffern in Abb. 1 bedeuten folgendes:
1 eine Heizwalze, 2 eine Druckwalze, 3 eine Seitenwand, 4 eine Zulaufführung, 5 ein Aufzeichnungsmedium, 6 ein übertragenes Bild, 7 eine Wärmequelle, 8 einen Hohl kern, 9 eine Ablöseschicht, 10 einen Hohlkern und 11 eine elastische Schicht.

Der Toner der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß anorganische feine Teilchen dem Toner zugesetzt werden, um die viskoelastischen Eigenschaften zu erhalten, die denen anderer Toner mit verschiedenen Farben so ähnlich sind, daß er gleichzeitig damit fixiert wird.

Was die verwendbaren anorganischen feinen Teilchen anbetrifft, werden geeigne terweise beliebige weiße oder transparente anorganische feine Teilchen verwendet, die zu Verstärkungswirkungen, wie Verbesserungen der viskoelastischen Eigenschaften, führt, ohne die Tonung der Farbtoner zu beeinträchtigen, wenn sie dem Toner zugesetzt werden.

Insbesondere umfassen Beispiele geeigneter anorganischer feiner Teilchen Si liciumdioxid, Kaolinton, Agalmatolithton, Talk, Sericit, gebrannten Ton, Glimmer, Bento nit, Asbest, Calciumsilicate, Bimssteinpulver, Schiefermehl, Diatomeenerde, Quarzsand, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zircondioxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat und Ba riumsulfat. Außerdem kann die Oberfläche der anorganischen feinen Teilchen zur Verbes serung der Dispergierbarkeit in Abhängigkeit von den Arten der verwendeten Binderharze einer hydrophoben Oberflächenbehandlung unterworfen werden. Die anorganischen feinen Teilchen in der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise diejenigen, die allgemein ver wendet werden und verhältnismäßig preisgünstig sind, nämlich Siliciumdioxid, Titan dioxid, Aluminiumoxid und/oder Zircondioxid, wobei ein hydrophobes Siliciumdioxid be sonders bevorzugt ist.

Die vorstehenden anorganischen feinen Teilchen weisen gemäß dem BET- Verfahren eine spezifische Oberfläche von normalerweise 30 bis 400 m²/g, vorzugsweise von 100 bis 300 m²/g auf. Innerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs werden die Teilchengrößenfaktoren für die Verstärkungs- und Füllwirkungen wahrscheinlich gut zu erfüllen sein und die Dispersion der anorganischen feinen Teilchen wird leicht durchgeführt.

Die zugesetzte Menge der anorganischen feinen Teilchen ist eine Menge, die aus reicht, dem Toner die viskoelastischen Eigenschaften zu geben, die denen anderer Tonern ähnlich sind und gleichzeitig mit diesen fixierbar sind. Die Menge der anorganischen feinen Teilchen in dem Toner beträgt normalerweise 1 bis 10 Gew.-%, und insbesondere können sie unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der viskoelastischen Eigenschaften in einer Menge von 2 bis 7 Gew.-% vorliegen. Wenn die Menge 10 Gew.-% übersteigt, werden wahrscheinlich Änderungen in den triboelektrischen Eigenschaften stattfinden, wodurch ein Mangel an triboelektrischen Ladungen verursacht wird. Auch die Tonung des erhaltenen Toners wird beeinflußt, wodurch die Farbe der erhaltenen gebildeten Bilder geändert wird.

Was in der vorliegenden Erfindung die anderen Toner anbetrifft, die Maßstab für die viskoelastischen Eigenschaften sein sollen, werden diejenigen betrachtet, die üblicher weise beim gleichzeitigen Fixieren verschiedener Farbtoner verwendet werden. Üblicherweise wird schwarzer Toner mit im allgemeinen hohen viskoelastischen Eigenschaften aufgrund des Zusatzes von Ruß verwendet.

Da die viskoelastischen Eigenschaften des Toners durch Zusetzen der vorstehenden anorganischen feinen Teilchen zum Toner verbessert werden können, können in der vorlie genden Erfindung die viskoelastischen Eigenschaften des Toners denen eines schwarzen Toners angenähert werden, der durch geeignetes Steuern der Arten und der Mengen der verwendeten anorganischen feinen Teilchen gleichzeitig damit fixiert wird.

In dieser Beschreibung bedeutet "die viskoelastischen Eigenschaften des Toners werden denen anderer Toner angenähert", daß der Elastizitätsmodul und der Viskositätskoeffizient des Toners der vorliegenden Erfindung bei einer gegebenen Fixiertemperatur innerhalb des Bereichs von +50%, vorzugsweise innerhalb von ±30% von denjenigen der anderen Toner liegt, um gleichzeitig mit diesen fixiert zu werden.

In der vorliegenden Erfindung werden der vorstehende Elastizitätsmodul und Vis kositätskoeffizient durch Messen der Temperaturabhängigkeiten der vorstehenden Eigen schaften unter Verwendung eines "DYNAMIC ANALYZER RDA II" (hergestellt von Rheometrics Inc.) durch Einbringen eines Toners zwischen zwei parallele Platten und An wenden einer gegebenen Belastung auf den geschmolzenen Toner bei einer angemessenen Kreisfrequenz über die Platten bewertet, und insbesondere können sie unter den Bedingun gen, die in nachstehend dargelegten Beispielen angegeben sind, gemessen werden.

Als Ergebnis der Annäherung der viskoelastischen Eigenschaften des Toners der vorliegenden Erfindung an die anderer Toner, wie vorstehend erwähnt, können zwei oder mehrere Farbtoner geeigneterweise gleichzeitig fixiert werden, ohne eine Offseterscheinung zu verursachen.

Da in der vorliegenden Erfindung die viskoelastischen Eigenschaften des Toners durch den Zusatz der anorganischen feinen Teilchen, wie vorstehend erläutert, leicht ge steuert werden können, können die Binderharze aus einer breiten Vielfalt an Harzen ausge wählt werden. Mit anderen Worten, die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bin derharze umfassen verschiedene Harzsorten, die zusätzlich zu den für herkömmliche Farb toner verwendbaren Harzen für schwarze Toner verwendbar sind. Spezielle Beispiele sind Homopolymere oder Copolymere der folgenden Monomere: Styrol und Styrolderivate, wie Styrol, Chlorstyrol und α-Methylstyrol, Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen, Vinylester, wie Essigsäurevinylester, Propionsäurevinylester, Ben zoesäurevinylester und Buttersäurevinylester, Ester α-methylenischer, aliphatischer Mono carbonsäuren, wie Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäurebutylester, Acrylsäureoctylester, Acrylsäuredodecylester, Acrylsäurephenylester, Methacrylsäureme thylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäurebutylester und Methacrylsäuredodeeyl ester, Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylbutylether, und Vinyl ketone, wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon, und Vinylisopropenylketon. Auch natür liche und synthetische Wachse, Polyester, Polyamide, Epoxyharze, Polycarbonate, Poly urethane, Siliconharze, Fluorharze und Erdölharze können verwendet werden. Die Verfah ren zur Herstellung der vorstehenden Harze sind nicht besonders beschränkt, und beliebige üblicherweise bekannte Verfahren können angewandt werden.

Der Toner der vorliegenden Erfindung enthält die anorganischen feinen Teilchen und die Binderharze, die vorstehend erwähnt sind, und ein Farbmittel als wesentlichen Be standteil zusammen mit einem Mittel zur Ladungssteuerung, und, falls notwendig, können dazu ein Offsetinhibitor und Fließfähigkeitsverbesserer zugesetzt werden.

Die Farbmittel, die für in der vorliegenden Erfindung verwendbare Farbtoner ver wendet werden, sind nicht besonders beschränkt, und die folgenden können zum Beispiel verwendet werden: Phthalocyanine, Monoazopigmente, wie C. I. Pigmentrot 5, C. I. Pig mentorange 36, C. I. Pigmentrot 22, Disazopigmente, wie C. I. Pigmentgelb 83, Anthra chinonpigmente, wie C. I. Pigmentblau 60, Disazofarbstoffe, wie Solvent Red 19, und Rhodaminfarbstoffe, wie Solvent Red 49.

Geeignete Mittel zur Steuerung positiver Ladungen können beliebige nieder molekulare Verbindungen bis polymere Verbindungen einschließlich Polymerer ohne be sondere Beschränkung sein. Beispiele davon umfassen Nigrosinfarbstoffe, wie "NIGRO- SINE BASE EX" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.), "OIL BLACK BS" (herge stellt von Orient Chemical Co., Ltd.), "OIL BLACK SO" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.), Triphenylmethanfarbstoffe, quartäre Ammoniumsalzverbindungen und Vinyl polymere mit einer Aminogruppe.

Beispiele der Mittel zur Steuerung negativer Ladungen umfassen Metallkomplexe von Monoazofarbstoffen, Nitrohuminsäure und Salze davon, Stoffe mit einer oder mehre ren Nitrogruppen oder Halogenelementen, sulfonierte Kupferphthalocyanine und Malein säureanhydridcopolymere.

Außerdem sind im Toner der vorliegenden Erfindung enthaltene bekannte Eigen schaftsverbesserer Offsetinhibitoren, Verflüssigungsmittel, Verbesserer der thermischen Ei genschaften, wie Metallkomplexe, wie Chromkomplexe der 3,5-Di-tert.-butylsalicylsäure, und Metalloxide, wie Zinkoxid, können geeigneterweise in einer solchen Menge verwendet werden, daß die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.

Die Toner der vorliegenden Erfindung können durch beliebige überlicherweise be kannte Herstellungsverfahren, wie Knet- und Pulverisierverfahren, Sprühtrocknungsverfah ren und Polymerisationsverfahren, hergestellt werden. Zum Beispiel schließt ein allgemei nes Beispiel für die Herstellung ein Verfahren ein, das die Schritte umfaßt: gleichmäßiges Dispergieren und Mischen der Harze, Farbmittel, Mittel zur Ladungssteuerung, usw. in einem bekannten Mischer, wie einer Kugelmühle, Schmelzkneten des erhaltenen Gemisches in einem verschlossenen Knetwerk oder einem Einschneckenextruder oder einem Doppel schneckenextruder, Kühlen des gekneteten Gemisches, Pulverisieren und Sichten des erhal tenen Gemisches. Auch können dem Toner Verflüssigungsmittel zugesetzt werden, wenn es notwendig ist.

Als Ergebnis werden gefärbte Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 15 µm erhalten, nämlich der Toner der vorliegenden Erfindung zur Farbelektrophotogra phie, der allein als Einkomponentenentwickler verwendet werden kann. Alternativ wird im Fall der Herstellung einer Entwicklerzusammensetzung aus zwei Komponenten der vorste hende Toner mit magnetischen Pulvern, wie ungleichmäßig geformten Trägern, beschichte ten Ferritträgern oder Trägern mit einem Kugelmantel, in einer geeigneten Menge ge mischt, wobei eine Entwicklerzusammensetzung erhalten wird.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Wärme- und Druckfixierung eines übertragenen Bildes, das von Tonern aus zwei oder mehr Farben auf einem Aufzeichnungs medium unter Verwendung einer Heizwalze gebildet wird, ist durch den Schritt der Fixie rung eines übertragenen Bildes gekennzeichnet, das durch den vorstehend erläuterten Toner zur Farbelektrophotographie zusammen mit einem schwarzen Toner erzeugt wird. Deshalb können beliebige bekannte Verfahren angewandt werden, solange das Verfahren ein übertragenes Bild fixieren kann, das auf einem Aufzeichnungsmedium mit zwei oder meh reren Farbtonern mittels Wärme und Druck unter Verwendung einer Heizwalze erzeugt wird. Das Fixierverfahren der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Abbildung, die eine typische Fixiervorrichtung zeigt, ausführlich erläutert werden.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsteilansicht, die ein Beispiel einer Vor richtung zeigt, die für das Fixierverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Heizwalze und 2 eine Druckwalze, die beide von einem Paar von Seitenwänden 3 getragen werden und dazwischen eingefügt sind, 3 über Wellenlager (nicht in der Abbildung veranschaulicht). 4 bezeichnet eine Zulaufführung und 5 bezeichnet ein Aufzeichnungsmedium, das ein übertragenes Bild 6 trägt und in eine Richtung transportiert wird, die durch einen Pfeil in der Abbildung gezeigt wird. Zunächst umfaßt die Heizwalze 1 einen metallischen Hohlkern 8 und eine Wärmequelle 7 in einem inneren Teil davon, wobei der Hohlkern 8 von einer Ablöseschicht 9 mit guter Wärmebe ständigkeit überzogen ist. Andererseits umfaßt die Druckwalze 2 einen metallischen Hohl kern 10, dessen periphere Oberfläche mit einer elastischen Schicht 11 mit guter Wärmebe ständigkeit überzogen ist. Übrigens werden die Heizwalze 1 und die Druckwalze 2 durch einen Preßmechanismus (nicht in der Abbildung veranschaulicht) gegeneinander gepreßt, daß sie in einem Preßzustand sind, wobei der gepreßte Teil beider Walzen einen sogenann ten "Quetschspaltteil" mit einer vorgegebenen Kontaktdicke bildet.

Mit der vorstehenden Konstruktion kann das übertragene Bild 6 durch die folgen den Schritte auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 5 fixiert werden. Der Wärme quelle 7 wird Strom zugeführt, um genug Wärmeenergie zur Fixierung des Toners auf der Oberfläche der Heizwalze 1 zu liefern, und die Heizwalze 1 und die Druckwalze 2 werden zusammen in einem Preßzustand in eine Richtung gedreht, die durch einen in jede der Wal zen eingezeichneten Pfeil gezeigt wird. Das Aufzeichnungsmedium 5, das ein übertragenes Bild 6 auf seiner Oberfläche trägt, wird entlang der Zulaufführung 4 in eine Richtung transportiert, die durch einen Pfeil gezeigt wird, und das Aufzeichnungsmedium 5 wird durch die Heizwalze 1 und die Druckwalze 2 geleitet.

Die schwarzen Toner, die zusammen mit den Tonern zur Farbelektrophotographie der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind nicht besonders beschränkt, und beliebige schwarze Toner, die üblicherweise bei monochromatischen Verfahren ver wendet werden, sind anwendbar.

Unter Verwendung des vorstehenden Wärme-und-Druck-Fixierverfahrens, das vorstehend erläutert wird, ist der elektrische Verbrauch bemerkenswert geringer als bei anderen Wärme-und-Druck-Fixierverfahren unter Verwendung solcher Vorrichtungen, wie Ofen oder Blitzlampen. Außerdem kann eine Schnellfixierung erreicht werden, wodurch es außerordentlich vorteilhaft gemacht wird. Ferner kann die gesamte Vorrichtung unter Verwendung eines Heizelementes für die elastische Schicht der Walze verkleinert werden.

Da der Toner zur Farbelektrophotographie der vorliegenden Erfindung viskoelasti sche Eigenschaften aufweist, die denen anderer Toner, wie dem schwarzen Toner, ähnlich sind, weisen alle verwendeten Toner einen breiten Nicht-Offsetbereich auf, wodurch es ermöglicht wird, ein gleichzeitiges Fixieren verschiedener Tonerarten effektiv durchzuführen. Deshalb kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung durch Fixieren verschiedener Tonerarten gleichzeitig gut ausgeführt werden, ohne deren Tonung aufgrund der Eigenschaften des vorstehenden Toners zu verändern.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mittels der folgenden Harzherstel lungsbeispiele, Beispiele, Vergleichsbeispiele und Versuchsbeispiele ausführlicher beschrie ben, ohne damit den Umfang der vorliegenden Erfindung darauf zu beschränken.

Harzherstellungsbeispiel 1 (Polyester A-Typ)

Siebenhundert Gramm Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 130 g Fumarsäure, 53,4 g n-Dodecenylbernsteinsäureanhydrid und 0,1 g Hydrochinon wurden in einen Einliter-Vierhalsglaskolben eingebracht, der mit einem Thermometer, einem rostfreien Rührstab, einem Rückflußkühler und einem Stickstoffeinleitungsrohr aus gerüstet war. Der Inhalt wurde in einem Heizmantel auf eine Temperatur von 230°C er hitzt, wobei man die Bestandteile unter einem Stickstoffstrom und unter Rühren miteinander umsetzen ließ. Die Säurezahl wurde an einem Punkt gemessen, an dem kein durch Hydrolyse gebildetes Wasser floß, und sie wurde mit 1,5 mg KOH/g bestimmt.

Ferner wurden 63,4 g Trimellithsäureanhydrid dem vorstehenden Gemisch zuge setzt, und man ließ Bestandteile sich etwa 8 Stunden miteinander umsetzen. Die Umsetzung war beendet, als die Säurezahl 20 mg KOH/g erreichte. Das erhaltene Harz war ein blaßgelber Feststoff, dessen Erweichungspunkt, der durch das Ring-Kugel-Ver fahren bestimmt wurde, 120°C war.

Beispiel 1

Farbtoner A
Polyester A-Typ
100 Gewichtsteile
Blaues Pigment ("CYAMNE BLUE KRS", hergestellt von Sanyo Color Works, LTD.)	5 Gewichtsteile
Polypropylenwachs ("VISCOL 660P", hergestellt von Sanyo Chemical Industries Ltd.)	2,5 Gewichtsteile
Mittel zur Ladungssteuerung ("COPY CHARGE NEG", hergestellt von Hoechst)	1,5 Gewichtsteile
Anorganische feine Teilchen ("AEROZIL R-972", hergestellt von Nippon Aerozil Ltd.)	5 Gewichtsteile

Die vorstehenden Bestandteile wurden gemischt und schmelzgeknetet, und das ge knetete Gemisch wurde pulverisiert und gesichtet, wobei ein Toner mit einer mittleren Teilchengröße von 11 µm erhalten wurde. Hier wurde das Schmelzkneten durch einen Extruder ausgeführt, die Pulverisierung wurde durch eine Strahlmühle ausgeführt und die Sichtung wurde durch einen Sichter vom Luftstromtyp ausgeführt.

Vergleichsbeispiel 1

Schwarzer Toner B
Polyester A-Typ
100 Gewichtsteile
Ruß, ("M-880", hergestellt von Cabot Corporation)	9 Gewichtsteile
Polypropylenwachs ("VISCOL 660P", hergestellt von Sanyo Chemical Industries Ltd.)	2,5 Gewichtsteile
Mittel zur Ladungssteuerung ("BONTRON S-34", hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.)	1,5 Gewichtsteile

Die vorstehenden Bestandteile wurden gemischt und schmelzgeknetet, und das geknetete Gemisch wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 pulverisiert und gesich tet, wobei ein Toner mit einer mittleren Teilchengröße von 11 µm erhalten wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Farbtoner C
Polyester A-Typ
100 Gewichtsteile
Blaues Pigment ("CYAMNE BLUE KRS", hergestellt von Sanyo Color Works, LTD.)	5 Gewichtsteile
Polypropylenwachs ("VISCOL 660P", hergestellt von Sanyo Chemical Industries Ltd.)	2,5 Gewichtsteile
Mittel zur Ladungssteuerung ("COPY CHARGE NEG", hergestellt von Hoechst)	1,5 Gewichtsteile

Versuchsbeispiel 1

Die vorstehend erhaltenen drei Tonerarten wurden hinsichtlich ihrer thermischen Eigenschaften, wie der viskoelastischen Eigenschaften und der Erweichungstemperatur, be wertet, wie es nachstehend ausführlich beschrieben wird.

(1) Die viskoelastischen Eigenschaften

Die viskoelastischen Eigenschaften wurden unter Verwendung eines "DYNAMIC ANALYZER RDA II" (hergestellt von Rheometrics Inc.) bestimmt, der mit parallelen Platten ausgerüstet war. Speziell wurde ein Toner zwischen zwei parallelen Platten einge bracht und eine gegebene Belastung wurde unter den folgenden Bedingungen auf den ge schmolzenen Toner über die Platten angewandt, um dadurch die Temperaturabhängigkeiten des Elastizitätsmoduls und des Viskositätsindexes zu bewerten.

Parallele Platten: Radius: 12,5 mm
Versuchsart: kinematische viskoelastische Eigenschaftsanalyse
Sweep-Typ: Frequenz/Temperatur-Sweep
Belastung: 2%
Gemessene Temperatur: 220°C → 60°C
Frequenz: 0,628 rad/s → 291,48 rad/s
Schrittgröße: 10°C
Eindringzeit: 30 Sekunden
Punkt/Dekade: 3
Auto-Spannung

(2) Erweichungstemperatur

Die Erweichungstemperatur betrifft die Temperatur, die der Hälfte der Höhe (h) der S-förmigen Kurve entspricht, die die Beziehung zwischen der Abwärtsbewegung eines Kolbens (Fließlänge) und der Temperatur zeigt, wenn sie unter Verwendung eines Fließ prüfers vom "Koka"-Typ, hergestellt von der Shimadzu Corporation, gemessen wird, in dem eine 1 cm³ große Probe durch eine Düse mit einer würfelförmigen Porengröße von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert wird, während die Probe so erhitzt wird, daß die Temperatur bei einer Geschwindigkeit von 6°C/min erhöht wird und mit dem Kolben eine Last von 30 kg/cm² darauf angewandt wird.

Die Ergebnisse werden zusammen in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Wie aus Tabelle 1 deutlich wird, wies Farbtoner A, bei dem das hydrophobe Sili ciumdioxid intern zugesetzt wurde, einen beachtlich höheren Elastizitätsmodul und Viskosi tätskoeffizienten im Vergleich zu Farbtoner C auf, bei dem kein hydrophobes Siliciumdio xid intern zugesetzt wurde. Außerdem wies Farbtoner A im wesentlichen die gleichen viskoelastischen Eigenschaften auf wie der schwarze Toner B.

Übrigens wies Farbtoner A, bei dem anorganische feine Teilchen (hydrophobes Si liciumdioxid) intern zugesetzt waren, bei der Tonung im wesentlichen keine Unterschiede zum Farbtoner C auf, bei dem keine anorganischen feinen Teilchen zugesetzt waren.

Versuchsbeispiel 2

Die Offsetfestigkeitsprüfung wurde unter Verwendung der vorstehend erhaltenen drei Tonerarten durchgeführt, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird. Zuerst wurde ein im Handel erhältlicher Laserstrahldrucker ("LB-040A", hergestellt von Hitachi Koki Co., Ltd.) so verändert, daß ein gleichzeitiger Zweifarbdruck ermöglicht wurde. Der schwarze Toner wurde unter Verwendung eines beschichteten Magnetitträgers mit einer mittleren Teilchengröße von 120 µm hergestellt, wobei eine Tonerkonzentration von 2,5 Gew.-% erhalten wurde. Der Farbtoner wurde unter Verwendung eines beschichteten Ferritträgers mit einer mittleren Teilchengröße von 80 µm hergestellt, wobei eine Toner konzentration von 4,5 Gew.-% erhalten wurde. Jeder Toner wurde in einen Entwicklerbe hälter gefüllt. Die Kombinationen der Toner waren folgendermaßen: Schwarzer Toner B und Farbtoner A oder Schwarzer Toner B und Farbtoner C. Für jede der Kombinationen wurden die Toner mit verschiedenen Farben auf die Oberfläche eines Photoleiters aufge bracht, wonach die Toner gleichzeitig übertragen und dann gleichzeitig fixiert werden. Die Offsetfestigkeit wurde dadurch bewertet, daß ein Versuch unter Ändern der Fixiertempera turen von 140°C bis 220°C ausgeführt wurde. Außerdem wurde die Bildqualität der erhal tenen fixierten Bilder bei einer Fixiertemperatur von 180°C verglichen. Die Ergebnisse der Offsetfestigkeit sind in Tabelle 2 gezeigt und die Ergebnisse des Bildqualitätsvergleichs sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 2

Tabelle 3

Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, wies Farbtoner A, bei dem das hydrophobe Silicium dioxid intern zugesetzt wurde, im Vergleich zu Farbtoner C, bei dem kein hydrophobes Siliciumdioxid intern zugesetzt wurde, einen breiteren Nicht-Offsetbereich auf der Hoch temperaturseite auf. Außerdem wies Farbtoner A, bei dem das hydrophobe Siliciumdioxid intern zugesetzt wurde, im wesentlichen die gleiche Offsetfestigkeit wie der schwarze To ner B auf.

Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, ermöglicht der interne Zusatz des hydrophoben Silici umdioxids, zwei Tonerarten mit üblicherweise unterschiedlichen thermischen Eigenschaften gleichzeitig zu fixieren. Außerdem wird die Bildqualität durch den internen Zusatz des hy drophoben Siliciumdioxids nicht ungünstig beeinflußt, wodurch es ermöglicht wird, eine außerordentlich gute Bildqualität zu erhalten.

Claims

1. Toner zur Farbelektrophotographie, wobei gleichzeitig ver schiedene Farbtoner fixiert werden, umfassend mindestens ein Farbmittel und ein Binderharz, wobei anorganische feine Teilchen dem Toner zugesetzt werden, um viskoelastische Eigenschaften zu erhalten, die denen anderer Toner mit verschiedenen Farben ähnlich sind.

2. Toner nach Anspruch 1, wobei die anderen Toner, die Maßstab für die viskoelastischen Eigenschaften sind, schwarze Toner sind.

3. Toner nach Anspruch 1, wobei dessen Elastizitätsmodul und Viskositätskoeffizient bei einer bestimmten Fixiertemperatur jeweils innerhalb ±50% an diejenigen der anderen Toner angeglichen sind.

4. Toner nach Anspruch 1, wobei die Menge der anorganischen feinen Teilchen 1 bis 10 Gew.-% des Toners beträgt.

5. Toner nach Anspruch 1, wobei die anorganischen feinen Teilchen Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid und/oder Zircondioxid sind.

6. Toner nach Anspruch 1, wobei die anorganischen feinen Teilchen gemäß dem BET-Verfahren eine spezifische Oberfläche von 30 bis 400 m²/g aufweisen.

7. Toner nach Anspruch 1, wobei die anorganischen feinen Teilchen einer hydrophoben Oberflächenbehandlung unterworfen werden.

8. Verfahren zur Wärme- und Druckfixierung eines übertragenen Bildes, das von Tonern aus zwei oder mehr Farben auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung einer Heizwalze erzeugt wird, wobei ein Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zusammen mit einem schwarzen Toner eingesetzt wird.