DE19628084B4

DE19628084B4 - Bilderzeugungsprozess

Info

Publication number: DE19628084B4
Application number: DE19628084A
Authority: DE
Inventors: Katsuji Kawasaki Ebisu; Takahiro Kawasaki Kashikawa; Tomoaki Kawasaki Tanaka; Norio Kawasaki Sawatari; Takeshi Kawasaki Ogino
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2016-07-13
Also published as: JPH0962033A; JP3429610B2; DE19628084A1

Abstract

Bilderzeugungsprozeß unter Verwendung der Mehrfarbenelektrofotografie, mit dem Schritt zum thermischen Fixieren unter Verwendung einer halbweichen Rolle, die durch Beschichten der Oberfläche eines Rollensubstrats mit Silikongummi in einer Dicke von 2–30 mm und durch weiteres Beschichten jener Oberfläche mit einem Fluorharz hergestellt wurde, und unter Verwendung der 3 Farben aus gelbem Toner, magentafarbenem Toner und cyanfarbenem Toner, oder dieser 3 Farbtoner mit schwarzem Farbtoner, die ein Binderharz, ein Ladungssteueragens, ein Farbagens und eine äußere Anlagerung umfassen,
– wobei das Binderharz der Farbtoner ein Polyester ist, der gebildet ist aus einem zweiwertigen Alkohol und einer Kombination aus einer mehrwertigen Carbonsäure, die wenigstens eine Terephthalsäure, oder deren Anhydrid, oder eine Trimellithsäure oder deren Anhydrid ist, und wenigstens einer Dicarbonsäure, die ausgewählt ist aus den Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln dargestellt werden:

wobei R¹, R² und R³ gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit 6–24 Kohlenstoffatomen sind, und deren Säureanhydriden, die Dicarbonsäure, die...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bilderzeugungsprozeß unter Verwendung der Mehrfarbenelektrofotografie. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein verbessertes Entwicklungsverfahren für den Bilderzeugungsprozeß, welches Entwicklungsverfahren nicht nur auf die Mehrfarben- sondern auch auf die Einfarbenelektrofotographie angewendet werden kann.

Die Druckschrift DE 3319955 C2 offenbart einen solchen Bildentwicklungsprozeß, bei welchem ein Polyesterharz verwendet wird, das aus Komponenten erhalten wird, die (A) eine durch ein Alkyl substituierte Dicarbonsäure und/oder ein durch ein Alkyl substituiertes Diol, (B) eine drei- oder mehrwertige Polycarbonsäure und/oder einen drei- oder mehrwertigen Alhohol und (C) eine aromatische Dicarbonsäure und (D) ein verethertes Diphenol enthalten.

Mehrfarbenbilder unter Verwendung der Elektrofotografie werden gewöhnlich durch Einsatz von Tonern mit den 3 Farben gelb, magenta und cyan und Überlagern von Tonerbildern von jeder Farbe für jede Farbmischung realisiert. Farbtoner erfordert jedoch gewisse Eigenschaften, die für Farbtoner und nicht für herkömmlichen schwarzen Toner charakteristisch sind und die die folgenden Probleme dargestellt haben.

Die Elektrofotografie, die für Kopiermaschinen, Laserdrucker und dergleichen eingesetzt wird, umfaßt im allgemeinen das Übertragen einer gleichförmigen elektrostatischen Ladung auf eine fotoleitfähige Isolierschicht und das Einstrahlen eines Lichtbildes auf die Isolierschicht, um die elektrostatische Ladung teilweise zu entfernen und ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden, und dann das Anhaften eines feinen Pulvers, das als Toner bekannt ist, auf den verbleibenden Abschnitten der elektrostatischen Ladung, um aus dem latenten Bild ein sichtbares Tonerbild zu bilden, und das thermische Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungspapier, um einen Druck zu erhalten.

Eine Anzahl von verschiedenen Fixiersystemen ist für das obengenannte Fixierverfahren bekannt, aber auf Grund seiner besonders hohen thermischen Effektivität und der fehlenden Brandgefahr ist das meistgenutzte System das Heißrollenfixiersystem, das eine rotierbare Heißrolle mit einer internen Heizquelle umfaßt, und eine Druckrolle, die rotiert, während sie mit der obengenannten Heißrolle in Kontakt ist, wobei für beide der obengenannten Rollen gewöhnlich Aluminiumrollen verwendet werden.

Wenn Aluminiumoxidrollen verwendet werden, führt jedoch deren große Härte zu einem Aufrauhen der Oberfläche des fixierten Bildes nach dem Heißschmelzen des Toners, wodurch dessen Glätte beeinträchtigt wird, und selbst beim monochromen Drucken werden auf der festen Oberfläche des schwarzen Bildes Unregelmäßigkeiten erzeugt, wenn Graphiken und dergleichen gedruckt werden, und somit wird die beeinträchtigte Bildqualität zu einem Problem. Dies ist beim Drucken von Bildern natürlicher Szenen, etc., unter Verwendung von Farbtoner, wo für das fixierte Bild eine hohe Glätte gewünscht wird, ein besonderes Problem gewesen. Obwohl für eine verbesserte Glätte der fixierten Bilder bevorzugt wird, die Rollenhärte durch Verwendung von Silikongummi, etc., als Rollenmaterial zu reduzieren, besteht bei der Verwendung von Silikongummi die Tendenz zu einem Zerkratzen der Oberfläche des Silikongummis durch den Kontakt mit dem Toner, Papier, etc., woraus sich Nachteile des Aufrauhens der Rollenoberfläche und somit eine kürzere Nutzlebensdauer ergeben. Um die Haltbarkeit der Rollenoberfläche allein ohne eine zu große Reduzierung der Rollenhärte zu verbessern, werden Rollen aus Silikongummi, die mit einem Fluorharz beschichtet sind, als Fixierrollen für eine verbesserte Haltbarkeit verwendet, während eine befriedigende Bildglätte beibehalten wird. Dennoch bleibt ein Problem einer größeren Anfälligkeit gegenüber dem Versetzen und einer engeren Fixiertemperaturtoleranz bestehen. Besonders in dem Fall von Farbtoner, für den die Bildglätte wichtig ist, wirft die niedrige Viskoelastizität des Toners ein größeres Problem des Versetzens als bei herkömmlichem schwarzen Toner auf.

Polyesterharze werden auf Grund ihres niedrigen Brechungsindexes im allgemeinen als Farbtonerbinderharze verwendet, und da Polyesterharze mit linearen Strukturen eine besonders niedrige Viskoelastizität haben und somit eine ausgezeichnete Glätte von Oberflächen fixierter Bilder vorsehen, sind sie der Haupttyp von Binderharzen gewesen, die für Farbtoner verwendet wurden. Obwohl bei weichen Rollen eine befriedigende Fixierbarkeit erreicht wird, wenn lineare Polyesterharze verwendet werden, sind jedoch ihre Nichtversetzungseigenschaften problematisch schlecht gewesen, wenn sie mit halbweichen Rollen fixiert werden, die zum Hochgeschwindigkeitsfarbdrucken verwendet werden. Deshalb sind für verbesserte Nichtversetzungseigenschaften Gelkomponenten in Polyesterharze eingearbeitet worden, obwohl diese keine glatten fixierten Bilder vorgesehen haben. Somit sind keine Farbtonerbinderharze vorhanden gewesen, die sowohl Nichtversetzungseigenschaften als auch die Glätte von Oberflächen fixierter Bilder vorsehen konnten.

Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine befriedigende Glätte und Nichtversetzungseigenschaften mit Halbweichrollenfixiervorrichtungen zu realisieren. Das folgende zusätzliche Problem hat bei Farbtoner existiert, der gewisse Eigenschaften erfordert, die für Farbtoner und nicht für herkömmlichen schwarzen Toner charakteristisch sind.

Die Hauptpigmente, die in gelben Tonern verwendet wurden, sind Pigmente auf Benzidinbasis gewesen, aber Pigmente auf Benzidinbasis bergen die Gefahr des Erzeugens einer krebserregenden Substanz (Dichlorbenzidin) bei hohen Temperaturen (200°C), während die Verwendung von sicheren Pigmenten mit anderen Strukturen, wie z. B. Pigmente auf Isoindolinonbasis und Pigmente auf Benzimidazolonbasis, zu einem schwächeren Färbvermögen und zu einer großen Schwankung der Tonerladung während des kontinuierlichen Druckens führt, aus welchen Gründen keine stabilen Entwicklungseigenschaften erreicht worden sind.

Obwohl das Färbvermögen gut ist, wenn Pigmente auf Chinacridonbasis, Pigmente auf Naphtholbasis und Azofarblackpigmente als magentafarbene Pigmente verwendet werden, rufen sie eine große Schwankung der Tonerladung während des kontinuierlichen Druckens hervor, und so sind keine stabilen Entwicklungseigenschaften erreicht worden.

Ein gutes Färbvermögen wird auch erhalten, wenn Kupferphthalocyaninpigmente als cyanfarbene Pigmente verwendet werden, aber sie rufen auch eine große Schwankung der Tonerladung während des kontinuierlichen Druckens hervor, und somit sind keine stabilen Entwicklungseigenschaften erreicht worden.

Die Ursache dieser Probleme ist die, daß die Pigmentpartikel in dem Toner groß sind, wodurch mehr von dem Pigment auf der Toneroberfläche exponiert ist, und eine Tonerfilmbildung auf der Trägeroberfläche auf Grund des Pigmentes das kontinuierliche Drucken behindert, während die großen Pigmentpartikel die Transparenz reduzieren, wodurch es unmöglich wird, ein klares Färbvermögen zu erhalten.

Des weiteren bewirken im Fall der Farbelektrofoto grafie Schwankungen der Haftmenge (Entwicklungsmenge) des Farbtoners große Veränderungen des Farbtoners des bedruckten Produktes, und da es bei Farbtoner wesentlich ist, eine stabile Entwicklungsmenge zu realisieren, sind deshalb nach dem kontinuierlichen Drucken selbst durch Veränderungen der Umgebung stabile Druckcharakteristiken nicht möglich gewesen, wenn Farbentwickler mit schwankenden Ladungsbeträgen verwendet wurden, wie oben erwähnt.

Metallkomplexe wie Chrom- und Zinkkomplexe sind gewöhnlich als herkömmliche Ladungssteueragenzien für Farb toner verwendet worden, aber trotz ihres günstigen ladungsvorsehenden Effektes ist es möglich, daß Metallkomplexe in Zukunft auf Grund von Umweltproblemen eingeschränkt werden, aus welchem Grundes wünschenswert ist, auf metallfreie Ladungssteueragenzien umzustellen. Harzladungssteueragenzien haben andererseits den Nachteil eines niedrigen Ladeeffektes, so wie bei Calixarenen, wenn sie in gewöhnlichen Farbtonern gemäß normalen Verfahren verwendet werden, und daher haben nach Stand der Technik keine farblosen Ladungssteueragenzien existiert, die metallfrei sind und einen ladungsvorsehenden Effekt haben.

Anlagerungen an Farbtoner umfassen hydrophobes Siliziumoxidpulver, Titandioxidpulver und dergleichen, und während hydrophobes Siliziumoxidpulver eine beträchtliche Wirkung zum verbessern der Tonerfluidität hat, unterliegt es großen Schwankungen des Ladungsbetrages in Verbindung mit Umgebungsveränderungen (besonders Feuchtigkeitsveränderungen). obwohl Titandioxidpulver andererseits die Wirkung zum Reduzieren von Ladungsschwankungen bei Umgebungsveränderungen hat, ist seine verbessernde Wirkung auf die Tonerfluidität klein. Ferner haben Gemische aus hydrophobem Siliziumoxidpulver und Titandioxidpulver einen fluiditätsverbessernden Effekt, aber auch den Nachteil, keine Reduzierung von Ladungsschwankungen bei Umgebungsveränderungen zu gestatten.

Somit sind keine Farbentwicklungsagenzien für Farbtoner mit all den gewünschten Charakteristiken des ausgezeichneten Färbvermögens, der Ladungsstabilität bei Umgebungsveränderungen und der Bildstabilität während des kontinuierlichen Druckens vorhanden gewesen.

Wenn des weiteren hochstabile Pigmente auf Benzimidazolonbasis als gelbe Pigmente verwendet werden, verschiebt sich deren Farbphase im Vergleich zu den meistverwendeten Pigmenten auf Benzimidazolonbasis hinzu rot, wodurch das Problem von Farbbalanceverschiebungen hervorgerufen wird, wenn gewöhnliche Pigmente auf Chinacridonbasis als magentafarbene Pigmente verwendet werden.

Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hilderzeugungsprozeß vorzusehen, der klare vollfarbige Bilder über lange Zeiträume selbst bei sich verändernden Umgebungsbedingungen stabil hervorbringen kann.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Aspekt 1 (Tonerbinderharz)

Die erste Aufgabe der Erfindung wird durch den ersten Aspekt der Erfindung erfüllt, der jener zum Vorsehen eines Bilderzeugungsprozesses unter Verwendung der Mehrfarbenelektrofotografie ist, mit dem Schritt zum thermischen Fixieren unter Verwendung einer halbweichen Rolle, die durch Beschichten der Oberfläche eines Rollensubstrats mit Silikongummi in einer Dicke von 2–30 mm und durch weiteres Beschichten jener Oberfläche mit einem Fluorharz hergestellt wurde, und wobei das Binderharz der Farbtoner ein Polyesterharz ist, das
eine Alkoholkomponente und eine Säurekomponente umfaßt, wovon die Alkoholkomponente ein zweiwertiger Alkohol ist und die Säurekomponente eine mehrwertige Carbonsäure umfaßt und wenigstens eine Dicarbonsäure, die durch die folgenden allgemeinen Formeln dargestellt wird:

wobei R¹, R² und R³ gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit 6–24, vorzugsweise 10–20 und besonders etwa 12 Kohlenstoffatomen sind, und deren Säureanhydride.

Binderharze, die in Farbtonern zum Erzeugen von Bildern mit Heißrollenvorrichtungen durch die Mehrfarbenelektrofotografie verwendet werden, umfassen eine Alkoholkomponente und eine Säurekomponente, und durch Verwendung eines Polyesterharzes als Farbtonerbinderharz, von dem die Alkoholkomponente ein zweiwertiger Alkohol ist und die Säurekomponente gebildet ist aus einer mehrwertigen Carbonsäure und einer Dicarbonsäure, die durch die allgemeine Formel (I) oder (II) dargestellt wird (wobei R¹, R² und R³ gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit 6–24 Kohlenstoffatomen sind), oder einem Säureanhydrid davon, bilden die Monomere, die durch Formel (I) oder (II) dargestellt werden, lange Seitenketten, und diese langen Seitenketten werden verwirrt, ohne eine Bindung einzugehen, um somit eine pseudovernetzte Struktur zu bilden. Das Verwirren der Seitenketten sieht eine optimale dynamische Viskoelastizität vor, um somit eine befriedigende Bildglätte bei dem Weichrollenfixieren und befriedigende Nichtversetzungseigenschaften bei dem Halbweichrollenfixieren zu realisieren.

Ferner wird die Optimierung der dynamischen Viskoela stizität des Toners erleichtert, indem Terephthalsäure oder ihr Anhydrid für die obengenannte mehrwertige Carbonsäure verwendet wird. Die Optimierung der dynamischen Viskoelastizität des Toners wird auch erleichtert, indem Trimellithsäure oder ihr Anhydrid für die obengenannte mehrwertige Carbonsäure verwendet wird.

Wenn ferner die Dicarbonsäure, die durch die obige Formel (I) oder (II) dargestellt wird, oder ihr Anhydrid weniger als 10 Molprozent der Säurekomponente ausmacht, wird der Pseudovernetzungseffekt nicht erreicht, und bei Halb weichrollenfixiervorrichtungen zeigen sich schlechte Nicht versetzungseigenschaften. Wenn die Dicarbonsäure, die durch die obige Formel (I) oder (II) dargestellt wird, oder ihr Anhydrid mehr. als 80 Molprozent der Säurekomponente ausmacht, wird die Bildglätte bei Weichrollenfixiervorrichtungen gemindert. Falls der chloroformunlösliche Anteil des obengenannten Polyesterharzes größer als 20 Gew.-% des Polyesterharzes ist, wird die dynamische Viskoelastizität zu hoch, wodurch die Bildglätte bei Weichrollenfixiervorrichtungen gemindert wird.

Befriedigende Charakteristiken können selbst dann bei behalten werden, wenn das obengenannte Polyesterharz mit Beimengung eines herkömmlichen linearen Polyesterharzes verwendet wird.

Der für den ersten Aspekt der Erfindung zu verwendende Toner ist nicht begrenzt, und im allgemeinen sind die unten angegebenen geeignet.

Folgende Farbmaterialien können für Farbtoner verwendet werden.

Ein organisches Pigment auf Chinacridonbasis, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann, ist laut Farbindexnummer C.I. 73916 (Pigment rot 122, KET rot 309, Dainippon Ink Kagaku Kogyo). Dieses Pigment hat eine ausgezeichnete Dispersionsfähigkeit in Binderharzen und befriedigende Spektralreflexionscharakteristiken.

Ein organisches Pigment auf Rhodaminbasis, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann, ist laut Farbindexnummer C.I. 45160 (Pigment rot 81, Ultra Rose R, Toyo Ink). Dieses Pigment hat eine ausgezeichnete Dispersionsfähigkeit in Binderharzen und befriedigende Spektralreflexionscharakteristiken.

Organische Pigmente auf Phthalocyaninbasis, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, enthalten laut Farbindexnummer C.I. 74160 (Pigment blau 15, KET blau 102, KET blau 103, KET blau 104, Ket blau 105, KET blau 106, KET blau 111, Dainippon Ink Kagaku Kogyo), C.I. 74260 (Pigment grün 7, KET grün 201, Dainippon Ink Kagaku Kogyo), etc. Diese Pigmente haben eine ausgezeichnete Dispersionsfähigkeit in Binderharzen und befriedigende Spektralreflexionscharakteristiken.

Ein metallhaltiger Farbstoff, ein Fettsäureester oder eine Verbindung mit einer Aminogruppe kann auch als Ladungssteueragens hinzugefügt werden.

Der Toner, der für den ersten Aspekt der Erfindung zu verwenden ist, kann durch einen herkömmlichen, allgemein bekannten Prozeß produziert werden. Das heißt, der gewünschte Toner kann durch Schmelzen und Verkneten des Binderharzes und des Pigmentes-, falls erforderlich mit dem Zusatz eines Wachses, Ladungssteueragens oder dergleichen, erhalten werden, wobei ein Druckkneter oder Extruder verwendet wird, und dann durch gleichförmiges Dispergieren des Gemischs und Sortieren dieses zum Beispiel mit einem Windsichter oder dergleichen.

Aspekt 2 (Farbtoner)

Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den zweiten Aspekt der Erfindung erfüllt, der jener zum Vorsehen eines Bilderzeugungsprozesses ist, zum Erzeugen von Bildern durch Heißrollenfixierung durch die Mehrfarbenelektrofotografie, wobei die 3 Farben aus gelbem Toner, magentafarbenem Toner und cyanfarbenem Toner, oder diese 3 Farbtoner mit schwarzem Toner verwendet werden, die ein Binderharz, ein Ladungssteueragens, ein Farbagens und eine äußere Anlagerung umfassen,
wobei das gelbe Pigment, das als Farbagens des gelben
Toners verwendet wird, ein Pigment auf Benzimidazolonbasis ist, das in dem gelben Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 μm oder kleiner dispergiert ist, und für den Toner Titandioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt ist, als äußere Anlagerung verwendet wird;
das magentafarbene Pigment, das als Farbagens des magentafarbenen Toners verwendet wird, in dem magentafarbenen Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 μm oder kleiner dispergiert ist, und für den Toner Titandioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt ist, als äußere Anlagerung verwendet wird;
das cyanfarbene Pigment, das als Farbagens des cyanfarbenen Toners verwendet wird, in dem cyanfarbenen Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 μm oder kleiner dispergiert ist, und für den Toner Titan dioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt ist, als äußere Anlagerung verwendet wird; und
das Ladungssteueragens ein Calixaren ist.

Das Dispergieren des Farbtonerfarbagens in dem Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 μm oder kleiner verbessert das Färbvermögen, während ferner das Exponieren des Pigmentes auf der Toneroberfläche verhindert wird, und wenn ein Zweikomponentenentwicklungsagens verwendet wurde, wurde deshalb die Tonerfilmbildung auf der Trägeroberfläche minimiert, wodurch Tonerladungsschwankungen reduziert wurden. Des weiteren führte die Verwendung von Titandioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt wurde, als äußere Anlagerung selbst bei Veränderungen der Umgebungsfeuchtigkeit zwischen 20–80% RH (25°C) zu einer reduzierten Tonerladungsschwankung. Außerdem wurde durch Ersetzen des herkömmlichen Pigments auf Benzidinbasis durch ein Pigment auf Benzimidazolonbasis als gelbes Pigment das Risiko des Erzeugens von krebserregenden Substanzen eliminiert, und durch Verwenden eines Azopigmentes auf Naphtholbasis für den magentafarbenen Toner und eines Kupferphthalocyaninpigmentes als cyanfarbenes Pigment sowie von Titandioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt wurde, als äußere Anlagerung war es möglich, Tonerladungsschwankungen selbst bei Veränderungen der Umgebungsfeuchtigkeit zwischen 20–80% RH (25°C) zu reduzieren. Weiterhin wurde durch Verwendung eines Calixarens als Ladungssteueragens in dem Farbtoner, der die mikrodispergierten Pigmente und TiO₂ als äußere Anlagerung enthielt, stabile, befriedigende Ladungscharakteristiken selbst beim kontinuierlichen Drucken realisiert, während die verwendeten Materialien äußerst sicher waren und keine Metallelemente enthielten.

Durch Verwenden des obengenannten gelben Toners, magentafarbenen Toners und cyanfarbenen Toners ist die Bildung von stabilen, klaren Bildern mit guter Farbbalance der 3 Tonerfarben selbst über ausgedehnte Perioden des kontinuierlichen Druckens hinweg und selbst bei Veränderungen der Umgebungsfeuchtigkeit möglich.

Durch Verwenden von Titandioxid als äußere Anlagerung, dessen Primärpartikel eine Größe von 0,001 bis 0,1 μm haben, und des obengenannten Titandioxidpulvers, das an der Toneroberfläche haftet und eine durchschnittliche Partikelgröße von 1,0 μm oder kleiner hat, ist es möglich, einen beträchtlichen Effekt zum Verbessern der Tonerfluidität zu erhalten und somit die Verwendung von anderen äußeren Anlagerungen zu eliminieren.

Durch Verwenden von Titandioxidpulver als äußere Anlagerung mit einem elektrischen Widerstand von 1 × 10⁶ – 1 × 10¹² Ω-cm ist es möglich, Schwankungen des elektrischen Widerstandes des Toners bei Umgebungsveränderungen zu minimieren und somit Tonerladungsschwankungen zu reduzieren.

Durch Verwenden eines Kristallform-Titandioxidpulvers des Anatastyps anstelle des Rutiltyps als äußere Anlagerung an den Toner ist es möglich, stabile Ladungscharakteristiken über ausgedehnte Perioden zu erreichen, obwohl der Grund dafür nicht klar ist.

Titandioxidpulver mit n-Butyltrimethoxysilan als Silan haftagens, das für das Beschichtungsagens verwendet wird, weist eine kleine Assoziation zwischen Primärpartikeln auf, während die Partikelgröße der Sekundärpartikel nicht sehr groß ist, und dies sieht einen beträchtlichen Effekt zur Verbesserung der Tonerfluidität vor.

Falls das Titandioxidpulver an dem Toner in einer Menge von weniger als 0,1 Gew.-% angelagert wird, wird es einen kleinen Effekt als äußere Anlagerung haben, und die Ladungscharakteristiken werden schlecht sein. Falls sie umgekehrt 2 Gew.-% überschreitet, wird das Verstreuen des Toners zunehmen, woraus sich das Problem der Verschmutzung innerhalb der Vorrichtung ergibt.

Das Calixaren, das für den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, ist eine Verbindung, die dargestellt wird durch

oder ein Derivat davon. Das Derivat kann eines sein, bei dem das Wasserstoffatom des Benzolrings, der Methylengruppe oder der Hydroxylgruppe oder von R durch einen Substituenten (besonders ein niederes Alkyl, Aryl, Aralkyl, Halogen, etc.) ersetzt ist, oder ein Copolymer von solch einem Derivat (siehe japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2-201378 A)

Falls das Ladungssteueragens zu dem Toner mit weniger als 0,1 Gew.-% hinzugefügt wird, wird ferner der ladungsvorsehende Effekt reduziert sein, woraus schlechte Ladungscharakteristiken resultieren. Falls es umgekehrt 5 Gew.-% überschreitet, wird die Ladungsstabilität gemindert.

Der Toner, der für den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann auch durch einen herkömmlichen, allgemein bekannten Prozeß produziert werden. Das heißt, der gewünschte Toner kann durch Schmelzen und Verkneten des Binderharzes und des Pigmentes, falls erforderlich mit dem Zusatz eines Wachses, Ladungssteueragens oder dergleichen, erhalten werden, wobei ein Druckkneter oder Extruder verwendet wird, und dann durch gleichförmiges Dispergieren des Gemischs und Sortieren dieses zum Beispiel mit einem Windsichter oder dergleichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung.

2 zeigt eine Halbweichrollenfixiervorrichtung.

3 zeigt eine Weichrollenfixiervorrichtung.

Die vorliegende Erfindung wird unten durch Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert, die jedoch den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Aspekt 1
[Harzproduktionsbeispiel 1]
In einen Kolben wurden 680 Gramm Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-Hydroxyphenyl)propan, 120 g Terephthalsäure, 100 g Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid und 0,1 g Hydrochinon gegeben, und dann wurde ein Mantelheizer verwendet, um die Temperatur auf 220°C zur Reaktion anzuheben, während unter einer Stickstoffgasströmung gerührt wurde. Als nächstes wurden 20 g Trimellithsäure hinzugefügt, und das Gemisch reagierte etwa 6 Stunden lang, um ein Polyesterharz zu ergeben. Der Erweichungspunkt von ihm betrug 115°C.

Das Verfahren zum Herstellen des Toners ist unten dargestellt. [Toner 1 (gelb)]

Binderharz: Polyesterharz von Produktionsbeispiel 1	93,5 Gew.-teile
Farbmaterial: Pigment auf Benzimidazolonbasis (Pigment gelb 154)	4 Gew.-teile
Ladungssteueragens: BONTRON E84^®(Orient Chemicals)	0,5 Gew.-teile
Wachs: Biscoru 660-P^®(Sanyo Kasei)	2 Gew.-teile

Die obige Zusammensetzung wurde mit einer Kugelmühle vermischt und verrührt und dann mit einem Extruder, der auf 140°C erhitzt wurde, geschmolzen und verknetet, und nach dem Abkühlen bis Zur Festigkeit wurde eine Mühle zum Grobmahlen verwendet, woran sich ein Feinmahlen mit einer Strahlmühle anschloß. Das resultierende feine Pulver wurde mit einem Windsichter sortiert, um Toner von 5–20 μm zu erhalten. Titandioxidpulver wurde an diesen Toner mit 1 Gew.-% als äußere Anlagerung angelagert, und die äußere Anlagerung wurde mit einem Henschel-Mischer vorgenommen.
Anderer Farbtoner wurde zum Testen hergestellt, indem nur das gelbe Tonerpigment verändert wurde.

[Toner 2] Magentafarbenes Tonerpigment: Pigment auf Chinacridonbasis, Pigment rot. 122
[Toner 3] Cyanfarbenes Tonerpigment: Kupferphthalocyaninpigment, Pigment blau 15

(Monomerzusammensetzung und physikalische Eigenschaften von Binderharz)
Monomerzusammensetzung

• Alkoholkomponente (zweiwertiger Alkohol): Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan
• Säurekomponente (Dicarbonsäure): Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ von Formel (I) mit 12 Kohlenstoffatomen] (mehrwertige Carbonsäure): Terephthalsäure (zweiwertig) (mehrwertige Carbonsäure): Trimellithsäure (dreiwertig) Chloroformunlöslicher Anteil: 0 Gew.-%

Der unten angegebene Drucker wurde als Vorrichtung zum Bewerten der Beispiele verwendet.
[Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung (1)]
1 zeigt einen groben Überblick über eine Bilderzeugungsvorrichtung, die mit einer Vielzahl von Bilderzeugungsabschnitten zur Ausgabe von Mehrfarbenbildern versehen ist.
Die Bezugszahlen 1 bezeichnen Fotosensoren, und die Oberfläche von jedem Fotosensor wird durch eine Ladevorrich tung, die mit 2 bezeichnet ist, gleichförmig geladen. Die Bezugszahlen 3 bezeichnen Belichtungsabschnitte, die Bildlicht auf die Oberfläche von jedem Fotosensor gemäß aufgezeichneten Informationen projizieren, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der Fotosensoroberfläche zu bilden. Die Bezugszahlen 4, 5, 6 und 7 sind Entwicklungsabschnitte, wo die elektrostatischen latenten Bilder, die auf dem Fotosensor gebildet wurden, unter Verwendung von Toner sichtbar gemacht werden. Die Entwicklungsvorrichtung entwickelt gelben Toner 4, magentafarbenen Toner 5, cyanfarbenen Toner 6 und schwarzen Toner 7. Das Papiertransportband 8 wird transportiert, um an den Punkten 9 jeden Fotosensor zu kontaktieren, wodurch die sichtbaren entwickelten Tonerbilder auf den Fotosensoren eines nach dem anderen auf das Papier übertragen werden, da von der Rückseite des Papiers eine Ladung mit entgegengesetzter Polarität zu der Ladungsrichtung des Toners angewendet wird. Bezugszahl 10 bezeichnet eine Heizrollenfixiervorrichtung (die in 2 im Detail gezeigt ist), und das Mehrfarbentonerbild, das auf das Papier übertragen wurde, wird zum Fixieren auf dem Papier erhitzt. Die Bezugszahlen 11 bezeichnen Statikeliminatoren, die die restliche statische Ladung auf jedem Fotosensor durch LED-Licht beseitigen. Die Bezugszahlen 12 sind Reinigungsabschnitte, die den restlichen Toner von jedem Fotosensor entfernen.
[Halbweichrollenfixiervorrichtung (2)]
Die Fixiervorrichtung umfaßt eine Heißrolle 22 mit einem internen Heizer 21, und eine Druckrolle 23, und beide Rollen sind mit Hilfsfedern 24 auf beiden Seiten versehen, die die Heißrolle und die Druckrolle mit einem Druck von 2 kgf/cm² zusammenpressen. Die Oberfläche der Fixierrolle wurde in einer Dicke von 50 μm mit einem Perfluoralkoxyharz 27 als Fluorharz beschichtet, und 1 mm dicker Silikongummi 26 mit einer Gummihärte von 30 wurde als Zwischenschicht zwischen dem Fluorharz und der Aluminiumrolle verwendet.
Filz 25 wurde mit einem Fixieröl imprägniert und mit der Fixierrolle in Druckkontakt gebracht. Die Oberflächentemperatur der Heißrolle wurde auf 160°C geregelt.
Beispiel 1

Die obengenannten Toner 1–3 wurden in Kombination mit einem Träger verwendet, der ein acrylbeschichteter Ferritträger mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 60 μm war, das Entwicklungsagens wurde auf eine Tonerkonzentration von 5 Gew.-% eingestellt, und die Bewertung erfolgte unter folgenden Bewertungsbedingungen.

Druckerprozeßgeschwindigkeit:	100 mm/s
Druckanzahl:	150000
Fixierrolle
• Beschichtungsfluorharz:	Perfluoralkoxyharz
• Rollendruck:	2 kgf/cm²
• Fluorharzbeschichtungsdicke:	5 μm
• Zwischenschichtgummihärte:	30
• Zwischenschichtmaterial:	Silikongummi
• Rollenoberflächentemperatur:	170°C

Die Bewertung erfolgte auf der Basis der folgenden Bewertungskriterien. Tabelle 2 (Halbweichrolle)

Als Resultat wurden alle der folgenden Charakteristiken erfüllt.

• Nichtversetzungseigenschaft:	Kein Versetzen bis zu 220°C
• Glätte:	Ein Bildglanz von 18 wurde realisiert, wobei leuchtende vollfarbige Bilder vorgesehen wurden.
• Rollenlebensdauer:	Keine Verschlechterung der Charakteristiken selbst nach dem Bedrucken von 150000 Blatt.

Für Referenzzwecke werden die Resultate des Testens einer Weichrollenfixiervorrichtung auch angegeben.
[Weichrollenfixiervorrichtung (3))
Die Fixiervorrichtung umfaßt eine Heißrolle 22 mit einem internen Heizer 21, und eine Druckrolle 23, und beide Rollen sind mit Hilfsfedern 24 auf beiden Seiten versehen, die die Heißrolle und die Druckrolle mit einem Druck von 2 kgf/cm² zusammenpressen. Die als Fixierrolle verwendete Rolle war eine Aluminiumrolle, die mit 20 mm dickem Silikongummi 26 oberflächenbeschichtet war. Filz 25 wurde mit einem Fixieröl imprägniert und mit der Fixierrolle in Druckkontakt gebracht. Die Heißrollenoberflächentemperatur wurde auf 160°C geregelt. (Bewertungsbedingungen)

Druckerprozeßgeschwindigkeit: 30 mm/s

Druckanzahl: 20000

Fixierrolle

• Silikongummibeschichtungsdicke: 20 mm

• Rollendruck: 2 kgf/cm²

• Rollenoberflächentemperatur: 170°C

Tabelle 3 (Weichrollenfixierung)

Als Resultat wurden alle der folgenden Charakteristiken erfüllt.

• Nichtversetzungseigenschaft:	Rein Versetzen bis zu 220°C
• Glätte:	Ein Bildglanz von 23 wurde realisiert, wobei leuchtende vollfarbige Bilder vorgesehen wurden.
• Rollenlebensdauer:	Keine Verschlechterung der Charakteristiken selbst nach dem Bedrucken von 20000 Blatt.

Beispiel 2
Die Bewertung erfolgte auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1, außer daß Dipropenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 6 Kohlenstoffatomen] für Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 12 Kohlenstoffatomen] als Säurekomponente in dem Monomer des Binderharzes für die obengenannten Toner 1, 2 und 3 eingesetzt wurde, und es wurden dieselben befriedigenden Charakteristiken wie bei Beispiel 1 realisiert.
Beispiel 3
Die Bewertung erfolgte auf, dieselbe Weise wie bei Beispiel 1, außer daß Octapropenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 24 Kohlenstoffatomen] für Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 12 Kohlenstoffatomen] als Säurekomponente in dem Monomer des Binderharzes für die obengenannten Toner 1, 2 und 3 eingesetzt wurde, und es wurden dieselben befriedigenden Charakteristiken wie bei Beispiel 1 realisiert.
Vergleichsbeispiel 1
Die Bewertung erfolgte auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1, außer daß Propenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 3 Kohlenstoffatomen] für Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 12 Kohlenstoffatomen] als Säurekomponente in dem Monomer des Binderharzes für die obengenannten Toner 1, 2 und 3 eingesetzt wurde, aber bei dem Halbweichrohlenfixieren trat bei 200°C ein Versetzen auf.
Vergleichsbeispiel 2
Die Bewertung erfolgte auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1, außer daß Nonapopenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 27 Kohlenstoffatomen] für Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid [R¹ in Formel (I) mit 12 Kohlenstoffatomen] als Säurekomponente in dem Monomer des Binderharzes für die obengenannten Toner 1, 2 und 3 eingesetzt wurde, aber die Bildglätte war schlecht, wodurch es unmöglich war, leuchtende vollfarbige Bilder zu realisieren.
Beispiele 4–26. Vergleichsbeispiele 3–18
Diese Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in der folgenden Tabelle 4 zusammengefaßt.

Der Prozeß zum Herstellen des Toners war wie folgt. [Toner 11 (schwarz)]

Binderharz: Polyesterharz (Erweichungspunkt: 100°C)	92 Gew.-teile
Farbmaterial: Black Pearls L^®(Cavot Co.)	4 Gew.-teile
Ladungssteueragens: BONTRON E81^®(Orient Chemicals)	2 Gew.-teile
Wachs: Biscoru 660-P^®(Sanyo Kasei)	2 Gew.-teile

Die obige Zusammensetzung wurde mit einer Kugelmühle vermischt und verrührt und dann mit einem auf 140°C erhitzten Extruder geschmolzen und verknetet, und nach dem Abkühlen auf Festigkeit wurde eine Mühle zum Grobmahlen verwendet, woran sich ein Feinmahlen mit einer Strahlmühle anschloß. Das resultierende feine Pulver wurde mit einem Windsichter sortiert, um Toner von 5–20 μm zu erhalten. [Toner 12 (gelb)]

Binderharz: Polyesterharz (Erweichungspunkt: 100°C)	93,5 Gew.-teile
Farbmaterial: Pigment auf Benzimidazolonbasis, Pigment gelb 154	4 Gew.-teile
Ladungssteueragens: BONTRON E84^®(Orient Chemicals)	0,5 Gew.-teile
Wachs: Biscoru 660-P^®(Sanyo Kasei)	2 Gew.-teile

Die obige Zusammensetzung wurde mit einer Kugelmühle vermischt und verrührt und dann mit einem auf 140°C erhitzten Extruder geschmolzen und verknetet, und nach dem Abkühlen auf Festigkeit wurde eine Mühle zum Grobmahlen verwendet, woran sich ein Feinmahlen mit einer Strahlmühle an schloß. Das resultierende feine Pulver wurde mit einem Windsichter sortiert, um Toner von 5–20 μm zu erhalten. Der Toner wurde dann mit einer äußeren Anlagerung aus dem folgenden Titandioxid unter Verwendung eines Henschel-Mischers versehen.
Anderer Farbtoner wurde zum Testen hergestellt, indem nur das gelbe Tonerpigment verändert wurde.

[Toner 13] Magentafarbenes Tonerpigment: Pigment auf Chinacridonbasis, Pigment rot 122
[Toner 14] Cyanfarbenes Tonerpigment: Kupferphthalocyaninpigment, Pigment blau 15

(Träger)

Ferritträger (Methylmethacrylat-Beschichtung) mit durchschnittlicher Partikelgröße von 60 μm, Tonerkonzentration: 5 Gew.-%

[Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung (1)]
Die verwendete Vorrichtung war die in 1 gezeigte, die hinsichtlich des ersten Aspektes erläutert wurde.
Beispiel 31
Die obengenannten Toner 11–14 wurden zum kontinuierlichen Vollfarbendruck von 100000 Blatt mit der obengenannten Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung verwendet, und die Bewertung erfolgte unter den folgenden Bedingungen.

Druckerprozeßgeschwindigkeit: 10 mm/s

Druckanzahl: 100000

Fixiervorrichtung (Weichrolle)

• Silikongummidicke: 15 mm
Die 4 Bewertungsniveaus *, o, Δ und x, die in Tabelle 7 erläutert sind, wurden für die Bewertungskriterien verwendet.

• Färbvermögen: Intensives Färbvermögen wurde realisiert.
• Gutes Bilddrucken: Es ist möglich, gleichförmige Flächenbilder ahne Kanteneffekt zu erhalten.
• Umgebungscharakteristiken: Keine Veränderungen von Druckcharakteristiken und keine Farbtonveränderung selbst bei sich ändernden Umgebungsbedingungen innerhalb von 20–80% RH bei 25°C.
• Kein Verstreuen von Toner: Kein Verstreuen von Toner auf Grund eines schlechten Ladens, und keine Tonerverschmutzung im Inneren der Vorrichtung.
• Keine Schleierbildung: Keine Schleierbildung während der Entwicklung auf Grund von schlechtem Laden.
• Bildglanz: Eine ausgezeichnete Glätte und ein guter Glanz des fixierten Bildes wurden realisiert.
• Nichtversetzen: Kein Versetzen selbst nach dem Bedrucken von 100000 Blatt.
• Fluidität: Ausgezeichnete Tonerfluidität, die eine glatte Tonerzufuhr gestattet. Ausgezeichnete Entwicklungs- und Übertragungseigenschaften.
• Kontinuierliches Drucken: Keine Veränderung von Druckcharakteristiken nach 100000 Blatt.

Als Resultat wurden alle der oben beschriebenen Charakteristiken erfüllt.
Beispiel 32
Es wurden dieselben befriedigenden Charakteristiken wie bei Beispiel 31 beim kontinuierlichen Bedrucken von 100000 Blatt auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 realisiert, ausgenommen der Umstellung von dem Pigment auf Chinacridonbasis auf ein Pigment auf Naphtholbasis (Pigment rot 184) in dem obengenannten Toner 13 (magentafarbener Toner).
Beispiel 33
Es wurden dieselben befriedigenden Charakteristiken wie bei Beispiel 31 beim kontinuierlichen Bedrucken von 100000 Blatt auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 realisiert, ausgenommen der Umstellung von dem Pigment auf Chinacridonbasis auf ein Azofarblackpigment (Pigment rot 57:1) in dem obengenannten Toner 13 (magentafarbener Toner).
Beispiele 34–42, Vergleichsbeispiele 21–31
Diese Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in den folgenden Tabellen zusammengefaßt.

Claims

Bilderzeugungsprozeß unter Verwendung der Mehrfarbenelektrofotografie, mit dem Schritt zum thermischen Fixieren unter Verwendung einer halbweichen Rolle, die durch Beschichten der Oberfläche eines Rollensubstrats mit Silikongummi in einer Dicke von 2–30 mm und durch weiteres Beschichten jener Oberfläche mit einem Fluorharz hergestellt wurde, und unter Verwendung der 3 Farben aus gelbem Toner, magentafarbenem Toner und cyanfarbenem Toner, oder dieser 3 Farbtoner mit schwarzem Farbtoner, die ein Binderharz, ein Ladungssteueragens, ein Farbagens und eine äußere Anlagerung umfassen, – wobei das Binderharz der Farbtoner ein Polyester ist, der gebildet ist aus einem zweiwertigen Alkohol und einer Kombination aus einer mehrwertigen Carbonsäure, die wenigstens eine Terephthalsäure, oder deren Anhydrid, oder eine Trimellithsäure oder deren Anhydrid ist, und wenigstens einer Dicarbonsäure, die ausgewählt ist aus den Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln dargestellt werden:
wobei R¹, R² und R³ gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit 6–24 Kohlenstoffatomen sind, und deren Säureanhydriden, die Dicarbonsäure, die durch die Formel (I) oder (II) dargestellt wird, oder deren Anhydrid 10–80 Molprozent der Säurekomponente bildet und der chloroform-unlösliche Anteil des Polyesterharzes 20 Gew.-% oder weniger des Polyesterharzes bildet und wobei ferner, das gelbe Pigment, das als Farbagens des gelben Toners verwendet wird, ein Pigment auf Benzimidazolonbasis ist, das in dem gelben Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 μm oder kleiner dispergiert ist, und für den Toner Titandioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt ist, als äußere Anlagerung verwendet wird; das magentafarbene Pigment, das als Farbagens des magentafarbenen Toners verwendet wird, in dem magentafarbenen Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 μm oder kleiner dispergiert ist, und für den Toner Titandioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt ist, als äußere Anlagerung verwendet wird; das cyanfarbene Pigment, das als Farbagens des cyanfarbenen Toners verwendet wird, in dem cyanfarbenen Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 μm oder kleiner dispergiert ist, und für den Toner Titandioxidpulver, das mit einem Silanhaftagens oberflächenbehandelt ist, als äußere Anlagerung verwendet wird; und das Ladungssteueragens ein Calixaren ist.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 1, bei dem das Binderharz ein Gemisch aus dem Polyesterharz und einem linearen Polyesterharz enthält.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 1, bei dem das magentafarbene Pigment ein Pigment auf Naphtholbasis ist.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 1, bei dem das cyanfarbene Pigment ein Kupferphthalocyaninpigment ist.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 1, bei dem die durchschnittliche Partikelgröße der Primärpartikel des Titandioxidpulvers 0,001–0,1 μm beträgt und die durchschnittliche Partikelgröße des Titandioxidpulvers, das an der Toneroberfläche haftet, 1,0 μm oder weniger beträgt.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 5, bei dem der elektrische Widerstand des Titandioxidpulvers 1 × 10⁶ – 1 × 10¹² Ω·cm beträgt.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 6, bei dem die Kristallform des Titandioxidpulvers Anatas ist.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 1, bei dem das Silanhaftagens, das als Beschichtungsagens für das Titandioxidpulver verwendet wird, n-Butyltrimethoxysilan ist.
Bilderzeugungsprozeß nach Anspruch 1, bei dem das Titandioxidpulver an dem Toner in einer Menge von 0,1– 2,0 Gew.-% angelagert ist.