DE69126572T2

DE69126572T2 - Wärmefixierverfahren für Tonerbilder

Info

Publication number: DE69126572T2
Application number: DE69126572T
Authority: DE
Inventors: Takaaki Kohtaki; Hiromi Mori; Takayuki Nagatsuka; Tatsuya Nakamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: US5391450A; JP3029144B2; CA2048036A1; CA2048036C; EP0470479B1; DE69126572D1; HK1001068A1; EP0470479A1; JPH04356057A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wärmedruckfixieren eines Tonerbildes auf einem Transfermedium, wie unbeschichtetes Papier oder einer Overheadprojektor (OHP) Folie.

STAND DER TECHNIK

Eine Anzahl von Verfahren sind bis jetzt als Elektrophotographie bekannt, wie im U.S. Patent Nr. 2,297,691 etc. offenbart. Im allgemeinen werden Kopien erhalten, indem ein elektrostatisches latentes Bild auf einem photosensiblen Element mittels verschiedener Mittel gebildet wird, indem ein lichtleitendes Material verwendet wird, das das latente Bild mittels der Verwendung von einem Toner entwickelt und das Tonerbild auf ein Transfermedium, wie zum Beispiel Papier überträgt, falls notwendig, gefolgt von einer Fixierung mit Wärme, Druck, Wärme und Druck, oder Lösungsmitteldampf. Verfahren zur Entwicklung, indem Toner oder Verfahren zur Fixierung der Tonerbilder verwendet werden, sind bis jetzt in Vielfalt vorgeschlagen worden und Verfahren, die für alle jeweiligen Verfahren zur Bildbildung geeignet sind, sind verwendet worden.
In den letzten Jahren gibt es in bezug auf die Elektrophotographie eine Nachfrage nach einem Kopieren mit höherer Geschwindigkeit und höherer Bildqualität.
Als Verfahren zur Herstellung von Tonern ist es allgemein bekannt, ein Verfahren zu verwenden, das das Schmelzkneten eines thermoplastischen Harzes, eines Färbemittels, wie eines Farbstoffs oder eines Pigments und Additive, wie ein Ladungskontrollmittel umfasst, um ihre einheitliche Dispersion zu bewirken, wonach das schmelzgeknetete Produkt gekühlt wurde, das abgekühlte Produkt mittels einer Feinmahlanlage pulverisiert wurde und das pulverisierte Produkt mittels einer Klassiervorrichtung klassiert wurde, um den gewünschten Teilchendurchmesser zu erhalten.
Bei dem Toner, der mittels des Schrittes der Feinmahlung hergestellt wird, gibt es Grenzen bei der Zugabe eines Materials mit Trenneigenschaften (worauf hierin im folgenden als "Trennmaterial" bezug genommen wird), wie zum Beispiel Wachs. Zum Beispiel, um ein ausreichendes Dispersionsvermögen des Trennmaterials zu erhalten, gibt es Grenzen, wie die i) daß das Material nicht bei der Knettemperatur verflüssigt wird, bei der es zusammen mit dem Harz geknetet wird und ii) das Trennmaterial muß in einer Menge von nicht mehr als ungefähr 5 Gew.% enthalten sein.
Wegen dieser Grenzen gibt es eine Schwierigkeit der Verbesserung der Fixier-Leistungsfähigkeit des mittels Feinmahlung hergestellten Toners.
Falls der Toner mit dem Trennmaterial mittels Feinmahlung hergestellt wird, ist das Trennmaterial nicht nur im Inneren der Tonerteilchen vorhanden, sondern auch an der Oberfläche der Tonerteilchen. Falls der Toner, der mittels Feinmahlung hergestellt wird, für das Wärmefixier-Verfahren verwendet wird, muß eine geeignete Menge von Material mit niedrigem Molekulargewicht, mit einer niedrigen Schmelzviskosität, zu dem Toner hinzugefügt werden, so daß ein ausreichendes Trennvermögen zwischen einer Fixierwalze der Fixiervorrichtung und dem zu fixierenden Bild zur Verfügung gestellt wird. Bei dem Toner, der mittels Feinmahlung hergestellt wird, ist jedoch das Material von niedrigem Molekulargewicht auch auf den Oberflächen der Tonerteilchen vorhanden. Dies führt zu einem Problem des Tonerblockings. Es ist schwierig für den Toner, der durch Feinmahlung hergestellt wird sowohl die Trenneigenschaften als auch die Antiblockingeigenschaften zu erfüllen. Auf der anderen Seite, falls eine Komponente von einem hohen Molekulargewicht hinzugefügt wird, die frei vom Problem des Blocking ist, ist es notwendig die Komponente von hohem Molekulargewicht in einer großen Menge hinzuzufügen, um befriedigende Antioffset- Eigenschaften dem Toner zu verleihen. In diesem Fall jedoch wird ein Material mit einem hohen Schmelzpunkt oder ein Material mit einem hohen Erweichungspunkt zu dem Toner in einer großen Menge hinzugefügt und daher muß die Energie, die zur Fixierung des Toners verwendet wird, gesteigert werden (mit anderen Worten, die Fixierung muß bei einer höheren Temperatur und auch bei einer niedrigeren Geschwindigkeit ausgeführt werden. In dem Fall von Farbtonern kann dies zu einer Erniedrigung der Transparenz der Farbtonerbildern führen, die auf einem transparenten Transfermedium, wie OHP- Folien, fixiert sind. Darüberhinaus, was Farbtoner betrifft, die für das Wärmefixierverfahren geeignet sind, muß ein Material von niedrigem Molekulargewicht enthalten sein, das sehr in der Lage ist, ein Trennvermögen zu verleihen, um die Antioffset-Eigenschaften zu verbessern, zur selben Zeit die Antiblocking-Eigenschaften und die Transparenz nach dem Fixieren zu verbessern.
Fixiervorrichtungen, die bei dem Wärmefixier-Verfahren verwendet werden, haben bis jetzt ein System verwendet, bei dem ein Bild fixiert wird, während ein Transfermedium, das ein nicht fixiertes Tonerbild auf seiner Oberfläche hat, dazwischen gehalten wird und durch eine Fixierwalze, die bei einer gegebenen Temperatur gehalten wird und eine Andrückwalze, die eine elastische Schicht hat, transportiert wird, und in Druckkontakt mit der Fixierwalze gebracht wird.
Bei den Fixiervorrichtungen von diesem Typ kann der nicht fixierte Toner auf dem Transfermedium an der Oberfläche der Fixierwalze haften, die den Toner erwärmt und verschmilzt ihn mit dem Transfermedium und dieser Toner wird oft auf das nächste Transfermedium übertragen (d.h. ein Offsetphänomen). Insbesondere bei einer Vorrichtung, die ein vollfarbenes Tonerbild bildet, verschieden von dem Fall der einzelfarbenen Toner-Fixierung, wobei der Toner lediglich erweicht wird und unter der Anwendung von Druck fixiert wird, werden die Toner bei einer relativ hohen Temperatur fixiert, so daß vielfältige Arten von Farbtonern in ihrem fast geschmolzenen Zustand farbgemischt werden können und daher besteht die Gefahr, daß das Offsetphänomen stärker vorkommt.
Als Mittel, um das Offsetphänomen zu verhindern, ist es üblich, eine vernetzte Harzkomponente in den Toner einzuarbeiten. Dieses Verfahren kann effektiv sein, um die Antioffset-Eigenschaften zu verbessern, kann aber die Erniedrigung der Wärmeschmelzeigenschaften des Toners bewirken. Bei der viel- oder vollfarbigen Fixierung, wobei um einen Halbton zu reproduzieren, die Mehrzahl der Arten von Farbtonern gemischt auf einem Transfermedium vorhanden sein müssen und die Toner müssen in einem guten Zustand geschmolzen sein, wobei es nicht bevorzugt ist, daß die vernetzte Harzkomponente in dem Toner enthalten ist. Aus diesem Grund ist es bei einem Verfahren zur Fixierung von Farbtonern, das eine Wärmewalze verwendet, üblich das Hochtemperatur-Offset zu verhindern, indem die Wärmewalze mit einem Trennmaterial, wie Siliconöl beschichtet wird.
Aus einem anderen Aspekt ist es bekannt, das Offsetting an einer Fixierwalze zu verbessern, indem zu dem Toner ein Trennmaterial, wie Polyethylenwachs oder Polypropylenwachs (Japanischen Patentanmeldung Nr. 52-3304 und Nr. 57-52574) hinzugefügt wird. Falls jedoch das Polyethylenwachs oder das Polypropylenwachs in einer Menge zu einem Farbtoner hinzugefügt worden ist, die notwendig ist, um dadurch ein befriedigendes Trennvermögen gegenüber der Fixierwalze zu verbessern, ist es schwierig eine befriedigende Transparenz für das Farbtoner-Bild zu erreichen, das auf ein transparenten Transfermedium fixiert wird.
Als ein anderes Verfahren, um das Problem des Offset zu lösen, schlägt das U.S. Patent Nr. 3,578,797 ein Verfahren vor, bei dem ein Tonerbild auf seinen Schmelzpunkt mittels eines Heizelements erwärmt wird, das dadurch geschmolzene Tonerbild wird danach auf einen relativ viskosen Zustand abgekühlt, wo ein Transfermedium (ein Toner haltendes Medium), das das Tonerbild aufweist, von einem Heiznetz in dem Zustand getrennt wird, in dem der Toner eine abgeschwächte Haftung hat, so daß das Tonerbild fixiert werden kann, ohne ein Offset zu verursachen. Das U.S. Patent Nr. 3,578,797 offenbart auch, daß es ein System verwendet, bei dem das Tonerbild erwärmt wird, ohne das Tonerbild und das Transfermedium in Druckkontakt mit dem Heizelement zu bringen, so daß das Transfermedium nicht positiv erwärmt wird und der Toner kann daher geschmolzen werden, indem eine geringere Energie als bei anderen Verfahren verwendet wird. Falls jedoch das Tonerbild und das Transfermedium in Kontakt mit dem Heizelement, ohne Druckkontakt, in Kontakt kommen, wird die Effizienz der thermischen Leitung erniedrigt und es dauert eine relativ lange Zeit für das Erwärmen und Schmelzen des Toners. Insbesondere in dem Fall des vollfarbigen Tonerbildes, wird es für die Farbtoner mit den jeweiligen Farben notwendig, in ihrem fast geschmolzenen Zustand, farbgemischt zu werden. Demgemäß muß das Verfahren, das in dem U.S. Patent Nr. 3,578,797 offenbart wird, weiter verbessert werden, falls die vollfarbigen Tonerbilder gebildet werden.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 51-29825 schlägt vor, daß ein Druckkontaktmittel zu dem Fixierverfahren des U. S. Patent Nr. 3,578,797 hinzugefügt wird, so daß die Effizienz der thermischen Leitung verbessert werden kann und der Toner erwärmt und in kurzer Zeit geschmolzen werden kann und das noch in einem befriedigenden Zustand. Dieses Verfahren macht es möglich den Toner ausreichend, aufgrund des Druckkontakts, zu erwärmen und zu schmelzen, und es ist besonders bevorzugt in Bezug auf die Farbmischung bei den Tonerbildern. Daher wird jedoch der Druck zu der Zeit angewendet, wenn der Toner erwärmt und geschmolzen wird, wobei die Haftung zwischen dem Heizelement und dem Toner so stark werden kann, daß die Trennung des Tonerbildes, das auf das Medium übertragen wurde, von dem Heizelement problematisch wird, selbst nachdem der Toner abgekühlt worden ist. In der japanischen Patentanmeldung Nr. 51-29825 wird Teflon (ein Handelsname eines Fluorharzes, wie Polytetrafluorethylen) mit einer niedrigen Oberflächenenergie auf der Oberfläche des Heizelements verwendet, so daß die Haftung zwischen dem Toner und dem Heizelement vermindert werden kann und die Trennung verbessert werden kann.
Um den Farbtoner gut zu fixieren und auch um das Offsetphänomen bei dem Gebrauch der Fixiervorrichtung oder des Fixierverfahrens, wie in U.S. Patent Nr. 3,578,797 oder der japanischen Patentanmeldung Nr. 51-29825 offenbart, zu verhindern, kann auch der Gebrauch eines Farbtoners in Betracht gezogen werden, der einen Toner enthält, der ein Material mit Trenneigenschaften enthält. Es ist jedoch schwierig eine ausreichende Transparenz bei dem Farbtoner-Bild zu erhalten, das auf das transparente Transfermedium fixiert ist, wie zuvor angegeben, falls das Polyethylenwachs oder Polypropylenwachs zu dem Farbtoner in einer Menge hinzugefügt worden ist, die notwendig ist, um außerdem eine ausreichende Trennfähigkeit gegenüber dem Heizelement zu verleihen. So ist gesucht worden, einen Toner zur Verfügung zu stellen, der sowohl für das Verfahren zur Wärmefixierung geeignet ist als auch ausgezeichnete Trenneigenschaften hat.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wärmedruckfixierung zur Verfügung zu stellen, das die obigen Probleme löst.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wärmedruckfixierung zur Verfügung zu stellen, das eine überlegene Fixier-Leistungsfähigkeit bei einer niedrigen Temperatur zur Verfügung stellt.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wärmedruckfixierung zur Verfügung zu stellen, daß überlegene Antioffset-Eigenschaften beim Betrieb mit einer hohen Temperaturzur Verfügung stellt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wärmedruckfixierung zur Verfügung zu stellen, daß ein geringeres Herumwickeln des Transfermediums um eine Fixierwalze verursacht.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wärmedruckfixierung zur Verfügung zu stellen, daß eine überlegene Leistungsfähigkeit im Betrieb bei einer großen Anzahl von kopierten Blättern erreicht.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wärmedruckfixierung zur Verfügung zu stellen, daß ein fixiertes Bild bilden kann, das einen überlegenen Glanz hat.
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung können mittels eines Verfahren zur Wärmedruckfixierung gelöst werden, umfassend:
Übertragung auf ein Transfermedium ein negativ geladenes Tonerbild, das auf einem elektrostatischen Bildträgermedium gebildet worden ist, wobei der Toner ein Wachs mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht (Mw) von 500 bis 1500 und einem Schmelzpunkt von 55 ºC bis 100 ºC in einer Menge von 10 Gewichtsteilen bis 50 Gewichtsteilen enthält, basierend auf 100 Gewichtsteilen eines Vinylharzes; wobei dieses Wachs in jedem Tonerteilchen von diesem Vinylharz eingeschlossen ist, und dieser Toner einen in Tetrahydrofuran (THF) löslichen Stoff enthält, dessen Verteilung des Molekulargewicht 5, gemessen mittels Gelpermeationschromatographie, das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht (Mw) von 10 000 bis 500 000 hat, ein durchschnittliches Molekulargewicht der Zahl nach (Mn) von 1000 bis 100 000 hat, das Mw/Mn (Wert-A) bei 4 bis 20 liegt, während das Mw/Mn (Wert-B) für den THF-löslichen Stoff, der ein Molekulargewicht von nicht weniger als 1 500 hat, 2 bis 10 beträgt und
die Fixierung dieses Tonerbilds auf dem Transfermedium, mittels der Verwendung von Fixiermitteln, die eine Fixierwalze und eine Andrückwalze umfassen, die so bereitgestellt gestellt werden, so daß sie im gegenseitigen Druckkontakt stehen, durch welches dieses Transfermedium in der Richtung heraus kommt, die in Richtung der Andrückwalze geneigt ist, von der Linie senkrecht zu einer Linie, die das Zentrum der Fixierwalze und das Zentrum der Andrückwalze verbindet; wobei der Druck der zwischen der Fixierwalze und der Andrückwalze angewendet wird, nicht weniger als 2 kg/cm² beträgt; und die Oberfläche von dieser Fixierwalze ist aus einem Material gemacht, das ein Fluor enthaltendes Material enthält.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der erfindungsgemäß verwendeten Fixiervorrichtung.
Figur 2 ist eine Ansicht, die sich auf eine Fixiervorrichtung bezieht, in der das Papier in der Richtung herauskommt, die sich zu der Seite der Andrückwalze neigt.
Figur 3 ist eine Ansicht, die sich auf eine Fixiervorrichtung bezieht, in der das Papier in der Richtung herauskommt, die sich zu der Seite der Fixiervorrichtung neigt.
Die Figuren 4 und 5 sind Ansichten, die sich auf GPC Chromatogramme der Toner beziehen.
Figur 6 ist eine schematische Darstellung einer Vol lfarben-Kopiermaschine.
Figur 7 ist eine Ansicht, um den Schmelzpunkt des erfindungsgemäß verwendeten Wachses darzustellen.
Figur 8 ist eine schematische Darstellung eines Fließtesters
Figur 9 zeigt eine Ausflußkurve eines Toners, die mittels eines Fließtesters gemessen wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bei der vorliegende Erfindung ist die Vorrichtung, die als Fixiervorrichtung verwendet wird, eine Fixiervorrichtung mit Wärmewalzen, die mit einer Fixierwalze und einer Andrückwalze versehen ist, wobei i) die Oberfläche von dieser Fixierwalze aus einem Material gemacht ist, das ein Fluor enthaltendes Material enthält, ii) wenn ein blankes Blattpapier durch die Walzen durchgeführt wird, kommt das Blatt in der Richtung heraus, die der Andrückwalze zugeneigt ist, von der Linie, die senkrecht zu der Linie ist, die das Zentrum der Fixierwalze und das Zentrum der Andrückwalze verbindet und auch iii) der Druck, der zwischen der Fixierwalze und der Andrückwalze aufgebracht wird, ist nicht geringer als 2 kg/cm².
Hierin bedeutet "Seite der Andrückwalze" die Seite auf der kein Tonerbild gebildet wird, in bezug auf ein Transfermedium wie Papier und eine OHP-Foilie. Das bedeutet, falls ein Blattpapier in der Richtung herauskommt, die in Richtung der Andrückwalze geneigt ist, kann das Tonerbild, das von der Fixierwalze erwärmt wird, von der Fixierwalze in einem größeren Winkel abgetrennt werden. Das Offsetphänomen steht in Verbindung mit der Agglomerationskraft, die zwischen den Tonerteilchen wirkt, der Affinität der Tonerteilchen zu der Fixierwalze und der Affinität der Tonerteilchen zum Transfermedium. Falls der Winkel größer gemacht wird, in dem das Tonerbild von der Fixierwalze abgetrennt wird, wird die Trennung und Ausgabe des Transfermediums von der Fixierwalze mit einer schwachen Affinität der Tonerteilchen zu der Fixierwalze möglich, so daß das Offsetphänomen und das Herumwickeln des Transfermediums um die Fixierwalze gut verhindert werden kann.
Als ein Ergebnis können die Antioffset-Eigenschaften bei einem Betrieb mit hoher Temperatur bemerkenswert verbessert werden.
Bei der vorliegende Erfindung beträgt der Druck, der zwischen der Fixierwalze und der Andrückwalze ausgeübt wird, nicht weniger als 2 kg/cm² und bevorzugt nicht weniger als 3 kg/cm².
Ein Fixierdruck von weniger als 2 kg/cm² kann zu ungenügenden Antioffset-Eigenschaften führen. Einige Gründe können dafür angenommen werden. Ein Grund ist der, daß wenn ein niedriger Druck ausgeübt wird, kann das Wachs, das in jedem Tonerteilchen eingeschlossen ist, nicht leicht daraus an der Grenzfläche zwischen dem Tonerteilchen und der Fixierwalze ausgeschieden werden. Der andere Grund ist, daß ein derartig niedriger Druck zu einer unzureichenden Deformierung der Tonerteilchen führt, um eine schwache Agglomerationskraft zwischen den Tonerteilchen zur Verfügung zu stellen.
So daß, wenn der Fixierdruck auf einen derartig hohen Wert eingestellt wird, eine wünschenswerte Verbesserung beim Offsetphänomen bei einer hohen Temperatur erreicht werden kann. Falls der Fixierdruck auf einen so hohen Wert eingestellt ist, kann auch eine Verbesserung bei der Oberflächen-Glätte eines erhaltenen fixierten Bildes erreicht werden, um eine hohe Bildqualität zu erhalten. Insbesondere, falls ein Tonerbild auf einem Blatt für einen Overhead- Projektor (OHP) fixiert wird, kann seine Transparenz verbessert werden, um bevorzugte Ergebnisse zu erzielen.
Die Richtung der Papierausgabe zu der Zeit, wenn blankes Papier durch eine Fixiervorrichtung geleitet wird, wird unten speziell beschrieben werden. Wie in Figur 2 gezeigt, in bezug auf eine Linie 1, die das Zentrum A einer Fixierwalze 11 und das Zentrum B einer Andrückwalze verbindet, wird die senkrechte Linie m durch das hintere Ende des Klemmbereichs zwischen den Walzen gezogen (d.h. der Punkt o, an dem beide Walzen auseinandergehen) . Diese senkrechte Linie m wird als die Standardlinie der Papierausgaberichtung angesehen. Falls ein blankes Blattpapier (Transfermedium) durch die Walzen geleitet wird und der obere Teil des Transfermediums, der den Punkt o passiert hat, sich auf die Andrückwalze in bezug auf die Standardlinie m neigt, wird die Richtung der Papierausgabe (Linie n) bestimmt an der Seite der Andrückwalze zu sein.
Das blanke Papierblatt, das hier verwendet wird, hat ein Gewicht von 60 g/m² bis 85 g/m² und wird durch die Walzen in einem derartigen Zustand geleitet, daß die Richtungen des Papiergewebes und die Richtungen der Walzenwellen parallel sind. Die Oberflächentemperatur der Fixierwalze wird auf 150 ºC bis 200 ºC eingestellt. Das Papier wird mit einer Geschwindigkeit von 85 mm/sec. bis 140 mm/sec durchgelassen. Die Richtung der Papierausgabe wird beurteilt, indem eine Hochgeschwindigkeits-Kamera verwendet wird.
Die Richtung der Papierausgabe kann gesteuert werden, daß sie auf der Seite der Andrückwalze ist, zum Beispiel in der folgenden Weise:
(1) Die Andrückwalze wird so gemacht, daß sie eine Härte hat, die höher ist als die Härte der Fixierwalze.
Die Andrückwalze kann so gemacht werden, daß sie eine derartig höhere Härte hat, mittels eines Verfahrens, das a) ein Verfahren, bei dem ein elastisches Material so gemacht wird, das es eine höhere Härte hat und b) ein Verfahren, bei dem eine Schicht aus elastischem Material dünn gemacht wird, einschließt.
(2) Die Fixierwalze wird so gemacht, daß sie einen größeren Durchmesser hat als der Durchmesser der Andrückwalze.
Eine Heizvorrichtung kann nicht nur der Fixierwalze zur Verfügung gestellt werden, sondern auch der Andrückwalze, so daß ein Herumwickelstau des Papiers signifikant reduziert werden kann.
Die Fixiervorrichtung, bei der ein derartiges Verfahren verwendet wird, kann eine Walze einschließen, die als Fixierwalze ein elastisches Material aufweist, das einen Siliconkautschuk enthält, der von einem RTV-Typ oder LTV-Typ ist und dessen Oberfläche aus einem Fluor enthaltenden Material gemacht ist, vorzugsweise einem Fluorharz.
Die Fixierwalze, die verwendet wird, kann eine Struktur einer Doppelschicht aufweisen, die eine Kombination aus einem Siliconkautschuk und einem Fluorkautschuk oder eine Kombination eines Siliconkautschuks oder Fluorkautschuks und ein mit Teflon beschichtetes Material enthält oder eine Struktur aus drei Schichten aufweist, die eine Kombination aus einem Siliconkauschuk oder Fluorkautschuk, ein mit Teflon beschichtetes Material und einen Fluorkautschuk enthält.
Eine bevorzugt verwendbare Fixierwalze ist eine Walze, die eine Spindel aufweist und darauf mit einer Beschichtungsschicht versehen ist, die eine Struktur aus zwei Schichten aufweist, die mit einer unteren Schicht, die einen elastischen HTV Siliconkautschuk enthält und einer oberen Schicht, die ein PFA Harz enthält, versehen ist oder eine Walze, die eine Schicht aus HTV Siliconkauschuk, wie die untere Schicht und eine Schicht aus Fluorkautschuk aufweist, in der dispergiertes Fluorharz ist, wie die obere Schicht, auf der das Fluorharz lokal mittels Wärmebehandlung abgeschieden wird. Die Schicht aus Fluorharz, die so geformt worden ist, kann vorzugsweise eine Dicke von 5 µm bis 100 µm und bevorzugt von 10 µm bis 60 µm aufweisen.
Die Oberfläche der Fixierwalze sollte eine Härte (in dem Fall von zwei Schichten, eine Gesamthärte der zwei Schichten) von 30º bis 70º und bevorzugt 35º bis 60º als Kautschukhärte (JIS) aufweisen. Die Schicht der Spindel der Fixierwalze sollte eine Dicke von 0,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 1,0 mm bis 3,5 mm und besonders bevorzugt 1,0 mm bis 3 mm haben.
Das Oberflächenmaterial der Andrückwalze kann bevorzugt eine höhere Härte haben als die Oberflächenschicht der Fixierwalze. Ihre Oberfläche kann eine Härte von nicht weniger als 40º und bevorzugt nicht weniger als 50º aufweisen. Als Material dafür können ein Material aus Siliconkautschuk, ein Material aus Fluorkautschuk und ein Material, das mit Teflon beschichtet ist, verwendet werden. Der Durchmesser von jeder Walze kann nicht gemacht werden, weil eine Nachfrage nach Kopiermaschinen von einer kompakten Größe besteht. Ein übermäßig kleiner Durchmesser kann nicht einen ausreichenden Klemmbereich zwischen den Walzen zur Verfügung stellen, um dem Toner zu ermöglichen ausreichend geschmolzen zu werden, was zu einer mangelhaften Farbmisch-Leistungsfähigkeit oder einer langsameren Fixiergeschwindigkeit führt, um eine gute Farbmisch-Leistungsfähigkeit zu erreichen. Daher ist es für die Fixierwalze und die Andrückwalze passend, das jede 30 mm bis 90 mm im Durchmesser und bevorzugt 40 mm bis 80 mm im Durchmesser aufweist.
Figur 1 stellt schematisch ein Beispiel einer bevorzugten Fixiervorrichtung dar. In Figur 1 enthält eine Spindel 11 a, die in ihrem Inneren mit einer Heizvorrichtung 11 b versehen ist, eine Schicht aus HTV Siliconkautschuk 11c, die auf der Spindel bereitgestellt wird und eine Schicht aus Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether Copolymer (PFA Harz) lid wird weiter darauf zur Verfügung gestellt. Die Andrückwalze 12 weist eine Spindel 12 a auf, die in ihrem Inneren mit einer Heizvorrichtung 12 b und einer Schicht aus Fluorkautschuk 12 c versehen ist, die auf der Spindel bereitgestellt wird. Bei der Fixiervorrichtung, wie in Figur 1 gezeigt, ist die Richtung der Papierausgabe auf der Seite der Andrückwalze, wie in Figur 2 gezeigt. Darüberhinaus wird erfindungsgemäß ein negativ ladbarer Toner als Toner verwendet. Daher hat das Tonerbild eine negative Triboelektrizität und ist elektrostatisch zurückweisend an der Oberfläche der Fixierwalze, die ein Material enthält, das Fluor enthält. Aus diesem Grund kann das erfindungsgemäße Fixierverfahren eine weitere Verbesserung bei den Antioffset- Eigenschaften und der Verhinderung des Herumwickelstaus bewirken.
Auf der anderen Seite neigt sich bei dem Klemmbereich, der über den Walzenaufbau, wie in Figur 3 gezeigt, gebildet wird, die Richtung der Papierausgabe aufwärts. Das heißt, das Transfermedium, das den Klemmbereich passiert hat, kommt in Richtung einer Fixierwalze 13 heraus.
Falls das Papier auf diesem Weg heraus kommt, wird der Toner nicht nur auf dem Lauf des Transfermediums erwärmt, das den Klemmbereich passiert, sondern auch einer Strahlungswärme von der Fixierwalze 13 ausgesetzt, selbst nachdem das Transfermedium aus dem Klemmbereich herausgekommen ist. In einigen Fällen wird das Papier veranlaßt an der Fixierwalze zu haften bis es zu einer Abtrennklaue kommt, was dazu führt, daß der Toner übermässig mittels übermässiger Wärme geschmolzen wird. Als Ergebnis kann ein fixiertes Bild einen extrem hohen Glanz haben und auch das Offsetphänomen neigt dazu zu geschehen.
Derartige pHänomene können nicht leicht beim Schwarzweiß-Kopieren, aufgrund der Verwendung eines Toners mit einem hohen Schmelzpunkt, auftreten. Zusätzlich kann das fixierte Bild mit einem hohen Glanz nicht ein Problem werden, weil die meisten der ursprünglichen schwarz weißen Bilder in sich selbst aus Schriftzeicheninformation oder Linienbildern zusammengesetzt sind. Im Fall der vielfarbigen Bilder, jedoch, werden oft Toner mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet und Originale können oft eine große Bildfläche haben, so daß die obigen Probleme dazu neigen aufzutreten.
Das erfindungsgemäße Fixierverfahren kann sehr effektiv sein, wenn vielfarbige Tonerbild fixiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Toner kann das Wachs mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht (Mw) von 500 bis 1500 vorzugsweise ein nicht polares Material enthalten und hat auch Trenneigenschaften. Zum Beispiel kann es vorzugsweise Paraffinwachs sein.
Das Paraffinwachs ist innerhalb von jedem Tonerteilchen eingeschlossen. Der Toner, in dem das Paraffinwachs eingeschlossen ist, kann vorzugsweise mittels Suspension-Polymerisation, wie später beschrieben, hergestellt werden. Das Paraffinwachs wird bei Umgebungstemperatur verflüssigt, falls es einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Umgebungstemperatur hat und daher kann es aus dem Inneren zu der Oberflächenschicht ausgesondert werden, selbst wenn es innerhalb der Tonerteilchen eingeschlossen ist, um ein Blocking in einigen Fällen zu verursachen. Aus diesem Grund sollte das Paraffinwachs einen Schmelzpunkt von 55 ºC bis 100 ºC , bevorzugt von 60 ºC bis 100 ºC und besonders bevorzugt von 65 ºC bis 80 ºC haben. Das Paraffinwachs sollte in einer Menge von 10 Gewichtsteilen bis 50 Gewichtsteilen und bevorzugt 15 Gewichtsteilen bis 45 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteile eines Vinylharzes enthalten sein. Seine Menge von weniger als 5 Gewichtsteilen kann eine Schwierigkeit bei der Verleihung von befriedigenden Trenneigenschaften an dem Toner verursachen. Seine Menge von mehr als 50 Gewichtsteilen macht es für das Paraffinwachs schwierig in den Tonerteilchen eingeschlossen zu sein, wobei eine Neigung besteht, ein Blocking des Toners zu verursachen.
Der Schmelzpunkt des paraffinwachs kann mittels des folgenden Verfahrens gemessen werden.
Ein Verfahren zur Messung des Schmelzpunktes des Paraffinwachses: Der Schmelzpunkt des Paraffinwachses wird mittels der Differentialscanning-Analyse gemessen, indem ein Diffferentialscanning-Kalorimeter [(DCS) = differential scanning calorimeter] verwendet wird.
Zum Beispiel ein Differentialscanningkalorimeter DSC- 7, hergestellt von Perkin Elmer Co., wird bei der Messung verwendet.
Eine Probe zur Messung wird genau in einer Menge von 5 bis 20 mg, bevorzugt 10 mg eingewogen.
Die Probe wird in einen Aluminiumtopf gelegt und, indem ein leerer Aluminiumtopf als Referenz verwendet wird, wird die Messung in einer Umgebung von normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit durchgeführt, indem die Meßtemperatur innerhalb eines Bereichs von 30 ºC bis 200 ºC gesetzt wird und die Temperatur mit einer Rate von 10 ºC/min erhöht wird.
Während der Erhöhung der Temperatur, wird die Temperatur, bei der ein endothermischer Peak, der zu dem Hauptpeak innerhalb des Bereichs der Temperatur von 30 ºC bis 160 ºC korrespondiert, als der Schmelzpunkt des Paraffinwachs in der vorliegende Erfindung bestimmt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, Materialien für den Toner so auszuwählen, daß der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche eines Pellets, das hergestellt wird, indem ein Toner geschmolzen wird und der Oberfläche des Wassers 80 º bis 110 º beträgt. Die Oberfläche der Fixierwalze der Fixiervorrichtung ist aus einem Material gemacht, das ein Fluor enthaltendes Material enthält.
Das Fluor enthaltende Material für die Oberfläche der Fixierwalze ist ein Material mit einer geringen Oberflächenenergie und überlegenen Trenneigenschaften. Um ein derartiges Merkmal der Walze effektiver zu machen, ist es bevorzugt, das Material zu verwenden, das einen Kontaktwinkel mit Wasser von 80º bis 110º zu der Oberfläche des Pellets aufweist, das durch Schmelzen eines Toners hergestellt wird.
Der Gebrauch eines derartigen Materials macht es möglich, die Anziehungskraft zwischen den Tonerteilchen und der Fixierwalze zu schwächen, wobei eine Verbesserung der Verhinderung des Offsets erreicht wird.
Selbst wenn der Kontaktwinkel der Oberfläche des Tonerpellets und der Oberfläche des Wassers 80º bis 110º beträgt, kann die Güte des Toners nicht gut gezeigt werden, wenn nicht die Oberfläche der Fixierwalze ein Fluor enthaltendes Material enthält. Zum Beispiel eine Fixierwalze, die eine Oberflächenschicht aus Siliconkautschuk aufweist, die mit einem Siliconöl beschichtet ist, kann eine Walze sein, die überlegenen Antioffset-Eigenschaften aufweist, kann aber nicht notwendiger Weise die guten Ergebnisse erbringen, selbst wenn sie in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Toner verwendet wird, verglichen mit der Fixierwalze vom Fluortyp. Darüber hinaus erfordert die Siliconkautschukwalze höhere Betriebskosten aufgrund des Verbrauchs von Siliconöl in einer großen Menge.
Der erfindungsgemäße Kontaktwinkel kann in der folgenden Weise gemessen werden.
Der Toner wird in Pellets, unter Verwendung einer Tablettiermaschine, geformt. Hier sollte die Schmelzoberfläche hochglanzpoliert sein und ein ausreichender Druck sollte aufgewendet werden, so daß glatte Oberflächen erhalten werden können. Der Kontaktwinkel der Oberfläche des resultierenden Pellets und der Wassseroberfläche wird gemessen, indem ein Kontaktwinkelmesser (ein CA-DS-Typ, hergestellt von Kyowa Kagaku K.K) verwendet wird.
Der Toner der erfindungsgemäß verwendet wird, wird erhalten, zum Beispiel mittels des Verfahrens, wie unten beschrieben. Ein Wachs (zum Beispiel Paraffinwachs), ein Färbemittel, ein Polymerisationsinitator und andere Additive werden zu polymerisierbaren Monomeren hinzugefügt und diese werden einheitlich gelöst oder dispergiert, indem eine Dispersionsmaschine, wie zum Beispiel eine Ultraschall- Dispersionsmaschine oder ein Homogenisator verwendet werden, um eine Monomerzusammmensetzung zu erhalten. Diese Monomerzusammensetzung wird in einer wäßrigen Phase (d.h. einer kontinuierlichen Phase) dispergiert, die einen Suspensionstabilisator enthält, indem eine übliche Rührmaschine oder eine hochscherende Rührmaschine, wie ein Homomischer oder ein Homogenisator verwendet wird. Die Rührgeschwindigkeit und die Rührzeit kann vorzugsweise so eingestellt werden, daß die Tröpfchen der Monomerzusammensetzung eine Größe der gewünschten Tonerteilchen haben (üblicherweise eine Größe von nicht mehr als 30 µm) und danach kann das Rühren bis zu dem Ausmaß ausgeführt werden, daß das Ablagern der Teilchen verhindert wird und der Zustand der Dispersion kann, mittels der Wirkung des Dispersionsstabilisators, erhalten werden. Die Polymerisation kann ausgeführt werden, indem eine Polymerisationstemperatur von 40 ºC oder darüber und üblicherweise eine Temperatur von 50 ºC bis 90 ºC eingestellt wird. Im Hinblick auf die Einstellung der Verteilung des Molekulargewichts der Harzkomponente, ist es bevorzugt, die Polymerisations-Temperatur während der Polymerisation zu verändern. Nachdem die Reaktion vollendet worden ist, werden die so hergestellten Teilchen gewaschen und dann mittels Futration gesammelt, gefolgt von dem Trocknen. Bei der Suspension-Polymerisation kann Wasser vorzugsweise als Dispersionsmedium in einer Menge von 200 Gewichtsteilen bis 3000 Gewichtsteilen verwendet werden, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Monomere.
Bei der Suspension-Polymerisation kann ohne weiteres ein Wachs in dem Inneren von jedem Teilchen eingeschlossen werden, das im wesentlichen keine Hydroxylgruppe, Carboxylgruppe oder Estergruppe aufweist.
Die polymerisierbaren Monomere, die bei der Herstellung des Toners verwendet werden können, der erfindungsgemäß verwendet wird, können Vinylmonomere einschließen. Sie können durch Beispiele erläutert werden, wie Styrol, Styrolderivate, wie o-Methylstytrol, m-Methylstytrol, p-Methylstytrol, p-Methoxystytrol und p-Ethylstytrol, Methacrylsäureester, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n- Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2- Chloroethylacrylat und Phenylacrylat und Acrylsäure oder Methacrylsäurederivate, wie Acrylonitril, Methacrylonitril und Acylamid.
Diese Monomere können allein oder in Form von einer Mischung verwendet werden. Von den obigen Monomeren ist es bevorzugt im Hinblick auf die Entwicklungs-Leistungsfähigkeit und die Haltbarkeit des Toners Styrol oder ein Styrolderivat allein oder in Kombination mit Styrol oder anderen Monomeren als polymerisierbare Monomere zu verwenden.
Der Polymerisationsinitator, der verwendet wird, um die Monomere zu polymerisieren, kann Polymerisationsinitatoren vom Azo- oder Diazotyp einschließen, wie 2,2-Azobis-(2,4- dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutyronitril,1,1'- Azobis(cyclohexan-1-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4- dimethylvaleronitril und andere Azobisisobutyrionitrile (AIBN) und Polymerisationsinitatoren vom Peroxidtyp, wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Isopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4- Dichlorylbenzoylperoxid und Lauroylperoxid. Diese Polymerisationsinitatoren können bevorzugt in einer Menge von ungefähr 0,5 Gew.% bis ungefähr 5 Gew.% des Gewichts der polymerisierbaren Monomere verwendet werden.
Um den erfindungsgemäßen Toner mittels Suspension- Polymerisation herzustellen, ist es bevorzugt im Hinblick auf die Kontrolle der Eigenschaften des Molekulargewichts der Harzverbindung, den Polymerisationsinitator in Kombination von zwei oder mehr Arten zu verwenden. Es ist besonders bevorzugt die Kombination von zwei Polymerisationsinitatoren zu verwenden, deren Halbwertszeit bei der Reaktionstemperatur des Anfangsschrittes der Polymerisation 100 Minuten bis 500 Minuten und 1000 Minuten bis 5000 Minuten jeweils beträgt.
Bei der Polymerisation der Monomere ist es bevorzugt, die Monomere unter Zugabe von einem polaren Material zu polymerisieren, wie einem Polymer, das eine polare Gruppe hat oder einem Copolymer, das eine polare Gruppe hat.
Bei der vorliegende Erfindung ist das Material, das als polares Material verwendet wird, das in dem Monomer enthalten ist, ein Material, das eine polare Gruppe in dem Molekül hat und in der Lage ist eine Abnahme der Oberflächenspannung an der Schnittstelle zwischen Wasser und der polymerisierbaren Monomer-Zusammensetzung zu bewirken.
Das obige polare Material, das erfindungsgemäß verwendet wird, kann vorzugsweise ein leicht wasserlösliches Material vom Standpunkt der Verbesserung der Umwelt- Eigenschaften der Tonerteilchen sein.
Hierin bezieht sich das "leicht wasserlösliche Material" auf ein Material mit der Löslichkeit von nicht mehr als 1 g und vorzugsweise einer Löslichkeit von nicht mehr als 500 mg und besonders bevorzugt nicht mehr als 100 mg in 100 ml Wasser.
Bei der vorliegende Erfindung kann eine Verbindung von niedrigem Molekulargewicht oder eine polymere Verbindung als das obige polare Material verwendet werden. Die letztere polymere Verbindung ist bevorzugt. In dem Fall der polymeren Verbindung kann bevorzugt eine Verbindung verwendet werden, die ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht von 5000 bis 50000 hat, wie mittels GPC (Gelpermeationschromatographie) gemessen, im Hinblick auf die Vorteile, das es leicht in den polymerisierbaren Monomeren gelöst oder dispergiert werden kann und auch die Haltbarkeit des Toners verbesseren kann.
Spezieller dargelegt werden die anionische Verbindungen, die unten gezeigt werden, bevorzugt als dieses polare Material verwendet.

Anionische Verbindungen:

Dies sind Verbindungen, die eine anionische polare Gruppe enthalten, die durch Beispiele erläutert werden, wie eine Carboxylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine zweiwertige Säuregruppe, eine zweiwertige Säureanhydridgruppe, eine Sulphonsäuregruppe, eine Sulfonatgruppe oder eine Phosphatgruppe.
Sie können spezieller Polymere oder Copolymere von polaren Vinylmonomeren einschließen, die durch Beispiele erläutert werden, wie ungesättigte Carbonsäuren, wie eine Acrylsäure oder Methacrylsäure, ungesättigte zweiwertige Säuren, Anhydride von ungesättigten zweiwertigen Säuren oder Acrylate oder Methacrylate, die eine Hydroxylgruppe haben; Copolymere von jeder dieser polaren Vinylmonomeren und Styrol, Acrylat oder Methacrylat und Polyesterharze.
Falls das polare Material das anionische polare Polymer enthält, kann es bevorzugt einen Säurewert und/oder Hydroxylgruppenwert von 0,5 bis 100 und bevorzugt 1 bis 30 haben. Es kann bevorzugt in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen bis 50 Gewichtsteilen und besonders bevorzugt 1 Gewichtsteil bis 40 Gewichtsteile, basierend auf 100 Gewichtsteilen der polymerisierbaren Monomeren hinzugefügt werden.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten polaren Monomer kann ein Polymer mit einem Säurewert und/oder Hydroxylgruppen- Wert von weniger als 0,5 weniger effektiv beim Absenken der Oberflächenspannung sein. Auf der anderen Seite ist ein Polymer mit einem Wert von mehr als 100 unerwünscht, da es eine außerordentlich starke Hydrophihe bewirken kann.
Hierin bezieht sich der Säurewert auf die Zahl an Milligramm an Kaliumhydroxid, das erforderlich ist, um Carboxylgruppen zu neutralisieren, die in 1 g der Probe enthalten sind.
Der Hydroxylgruppen-Wert bezieht sich auf die Anzahl an Milligramm an Kaliumhydroxid, um Essigsäure, die mit Hydroxylgruppen verbunden ist, zu neutralisieren, wenn 1 g einer Probe mittels des beschriebenen Verfahrens acetyliert wird.
Diese polaren Materialien sollten in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen bis 50 Gewichtsteilen und bevorzugt 0,5 Gewichtsteilen bis 50 Gewichtsteilen hinzugefügt werden, basierend auf 100 Gewichtsteilen an polymerisierbaren Monomeren. Ihre Zugabe in einer Menge von weniger als 0,5 Gewichtsteile macht es schwierig, eine ausreichende Quasi- Kapselstruktur zu erhalten und daher ist es für das Wachs schwierig, gut eingeschlossen zu werden, was zu einer Erniedrigung der Antiblocking-Eigenschaften führt. Ihre Zugabe in einer Menge von mehr als 50 Gewichtsteilen können zu einem Mangel bei der Menge an polymerisierbaren Monomeren führen, was stark dazu neigt, die Eigenschaften zu verschlechtern, die bei einem Toner verlangt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Polymerisation vorzugsweise ausgeführt werden, indem die polymerisierbare Monomer-Zusammensetzung suspendiert wird, in die jedes der obigen polaren Materialien hinzugefügt worden ist, wobei in einer wäßrigen Phase eines wäßrigen Mediums, in dem ein leicht wasserlösliches anorganisches Dispergiermittel, das in einer Brönstedsäure, wie Salzsäure, löslich ist, gelöst wird. In diesem Fall wird das polare Material zu den Oberflächenschichten der Teilchen gezogen, die einen Toner bilden und daher ergibt sich eine Form wie eine Schale. So daß jedes der resultierenden Teilchen eine Quasi-Kapselstruktur bekommt. Das polare Material mit einem relativ hohen Molekulargewicht, das in die Oberflächenschichten des Teilchens gezogen worden ist, verleiht dem Toner ausgezeichnete Eigenschaften, wie durch Beispiele erläutert wird, wie Antiblocking-Eigenschaften, Entwicklungsfähigkeit, Ladungskontroll-Eigenschaften, Verschleiß- Widerstandsfähigkeit.
Was das leicht wasserlösliche anorganische Dispersionsmittel betrifft, das in einer Brönstedsäure löslich ist, das erfindungsgemäß verwendet wird, bezieht es sich auf eine anorganische Verbindung, die leicht in Wasser löslich ist und auch in einer Brönstedsäure löslich ist (spezieller dargestellt, das eine Löslichkeit von nicht weniger als 20 g in 100 ml Wasser hat).
Hier bezieht sich die anorganische Verbindung, die leicht in Wasser löslich ist, auf eine Verbindung, die eine Löslichkeit von nicht mehr als 10 mg und bevorzugt nicht mehr als 5 mg in 100 ml an neutralem ionenausgetauschtem Wasser hat.
Beispiele von dem leicht wasserlöslichen anorganischen Dispersionsmittel, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, werden unten gezeigt.
Als eine anorganische Verbindung, die in Wasser neutral oder alkalisch gemacht wird, wie durch Beispiele erläutert werden kann, wie Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, Calciumsulfat, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat und Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2; Ca(OH)&sub2;.
Derartige anorganische Verbindungen haben einen Teilchendurchmesser von 2 µm oder weniger und besonders bevorzugt 1 µm oder weniger als ein primäres Teilchen.
Der Teilchendurchmesser in einem Dispersionsmedium des leicht wasserlöslichen anorganischen Dispersionsmittels, das oben beschrieben wird, kann mittels eines Coulter Counter (Zähler nach Coulter) gemessen werden. Zum Beispiel in eine 1 % Sole wird eine Probe (die anorganische Verbindung) hinzugefügt, um so in einer Konzentration von 10 % zu sein und wird einer Ultraschalldispersion, gemäß einem üblichen Verfahren (36 kHz, 100 W, für eine Minute) unterworfen. Danach wird der Teilchendurchmesser mit einem Coulter Counter mittels eines üblichen Verfahrens unter Verwendung von einer 100 µm Öffnung gemessen.
Bei der Verteilung der Zahl nach des anorganischen Dispersionsmittels, das mittels dieses Verfahrens gemessen wird, ist es bevorzugt, daß der Anteil der Teilchen von 5,04 µm oder größer beim Teilchendurchmesser 5 % der Zahl nach und besonders bevorzugt, daß der Anteil der Teilchen von 3,17 µm oder größer beim Teilchendurchmesser 5 % der Zahl nach beträgt.
Was ein anorganisches Dispersionsmittel betrifft, kann eine leicht wasserlösliche anorganische Verbindung, wie Calciumphosphat hergestellt werden, indem Natriumphosphat und Calciumchlorid im Wasser verwendet werden, das direkt verwendet werden kann. Dieses Verfahren ist bevorzugt im Hinblick auf den Vorteil, daß eine anorganische Verbindung, die in dem Zustand von feinen Teilchen ist und ein gutes Dispersionsvermögen hat, ohne weiteres erhalten werden kann.
Im allgemeinen agglomeriert das Pulver von leicht wasserlöslichen anorganischen Verbindungen stark und die Teilchendurchmesser in diesem aggiomerierten Zustand sind nicht einheitlich. Daher, falls ein Pulver verwendet wird, muß seine Dispersion in Wasser in vielen Fällen vorsichtig ausgeführt werden. Jedoch erfordert die Verwendung des Verfahrens, worin die leicht wasserlösliche anorganische Verbindung in Wasser gebildet wird, wie oben beschrieben, keine derartige Vorsicht und macht es möglich, einen gut dispergierten Zustand der anorganischen Verbindung zu erhalten.
Zusätzlich haben wasserlösliche neutrale Salze, die zusammen mit der leicht löslichen Verbindung gebildet werden, wenn die leicht wasserlösliche Verbindung in Wasser gebildet wird, beide die Wirkung zu verhindern, daß die Monomere in Wasser gelöst werden und die Wirkung die relative Dichte des wäßrigen Mediums zu erhöhen.
Bei der vorliegende Erfindung wird der pH des Dispersionsmediums, das das leicht wasserlösliche anorganische Dispersionsmittel, wie oben beschrieben, enthält, auf vorzugsweise 7,1 bis 11,0 eingestellt.
Falls dieser pH mehr als 11,0 beträgt, kann das Dispersionsmedium so stark alkalisch werden, daß die Monomer- Zusammensetzung dazu neigt unzureichende Granulierungseigenschaften zu haben.
Auf der anderen Seite, falls der pH des obigen Dispersionsmediums weniger als 7,1 beträgt, kann die Oberfläche der Monomer-Zusammensetzung eine unzureichende Abnahme bei der Oberflächenspannung erleiden.
Falls der pH auf unter 7,1 eingestellt wird, kann der pH vorzugsweise eingestellt werden, indem zu dem Dispersionsmedium, das das leicht wasserlösliche anorganische Dispersionsmittel enthält, ein alkalisches wasserlösliches anorganisches Salz hinzugefügt wird, um einem wäßriges Dispersionsmedium die Fähigkeit zu verleihen, die Oberflächeaktivität des polaren Materials zu fördern.
Das alkalische wasserlösliche anorganische Salz, das in einem derartigen Fall verwendet wird, kann Na&sub3;PO&sub4;, Na&sub2;CO&sub3;, NaOH und KOH einschließen.
Bei einem derartigen Verfahren, kann das wasserlösliche anorganische Salz gegebenenfalls in Kombination von zwei der mehreren Arten verwendet werden.
Eine bevorzugte Kombination davon kann eine Kombination von einer anorganischen Verbindung und einem leicht wasserlöslichen anorganischen Dispersionsmittel einschließen, das neutral oder alkalisch im Wassers sein kann. Bei einer derartigen Kombination ist es besonders bevorzugt den pH einzustellen, indem das alkalische wasserlösliche Salz hinzugegeben wird.
Beispiele der Reaktion, um die leicht wasserlösliche anorganische Verbindung herzustellen, werden unten gezeigt. Beispiele davon sind unter keinen Umständen auf diese beschränkt.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann das leicht wasserlösliche anorganische Dispersionsmittel auch gegebenenfalls in Kombination mit zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Es ist bevorzugt ein wäßriges Dispersionsmedium zu verwenden.
Bei der vorliegende Erfindung wird ein Medium, das im wesentlichen keine Kompatibilitat mit den polymerisierbaren Monomeren hat als das Dispersionsmediums verwendet.
Bei der vorliegende Erfindung wird ein Medium, das im wesentlichen kein wasserlösliches oberflächenaktives Mittel enthält, für das Dispersionsmedium verwendet, das das leicht wasserlösliche anorganische Dispersionsmittel enthält. Bei der vorliegenden Erfindung kann das wasserlösliche oberflächeaktive Mittel in einer Menge von nicht mehr als 0,001 Gewichtsteilen verwendet werden, basierend auf 100 Gewichtsteilen des zuvor beschriebenen anorganischen Dispersionsstabilisators. Die Verwendung des wasserlöslichen oberflächenaktiven Mittels ist jedoch nicht notwendig.
Das oben beschriebene Verfahren ist besonders bevorzugt, falls ein Polymerisationsverfahren verwendet wird, bei dem die Polymerisation bei einer niedrigen Temperatur ausgeführt wird, mit der unterdrückten Zersetzung eines Polymerisationsinitators, um das Molekulargewicht für den Zweck der Einstellung der Verteilung des Molekulargewichts zu erhöhen und bei dem die Kohäsion dazu neigt zu geschehen, aufgrund der erhöhten Viskosität während des verlängerten polymerisationsverfahrens.
Die Temperatur der Polymerisation kann vorzugsweise in einem derartigen Fall eine derartige Temperatur sein, daß die Halbwertszeit des Polymerisationsinitators 500 Minuten oder mehr und besonders bevorzugt 1000 Minuten oder mehr beträgt.
Bei dem Polymerisationsverfahren, wie oben beschrieben, ist es auch möglich, ein Verfahren zu verwenden, bei dem die Temperatur der Polymerisation erhöht wird, nachdem das Dispersionsvermögen der Teilchen stabilisiert worden ist, um dadurch ein Polymer mit einem geringeren Molekulargewicht herzustellen, so daß das Verhältnis des gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewichts zu dem durchschnittlichen Molekulargewicht der Zahl nach (Mw/Mn) größer wird.
Bei der vorliegende Erfindung wird die Granulation der Monomerzusammensetzung in dem wäßrigen Dispersionsmedium, zum Beispiel mit einem Homomixer, Homogenisator oder ähnlichem ausgeführt, der eine mit hoher Geschwindigkeit rotierende Turbine und einen Stator hat. Gewöhnlich kann die Rührgeschwindigkeit und die Zeit vorzugsweise gesteuert werden, so daß die Teilchengröße der Monomerzusammensetzung 30 µm oder weniger beträgt. Die Anzahl der Umdrehungen kann vorzugsweise so eingestellt werden, daß die Turbine mit einer peripheren Geschwindigkeit von 10/sec bis 30 m/sec sich dreht. Es gibt keine speziellen Begrenzungen der Granulationszeit, die vorzugsweise bei 5 Minuten bis 60 Minuten liegt.
Bei dem Granulationsschritt kann die Temperatur der Flüssigkeit gesteuert werden, um die Viskosität der Monomerzusammensetzung auf 1 cps bis 1 000 000 cps und bevorzugt auf 10 cps bis 100 000 cps einzustellen, so daß der Durchmesser der Teilchen der Monomerzusammensetzung auf 1 µm bis 10 µm beträgt, was zu einem Toner zur Entwicklung führt, der einen gewichtsdurchschnittlichen Durchmesser von 1 µm bis 10 µm hat. Da Wasser oder ein wäßriges Medium, das hauptsächlich aus Wasser zusammengesetzt ist, gewöhnlich als flüssiges Dispersionsmedium verwendet wird, sollte die Temperatur des Dispersionssystems vorzugsweise auf 20 ºC bis 80 ºC und besonders bevorzugt auf 40 ºC bis 70 ºC eingestellt werden.
Bei dem Dispersionssystem kann das flüssige Dispersionsmedium vorzugsweise in einer Menge von 200 bis 1000 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Monomer- Zusammensetzung, vorhanden sein und das leicht wasserlösliche anorganische Dispersionsmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 1 Gew.% bis 20 Gew.% und besonders bevorzugt von 1 Gew.% bis 10 Gew.%, basierend auf dem Gewicht der polymerisierbaren Monomer-Zusammensetzung (zur Zeit der Granulation oder am Anfangsschritt der Polymerisation) verwendet werden.
Bei der vorliegende Erfindung wird die Polymerisation ausgeführt, indem ein Verfahren verwendet wird, bei dem bestätigt wird, daß die Teilchen der Monomer-Zusammensetzung eine gegebene Teilchengröße haben und dann wird die Polymerisation voranschreiten gelassen, während die Temperatur der Flüssigkeit (zum Beispiel 55 ºC bis 70 ºC) des wäßrigen Mediums kontrolliert wird, das derartige Teilchen enthält oder ein Verfahren, in dem die Temperatur der Flüssigkeit des Dispersionsmediums kontrolliert wird, die Polymerisation zur selben Zeit wie Granulation und Dispersion voranschreiten gelassen wird.
Nachdem die Polymerisation der Monomer-Zusammensetzung vollendet worden ist, können Tonerteilchen mittels üblicher Nachbehandlung erhalten werden. Zum Beispiel wird eine Brönstedsäure zu dem System hinzugefügt, das die hergestellten Polymerteilchen enthält und das leicht wasserlösliche anorganische Dispersionsmittel wird entfernt, gefolgt von geeigneten Mitteln, wie Filtration, Dekantieren oder Zentrifugalertrennung, um Polymerteilchen zu sammeln, die getrocknet werden, um einen Toner zu erhalten.
Die lösliche Brönstedsäure, das leicht wasserlöslich anorganische Dispersionsmittel, das erfindungsgemäß verwendet wird, kann ohne weiteres von der Oberfläche der Tonerteilchen mittels der obigen Säurebehandlung entfernt werden. Bei dem Toner, von dem das Dispersionsmittel entfernt worden ist, gibt es im wesentlichen keinen schlechten Einfluß, der die Oberfläche der Tonerteilchen hydrophil macht (was wegen dem restlichen Dispersionsmittel der Fall ist) und eine gute Entwicklungs-Leistungsfähigkeit des Toner kann erhalten werden.
Bei dem obigen Verfahren der Herstellung eines Toners ist es wichtig die Bedingungen auszuwählen, so daß das Wachs, das ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht (Mw) von 500 bis 1500 und einen Schmelzpunkt von 55 ºC bis 100 ºC hat, gut in dem Teilchen eingeschlossen wird. Es ist auch wichtig die Bedingungen für seine Herstellung auszuwählen, so daß der Toner, der mittels Suspension-Polymerisation einer polymerisierbaren Monomer-Zusammensetzung hergestellt wird, eine derartige Verteilung des Molekulargewichts des gesamten TTHF-löslichen Stoffes, der darin enthalten ist, haben kann, daß das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht (Mw) von 10 000 bis 500 000 und bevorzugt von 15 000 bis 200 000 beträgt, das Molekulargewicht der Zahl nach (Mn) von 1000 bis 100 000 und bevorzugt von 2000 bis 30 000 beträgt, das Mw/Mn (Wert A) von 4 bis 20 und bevorzugt 5 bis 15 beträgt, so wie ein Mw/Mn (Wert-B) für einen THF-löslichen Stoff, der ein Molekulargewicht von nicht weniger als 1 500 hat, von 2 bis 10 und bevorzugt von 2,5 bis 8 beträgt, was mittels Gelpermeationschromatographie bestimmt wird. Im Hinblick auf die Verhinderung des Offset kann der Wert A von Mw/Mn besonders bevorzugt größer als der Wert B von 2 oder mehr sein.
Figur 4 zeigt ein Chromatogramm, das mittels GPC des THF-löslichen Stoffes eines Toners erhalten wird, der in Beispiel 1, wie später beschrieben, erhalten wird. Bei dem Chromatogramm, das in Figur 4 gezeigt wird, beträgt das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht (Mw) 56 000, das Molekulargewicht der Zahl nach (Mn) beträgt 6000 und der Wert A des Mw/Mn beträgt 9,3.
Figur 5 zeigt ein Chromatogramm, das erhalten wird, wenn der Bereich, der zu einem Molekulargewicht von nicht mehr als 1500 korrespondiert aus dem Chromatogramm gelöscht wird, das in Figur 4 gezeigt wird, und die Daten berechnet werden. Bei dem Chromatogramm, das in Figur 5 gezeigt wird, beträgt das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht 62 000 (Mw) das Molekulargewicht der Zahl nach beträgt 17 000 (Mn) und der Wert B von Mw/Mn beträgt 3,6. Daher ist der Wert A von Mw/Mn größer als der Wert B von 5,7.
Der erfindungsgemäße Toner wird für das Wärmedruck- Fixiern geeignet, wenn derartige Bedingungen getroffen werden.
Bei der Suspension-Polymerisation ist es bevorzugt, daß das Wachs, das in der polymerisierbaren Monomer- Zusammensetzung enthalten ist, in den polymerisierbaren Monomeren gelöst wird und die Polymerisation bei einer Temperatur ausgeführt wird, die nicht höher als der Schmelzpunkt des Wachses ist und so gesteuert wird, daß das Wachs so gemacht wird, das es schrittweise, mit dem Fortschritt der Polymerisation, abgeschieden wird und in dem Zentrum von jedem Tonerteilchen eingeschlossen wird.
Die Verteilung des Molekulargewicht des erfindungsgemäßen Toner wird gemessen, zum Beispiel in der folgenden Weise.

Herstellung der Probe

(i) Standardprobe:

Als Standardproben werden käuflich erhältliche Standard-Polystyrole, wie unten gezeigt, verwendet.
Molekulargewicht: 8,42 x 10&sup6;, 4,48 x 10&sup6;, 2,98 x 10&sup6;, 1,09 x 10&sup6;, 7,06 x 10&sup5;, 3,55 x 10&sup5;, 1,90 x 10&sup5;, 9,64 x 10&sup4;, 3,79 x 10&sup4;, 1,96 x 10&sup4;, 9,10 x 10³, 5,57 x 10³, 2,98 x 10³, 870, 500 (erhältlich bei Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd.).
Ungefähr 3 mg von jedem obigen Standard-Polystyrol werden in 30 ml Tetrahydrofuran gelöst, um eine Standardprobe zu erhalten.

(ii) Herstellung einer Testprobe:

Ein Aliquat (60 mg) einer Probe (ein Toner) wird mit 15 ml an THF extrahiert, gefolgt von einer Präzipitation mittels Zentrifugierens und dann einer Filtration, um eine Probe für die Messung des Molekulargewichts zu erhalten.

Meßbedingungen

Als Meßvorrichtung wird ein 150 C ALC/GPC, der bei Waters Co hergestellt wurde, verwendet, um das Molekulargewicht unter den folgenden Bedingungen zu messen: Lösungsmittel: THF Säulen: Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (erhältlich von Showa Denke K.K.)
Temperatur: 40 ºC
Fließgeschwindigkeit 1,0 ml/min.
Vergießen: 0,1 ml
Detektor: RI

Datenverarbeitung

Unter den obigen Meßbedingungen wird die Retentionszeit der Standardprobe abgelesen, um eine Kalebrierungskurve herzustellen und das Molekulargewicht der Probe wird aus der Kalebrierungskurve berechnet.
Das Färbemittel, das in dem erfindungsgemäßen Toner enthalten ist, kann Farbstoffe oder Pigmente einschließen.
Zum Beispiel kann es Phthalocyanin-Pigmente, Azo- Pigmente, Quinacridon-Pigmente, Xanthen-Farbstoffe und Ruß einschließen.
Das Färbemittel sollte in einer Menge von 0,5 bis 40 Gewichtsteilen und bevorzugt 1 bis 25 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Harzkomponente, verwendet werden. Ein Ladungskontrollmaterial kann gegebenenfalls zu dem Toner hinzugefügt werden, zum Beispiel Ladungskontrollmaterialien, wie ein Metallkomplexsalz eines Azin-Farbstoffs oder Monoazo-Farbstoffs enthaltend eine Alkylgruppe, die 2 bis 16 Kohlenstoffatome hat und ein Metallkomplexsalz der Salicylsäure oder Dialkylsalicylsäure.
In dem Fall des Azin-Farbstoffs kann es vorzugsweise in einer derartigen kleinen Menge verwendet werden (zum Beispiel nicht mehr als 0,3 Gew.% und besonders bevorzugt 0,05 Gew.% bis 0,2 Gew.%), so daß es nicht die Farbtöne der Farbtoner, wie einen cyanfarbenen Toner, einen magentafarbenen Toner und einen gelben Toner, beschädigt.
Die Agglomeration des erfindungsgemäßen Toners kann vorzugsweise nicht mehr als 40 % und vorzugsweise 1 % bis 30 % betragen, selbst nachdem er bei einer Temperatur von 50 ºC für 48 Stunden stehen gelassen worden ist. Der Grad der Agglomeration nach dem Stehenlassen bei 50 ºC für 48 Stunden wird als einer von Barometern der Antiblocking-Eigenschaften des Toners und des Wachseinschlußes in dem Tonerteilchen betrachtet. Falls ein Toner mit mangelhaften Antiblocking Eigenschaften bei einer Temperatur von 50 ºC für 48 Stunden stehen gelassen wird, agglomeriert der Toner in einem Ausmaß, was zu einem großen Wert für den Grad der Agglomeration führt.
Der Grad der Agglomeration des Toners oder eines Toners, der mit einem Additiv gemischt ist, wie hydrophober kolloidaler Kieselsäure, kann mittels des folgenden Verfahrens gemessen werden.

Messung des Grades der Agglomeration:

Eine Probe (ein Toner oder ein Toner, der mit einem Additiv, wie einer hydrophoben kolloidalen Kieselsäure, gemischt ist, wird in einer Umgebung von 23 ºC für ungefähr 12 Stunden für die Messung stehengelassen. Die Messung wird in einer Umgebung bei einer Temperatur von 23 ºC und einer Feuchtigkeit von 60 % relativer Feuchtigkeit vorgenommen.
Inzwischen werden 5 g einer Probe in einen 100 ml Polyethylenbehälter getan und bei einer Temperatur von 50 ºC für 48 Stunden stehengelassen. Danach wird der Grad der Agglomeration der Probe gemessen.
Als eine Meßvorrichtung wird ein Powder Tester (Handelsname, hergestellt von Hosokawa Micron Corporation) verwendet.
Um diese Messung zu machen, werden 200 mesh, 100 mesh und 60 mesh-Siebe übereinander auf einem vibrierenden Sockel in dieser Reihenfolge vom Boden, gemäß der Meshgröße gelegt, so daß das 60 mesh-Sieb das oberste ist.
Auf dem 60 mesh-Sieb des in dieser Weise gesetzten Siebsets, werden 5 g einer genau gewogenen Probe gelegt, die Eingangsspannung, die an den vibrierende Sockel angelegt wird, wird auf 21,7 V gesetzt und die Vibrationsamplitude des vibrierenden Sockels wird so eingestellt, so daß sie innerhalb des Bereichs von 60 µ bis 90 µ liegt (rheostatisches Maß (rheostat gauge): ungefähr 2,5) und die Siebe werden für ungefähr 15 Sekunden vibrieren gelassen. Das Gewicht der Probe, die auf jedem Sieb verbleibt, wird gemessen, um den Grad der Agglomeration gemäß den folgenden Ausdrücken zu berechnen.
Grad der Agglomeration (%) = Gewicht der Probe auf dem 60 mesh-Sieb/5 g x 100
+ Gewicht der Probe auf dem 100 mesh-Sieb/5 g x 100 x 3/5
+ Gewicht der Probe auf dem 200 mesh-Sieb/5 g x 100 x 1/5
Bei dem erfindungsgemäßen Toner kann ein Fließfähigkeitsverbesserer äußerlich zu den Farbtoner-Teilchen hinzugefügt werden. Der Fließfähigkeitsverbesserer kann feines kolloidales Kieselsäurepulver, hydrophobes feines kolloidales Kieselsäurepulver, feines Titanoxid-Pulver, hydrophobes feines Titanoxid-Pulver, Fettsäure-Metallsalzpulver und feines Teflonpulver einschließen.
Der erfindungsgemäße Toner kann vorzugsweise einen Ausflußpunkt bei 75 ºC bis 95 ºC im Hinblick auf die Farbmischungs-Leistungsfähigkeit für eine vollfarbene Bildfixierung haben.
Das Schmelzverhalten des erfindungsgemäßen Toners kann gemessen werden, indem ein Fließtester vom Overheadtyp verwendet wird, wie in Figur 8 dargestellt (Shimadzu Fließtester CFT-500 Typ). Zuerst werden 1,5 g einer Probe 83, die mittels einer Druckschmelzvorrichtung geschmolzen worden ist, durch eine Düse 84 von 1 mm Durchmesser und 1 mm in der Länge, unter der Anwendung von einer Belastung von 20 kgf, extrudiert, indem ein Plunger 1 unter der Temperaturerhöhung bei einer Rate von 5,0 ºC /min verwendet wird und so wird die Distanz der Plungerfallstrecke gemessen.
Hier bei der Plungerfallstrecken- Quantitätstemperaturkurve des Fließtesters, wird die Temperatur, an der die Probe auszufließen beginnt, als die Ausfluß-Temperatur angesehen.
Der Toner, der durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird, kann bei der trockenen elektrostatischen Bildentwicklung verwendet werden. Zum Beispiel kann er bei einer Entwicklung mit zwei Komponenten, wie einer Kaskadenentwicklung, Entwicklung mit einer magnetischen Bürste, einer Mikrotoning-Entwicklung (microtoning development) und einer Entwicklung mit einer zwei Komponenten Wechselstromvormagnetisierung (two-component AC bias development) ; einer Entwicklung mit einer Komponente, in der ein magnetischer Toner verwendet wird, wie leitende Ein- Komponenten-Entwicklung, einer Entwicklung mit einer isolierenden Komponente und einer Sprung-Entwicklung (jumping development), Pulverwolken-Entwicklung und einer Entwicklung mit einer Fellbürste (fur brush); einer Entwicklung mit einer nicht magnetischen Einkomponente, bei der ein Toner auf einem Tonerträgerelement, mittels der Wirkung einer elektrostatischen Kraft gehalten wird, um auf eine Entwicklungszone transportiert zu werden und für die Entwicklung verwendet zu werden; und einer Entwicklung mittels eines elektrischen Feldvorhangs (electric field curtain) verwendet werden, bei dem ein Toner auf die Entwicklungszone, mittels eines Verfahrens des elektrischen Feldvorhangs, transportiert wird und für die Entwicklung verwendet wird. Der Toner, der mittels des Verfahrens, das oben beschrieben wird, erhalten wird, kann bevorzugt bei Entwicklungsprozessen verwendet werden, die eine scharfe Verteilung der Teilchengröße verlangen, indem sie von einem Toner mit geringem Durchmesser mit einem gewichtsdurchschnittlichen Teilchendurchmesser (d4) von ungefähr 2 µm bis 8,5 µm Gebrauch machen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Fließfähigkeitsverbesserer, vorzugsweise mittels seiner Mischungen in den Tonerteilchen eingesetzt werden. Der Fließfähigkeitsverbesserer kann durch Beispiele, wie feines kolloidales Siliciumdioxidpulver, hydrophobes feines kolloidales Siliciumdioxidpulver, feines Pulver von Fettsäuremetallsalzen, feines Teflonpulver, feines Titanoxidpulver und hydrophobes feines Titanoxidpulver erläutert werden.
Die Verteilung der Teilchengröße des Toners kann mittels verschiedener Verfahren gemessen werden. Bei der vorliegende Erfindung wird sie mittels eines Coulter Counter (Zählers nach Counter) gemessen.
Ein Coulter Counter vom Typ II (hergestellt von Coulter Elektronics, Inc.) wird als Meßvorrichtung verwendet. Ein Interface (hergestellt von Nikkaki) und ein Personal Computer CX-I (hergestellt von Canon Inc.) sind für die Ausgabe der Verteilung der Anzahl und der Verteilung des Volumens verbunden. Als eine elektrolytische Lösung wird eine wäßrige 1 % NaCl-Lösung hergestellt, indem Natriumchlorid von erster Güte verwendet wird. Zum Beispiel kann ISOTON-II (Handelsname; erhältlich von Coulter Scientific Japan Ltd.) verwendet werden. Die Messung kann ausgeführt werden, indem als Dispersionsmittel 0,1 ml bis 5 ml eines oberflächenaktiven Mittels (vorzugsweise ein Alkylbenzolsulfonat) zu 100 ml zu 150 ml der obigen wäßrigen elektrolytischen Lösung hinzugefügt werden und weiter, indem 2 mg zu 20 mg einer Probe zugegeben werden, die gemessen werden soll. Die elektrolytische Lösung, in der die Probe suspendiert worden ist, wird einer Dispersion für 1 Minute bis 3 Minuten in einer Ultraschall- Dispersionsmaschine unterworfen. Die 2 µ bis 40 µ Verteilung der Teilchengröße wird auf der Basis der Anzahl gemessen, indem der obige Coulter Counter Typ TA-II, mit einer Apertur von 100 µ verwendet wird und dann werden die Werte gemäß der vorliegende Erfindung bestimmt.
Die vorliegende Erfindung kann effektiver für den Fall eines vielfarbigen Bildes sein. Ein Beispiel eines Verfahrens zum Erhalt des vielfarbigen Bildes, wird mit bezug auf Figur 6 beschrieben.
Eine photosensible Trommel 32 dreht sich in der Richtung eines Pfeils, der in Figur 6 gezeigt wird und eine photosensible Schicht, die auf der Trommel 32 gebildet wird, wird einheitlich mittels einer primären Coronavorrichtung 33 geladen. Dann wird die photosensible Schicht bildweise von dem modulierten Laserlicht E belichtet, das dem gelben Bild eines Originals entspricht, so daß ein elektrostatisches latentes Bild des gelben Bilds auf der photosensiblen Trommel 32 gebildet wird. Das elektrostatische latente Bild von diesem gelben Bild wird mittels einer gelben Entwicklervorrichtung 34Y entwickelt, die zuvor auf eine Entwicklungsposition mit der Drehung eines Rotator 34 der Entwicklungsvorrichtung III eingestellt wird.
Ein Transfermedium (nicht gezeigt), das von einer Papierzuführkassette 101 oder 102 durch eine Papierzuführführung 24a, eine Papierzuführwalze 107 und eine Papierzuführführung 24b transportiert wird, wird mittels eines Greifers zu einer gegebenen Zeit gehalten und elektrostatisch um eine Transfertrommel 28, mittels einer Kontaktwalze 27 und einer Elektrode, die gegenüber davon bereitgestellt wurde, gewunden. Die Transfertrommel 28 wird in die Richtung gedreht, die durch einen Pfeil in Figur 6 gezeigt wird, in Synchronisation mit der photosensiblen Trommel 32. Ein sichtbares Bild, das als Ergebnis der Entwicklung mittels der gelben Entwicklervorrichtung 34Y gebildet wird, wird mittels einer Transfer-Coronavorrichtung 29 tranferiert, wo die periphere Oberfläche der photosensiblen Trommel 32 und die periphere Oberfläche der Transfertrommel 28 miteinander in Kontakt kommen. Die Transfertrommel 28 dreht sich weiter und wird für den Transfer der nächsten Farbe (in dem Fall der Figur 6 Magenta) vorbereitet.
In der Zwischenzeit wird die photosensible Trommel 32 von der Ladung, mittels eines Restladungseliminators 30 befreit und mittels eines Reinigungsmittels 31 gereinigt. Danach wird es wieder mittels der primären Coronavorrichtung 33 geladen und dann bildweise wie zuvor belichtet, gemäß der nächsten Magentabildsignale. Die Entwicklungsvorrichtung III dreht sich, während ein elektrostatisches latentes Bild, gemäß den Magentabildsignalen auf der photosensiblen Trommel 32 als Ergebnis der obigen bildweisen Belichtung, gebildet wird, so daß eine Magenta-Entwicklungsvorrichtung 34 M in ihre Entwicklungsposition gesetzt wird und die Magentaentwicklung wird ausgeführt. Im wesentlichen werden die Verfahren, die oben beschrieben werden, auch auf die Entwicklung mit Cyanfarbe und die Entwicklung mit schwazer Farbe jeweils angewendet. Nachdem die Bilder, die zu den vier Farben korrespondieren, vollendet worden sind, wird das vierfarbige sichtbare Bild (Tonerbild), das auf dem Transfermedium gebildet worden ist, mittels den Coronavorrichtungen 22 und 23 ladungseliminiert. Das Transfermedium wird von dem Griff des Greifers 26 freigesetzt und zur selben Zeit von der Transfertrommel 28 mittels einer Abtrennklaue 40 getrennt. Es wird dann durch ein Förderbandmittel 25 zu der Bildfixiervorrichtung gefördert, die mit einer Fixierwalze 11 und einer Andrückwalze 12 versehen ist, wobei das Bild farbgemischt und mittels der Wirkung von Wärme und Druck fixiert wird. Das Transfermedium, das das Bild trägt, das so fixiert wurde, kommt zu einer Papierausgabe-Fangvorrichtung 41 heraus. So wird eine Aufeinanderfolge von vollfarbigen Druckverfahren vollendet und so wird das gewünschte vollfarbig gedruckte Bild gebildet.
Die vorliegende Erfindung wird unten detaillierter beschrieben, indem Beispiele dargelegt werden. Beim folgenden bezieht sich "Teil(e)" auf "Gewichtsteil(e)" (abgekürzt auf "pbw" in den Tabellen)

Beispiel 1

Zu 1200 Gewichtsteilen an ionenausgetauschtem Wasser wurden 400 Teile an wäßriger 0,1 N Natriumphosphatlösung und 35 Teilen an wäßriger 1 N Calciumchloridlösung unter Rühren hinzugegeben, um ein wäßriges Dispersionsmedium herzustellen, das feine Calciumphosphat-Teilchen von 1 µm oder weniger Teilchendurchmesser enthält. Der pH von diesem wäßrigen Dispersionsmedium betrug ungefähr 10.
Die folgenden Materialien:
Styrolmonomer 183 Teile
2 Ethylhexylacrylatmonomer 17 Teile
Paraffinwachs (Smp. 75 ºC, gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht: ungefähr 1000) 40 Teile
Pigment Yellow 17 7 Teile
Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer (Molares Verhältnis: 88 : 10 : 2; gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht: 58 000; Säurezahl: 20) 10 Teile
Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 2 Teile
wurden bei einer Temperatur von 60 ºC in einem Behälter erwärmt und gelöst und dispergiert, indem ein Homomischer vom TK-Typ (3000 U/min) verwendet wird, um eine Monomermischung herzustellen. Es wurde bestätigt, daß das Paraffinwachs vollständig in dieser Monomermischung gelöst wurde. Während die Temperatur bei 60 ºC gehalten wurde, wurden 10 Teile eines Polymerisationsinitators, 2,2'-Azobis (2,4- dimethylvaleronitril) (Halbwertszeit bei 60 ºC: 240 Minuten; Temperatur für 10 Stunden Halbwertszeit in Toluol: 51 ºC) und ein Teil des Dimethyl-2-2'-azobisisobutyrat (Halbwertszeit bei 60 ºC: 2000 Minuten; Temperatur für 10 Stunden Halbwertszeit in Toluol: 66 ºC) zu der Monomermischung hinzugefügt. So daß eine polymerisierbare Monomer-Zusammensetzung hergestellt wurde.
In dem Behälter, der das obige wäßrige Dispersionsmedium bei 60 ºC enthält, wurde so die polymerisierbare Monomer-Zusammensetzung hergestellt, bei einer Temperatur von 60 ºC gehalten, ausgegoßen, gefolgt von einem Rühren für 20 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre bei 60 ºC, indem ein Homomischer vom TK-Typ verwendet wurde und mit einer Umdrehungszahl der Rührblätter von 10 000 U/min gerührt, so daß die polymerisierbare Monomer-Zusammensetzung in dem wäßrigen Dispersionsmedium granuliert wurde. Nachdem die Granulation vollendet war, wurde die Mischung bei 60 ºC für 3 Stunden gerührt, indem eine Rührmaschine (60 U/min) verwendet wurde, die Schaufel-Rührblätter hat, anstelle des Homomischers vom TK-Typ, um die Polymerisation voranschreiten zu lassen. Dann wurde die Temperatur der Mischung auf 80 ºC erhöht, die Polymerisation wurde weiter fortschreiten gelassen, indem 10 Stunden lang gerührt wurde.
Nachdem die Polymerisation vollendet war, wurden 50 Teile 5 N Salzsäure zu dem wäßrigen Dispersionsmediums hinzugefügt, das die polymeren Teilchen enthält, um die feinen Calciumphosphatteilchen aufzulösen, gefolgt von einem Abkühlen und darauffolgender Filtration, um polymere Teilchen zu erhalten. Die polymeren Teilchen, die so erhalten wurden, wurden mit Wasser gewaschen und getrocknet, um einen gelben Toner-A mittels Suspension-Polymerisation herzustellen.
Der erhaltene gelbe Toner A wurde gemessen, indem ein Coulter Counter verwendet wurde, um zu bestimmen, daß er einen gewichtsdurchschnittlichen Teilchendurchmesser (d4) von 8 µm hatte und auch eine scharfe Verteilung der Teilchengröße aufwies.
Der Ausflußpunkt von diesem gelben Toner A, der mittels eines Fließtesters gemessen wurde, betrug 76 ºC. Die Oberfläche der Pellets, die mittels Schmelzens dieses gelben Toners A erhalten wurden, hatten einen Kontaktwinkel mit Wasser von 103 º. Querschnitte von Teilchen des gelben Toners, die unter einem Elektronenmikroskop beobachtet wurden, zeigten, daß das Paraffinwachs gut in jedem Teilchen in seinem Zentrum eingeschlossen war. Bei dem Gelpermeationschromatogramm des gelben Toner A betrug das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht (Mw) 56 000, das durchschnittliche Molekulargewicht der Zahl nach (Mn) betrug 6000 und das Mw/Mn (Wert A) betrug 9,3. Bei seinem Gelpermeationschromatogramm in dem Bereich des Molekulargewichts von 1500 oder mehr betrug das Mw 62 000, das Mn betrug 17 000 und das Mw/Mn (Wert B) betrug 3,6. Auch bei seinem Gelpermeationschromatogramm betrug das Gewichtsverhältnis des Bereichs des Molekulargewichts von 1500 oder mehr zu dem Bereich des Molekulargewichts von 1500 bis 300 210 : 40.
Dann wurden 100 Teile des resultierenden gelben Toner A und 0,5 Teile eines negativ ladbaren hydrophoben feinen kolloidalen Siliciumdioxidpulvers (BET spezifische Oberfläche: ungefähr 200 m²/g) gemischt, um einen gelben Toner A herzustellen, der hydrophobes kolloidales Siliciumdioxid auf der Oberfläche seiner Teilchen aufweist. Dieser gelbe Toner zeigt einen Grad der Agglomeration von 7,2 % bei 23 ºC und einen Grad der Agglomeration von 7,5 % bei 50 ºC nach 48 Stunden.
Als nächstes wurden 900 Teile eines mit Harz beschichteten magnetischen Ferritträgers (durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 45 µm) und 100 Teile des gelben Toners vermischt, um einen Entwickler aus zwei Komponenten herzustellen. Der Toner hatte negative triboelektrische Ladungen, nachdem der Entwickler aus zwei Komponenten in einem Behälter geschüttelt worden ist.
Der Entwickler aus zwei Komponenten, der so hergestellt wurde, wurde auf eine modifizierte Maschine eines Vollfarben-Kopierers (CLC-1; hergestellt bei Canon Inc.) zugeführt, wie schematisch in Figur 6 dargestellt, mit sukzessiver Zuführung des gelben Toners A, der hydrophobes feines kolloidales Siliciumdioxid-Pulver auf der Oberfläche der Teilchen hat, wurde sukzessiv zugeführt, um die Bild- Reproduktionstests und die Fixiertests der Wärmewalze auszuführen. Die Fixierwalze der Fixiertestvorrichtung war eine Walze von 40 mm im Durchmesser, die einen Kern enthält, der aus Aluminium hergestellt ist, mit einem Durchmesser von ungefähr 34 mm, die mit einer Heizvorrichtung in ihrem Inneren, einer 2 mm dicken Schicht aus HTV Siliconkautschuk, die auf der Oberfläche des Kerns gebildet ist und einer 30 µm dicken Schicht aus PFA Harz (Tetrafluoroethylen- Perfluoralkylvinyl-ether Copolymer) auf der Kautschukschicht.
Die Oberfläche der Fixierwalze hatte eine Härte von 45 º. Die Andrückwalze der Fixiervorrichtung war eine Walze von 40 mm Durchmesser, die einen Kern enthält, der aus Aluminium gemacht ist, mit einem Durchmesser von ungefähr 38 mm, der mit einer Heizvorrichtung in seinem Inneren und einer 1 mm dicken Schicht aus Fluorkautschuk um den Kern versehen ist. Die Oberfläche der Andrückwalze hatte eine Härte von 55º.
Bei der obigen Fixiervorrichtung wurde die Papierausgaberichtung auf die Andrückwalze zu geneigt, wie in Figur 2 gezeigt.
Die Fixiertests wurden auf einem unbeschichteten Papier unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: Der Druck zwischen den Walzen wurde darauf kontrolliert 3 kg/cm² zu sein, die Geschwindigkeit des Fixierverfahrens wurde auf 90 mm/sec eingestellt und die Temperatur war innerhalb des Temperaturbereichs von 100 ºC bis 200 ºC, in Intervallen von 5 ºC, kgntrollierbar. Um die Beurteilung vorzunehmen, wurde ein erhaltenes fixiertes Bild mit Linsenreinigungspapier "DUSPER" (Handelsname; erhältlich von OZU Papier., Ltd.) unter Anwendung eines Druckes von 50 g/cm² gerieben und die Temperatur bei der die Reduktion der Buddichte nach dem Reiben 5 % oder weniger beträgt, wird als die Start-Temperatur der Fixierung angesehen. Die Offset-Widerstandsfähigkeit wurde auf der Basis von Beobachtungen der fixierten Bilder beurteilt. Tonerbilder wurden auch auf OHP Blättern bei einer Verfahrensgeschwindigkeit von 20 mm/sec bei 150 ºC fixiert und das Transmissionsspektrum von jedem Blatt wurde mit einem Spektrophotometer U-3400 (hergestellt bei Hitachi Ltd.) gemessen, um die Transparenz des gelben Tonerbildes zu beurteilen.
Die Haltbarkeitstests für den Betrieb bei einer großen Anzahl an Blättern wurde bei einer Fixiertemperatur von 150 ºC durchgeführt.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 2

Styrolmonomer 170 Teile
2-Ethylhexylacrylatmonomer 30 Teile
Paraffinwachs (Smp. 75 ºC, Mw: ungefähr 1000) 40 Teile
C.I. Pigment Blue 15 : 3 10 Teile
Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer (Molares Verhältnis: 88 : 10 : 2; Mw: 58 000; Säurezahl: 20) 10
Teile Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 3 Teile
Ein Cyantoner B wurde mittels Suspension- Polymerisation in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das obige Material verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene Cyantoner B und das negativladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 3

Styrolmonomer 170. Teile
2-Ethylhexylacrylatmonomer 30 Teile
Paraffinwachs (Smp. 75 ºC, Mw: ungefähr 1000) 40 Teile C.I. Pigment Red 122 7 Teile
Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer (Molares Verhältnis: 88 : 10 : 2; Mw: 58 000; Säurezahl: 20) 10
Teile Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 3 Teile
Ein Magentatoner C wurde mittels Suspension- Polymerisation in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das obige Material verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene Magentatoner C und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 4

Styrolmonomer 170 Teile
2-Ethylhexylacrylatmonomer 30 Teile
paraffinwachs (Smp. 75 ºC, Mw: ungefähr 1000) 40 Teile
Ruß (durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 36 mµ; flüchtige Substanz: 1 Gew.% 20 Teile
Aluminium- Kupplungsmittel 0,2 Teile Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer (Molares Verhältnis: 88 : 10 : 2; Mw: 58 000; Säurezahl: 20) 10
Teile Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 3 Teile
Ein schwarzer Toner D wurde mittels Suspension- Polymerisation in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das obige Material verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene schwarze Toner D und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 5

Ein gelber Toner E wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge des Paraffinwachs auf 95 Teile geändert wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene gelbe Toner E und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 6

Ein gelber Toner F wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge des Paraffinwachs auf 22 Teile geändert wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurden der erhaltene gelbe Toner F und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 7

Ein gelber Toner G wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 60 ºC verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurden der erhaltene gelbe Toner G und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 8

Ein gelber Toner H wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 100 ºC verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene gelbe Toner H und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 9

Styrolmonomer 183 Teile
2-Ethylhexylacrylatmonomer 17 Teile
Paraffinwachs (Smp. 75 ºC, Mw: ungefähr 1000) 30 Teile
Pigment Yellow 17 7 Teile
Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer (Molares Verhältnis: 88 : 10 : 2; Mw: 100 000; Säurezahl: 20) 10
Teile Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 2 Teile
Ein gelber Toner 1 wurde mittels Suspension- Polymerisation in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das obige Material verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene gelbe Toner I und das negativladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests von Tonerbildern wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die obigen Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurden.
Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Beispiel 10

Fixiertests des Tonerbilds wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme daß der Druck der Fixierwalze und der Andrückwalze auf 5 kg/cm² geändert wurde. Dieselben guten Ergebnisse wie in Beispiel 1 wurden erhalten.

Beispiel 11

Tonerbilder wurden gebildet, indem der Entwickler aus zwei Komponenten, der den gelben Toner A enthält, der in Beispiel 1 hergestellt wurde, den Entwickler aus zwei Komponenten, der den Cyantoner B enthält, der in Beispiel 2 hergestellt wurde und den Entwickler aus zwei Komponenten, der den Magentatoner C enthält, der in Beispiel 3 hergestellt wurde, verwendet wurde und auch die modifizierte Maschine des Kopierers wurde verwendet, die in Figur 6 gezeigt wird. Die Fixierung wurde in derselben Weise ausgeführt wie in Beispiel 1, um eine vollfarbige Bildfixierung zu bilden. Bei der Fixierung für das vollfarbige Bild wurden dieselben guten Ergebnisse erhalten, wie in Beispiel 1.

Beispiel 12

Fixiertests der Tonerbilder wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Fixierwalze mit einer PTFE-Schicht versehen wurde, anstelle einer PFA-Schicht. Dieselben guten Ergebnisse wie in Beispiel 1 wurden erhalten. Tabelle 1 Tabelle 1 (Fortsetzung)
(1): von der Komponente mit dem Molekulargewicht von ≥ 1500
* Nach 48 Stunden bei 50 ºC
St: Styrol
2 EHAC: 2-Ethylhexylacrylat
MA: Methacrylsäure
MMA: Methyl-methacrylat
PY: Pigment Yellow PB: C.I. Pigment Blue
PR: C.I. Pigment Red CB: Ruß (Carbon black) Tabelle 2 Tabelle 2 (Fortsetzung)
PFA: Tetrafluorethylen/Perfluoroalkylvinylether Copolymer Herumwickel-Widerstandsfähigkeit (gegenüber der Fixierwalze):
A: Ausgezeichnet, B: Gut, C: Brauchbar; F: Versagen
Transparenz auf einem OHP Film: (bei 600 nm Lichttransmittanz)
A: ≥ 70 %, B: 60-70 %, C: 50-60 %, D: < 50 %

Vergleichsbeispiel 1

Styrolmonomer 183 Teile
2-Ethylhexylacrylatmonomer 17 Teile
Paraffinwachs (Smp. 75 ºC) 4 Teile
Pigment Yellow 17 7 Teile
Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer 10 Teile
Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 2 Teile
Ein gelber Toner L wurde mittels Suspension- Polymerisation in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das obige Material verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene gelbe Toner L und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Im Unterschied von der in Beispiel 1 benutzten, wurde eine Fixierwalze verwendet, die eine Fluorkautschuk/Teflonschicht (Tetrafluorethylenharz, PTFE) vom Doppelschichttyp mit einer Oberflächenhärte von 700, einer Schichtdicke von 1,0 mm und einen Walzendurchmesser von 40 mm hat und die Andrückwalze hat eine Einzelschicht aus Siliconkautschuk (HTV) mit einer Oberflächenhärte von 550, einer Schichtdicke von 5,0 mm und einem Walzendurchmesser von 40 mm. Die Fixierwalze und die Andrückwalze waren in Kontakt mit einem Druck von 3 kg/cm². Heizvorrichtungen wurden sowohl in der Fixierwalze als auch in der Andrückwalze eingerichtet. Bei einem Zuführtest eines leeren Papiers, indem diese Fixiervorrichtung verwendet wurde, neigte sich die Ausgaberichtung des Papiers in Richtung der Fixierwalze.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten und die Fixiervorrichtung verwendet wurden. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Fixiervorrichtung, die verschieden von der ist, die in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde verwendet. Die Fixierwalze hatte eine Doppelschicht (RTV/HTV) aus Siliconkautschuk mit einer Dicke der Kautschukschicht von 1 mm, einer Oberflächehärte von 550 und einen Walzendurchmesser von 40 mm und die Andrückwalze hatte eine Walze einer Schicht aus Siliconkautschuk mit einer Oberflächenhärte von 45 º, einer Schichtdicke von 3 mm und einem Walzendurchmesser von 40 mm. Die Fixierwalze und die Andrückwalze waren in Kontakt mit einem Druck von 3 kg/cm². Heizvorrichtungen wurden sowohl in der Fixierwalze als auch in der Andrückwalze eingerichtet. Bei einem Zuführtest eines leeren Papiers, indem diese Fixiervorrichtung verwendet wird, neigte sich die Ausgaberichtung des Papiers in Richtung der Fixierwalze.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der Entwickler aus zwei Komponenten, der im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde und die obige Fixiervorrichtung verwendet wurden. Die Testergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 3

Bilder wurden in derselben Weise reproduziert wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der Entwickler aus zwei Komponenten, der im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Testergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 4

Bilder wurden reproduziert, indem der Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde, der in Beispiel 1 hergestellt wurde und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß die Fixiervorrichtung verwendet wird, die in Vergleichsbeispiel 1 verwendet wird. Die Testergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 5

Styrolmonomer 183 Teile
2-Ethylhexylacrylatmonomer 17 Teile
Paraffinwachs (Smp. 75 ºC) 120 Teile
Pigment Yellow 17 7 Teile
Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer 10 Teile
Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 2 Teile
Ein gelber Toner M wurde mittels Suspension- Polymerisation in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das obige Material verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene gelbe Toner M und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten und die Fixiervorrichtung, die in Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, verwendet wurden. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 6

Bilder wurden reproduziert und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der Entwickler aus zwei Komponenten, der in Vergleichsbeispiel 5 hergestellt wurde und die Fixiervorrichtung, die in Vergleichsbeispiel 2 verwendet wurde, verwendet wurden. Die Testergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 7

Bilder wurden reproduziert und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der Entwickler aus zwei Komponenten, der in Vergleichsbeispiel 5 hergestellt wurde und die Fixiervorrichtung, die in Vergleichsbeispiel 3 verwendet wurde, verwendet wurden. Die Testergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 8

Styrolmonomer 183 Teile
2-Ethylhexylacrylatmonomer 17 Teile
Divinylbenzol 1 Teil
Paraffinwachs (Smp. 75 ºC) 4 Teile
Pigment Yellow 17 7 Teile
Styrol/Methacrylsäure/Methylmethacrylat Copolymer 10 Teile
Chromkomplex der Di-tert-butylsalicylsäure 2 Teile
Ein gelber Toner N wurde mittels Suspension- Polymerisation in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das obige Material verwendet wurde. Auch in derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde der erhaltene gelbe Toner N und das negativ ladbare hydrophobe feine kolloidale Siliciumdioxid-Pulver gemischt und die resultierende Mischung wurde dann mit einem mit Harz beschichteten magnetischem Ferrit-Träger gemischt. Ein Entwickler aus zwei Komponenten wurde so hergestellt.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der obige Entwickler aus zwei Komponenten verwendet wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Testergebnisse werden in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 9

Ein gelber Toner 0 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Wachs mit einem Molekulargewicht von 500 und einem Schmelzpunkt von 50 ºC verwendet wurde und dann wurden 100 Teile des gelben Toners O erhalten und 0,5 Teile eines hydrophoben feinen kolloidalen Siliciumdioxid-Pulvers wurden gemischt, um einen gelben Toner herzustellen.
Dieser gelbe Toner zeigte einen Grad der Agglomeration von 16,1 % in einer Umgebung von einer Temperatur von 23 ºC und einer Feuchtigkeit von 60 % RF und einem Grad der Agglomeration von 55,4 % hat, nachdem er bei 55 ºC für 48 Stunden stehen gelassen wurde. Dieser Toner war minderwertig in der Blocking-Widerstandsfähigkeit verglichen mit dem des Beispiels 1.

Vergleichsbeispiel 10

Ein gelber Toner P wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Wachs mit einem Molekulargewicht von 2000 und einem Schmelzpunkt von 120 ºC verwendet wurde. Der so erhaltene Toner hatte eine breitere Verteilung der Teilchengröße als der Toner aus Beispiel 1 und er zeigte eine mangelhafte Entwicklungs-Leistungsfähigkeit.

Vergleichsbeispiel 11

Im Unterschied zu dem in Beispiel 1 verwendeten, hatte die Fixierwalze eine Doppeischicht (RTV/HTV) aus Siliconkautschuk mit einer Dicke der Kautschukschicht von 3 mm, einer Oberflächehärte von 45 und einem Walzendurchmesser von 40 mm und die Andrückwalze hatte eine Schicht aus Siliconkautschuk mit einer Oberflächenhärte von 55 %, einer Schichtdicke von 1 mm und einem Walzendurchmesser von 40 mm.
Die Fixierwalze und die Andrückwalze waren in Kontakt mit einem Druck von 3 kg/cm². Heizvorrichtungen wurden sowohl in der Fixierwalze als auch in der Andrückwalze eingerichtet. Bei einem Zuführtest eines leeren Papiers, indem diese Fixiervorrichtung verwendet wurde, neigte sich die Ausgaberichtung des Papiers in Richtung der Fixierwalze.
Bilder wurden reproduziert und Fixiertests des Tonerbildes wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß die obige Fixiervorrichtung verwendet wurden. Die Testergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 12

Bildfixiertests wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme daß die Fixierwalze und die Andrückwalze in Kontakt mit einem Druck von 1 kg/cm² gebracht wurden. Die Testergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 3 Tabelle 3 (Fortsetzung)
(1): von der Komponente mit dem Molekulargewicht von ≥ 1500
* Nach 48 Stunden bei 50 ºC
St: Styrol
2 EHAc: 2-Ethylhexylacrylat
DVB: Divinylbenzol
MA: Methacrylsäure
MMA: Methyl-methacrylat
PY: Pigment Yellow Tabelle 4 Tabelle 4 (Fortsetzung)
* Kontamination der Fixierwalze geschah.
PFA: Tetrafluorethylen/Perfluoroalkylvinylether Copolymer
PTFE: Polytetrafluorethylen
Herumwickel-Widerstandsfähigkeit (gegenüber der Fixierwalze):
A: Ausgezeichnet, B: Gut, C: Brauchbar; F: Versagen
Transparenz auf einem OHP Film: (bei 600 nm Lichttransmittanz)
A: ≥ 70 %, B: 60-70 %, C: 50-60 %, D: < 50 %

Claims

1. Wärmedruck-Fixierverfahren umfassend: Übertragung auf ein Transfermedium ein negativ geladenes Tonerbild, das auf einem elektrostatischen Bildträgermedium gebildet worden ist, wobei der Toner ein Wachs mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht (Mw) von 500 bis 1500 und einem Schmelzpunkt von 55 ºC bis 100 ºC in einer Menge von 10 Gewichtsteilen bis 50 Gewichtsteilen enthält, basierend auf 100 Gewichtsteilen eines Vinylharzes; wobei dieses Wachs in jedem Tonerteilchen von diesem Vinylharz eingeschlossen ist, wobei die Verteilung des Molekulargewichts eines in Tetrahydrofuran (THF) löslichen Stoffes, gemessen mittels Gelpermeationschromatographie, das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht (Mw) von 10 000 bis 500 000 beträgt, das durchschnittliche Molekulargewicht der Zahl nach (Mn) von 1000 bis 100 000 beträgt, der Mw/Mn (Wert A) bei 4 bis 20 liegt und der Mw/Mn (Wert-B) für den THFlöslichen Stoff, in dem Bereich eines Molekulargewichts von nicht weniger als 1 500, beträgt 2 bis 10 und

die Fixierung dieses Tonerbilds auf dem Transfermedium, mittels der Verwendung von Fixiermitteln, die eine Fixierwalze und eine Andrückwalze umfassen, die so bereitgestellt gestellt werden, so daß sie im gegenseitigen Druckkontakt stehen, durch welches dieses Transfermedium in der Richtung heraus kommt, die in Richtung der Andrückwalze geneigt ist, von der Linie senkrecht zu einer Linie, die das Zentrum der Fixierwalze und das Zentrum der Andrückwalze verbindet; wobei der Druck der zwischen der Fixierwalze und der Andrückwalze angewendet wird, nicht weniger als 2 kg/cm² beträgt; und die Oberfläche von dieser Fixierwalze ist aus einem Material gemacht, das ein Fluor enthaltendes Material enthält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin dieser Toner Tonerteilchen enthält, die mittels Suspension-Polymerisation gebildet werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin dieser Toner Tonerteilchen enthält, die mittels Suspension-Polymerisation von einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet werden, die zumindest i) 100 Gewichtsteile eines polymerisierbaren Vinylmonomers, ii) von 10 Gewichtsteilen bis 50 Gewichtsteilen an Wachs, das ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht von 500 bis 1500 und einen Schmelzpunkt von 65 ºC bis 80 ºC hat, iii) ein Färbemittel, iv) ein polares Material und v) einen Polymerisationsinitator enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Wachs ein Paraffinwachs ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3, worin dieses polymerisierbare Vinylmonomer ein Styrolmonomer enthält.

6. Verfahren gemäß Anspruch 3, worin dieses polymerisierbare Vinylmonomer ein Styrolmonomer und ein Acrylatmonomer enthält.

7. Verfahren gemäß Anspruch 3, worin dieses polymerisierbare Vinylmonomer ein Styrolmonomer und ein Methacrylatmonomer enthält.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Fixierwalze eine Spindel enthält, die darauf eine elastische Schicht und eine mit Fluorharz beschichtete Schicht hat, die auf dieser elastischen Schicht gebildet ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin diese Andrückwalze eine härtere Oberflächenschicht als die Fixierwalze hat und eine Kautschukhärte gemäß JIS-A von nicht weniger als 40 º hat.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin diese Andrückwalze eine härtere Oberflächenschicht als die Fixierwalze hat und eine Kautschukhärte gemäß JIS-A von nicht weniger als 50 º hat.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Fixierwalze eine weichere Oberflächenschicht als die Andrückwalze hat und eine Kautschukhärte gemäß JIS-A von 30 º bis 70 º hat.

12. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Fixierwalze eine weichere Oberflächenschicht als die Andrückwalze hat und eine Kautschukhärte gemäß JIS-A von 35 º bis 60 º hat.

13. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin dieser Toner einen chromatischen Farbtoner enthält.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin dieser Toner einen gelben Toner, einen magentafarbenen Toner und einen cyanfarbenen Toner enthält.

15. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin diese Fixierwalze und diese Andrückwalze jede mit einer Heizvorrichtung innerhalb der Spindel versehen sind.

16. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin diese Fixierwalze einen Durchmesser von 30 mm bis 90 mm hat, eine elastische Schicht mit einer Dicke von 0,5 mm bis 5 mm auf ihrer Spindel hat und eine Fluorharzschicht mit einer Dicke von 5 µm bis 100 µm auf der elastischen Schicht hat.

17. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin diese Fixierwalze konkav an ihrem Klemmbereich mit der Andrückwalze wird.

18. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin diese Fixierwalze im wesentlichen nicht mit einem Siliconöl beschichtet ist.

19. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin der THF-lösliche Stoffe in diesem Toner ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht (Mw) von 15 000 bis 200 000, ein durchschnittliches Molekulargewicht der Zahl nach (Mn) von 2000 bis 30 000 und einen Mw/Mn (Wert-A) von 5 bis 15 hat.

20. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin der Mw/Mn (Wert B) für die Fraktion des THF-löslichen Stoffs, der ein Molekulargewicht von nicht weniger als 1500 in einem Chromatogramm hat, das mittels Gelpermeationschromatographie erhalten wird, in diesem Toner von 2,5 bis 8 beträgt, kleiner als der Mw/Mn (Wert-A) bei 2 oder mehr.

21. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin der Toner ein Styrolcopolymer als Bindeharz und ein Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 65 ºC bis 80 ºC enthält und diese Fixierwalze eine mit Fluorharz beschichtete Schicht enthält.

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, worin diese Fixierwalze eine mit einem Tetrafluorethylen - Perfluoralkylvinylether Copolymerharz beschichtete Oberflächenschicht aufweist.

23. Verfahren gemäß Anspruch 21, worin diese Fixierwalze eine mit Polytetrafluorethylenharz beschichtete Oberflächenschicht aufweist.