DE69316787T2

DE69316787T2 - Toner, Verfahren zur dessen Herstellung und Bilderzeugungsgerät unter Anwendung desselben

Info

Publication number: DE69316787T2
Application number: DE69316787T
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Fujikura; Shuitsu Sato; Miho Takigawa; Shinjiro Ueda
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-03-17
Also published as: DE69316787D1; JPH05323654A; EP0570679B1; EP0570679A1; US5320926A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrophotographischen Toner, der verwendet wird, um ein Bild aus einem Tonerbild zu erzeugen, das in einem elektrostatischen Trocken-Kopierprozeß durch eine Heizwalze in Kontakt geheizt und auf Papier fixiert wird, ein Verfahren zum Herstellen des Toners und ein den Toner verwendendes Bilderzeugungsgerät.
Gewöhnlich wird ein Kontaktheiz-Fixierverfahren in einem elektrostatischen Trocken-Kopierprozeß weithin verwendet. Gemäß diesem Verfahren wird ein elektrostatisches Latentbild auf einer photoleitenden Schicht auf der Oberfläche eines trommelförmigen lichtempfindlichen Körpers erzeugt und durch einen Toner entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wird durch eine Heizwalze in Kontakt geheizt und auf Papier oder dergleichen fixiert. Obwohl das Kontaktheiz- Fixierverfahren den Vorteil eines hohen thermischen Wirkungsgrades und schnellen Fixierens hat, weist es den Nachteil auf, daß ein Offset-Phänomen auftritt und das Papier um die Heizwalze gewickelt wird.
Um den oben erwähnten Nachteil zu beseitigen, offenbart die veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 1-309075 ein Verfahren zum Anbringen von Wachs an den Oberflächen von Tonern, um den durch eine Heizwalze geheizten und geschmolzenen Tonern eine Trenneigenschaft zu geben.
Die in der japanischen Veröffentlichung offenbarten Toner sind Pulver aus Klebeharz, das einen Farbstoff und ein Ladesteuermittel (engl. charging control agent) enthält, und das Wachs ist an den Pulvern extern angebracht. Weil jedoch das Wachs bei hoher Temperatur leicht erweicht wird und das erweichte Harz klebrig ist, werden Wachspartikel, falls die Toner zur Entwicklungszeit gerührt werden, erweicht und aneinander oder an Tonerpartikeln angebracht, was eine Kohäsion der Toner zur Folge hat. Falls die Toner aneinanderhängen, werden die Tonerpartikel vergrößert, und, selbst wenn die Toner durch Reibung mit Trägern in einer Zweikomponentenentwicklung geladen werden, können sie nicht ausreichend geladen werden. Aus diesem Grund schälen sich die Toner ab, so daß sie die Innenseite einer Kopiermaschine verunreinigen, und ein Fleck tritt auf, was die Bildqualität verschlechtert.
Weil die Oberflächenenergie der in der oben erwähnten japanischen Veröffentlichung offenbarten Toner klein ist, trennt sich das Wachs leicht von den Oberflächen der Tonerpartikel, wenn die Toner in einer Entwicklungseinheit gerührt werden. Falls das getrennte Wachs geladen und an eine lichtempfindliche Trommel angebracht wird, erscheint ein schwarzer Punkt auf einem Bild, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird.
Verwendet man Toner, an die das Wachs angebracht ist, als Entwickler, wird das von den Tonerpartikeln getrennte Wachs an der lichtempfindlichen Trommel angebracht&sub1; so daß ein Film gebildet und somit die Erzeugung eines guten Bildes verhindert wird. Es ist folglich notwendig, das Wachs von der lichtempfindlichen Trommel durch eine Reinigungswalze zu entfernen. Aus diesem Grund weist das herkömmliche Verfahren den Nachteil auf, daß die lichtempfindliche Trommel stark abgenutzt wird, so daß ihre Lebensdauer reduziert und somit der Wartungsaufwand erhöht wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner, der nicht mit anderen Toner zusammenhängt und ein Bild ohne einen Fleck oder schwarzen Punkt erzeugen kann, ein Verfahren zum Herstellen des Toners und ein den Toner verwendendes Bilderzeugungsgerät zu schaffen.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Toner geschaffen mit:
einem ersten Partikel mit einem thermoplastischen Bindeharz und einem in das thermoplastische Bindeharz eingemisch ten Farbstoff, um diesem eine vorbestimmte Farbe zu verleihen, und mit einem ersten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rt, der in den Bereich 5 um ≤ Rt ≤ 20 um fällt,
einem zweiten Partikel, das an eine Oberfläche des ersten Partikels angebracht ist und aus einem Wachs besteht, um eine Trenneigenschaft des ersten Partikels zu verbessern, mit einem zweiten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rw, der in den Bereich 0,4 um ≤ Rw ≤ 1,6 um fällt, und
einem dritten Partikel, das an eine Oberfläche des zweiten Partikels angebracht ist, um zu verhindern, daß das zweite Partikel direkt mit einem anderen zweiten Partikel in Kontakt steht, mit einem dritten durchschnittlichen Volumendurchmesser Ri, der in den Bereich 0,032 um ≤ Ri ≤ 0,128 um fällt, wobei das dritte Partikel aus Silika bzw. Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Bariumtitanat, Magnesiumtitanat, Kalziumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid, Chromoxid, Ceroxid, Antimonoxid, Zirkonoxid, Siliziumkarbid besteht.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Toners geschaffen mit den Schritten:
Mischen eines thermoplastischen Bindeharzes und eines Farbstoffs, um dem thermoplastischen Bindeharz eine vorbestimmte Farbe zu verleihen, damit ein erstes Partikel mit einem ersten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rt gebildet wird, wobei 5 um ≤ Rt ≤ 20 um ist,
Mischen eines zweiten Partikels, das aus einem Wachs besteht und einen zweiten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rw besitzt, wobei 0,4 um ≤ Rw ≤ 1,6 um ist, mit einem dritten Partikel, das einen dritten durchschnittlichen Volumendurchmesser Ri besitzt, wobei 0,032 um ≤ Ri ≤ 0,128 um ist, und Anbringen des dritten Partikels an eine Oberfläche des zweiten Partikels, um zu verhindern, daß das zweite Partikel mit einem anderen zweiten Partikel direkt in Kontakt steht bzw. gerät, wobei das dritte Partikel aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Bariumtitanat, Magnesiumtitanat, Kalziumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid, Chromoxid, Ceroxid, Antimonoxid, Zirkonoxid, Siliziumkarbid besteht, und
Anbringen des zweiten Partikels an eine Oberfläche des ersten Partikels, um eine Trenneigenschaft des ersten Partikels zu verbessern.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Bilderzeugungsgerät geschaffen mit:
einer Belichtungseinrichtung zum Belichten eines bildtragenden Körpers, um ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen,
einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes mit Hilfe eines Toners, wobei der Toner ein erstes Partikel mit einem ersten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rt, wobei 5 um ≤ Rt ≤ 20 um ist, und mit einem thermoplastischen Bindeharz und einem in das thermoplastische Bindeharz eingemischten Farbstoff, um diesem eine vorbestimmte Farbe zu verleihen, ein zweites Partikel, das an eine Oberfläche des ersten Partikels angebracht ist und aus Wachs besteht, um eine Trenneigenschaft des ersten Partikels zu verbessern, mit einem zweiten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rw, wobei 0,4 um ≤ Rw ≤ 1,6 um ist, und ein drittes Partikel, das an eine Oberfläche des zweiten Partikels angebracht ist, um zu verhindern, daß das zweite Partikel direkt mit einem anderen zweiten Partikel in Kontakt steht bzw. gerät, mit einem dritten durchschnittlichen Volumendurchmesser Ri aufweist, wobei 0,032 um ≤ Ri ≤ 0,128 um ist,
einer Übertragungseinrichtung zum Übertragen eines durch die Entwicklungseinrichtung erzeugten Tonerbildes auf ein Medium, auf dem ein Bild zu erzeugen ist, und
einer Fixiereinrichtung zum Heizen bzw. Erwärmen und Fixieren des Tonerbildes auf dem Medium.
Wenn der Toner der vorliegenden Erfindung und der durch das Tonerherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung erhaltene Toner in einem Bilderzeugungsgerät verwendet werden, tritt keine Kohäsion von Tonern auf; daher kann ein Bild ohne einen Fleck oder schwarzen Punkt erzeugt werden. Verwendet man diese Toner als Entwickler, kann verhindert werden, daß eine lichtempfindliche Trommel beschädigt wird, und der Wartungsaufwand des Geräts kann reduziert werden.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, in denen:
Fig. 1 ein Querschnitt ist, der einen Aufbau eines einen Toner der vorliegenden Erfindung verwendenden Bilderzeugungsgeräts zeigt&sub1; wie z.B. einer elektrophotographischen Kopiermaschine;
Fig. 2 ein Querschnitt ist, der den Toner der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 3 eine Darstellung ist, die Toner zeigt, die Partikel enthalten, die nicht miteinander in Kontakt stehen.
Im folgenden werden ein Toner, ein Verfahren zum Herstellen des Toners und ein den Toner verwendendes Bilderzeugungsgerät mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Aufbau einer elektrophotographischen Kopiermaschine der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist ein als bildtragender Körper dienender trommelförmiger lichtempfindlicher Körper 103 im wesentlichen im zentralen Teil eines Körpers 101 der Kopiermaschine angeordnet und kann in der Richtung des Pfeils a gedreht werden. Die folgenden Vorrichtungen und Einheiten sind um den lichtempfindlichen Körper 103 herum fest angeordnet.
Eine Ladevorrichtung 105 ist angeordnet, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 103 gleichmäßig zu laden, und ein Schlitzglas 107 zum Schlitzbelichten eines Dokumentbildes auf den geladenen lichtempfindlichen Körper 103 als ein optisches Bild ist über dem lichtempfindlichen Körper 103 und auf der stromabwärtigen Seite der Ladevorrichtung 105 in der Drehrichtung des Körpers 103 angeordnet. Eine Entwicklungseinheit 109 zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbildes auf dem lichtempfindlichen Körper 103 durch Anbringen eines Toners an das Latentbild ist auf der stromabwärtigen Seite des Schlitzglases 107 in der Drehrichtung des Körpers 103 angeordnet. Die Entwicklungseinheit 109 enthält mit Trägern magnetischer Substanzen gemischte Toner 110 als Entwickler. Die Toner werden später ausführlich beschrieben. Die Entwicklungseinheit 109 enthält eine Rührwalze 201 zum Rühren der Entwickler durch ihre Drehung, um sie tribo- bzw. reibungselektrisch zu laden, und eine Zufuhrwalze 202 zum Zuführen der durch die Rührwalze 201 gerührten Entwickler zu einer Magnetwalze 203. Die Entwicklungseinheit 109 enthält auch eine Magnetwalze 203, auf der die Nord- und Südpole in ihrer Drehrichtung abwechselnd angeordnet sind, und die Magnetwalze 203 befindet sich nahe am lichtempfindlichen Körper 103 und kann in der Richtung des Pfeils 1 gedreht werden. Eine Übertragungseinheit 111 und ein Trenneinheit 113 sind auf der stromabwärtigen Seite der Entwicklungseinheit 109 in der Drehrichtung des Körpers 103 angeordnet. Die Übertragungseinheit 111 überträgt ein durch die Entwicklungseinheit 109 erzeugtes Tonerbild auf Kopierpapier (im folgenden Papier genannt), und die Trenneinheit 113 trennt das Papier von der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 103.
Eine Reinigungseinheit 115 zum Entfernen etwaiger Toner 110, die auf dem lichtempfindlichen Körper 103 zurückbleiben, nachdem das Tonerbild durch die Übertragungseinheit 111 auf das Papier übertragen wurde, ist auf der stromabwärtigen Seite der Trenneinheit 113 in der Drehrichtung des Körpers 103 angeordnet. Eine Eliminierungseinheit 117 zum Senken des Potentials des lichtempfindlichen Körpers 103 ist zwischen der Reinigungseinheit 115 und der Ladevorrichtung 105 befestigt.
Der Körper 101 enthält ein Dokumentenglas 119, auf das ein Dokument gelegt wird, und ein optisches System 121 zum Bestrahlen des Dokuments auf dem Dokumentenglas 119 und Führen des durch das Dokument reflektierten Lichts zur Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 103. Das optische System 121 weist eine als Lichtquelle dienende Lampe 123, Spiegel 124, 125, 127, 129, 131 und 133 zum Reflektieren von von der Lichtquelle emittiertem Licht und eine Linseneinheit 135 zum Erzeugen eines Bildes aus dem reflektierten Licht auf.
Die Lampe 123 und der Spiegel 124 sind unter dem Dokumentenglas 119 bewegbar angeordnet, und die Spiegel 125 und 127 sind so eingerichtet, daß sie sich mit der halben Geschwindigkeit der Lampe 123 bewegen, um eine optische Weglänge konstant zu halten. Das durch den Spiegel 133 reflektierte Licht tritt durch das Schlitzglas 107 und wird zur Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 103 geführt.
Eine Schale 141 für eine manuelle Papierzufuhr zum Speichern von Papier ist im Mittelteil auf einer Seite des Körpers 103 abnehmbar vorgesehen, und ein Aufnahmewalze 143 zum Aufnehmen des in der Schale 141 gespeicherten Papiers ist über dem Ende der Schale 141 vorgesehen.
Eine Papierentnahmeschale 171 zum Entnehmen des Papiers, auf dem ein Kopiebild erzeugt ist, ist auf der anderen Seite des Körpers 101 angebracht. Zwischen der Schale 141 für die manuelle Papierzufuhr und der Papierentnahmeschale 171 ist ein Beförderungsweg 142 zum Befördern des Papiers eingerichtet. Der Beförderungsweg 142 ist in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Erste und zweite Paare Walzen sind am Körper 101 im stromaufwärtigen Abschnitt des Beförderungsweges 142 angebracht. Das erste Paar Walzen ist der Schale 141 für die manuelle Papierzufuhr benachbart und enthält eine Papierzufuhrwalze 145 und eine Trennwalze 147. Die Papierzufuhrwalze 145 kann in der Richtung von Pfeil b in Fig. 1 gedreht werden und wird verwendet, um das durch die Aufnahmewalze 143 aufgenommene Papier durch ihre Drehung zum zweiten Paar Walzen zu senden. Die Trennwalze 147 ist unter und in Kontakt mit der Papierzufuhrwalze 145 angeordnet. Wenn zwei oder mehr Papierblätter von der Aufnahmewalze 143 zugeführt werden, wird die Trennwalze 147 in einer Richtung gedreht, die zu der der Papierzufuhrwalze 145 entgegengesetzt ist, um das zusätzliche Papier zur Schale 141 für die manuelle Papierzufuhr zurückzuführen. Wenn von der Aufnahmewalze 143 ein Papierblatt zugeführt wird, wird die Trennwalze 147 in der gleichen Richtung wie die Walze 145 gedreht. Das zweite Paar Walzen ist eine Resistwalze (engl. resist roller) 149 mit einer oberen Walze und einer unteren Walze. Die Resistwalze 149 richtet das von der Papierzufuhrwalze 145 geschickte Papier aus, wenn sie die Vorderkante des Papiers berührt, und führt dann das Papier so zu, daß ein Tonerbild auf dem Papier zwischen dem lichtempfindlichen Körper 103 und der Übertragungseinheit 111 aufgebracht wird.
Die Übertragungseinheit 111 und die Trenneinheit 113 sind im wesentlichen in der Mitte des Beförderungsweges 142 angeordnet, und vor bzw. stromabwärts der Trenneinheit 113 ist ein Förderband 151 zum Befördern des Papiers angeordnet. Im stromabwärtigen Abschnitt des Beförderungsweges 142 ist ferner eine Fixiereinheit 153 zum Fixieren der Toner 110 auf dem Papier durch Heizen und Drücken angeordnet. Die Fixiereinheit 153 weist eine Heizwalze 157 und eine Druckwalze 159 auf, die in den Richtungen der Pfeile c und d gedreht werden können. Die Heizwalze 157 enthält eine als Heizvorrichtung dienende Heizlampe 155 und berührt die Druckwalze 159. Die Oberfläche der Heizwalze 157 ist aus einem Metall mit einer guten thermischen Leitfähigkeit gebildet, und die Oberfläche der Druckwalze 159 ist aus elastischem Gummi gebildet, so daß die Walze 159 die Walze 157 leicht berührt.
Im stromabwartigen Abschnitt des Beförderungsweges 142 ist außerdem eine Papierentladewalze 161 zum Entladen des Papiers, auf dem ein Kopiebild erzeugt ist, zur Papierentnahmeschale 171 vorgesehen.
Die oben beschriebene Kopiermaschine arbeitet im folgenden Kopierprozeß.
Die Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 103 wird durch Koronaentladung der Ladevorrichtung 105 gleichmäßig geladen. Die Lampe 123 des optischen Systems 121 scannt das Dokumentenglas 119 von unten, um Licht zu einem Dokument auf dem Glas 119 auszusenden. Das von der Lampe 123 ausgesandte Licht wird reflektiert, und das reflektierte Licht wird zur Linseneinheit 135 geführt. Das reflektierte Licht wird umgekehrt und durch das Schlitzglas 107 zum geladenen lichtempfindlichen Körper 103 geführt. Falls der lichtempfindliche Körper 103 durch das reflektierte Licht belichtet wird, werden von der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 103 Ladungen verloren, wodurch ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird.
In der Entwicklungseinheit 109 werden durch die Zufuhrwalze 202 Toner 110 und Träger, die durch die Rührwalze 201 reibungselektrisch geladen wurden, der Magnetwalze 203 zugeführt. Die Toner 110 und Träger bilden eine magnetische Bürste bzw. einen magnetischen Pinsel auf der Magnetwalze 203 durch Linien der zwischen den Nord- und Südpolen der Magnetwalze 203 gebildeten magnetischen Kraft. Die Träger werden immer mittels Magnetismus zur Magnetwalze 203 angezogen, und die Toner 110 und Träger werden elektrisch zueinander angezogen. Die Magnetwalze 203 und der lichtempfindliche Körper 103 werden gedreht, und, wenn der magnetische Pinsel und das elektrostatische Latentbild auf dem lichtempfindlichen Körper 103 einander näherkommen, werden die Toner 110 von den Trägern durch stärkere elektrostatische Anziehung des elektrostatischen Latentbildes getrennt und dann an dem Bild angebracht. Die an dem elektrostatischen Latentbild angebrachten Toner 110 erzeugen ein Tonerbild. Während der Entwicklung wird verhindert, daß unnötige Toner 110 am lichtempfindlichen Körper 103 angebracht werden, indem eine Entwicklungsvorspannung durch einen (nicht dargestellten) Spannungsgenerator an die Magnetwalze 203 und den lichtempfindlichen Körper 103 angelegt wird.
Von der Papierzufuhrschale 141 werden durch die Zufuhrwalze 143 Papierblätter aufgenommen, und eines der Papierblätter wird durch Drehung der Papierzufuhrwalze 145 und der Trennwalze 147 zur Resistwalze 149 befördert. Die Resistwalze 149 richtet die Vorderkante des Papierblatts aus und schickt es zwischen den lichtempfindlichen Körper 103 und die Übertragungseinheit 111, wodurch das elektrostatische Latentbild des lichtempfindlichen Körpers 103 auf dem Papierblatt aufgebracht wird. Das Tonerbild wird durch die Funktion der Übertragungseinheit 111 auf die Rückseite des Blatts übertragen. Das Blatt, auf dem das Tonerbild erzeugt ist, wird durch die Trenneinheit 113 von der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 103 getrennt und über das Förderband 151 zur Fixiereinheit 153 befördert. In der Fixiereinheit 153 werden die Heizwalze 157, die durch die Heizlampe 155 geheizt wird, und die Druckwalze 159 teilweise gegeneinander gedrückt und in ihre jeweiligen Richtungen gedreht. Während der Drehung dieser Walzen wird veranlaßt, daß das Papierblatt einen Abschnitt passiert, an dem die beiden Walzen so gedrückt werden, daß das Tonerbild der Heizwalze 157 gegenüberliegt, wodurch das Tonerbild auf dem Blatt fixiert wird. Mit anderen Worten werden die Toner 110 durch Wärme von der Heizwale 157 geschmolzen, wird der Wirkungsgrad der Wärmeleitung durch Druck der Druckwalze 159 erhöht, und die Toner dringen die in Fasern des Papierblatts ein.
Das Papier, auf dem im vorhergehenden Prozeß das Kopiebild erzeugt wird, wird über die Papierentladewalze 161 zur Papierentnahmeschale 171 entladen.
Ein Toner, der für die oben beschriebene elektrophotographische Kopiermaschine der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und ein Verfahren zum Herstellen desselben werden nun ausführlich beschrieben.

[Ausführungsform 1]

Zuerst werden 89 Gewichtsteile Styrolacrylharz (Mitsui Toatsu Chemical, Inc.) als Bindeharz präpariert, werden 8 Gewichtsteile Ruß (MA-100: Mitsubishi Chernical Industries Ltd.) als Farbstoff prapariert und werden 1 Gewichtsteil Triphenylrnethan-Derivat (Kopierblau PR: Hoechst) und 1 Gewichtsteil quaternäres Ammoniumsalz (P-51: Orient Chemical) als Ladesteuermittel präpariert. Als ein erster Schritt werden diese Materialien gleichmäßig gemischt und dann durch einen Kneter während dreißig Minuten bei einer Temperatur von 140ºC geknetet. Sie werden gekühlt und dann durch eine Hammermühle gemahlen, um erste Partikel zu erhalten, deren Durchschnittsdurchmesser 11 um beträgt.
Als nächstes wird den ersten Partikeln eine Trenneigenschaft verliehen, um zu verhindern, daß einige durch eine Heizwalze gedrückte und erwärmte Toner auf der Heizwalze zurückbleiben, wenn die Toner fixiert werden. Um zweite Partikel (z.B. Wachs) zu erzeugen, wird Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht (VISCOL 550P: Sanyo Chemical Industries, Ltd.) durch eine Strahlmühle (Mühle vom I-Typ: Nippon Pneumatic) gemahlen, um Wachspartikel zu erhalten, deren Durchschnittsdurchmesser 0,8 um beträgt. Als ein zweiter Schritt wird 1 Gewichtsteil eines Titanoxidpartikels, das als ein drittes Partikel dient (Titan Kogyo K.K.), dessen Durchschnittsdurchmesser 0,07 um ist, mit 5 Gewichtsteilen der als das zweite Partikel dienenden Wachspartikel durch einen Hybridisierer gemischt.
Danach wird 1 Gewichtsteil der zweiten Partikel mit den dritten Partikeln mit 10 Gewichtsteilen der ersten Partikel während drei Minuten durch den Hybridisierer gemischt, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit auf 750 UpM eingestellt ist. Die zweiten Partikel werden an der Oberfläche des ersten Partikels angebracht, indem die zweiten Partikel mechanisch auf das erste Partikel treffen, um dadurch den in Fig. 2 dargestellten Toner zu erhalten. Im in Fig. 2 gezeigten Toner ist Wachs 2 der zweiten Partikel an der Oberfläche eines Bindeharzes der ersten Partikel angebracht, und winzige nichtmagnetische Partikel 3 dritter Partikel sind an der Oberfläche des Wachses 2 angebracht.
Die zweiten Partikel, die außen an den Oberflächen der ersten Partikel angebracht sind, die durch ein thermoplastisches Bindeharz und einen Farbstoff gebildet werden, stehen miteinander nicht in Kontakt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die dritten Partikel sind außen an den zweiten Partikeln angebracht. Weil die zweiten Partikel mechanisch auf die ersten Partikel treffen, werden sie zerbrochen und an den ersten Partikeln angebracht. Wenn die als die ersten Partikel dienenden Tonerpartikel einander näherkommen, berühren die als die zweiten Partikel dienenden Wachspartikel einander nicht mit der Folge, daß keine Kohäsion der Tonerpartikel auftritt.
97 Gewichtsteile Ferritträger (TDK Corporation) wurden gerührt und durch eine Kugelmühle mit 6 Gewichtsteilen Toner gemischt, um einen Entwickler herzustellen. Dieser Entwickler wurde für eine elektronische Kopiermaschine (ED2510: Toshiba Corporation) verwendet, um 10.000 Kopien bei einer Temperatur von 35ºC und einer Feuchtigkeit von 75 % herzustellen. Die durch die Kopien erzeugten Bilder waren gute Bilder ohne schwarze Punkte, und es trat keine Kohäsion von Tonern auf. Um die Offset-Eigenschaft der Toner zu untersuchen, wurde überdies die Temperatur einer Heizwalze einer Fixiereinheit der oben erwähnten elektronischen Kopiermaschine erhöht, um die Toner zu fixieren. Die Folge war, daß kein Offset-Phänomen auftrat, bis die Temperatur 240ºC erreichte, und die Toner eine gute Anti-Offset-Eigenschaft aufwiesen.

[Ausführungsform 2]

Nachdem das Polypropylen mit geringem Molekulargewicht in der Ausführungsform 1 gemahlen ist, wird die Mischungsmenge der zweiten Partikel, d.h. des Polypropylen mit geringem Molekulargewicht, an das Titanoxid angebracht ist, mit den ersten Partikeln von 1 Gewichtsteil in 0,08 Gewichtsteile geändert, wodurch Toner gebildet werden. Wie in der Ausführungsform 1 wurde aus diesen Tonern ein Entwickler präpariert, um eine Kopie zu erstellen, mit dem Ergebnis, daß die Toner eine gute Anti-Offset-Eigenschaft aufwiesen und keine Kohäsion der Toner auftrat oder keine schwarzen Punkte erzeugt wurden.

[Ausführungsform 3]

Nachdem das Polypropylen mit geringem Molekulargewicht in der Ausführungsform 1 gemahlen ist, wird die Mischungsmenge der zweiten Partikel mit den ersten Partikeln von 1 Gewichtsteil in 10 Gewichtsteile geändert, wodurch Toner gebildet werden. Wie in der Ausführungsform 1 wurde ein Entwickler aus diesen Tonern prapariert, um eine Kopie zu erstellen, mit dem Ergebnis, daß die Toner eine Anti-Offset- Eigenschaft aufwiesen und keine Kohäsion der Toner auftrat oder keine schwarzen Punkte erzeugt wurden.

[Ausführungsform 4]

Härtendes Rizinus- bzw. Castoröl (Castor Wax Nippon Oil and Fats Co., Ltd.) wird für Wachs zum Verhindern eines Offset-Phänomens der Ausführungsform 1 verwendet, wodurch Toner erhalten werden. Wie in der Ausführungsform 1 wurde ein Entwickler aus diesen Tonern prapariert und bewertet. Die Folge war, daß die erhaltenen Toner eine gute Anti- Offset-Eigenschaft aufwiesen und keine Kohäsion der Toner auftrat oder keine schwarzen Punkte erzeugt wurden, wie in dem Fall des Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht.

[Ausführungsform 5]

Polyethylen (High Wax 200P: Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) wird für Wachs zum Verhindern eines Offset- Phänomens der Ausführungsform 1 verwendet, wodurch Toner erhalten werden. Wie in der Ausführungsform 1 wurde ein Entwickler aus diesen Tonern präpariert und mit dem Ergebnis bewertet, daß die Toner eine gute Anti-Offset-Eigenschaft aufwiesen und keine Kohäsion der Toner auftrat oder keine schwarzen Punkte erzeugt wurden.

[Ausführungsform 6]

Die äußere Anbringung des Titanoxids nichtmagnetischer Partikel der dritten Partikel an dem Wachs der zweiten Partikel in der Ausführungsform 1 wurde anstelle des Hybridisierers durch Mechanofusion (AM-15F: Hosokawa Micron) ausgeführt. Die folgenden Operationen waren die gleichen wie diejenigen der Ausführungsform 1. Die Toner der Ausführungsform 6 wurden bewertet und erzeugten so die gleichen Effekte wie diejenigen der Ausführungsform 1.

[Vergleich 1]

87 Gewichtsteile Sytrolacrylharz, das zum Herstellen der ersten Partikel in der Ausführungsform 1 verwendet wurde, und derselbe Farbstoff und dasselbe Ladesteuermittel wie diejenigen der Ausführungsform 1, deren Betrag jeweils der gleiche wie der des Styrolacrylharzes war, wurden präpariert. 3 Gewichtsteile Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, das nicht gemahlen wurde oder an das außen kein Titanoxid angebracht wurde, wurden mit dem obigen Styrolacrylharz und den Mitteln gemischt, und sie wurden geknetet, um Partikel zu erhalten, deren durchschnittlicher Volumendurchmesser 11 um ist, gemäß dem gleichen Verfahren wie das der Ausführungsform 1. 0,2 Gewichtsteile Siliziumdioxid (R972: Aerogel) wurden dann mit den Partikel gemischt, um Toner zu bilden. Wie in der Ausführungsform 1 wurde ein Entwickler aus den Tonern präpariert und dann bewertet. Die Folge war, daß ein Offset-Phänomen bei einer Temperatur von 210ºC der Fixiereinheit auftrat und ein schwarzer Punkt erschien, als die Kopienzahl 8.000 erreichte.

[Vergleich 2]

1 Gewichtsteil Wachs der zweiten Partikel, das nur gemahlen und an das das Titanoxid der dritten Partikel nicht angebracht wurde, wurde außen an 100 Gewichtsteile der ersten Partikel angebracht, um einen Entwickler zu bilden. Der Entwickler wurde wie in der Ausführungsform 1 mit dem Ergebnis bewertet, daß eine Kohäsion von Tonern auftrat und ein schwarzer Punkt erzeugt wurde, als die Kopienzahl 3.000 erreichte.
Verschiedene Änderungen und Abwandlungen an den obigen Ausführungsformen können unter Verwendung der folgenden Materialien vorgenommen werden. Das in den obigen Ausführungsformen verwendete Wachs kann durch eine Normalreihe und Isoparaffin, die Naturprodukte sind oder jeweils 15 oder mehr Kohlenstoffatome haben, eine Verbindung der Normalreihe und Isoparaffin mit einer ungesättigten Gruppe, Chloride der Normalreihe und Isoparaffin, Fettsäure mit 15 oder mehr Kohlenstoffatomen, Alkohol und Ester der Fettsäure, Chloriden des Alkohol und Esters, Fettsäuremetallsalz mit 15 oder mehr Kohlenstoffatomen, eine Fettsäurenamidoklasse mit einer Kohlenwasserstoffkette mit 15 oder mehr Kohlenstoffatomen, eine Diafettsäurenamidoklasse, eine niedermolekulare Polyolefinverbindung, eine Silikonverbindung, eine Fluorverbindung und dergleichen ersetzt werden.
Die nichtmagnetischen Partikel der dritten Partikel, die an die Oberfläche des Wachses der zweiten Partikel angebracht sind, können durch Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Banumtitanat, Magnesiumtitanat, Calciumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid, Chromoxid, Ceroxid, Antimonoxid, Zirkonoxid, Siliziumkarbid oder dergleichen ersetzt werden. Das Titanoxid und Aluminiumoxid sind besonders für die nichtmagnetischen Partikel geeignet, weil sie kaum eine Polarität aufweisen und beinahe neutral sind und somit weder die Ladeeigenschaft der Toner noch der Träger beeinflussen, die in der Zweikomponentenentwicklung verwendet werden.
Die folgenden Beziehungen zwischen dem Wachs und nichtmagnetischen Partikeln sind für eine Anbringung der Partikel notwendig. Vorausgesetzt, der durchschnittliche Volumendurchmesser des ersten Partikels sei Rt, der des Wachses des zweiten Partikels sei Rw und der des nichtmagnetischen Partikels des dritten Partikels sei Ri, gelten die folgenden Beziehungen.
5 um ≤ Rt ≤ 20 um
0,4 um ≤ Rw ≤ 1,6 um
0,032 um ≤ Ri ≤ 0,128 um
Bezüglich des Mischungsverhältnisses der ersten, zweiten und dritten Partikel ist es wünschenswert, daß 100 Gewichtsteile der ersten Partikel, 4,8 bis 43,0 Gewichtsteile des Wachses und 6,7 bis 13,9 Gewichtsteile der nichtmagnetischen Partikel zugesetzt werden sollten.
Falls die obigen Beziehungen erfüllt sind, können die nichtmagnetischen Partikel etwa 50 bis 100 % der Oberfläche des Wachses bedecken, und das Wachs kann etwa 50 bis 100 % der Oberfläche des ersten Partikels bedecken. Falls zusätzliche nichtmagnetische Partikel an die Oberfläche des Wachses angebracht werden, wird eine lichtempfindliche Trommel beschädigt. Falls die nichtmagnetischen Partikel knapp werden, ist es unmöglich, zu verhindern, daß Wachs an anderem Wachs anhaftet. Falls zusätzliches Wachs an die Oberfläche des ersten Partikels angebracht wird, tritt eine Kohäsion von Tonern auf und werden schwarze Punkte erzeugt. Falls das Wachs knapp wird, kann ein Offset-Phänomen nicht verhindert werden.
Styrol, wie z.B. Polystyrol, Poly-p-Chlorstyrol, Polyvinyltoluol, Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer und Styrol- Vinyltoluol-Copolymer; ein Homopolymerisat eines Substituts für das Styrol, ein Copolymer des Styrols und des Homopolymerisats; ein Copolymer eines Styrols, wie z.B. Styrolmethyl-Acrylat-Copolymer, Styrol-Ethyl-Acrylat-Copolymer und Styrol-n-Butyl-Acrylat-Copolymer und Acrylat; ein Copolymer eines Styrols, wie z.B. Styrol-Methyl-Methacrylat-Copolymer, Styrol-Ethyl-Methacrylat-Copolymer und Styrol-n-Buthyl- Methacrylat-Copolymer und Methacrylat, und dergleichen können als das Bindeharz verwendet werden. Außerdem können auch ein Styrol-Reihe-Copolymer von Styrol, wie z.B. Styrol- Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Vinyl-Methylether-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Vinyl-Methyl-Keton- Copolymer, Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymer und Styrol- Ester-Maleat-Copolymer und ein Vinyl-System-Monomer, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyester, Polyamid; Epoxydharz, Polyvinylbutyral, Polylacrylsäure, Phenolharz, aliphatisch oder alizyklisch, Kohlenwasserstoffharz, Petroleumharz, chloriertes Paraffin und dergleichen als das Bindeharz entweder allein oder in Kombination verwendet werden.
Phthalocyaninblau, Indanthrenblau, Peacock-Blau, Permanentrot, Coccusrot, Rhodaminfarblack, Hansagelb, Permanentgelb, Benzingelb, Nigrosinfarbstoffe, Anilinblau, Alcoilblau, Chromgelb, Ultramarinblau, Du Pont Ölrot, Cyaningelb, Methylenblau, Malachitgrün, Lampenschwarz, Bengalisch-Rose, Eisenschwarz, Ultramarin, Phthalocyaningrün, Calcoilblau, Chinacridon, Triarylmethanreihe-Farbstoffe, Monoazopigment, Disazopigment und dergleichen können als der Farbstoff entweder allein oder in Kombination verwendet werden. Es ist vorzuziehen, den Farbstoff mit 0,5 bis 3 Gewichtsprozent zuzusetzen. Falls die Menge des Farbstoffes geringer als 0,5 Gewichtsprozent ist, kann Harz nicht gefärbt werden. Falls die Menge 3 Gewichtsprozent übersteigt, beeinflußt der Farbstoff die Ladeeigenschaft der Toner nachteilig.
Außerdem können eines oder zumindest zwei von allen Ladesteuermitteln der Steuermittel für die negative Elektrode, wie z.B. Alkyl-Salicylsäure-Metall-Chelat, chlorierter Polyester, Polyester mit zusätzlichen Säureradikalen, chloriertes Polyolefin, Metallsäure einer Fettsäure und Seife einer Harzsäure, und der Steuermittel für die positive Elektrode, wie z.B. Dimethylaminoethylmethacrylat-Styrol-Copolymer, fluoraktiviertes Mittel, hydrophobes Silziumdioxid und quaternäres Ammoniumsalz, als das Ladesteuermittel verwendet werden.
Die Toner der obigen Ausführungformen werden als Zweikomponentenentwickler verwendet; sie können jedoch als Monokomponentenentwickler verwendet werden. Glasperlen, Eisenpulver, Ferrit, magnetische Teilchen und dergleichen können als die Träger verwendet. Es ist vorzuziehen&sub1; einen Mischer, der einen hohen mechanischen Druck ausüben kann, wie z.B. einen Hybridisierer, und eine Mechanofusion im Prozeß zum Herstellen von Tonern zu verwenden.

Claims

1. Elektrofotographischer Toner umfassend:

erste Partikel (1) mit einem thermoplastischen Bindeharz und einem in das thermoplastische Bindeharz eingemischten Farbstoff, um diesem eine vorbestimmte Farbe zu verleihen, und mit einem ersten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rt, der in den Bereich 5 um ≤ Rt ≤ 20 um fällt,

zweite Partikel (2), die an eine Oberfläche der ersten Partikel angebracht sind und aus einem Wachs bestehen, um eine Trenneigenschaft der ersten Partikel zu verbessern, mit einem zweiten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rw, der in den Bereich 0,4 um ≤ Rw ≤ 1,6 um fällt, und

dritte Partikeln (3), die an eine Oberfläche der zweiten Partikel angebracht sind, um zu verhindern, daß der zweite Partikel direkt mit einem anderen zweiten Partikel in Kontakt steht, mit einem dritten durchschnittlichen Volumendurchmesser Ri, der in den Bereich 0,032 um ≤ Ri ≤ 0,128 um fällt, wobei die dritten Partikel (3) aus Silika, Aluminiumoxid, Titanoxid, Bariumtitanat, Magnesiumtitanat, Kalziumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid, Chromoxid, Cerioxid, Antimonoxid, Zirkonoxid, Siliziumkarbid bestehen.

2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Partikel (3) eine elektrisch neutrale Substanz besitzen.

3. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Partikel (3) eine nichtmagnetische Substanz besitzen.

4. Verfahren zum Herstellen eines elektrofotographischen Toners mit den Schritten:

Mischen eines thermoplastischen Bindeharzes und eines Farbstoffs, um dem thermoplastischen Bindeharz eine vorbestimmte Farbe zu verleihen, damit erste Partikel (1) mit einem ersten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rt gebildet werden, wobei 5 um ≤ Rt ≤ 20 um ist,

Mischen von zweiten Partikeln (2), die aus einem Wachs bestehen und einen zweiten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rw besitzen, wobei 0,4 um ≤ Rw ≤ 1,6 um ist, mit dritten Partikeln (3), die einen dritten durchschnittlichen Volumendurchmesser Ri besitzen, wobei 0,032 um ≤ Ri ≤ 0,128 um ist, und Anbringen der dritten Partikel an eine Oberfläche der zweiten Partikel, um zu verhindern, daß die zweiten Partikel direkt mit anderen zweiten Partikeln in Kontakt stehen bzw. geraten, wobei die dritten Partikel (3) aus Silika, Aluminiumoxid, Titanoxid, Bariumtitanat, Magnesiumtitanat, Kalziumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid, Chromoxid, Cerioxid, Antimonoxid, Zirkonoxid, Siliziumkarbid bestehen, und Anbringen der zweiten Partikel an eine Oberfläche der ersten Partikel, um eine Trenneigenschaft der ersten Partikel zu verbessern.

5. Elektrofotographiebilderzeugungsgerät mit

einer Belichtungseinrichtung (121) zum Belichten eines bildtragenden Körpers, um ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen,

einer Entwicklungseinrichtung (109) zum Entwickeln des elektrostatischen Latentbilds mit Hilfe eines Toners, wobei der Toner erste Partikel mit einem ersten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rt, wobei 5 um ≤ Rt ≤ 20 um ist, und mit einem thermoplastischen Bindeharz und einem in das thermoplastische Bindeharz eingemischten Farbstoff, um diesem eine vorbestimmte Farbe zu verleihen, zweite Partikel, die an eine Oberfläche der ersten Partikel angebracht sind und aus einem Wachs bestehen, um eine Trenneigenschaft der ersten Partikel zu verbessern, mit einem zweiten durchschnittlichen Volumendurchmesser Rw, wobei 0,4 um ≤ Rw ≤ 1,6 um ist, und dritte Partikel, die an eine Oberfläche der zweiten Partikel angebracht sind, um zu verhindern, daß der zweite Partikel direkt mit anderen zweiten Partikeln in Kontakt steht, mit einem dritten durchschnittlichen Volumendurchmesser Ri, wobei 0,032 um ≤ Ri ≤ 0,128 um ist, umfaßt,

einer Übertragungseinrichtung (111) zum Übertragen eines von der Entwicklungseinrichtung erzeugten Tonerbilds an ein Medium, auf dem ein Bild zu erzeugen ist, und

einer Fixiereinrichtung (153) zum Erwärmen und Fixieren des Tonerbilds auf dem Medium.