DE69837306T2

DE69837306T2 - Toner zur Entwicklung elektrostatischer Bilder und Bildaufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE69837306T2
Application number: DE69837306T
Authority: DE
Inventors: Akira Ohta-ku Hashimoto; Tsutomu Ohta-ku Kukimoto; Satoshi Ohta-ku Yoshida; Manabu Ohta-ku Ohno; Yasukazu Ohta-ku Ayaki; Satoshi Ohta-ku Handa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: US5948584A; DE69837306D1; EP0880080A1; EP0880080B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, die in Bilderzeugungsverfahren, wie etwa Elektrophotographie, elektrostatisches Drucken verwendet werden, und auf ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des Toners. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, der für die Erzeugung eines sichtbaren Bildes des Toners verwendet wird, welches gemäß einem Fixierungsschema fixiert wird, wobei das Tonerbild unter Anwendung von Wärme und Druck auf ein eine Übertragung empfangenes Material, wie etwa Papier, fixiert wird, und auf ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des Toners.
Bisher ist eine große Anzahl von elektrophotographischen Verfahren bekannt, einschließlich denen, die in den US Patenten Nr. 2,297,691; 3,666,363; und 4,071,361 offenbart werden. In diesen Verfahren wird allgemein ein elektrostatisches latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Element mit einem lichtleitfähigen Material durch verschiedene Mittel erzeugt, dann wird das latente Bild mit einem Toner entwickelt, und das resultierende Tonerbild wird über oder ohne ein intermediäres Übertragungselement auf ein eine Übertragung (empfangenes) Material, wie etwa Papier usw. wie erwünscht übertragen, durch Erwärmen, Pressen oder Erwärmen und Pressen oder mit einem Lösungsmitteldampf fixiert, um eine Kopie oder einen Druck zu erhalten, der ein fixiertes Tonerbild trägt. Ein Teil des auf dem lichtempfindlichen Element verbleibenden Toners, der nicht übertragen wird, wird durch verschiedene Mittel gereinigt und die vorher erwähnten Schritte werden für einen nachfolgenden Zyklus der Bilderzeugung wiederholt.
Ein Beispiel eines herkömmlichen Vollfarb-Bilderzeugungsverfahrens wird nun beschrieben. Ein lichtempfindliches Element (ein ein elektrostatisches Bild tragendes Element) in der Form einer Trommel wird gleichmäßig durch eine primäre Ladevorrichtung geladen und dann einer bildweisen Exposition mit durch ein Magentabildsignal moduliertes Laserlicht, erhalten von einem Original, unterzogen, um ein elektrostatisches Bild auf der lichtempfindlichen Trommel zu erzeugen, welches dann mit einem in einer Magentaentwicklungsvorrichtung enthaltenen Magentatoner entwickelt wird, um ein Magentatonerbild zu erzeugen. Dann wird das auf der lichtempfindlichen Trommel erzeugte Magentatonerbild direkt oder indirekt auf ein Übertragungsmaterial durch die Wirkung einer Übertragungsladevorrichtung übertragen.
Die lichtempfindliche Trommel wird nach der vorher erwähnten Entwicklung eines elektrostatischen Bildes von der Ladung durch eine Vorrichtung zur Ladungsentfernung befreit und durch eine Reinigungseinrichtung gereinigt, um für einen nachfolgenden Cyan-Bilderzeugungszyklus einschließlich Wiederladung mit einer primären Ladevorrichtung, einer Cyan-Tonerbilderzeugung und eine Übertragung des Cyan-Tonerbildes auf das Übertragungsmaterial, das das Magentatonerbild bereits übertragen darauf trägt, vorbereitet zu sein, weiterhin gefolgt durch einen Erzeugungszyklus für ein gelbes Bild und einen Erzeugungszyklus für ein schwarzes Bild, um das Übertragungsmaterial mit Vierfarbtonerbildern darauf zu versehen. Dann wird das Übertragungsmaterial, das die Vierfarbtonerbilder trägt, einer Fixierung unter Anwendung von Wärme und Druck unterzogen, wodurch ein Vollfarbbild erzeugt wird.
In den vergangenen Jahren wurde ein Bilderzeugungsgerät, das ein vorher beschriebenes Bilderzeugungsverfahren durchführt, nicht nur als ein Geschäftskopierer für die einfache Reproduktion eines Originals verwendet, sondern wurde ebenfalls als ein Drucker, typischerweise ein Laserstrahldrucker (LBP) für die Computerausgabe und als ein privater Kopierer (PK) für individuelle Verwender eingesetzt.
Zusätzlich zu derartigen Verwendungen, die repräsentativ durch einen Laserstrahldrucker erfüllt werden, ist die Anwendung des grundlegenden Bilderzeugungsmechanismus bei einem Normalpapier Faksimilegerät ebenfalls beliebt.
Für derartige Verwendungen war es erforderlich, dass das Bilderzeugungsgerät eine geringere Größe und ein geringeres Gewicht hat und eine höhere Geschwindigkeit, höhere Qualität und höhere Verlässlichkeit erfüllt. Demgemäß wurde das Gerät in verschiedenen Hinsichten aus einfacheren Elementen aufgebaut. Im Ergebnis ist es erforderlich, dass der hierfür verwendete Toner höhere Leistungsfähigkeiten zeigt. Ferner entstand, gemäß den verschiedenen Bedürfnissen für das Kopieren und Drucken, eine größere Nachfrage für die Farbbilderzeugung, und eine höhere Bildqualität und eine höhere Auflösung sind für die getreue Nachbildung eines Originalfarbbildes erforderlich. Es gibt ebenfalls eine steigende Nachfrage für ein Bilderzeugungssystem, das die Erzeugung eines Bildblatts mit Bildern auf beiden Seiten von einem Originalblatts mit Bildern auf beiden Seiten erlaubt.
Um den Anforderungen für einen Toner, der in einem derartigen Farbbilderzeugungsverfahren verwendet wird, zu entsprechen, ist es erforderlich, dass jeder Toner eine hervorragende Schmelzbarkeit und Farbmischeigenschaft beim Erwärmen unter Ausübung eines Drucks hat. Zu diesem Zweck ist es bevorzugt einen Toner zu verwenden, der einen niedrigen Erweichungspunkt und eine Schmelzviskosität hat, welche scharf auf einem geringen Wert unterhalb einer bestimmten Temperatur sinkt (d.h. einen hohen Grad an präziser Schmelzeigenschaft). Durch die Verwendung eines derartigen Toners ist es möglich, eine Farbkopie zur Verfügung zu stellen, die einen breiteren Bereich der Farbreproduktionsfähigkeit erfüllt und getreu dem Originalbild ist.
Jedoch hat ein derartiger Farbtoner mit einem hohen Grad an präziser Schmelzfähigkeit allgemein eine hohe Affinität zu einer Fixierungswalze und neigt dazu, ein „Offsetting" auf der Fixierungswalze zum Zeitpunkt der Fixierung zu verursachen.
Insbesondere in dem Fall einer Fixiervorrichtung für ein Farbbilderzeugungsgerät werden mehrere Tonerschichten einschließlich der von magentafarbenem Toner, cyanfarbenem Toner, gelbem Toner und schwarzem Toner auf einem eine Übertragung empfangenen Material ausgebildet, so dass das Offsetting als ein Ergebnis einer erhöhten Tonerschichtdicke verursacht werden kann.
Bisher wurde es praktiziert, um die Anhaftung eines Toners auf einer Fixierungswalzenoberfläche zu vermeiden, die Walzenoberfläche aus einem Material, wie etwa einem Siliconkautschuk oder einem fluorhaltigen Harz auszubilden, das eine hervorragende Ablösungsfähigkeit gegenüber dem Toner hat, und die Walzenoberfläche mit einem Film einer Flüssigkeit, die eine hohe Ablösungsfähigkeit zeigt, zu beschichten, wie etwa ein Siliconöl oder ein fluorhaltiges Öl, zu dem Zweck der Verhinderung von Offset und der Verschlechterung der Walzenoberfläche. Jedoch erfordert eine derartige Maßnahme, obwohl sie sehr wirkungsvoll zur Vermeidung von Toner-Offset ist, eine Ausstattung für die Zufuhr der den Offset vermeidenden Flüssigkeit, und verkompliziert die Fixierungsvorrichtung. Außerdem kann die Ölaufbringung ein Ablösen zwischen den die Fixierungswalze bildenden Schichten fördern, was folglich eine kürzere Lebensdauer der Fixierungswalze verursacht.
Demgemäß wurde auf der Grundlage eines Konzepts der Nichtverwendung einer derartigen ein Siliconöl zuführenden Vorrichtung, aber der Zufuhr einer Offsetvermeidenden Flüssigkeit von Tonerteilchen bei Erwärmen unter Druck, vorgeschlagen, ein Ablösungsmittel, wie etwa ein niedermolekulares Polyethylen oder ein niedermolekulares Polypropylen, in die Tonerteilchen einzubringen.
Zum Beispiel wurde das Einbringen eines Wachses in Tonerteilchen in der japanischen Patentveröffentlichung (JP-B) 52-3304, JP-B 52-3305 und der japanischen offengelegten Patenanmeldung (JP-A) 57-52574 offenbart.
Ferner ist das Einbringen eines Wachses in Tonerteilchen ebenfalls in JP-A 3-50559, JP-A 2-79860, JP-A 1-109359, JP-A 62-14166, JP-A 61-273554, JP-A 61-94062, JP-A 61-138259, JP-A 60-252361, JP-A 60-252360 und JP-A 60-217366 offenbart.
Wachs wurde verwendet, um verbesserte Anti-Offset-Eigenschaften des Toners bei niedrigen oder hohen Temperaturen zur Verfügung zu stellen, und um ebenfalls eine verbesserte Fixierungsfähigkeit bei niedrigen Temperaturen zur Verfügung zu stellen. Auf der anderen Seite neigt der resultierende Toner dazu, eine geringere Anti-Blockierungseigenschaft oder eine ungleichmäßige Ladungsfähigkeit zu haben.
Um einen Toner mit verbesserter Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit und Hochtemperatur-Anti-Offset-Eigenschaften und ebenfalls verbesserter Anti-Blockierungsleistung bereit zu stellen, wurde vorgeschlagen, ein verbessertes Tonerbindeharz zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel offenbart JP-A 4-250462 einen Toner mit einem Block- oder Pfropf-Copolymer aus kristallinem Polyester und Styrol-Butadien-Copolymer als ein Bindeharzes. JP-A 4-86828 offenbart einen Toner, der ein Bindeharz enthält, erhalten durch Polymerisation von Vinylmonomeren, die 0,01 – 5,0 Gew.-% eines polyfunktionellen Vinylmonomers und eines ungesättigten Polyesters enthalten.
Jedoch hat mit Blick auf die Beispiele von JP-A 4-250462 das Styrol-Butadien-Copolymer vor dem Pfropfen bereits eine sehr hohe massegemittelte Molekülmasse von 7,3 × 10⁵, so dass der resultierende Toner, der ein Bindharz mit dem Polymer nach dem Pfropfen enthält, dadurch eine ungenügende Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit hat.
Der Toner von JP-A 4-86828 enthält ebenfalls ein Harz mit einem Scheitelpunkt der Molekülmasse, die 5 × 10⁴ übersteigt, und lässt demgemäß Raum für Verbesserungen hinsichtlich der Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit, während er einen bestimmten Grad der Verbesserung hinsichtlich der Hochtemperatur-Anti-Offset-Eigenschaften aufweist.
Toner wurden herkömmlicherweise durch das sogenannte Pulverisierungsverfahren hergestellt, aber es wurde ebenfalls ein Toner vorgeschlagen, der durch ein Suspensionspolymerisationsverfahren erhalten wird (JPB 36-10231). In dem Suspensionspolymerisationsverfahren wird eine Monomerzusammensetzung durch gleichmäßiges Mischen (d.h. Lösen oder Dispergieren) eines polymerisierbaren Monomers und eines Farbmittels und wahlweise eines Polymerisationsinitiators, eines Vernetzungsmittels, eines Ladungssteuerungsmittels und anderer Zusatzstoffe hergestellt, und die Monomerzusammensetzung wird in einem wässrigen Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, durch die Wirkung einer geeigneten Rührvorrichtung dispergiert, und einer Polymerisation unterzogen, wodurch Tonerteilchen mit einer erwünschten Teilchengröße zur Verfügung gestellt werden.
Zu dem Zweck der Bereitstellung eines Toners mit einer verbesserten Ladungsfähigkeit durch das Suspensionspolymerisationsverfahren offenbart JP-A 56-116043 ein Tonerherstellungsverfahren, wobei ein reaktionsfähiger Polyester zu einer Vinylmonomerzusammensetzung gegeben wird, die Ruß in einem Anteil von 10 – 50 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Monomers enthält. Der ungesättigte Polyester hat eine sehr hohe massegemittelte Molekülmasse von 1,7 × 10⁵ und wird in einer großen Menge verwendet, so dass verständlich wird, dass der resultierende Toner eine Gesamtmenge an in THF unlöslichem Inhalt und Komponenten mit Molekülmassen oberhalb 10⁶ hat, die 60 Gew.-% des Bindeharzes übersteigen. Im Ergebnis wird verursacht, dass der Toner eine ungenügende Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit hat.
In dem Suspensions-Polymerisationsverfahren wird die Monomerzusammensetzung in Flüssigkeitströpfchen in einem Dispersionsmedium mit einer hohen Polarität, wie etwa Wasser, dispergiert. Demgemäß wird ein Bestandteil mit einer polaren Gruppe, der in der Monomerzusammensetzung enthalten ist, auf der Oberfläche der Tröpfchen konzentriert, d.h. der Grenze zu der wässrigen Phase, und unpolare Bestandteile sind vorherrschend im inneren Teil vorhanden, was folglich eine sogenannte Kern/Schalen-Struktur zur Verfügung stellt.
JP-A 7-120965 offenbart einen Toner mit Tonerteilchen, die mit einem äußeren Schalenharz beschichtet sind, das im Wesentlichen einen amorphen Polyester erhalten durch ein Suspensions-Polymerisationsverfahren enthält. Spezieller offenbart die JP-Schrift ein Verfahren, in dem ein amorpher Polyester mit einem tan δ im Bereich von 1,0 – 20,0 bei 80 – 120°C in einer Styrol usw. enthaltenden Monomerzusammensetzung gelöst wird, und die Monomerzusammensetzung wird einer Polymerisation unterzogen, wodurch gleichzeitig eine äußere Schale des amorphen Polyesters ausgebildet wird. Der so erhaltene Toner kann eine relativ gute Fixierungsfähigkeit aufweisen, aber der amorphe Polyester mit einem tan δ von 1,0 – 20,0 hat nicht notwendigerweise eine gute Löslichkeit in dem Monomer, so dass es schwierig ist, Tonerteilchen mit einer geringen Fluktuation in der Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen.
Ein Toner gemäß dem Polymerisationsverfahren kann in Kombination eine Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit, eine Anti-Blockierungseigenschaft und eine Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaft verwirklichen, welche im Allgemeinen widersprüchlich zueinander sind, und kann den Hochtemperatur-Offset ohne Aufbringen eines Ablösungsmittels, wie etwa eines Öls, auf der Fixierwalze aufgrund der Einkapselung eines Wachsbestandteils als ein Ablösungsmittel vermeiden.
Wie hierin vorher erwähnt, gab es in den vergangenen Jahren eine steigende Nachfrage für den Erhalt eines Kopierblatts oder eines Abbildungsblatts mit Bildern auf beiden Seiten von einem doppelseitigen Bildoriginal oder einem einseitigen Bildoriginal und, um der Nachfrage nachzukommen, ist ein Toner erwünscht, der derartige doppelseitige Bildblätter mit hohen Bildqualitäten mit einer hohen Verlässlichkeit zur Verfügung stellt.
Von den verschiedenen Schwierigkeiten denen bisher begegnet wurde, die die Bildung eines Bildblatts mit Farbbildern auf beiden Seiten aufweist, ist eine der ernsthaftesten Schwierigkeiten das Auftreten von Zusammenrollen des Papiers nach der Fixierung eines Bildes auf einer Seite. Wenn das Zusammenrollen des Papiers übermäßig ist, wird die Transportfähigkeit des einseitigen Bildblattes schlecht und man scheitert folglich daran, ein Bildblatt mit Bildern in hoher Qualität und verlässlich auf beiden Seiten zur Verfügung zu stellen. Um die Schwierigkeit zu lösen ist ein Toner erforderlich, der Bilder mit hoher Qualität mit befriedigender Bilddichte und Farbreproduktionsfähigkeit bei einer geringen Menge des auf das Übertragungsblatt übertragenen Toners zur Verfügung stellt. Um das Erfordernis zu befriedigen, ist es erforderlich, dass der Toner eine verbesserte Farbkraft aufweist. Ferner wird bei dem doppelseitigen Bilderzeugungsverfahren ein Bild auf einer Seite dazu gebracht, zweimal durch die Fixiervorrichtung zu gehen, so dass es erforderlich ist, dass der Toner eine weiter verbesserte Hochtemperatur Anti-Offset-Eigenschaft hat.
EP-A-0 822 458, ein Dokument im Sinne von Art. 54(3) EPÜ, ist auf einen magnetischen schwarzen Toner für die Elektrophotographie gerichtet, welcher ein Bindeharz, ein Farbmittel und ein Wachs enthält. Das Bindharz hat einen in THF unlöslichen Anteil von höchsten 5 Gew.-% und ein THF löslicher Anteil zeigt eine GPC-Molekülmasseverteilung einschließlich eines Anteils von 40 bis 70 % mit einer Molekülmasse unterhalb 5 × 10⁴ (M1), einen Anteil von 20 bis 45 % mit einer Molekülmasse von 5 × 10⁴ bis 5 × 10⁵ (M2) und einen Anteil von 2 bis 25 % mit einer Molekülmasse oberhalb 5 × 10⁵ (M3). Das Bindeharz erfüllt die Beziehung M1 ≥ M2 > M3.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern zur Verfügung zu stellen, bei denen die vorher erwähnten Probleme gelöst sind.
Es ist eine besondere Absicht der vorliegenden Erfindung, einen Toner für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern mit verbesserter Fixierungsfähigkeit und Anti-Offset-Eigenschaft zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere besondere Absicht der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder zur Verfügung zu stellen, der für die Verwendung in einem elektrophotographischen Verfahren geeignet ist, wobei Bilder in hoher Qualität stabil für einen langen Zeitraum ohne nachteilige Beeinträchtigung eines lichtempfindlichen Elements, eines einen Toner tragenden Elements oder eines einen Entwickler tragenden Elements oder eines intermediären Übertragungselements zur Verfügung gestellt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des Toners zur Verfügung zu stellen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Toner zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern wie in Anspruch 1 definiert und ein Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 47 zur Verfügung gestellt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgesetzt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher nach Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen.
Die 1 zeigt ein GPC-Chromatogramm für einen in THF löslichen Bestandteils der Tonerteilchen (A), hergestellt in Beispiel 1.
Die 2A und 2B sind entsprechende Schnittveranschaulichungen der Tonerteilchen, die einen Wachsbestandteil, dispergiert in den Tonerteilchen, enthalten.
Die 3 veranschaulicht schematisch ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts, das geeigneterweise für die Umsetzung einer Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens der Erfindung verwendet wird.
Die 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Entwicklungsgeräts unter Verwendung eines Entwicklers vom Zweikomponententyp, der in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Die 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Entwicklergeräts unter Verwendung eines Entwicklers vom Monokomponententyp, der in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Die 6 ist eine auseinander gezogene Perspektivansicht von wesentlichen Teilen eines Wärme-Druckfixierungsgeräts, das in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Die 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Fixierungsgeräts einschließlich eines Films in einem nicht betriebenen Zustand.
Die 8 ist eine schematische Veranschaulichung eines Bilderzeugungsgeräts, wobei ein nicht übertragener Teil des Toners wiederverwendet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In dem erfindungsgemäßen Toner enthalten die Tonerteilchen wenigstens ein Bindeharz, einen färbenden Stoff bzw. Farbmittel und ein Wachs, wobei

(I) das Bindeharz einen Vinylpolymerbestandteil und einen Polyesterbestandteil umfasst;
(II) das Bindeharz 40 – 99 Gew.-% eines Bestandteils A, 0 – 20 Gew.-% eines Bestandteils B und 0 – 60 Gew.-% eines Bestandteils C enthält, wobei die Bestandteile B und C insgesamt 1 – 60 Gew.-% des Bindeharzes bereitstellen; wobei, auf der Grundlage eines durch Gelpermeationschromatographie erhaltenen Chromatogramms eines in Tetrahydrofuran (THF) löslichen Bestandteils des Bindeharzes, der Bestandteil A Bestandteile mit niedriger und mittlerer relativer Molekülmasse umfasst, die relative Molekülmassen unterhalb von 10⁶ haben, bzw. der Bestanteil B Bestandteile mit hohen relativen Molekülmassen umfasst, die relative Molekülmassen von wenigstens 10⁶ haben, und der Bestandteil C ein in THF unlöslicher Bestandteil des Bindeharzes ist;
(III) das durch GPC erhaltene Chromatogramm des in THF löslichen Bestandteil des Bindeharzes einen Hauptscheitelpunkt in einem relativen Molekülmassenbereich von 3 × 10³ bis 5 × 10⁴ aufweist; und
(IV) die Tonerteilchen einen Formfaktor SF – 1 von 100 – 160 und einen Formfaktor SF – 2 von 100 – 140 haben.

Der Vinylpolymerbestandteil kann aus einem Vinylpolymer gebildet werden, welches ein Vinylhomopolymer, wie etwa ein Styrolhomopolymer, oder ein Vinylcopolymer, wie etwa ein Styrol-Acryl- oder Styrol-(Meth)acrylat-Copolymer ist.
Spezieller können derartige Vinylpolymere aus Vinylmonomeren gebildet werden, Beispiele davon enthalten können: Styrolmonomere, wie etwa Styrol, o-, m- oder p-Methylstyrol und m- oder p-Ethylystyrol, (Meth)acrylatestermonomere, wie etwa Methyl(meth)acrylate, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Behanyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Methylaminoethyl(meth)acrylat und Diethylaminoethyl(meth)acrylat; Butadien, Isopren, Cyclohexen, (Meth)acrylonitril, und Acrylamid. Diese Monomer können alleine oder in Mischungen verwendet werden, um so ein Polymer mit einer theoretischen Glasübergangstemperatur (Tg) von 40 – 75°C zur Verfügung zu stellen, das in Polymer Handbook, Second Edition, III, Seiten 139 – 192 (John Wilery & Sons) beschrieben wird. Wenn die theoretische Glasübergangstemperatur unterhalb 40°C ist, kann der resultierende Toner an Schwierigkeiten hinsichtlich der Lagerungsstabilität und der kontinuierlichen Bilderzeugungsstabilität leiden. Andererseits, bei Übersteigen von 75°C, zeigt der Toner eine erhöhte fixierfähige Temperatur. Dies ist insbesondere unerwünscht für Farbtoner zur Ausbildung von Vollfarbbildern, da die Farbmischbarkeit der entsprechenden Farbtoner verringert wird, und in einer minderwertigen Farbreproduktionsfähigkeit und in OHP-Bildern mit verringerter Transparenz resultiert.
Die Molekülmasse (Verteilung) eines Bindeharzes kann durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen werden. In einem spezifischen Messverfahren wird eine Lösung eines Bindeharzes oder eines Toners mit einem derartigen Bindeharz in Tetrahydrofuran (THF) durch einen lösungsmittelbeständigen Membranfilter mit einer Porengröße (Durchmesser) von 0,2 μm filtriert, um eine Probenlösung zu erhalten, welche dann der GPC unter Verwendung z. B. eines GPC Geräts (z. B. "GPC-150C", erhältlich von Waters Co.) unterzogen zu werden. Die Probenlösung kann so zubereitet werden, dass sie eine Bindharzkonzentration von 0,05 – 0,6 Gew.-% zur Verfügung stellt. Die Probenlösung kann in einer Menge von 50 – 200 μl eingespritzt werden. Die Säulen können eine Serie von z. B. A-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807, erhältlich von Showa Denko K.K., umfassen, und eine Eichkurve zur Bereitstellung einer Molekühlmasseverteilung kann unter Verwendung von Standard-Polystyrolen hergestellt werden. Folglich können typische GPC-Messbedingungen wie folgt zusammengefasst werden.
<GPC-Messbedingungen für Bindharz>

Gerät: GPC-150C (erhältlich von Waters Co.)
Säule: Serien von sieben Säulen von KF801 – 807 (erhältlich von Showalex K.K.)
Temperatur: 40°C
Lösungsmittel: THF
Fließgeschwindigkeit: 1,0 ml/min.
Probe: 0,1 ml einer Probenlösung bei einer Konzentration von 0,05 – 0,6 Gew.-%.

Spezieller kann die Eichkurve als ein Verhältnis zwischen Molekülmassen, die auf eine logarithmische Skala aufgetragen werden, und der Anzahl der Zählungen, die sich durch die GPC-Messung unter Verwendung verschiedener monodisperser Polystyrolstandardproben ergibt, hergestellt werden. Es ist ratsam, wenigstens 10 Standardpolystyrolproben mit Molekülmassen von z. B. 6 × 10², 2,1 × 10³, 4 × 10³, 1,75 × 10⁴, 5,1 × 10⁴, 1,1 × 10⁵, 3,9 × 10⁵, 8,6 × 10⁵, 2 × 10⁶ und 4,48 × 10⁶, erhältlich von z. B. Pressure Chemical Co. oder Toyo Soda Kogyo K.K., zu verwenden. Der Nachweis kann unter Verwendung eines RI-(Refraktionsindex-)Detektors erfolgen. Ein Beispiel eines GPC-Chromatogramms wird in der 1 gezeigt (für den THF löslichen Bestandteil von Tonerteilchen (A), der in Beispiel 1) erhalten wurde.
Das Bindharz, das den Toner der vorliegenden Erfindung aufbaut, enthält den Bestandteil B mit Molekülmassen von wenigstens 10⁶ in einem Anteil von 0 – 20 Gew.-% des Gesamtbindeharzes. Ein größerer Anteil kann eine gute Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaft zur Verfügung stellen, aber resultiert in einer minderwertigen Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit. Der Gehalt des Bestandteils B (Gew.-%), wie hierin erwähnt, basiert auf in der folgenden Art und Weise gemessenen Werten.
Etwa 1 g der Tonerteilchen oder eines Toners wird genau abgewogen und in ein zylindrisches Filterpapier gegeben und in einer 20-stündigen Soxhlet-Extraktion mit 200 ml THF unterzogen. Dann wird das zylindrische Filterpapier herausgenommen und ausreichend unter Vakuum bei 30 – 40°C getrocknet, um ein Restgewicht zu messen.
Der Toner (oder die Tonerteilchen) enthalten andere Bestandteile als das Bindeharz, wie ein Pigment, ein Ladungskontrollmittel, ein Ablösungsmittel und einen externen Zusatzstoff. Demgemäß werden die Anteile dieser anderen Bestandteile und ob sie löslich oder unlöslich in THF sind in Betracht gezogen, um den Gehalt des in THF unlöslichen Materials (der Bestandteil C) in dem Bindeharz gemäß der folgenden Gleichung zu berechnen. THF unlöslicher Anteil im Bindeharz (Gew.-%) = [(das Restgewicht) – (der Anteil von dem Bindharz unterschiedlichen, in THF unlöslichen Bestandteilen)]/[(Gewicht des geladenen Toners (Teilchen)) – (Gesamtgewicht aller vom Bindharz unterschiedlicher Bestandteile)] × 100.
Dann wird ein GPC-Chromatogramm des Bindeharzes durch die vorher erwähnte GPC-Messung erhalten, und aus dem GPC-Chromatogramm wird der Flächenprozentsatz des Bestandteils B mit Molekülmassen von wenigstens 10⁶ in Bezug auf das im THF lösliche Material in dem Bindeharz gemessen. Es wird angenommen, dass der Gewichtsprozentsatz des Bestandteils B in dem THF löslichen Material des Bindeharzes gleich zu dem Flächenprozentsatz des Bestandteils B auf der Grundlage des GPC-Chromatogramms ist. Danach wird der Gewichtsprozentsatz des Bestandteils B in dem in THF löslichen Material in den Nettoprozentsatz davon in dem Gesamtbindeharz einschließlich dem in THF unlöslichen Anteil durch Multiplikation davon mit einem Gewichtsprozentsatz des in THF löslichen Materials in dem Bindeharz umgewandelt.
In dem Fall, in dem der Toner (oder die Tonerteilchen) einen in THF löslichen Bestandteil enthält (wie etwa ein in THF löslicher Wachsbestandteil), der unterschiedlich zum Bindeharz ist, wird die Menge davon (ebenfalls unter Berücksichtigung seiner Molekühlmasse) von dem Bestandteil A und/oder dem Bestandteil B abgezogen, um die Menge der Bestandteile A und B in dem Bindeharz zu erhalten.
Der in der vorher beschriebenen Art und Weise berechnete Wert stellt den Gewichtsprozentsatz des Bestandteils B mit Molekülmassen von wenigstens 10⁶ in dem Gesamtbindeharz dar.
In dem Toner der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt des in THF unlöslichen Materials (des Bestandteils C) in dem Bindharz 0 – 60 Gew.-% des Gesamtbindeharzes. Bei Überschreiten von 60 Gew.-% wird beim resultierenden Toner eine minderwertige Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit verursacht. Selbst wenn der Gehalt an in THF unlöslichen Material 0 Gew.-% ist, können eine gute Anti-Offset-Eigenschaft und kontinuierliche Bilderzeugungseigenschaften erzielt werden, wenn der Gehalt des Bestandteils B im Bereich von 1 – 20 Gew.-% ist.
Der Gesamtgehalt der Bestandteile B und C ist 1 – 60 Gew.-%, bevorzugt 5 – 58 Gew.-% des Bindeharzes. Wenn der Gesamtgehalt unterhalb 1,0 Gew.-% ist, führt das dazu, dass der resultierende Toner minderwertige Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften, Anti-Blockierungseigenschaften und Entwicklungsleistungen hat. Andererseits wird bei Überschreiten von 60 Gew.-% die Fixierungsfähigkeit gesenkt.
Der Bestandteil C (d.h. der in THF unlösliche Harzbestandteil) in dem Bindeharz kann z. B. durch Copolymerisieren eines Monomers, wie etwa Styrol, und eines Vernetzungsmittels, wie etwa Divinylbenzol, oder durch Polymerisieren eines derartigen Monomers und wahlweise eines derartigen Vernetzungsmittels in der Anwesenheit eines ungesättigten Polyesters erzeugt werden.
Hinsichtlich der Anti-Blockierungseigenschaften und der Entwicklungsleistung kann der Bestandteil B und/oder der Bestandteil C bevorzugt einen Polyesterbestanteil enthalten, wünschenswerterweise in einem Anteil von 0,02 – 90 Gew.-%, bevorzugt 0,2 – 80 Gew.-%, weiter bevorzugt 1 – 70 Gew.-% der Gesamtmenge der Bestandteile B und C. Wenn der Polyestergehalt unterhalb 0,02 Gew.-% ist, neigen die Anti-Blockierungseigenschaft und die Entwicklungsleistung dazu, geringer zu sein, und bei Überschreiten von 90 Gew.-% neigt die Entwicklungsleistung dazu sich zu verringern.
Der Polyesterbestandteil kann bevorzugt 0,1 – 20 Gew.-%, bevorzugter 0,1 – 10 Gew.-%, am bevorzugtesten 0,1 – 5 Gew.-% des Bindeharzes hinsichtlich der Entwicklungsleistungen und der Umweltstabilität einnehmen.
Der Polyesterbestandteil in den Bestandteilen B und C kann qualitativ und quantitativ z. B. in der folgenden Art und Weise analysiert werden.
Um das in THF unlösliche Material zu analysieren, kann ein Toner (oder Tonerteilchen), einer Soxhlet-Extraktion mit THF in der vorher beschriebenen Art und Weise unterzogen werden, und der Harzbestandteil in dem auf dem Filterpapier aufgefangen getrockneten Rückstand kann auf verschiedene Art und Weise analysiert werden, wie etwa durch Spektrometrie einschließlich Kernspinnresonanzspektrometrie (¹H-NMR, ¹³C-NMR) Infrarotabsorptionsspektrometrie (IR) Ultraviolett-Absorptionsspektrometrie (UV) und Massenspektrometrie (MS); Elementaranalyse und andere chemische Analysen (z. B. Messung des Säurewertes und des Hydroxylwertes).
Es ist ebenfalls möglich, die sichtbare Spektrometrie durch Reaktion einer Hydroxylgruppe oder einer Carboxylgruppe in der Polyesterbestanteilstruktur mit einem Farbstoff usw. anzuwenden. Diese Messverfahren können alleine oder in Kombination verwendet werden.
Die qualitativen und quantitativen Analysen der Polyesterbestandteile in dem Bestandteil B kann ebenfalls durch GPC-IR erfolgen, wobei eine IR-Gerät direkt mit einem GPC-Gerät verbunden ist, oder durch Gewinnung des B-Bestandteils mittels eines präparativen HPLC-(Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) Geräts, z. B. eines im Folgenden beschriebenen, unter festgesetzten Bedingungen, um exakt die Ergebnisse der GPC zu reflektieren, und Unterziehen des gewonnen B-Bestandteils mit den zuvor beschriebenen Analyseverfahren.
Präparatives HPLC-Gerät: Recycle-präparatives HPLC Modell LC-908 (erhältlich von Nippon Bunseki Kogyo K.K.).
Präparative Säule: Entsprechend ausgewählt aus JAIGEL-1H bis 6H, JAIGEL-LS205 (erhältlich von Nippon Bunseki Kogyo K.K.).
Die gewonnene Probe kann gemäß der vorher beschriebenen GPC-Messung identifiziert werden.
Als ein weiteres Analyseverfahren kann selektiv gewonnene B-Bestandteil nach ausreichendem Trocknen durch Extraktion mit einem einzelnen Lösungsmittel oder einer Lösungsmittelmischung fraktioniert werden, um quantitativ den Polyesterbestandteil zu analysieren.
Die Bestandteile B und C, die den Polyesterbestanteil in einem Anteil von 0,02 – 90 Gew.-% enthalten, können aus einem reaktionsfähigen Polyester hergestellt werden.
Ein derartiger reaktionsfähiger Polyester kann z. B. durch Polykondensation einer polybasischen Säure, wie etwa Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Sebacinsäure, Thiodiglycolsäure, Diglycolsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Camphersäure, Cyclohexandicarbonsäure oder Trimelittsäure; mit einem mehrwertigen Alkohol, wie etwa Ethylenglycol, Diethylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1-4-Butandiol, Neopentylglycol, 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan, 1,4-Bis(2-hydroxyethyl)benzol, 1,2-Cyclohexandimethanol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol, Ethylenoxid-Addukt von Bisphenol A, Propylenoxid-Addukt von Bisphenol A, Glycerin, Trimethylolpropan oder Pentaerythritol hergestellt werden. Das resultierende Polykondensat (d.h. der reaktionsfähige Polyester) hat eine reaktionsfähige Gruppe in seiner Hauptkette oder Seitenkette. Beispiele der reaktionsfähigen Gruppe können enthalten: Carbonsäuregruppen oder ihre Salze, Sulfonsäuregruppen oder ihre Salze, Ethyleniminosäuregruppe, Epoxygruppe, Isocyanatgruppe, Doppelbindung, Säureanhydridgruppen und Halogenatome. Durch Reaktion eines reaktionsfähigen Polyesters mit einem anderen reaktionsfähigen Polyester oder mit einem polyfunktionalen Vernetzungsmittel (wie etwa ein mehrwertiger Alkohol oder eine mehrbasige Säure) oder durch Reaktion eines derartigen reaktionsfähigen Polyesters mit einem Vinylmonomer (wie durch Copolymerisation) können die Bestandteile B und C erhalten werden. In dem Fall der Herstellung von Tonerteilchen direkt aus einer Monomerzusammensetzung durch das Polymerisationsverfahren können z. B. die Bestandteile B und C unter Verwendung eines ungesättigten Polyesters als der reaktionsfähige Polyester und Copolymerisieren mit einem Vinylmonomer (optional zusammen mit einem Vernetzungsmittel, wie etwa Divinylbenzol) hergestellt werden. In diesem Fall ist es einfach, die Oberfläche (d.h. die äußere Schale) des Tonerteilchens mit dem Bestandteil B und/oder dem Bestandteil C mit dem Polyesterbestandteil auszubilden, was folglich Tonerteilchen mit besonders hervorragenden Anti-Blockierungs-Eigenschaften und Anti-Offset-Eigenschaften bereitstellt.
Um den Bestandteil C herzustellen, ist es bevorzugt, ein polyfunktionales Vinylmonomer als ein Vernetzungsmittel zu verwenden. Beispiele des polyfunktionalen Vinylmonomers können enthalten:
aromatische Divinylverbindungen, wie etwa Divinylbenzol und Divinylnaphthalen; Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen, wie etwa Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat und
1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen, wie etwa Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid, und Divinylsulfon; und Verbindungen mit drei oder mehreren Vinylgruppen. Diese Verbindungen können alleine oder in Mischung verwendet werden.
Wenn der möglicherweise in der vorliegenden Erfindung verwendete reaktionsfähige Polyester eine zu geringe Molekülmasse hat, kann ein Teil des Polyesters, der nicht an der Vernetzungsreaktion teilnimmt, auf der Oberfläche der Tonerteilchen vorhanden sein, was folglich in geringeren Anti-Blockierungseigenschaften resultiert. Wenn die Molekülmasse zu hoch ist, wird die Herstellung von Tonerteilchen direkt durch das Polymerisationsverfahren schwierig, da die Lösung des reaktionsfähigen Polyesters in dem Vinylmonomer schwierig wird. Demgemäß ist es für den reaktionsfähigen Polyester angemessen, eine massegemittelte Molekülmasse von 3.000 – 100.000 zu haben, um einen Toner mit besonders hervorragenden Leistungen zur Verfügung zu stellen. Ebenfalls ist es in dem Fall, dass der reaktionsfähige Polyester ein ungesättigter Polyester ist, für die Reaktion mit einem Vinylmonomer bevorzugt, dass er eine massegemittelte Molekülmasse (Mw) von 3.000 – 100.000, insbesondere 3.000 – 30.000 hat, um die Bestandteile B und C herzustellen, die eine bevorzugte elektrophotographische Leistungsfähigkeit aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass das Bindharz die Bestandteile B und C in einem Gesamtanteil von 5 – 58 Gew.-% des Bindeharzes enthält, um die verbesserten Anit-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften und Anti-Blockierungseigenschaften zur Verfügung zu stellen. Es ist weiter bevorzugt, dass das Bindeharz den Bestandteil B in einem Anteil von 2 – 15 Gew.-%, bevorzugter 2 – 10 Gew.-%, und den Bestandteil C in einem Anteil von 3 – 55 Gew.-%, bevorzugter 5 – 45 Gew.-% enthält. Es ist bevorzugt, dass die Gesamtheit der Bestandteile B und C 7 – 49 Gew.-% des Bindeharzes einnehmen, und dass das Bindeharz mehr als 50 Gew.-% eines in THF löslichen Anteils enthält, um eine gute Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit und Farbmischleistung zur Verfügung zu stellen.
In dem Fall, in dem der Polyesterbestandteil aus einem ungesättigten Polyester hergestellt wird, der mit einem Vinylmonomer reagieren kann, kann der ungesättigte Polyester bevorzugt eine Einheit eines Bisphenyl-A-Derivats dargestellt durch die folgende Formel enthalten, um eine gute elektrophotographische Leistung und Fixierungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen:
wobei R eine Ethylen- oder Propylengruppe bezeichnet, und x und y entsprechend eine ganze Zahl von wenigstens 1 sind, die einen Mittelwert von x + y in einem Bereich von 2 – 10 zur Verfügung stellen. Der mit einem Vinylmonomer reaktionsfähige ungesättigte Polyester kann bevorzugt einer erhalten durch Polykondensation einer Dicarbonsäure mit einer Vinylgruppe (d.h. einer reaktionsfähigen Doppelbindung) sein, wie etwa Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäureester, Fumarsäure oder Fumarsäurester und ein zweiwertiger Alkohol. Der zweiwertige Alkohol kann besonders bevorzugt ein Bisphenol-A-Derivat, dargestellt durch die folgende Formel (A) enthalten:
wobei R eine Ethylen- oder Propylengruppe bezeichnet, und x und y sind entsprechend eine ganze Zahl von wenigstens 1, die einen Mittelwert von x + y in einem Bereich von 2 – 10 zur Verfügung stellen.
Jeder der Bestandteile A, B und C muss nicht auf eine einzelne Art von Polymer beschränkt sein. Zum Beispiel ist es möglich, zwei oder mehrere Arten von reaktionsfähigen Polyestern oder zwei oder mehrere Arten von Vinylpolymeren zu verwenden. Ferner ist es wie erwünscht ebenfalls möglich, wahlweise eine andere Sorte von Polymeren in das Bindeharz einzubringen, wie etwa einen nicht reaktionsfähigen Polyester, Epoxyharz, Polycarbonat, Polyolefin, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyalkylvinylether, Polyalkylvinylketon, Polystyrol, Poly(meth)acrylat, Melaminformaldehydharz, Polyethylenterephthalat, Nylon oder Polyurethan.
In dem erfindungsgemäßen Toner enthält das Bindharz einen in THF löslichen Anteil, der ein GPC-Chromatogramm ergibt, das einen Hauptscheitelpunkt in einem Molekülmassenbereich von 3.000 – 50.000, bevorzugt 3.000 – 40.000, bevorzugter 10.000 – 40.000 zeigt, um so eine gute Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit und eine kontinuierliche Bilderzeugungseigenschaft bei einer großen Anzahl von Blättern zur Verfügung zu stellen. Es ist bevorzugt, dass der in THF lösliche Anteil des Bindeharzes eine massegemittelte Molekülmasse von wenigstens 10⁵ hat, um verbesserte Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.
Das Bindharz kann 40 – 99 Gew.-%, bevorzugt 42 – 95 Gew.-%, bevorzugter 51 – 93 Gew.-% des Bestandteils A entsprechend auf der Grundlage des Bindeharzes enthalten, um so eine gute Fixierungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Es ist besonders bevorzugt, dass der in THF lösliche Anteil des Bindeharzes 0 – 20 %, bevorzugter 0,5 – 1,5 % der Bestandteile mit Molekülmassen von wenigstens 10⁶; 15 – 45 %, bevorzugter 20 – 40 % der Bestandteile mit Molekularmassen von 5 × 10⁴ – 10⁶; und 45 – 85 %, bevorzugter 50 – 79 % der Bestandteile mit Molekülmassen unterhalb 5 × 10⁴ bezogen auf die Flächenprozentsätze auf der Grundlage seines GPC-Chromatogramms umfasst, um so in Kombination eine befriedigende Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaft und Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen.
Der Bestandteil A kann bevorzugt wenigstens 70 Gew.-%, bevorzugter wenigstens 75 Gew.-%, weiter bevorzugt wenigstens 85 Gew.-% des Vinylpolymers umfassen, um so eine gute Umweltstabilität und Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit beizubehalten. Andere Polymerbestandteile, wie etwa Polyester, können in einem Ausmaß enthalten sein, das die vorhergehende Bedingung erfüllt.
Die Polymere in dem Bestandteil A können qualitativ und quantitativ auf die gleiche Art und Weise wie unter Bezugnahme auf die in den Bestandteilen B und C enthaltenen Polyester beschrieben werden.
Die Tonerteilchen des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten ein Wachs als ein Ablösungsmittel.
Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Wachses können enthalten: Paraffinwachs und Derivate davon, mikrokristallines Wachs und Derivate davon, Fischer-Tropsche-Wach, und Derivate davon, Polyolefinwachs und Derivate davon und Carnaubawachs und Derivate davon, und die Derivate können Oxide und Block- oder Pfropf-Copolymerisate mit Vinylmonomeren enthalten. Andere Wachsmaterialien können höhere Fettsäuren und Metallsalze davon, höhere aliphatische Alkohole, höhere aliphatische Ester, aliphatisches Amidwachs, Keton, gehärtetes Castoröl und Derivate davon, pflanzliche Wachse, tierische Wachse, Mineralwachse und Petrolactam enthalten.
Ein derartiges Wachs kann bevorzugt einen Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkt in einem Temperaturbereich von 40 – 150°C auf einer DSC-Wärmeabsorptionskurve gemessen bei Temperaturanstieg unter Verwendung eines Differentialraster-Kalorimeters zeigen. Die Verwendung eines derartigen Wachses mit einem Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkt in dem Temperaturbereich verbessert die Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit und die Ablösbarkeit. Wenn der Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkt unterhalb 40°C auftritt, neigt das Wachs dazu, eine schwache Kohäsion zu zeigen, was folglich in schlechten Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften und einem zu starken Glanz resultiert. Andererseits kann ein Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkt oberhalb 150°C in einer zu hohen Fixierungstemperatur und einer Schwierigkeit beim Bereitstellen eines fixierten Bildes mit einer angemessen geglätteten Oberfläche resultieren. Dies ist aufgrund einer Herabsetzung der Farbmischbarkeit insbesondere in dem Fall eines Farbtoners unerwünscht. Ferner kann in dem Fall des direkten Polymerisationsverfahrens für das Bereitstellen eines Toners einschließlich Teilchenbildung und Polymerisation in einem wässrigen Medium, die Verwendung eines derartigen Wachses, das eine hohe Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkttemperatur hat, dazu führen, eine Schwierigkeit zu verursachen, wie etwa ein Ausfällen des Wachses auch während der Teilchenausbildung.
Die Messung des Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunktes eines Wachsbestandteils kann gemäß ASTM D3418-8 erfolgen, z. B. unter Verwendung von "DSC-7", erhältlich von Perkin-Elmer Corp. Die Temperaturberichtigung der Detektoreinheit kann auf der Grundlage von Schmelzpunkten von Indium und Zink erfolgen, und die Kalorieberichtigung kann auf der Grundlage der Wärme der Fusion von Indium erfolgen. Eine Probe wird in eine Aluminiumpfanne gegeben und einer Messung einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10°C/min zusammen mit einer blanken Pfanne als eine Kontrolle erfolgen.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Wachs einen Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkt in einem Temperaturbereich von 45 – 145°C, bevorzugter 50 – 100°C auf seiner DSC-Wärmeabsorptionskurve hat. Insbesondere in dem Fall eines Farbtoners ist ein Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkt in dem Bereich von 50 – 100°C im Hinblick auf die Farbmischbarkeit und die Anti-Offset-Eigenschaften bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung ist die Zusatzmenge des Wachses grundsätzlich nicht beschränkt, aber sie kann bevorzugt 2 – 30 Gew.-%, bevorzugter 3 – 25 Gew.-% der Tonerteilchen sein.
Das Wachs kann ein Anti-Oxidationsmittel in einem Umfang enthalten, der nicht nachteilig die Ladbarkeit des resultierenden Toners beeinträchtigt.
Die Tonerteilchen des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung können bevorzugt eine Querschnittstruktur wie in der 2A oder der 2B gezeigt haben, wenn sie durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) betrachtet werden, wobei sphärische und/oder sphäroidale (oder spindelförmige) Wachsteilchen 22 in der Form von Inseln dispergiert sind, ohne in einer Matrix des Bindeharzes 21 mit einem Kernbereich, der reich an dem Vinylpolymer ist, und einem Oberflächenbereich, der reich an dem Polyesterbestandteil ist, gelöst zu sein. Wenn das Wachs in dem Bindeharz mit einer Oberflächenschicht, die reich an dem Polyesterbestandteil ist, in dieser Art und Weise eingeschlossen ist, wird es möglich, die Verschlechterung des Toners und die Verschmutzung des Bilderzeugungsgerätes zu überwinden und eine gute triboelektrische Ladbarkeit zu erhalten, selbst wenn eine große Menge des Wachses in den Tonerteilchen enthalten ist. Im Ergebnis wird es über einen langen Zeitraum des Bilderzeugungstriebs möglich ein Tonerbild zu erzeugen, das getreu ein digitales latentes Bild nachbildet. Ferner werden, da eine derartig große Menge eines Wachses wirkungsvoll zum Zeitpunkt der Wärme-Druck-Fixierung wirken kann, eine befriedigende Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit und Anti-Offset-Eigenschaft in Kombination vorgesehen.
Der Querschnitt der Tonerteilchen kann in der folgenden Art und Weise betrachtet werden. Probentonerteilchen werden ausreichend in kalt härtendem Epoxyharz dispergiert, welches dann für 2 Tage bei 40°C gehärtet wird. Das gehärtete Produkt wird mit Trirutheniumtetroxid, wahlweise zusammen mit Triosmiumtetraoxid, getrocknet und durch ein Mikrotom mit einem Diamantschneider in dünne Flocken geschnitten. Die resultierenden dünnen Flocken werden durch ein Transmissionselektronenmikroskop beobachtet, um eine Querschnittsstruktur des Tonerteilchens zu bestätigen. Die Färbung mit Trirutheniumtetroxid kann bevorzugt verwendet werden, um einen Kontrast zwischen dem Wachs und dem äußeren Harz durch Nutzung eines Unterschieds in der Kristallinität zwischen ihnen zur Verfügung zu stellen. Wenn in den hiernach beschriebenen Beispielen die erhaltenen Tonerteilchen einer Betrachtung der Querschnittsstruktur durch ein TEM in der vorher beschriebenen Art und Weise unterzogen wurden, zeigten sie generell eine in der 2A gezeigte Struktur, wobei das Wachs in der Form einer sphärischen (und/oder sphäroidalen) Insel 22 in der Matrix des Bindeharzes 21 dispergiert ist.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tonerteilchen haben einen Formfaktor SF-1 von 100 – 160, bevorzugt 100 – 140, und einen Formfaktor SF-2 von 100 – 140, bevorzugt 100 – 120, wie durch einen Bildanalysator gemessen.
Die Formfaktoren SF-1 und SF-2, auf die hierin Bezug genommen wird, basieren auf Werten, die in der folgenden Art und Weise gemessen werden. Probenteilchen werden durch ein Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop ("FE-SEM S-800", erhältlich von Hitachi Seisakusho K.K.) bei einer Vergrößerung von 500 betrachtet, und 100 Bilder von Tonerteilchen mit einer Teilchengröße (Durchmesser) von wenigstens 2 μm wurden wahllos als Probe genommen. Die Bilddaten werden in einen Bildanalysator ("Luzex 3", erhältlich von Nireco K.K.) eingegeben, um Mittelwerte der Formfaktoren SF-1 und SF-2 auf der Grundlage der folgenden Gleichungen zu erhalten: SF-1 = [(MXLNG)2/AREA] × (π/4) × 100, SF-2 = [(PERI)2/AREA] × (1/4π) × 100, wobei MXLNG die maximale Länge eines Probenteilchens bezeichnet, PERI bezeichnet den Umfang eines Probenteilchens und AREA bezeichnet die Projektionsfläche des Probenteilchens.
Der Formfaktor SF-1 stellt die Rundheit der Tonerteilchen und der Formfaktor SF-2 stellt die Rauheit der Tonerteilchen dar.
Bisher war, in dem Fall wo Tonerteilchen mit geringen Formfaktoren SF-1 und SF-2 verwendet wurden, ein Auftreten eines Reinigungsversagens wahrscheinlich und ein externer Zusatzstoff kann an den Tonerteilchenoberflächen eingebettet werden, was folglich in einer minderwertigen Bildqualität resultiert. In der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, diese Schwierigkeiten durch Ausbildung der Oberfläche der Tonerteilchen aus dem Bestandteil B und/oder dem Bestandteil C mit einem Polyesterbestandteil zu überwinden, um die Tonerteilchen mit einer angemessenen Festigkeit zu versehen.
Wenn SF-1 160 übersteigt, haben die Tonerteilchen unregelmäßige Formen, was in einer breiten Ladungsverteilung resultiert, und sie können in dem Entwicklungsgerät ermahlen werden, was folglich eine Verringerung der Bilddichte und Bildschleier verursacht. Ferner wird in dem Fall, in dem ein intermediäres Übertragungselement in dem Bilderzeugungsgerät enthalten ist, eine Verringerung in der Übertragungseffizienz beobachtet, sowohl während der Übertragung der Tonerbilder aus dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element zu dem intermediären Übertragungselement und der Übertragung von dem intermediären Element zu dem eine Übertragung empfangenen Material.
Um eine hohe Effizienz der Übertragung des Tonerbildes zur Verfügung zu stellen, können die Tonerteilchen bevorzugt einen Formfaktor SF-2 von 100 – 140 und ein Verhältnis (SF-2/SF-1) von höchstens 1,0 haben. In dem Fall, wo SF-2 140 übersteigt und das Verhältnis SF-2/SF-1 1,0 übersteigt, ist die Tonerteilchenoberfläche nicht glatt sondern mit vielen Unebenheiten versehen, so dass die Übertragungseffizienz während der Übertragung von dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element über das intermediäre Übertragungselement zu dem eine Übertragung empfangenen Material verringert sein kann.
Hinsichtlich der vorher erwähnten Messverfahren für den Formfaktor werden, selbst wenn ein Toner mit einem externen Zusatzstoff zusätzlich zu Tonerteilchen der Messung unterzogen wird, die resultierend gemessenen Werte von SF-1 und SF-2 sind im Wesentlichen identisch zu denen der Tonerteilchen allein, da der externe Zusatzstoff im Allgemeinen eine viel geringere Größe als die Tonerteilchen hat, oder, selbst wenn einige grobe externe Teilchen vorhanden sind, die Anzahl davon viel geringer als die der Tonerteilchen ist.
In dem Fall der Verwendung eines intermediären bzw. Zwischen-Übertragungselements, um mit verschiedenen Arten von eine Übertragung empfangenen Materialien arbeiten zu können, sind im Wesentlichen zwei Übertragungsschritte eingeschlossen, so dass die Verringerung in der Übertragungseffizienz in einer geringeren Effizienz der Tonernutzung resultieren kann. In einer digitalen Vollfarbkopiermaschine oder -drucker wird ein Farbbildoriginal vorbereitend durch einen B-(Blau-) Filter, einen G-(Grün-) Filter und einen R-(Rot-) Filter farblich aufgetrennt, um latente Bildpunkte von 20 – 70 μm auf einem lichtempfindlichen Element zu erzeugen, welche dann mit entsprechenden Farbtonern für Y (Gelb) M (Magenta) C (Cyan) und Bk (Schwarz) entwickelt werden, um ein dem Original getreues Mehrfarbbild durch subtraktives Farbmischen zu reproduzieren. In diesem Fall werden auf dem lichtempfindlichen Element auf dem intermediären Übertragungselement die V-Toner, M-Toner, C-Toner und Bk-Toner in großen Mengen entsprechend den Farbdaten des Originals oder CRT angeordnet, so dass es erforderlich ist, dass die entsprechenden Farbtoner eine extrem hohe Übertragungsfähigkeit aufweisen und es ist erforderlich, dass ihre Tonerteilchen Formfaktoren SF-1 und SF-2 haben, die die vorher erwähnten Bedingungen befriedigen, um eine derartig hohe Übertragungsfähigkeit zu verwirklichen.
Ferner können, um feine latente Bildpunkte zur Realisierung einer hohen Bildqualität getreu zu reproduzieren, die Tonerteilchen bevorzugt eine massegemittelte Teilchengröße von 4 – 9 μm, bevorzugter 4 – 8 μm, und einen Koeffizienten der Teilchengrößenvariation auf der Grundlage der Anzahl von höchstens 35 % haben. Tonerteilchen mit einer massegemittelten Teilchengröße unterhalb von 4 μm können eine Verringerung in der Übertragungseffizienz verursachen, und viele Tonerteilchen als Übertragungsrückstand auf dem lichtempfindlichen Element und dem intermediären Übertragungselement hinterlassen und ferner in Bildunregelmäßigkeiten aufgrund von Schleier und Übertragungsversagen resultieren. Tonerteilchen mit einer massegemittelten Teilchengröße von mehr als 9 μm können einen Schmelz-Haften („melt-sticking") auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und auf anderen Elementen einschließlich dem intermediären Übertragungselement verursachen. Die Schwierigkeiten werden gefördert, wenn die Tonerteilchen einen Koeffizienten der Teilchengrößenvariation auf der Grundlage ihrer Anzahl (A_NV) von mehr als 35 % haben, die durch die folgende Formel berechnet wird: Variationskoeffizient ANV = [S/D1] × 100, wobei S eine Standardabweichung in der Teilchengrößenverteilung auf Grundlage ihrer Anzahl bezeichnet, und D1 bezeichnet entsprechend eine Anzahlgemittelte Teilchengröße (Durchmesser) (μm) der Tonerteilchen.
Die Teilchengrößenverteilung der Tonerteilchen kann nach verschiedenen Verfahren gemessen werden. Zum Beispiel kann das Coulter Zählverfahren verwendet werden.
Zum Beispiel können ein Coulter Counter TA-II oder ein Coulter Multisizer (jeweils erhältlich von Coulter Electronics, Inc.) als ein Messgerät zusammen mit einer Schnittstelle für die Ausgabe einer Verteilung auf der Grundlage der Anzahl und einer Verteilung auf Volumengrundlage (erhältlich von Nikkaki K.K.) und einen damit verbundenen Personalcomputer, und mit einer elektrolytischen Lösung mit ca. 1 % NaCl wässriger Lösung, welche durch Lösung eines Natriumchlorids in Reagenzienreinheit, oder kommerziell erhältlich als "ISOTON-II" (von Coulter Scientific Japan), verwendet werden. Für die Messung werden in 100 bis 150 ml der elektrolytischen Lösung 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven Stoffs (bevorzugt eines Alkylbenzolsulfonsäuresalzes) als ein Dispersionsmittel zugegeben und 2 – 20 mg einer Messprobe wird hinzugefügt. Die resultierende Dispersion der Probe in der elektrolytischen Lösung wird einer Dispersionsbehandlung durch eine Ultraschalldispersionsvorrichtung für ca. 1 – 3 Minuten unterzogen, und dann einer Messung der Teilchengrößenverteilung unter Verwendung z. B. des vorher erwähnten Coulter Counter TA-II ausgestattet mit z. B. einer 100 μm-Appertur durchgeführt, um eine Teilchengrößenverteilung der Teilchen auf Grundlage ihrer Anzahl von 2 – 40 μm zu erhalten. Von der Verteilung kann die massegemittelte Teilchengröße und der Variationskoeffizient der Teilchengröße auf der Grundlage ihrer Anzahl abgeleitet werden.
Im Wesentlichen identische Messwerte werden erhalten, wenn Tonerteilchen alleine der Messung unterzogen werden und wenn ein Toner, der einen externen Zusatzstoff zusätzlich zu den Tonerteilchen enthält, der Messung unterzogen wird, da das Gewicht und die Anzahl des externen Zusatzstoffs mit Teilchengrößen von 2 μm oder größer verglichen mit denen der Tonerteilchen sehr gering ist.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Farbmittel enthalten ein gelbes Farbmittel, ein magentafarbenes Farbmittel, ein cyanfarbenes Farbmittel, die aus den Gruppen der im Folgenden beschriebenen Farbmittel ausgewählt sein können, und ebenfalls ein schwarzes Farbmittel, welches Ruß, ein magnetisches Material, oder einen Farbstoff umfassen kann, der Schwarz in Folge der Mischung von gelben/magentafarbenen/cyanfarbenen Farbstoffen ergibt, aufweist.
Beispiele des gelben Farbmittels können enthalten: kondensierte Azoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Acrylamidverbindungen. Spezifisch bevorzugte Beispiele davon können enthalten C.I. Pigment Gelb 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168 und 180.
Beispiele des magentafarbenen Farbmittels können enthalten: kondensierte Azoverbindungen, Diketopyrrolpyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindung, basische Farbstofflackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen. Spezifisch bevorzugte Beispiele davon können enthalten: C.I. Pigment Rot 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254.
Beispiele des cyanfarbenen Farbmittels können enthalten: Kupferphthalocyaninverbindungen und ihre Derivate, Anthrachinonverbindungen und basische Farbstofflackverbindungen. Spezifisch bevorzugte Beispiele davon können enthalten: C.I. Pigment Blau 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, und 66.
Diese Farbmittel können alleine, in Mischung von zwei oder mehreren Sorten oder in einem Zustand einer festen Lösung verwendet werden. Die vorhergehenden Farbmittel können geeigneterweise hinsichtlich des Farbtons, der Farbsättigung, dem Farbwert, der Witterungsbeständigkeit, der OHP-Transparenz und der Dispergierbarkeit in Tonerteilchen ausgewählt werden. Die vorhergehenden Farbmittel können bevorzugt in einem Anteil von 1 – 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindeharzes verwendet werden. Ein schwarzes Farbmittel mit einem magnetischen Material kann, ungleich den anderen Farbmitteln, bevorzugt in einem Anteil von 40 – 150 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindeharzes verwendet werden.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Ladungskontrollmittel enthalten. Das Ladungskontrollmittel kann bekannt sein und kann bevorzugt eines mit einer höheren Ladungsgeschwindigkeit und mit der Eigenschaft sein, dass es stabil eine vorgeschriebene Ladungsmenge aufrechterhalten kann. Im Fall der Verwendung der direkten Polymerisation für die Herstellung der Tonerteilchen der vorliegenden Erfindung kann das Ladungskontrollmittel besonders bevorzugt eines sein, das frei von die Polymerisierung hemmenden Eigenschaften ist und keinen Bestandteil enthält, der in einem wässrigen Medium löslich ist.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Ladungskontrollmittel kann eines vom Negativtyp oder vom Positivtyp sein. Spezifische Beispiele des negativen Ladungskontrollmittels können enthalten: metallhaltige Bindungen auf Säuregrundlage umfassend Säuren, wie etwa Salicylsäure, Alkylsalicylsäure, Dialkylsalicylsäure, Naphthoesäure, Dicarbonsäure und Derivate dieser Säuren; polymere Verbindungen mit einer Seitenkette, die Sulfonsäure oder Carbonsäure umfassen; Borverbindungen; Harnstoffverbindungen; Siliciumverbindungen und Calixaren. Spezifische Beispiele des positiven Ladungskontrollmittels können enthalten: quaternäre Ammoniumsalze; polymere Verbindungen mit einer Seitenkette mit quaternären Ammoniumsalzen; Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Ladungskontrollmittel kann bevorzugt in einem Anteil von 0,5 – 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindeharzes verwendet werden. Jedoch ist das Ladungskontrollmittel kein essentieller Bestandteil der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tonerteilchen. Das Ladungskontrollmittel kann in einigen Fällen als ein optionaler Zusatzstoff verwendet werden. In dem Fall der Verwendung des Zweikomponenten-Entwicklungsverfahrens ist es möglich, triboelektrische Ladung mit einem Träger zu nutzen. In dem Fall der Verwendung eines nicht magnetischen Einkomponenten-Klingenbeschichtung-Entwicklungsverfahrens ist es möglich, ein Ladungskontrollmittel durch positive Nutzung einer triboelektrischen Ladung durch Reibung mit einem Klingenelement oder einem Hülsenelement wegzulassen.
Als ein Verfahren für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Toners kann ein Pulverisierungsverfahren angewandt werden, wobei das Bindeharz, das Farbmittel, die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt und andere optionale Zusatzstoffe, wie etwa das Ladungskontrollmittel und andere interne Zusatzstoffe, durch einen Druckkneter, einen Extruder oder eine Mediendispersionsvorrichtung gleichmäßig geknetet und dispergiert werden, und das geknetete Produkt wird mechanisch pulverisiert oder es wird auf ein Ziel mit einem Düsenstrahl geschossen, um in ein erwünschtes Tonerteilchen Größenniveau pulverisiert zu werden, optional gefolgt durch einen Schritt der Glättung und Sphärisierung der pulverisierten Teilchen und dann durch Klassifizierung in eine engere Teilchengrößenverteilung, um Tonerteilchen zu bilden. Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, ein Verfahren für den Erhalt von sphärischen Tonerteilchen durch Sprühen einer geschmolzenen Mischung in Luft unter Verwendung einer Scheibe oder einer Multiflüssigkeitsdüse, wie in JP-B 56-13945 offenbart, usw. zu verwenden, ein Verfahren für das direkte Herstellen von Tonerteilchen durch Suspensionspolymerisation, wie in JP-B 36-10231, JP-A 59-53856, and JP-A 59-61842 offenbart, ein Dispersionspolymerisationsverfahren für die direkte Herstellung von Tonerteilchen in einem wässrigen organischen Lösungsmittel, in welchem das Monomer löslich oder das resultierende Polymer unlöslich ist; und ein Verfahren für die Herstellung von Tonerteilchen gemäß der Emulsionspolymerisation, wie durch die seifenfreie Polymerisation repräsentiert, wobei Tonerteilchen direkt durch Polymerisation in der Anwesenheit eines wasserlöslichen Polymerisationsinitiators gebildet werden.
Gemäß dem Pulverisierungsverfahren für die Tonerproduktion ist es schwierig, Tonerteilchen mit Formfaktoren SF-1 und SF-2 in den vorgeschriebenen Bereichen zu erhalten, und gemäß dem Schmelz-Sprühverfahren neigen die resultierenden Tonerteilchen dazu, eine breite Teilchengrößenverteilung zu haben, selbst wenn sie einen SF-1-Wert im Bereich von 100 – 160 haben. Andererseits stellt das Dispersionspolymerisationsverfahren Tonerteilchen mit einer extrem präzisen Teilchengrößenverteilung zur Verfügung, aber es erlaubt nur einen geringen Spielraum für die Auswahl der verwendbaren Materialien, und die Verwendung eines organischen Lösungsmittels erfordert ein kompliziertes Herstellungsgerät und mühsame Arbeitsabläufe, die die Entsorgung eines Abfalllösungsmittels begleiten, und die Nicht-Emflammbarkeit des Lösungsmittels. Das Emulsionspolymerisationsverfahren, wie es durch die seifenfreie Polymerisation dargestellt wird, ist wirkungsvoll für die Bereitstellung von Tonerteilchen mit einer relativ engen Teilchengrößenverteilung, aber die verwendeten Emulgatoren und Polymerisationsinitiatoren neigen dazu, am Ende an den Tonerteilchenoberflächen vorhanden zu sein, was folglich in minderwertigen Umwelteigenschaften resultiert.
Für den Zweck der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, das Emulsionspolymerisationsverfahren oder das Suspensionspolymerisationsverfahren unter normalem oder erhöhtem Druck einzusetzen, dass relativ einfach Tonerteilchen mit 4 – 9 μm bereitstellt, die einen Formfaktor SF-1 von 100 – 160 und eine scharfe Teilchengrößenverteilung haben. Es ist ebenfalls möglich, die vorher erhaltenen Polymerisatteilchen einer die Form einstellenden Behandlung mit Medien oder durch direktes Aufprallen auf einer Kollisionsplatte zu unterziehen, oder die Polymerisatteilchen durch Einfrieren, Aussalzen oder Koaggulation mit anderen Teilchen zu vereinen, die eine Oberflächenladung mit entgegen gesetzter Polarität haben, bei einem kontrollierten pH in einem wässrigen Medium. Es ist ebenfalls möglich, ein Keim- Polymerisationsverfahren einzusetzen, wobei ein Monomer weiterhin auf einem einmal erhaltenen Polymerisatteilchen absorbiert und unter Verwendung eines Polymerisationsinitiators polymerisiert werden.
In dem Fall der Herstellung von Tonerteilchen durch ein direktes Polymerisationsverfahren, wobei Tröpfchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Medium polymerisiert werden, ist es möglich, die mittlere Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung der resultierenden Tonerteilchen zu steuern, durch Änderungen der Arten und der Menge eines schwerlich wasserlöslichen anorganischen Salzes oder eines Dispersionsmittels, das als ein protektives Kolloid dient; durch Steuerung der mechanischen Verfahrensbedingungen, einschließlich der Rührbedingungen, wie etwa der peripheren Geschwindigkeit des Rotors, die Anzahl der Arbeitsgänge und der Form des Rührblatts und einer Gefäßform; und/oder durch Steuerung eines Gewichtsprozentsatzes an festem Material in dem wässrigen Dispersionsmedium.
Bei der Tonerherstellung durch direkte Polymerisation können Beispiele des Polymerisationsinitiators enthalten: Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Diazotyp, wie etwa 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutylonitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-2-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril, Azobisisobutyronitril; und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp, wie etwa Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumenhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, und Lauroylperoxid. Die Zugabemenge des Polymerisationsinitiators schwankt in Abhängigkeit von einem zu erzielenden Polymerisationsgrad. Der Polymerisationsinitiator kann allgemein in einem Bereich von etwa 0,5 – 20 Gew.-% auf der Grundlage des Gewichts des polymerisierbaren Monomers verwendet werden. Die Polymerisationsinitiatoren schwanken etwas in Abhängigkeit von dem verwendeten Polymerisationsverfahren, und können hinsichtlich ihrer 10 Stunden Halbwertszeittemperatur alleine oder in Mischung verwendet werden.
Um die Molekülmasse des resultierenden Bindeharzes zu steuern, ist es ebenfalls möglich, ein Vernetzungsmittel, ein Kettenübertragungsmittel, einen Polymerisationsinhibitor usw. hinzuzufügen.
Bei der Herstellung von Tonerteilchen durch Suspensionspolymerisation unter Verwendung eines Dispersionsstabilisators ist es bevorzugt, einen anorganischen oder/und einen organischen Dispersionsstabilisator in einem wässrigen Dispersionsmedium zu verwenden. Beispiele des anorganischen Dispersionsstabilisators können enthalten: Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilicat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumoxid und Aluminiumoxid. Beispiele des organischen Dispersionsstabilisators können enthalten: Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose-Natriumsalz, Polyacrylsäure und ihre Salze und Stärke. Diese Dispersionsstabilisatoren können bevorzugt in dem wässrigen Dispersionsrnedium in einer Menge von 0,2 – 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der polymerisierbaren Monomermischung verwendet werden.
Im Fall der Verwendung eines anorganischen Dispersionsstabilisators kann ein kommerziell erhältliches Produkt wie es ist verwendet werden, aber es ist ebenfalls möglich, den Stabilisator in situ in dem Dispersionsmedium zu bilden, um so feine Teilchen davon zu erhalten. Im dem Fall von Tricalciumphosphat z. B., ist es angebracht, eine wässrige Natriumphosphatlösung und eine wässrige Calciumchloridlösung unter intensivem Rühren zu mischen, um Tricalciumphosphatteilchen in dem wässrigen Medium zu erzeugen, die für die Suspensionspolymerisation geeignet sind.
Um eine feine Dispersion des Dispersionsstabilisators zu bewirken, ist es ebenfalls wirkungsvoll 0,001 – 0,1 Gew.-% eines oberflächenaktiven Stoffes in Kombination zu verwenden, wodurch die vorher beschriebene Funktion des Stabilisators gefördert wird. Beispiele des oberflächenaktiven Stoffes können enthalten: Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Die Tonerteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung können durch direkte Polymerisation auf die folgende Art und Weise hergestellt werden. Zu einem Vinylmonomer, einem Farbmittel, einem reaktionsfähigen Polyester und einem Wachs, und wahlweise einem Ladungskontrollmittel, werden ein Polymerisationsinitiator und andere optionale Zusatzstoffe hinzugefügt und gleichmäßig gelöst oder dispergiert, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu bilden, welche dann in einem Dispersionsmedium das einen Dispersionsstabilisator enthält dispergiert und mittels einer Rührvorrichtung, eines Homomischers oder Homogenisators in Teilchen ausgebildet wird, bevorzugt unter einer derartigen Bedingung, dass durch Steuerung der Rührgeschwindigkeit und/oder Rührzeit Tröpfchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung eine erwünschte Teilchengröße der resultierenden Tonerteilchen haben. Danach kann das Rühren in einem derartigen Ausmaß fortgesetzt werden, um Teilchen der auf diese Weise gebildeten polymerisierbaren Monomerzusammensetzung zu erhalten und die Sedimentation der Teilchen zu vermeiden. Die Polymerisation kann bei einer Temperatur von wenigstens 40°C allgemein 50 – 90°C, durchgeführt werden. Die Temperatur kann in einem späteren Stadium der Polymerisation erhöht werden. Es ist ebenfalls möglich einen Teil des wässrigen Systems in einem späteren Stadium der oder nach der Polymerisation einer Destillation zu unterziehen, um den noch unpolymerisierten Teil des polymerisierbaren Monomers und ein Nebenprodukt zu entfernen, welches eine Geruchsbildung beim Tonerfixierungsschritt verursachen kann. Nach der Reaktion werden die erzeugten Tonerteilchen gewaschen, herausfiltriert und getrocknet. Bei der Suspensionspolymerisation ist es allgemein bevorzugt, 300 – 3.000 Gewichtsteile Wasser als das Dispersionsmedium auf 100 Gewichtsteile der Monomerzusammensetzung zu verwenden.
Um die Tonerteilchen mit einer geringen Fluktuation in den Anteilen der Bestandteile A, B und C zwischen den einzelnen Tonerteilchen herzustellen, ist es bevorzugt, eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung mit wenigstens einem Vinylmonomer, einem ungesättigten Polyester, einem Farbmittel und einem Wachs in einem wässrigen Medium zu dispergieren, um Teilchen (oder Tröpfchen) der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung zu bilden, und dann das Vinylmonomer in der Zusammensetzung zu polymerisieren, um Tonerteilchen zu erzeugen. Als das Vinylmonomer wird bevorzugt Styrolmonomer, ein Acrylatester oder ein Methacrylatester verwendet, und insbesondere eine Kombination von Styrolmonomer und einem Acrylatester und/oder einem Methacrylatester, um einen Glasübergangspunkt von 40 – 75°C zur Verfügung zu stellen.
Der ungesättigte Polyester in der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung neigt aufgrund seiner Carboxylgruppe und Hydroxylgruppe dazu, auf der Oberfläche der Teilchen der in dem wässrigen Medium dispergierten polymerisierbaren Monomerzusammensetzung lokalisiert zu sein. Der an der Oberfläche der Teilchen lokalisierte ungesättigte Polyester reagiert mit dem Vinylmonomer, um die Bestandteile B und C auszubilden, und stellt folglich die Tonerteilchen zur Verfügung, wobei der Oberflächenteil aus dem Bestandteil B mit Molekülmassen von wenigstens 10⁶ und/oder dem Bestandteil C mit einer erhöhten Molekülmasse besteht, um in THF unlöslich zu sein, und der innere Teil besteht aus dem das Wachs einschließenden Teil A. Als ein Ergebnis ist es möglich, effektiv Tonerteilchen mit einer starken Widerstandskraft gegen Verschleiß und Belastungen herzustellen, die hervorragende kontinuierliche Bildleistungen auf einer großen Anzahl von Blättern haben, und ebenfalls hervorragend in ihren Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften und der Niedertemperatur-Fixierungsfähigkeit sind. Um ein Verhältnis zwischen den Bestandteilen B und C einzustellen, ist es ebenfalls bevorzugt, ein Vernetzungsmittel, wie etwa Divinylbenzol, in der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in einem Anteil von 0,01 – 2,5 Gewichtsteilen, bevorzugter 0,05 – 1,0 Gewichtsteile, auf 100 Gewichtsteile des Vinylmonomers einzubringen. Die auf diese Weise gebildeten Tonerteilchen werden mit einem Hybridbestandteil mit einer Vinylpolymereinheit und einer Polyestereinheit, die aneinander gebunden und an der Oberfläche der Tonerteilchen lokalisiert sind, versehen. Um einen derartigen an der Tonerteilchenoberfläche lokalisierten Hybridbestand zur Verfügung zu stellen, kann der ungesättigte Polyester bevorzugt eine massegemittelte Molekülmasse von 3 × 10³ – 10⁵, bevorzugter 3 × 10³ – 3 × 10⁴ und einen Säurewert von 2 – 20 mgKOH/g haben, und kann bevorzugt in der Form eines linearen Polyesters sein.
Die Tonerteilchen können bevorzugt mit feinem hydrophoben Siliciumoxidpulver, feinem hydrophoben Titanoxidpulver oder feinem hydrophoben Aluminiumoxidpulver mit jeweils einer spezifischen Oberfläche nach BET von 50 – 400 m²/g, die extern dazu in einem Anteil von 0,1 – 4,0 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Tonerteilchen gemischt werden, um so eine verbesserte Fließfähigkeit und Umweltstabilität aufzuweisen.
Ein Bilderzeugungsverfahren, in welchem der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, wird nun mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die 3 enthält ein Bilderzeugungsgerät prinzipiell ein lichtempfindliches Element 1 als ein ein elektrostatisch Bild tragendes Element, eine Ladungswalze 2 als eine Ladungseinrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung 4 mit vier Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4, und ein intermediäres Übertragungselement 5, eine Übertragungswalze 7 als eine Übertragungseinrichtung und eine Fixiervorrichtung H als ein Fixiermittel.
Vier Entwickler mit cyanfarbenen Tonerteilchen, magentafarbenen Tonerteilchen, gelben Tonerteilchen und schwarzen Tonerteilchen sind in den Entwicklungseinheiten 4-1 bis 4-4 eingebracht. Ein elektrostatisches Bild wird auf dem lichtempfindlichen Element 1 erzeugt und mit den vier Farbtonerteilchen durch ein Entwicklungsverfahren entwickelt, wie etwa ein magnetisches Bürstenentwicklungssystem oder nicht-magnetisches Einkomponentenentwicklungssystem, wodurch die entsprechenden Tonerbilder auf dem lichtempfindlichen Element 1 erzeugt werden.
Ein nicht-magnetischer Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem magnetischen Träger gemischt werden und kann für die Entwicklung unter Verwendung einer Entwicklungsvorrichtung, wie in der 4 gezeigt, verwendet werden. Es ist bevorzugt eine Entwicklung in einem Zustand durchzuführen, wo eine magnetische Bürste in Kontakt mit einem ein latentes Bild tragenden Element ist, z. B. eine lichtempfindliche Trommel 13, unter Anlegung eines alternierenden elektrischen Feldes. Ein einen Entwickler tragendes Element (Entwicklerhülse) 11 kann bevorzugt angeordnet werden, um einen Spalt B von 100 – 1000 μm von der lichtempfindlichen Trommel 13 zur Verfügung zu stellen, um die Toneranhaftung zu vermeiden und die Punktreproduzierbarkeit zu verbessern. Wenn der Spalt enger als 100 μm ist, kann die Zufuhr des Entwicklers ungenügend sein und in einer geringen Bilddichte resultieren. Von mehr als 1000 μm sind die Linien der magnetischen Kraft, ausgeübt durch ein Entwicklungspol S1, ausgebreitet, um eine geringe Dichte einer magnetischen Bürste zur Verfügung zu stellen, und sind folglich anfällig dafür in einer minderwertigen Punktreproduktionsfähigkeit und einer schwächeren Träger hemmenden Kraft zu resultieren, was zu einer Trägeranhaftung führt.
Das alternierende bzw. wechselnde elektrische Feld kann bevorzugt eine Scheitelpunkt-zu-Scheitelpunkt-Spannung von 500 – 5000 Volt und eine Frequenz von 500 – 10000 Hz, bevorzugt 500 – 3000 Hz, haben, welche entsprechend in Abhängigkeit vom Verfahren ausgewählt werden kann. Die Wellenform dafür kann entsprechend ausgewählt werden, wie etwa eine dreieckige Welle, eine rechteckige Welle, eine sinusförmige Welle oder Wellenformen, die durch Modifizierung der relativen Einschaltdauer erhalten werden. Wenn die angelegte Spannung unterhalb von 500 Volt ist, kann es schwierig sein eine ausreichende Bilddichte zu erhalten und Schleiertoner auf einem Nicht-Bildbereich kann in einigen Fällen nicht befriedigend wiedergewonnen werden. Oberhalb 5000 Volt kann das latente Bild durch die magnetische Bürste gestört werden, um geringere Bildqualitäten in einigen Fällen zu verursachen.
Durch Verwendung eines Entwicklers vom Zweikomponententyp, der einen gut geladenen Toner enthält, wird es möglich, eine geringere Schleier entfernende Spannung (Vback) und eine geringere primäre Ladungsspannung auf dem lichtempfindlichen Element zu verwenden, wodurch die Lebenszeit des lichtempfindlichen Elements erhöht wird. Vback kann bevorzugt höchstens 150 Volt, bevorzugter 100 Volt sein.
Es ist bevorzugt, ein Kontrastpotential von 200 – 500 Volt zu verwenden, um eine ausreichende Bilddichte zur Verfügung zu stellen.
Die Frequenz kann das Verfahren beeinträchtigen, und eine Frequenz unterhalb 500 Hz kann in einer Ladungsinjektion in den Träger resultieren, welche in einigen Fällen zu geringeren Bildqualitäten aufgrund der Trägeranhaftung und der Störung des latenten Bildes führen kann. Oberhalb von 10000 Hz ist es schwierig für den Toner, dem elektrischen Feld zu folgen, und er kann folglich dazu neigen, geringere Bildqualitäten zu verursachen.
Bei dem Entwicklungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, eine Kontaktweite (Entwicklungsspalt) C der magnetischen Bürste auf der Entwicklungshülse 11 mit der lichtempfindlichen Trommel 13 auf 3 – 8 mm zu stellen, um eine Entwicklung zu bewirken, die eine ausreichende Filmdichte und eine hervorragende Punktreproduktionsfähigkeit ohne Verursachung von Trägeranhaftung zur Verfügung stellt. Wenn der Entwicklungsspalt C enger als 3 mm ist, kann es schwierig sein, eine ausreichend Bilddichte und eine gute Punktreproduzierbarkeit zu befriedigen. Wenn er breiter als 8 mm ist, kann der Toner komprimiert werden und die Bewegung des Geräts beenden, und es kann schwierig werden, die Trägeranhaftung ausreichend zu vermeiden. Der Entwicklungsspalt C kann angemessen durch Änderung des Abstands A zwischen einem Entwickler regulierenden Element 18 und der Entwicklerhülse 11 und/oder Änderung des Spalts B zwischen der Entwicklungshülse 11 und der lichtempfindlichen Trommel 13 eingestellt werden.
Bei der Bildung eines Vollfarbbildes, bei welcher eine Halbtonreproduktionsfähigkeit ein wichtiges Anliegen ist, kann unter der Verwendung von wenigstens 3 Entwicklungsvorrichtungen für Magenta, Cyan und Gelb erfolgen, wobei der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, und bevorzugt ein Entwicklungssystem für die Entwicklung digitaler latenter Bilder in Kombination eingesetzt wird, wobei eine Entwicklung getreu einem latenten Punktbild möglich wird, während ein nachteiliger Effekt der magnetischen Bürste und der Störung des latenten Bildes vermieden wird. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Toners ist ebenfalls wirkungsvoll bei der Verwirklichung des höheren Übertragungsverhältnisses in einem nachfolgenden Übertragungsschritt. Im Ergebnis wird es möglich, hohe Bildqualitäten sowohl bei dem Halbtonbildteil als auch bei dem Volltonbildteil zu erzielen.
Zusätzlich zu der hohen Bildqualität in einem anfänglichen Stadium der Bilderzeugung, ist die Verwendung des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls wirkungsvoll bei der Vermeidung der Verringerung der Bildqualität bei einer kontinuierlichen Bilderqualität bei einer kontinuierlichen Bilderzeugung auf einer großen Anzahl von Blättern.
Der erfindungsgemäße Toner kann ebenfalls als nichtmagnetischer oder magnetischer Toner für ein Einkomponentenentwicklungsverfahren realisiert werden. Die 5 veranschaulicht ein Beispiel für ein derartiges Entwicklungsgerät.
Unter Bezugnahme auf die 5 kann ein elektrostatisches Bild erzeugt auf einem ein elektrostatisches Bild tragenden Element 25 durch Elektrophotographie oder elektrostatische Aufzeichnung mit einem Toner T, enthalten an einem Tonergefäß 21, entwickelt und auf eine nicht-magnetische Entwicklungshülse (Toner tragendes Element) 24 mit Aluminium oder rostfreiem Stahl übertragen werden.
Ein nahezu ein halber Umfang der Entwicklungshülse ist immer in Kontakt mit dem Toner T, der in dem Tonergefäß 21 gelagert wird, und der Toner in der Nähe der Entwicklungshülse 24 wird angehaftet und auf die Entwicklungshülse 24 getragen durch die Wirkung einer magnetischen Kraft erzeugt durch ein magnetisches Feld erzeugendes Mittel in der Entwicklungshülse und/oder eine elektrostatische Kraft.
Das Toner tragende Element 24 kann eine Oberflächenrauheit Ra haben, die auf 1,5 μm oder weniger, bevorzugt 1,0 μm oder weniger, weiter bevorzugt 0,5 μm oder weniger eingestellt ist.
Durch Einstellung der Oberflächenrauheit Ra auf höchstens 1,5 μm wird die die Tonerteilchen transportierende Kraft des Toner tragenden Elements unterdrückt, um die Bildung einer dünnen Tonerschicht auf dem Toner tragenden Element zu ermöglichen, und die Anzahl der Anteile zwischen dem Toner tragenden Element und dem Toner zu erhöhen, um dadurch die Tonerladbarkeit zu verbessern.
Im dem Fall, wo die Oberflächenrauheit Ra des Toner tragenden Elements 1,5 übersteigt, wird es schwierig, eine dünne Schicht des Toners auf dem Toner tragenden Element zu bilden und die Tonerladbarkeit zu verbessern, so dass die Verbesserung in der Bildqualität schwierig zu realisieren wird.
Die Oberflächenrauheit Ra des Toner tragenden Elements bezieht sich auf eine mittlere Rauheit der Mittellinie gemessen durch ein Oberflächenrauheitstester ("Surfco SE- 30H", erhältlich von K.K. Kosaka Kenkyusho) gemäß JIS B0601. Spezifischer kann die Oberflächenrauheit Ra durch Messung einer Strecke a von 2,5 mm entlang einer Mittellinie (genommen an einer x-Achse) und Aufnahme einer Rauheit einer y-Achsenrichtung gemessen werden, um die Rauheitskurve durch eine Funktion von y = f(x) darzustellen, um eine Oberflächenrauheit Ra (μm) aus der folgenden Gleichung zu berechnen: Ra = (1/a) ∫a0 |f(x)|dx.
Das Toner tragende Element kann bevorzugt ein Zylinder oder ein Band bzw. Riemen aus rostfreiem Stahl, Aluminium usw. umfassen, welcher mit einem Metall, einem Harz oder einem Harz mit feinen Teilchen eines Harzes, eines Metalls, Ruß oder eines Ladungskontrollmittels oberflächlich beschichtet sein kann.
Wenn die Geschwindigkeit der Oberflächenbewegung des Toner tragenden Elements auf das 1,05 – 3,0-fache der Geschwindigkeit der Oberflächenbewegung des ein elektrostatisches Bild tragenden Elements eingestellt wird, empfängt die Tonerschicht auf dem Toner tragenden Element einen angemessenen Grad der Rührwirkung, um eine bessere getreue Nachbildung eines elektrostatischen Bildes zu verwirklichen.
Wenn die Oberflächengeschwindigkeit des Toner tragenden Elements unterhalb des 1,05-fachen des ein elektrostatisches Bild tragenden Elements ist, wird ein derartiger Tonerschichtrühreffekt ungenügend, so dass es schwierig wird, eine gute Bilderzeugung zu erwarten. Ferner kann in dem Fall der Ausbildung eines Vollbildes, das eine große Menge an Toner über eine weite Fläche erfordert, die Tonerzufuhr des elektrostatischen Bildes ungenügend werden, um in einer niedrigeren Bilddichte zu resultieren. Andererseits kann bei mehr als 3,0 der Toner übermäßig geladen werden und Schwierigkeiten verursachen, wie etwa eine Tonerverschlechterung oder ein Anhaften auf dem Toner tragenden Element (Entwicklungshülse).
Der in dem Trichter (Tonergefäß) 21 gelagerte Toner T wird zu der Entwicklungshülse 24 mittels eines Zufuhrelements 22 zugeführt. Das Zufuhrelement kann bevorzugt in der Form einer Zufuhrwalze mit einem porösen elastischen Material oder einem Schaummaterial, wie etwa weicher Polyurethanschaum, sein. Die Zufuhrwalze 22 rotiert in einer relativen Geschwindigkeit, die nicht null ist, in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung mit Bezug auf die Entwicklungshülse, wodurch das Ablösen des Toners (ein Teil des Toners, der nicht für die Entwicklung verwendet wird), von der Entwicklungshülse ist gleichzeitig mit der Tonerzufuhr zu der Entwicklungshülse ist. Hinsichtlich des Gleichgewichts zwischen der Tonerzufuhr und der Tonerablösung kann die Zufuhrrolle 22 bevorzugt an die Entwicklungshülse in einer Breite von 2,0 – 10,0 mm, bevorzugter 4,0 – 6,0 mm anliegen. Andererseits kann eine große Beanspruchung auf den Toner ausgeübt werden, und die Tonerverschlechterung oder die Agglomeration oder das Schmelz-Anhaften des Toners auf der Entwicklungshülse und der Zufuhrwalze zu fördern, aber der erfindungsgemäße Toner ist hervorragend in der Fließfähigkeit, Ablösbarkeit und Beständigkeit, so dass der Toner angemessen in dem Entwicklungsverfahren unter Verwendung einer derartigen Zufuhrwalze verwendet wird. Das Zufuhrelement kann ebenfalls ein Bürstenelement aus einer harzförmigen Faser, z. B. Nylon oder Rayon umfassen. Die Verwendung eines derartigen Zufuhrelements ist sehr wirkungsvoll für einen nicht magnetischen Einkomponententoner, der eine magnetische Zwangskraft für die Toneraufbringung nutzt, aber es kann ebenfalls in einem Einkomponenten-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines magnetischen Einkomponentenverfahrens eingesetzt werden.
Der zu der Entwicklungshülse zugeführte Toner kann gleichmäßig in einer dünnen Schicht durch ein regulierendes Element aufgebracht werden. Das die dünne Tonerschicht regulierende Element kann ein regulierendes Element, eine Abstreifklinge wie etwa eine Metallklinge oder eine magnetische Klinge, vorgesehen in einem bestimmten Abstand von der Entwicklungshülse, umfassen, oder kann alternativ eine starre Walze oder eine Hülse aus Metall, einem Harz oder einem keramischen Material umfassen, das wahlweise darin eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes enthält.
Alternativ dazu ist es ebenfalls möglich, ein regulierendes Element für eine dünne Tonerschicht als ein elastisches Element zu gestalten, wie etwa eine elastische Klinge oder eine elastische Walze, für das Aufbringen eines Toners unter Druck. Die 5 zum Beispiel zeigt eine elastische Klinge 23, die an ihrer Oberseite auf den Fußteil im Entwicklergefäß 21 fixiert ist, und bei dem ihr unterer freier Längenabschnitt mit einem angemessenen Druck gegen die Entwicklungshülse gedrückt wird, um in eine umgekehrte Richtung sich zu erstrecken (wie gezeigt, oder in einer Vorwärtsrichtung). Unter Verwendung einer derartigen Aufbringungseinrichtung wird es möglich, eine dichte Tonerschicht zu bilden, die stabil gegen eine Umweltänderung ist. Der Mechanismus davon wurde bisher nicht vollständig klargestellt, aber es wird angenommen, dass die heftige Triboelektrofizierung mit der Entwicklungshülsenoberfläche aufgrund des elastischen Materials einen konstanten Ladungszustand ermöglicht, unabhängig von einer Änderung in dem Tonerverhalten, die eine Umweltänderung begleitet.
Auf der anderen Seite kann die Verwendung einer derartigen elastischen Klinge eine übermäßige Belastung und ein Schmelz-Anhaften des Toners auf der Entwicklungshülsenoberfläche oder der elastischen Klinge verursachen, aber der Toner der vorliegenden Erfindung wird aufgrund seiner hervorragenden Ablösbarkeit und stabilen triboelektrischen Ladbarkeit geeigneterweise verwendet.
Das elastische Material kann bevorzugt ein Material mit einer geeigneten Position der Ladbarkeit in einer triboelektrischen Spannungsreihe haben, um den Toner auf eine geeignete Polarität aufzuladen, und kann z. B. umfassen: ein Elastomer, wie etwa ein Siliconkautschuk, ein Urethankautschuk oder NBR; ein elastisches synthetisches Harz, wie etwa Polyethylenterephthalat; ein elastisches Metall, wie etwa rostfreier Stahl, Stahl und Phosphorbronze; oder ein Verbundstoffmaterial von diesen.
In dem Fall des Vorsehens eines beständigen elastischen Elements ist es bevorzugt, ein Laminat eines elastischen Metalls und eines Harzes oder Kautschuks zu verwenden, oder ein beschichtetes Element zu verwenden.
Ferner kann das elastische Material ein dazu gegebenes organisches Material oder ein anorganisches Material enthalten, z. B. durch Schmelzkneten oder Dispersion. Zum Beispiel kann durch Zugabe eines Metalloxids, eines Metallpulvers, eines keramischen Materials, eines Kohlenstoffallotrops, eines Whiskers, einer anorganischen Faser, eines Farbstoffs, eines Pigments oder eines oberflächenaktiven Stoffes die Ladbarkeit des Toners gesteuert werden. Insbesondere in dem Fall der Verwendung eines elastischen Elements, das aus einem Kautschuk oder einem Harz gebildet wird, ist es bevorzugt, ein feines Pulver eines Metalloxids, wie etwa Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Zirkoniumoxid oder Zinkoxid; Ruß; oder ein allgemein bei Tonern verwendetes Ladungskontrollmittel hinzuzufügen.
Ferner wird es durch Anlegen eines elektrischen Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Feldes an das Klingenregulationselement oder die Zufuhrwalze oder das Bürstenelement es möglich, eine zersetzende Wirkung auf die Tonerschicht auszuüben, wobei insbesondere die Leistungsfähigkeit des Aufbringens der gleichmäßigen dünnen Schicht und der gleichmäßigen Ladbarkeit der regulierenden Position und der Toner-Zufuhr/-Ablösungsposition an der Zufuhrposition verbessert wird, wodurch eine erhöhte Bilddichte und bessere Bildqualität zur Verfügung gestellt wird.
Das elastische Element kann gegen das Toner tragende Element mit einem Anpressdruck von wenigstens 0,1 kg/m, bevorzugt 0,3 – 25 kg/m, weiter bevorzugt 0,5 – 12 kg/m, bezogen auf einen linearen Druck in der Richtung einer Mantellinie des Toner tragenden Elements angepresst werden. Im Ergebnis wird es möglich, wirkungsvoll den Toner zu zersetzen, um eine schnelle Ladung des Toners zu verwirklichen. Wenn der Anpressdruck unterhalb 0,1 kg/m ist, wird die gleichmäßige Toneraufbringung schwierig, was in einer breiten Tonerladungsverteilung resultiert, was zu Schleier und Streuungen führt. Oberhalb 25 kg/m wird ein übermäßiger Druck an dem Toner ausgeübt, was eine Tonerverschlechterung oder Toneragglomeration verursachen kann, und ein großes Drehmoment wird notwendig, um das Toner tragende Element anzutreiben.
Es ist bevorzugt, dass ein ein elektrostatisches Bild tragendes Element 25 und das Toner tragende Element 24 mit einem Abstand α und 50 – 500 μm anzuordnen, und eine Abstrifklinge kann in einem Abstand von 50 – 400 μm von dem Toner tragenden Element angeordnet werden.
Es ist im Allgemeinen am meisten bevorzugt, dass die Tonerschichtdicke dünner als der Abstand zwischen dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element und dem Toner tragenden Element eingestellt wird, aber die Dicke der Tonerschicht kann so eingestellt werden, dass ein Teil der Tonerohren, die die Tonerschicht bilden, das ein elektrostatisches Bild tragendes Element kontaktiert.
Ferner wird es durch Ausbildung eines Wechselstromfeldes zwischen dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element und den Toner tragenden Element von einer Vorspannungszufuhr 26 möglich, die Tonerbewegung von dem Toner tragenden Element zu dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element zu erleichtern, wodurch eine bessere Qualität der Bilder zur Verfügung gestellt wird. Das wechselnde elektrische Feld kann eine Scheitelpunkt-zu-Scheitelpunkt-Spannung Vpp von wenigstens 100 Volt, bevorzugt 200 – 300 Volt, weiter bevorzugt 300 – 2000 Volt und eine Frequenz f von 500 – 5000 Hz, bevorzugt 1000 – 3000 Hz, weiter bevorzugt 1500 – 3000 Hz umfassen. Das wechselnde elektrische Feld kann eine Wellenform oder eine rechteckige Welle, eine sinusförmige Welle, eine Sägezahnwelle oder eine dreieckige Welle umfassen. Ferner ist es ebenfalls möglich ein asymmetrisches, elektrisches Wechselstromvorspannungs-Feld mit einem positiven Wellenabschnitt und einem negativen Wellenabschnitt mit unterschiedlichen Spannungen und unterschiedlicher Dauer anzulegen. Es ist ebenfalls bevorzugt, eine Gleichstrom-Vorspannungskomponente zu überlagern.
Wieder unter Bezugnahme auf die 3, kann das ein elektrostatisches Bild tragende Element 1 eine lichtempfindliche Trommel (oder ein lichtempfindliches Band/Riemen) mit einer Schicht eines photoleitenden isolierenden Materials, wie etwa a-Se, CdS, ZnO₂, OPC (organischer Photoleiter) und a-Si (amorphes Silicium) umfassen. Das ein elektrostatisches Bild tragende Element 1 kann bevorzugt ein a-Si lichtempfindliche Schicht oder eine OPC-lichtempfindliche Schicht umfassen.
Die organische lichtempfindliche Schicht kann aus einer einzelnen Schicht mit einer ladungserzeugenden Substanz und einer ladungstransportierenden Substanz aufgebaut sein, oder sie kann eine lichtempfindliche Schicht vom Funktions-Separationstyp mit einer Ladung erzeugenden Schicht und einer Ladung transportierenden Schicht sein. Die lichtempfindliche Schicht vom Funktions-Separationstyp kann bevorzugt einen elektrisch leitfähigen Träger, eine Ladung erzeugende Schicht und eine Ladung transportierende Schicht, angeordnet in dieser Reihenfolge, umfassen. Die organische lichtempfindliche Schicht kann bevorzugt ein Bindeharz, wie etwa Polycarbonatharz, Polyesterharz oder Acrylharz umfassen, weil ein derartiges Bindeharz wirkungsvoll bei der Verbesserung der Übertragungsfähigkeit und den Reinigungseigenschaften ist, und nicht dazu neigt, ein Anhaften des Toners auf dem lichtempfindlichen Element oder eine Filmbildung von externen Zusatzstoffen zu verursachen.
Ein Ladungsschritt kann unter Verwendung einer Koronaladungsvorrichtung durchgeführt werden, welche nicht in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element ist, oder unter Verwendung einer Kontaktladevorrichtung, wie etwa einer Ladungswalze. Das Kontaktladungssystem, wie in der 3 gezeigt, kann bevorzugt hinsichtlich der Effizienz der gleichmäßigen Ladung, der Einfachheit und der geringeren Ozonbildungseigenschaften verwendet werden.
Die Ladungswalze 2 umfasst ein Kernmetall 2b und eine elektrisch leitfähige elastische Schicht 2a, die eine Peripherie des Kernmetalls 2b umfasst. Die Ladungswalze 2 wird gegen das lichtempfindliche Element 1 mit einem vorgeschriebenen Druck (Druckkraft) gepresst und dreht sich zusammen mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements 1.
Der Ladungsschritt unter Verwendung der Ladungswalze kann bevorzugt unter Verfahrensbedingungen einschließlich einem angelegten Druck der Walze von 5 – 500 g/cm, einer Wechselstromspannung von 0,5 – 5 kVpp, einer Wechselstromfrequenz von 50 – 5 kHz und einer Gleichstrom-Spannung von ± 0,2 – ± 1,5 kV in dem Fall der Anlegung einer Wechselstromspannung und einer Gleichstromspannung in Überlagerung durchgeführt werden; und ein angelegter Druck der Walze von 5 – 500 g/cm und eine Gleichstromspannung von ± 0,2 – ± 1,5 kV in dem Fall des Anlegens einer Gleichstromspannung.
Andere Ladungseinrichtungen können die unter Verwendung einer Ladungsklinge oder einer elektrisch leitfähigen Bürste einschließen. Diese Kontaktladungseinrichtungen sind wirkungsvoll beim Weglassen einer Hochspannung oder beim Senken des Auftretens von Ozon. Die Ladungswalze und die Ladungsklinge, die jeweils als eine Kontaktladungseinrichtung verwendet werden, können bevorzugt einen elektrisch leitfähigen Kautschuk umfassen, und können wahlweise ein Ablösungsfilm auf der Oberfläche davon umfassen. Der Ablösungsfilm kann, z. B., ein Harz auf Nylongrundlage, Polvinylidenfluorid (PVDF) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC) umfassen.
Das auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element 1 gebildete Tonerbild wird auf ein intermediäres Übertragungselement 5 übertragen, an welches eine Spannung (z. B. ± 0,1 – ± 5 kV) angelegt wird. Die Oberfläche des ein elektrostatisches Bild tragenden Element kann durch eine Reinigungseinrichtung 9 einschließlich einer Reinigungsklinge 8 gereinigt werden.
Das intermediäre Übertragungselement 5 umfasst ein röhrenförmiges, elektrisch leitfähiges Kernmetall 5b und eine elastische Schicht mit mittlerem Widerstand 5a (z. B. eine elastische Walze), die eine Peripherie des Kernmetalls 5b umgibt. Das Kernmetall 5b kann ein Kunststoffrohr, das mit einer elektrisch leitfähigen Plattierung beschichtet ist, umfassen. Die elastische Schicht mit mittlerem Widerstand 5a kann eine feste Schicht oder eine geschäumte Materialschicht sein, in welche eine elektrische Leitfähigkeit verleihende Substanz, wie etwa Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid, oder Siliciumcarbid in einem elastischen Material, wie etwa Siliconkautschuk, Teflonkautschuk, Chloroprenkautschuk, Urethankautschuk, oder Ethylen-Propylen-Dien-Terpoylmer (EPDM) gemischt und dispergiert ist, um so einen elektrischen Widerstand oder einen Volumenwiderstand bei einem mittleren Widerstandsgrad von 10⁵ – 10¹¹ Ohm·cm, insbesondere 10⁷ – 10¹⁰ Ohm·cm zu steuern. Das intermediäre Übertragungselement 5 wird unter das ein elektrostatisches Bild tragende Element 1 angeordnet, so dass es eine Achse (oder einen Schaft) hat, die parallel zu dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element angeordnet ist, und in Kontakt mit dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element 1 ist. Das intermediäre Übertragungselement wird in der Richtung eines Pfeils (Richtung gegen den Uhrzeigersinn) bei einer Umfangsgeschwindigkeit sich dreht, die identisch zu der der des ein elektrostatisches Bild tragenden Elements 1 ist.
Die entsprechenden Farbtonerbilder werden nacheinander unmittelbar auf die periphere Oberfläche des intermediären Übertragungselements 5 durch ein elektrisches Feld gebildet durch Anlegen einer Obertragungsvorspannung an einen Übertragungs-Spalten-Bereich zwischen dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element 1 und dem intermediären Übertragungselement 5 zum Zeitpunkt des Durchtretens des Übertragungs-Spalten-Bereichs bildet.
Nach der unmittelbaren Übertragung des entsprechenden Tonerbildes wird die Oberfläche des intermediären Übertragungselements 55 wie erwünscht durch eine Reinigungsvorrichtung gereinigt, welche an das Bild erzeugende Gerät angebracht oder nicht angebracht werden kann. In dem Fall, wo das Tonerbild auf dem intermediären Übertragungselement 5 angeordnet wird, wird die Reinigungseinrichtung von der Oberfläche des intermediären Übertragungselements 5 abgenommen oder abgelöst, um nicht das Tonerbild zu stören.
Die Übertragungseinrichtung (z. B. eine Übertragungswalze) 7 wird unter dem intermediären Übertragungselement 5 angeordnet, so dass sie eine Achse (oder einen Schaft) hat, die parallel zu der des intermediären Übertragungselements 5 angeordnet ist, und in Kontakt mit dem intermediären Übertragungselement 5 ist. Die Übertragungseinrichtung (Walze) 7 rotiert in der Richtung eines Pfeils (in Richtung des Uhrzeigersinns) bei einer peripheren Geschwindigkeit, die identisch zu der des intermediären Übertragungselements 5 ist. Die Übertragungswalze 7 kann so angeordnet werden, dass sie direkt mit dem intermediären Übertragungselement 5 in Kontakt ist, oder in Kontakt mit dem intermediären Übertragungselement 5 über einen Riemen usw. ist. Die Übertragungswalze 7 kann eine elektrisch leitfähige elastische Schicht 7a umfassen, die auf einer peripheren Oberfläche eines Kernmaterials 7b angeordnet ist.
Das intermediäre Übertragungselement 5 und die Übertragungswalze 7 können bekannte Materialien, wie sie allgemein verwendet werden, umfassen. Durch höhere Einstellung des Volumenwiderstandes der elastischen Schicht 5a des intermediären Übertragungselements 5 als die der elastischen Schicht 7b der Übertragungswalze, ist es möglich, die an die Übertragungswalze 7 angelegte Spannung zu verringern. Im Ergebnis wird ein gutes Tonerbild auf dem eine Übertragung empfangenen Material ausgebildet, und das eine Übertragung empfangene Material wird daran gehindert, sich um das intermediäre Übertragungselement 5 zu wickeln. Die elastische Schicht 5a des intermediären Übertragungselements 5 kann bevorzugt einen Volumenwiderstand haben, der wenigstens das zehnfache jenes der elastischen Schicht 7b der Übertragungswalze 7 ist.
Die Übertragungswalze 7 kann ein Kernmaterial 7b und eine elektrisch leitfähige elastische Schicht 7a mit einem elastischen Material mit einem Volumenwiderstand von 10⁶ bis 10¹⁰ Ohm·cm umfassen, wie etwa Polyurethan oder Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), die dispergiert eine elektrische leitfähige Substanz, wie etwa Kohlenstoff, enthalten. Eine bestimmte Vorspannung (z. B. bevorzugt ± 0,2 – ± 10 kV) wird an das Kernmetall 7b durch eine Konstant-Spannungsversorgung angelegt werden.
Der erfindungsgemäße Toner weist eine hohe Übertragungseffizienz in den Übertragungsschritten auf, um einen geringen Übertragungsresttoner zurückzulassen, und weist ebenfalls eine hervorragende Reinigungsfähigkeit auf, so dass er nicht einfach eine Filmbildung auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element verursacht. Ferner ermöglicht der erfindungsgemäße Toner eine geringe Einbettung des externen Zusatzstoffs an der Tonerteilchenoberfläche, selbst wenn er einem kontinuierlichen Bilderzeugungstest für eine große Anzahl von Bildern unterzogen wird, so dass er eine gute Bildqualität über einen langen Zeitraum bereitstellen kann. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Toner geeigneterweise in einem Bilderzeugungsgerät ausgestattete mit einem Wiederverwendungsmechanismus verwendet werden, wobei der Übertragungs-Resttoner auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element und dem intermediären Übertragungselement wiedergewonnen und für die Bilderzeugung wiederverwendet wird.
Das eine Übertragung empfangene Material 6, das das übertragene Tonerbild trägt, wird dann zu Wärme-Druckfixierungseinrichtungen transportiert, einschließlich einer Heißwalzenfixierungsvorrichtung mit im Wesentlichen einer Heizwalze einschließlich einem Wärme erzeugenden Element, wie etwa eine Halogenheizvorrichtung, und wird mit einer Druckwalze mit einem elastischen Material gegen die Heizwalze gedrückt, und einer Heizfixierungsvorrichtung für die Fixierung durch Erwärmen über einen Film (wie in den 6 und 7 gezeigt, wobei das Bezugszeichen 30 eine Strebe; 31 ein Heizelement; 31a ein Heizsubstrat; 31b ein Wärme erzeugendes Element; 31c eine Oberflächenschutzschicht; 31d ein Temperaturdetektionselement; 32 ein Fixierungsfilm; 33 eine Presswalze; 34 eine Spiralfeder; 35 ein die Filmkanten regulierendes Element; 36 eine Verbindungsvorrichtung für die Elektrizitätszufuhr; 37 ein elektrizitätsunterbrechendes Element; 38 eine Einlassführung; und 39 eine Auslassführung (Abtrennungsführung) darstellt. Da der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Fixierungsfähigkeit und Anti-Offset-Eigenschaften hat, kann der Toner geeigneterweise in Kombination mit einer derartigen Wärme-Druck-Fixierungsvorrichtung verwendet werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung spezifischer auf der Grundlage von Beispielen beschreiben.
Beispiel 1
Eine Mischung wurde durch ausreichende Mischung und Dispersion von 132 Gewichtsteilen Styrol, 68 Gewichtsteilen n-Butylacrylat, 0,91 Gewichtsteilen Divinylbenzol (Reinheit = 55 %), 4,0 Gewichtsteilen eines im Folgenden gezeigten linearen ungesättigten Polyesters, 20 Gewichtsteilen Paraffinwachs (die Temperatur des Wärmeabsorption-Hauptscheitelpunkts (T_HAP) = 75°C, Anzahl-gemittelte Molekülmasse (Mn) = 830), 15 Gewichtsteilen Ruß (spezifische Oberfläche nach BET (S_BET) = 60 m²/g, Ölabsorption = 115 ml/g) und 4,0 Gewichtsteilen eines negativen Ladungskontrollmittels (Di-tert-butylsalicylsäure-Eisenkomplex) mittels eines Attritors (erhältlich von Mitsui Miike Kohki K.K.) hergestellt.
<Linearer ungesättigter Polyester>

(a) Polykondensat von Fumarsäure und Bisphenol A-Derivat wie im Folgenden gezeigt:
(b) massegemittelte Molekülmasse (Mw) = 10⁴
(c) Säurewert (A.V.) = 10 (mg KOH/g)

Außerdem wurden 2 Gewichtsteile 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) zugegeben und ausreichend mit der vorher zubereiteten Mischung gemischt, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu erzeugen.
Getrennt wurden in ein Vierhalsgefäß, ausgestattet mit einem Hochgeschwindigkeitsrüher ("TK-Homomixer", erhältlich von Tokushu Kika Kogyo K.K.), 500 Gewichtsteile entionisiertes Wasser und 650 Gewichtsteile wässrige 0,1 M-N₃PO₄ Lösung gegeben und auf 70°C erwärmt. Ferner wurden 100 Gewichtsteile 1,0 M-CaCl₂ wässrige Lösung dazugegeben, und die Mischung wurde bei 10.000 U/mm gerührt, um ein wässriges Dispersionsmedium zu bilden, das fein dispergiert den schwer wasserlöslichen Dispersionsstabilisator Ca₃(PO₄)₂ enthält.
Die vorher zubereitete polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in das wässrige Dispersionsmedium gegeben und bei 10000 U/mm für 7 Minuten bei 70°C unter einem Stickstoffgasstrom gerührt, um Teilchen der Monomerzusammensetzung zu bilden. Dann wurde der Rührer durch einen Paddelrührer ersetzt und das System einer Polymerisation für 5 Stunden bei 70°C und für 5 Stunden bei 80°C unterzogen.
Nach der Polymerisation wurde der Gefäßinhalt auf Raumtemperatur gekühlt und Chlorwasserstoffsäure dazugegeben, um den Dispersionsstabilisator zu lösen, gefolgt durch die Gewinnung durch Filtration, Waschen mit Wasser, Trocknen des Polymerisats, um Tonerteilchen (A) zu erhalten, welche einen wie in der 2A gezeigten Querschnitt haben, wobei das Wachs in der Form eines im Wesentlichen sphärischen Teilchens 22, ohne in dem Matrixbindeharz 21 gelöst zu sein, dispergiert ist.
Ferner zeigte jedes Tonerteilchen einer Oberflächenschicht des lokalisierten Polyesters.
Die Tonerteilchen (A) umfassten ca. 10 Gewichtsteile des Paraffinwachses, ca. 7,5 Gewichtsteile des Rußes und ca. 2 Gewichtsteile des negativen Ladungskontrollmittels auf 100 Gewichtsteile des Bindeharzes mit Styrol-n-butylacrylat-Copolymer und ungesättigtem Polyester vernetzt mit Divinylbenzol. Der ungesättigte Polyester reagierte mit dem Styrol und dem n-Butylacrylat, um einen Hybridbestandteil auszubilden.
Die Eigenschaft der Tonerteilchen (A) werden in der hiernach folgenden Tabelle 1 zusammen mit den im Folgenden beschriebenen, in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Tonerteilchen gezeigt.
100 Gewichtsteile der Tonerteilchen (A) wurden mit 2,0 Gewichtsteilen hydrophoben feines Siliciumoxidpulver (S_BET = 200 m²/g) gemischt, um den Toner (A) gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden. Ferner wurden 6 Gewichtsteile Toner (A) mit 94 Gewichtsteilen eines mit Siliconharz beschichteten magnetischen Ferritträgers (durchschnittliche Teilchengröße (Dav) = 50 μm) gemischt, um einen Entwickler (A) vom Zweikomponententyp für die magnetische Bürstenentwicklung herzustellen.
Beispiel 2
Tonerteilchen (B) wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme der Verwendung einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung, die durch weitere Zugabe von 4 Gewichtsteilen eines im Folgenden gezeigten gesättigten Polyesters, zu der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung des Beispiels 1 hergestellt wird.
<Gesättigter Polyester>

(a) Polykondensat von Terephthalsäure und Bisphenol A-Derivat, wie im Folgenden gezeigt:
(b) Mw = 1,1 × 10⁴
(c) A.V. = 12 (mgKOH/g)

Ferner wurden Toner (B) und Entwickler (B) ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme der Verwendung der Tonerteilchen (B) anstelle der Tonerteilchen (A).
Beispiel 3
Tonereilchen (C), Toner (C) und Entwickler (C) wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Mengen des gesättigten Polyesters auf 10 Gewichtsteile und die Menge des Divinylbenzols (Reinheit: 55 %) auf 0,30 Gewichtsteile geändert wurden.
Beispiel 4
Tonerteilchen (D), Toner (D) und Entwickler (D) wurden in der in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Mengen des ungesättigten Polyesters und des gesättigten Polyesters auf 5 Gewichtsteile bzw. 15 Gewichtsteile geändert wurden.
Beispiel 5
Tonerteilchen (E), Toner (E) und Entwickler (E) wurden in der in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Mengen des ungesättigten Polyesters und des gesättigten Polyesters auf 6 Gewichtsteile bzw. 20 Gewichtsteile geändert wurden.
Beispiel 6
Tonereilchen (F), Toner (F) und Entwickler (F) wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Divinylbenzols (Reinheit: 55 %) auf 0,180 Gewichtsteile geändert wurden, und die Polymerisation für 10 Stunden bei 60°C erfolgte.
Vergleichsbeispiel 1
Vergleichstonerteilchen (G), Vergleichstoner (G) und Vergleichsentwickler (G) wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der ungesättigte Polyester weggelassen und die Menge des gesättigten Polyesters auf 20 Gewichtsteile geändert wurde.
Vergleichsbeispiel 2

Vergleichstonerteilchen (H), Vergleichstoner (H) und Vergleichsentwickler (H) wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge des Divinylbenzols (55 %) und des 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) auf 5,0 Gewichtsteile bzw. 2,0 Gewichtsteile geändert wurden, und die Polymerisation für 5 Stunden bei 50°C und 5 Stunden bei 60°C erfolgte. Vergleichsbeispiel 3

Styrolbutylacrylat-Copolymer	100 Gewichtsteile
(Molekülmasse Scheitelpunkt (Mp) = 2,0 × 10⁴, Mw = 3,2 × 10⁴, Mw/Mn = 1,8, Tg = 59°C) ungesättigter Polyester, verwendet	2 Gewichtsteile
in Beispiel 1 Ruß, verwendet in Beispiel 1	7,5 Gewichtsteile
Negatives Ladungskontrollmittel, verwendet in Beispiel 1	2 Gewichtsteile
Paraffinwachs, verwendet in Bsp. 1	10 Gewichtsteile

Die vorherigen Inhaltsstoffe wurden durch einen Doppelschraubenextruder schmelz-geknetet, und das geknetete Produkt wurde durch eine Hammermühle nach dem Abkühlen grob zerkleinert, gefolgt durch Pulverisierung durch eine Strahlmühle und Klassifizierung, um Vergleichstonerteilchen (I) herzustellen, aus denen Vergleichstoner (I) und Vergleichsentwickler (I) ansonsten in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden.
Vergleichstonerteilchen (I) wiesen einen fein dispergierten Zustand von Wachsteilchen 22 ähnlich wie in 2B gezeigt auf, und ebenfalls die Anwesenheit von Wachs an der Tonerteilchenoberfläche.
Die Eigenschaften, die Teilchengrößenverteilung, die Formfaktoren und die Ergebnisse der TEM-Beobachtung, der in den vorher beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Tonerteilchen werden einschließlich in den folgenden Tabellen 1 – 3 gezeigt.
Tabelle 3

*: D4: massegemittelte Teilchengröße A_NV: Koeffizient der Teilchengrößenvariation auf Grundlage der Anzahl (= S/D1 × 100, s: Standardabweichung, D1 = Anzahlgemittelte Teilchengröße

Beispiele 7 – 12 und Vergleichsbeispiele 4 – 6
Jeder der in vorhergehenden Beispielen 1 – 6 und Vergleichsbeispielen 1 – 3 hergestellten Entwickler wurde in eine schwarze Entwicklungseinheit 4-4 in einen Vollfarbbilderzeugungsgerät, wie in der 3 gezeigt, geladen und einem Bilderzeugungstest im schwarzen Einzelfarbmodus unterzogen. Zunächst wird der Umriss des Bilderzeugungsgeräts erläutert.
Unter Bezugnahme auf die 3 rotierte ein lichtempfindliches Element 1 mit einer Spitze 1a und einer darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Schicht 1b, die einen organischen Photohalbleiter enthält, in der Richtung eines Pfeils, und wurde durch eine Ladungswalze 2 (mit einer elektrisch leitfähigen elastischen Schicht 2a und einem Kernmetall 2b) aufgeladen, um ein Oberflächenpotential von etwa –600 V zu haben. Ein elektrostatisches Bild mit einem beleuchteten (exponierten) Teilpotential von –100 V und einem Dunkelteilpotential von –600 V wurde auf dem lichtempfindlichen Element 1 durch Exposition des lichtempfindlichen Elements 1 mit einem Lichtbild unter Verwendung einer Bildexpositionseinrichtung erzeugt, die ein AN und AUS auf der Grundlage von digitalen Bildinformationen durch einen polygonalen Spiegel bewerkstelligt. Das elektrostatische Bild wurde mit schwarzen Tonerteilchen, die in einer Entwicklungseinheit 4-4 enthalten sind, gemäß dem Umkehrentwicklungsmodus entwickelt, um ein schwarzes Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element 1 zu erzeugen. Die auf diese Weise erzeugten schwarzen Farbtonerbilder wurden auf ein intermediäres Übertragungselement 5 (mit einer elastischen Schicht 5a und einem Kernmetall 5b als eine Stütze) übertragen, um darauf ein überlagertes Vierfarbbild zu erzeugen. Resttonerteilchen auf dem lichtempfindlichen Element 1 nach der Übertragung wurden durch ein Reinigungselement 8 wiedergewonnen, um in einem Resttonerbehälter enthalten zu sein.
Das intermediäre Übertragungselement 5 wurde durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit für die elastische Schicht 5a mit Ruß (als ein elektrische Leitfähigkeit verleihendes Material), ausreichend dispergiert in Arylnitril-Butadienkautschuk (NBR), auf einem rohrförmigen Kernmetall 5b hergestellt. Die elastische Schicht 5a des intermediären Übertragungselements 105 zeigte eine Härte von 30 Grad, gemessen nach JIS K-6301, und ein Volumenwiderstand (Rv) von 10⁹ Ohm·cm. Die Übertragung von dem lichtempfindlichen Element 1 zu dem intermediären Übertragungselement 5 wurde durch Anlegen einer Spannung von +500 V von einer Stromquelle an das Kernmetall 5b durchgeführt, um einen notwendigen Übertragungsstrom von etwa 5 μA zur Verfügung zu stellen.
Die Übertragungswalze 7 hat einen Durchmesser von 20 mm und wurde durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit für die elastische Schicht 7a mit Kohlenstoff (als eine elektrische Leitfähigkeit verleihendes Material), ausreichend dispergiert in einen geschäumten Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), auf ein Kernmetall 7b mit 10 mm Durchmesser gebildet. Die elastische Schicht 7a der Übertragungswalze zeigte eine Härte von 35 Grad, gemessen nach JIS K-6301, und einem Volumenwiderstand von 10⁶ Ohm·cm. Die Übertragung von dem intermediären Übertragungselement 5 zu einem eine Übertragung empfangenen Material 6 wurde durch Anlegen einer Spannung an die Übertragungswalze 7 durchgeführt, um einen Übertragungsstrom von 15 μA zur Verfügung zu stellen.
Die Wärmefixierungsvorrichtung H war eine Fixiervorrichtung vom Heiß-Walzentyp ohne Öl-Applikatorsystem. Die obere Rolle und die untere Rolle waren beide mit einem fluorhaltigen Harz oberflächlich behandelt und haben einen Durchmesser von 60 mm. Die Fixierungstemperatur war 150°C und die Spaltbreite wurde auf 7 mm eingestellt.
Unter den vorher festgesetzten Bedingungen wurden wieder jeder der vorher hergestellten Entwickler (A) – (I) durch einen kontinuierlichen Drucktest im Einzelfarbmodus (d.h. durch einen tonerverbrauchsfördernden Modus ohne Pause der Entwicklungsvorrichtung) bewertet, während der entsprechende schwarze Toner wie erforderlich bei einer Ausdruckgeschwindigkeit von 8 A-4 Blättern/min in einer
Umgebung von Normaltemperatur/normaler Feuchtigkeit (N.T./N.H. = 25°C/60 % RH) oder
Hochtemperatur/Hochluftfeuchtigkeit (H.T./H.H. = 3000/80 % RH) ersetzt wurde, wodurch die ausgedruckte Bildqualität bewertet wurde.
Jeder Entwickler wurde ebenfalls hinsichtlich der Übereinstimmung mit dem verwendeten Bilderzeugungsgerät bewertet.
Resttoner, der durch Reinigen gewonnen wurde, wurde in die Entwicklungsvorrichtung mittels eines Wiederverwendungsmechanismus transportiert und wiederverwendet.
Außerdem wurde ein Fixierungstest durch Entfernung des Fixierungsgeräts durch Anbringen eines externen Antriebsmechanismus durchgeführt, um die Fixierwalze bei einer Geschwindigkeit von 15 mm/sc zu rotieren und durch Anbringen einer Temperatursteuerung, um die Temperatur der Fixierwalze in einem Bereich von 100 – 230°C einzustellen.
Der Fixierungstest erfolgte nachdem die obere Walze (Heizwalze) eine vorgeschriebene Temperatur erreichte und Aufrechterhalten der Temperatur für weitere 10 Minuten, um zu bestätigen, dass die untere Walze (Druckwalze) ausreichend auf eine konstante Temperatur erwärmt war.
Die Ergebnisse der vorher beschriebenen Bewertung werden in den Tabellen 4 und 5 gezeigt.
Tabelle 5 Abstimmung mit dem Bilderzeugungsgerät
Die Erläuterung der Bewertungspunkte, die in den vorherigen Tabellen gezeigt werden, wird im Folgenden ergänzt.
[Bewertung der ausgedruckten Bilder]
<1> I.D. (Bilddichte)
Bewertet auf der Grundlage einer relativen Bilddichte nach Ausdruck auf einer vorgeschriebenen Anzahl von herkömmlichen Kopierpapier (75 g/m²) durch ein Macbeth Reflexionsdensitometer relativ zu einem ausgedruckten Bild eines weißen Grundabschnitts mit einer Originaldichte von 0,00 gemäß dem folgenden Standard:

A: Sehr gut (≥ 1,40)
B: Gut (≥ 1,35 und < 1,40)
C: Ausreichend (≥ 1,00 und < 1,35)
D: Schlecht (< 1,00)

<2> Schleier
Bildschleier wurden auf der Grundlage einer Schleierdichte (%) auf der Grundlage eines Unterschieds in der Weißheit (Weißgehalt) zwischen einem weißen Grundabschnitt eines ausgedruckten Bildes und eines Übertragungspapiers an sich vor dem Drucken auf den Grundlagen von Werten gemessen unter Verwendung eines Reflexionsdensitometer ("REFLCTOMETER" erhältlich von Tokyo Denshoku K.K.) bewertet.

A: Sehr gut (< 1,5 %)
B: Gut (≥ 1,5 % und < 2,5 %)
C: Ausreichend (≥ 2,5 % und < 4,0 %)
D: Schlecht (≥ 4 %)

<3> Fixierbarkeit
Ein fixiertes Tonerbild wurde mit einem weichen Gewebepapier (Linsenreinigungspapier) unter einer Belastung von 50 g/m² gerieben, um eine Abnahme (%) in der Bilddichte für die Bewertung der Fixierungsfähigkeit zu messen.

A: Sehr gut (< 5 %)
B: Gut (≥ 5 % und < 10 %)
C: Ausreichend (≥ 10 % und < 20 %)
D: Schlecht (≥ 20 %)

<4> Anti-Offset-Eigenschaft
Ein Probebild mit einem Bildflächenprozentsatz von ca. 5 % wurde kontinuierlich gedruckt und der Verschmutzungsgrad auf einem ausgedruckten Blatt wurde nach Drucken auf 3000 Blättern bewertet.

A: Sehr gut (nicht zu beobachten)
B: Gut (im Wesentlichen nicht zu beobachten)
C: Ausreichend
D: Schlecht

<5> T_Fix.min. (Niedrigste fixierbare Temperatur)
Die fixierten Bilder wurden jeweils mit 10 Widerholungen mit einem Linsenreinigungselement ("Dusper" (Marke), hergestellt durch OZU Paper, Co., Ltd.) unter einer Belastung von 50 g/m² gerieben, und die geringste der Fixierungstemperaturen, die eine Verringerung in der Bilddichte aufgrund des Reibens von höchstens 20 ergab, wurde als die geringste fixierbare Temperatur (T_Fix.min) genommen.
<6> T_Fix.max (Anti-Hochtemperatur-Offsettemperatur)
Das Auftreten von Hochtemperatur-Offset wurde durch die Beobachtung hinsichtlich der fixierten Bilder bei verschiedenen Fixierungstemperaturen bewertet, und die höchste Fixierungstemperatur frei von Hochtemperatur-Offset wurde als eine Anti-Hochtemperatur-Offsettemperatur (T_Fix.max) genommen.
[Bewertung der Abstimmung mit dem Bilderzeugungsgerät]
<1> Abstimmung mit der Entwicklerhülse
Nach dem Ausdrucktest wurde das Auftreten von Resttoner der an der Entwicklungshülsenoberfläche anhaftet, und dessen Einfluss auf die ausgedruckten Bilder mit den Augen überprüft.

A: Sehr gut (nicht zu beobachten)
B: Gut (nahezu nicht zu beobachten)
C: Ausreichend (Anhaftung beobachtet, aber geringer Einfluss auf die Bilder)
D: Schlecht (viel Anhaftung und resultierte in Unregelmäßigkeiten des Bildes)

<2> Abstimmung mit einer lichtempfindlichen Trommel
Nach dem Ausdrucktest wurden die Beschädigungen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, das Auftreten von Resttoneranhaftung auf der Trommeloberfläche und die Einflüsse davon auf die ausgedruckten Bildern mit den Augen bewertet.

A: Sehr gut (nicht beobachtet)
B: Gut (leichte Beschädigung beobachtet, aber keinen Einfluss auf die Bilder)
C: Ausreichend (Anhaftung und Beschädigung beobachtet, aber geringer Einfluss auf die Bilder)
D: Schlecht (viel Anhaftung und resultierte in vertikal gestreiften Bilddefekten)

<3> Abstimmung mit einem intermediären Übertragungselement
Nach dem Ausdrucktest wurde der Zustand der Beschädigung und die Resttoneranhaftung auf der Oberfläche des intermediären Übertragungselements und der Einfluss davon auf die ausgedruckten Bilder mit den Augen bewertet.

A: Sehr gut (nicht beobachtet)
B: Gut (oberflächlich Resttoner beobachtet, aber ohne Einfluss auf die Bilder)
C: Ausreichend (Anhaftung und Beschädigung beobachtet, aber geringer Einfluss auf die Bilder)
D: Schlecht (viel Anhaftung und resultierte in Bildunregelmäßigkeiten)

<4> Abstimmung mit einer Fixiervorrichtung
Nach dem Ausdrucktest wurden der Zustand der Beschädigung und die Resttoneranhaftung auf dem Fixierungsfilm, und der Einfluss auf die ausgedruckten Bilder mit den Augen bewertet.

A: Sehr gut (nicht beobachtet)
B: Gut (leichte Anhaftung beobachtet, aber ohne Einfluss auf die Bilder)
C: Ausreichend (Anhaftung und Beschädigung beobachtet, aber geringer Einfluss auf die Bilder)
D: Schlecht (viel Anhaftung und resultierte in Bilddefekten)

Beispiel 13 und Vergleichsbeispiel 7
Die Entwicklungsvorrichtung des Bilderzeugungsgeräts gezeigt in der 3 und verwendet in Beispiel 19 usw. wurde durch die in 5 veranschaulichte ersetzt, und jeder der Toner (A) und Vergleichstoner (G) wurde einem Bilderzeugungstest gemäß dem unterbrochenen Modus unterzogen, wobei eine Pause von 10 sec. zwischen den aufeinander folgenden Bilderzeugungszyklen eingefügt war, um so die Verschlechterung des Toners aufgrund eines vorhergehenden Betriebs mit begleitendem Wiederstart der Entwicklungsvorrichtung zu fördern, während die periphere Bewegungsgeschwindigkeit des Toner tragenden Elements auf das 3,0-fache der des ein elektrostatisches Bild tragenden Elements eingestellt wurde und nachfolgend der Toner wie erforderlich aufgefüllt wurde. Die Bewertung erfolgte ähnlich wie in Beispiel 7 usw.
Das verwendete Toner tragende Element hatte eine Oberflächenrauheit Ra von 1,5, die Toner regulierende Klinge wurde durch Aufbringen einer Urethankautschukblatts auf ein Blatt auf Phosphorbronzegrundlage und ferner Beschichten davon mit Nylon zur Bereitstellung einer Anpressoberfläche erhalten. Die Fixierungsvorrichtung H wurde durch eine in den 6 und 7 veranschaulichte ersetzt, einschließlich einem Heizelement für das Erwärmen des Tonerbildes über eine Wärmeresistenten Film. Das Heizelement 31 wurde eingestellt, um eine Oberflächentemperatur von 130°C zu haben, wie durch das Temperaturmesselement 31d gemessen, und das Heizelement 31 wurde gegen die Schwammdruckwalze 33 bei einem Gesamtdruck von 8 kg gepresst, um so einen Spalt von 6 mm zwischen der Schwammpresswalze 33 und dem fixierenden Film 32 zur Verfügung zu stellen. Der fixierende Film 32, der einem 60 μm-dicken wärmebeständigen Polyimidfilm umfasste, die mit einer Ablöseschicht mit geringem Widerstand beschichtet war, die Polytetrafluorethylen (vom hochmolekularen Gewichtstyp) mit einer elektroleitfähigen Substanz darin auf ihrer Oberfläche umfasst, war in Kontakt mit einem Übertragungspapier.
Die Ergebnisse der Bewertung werden in der Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 14 und Vergleichsbeispiel 8
Ein kommerziell erhältlicher Laserstrahldrucker ("LBP-EX", erhältlich von Canon K.K.) wurde für die Untersuchung verwendet, nachdem er durch Anbringung eines Wiederverwertungsmechanismus umgebaut wurde. Spezifischer wurde der Drucker mit einem wie in der 8 gezeigten System versehen, wobei ein zurückbleibender (nicht übertragener) Toner auf einer lichtempfindlichen Trommel 60 durch eine elastische Klinge 62, die gegen die lichtempfindliche Trommel drückt, einer Reinigungsvorrichtung 61 abgeschabt und in das Innere der Reinigungsvorrichtung 61 gespeist wurde, und ferner zu einem Entwicklungsgerät 66 über eine Reinigerschraube 63, ein Zufuhrohr 64 ausgestattet mit einer Transportschraube, und ein Einfülltrichter 65 für die Wiederverwendung des recycelten Toners recycelt wird. Für die Bilderzeugung wurde die lichtempfindliche Trommel 60 zunächst durch eine primäre Ladewalze 67 mit einer Kautschukwalze, die elektrisch leitfähigen Kohlenstoff darin dispergiert enthält, geladen, die mit einem Nylonharz beschichtet ist und die einen Durchmesser von 12 mm hat und gegen die lichtempfindliche Trommel einen Druck von 50 g/cm presst, geladen. Die lichtempfindliche Trommel wurde ferner einer Laserstrahlexposition bei 600 dpi unterzogen, um ein elektrostatisches Bild mit einem Dunkelteilpotential von V_D = –700 Volt und einem Hellteilpotential von V_L = –200 Volt zu erzeugen. Das elektrostatische Bild wurde mit einem Toner, der auf einem Toner tragenden Element in der Form einer Entwicklungshülse 68 beschichtet mit einer Ruß dispergierten Harzschicht und die eine Oberflächenrauheit von Ra = 1,1 hat getragen wird, entwickelt. Die Entwicklungshülse 68 wird mit einer Urethankautschukklinge als ein Toner regulierendes Element ausgestattet und drehte sich bei einer peripheren Geschwindigkeit, welche die 1,1,-fache jener der lichtempfindlichen Trommel 60 war. Die Hülse 68 war von der lichtempfindlichen Trommel 60 durch einen Spalt mit 270 μm entfernt, über welchen eine Wechselstromüberlagerte Gleichstromspannung als eine Entwicklungsvorspannung angelegt wurde. Das Heißfixierungsgerät H wurde bei einer eingestellten Temperatur von 150°C betrieben.
Unter den vorher eingestellten Bedingungen wurde jeder der Toner von (A) und (G) einem Bilderzeugungstest unterzogen, während der Toner wie erforderlich gemäß einem unterbrochenen Modus aufgefüllt wurde, wobei eine Pause von 10 sec zwischen den aufeinanderfolgenden Bilderzeugungszyklen eingefügt war, um die Verschlechterung des Toners aufgrund eines vorhergehenden Betriebs, die den Wiederstart der Entwicklungsvorrichtung begleitet, zu fördern, bei einer Ausdruckgeschwindigkeit von 12 A4-Blättern/min in Umgebungen mit normaler Temperatur/normaler Feuchtigkeit (25°C/60 % RH) und hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit 30°C/80 % RH). Jeder Toner wurde hinsichtlich der gleichen Punkte wie die vorhergehenden Beispiele bewertet und die Ergebnisse der Bewertung werden in der Tabelle 7 zusammengefasst.
Beispiel 15
Der Toner (A) wurde einem Ausdrucktest ähnlich wie in Beispiel 14 unterzogen, mit der Ausnahme, dass der Tonerwiederverwendungsmechanismus, wie in der 8 gezeigt, entfernt wurde, die Ausdruckgeschwindigkeit wurde auf 16 A4-Blätter/min geändert und der Ausdrucktest wurde in einem kontinuierlichen Modus durchgeführt (d.h. ein Tonerverbrauchsförderungsmodus ohne Pause der Entwicklungsvorrichtung), während der Toner wie erforderlich aufgefüllt wurde Der Toner (A) wurde hinsichtlich der gleichen Punkte bei den ausgedruckten Bilder und ebenfalls hinsichtlich der Abstimmung mit dem Bilderzeugungsgerät gleich wie in Beispiel 14 bewertet, wobei die Toner (A) gute Leistungen hinsichtlich aller bewerteter Punkte aufwies.
Beispiel 16
Gelbe Tonerteilchen, magentafarbene Tonerteilchen und cyanfarbene Tonerteilchen wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme des Ersetzens des Ruß' mit 6 Gewichtsteilen jeweils eines gelben Farbmittels (C.I. Pigment Gelb 13), eines magentafarbenen Farbmittels (C.I. Pigment Rot 57:1) bzw. eines cyanfarbenen Farbmittels (C.I. Pigment Blau 15:3).
Die physikalischen Eigenschaften und charakteristischen Werte der entsprechenden Farbtonerteilchen werden in Tabellen 8 – 10 gezeigt.
Ähnlich wie in Beispiel 1, wurden die Tonerteilchen in gelben Toner, magentafarbener Toner bzw. cyanfarbener Toner und gelben Entwickler, magentafarbenen Entwickler und cyanfarbenen Entwickler formuliert. Diese Entwickler wurden in die Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2 bzw. 4-3 des in der 3 gezeigten Bilderzeugungsgeräts eingebracht und ähnlich wie in Beispiel 1 einem Vollfarbbilderzeugungstest zusammen mit einem schwarzen Entwickler (A) enthalten in der Entwicklungseinheit 4-4 unterzogen. Als ein Ergebnis konnten, selbst gemäß dem ölfreien Fixiermodus, klare Vollfarbbilder ohne jeden Offset erhalten werden und die eine ausreichende Farbmischbarkeit aufwiesen.
Tabelle 10

*: D₄: massegemittelte Teilchengröße A_NV: Koeffizient der Teilchengrößenvariation auf Grundlage der Anzahl (= S/D1 × 100, s: Standardabweichung, D1 = Anzahlgemittelte Teilchengröße).

Claims

Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder mit: Tonerteilchen, die wenigstens ein Bindeharz, einen färbenden Stoff und ein Wachs enthalten, wobei (I) das Bindeharz einen Vinylpolymerbestandteil und einen Polyesterbestandteil umfasst; (II) das Bindeharz 40 – 99 Gew.-% eines Bestandteils A, 0 – 20 Gew.-% eines Bestandteils B und 0 – 60 Gew.-% eines Bestandteils C enthält, wobei die Bestandteile B und C insgesamt 1 – 60 Gew.-% des Bindeharzes bereitstellen; wobei auf der Grundlage eines durch Gelpermeationschromatographie erhaltenen Chromatogramms eines in Tetrahydrofuran (THF) löslichen Bestandteils des Bindeharzes der Bestandteil A Bestandteile mit niedriger und mittlerer relativer Molekülmasse umfasst, die relative Molekülmassen unterhalb von 10⁶ haben, bzw. der Bestanteil B Bestandteile mit hohen relativen Molekülmassen umfasst, die relative Molekülmassen von wenigstens 10⁶ haben, und der Bestandteil C ein in THF unlöslicher Bestandteil des Bindeharzes ist; (III) das durch GPC erhaltene Chromatogramm des in THF löslichen Bestandteil des Bindeharzes einen Hauptscheitelpunkt in einem relativen Molekülmassenbereich von 3 × 10³ bis 5 × 10⁴ aufweist; und (IV) die Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 von 100 – 160 und einen Formfaktor SF-2 von 100 – 140 haben, wobei das Bindeharz einen Hybridbestandteil enthält, der aneinander gebunden eine Vinylpolymereinheit des Vinylpolymerbestandteils und eine Polyestereinheit des Polyesterbestanteils umfasst.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyesterbestandteil 0 – 90 Gew.-% des Bestandteils B, 0 – 90 Gew.-% des Bestandteils C und 0,02 – 90 Gew.-% der Gesamtsumme der Bestandteile B und C einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyesterbestandteil 0,1 – 20 Gew.-% des Bindeharzes einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyesterbestandteil 0,1 – 10 Gew.-% des Bindeharzes einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyesterbestandteil 0,1 – 5 Gew.-% des Bindeharzes einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyesterbestandteil 0,1 – 20 Gew.-% des Bindeharzes, 0 – 90 Gew.-% des Bestandteils B, 0 – 90 Gew.-% des Bestandteils C und 0,02 – 90 Gew.-% der Gesamtsumme der Bestandteile B und C einnimmt.
Toner nach Anspruch 6, wobei der Polyesterbestandteil 0,1 – 10 Gew.-% des Bindeharzes einnimmt.
Toner nach Anspruch 6, wobei der Polyesterbestandteil 0,1 – 5 Gew.-% des Bindeharzes einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindeharzes ein GPC-Chromatogramm bereitstellt, das einen Hauptscheitelpunkt in einem relativen Molekülmassenbereich von 3 × 10³ bis 4 × 10⁴ aufweist.
Toner nach Anspruch 1, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindeharzes ein GPC-Chromatogramm bereitstellt, das einen Hauptscheitelpunkt in einem relativen Molekülmassenbereich von 1 × 10⁴ bis 3 × 10⁴ aufweist.
Toner nach Anspruch 1, wobei der in THF lösliche Anteil des Bindeharzes eine massegemittelte relative Molekülmasse von wenigstens 10⁵ aufweist.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Vinylpolymer wenigstens 70 Gew.-% des Bestandteils A einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Vinylpolymer wenigstens 75 Gew.-% des Bestandteils A einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Vinylpolymer wenigstens 85 Gew.-% des Bestandteils A einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei die Bestanteile B und C insgesamt 5 – 58 Gew.-% des Bindeharzes einnehmen.
Toner nach Anspruch 15, wobei der Bestandteil B 2 – 15 Gew.-% bzw. der Bestandteil C 3 – 55 Gew.-% des Bindeharzes einnimmt.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Bindharz 2 – 10 Gew.-% des Bestandteils B, 5 – 45 Gew.-% des Bestandteils C bzw. 7 – 49 Gew.-% der Gesamtsumme der Bestandteile B und C auf der Grundlage des Bindeharzes einnehmen.
Toner nach Anspruch 1, wobei die Tonerteilchen eine massegemittelte Teilchengröße von 4 – 9 μm und einen Koeffizienten der Teilchengrößenvariation auf der Grundlage ihrer Anzahl von höchstens 35 haben.
Toner nach Anspruch 1, wobei die Tonerteilchen einen Koeffizienten der Teilchengrößenvariation auf der Grundlage ihrer Anzahl von 20 – 30 haben.
Toner nach Anspruch 1, wobei die Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 von 100 – 140 und einen Formfaktor SF-2 von 100 – 120 haben.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Wachs eine DSC-Wärmeabsorptionskurve aufweist, die einen Hauptscheitelpunkt der Wärmeabsorption in einem Temperaturbereich von 40 – 150°C aufweist.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Wachs eine DSC-Wärmeabsorptionskurve aufweist, die einen Hauptscheitelpunkt der Wärmeabsorption in einem Temperaturbereich von 45 – 100°C aufweist.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Wachs eine DSC-Wärmeabsorptionskurve aufweist, die einen Hauptscheitelpunkt der Wärmeabsorption in einem Temperaturbereich von 50 – 100°C aufweist.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Vinylpolymerbestandteil in dem Bindeharz mit einem Vernetzungsmittel vernetzt wurde.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Vinylpolymerbestandteil ein Styrol-Acrylat-Copolymer oder ein Styrol-Methacrylat-Copolymer umfasst.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyesterbestandteil eine Bisphenol-A-Derivateinheit hat, dargestellt durch die folgende Formel:
wobei R eine Ethylen- oder Propylengruppe bezeichnet, und x und y jeweils eine ganze Zahl von wenigstens 1 sind, die einen Mittelwert von x + y in einem Bereich von 2 – 10 zur Verfügung stellen.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyesterbestandteil ein ungesättigter Polyester mit einer Vinyleinheit umfasst.
Toner nach Anspruch 1, wobei die Tonerteilchen Harzteilchen mit einem Vinylpolymerbestandteil, einem Polyesterbestandteil, einem färbenden Stoff und einem Wachs umfassen, die gebildet werden durch Dispergieren einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung, die wenigstens einen Vinylmonomer, einen ungesättigten Polyester, den färbenden Stoff und das Wachs in einem wässrigen Medium umfasst, um Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung zu bilden, und Polymerisieren des Vinylmonomers in den Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung.
Toner nach Anspruch 28, wobei die polymerisierbare Monomerzusammensetzung wenigstens ein Styrolmonomer, ein Acrylatmonomer, Divinylbenzol, einen ungesättigten Polyester, einen färbenden Stoff, ein Wachs und einen Polymerisations-Inititator umfasst, und die resultierenden Harzteilchen ein Vinylpolymer und einen Hybridbestandteil umfassen, der aneinander gebunden eine Vinylpolymereinheit und eine ungesättigte Polyestereinheit umfasst.
Toner nach Anspruch 29, wobei ein ungesättigter Polyester, eine massengemittelte relative Molekülmasse von 3 × 10³ – 10⁵ hat.
Toner nach Anspruch 30, wobei der ungesättigte Polyester einen Säurewert von 2 – 20 mgKOH/g hat.
Toner nach Anspruch 29, wobei der ungesättigte Polyester ein Polykondensat zwischen einem Alkohol mit zwei Hydroxylgruppen und einer Dicarbonsäure mit einer Vinylgruppe umfasst.
Toner nach Anspruch 32, wobei der ungesättigte Polyester ein Polykondensat zwischen einem Bisphenol-A-Derivat der folgenden Formel (A) und einer Dicarbonsäure mit einer Vinylgruppe umfasst:
wobei R eine Ethylen- oder Propylengruppe bezeichnet, und x und y jeweils eine ganze Zahl von wenigstens 1 sind, die einen Mittelwert von x + y in einem Bereich von 2 – 10 zur Verfügung stellen.
Toner nach Anspruch 33, wobei die Dicarbonsäure mit einer Vinylgruppe Fumarsäure, Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid ist, und der ungesättigte Polyester ein linearer Polyester ist.
Toner nach Anspruch 28, wobei die polymerisierbare Monomerzusammensetzung wenigstens ein Styrolmonomer, ein Methacrylatmonomer, Divinylbenzol, einen ungesättigten Polyester, einen färbenden Stoff, ein Wachs und einen Polymerisations-Initiator umfasst, und die resultierenden Harzteilchen ein Vinylpolymer und einen Hybridbestandteil umfassen, der aneinander gebunden eine Vinylpolymereinheit und eine ungesättigte Polyestereinheit umfasst.
Toner nach Anspruch 35, wobei der ungesättigte Polyester eine massegemittelte relative Molekülmasse von 3 × 10³ – 10⁵ hat.
Toner nach Anspruch 36, wobei der ungesättigte Polyester einen Säurewert von 2 – 20 mg/KOH/g hat.
Toner nach Anspruch 35, wobei der ungesättigte Polyester ein Polykondensat zwischen einem Alkohol mit zwei Hydroxylgruppen und einer Dicarbonsäure mit einer Vinylgruppe umfasst.
Toner nach Anspruch 38, wobei der ungesättigte Polyester ein Polykondensat zwischen einem Bisphenol-A-Derivat der folgenden Formel (A) und einer Dicarbonsäure mit einer Vinylgruppe umfasst:
wobei R eine Ethylen- oder Propylengruppe bezeichnet, und x und y jeweils eine ganze Zahl von wenigstens 1 sind, die einen Mittelwert von x + y in einem Bereich von 2 – 10 zur Verfügung stellen.
Toner nach Anspruch 39, wobei die Dicarbonsäure mit einer Vinylgruppe Fumarsäure, Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid ist, und der ungesättigte Polyester ein linearer Polyester ist.
Toner nach Anspruch 28, wobei die polymerisierbare Polymerzusammensetzung weiterhin einen gesättigten Polyester enthält.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil B einen Hybridbestandteil enthält, der aneinander gebunden eine Vinylpolymereinheit und eine ungesättigte Polyestereinheit umfasst.
Toner nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil C einen Hybridbestandteil enthält, der aneinander gebunden einen Vinylpolymereinheit und eine ungesättigte Polyestereinheit umfasst.
Toner nach Anspruch 1, wobei die Tonerteilchen ein darin eingeschlossenes Wachs enthalten, und mit einem Hybridbestandteil oberflächlich behandelt sind, der aneinander gebunden eine Vinylpolymereinheit und eine ungesättigte Polyestereinheit umfasst.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Wachs in einem Anteil von 2 – 30 Gew.-% der Tonerteilchen enthalten ist.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Wachs in einem Anteil von 3 – 25 Gew.-% der Tonerteilchen enthalten ist.
Bilderzeugungsverfahren mit: einem Ladungsschritt für das Anlegen einer Spannung an eine Ladungselement von einer externen Quelle, wodurch ein elektrostatisches Bild tragendes Element aufgeladen wird, einen Schritt zur Erzeugung eines latenten Bildes zur Erzeugung eines elektrostatischen Bildes auf dem geladenen ein elektrostatisches Bild tragende Element; einen Entwicklungsschritt für die Entwicklung des elektrostatischen Bildes mit einem von einem Toner tragenden Element zugeführten Toner, um ein Tonerbild auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element zu bilden, ein Transferschritt zur Übertragung des Tonerbildes auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element, auf ein Transfermaterial, und einen Fixierschritt für die Fixierung des Tonerbildes auf dem Transfermaterial unter Ausübung von Wärme und Druck; wobei der Toner ein Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 46 ist.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei in dem Entwicklungsschritt das einen Toner tragende Element in einer Oberflächenbewegungs-Geschwindigkeit bewegt wird, welche das 1,05 – 3,0-fache des ein elektrostatisches Bild tragenden Elements ist, und das einen Toner tragende Element eine Oberflächenrauheit (Ra) von höchstens 1,5 μm hat.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei das einen Toner tragende Element mit einem die Tonerschicht regulierenden Blatt ausgestattet ist, das mit einer Lücke zu dem einen Toner tragenden Element angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei das einen Toner tragende Element mit einem elastischen Blatt ausgestattet ist, das gegen das einen Toner tragende Element drückt.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei das einen Toner tragende Element mit einer vorgeschriebenen Lücke zu dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element, angeordnet ist, und das elektrostatische Bild mit dem Toner unter Anlegen eines alternierenden elektrischen Feldes über die Lücke entwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei das elektrostatische Bild auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element, mit einer Schicht des Toners entwickelt Wird, die auf dem einen Toner tragenden Element getragen wird, und die das ein elektrostatisches Bild tragende Element berührt.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei in dem Ladungsschritt, das ein elektrostatisches Bild tragende Element, durch ein Ladungselement geladen wird, welche das ein elektrostatisches Bild tragende Element berührt und an das eine Spannung von der externen Quelle angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei in dem Transferschritt das Tonerbild auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element elektrostatisch auf das Transfermaterial durch den Betrieb eines Transferelements übertragen wird, das gegen das ein elektrostatisches Bild tragende Element über das Transfermaterial drückt.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei in dem Fixierungsschritt das Tonerbild auf dem Transfermaterial auf dem Transfermaterial durch eine Wärme- und Druckfixierungsvorrichtung fixiert wird, welche nicht mit einem Offset-Vermeidungsflüssigkeitszufuhrmechanismus oder einem Reiniger dafür ausgestattet ist.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei in dem Fixierungsschritt das Tonerbild auf dem Transfermaterial unter Ausübung von Wärme und Druck von einer Fixiervorrichtung fixiert wird, die ein fest verbautes Heizelement und ein Druckelement umfasst, das gegen das Heizelement über einen Film gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 47, dass weiterhin Schritte zur Reinigung und Wiedergewinnung eines nicht übertragenen Resttoners auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element nach dem Transferschritt und Wiederherstellung des wiedergewonnenen Toners zu einem Entwicklungsgerät einschließlich des Toner tragenden Elements einschließt, um so den Toner für die Entwicklung eines elektrostatischen Bildes auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element wieder zu verwenden.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 47, mit: einem weiteren Ladungsschritt für das Anlegen einer Spannung an das Ladungselement von der externen Quelle, wodurch das ein elektrostatisches Bild tragende Element geladen wird, einem Schritt zur Erzeugung eines latenten Bildes für die Erzeugung eines zweiten elektrostatischen Bildes auf dem geladenen, ein elektrostatisches Bild tragenden Element, einem Entwicklungsschritt für die Entwicklung des zweiten elektrostatischen Bildes mit einem zweiten Toner, der von einem zweiten einen Toner tragenden Element zugeführt wird, um ein zweites Tonerbild auf dem ein elektrostatisches Bild tragenden Element, einem ersten Typ von Transferschritt zur Übertragung des zweiten Tonerbildes auf dem ein elektrostatisches Bild tragende Element auf das intermediäre Transferelement, einem zweiten Typ von Transferschritt zur Übertragung des ersten Tonerbildes und des zweiten Tonerbildes auf dem intermediären Transferelement auf ein Transfermaterial, und einem Fixierungsschritt für die Fixierung der ersten und zweiten Tonerbilder auf dem Transfermaterial unter Ausübung von Wärme und Druck.
Verfahren nach Anspruch 58, wobei jedes der ersten und zweiten einen Toner tragenden Elemente ein einen Toner tragendes Element nach einem der Ansprüche 48 bis 52 ist.
Verfahren nach Anspruch 58, mit den Schritten nach einem der Ansprüche 53 bis 57.