DE69914009T2

DE69914009T2 - Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder und Bildherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69914009T2
Application number: DE69914009T
Authority: DE
Inventors: Manabu Ohta-ku Ohno; Satoshi Ohta-ku Yoshida; Satoshi Ohta-ku Handa; Akira Ohta-ku Hashimoto; Keiji Ohta-ku Komoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: DE69914009D1; CN1174289C; US20010033983A1; EP0947887B1; KR19990082818A; EP0947887A3; CN1232996A; EP0947887A2; KR100290581B1; US6528224B2; US6806016B2; US20030186152A1

Description

Gebiet der Erfindung und verwandter Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner und ein Bildherstellungsverfahren zur Anwendung in einem Aufzeichnungsverfahren, das in der Elektrophotographie, beim elektrostatischen Aufzeichnen, magnetischen Aufzeichnen, etc. eingesetzt wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Toner und ein Bildherstellungsverfahren zur Anwendung in einem Kopierer, einem Drucker und einem Facsimilegerät, worin ein Tonerbild, das vorher auf einem elektrostatischen Bildträgerelement gebildet worden ist, auf ein Übertragungsempfangsmaterial übertragen wird.
Bisher ist eine große Anzahl von elektrophotographischen Verfahren bekannt, worin im Allgemeinen ein elektrostatisches latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Element, das ein lichtleitendes Material umfasst, auf verschiedene Weisen gebildet wird, dann das latente Bild mit einem Toner entwickelt wird und das erhaltene Tonerbild auf ein Übertragungs(empfangs)material, wie Papier, nach Wunsch, übertragen wird und durch Anwendung von Hitze und/oder Druck zur Bildung eines fixierten Tonerbildes als endgültiges Bild auf dem Übertragungsmaterial fixiert wird.
Seit den letzten Jahren sollte ein elektrophotographisches Gerät, einschließlich ein Kopierer, ein Drucker und Facsimilegerät, zufriedenstellende Leistungen für verschiedene Übertragungsmaterialien oder Papiermaterialien zeigen, wobei gleichzeitig ein erhöhter Bedarf hinsichtlich Farbbildern oder - aufzeichnungen besteht. Allerdings können die jeweiligen Farbtoner verschiedene Übertragungseigenschaften in Abhängigkeit ihrer beabsichtigen Anwendungen aufweisen, so dass verschiedene optimale Übertragungsbedingungen in Abhängigkeit der Qualitäten der Papiermaterialien erforderlich sind. Es gibt beispielsweise eine Tendenz, dass ein dickes Papier und eine OHP (Overheadprojektor)-Folie einen höheren Wert für den optimalen Übertragungsstrom erfordert und ein dünnes Papier einen niedrigen Wert für den Übertragungsstrom benötigt. Wenn demzufolge die Übertragungsbedingungen eines Gerätehauptkörpers für ein dickes Papier oder eine OHP-Folie optimiert ist, kann es dazu kommen, dass ein sog. "Rückübertragungs"-Phänomen, bei dem ein Tonerbild, das einmal auf ein Übertragungsmaterial übertragen wurde, auf das elektrostatische Bildträgerelement zurückkommt, oder ein sog. "Streu"-Phänomen, bei dem der Toner um das erhaltene Tonerbild gestreut ist, auftreten, wenn ein dünnes Papier verwendet wird. Wenn andererseits die Übertragungsbedingung für ein dünnes Papier optimiert ist, ist die Übertragungseffizienz oder die Rate eines Tonerbildes vom elektrostatischen Bildträgerelement auf ein Übertragungsmaterial erniedrigt, was zu Schwierigkeiten im Hinblick auf die Bilddichte oder -auflösung führt, wenn ein dickes Papier oder eine OHP-Folie verwendet wird.
Außerdem sind, wie bei den Druckern, solche Geräte unter Anwendung eines Laserstrahls oder LED auf dem heutigen Markt dominierend geworden, und es werden Kopierer auf der Basis der Digitaltechnik, die für den multifunktionellen Gebrauch geeignet sind, populär, was eine höhere Auflösung als jemals zuvor erfordert. Aus diesen Gründen soll das Entwicklungsschema auch für eine höhere Auflösung geeignet sein. Insbesondere ist bei einem Drucker und Kopierer auf der Basis der Digitaltechnik eine geringere Dicke der lichtempfindlichen Schicht oftmals erforderlich, um eine hohe Auflösung des elektrostatischen Bildes zur Verfügung zu stellen. Wenn ein lichtempfindliches Element diese dünne lichtempfindliche Schicht aufweist, wird verursacht, dass das elektrostatische Bild einen geringeren Potentialkontrast aufweist, so dass ein Toner für die Entwicklung des elektrostatischen Bildes wünschenswerter Weise eine stärkere Entwicklungsleistung zeigt.
Insbesondere bei einem Einkomponenten-Entwicklungsschema, worin ein Toner in Form eines sog. "Ohrs" oder Ketten für die Entwicklung verwendet wird, kann es dazu kommen, dass die Auflösung in lateraler Bildrichtung schlechter als in der Längsrichtung wird. Außerdem, im Vergleich mit einem festen Bild, neigen Linienbilder dazu, dass sie mit einer größeren Menge von anhaftendem Toner entwickelt werden, was zu einer Erhöhung des Tonerverbrauchs führt und somit zu einer schlechteren Bildreproduktion und Wirtschaftlichkeit führt. Darüber hinaus können bei der Entwicklung mit einem Toner Schwierigkeiten, wie das Ziehphänomen, wobei der Toner in seiner Ohrform aus dem Bildbereich austritt, oder ein Tonerstreuen um den Bildbereich, was wiederum ein anderer Faktor bei der Verschlechterung der Auflösung ist, auftreten.
Als Maßnahme zur Verbesserung der Bildreproduktion ist es erforderlich, eine außerordentlich dünne Tonerschicht auf das Tonerträgerelement (Entwicklungstrommel) aufzutragen, um auf diese Weise darauf die Tonerohren zu verkleinern. Wenn allerdings ein herkömmlicher Toner nach diesem Schema aufgetragen wird, wird eine große Belastung auf die Tonerteilchen und die Oberfläche des Tonerträgerelements ausgeübt, was zu Schwierigkeiten, wie eine Zerstörung der Toneroberfläche, ein Ver schmutzen oder Tonerverkleben auf der Oberfläche des Tonerträgerelements und zu Schwierigkeiten mit dem Betrieb der Bildherstellungsvorrichtungen führt.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist ein Toner mit spezifizierten Formfaktoren SF-1 und SF-2 in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (JP-A 61-279864) vorgeschlagen worden, allerdings wurde nicht besonders auf das Übertragungsvermögen des Toners geachtet. Des weiteren ist in der JP-A 63-235953 ein magnetischer Toner, der durch Anwendung einer mechanischen Beanspruchung zu Kugeln geformt wurde, vorgeschlagen worden, wobei das Übertragungsvermögen bis zu einem gewissen Ausmaß verbessert wurde, allerdings ist die Verbesserung nicht ausreichend, und das Entwicklungsvermögen ist nicht auf ein Niveau gebracht worden, bei dem eine ausreichend hohe Definition gewährleistet ist.
Es sind andererseits als Antwort auf die Erfordernisse hinsichtlich einer hohen Auflösung und hohen Definition in JP-A 1-112253, JP-A 1-191156, JP-A 2-214156, JP-A 2-284158, JP-A 3-181952 und JP-A 4-162048 Toner mit kleiner Teilchengröße und einer spezifischen Teilchengrößenverteilung vorgeschlagen worden. Diese Toner zeigen immer noch Schwierigkeiten hinsichtlich der Verschlechterung der Bildqualität, was auf eine Verschlechterung des Toners und des Übertragungsvermögens zurückzuführen ist, und es besteht ebenfalls die Schwierigkeit, dass in einer Umgebung niedriger Temperatur/geringer Feuchtigkeit das Entwicklungsvermögen herabgesetzt wird, was auf eine übermäßige Tonerladung zurückzuführen ist und somit zu einer beträchtlich schlechteren Auflösung führt.
Die JP-A 9-160283 hat einen Toner mit einer durchschnittlichen Teilchengröße (Durchmesser) von 6–10 μm und einer durchschnittlichen Zirkularität von 0,85–0,98, der höchstens 10 Gew-% Teilchen mit einer Zirkularität von höchstens 0,85 enthält, vorgeschlagen, wobei Verbesserungen hinsichtlich des Fließvermögens, einer schnellen Ladung und Reinigung mit einer Reinigungsrakel aufgezeigt werden, wobei nicht besonders auf eine kontinuierliche Bildbildung und Umweltstabilität, die eine Verkleinerung der Teilchengröße begleiten, geachtet wurde, so dass eine ausreichend hohe Auflösung nicht erreicht werden konnte.
Des weiteren ist in der JP-A 9-197714 ein Entwickler zur Verbesserung der gesamten Eigenschaften durch Steuerung der Tonerteilchenform vorgeschlagen worden, wobei ein Verhältnis B/A von 40–80% zwischen einem 10%igen durchschnittlichen Durchmesser B und einem 50%igen durchschnittlichen Durchmesser A der Entwicklerteilchen, eine durchschnittliche Zirkularität von 0,93–1,0 und ein Gehalt von höchstens 3,0% an Teilchen mit einer Zirkularität von höchstens 0,85 zur Verfügung gestellt werden. Der Entwickler zeigt eine gewisse Verbesserung bei der Bilddichtestabilität, allerdings ist nicht auf eine kleine Teilchengröße mit einem 50%igen mittleren Durchmesser von unterhalb 8 μm und einer durchschnittlichen Zirkularität oberhalb von 0,96 geachtet worden, so dass es immer noch Raum für Verbesserungen bei den oben erwähnten Problemen gibt.
In den letzten Jahren ist andererseits viel an den Umweltschutz gedacht worden, wobei von einem herkömmlichen primären Ladungs- und Übertragungsverfahren unter Verwendung der Coronaentladung allmählich zu einem primären Ladungs- und Übertra gungsverfahren unter Verwendung eines Ladeelements, das gegen ein elektrostatisches Bildträgerelement stößt, übergegangen wurde.
Beispielsweise haben die JP-A 149669 und JP-A 2-123385 dieses Kontaktladesystem vorgeschlagen, das eine primäre Kontaktladungsstufe und Kontaktübertragungsstufe aufweist, wobei eine elektrisch leitende elastische Walze gegen ein elektrostatisches Bildträgerelement stößt, während eine Spannung angelegt wird, um das elektrostatische Bildträgerelement gleichmäßig zu laden, das elektrostatische Bildträgerelement dann belichtet und entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu bilden, und eine andere elektrisch leitende Walze, an die eine Spannung angelegt wird, gegen das elektrostatische Bildträgerelement gedrückt wird, während dazwischen ein Übertragungsmaterial durchgeht, wobei das Tonerbild auf dem elektrostatischen Bildträgerelement übertragen wird und einer Fixierstufe unterworfen wird, um ein übertragenes und fixiertes Bild zu bilden.
Nach diesem Walzenübertragungsschema ohne Coronaentladung, wobei ein Übertragungsladeelement gegen ein lichtempfindliches Element (elektrostatisches Bildträgerelement) über ein Übertragungsmaterial zum Zeitpunkt der Übertragung gedrückt wird, wird ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element zum Zeitpunkt der Übertragung auf das Übertragungsmaterial verdichtet, wobei ein partieller Übertragungsfehler, das sog. "Hohlbild" oder ein "Übertragungsausfall" verursacht wird.
Da der Toner weiterhin eine kleinere Teilchengröße aufweist, werden die Kräfte beim Anhaften der Tonerteilchen auf dem lichtempfindlichen Element (wie die Bildkraft oder van der Walls-Kraft) im Vergleich zur Coulomb-Kraft, die auf die To nerteilchen für die Übertragung wirkt, dominant, so dass es dazu kommen kann, dass sich ein Restübertragungstoner anhäuft.
Bei diesem Walzenladungsschema werden weiterhin die physikalischen und chemischen Wirkungen der Entladung, die zwischen der Ladewalze und dem lichtempfindlichen Element auftreten, intensiver als beim Corona-Entladungsschema, so dass sich die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements kräuseln kann, was auf eine Zerstörung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zurückzuführen ist, so dass ein Problem hinsichtlich der Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements auftritt, insbesondere in der Kombination aus einem organischen lichtempfindlichen Element und einem Rakelreinigungselement.
Demzufolge sollen bei diesem Bildherstellungssystem unter Anwendung des Kontaktladeschemas der Toner und das elektrostatische Bildträgerelement jeweils beide eine ausgezeichnete Verlässlichkeit zeigen.
Die oben erwähnten verschiedenen Leistungserfordernisse eines Toners sind meistens zueinander widersprüchlich, allerdings ist es erforderlich, dass sie zusammen hohe Niveaus, insbesondere seit den letzten Jahren, zufriedenstellend erfüllen. Demzufolge wurden intensive Studien einschließlich hinsichtlich des Entwicklungsvermögens gemacht worden, allerdings waren sie bisher noch nicht ausreichend.
Zusammenfassung der Erfindung
Demzufolge ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bil der, der die oben erwähnten Probleme lösen kann, zur Verfügung zu stellen.
Eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder mit einem ausgezeichneten Fixiervermögen und Anti-Offset-Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, der hoch qualitative Bilder für einen langen Zeitraum ohne nachteilige Wirkungen auf die Elemente, wie das elektrostatische Bildträgerelement und das Tonerträgerelement und weiterhin ein Zwischenübertragungselement, falls vorhanden, zur Verfügung stellen kann, zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Bildherstellungsverfahren unter Anwendung des oben beschriebenen Toners zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird ein Toner zum Entwicklung eines elektrostatischen Bildes zur Verfügung gestellt, der Tonerteilchen, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Wachs enthalten, umfasst, worin der Toner eine zahlenmittlere Teilchengröße von 2–6 μm und eine Standardabweichung der Teilchengröße von unterhalb 2,6, bezogen auf eine Verteilung auf Zahlenbasis des kreisäquivalenten Durchmessers, eine durchschnittliche Zirkularität von 0,970 – 0,995 und eine Standardabweichung der Zirkularität von unterhalb 0,030, bezogen auf die Zirkularitätsfrequenzverteilung und einen Restmonomergehalt von höchstens 500 ppm aufweist und die Tonerteilchen eine solche Mikrotextur aufweisen, dass sich ein Teilchenquerschnitt, beobachtet durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM), ergibt, der eine Matrix aus dem Bindemittelharz und ein in diskreter Form in der Matrix des Bindemittelharzes dispergiertes Teilchen aus dem Wachs zeigt.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bildherstellungsverfahren zur Verfügung gestellt, das umfasst:
Eine Ladungsstufe zum Laden eines Bildträgerelements,
eine Stufe zur Bildung des elektrostatischen Bildes auf dem geladenen Bildherstellungselement;
eine Entwicklungsstufe zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit dem oben erwähnten Toner, der auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, um ein Tonerbild auf dem Bildträgerelement zu bilden,
eine erste Übertragungsstufe zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Bildträgerelement auf ein Zwischenübertragungselement,
eine zweite Übertragungsstufe zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Zwischenübertragungselement auf ein Aufzeichnungsmaterial und
eine Fixierstufe zur Hitzefixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bildherstellungsverfahren zur Verfügung gestellt, das umfasst:
Eine Ladungsstufe zum Laden eines Bildträgerelements,
eine Stufe zur Herstellung eines elektrostatischen Bildes zur Herstellung eines elektrostatischen Bildes auf dem geladenen Bildträgerelement;
eine Entwicklungsstufe zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit dem oben erwähnten Toner, der auf einem Entwickler trägerelement getragen wird, um ein Bild auf dem Bildträgerelement zu bilden,
eine Übertragungsstufe zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Bildträgerelement auf ein Übertragungsmaterial,
eine Fixierstufe zur Hitzefixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit den anliegenden Zeichnungen ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 erläutert schematisch ein Beispiel für eine Bildherstellungsvorrichtung, die in geeigneter Weise zur Durchführungsform einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bildherstellungsverfahrens verwendet wird.
2 ist ein vergrößerter Querschnitt einer Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung eines Entwicklers vom Zweikomponententyp, der in einer Ausführung der Erfindung verwendet wird.
3 ist ein vergrößerter Querschnitt einer Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung eines Entwicklers vom Einkomponententyp, der in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
4 ist eine schematische Erläuterung einer Bildherstellungsvorrichtung, worin ein nicht übertragener Teil des Toners wieder verwendet wird.
5A und 5B sind schematische Darstellungen, die jeweils einen Dispersionszustand der Wachsteilchen in den Tonerteilchen zeigen.
6 erläutert eine DSC-Kurve bei der Temperaturerhöhung eines Wachses, der in einem erfindungsgemäßen Toner verwendet wird.
7 ist eine Erläuterung eines diskreten Punktmusters zur Bewertung der Entwicklungsfähigkeit eines Toners.
8A und 8B erläutern Tonerbilder für einen chinesischen Buchstaben ohne und mit Tonerstreuung.
9A und 9B erläutern Tonerbilder eines anderen chinesischen Buchstabens ohne und mit Hohlbildbereichen.
10 ist eine Darstellung einer aufgelösten Ansicht der wichtigen Teile einer Hitze/Druck-Fixiervorrichtung, die in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
11 ist ein vergrößerter Querschnitt einer Fixiervorrichtung, die eine Folie im nicht betriebenen Zustand aufweist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In unseren Studien ist entdeckt worden, dass die Teilchengrößenfrequenzverteilung und die Zirkularitätfrequenzverteilung von Tonerteilchen einen großen Einfluss auf das Entwicklungsvermögen und Übertragungsvermögen des Toners aufweisen.
Es ist somit festgestellt worden, dass es möglich ist, das Übertragungsvermögen und das Entwicklungsvermögen in einem guten Gleichgewicht zueinander zu verbessern, indem die Teilchengrößenverteilung und die Teilchenform der Tonerteilchen genau gesteuert werden, so dass sich eine zahlenmittlere Teilchengröße von 2–6 μm und eine Standardabweichung der Teilchengröße von unterhalb 2,6, bezogen auf die Verteilung auf Zahlenbasis der kreisäquivalenten Durchmesser und eine durchschnittliche Zirkularität von 0,970–0,995 und eine Standardabweichung der Zirkularität von unterhalb 0,030 auf der Basis der Zirkularitätsfrequenzverteilung ergeben.
Insbesondere durch die Verkleinerung der Tonergröße, so dass sich eine kreisäquivalente zahlenmittlere Teilchengröße (Durchmesser) von 2 bis 6 μm auf der Basis einer Teilchengrößenfrequenzverteilung auf Zahlenbasis des Toners ergibt, ist es möglich geworden, eine gute Reproduktion der Bildkontur, insbesondere bei der Entwicklung von Buchstabenbildern und Linienmustern, zur Verfügung zu stellen. Es gibt allerdings eine allgemeine Tendenz, dass, wenn Tonerteilchen in verkleinerter Teilchengröße vorliegen, der Anteil von Toner feiner Teilchengröße natürlicherweise erhöht ist, so dass die gleichmäßige Ladung der Tonerteilchen schwierig wird, was zu einem Bildnebel führt, und die Tonerhaftungskraft auf der Oberfläche des elektrostatischen Bildelements erhöht sich, was zu einer erhöhten Menge an Restübertragungstoner führt.
Allerdings weist der erfindungsgemäße Toner eine gute Stabilität der Entwicklungsfähigkeit und Übertragungsfähigkeit gegenüber einer Änderung der Umweltbedingungen auf, und ebenfalls eine gute kontinuierliche Bildherstellungsleistung, wenn der Toner eine gleichmäßige Teilchengröße und eine gleichmäßige Form, was durch eine Standardabweichung der Teilchengröße von unterhalb 2,6 und eine Standardabweichung der Zirkularität von unterhalb 0,030 dargestellt ist, aufweist.
Wir nehmen an, dass die Verbesserung auf einen Mechanismus zurückzuführen ist, bei dem der erfindungsgemäße Toner eine dünne Tonerschicht mit einer ausreichenden Beschichtungsrate in der Entwicklungsstufe bilden kann, selbst wenn die Regulierungskraft, die durch ein Dickenregulierungselement für die Tonerschicht ausgeübt wird, im Vergleich zu üblichen Werten erhöht ist, so dass der Toner auf dem Tonerträgerelement eine erhöhte triboelektrische Ladung aufweisen kann, ohne dass das Tonerträgerelement beschädigt wird.
Durch Steuerung der durchschnittlichen Zirkularität des Toners innerhalb 0,970–0,995, bevorzugt innerhalb 0,980–0,995, kann weiterhin das Übertragungsvermögen eines Toners mit kleiner Teilchengröße beträchtlich verbessert werden, was bisher schwierig gewesen ist, und es ist ebenfalls möglich geworden, dass der Toner eine beträchtlich verbesserte Entwicklungsleis tung für ein latentes Bild bei geringem Potential zeigt. Dieses ist insbesondere für die Entwicklung latenter winziger Punktbilder, die nach dem Digitalschema hergestellt werden, effektiv.
Wenn die durchschnittliche Zirkularität unterhalb 0,970 liegt, wird das Übertragungsvermögen schlechter, und die Entwicklungsleistung verschlechtert sich im Fall eines Toners mit kleiner Teilchengröße wie in der vorliegenden Erfindung. Wenn die durchschnittliche Zirkularität 0,995 überschreitet, verstärkt sich die Verschlechterung der Toneroberfläche, was zu einem Problem bei der kontinuierlichen Bildherstellungsleistung führt.
Der kreisäquivalente Durchmesser, die Zirkularität und ihre Verteilungen eines hier beschriebenen Toners zur Definition des erfindungsgemäßen Toners basieren auf Werten, die durch Verwendung eines Fließteilchenbildanalysegeräts ("FPIA-1000", erhältlich von Toa Iyou Denshi K. K.) auf folgende Weise gemessen werden.
In etwa 10 ml einer Lösung (bei 20°C), die durch Zugabe von 0,1–0,5 Gew-% eines oberflächenaktiven Mittels (ein kommerziell erhältliches bevorzugtes Beispiel dafür ist "Contaminon", hergestellt von Wako Junyaku K. K.) in deionisiertes Wasser gebildet wird, aus der feiner Schmutz durch Laufenlassen durch einen Filters entfernt worden war, um die Anzahl kontaminierender Teilchen mit Teilchnengrößen im Messbereich (das heißt kreisäquivalente Durchmesser von 0,60 μm (einschließlich) bis 159,21 μm (nicht einschließlich)) auf höchstens 20 Teilchen herabzusetzen, werden 0,02 Gramm einer Probe gegeben und gleichmäßig mit einem Ultraschalldispergiergerät ("UH-50" einschließlich einem Vibrator mit einem Durchmesser von 5 mm mit einer Titanlegierungsspitze, erhältlich von K. K. SMT) für mindestens 5 Minuten dispergiert, während das Dispersionsmedium nach Bedarf gekühlt wird, damit die Temperatur nicht 40°C überschreitet. Die erhaltene Probendispersionsflüssigkeit wird einer Messung der Teilchengrößenverteilung und der Zirkularitätsverteilung der Teilchen in einem kreisäquivalenten Durchmesserbereich von 0,60–159,21 μm (obere Grenze, nicht eingeschlossen) unter Verwendung des oben erwähnten Fließteilchenbildanalysegeräts unterworfen.
Die Einzelheiten der Messung sind in einer technischen Broschüre und in einem dazu gehörigen Betriebshandbuch über "FPIA-1000", veröffentlicht von Toa Iyou Denshi K. K. (25. Juni 1995) und in der JP-A 8-136439 beschrieben. Die Messung wird wie folgt durchgeführt.
Eine Probendispersionsflüssigkeit lässt man durch eine flache dünne transparente Fließzelle (Dicke = ca. 200 μm) mit einem divergenten Fließweg fließen. Es sind ein Strobe und eine CCD Kamera bei wechselseitig gegenüberliegenden Positionen im Hinblick auf die Fließfälle angeordnet, um somit einen optischen Weg, der über die Dicke der Fließzelle geht, auszubilden. Während des Fließens der Probendispersionsflüssigkeit wird der Strobe bei Abständen von 1/30 Sekunde jeweils geblitzt, um Bilder der Teilchen, die durch die Fließzelle gehen, aufzufangen, so dass jedes Teilchen ein zweidimensionales Bild mit einem bestimmten Bereich parallel zur Fließzelle ergibt. Aus dem zweidimensionalen Bildbereich von jedem Teilchen wird der Durchmesser eines Kreises mit einem identischen Bereich (ein äquivalenter Kreis) als kreisäquivalenter Durchmesser bestimmt. Außerdem wird für jedes Teilchen eine periphere Länge des äquivalenten Kreises bestimmt und durch eine periphere Länge, die an dem zweidimensionalen Bild des Teilchens gemessen wird, geteilt, um die Zirkulartität des Teilchens zu bestimmen. Die Ergebnisse (Frequenz-% und Kumulativ-%) können für 226 Kanäle im Bereich von 0,60 μm–400,00 μm (30 Kanäle (Divisionen) für eine Octave), was in der folgenden Tabelle 1 (für jeden Kanal ist die untere Grenze des Größenwerts eingeschlossen und die obere Grenze des Größenwerts ist ausgeschlossen) gezeigt ist, angegeben werden, während Teilchen mit kreisäquivalenten Durchmessern in einem Bereich von 0,60 μm– 159,21 μm (obere Grenze nicht eingeschlossen) einer tatsächlichen Messung unterworfen werden.
Tabelle 1 Bereiche für den kreisäquivalenten Durchmesser (C.E.D.) für die jeweiligen Kanäle (Ch)
Tabelle 1 (Forts.)
Tabelle 1 (Forts.)
Die Zirkularität des hier beschriebenen Tonerteilchens ist eine Messung für die Rundheit des Teilchens, wobei ein Wert von 1,000 ein perfekt kreisförmiges Tonerteilchen ergibt, und es kommt ein kleinerer Wert heraus, wenn die Oberflächenform komplex wird.
Eine kreisäquivalente zahlenmittlere Teilchengröße d ₁ und eine Teilchengrößenstandardabweichung SD_d eines Probentoners kann nach den folgenden Formeln aus der gemessen Teilchengrößenverteilung auf Zahlenbasis einschließlich eines Mittelwerts für den kreisäquivalenten Durchmesser d_i für jeden Kanal i (i = 1 bis n) und einer gemessenen Frequenz f_i für den Kanal i berechnet werden:
Des weiteren können eine durchschnittliche Zirkularität C und die Zirkularitätsstandardabweichung SD_c eines Probentoners nach der folgenden Formel auf der Basis der gemessenen Zirkularität (C_i) für jedes einer Vielzahl (i = 1 bis n) von gemessenen Tonerteilchen errechnet werden:
Außerdem lässt man den erfindungsgemäßen Toner einen verminderten Restmonomergehalt von höchstens 500 ppm, bevorzugt höchstens 150 ppm, des weiteren bevorzugt höchstens 50 ppm aufweisen. Wenn der Restmonomergehalt im Toner 500 ppm überschreitet, wird der Toner problematisch im Hinblick auf die Ladbarkeit und Antiblockiereigenschaft.
Das Restmonomer kann als nicht umgesetzter Teil eines Monomers in einem Toner verbleiben, wenn ein Bindemittelharz hergestellt wird oder die Tonerteilchen können durch direkte Polymerisation in einer Weise, die nachfolgend beschrieben wird, hergestellt werden.
Eine bekannte Technik kann zur Verminderung des Restmonomergehalts in dem erfindungsgemäßen Toner angewendet werden. Beispielsweise kann während der Polymerisation zur Herstellung eines Bindemittelharzes oder zur direkten Herstellung eines Toners der Restmonomergehalt dadurch unterdrückt werden, indem die Art und Weise der Initiatorzugabe oder die Reaktionstemperatur entsprechend gesteuert wird oder eine Destillation nach der Polymerisation durchgeführt wird. Es ist außerdem bei der Tonerproduktion durch den Pulverisierungsprozess möglich, den Restmonomergehalt relativ effektiv zu vermindern, indem ein verminderter Druck während der Schmelzverknetung der Ausgangsmaterialien unter Erhitzen in einem Kneter etc, ausgeübt wird. Es ist ebenfalls effektiv, ein Sprühtrocknen nach einem Polymerisationsverfahren für die Tonerproduktion durchzuführen. Bei der Tonerproduktion über die Suspensionspolymerisation kann insbesondere die Verminderung des Monomers ebenfalls während des Trocknens unter Erhitzung der Tonerteilchen, beispielsweise durch Rühren unter Erhitzen bei einem verminderten Druck in einem konischen Trockengerät vom Blendertyp, durchgeführt werden. Während der normalen Stufe des Trocknens der Tonerteilchen, wird nur Feuchtigkeit vom Toner entfernt, wenn allerdings die Rührbedingung und die Verarbeitungsdauer entsprechend kontrolliert werden, können nicht nur die Entfernung des Restmonomers, sondern ebenfalls die Kugelbildung der Tonerteilchen gleichzeitig bewirkt werden, was zu einer bevorzugten Tonerform führt. Beispielsweise kann die Herstellung einer gewünschten Tonerform während der Verminderung des Restmonomergehalts auf 500 ppm oder darunter durch Erhitzen der Tonerteilchen für vier oder mehr Stunden unter vermindertem Druck von höchstens 13,3 kPa (100 Torr) in einem Temperaturbereich von 35°C bis zur Glasübergangstemperatur (Tg) des Bindemittelharzes durchgeführt werden. Unter diesen Behandlungsbedingungen gab es beim herkömmlichen Toner die Schwierigkeit das Restmonomer zu entfernen, oder es ergab sich ein Problem hinsichtlich der Agglomeration oder Koaleszenz der Tonerteilchen, allerdings erlaubt der erfindungsgemäße Toner eine relativ leichte Entfernung des Resttoners vom Inneren der Tonerteilchen und eine Verminderung des Grobwerdens der Tonerteilchen oder einer negativen Wirkung des Wachses während der Kugelbildungsbehandlung der Tonerteilchen, wie oben beschrieben, was auf die Spezifizierung des Dispersionszustands und der Wärmeeigenschaften des Wachses, wie nachfolgend beschrieben ist, zurückzuführen ist.
Die quantitative Messung des Restmonomers in einem Toner kann unter Anwendung eines bekannten Verfahrens, wie (1) die thermogravimetrische Methode (TG) zur Messung eines Gewichtsverlusts unter Erhitzen unter Verwendung eines Wärmegleichgewichts etc. oder (2) einer Methode unter Anwendung der Gaschromatographie durchgeführt werden. Es ist insbesondere effektiv, hier die Gaschromatographie anzuwenden.
Bei der quantitativen Analyse nach der TG-Methode wird der Restmonomergehalt in einer Tonerprobe als Gewichtsverhältnis, das durch Erhitzen der Tonerprobe bis auf 200°C verursacht wurde, gemessen. Ein spezifisches Beispiel für die TG-Methode wird nachfolgend aufgezeigt.
<Messung nach TG>

Gerät: "TGA-7" oder „PE7700" (erhältlich von Perkin-Emlar Corp.)
Temperaturerhöhungsrate: 1°C/Min
Messumgebung: N₂

Andererseits wird die Bestimmung des Restmonomergehalts in einem Toner nach der GC beispielsweise auf folgende Weise durchgeführt werden.
<Messung nach GC>

Gerät: "GC-14A" (erhältlich von Shimadzu Seisakusho K. K.)
Säule: Kapillarsäule mit hochdisperser Kieselsäure (hergestellt von J&W SCIENTIFIC Co.; Größe: 30 m × 0,249 mm, flüssige Phase: DMWAX, Dicke: 0,25 μm)

Probe: Ein Lösungsmittel, das einen internen Standard enthält, wird durch Zugabe von 100 ml Aceton auf 2,55 mg DMF als interner Standard hergestellt. Dann werden 400 mg einer Tonerprobe in dem Lösungsmittel dispergiert, um 10 ml einer Probenflüssigkeit herzustellen, die dann einer Ultraschallschwingung für 30 Min unterworfen wurde, wonach sie dann eine Stunde stehengelassen wurde und durch einen 0,5 μm-Filter filtriert wurde, um die Probenflüssigkeit herzustellen. Dann werden 4 μl der Probenflüssigkeit für die GC-Messung injiziert.

Detektor: FID (Aufspaltungsverhältnis = 1 : 20)
Trägergas: N₂
Ofentemp.: 2 Min warten bei 70°C, dann Erhitzen bei einer Rate von 5°C/Min bis 220°C.
Injektionsöffnungstemp.: 200°C
Detektortemp.: 200°C

Herstellung einer Eichkurve: Es wurden Standardproben hergestellt, indem verschiedene Mengen eines jeweiligen Monomeren in ein Lösungsmittel, das einen internen Standard enthielt, der identisch zu dem war, der zur Herstellung einer Probenflüssigkeit verwendet wurde und einer ähnlichen GP-Messung unterworfen wurde, enthielt, gegeben wurden. Für jede Standardprobe werden ein Gewichtsverhältnis (bekannt auf der Basis der hinzugegebenen Menge) und ein Bereichsverhältnis (gemessen mit dem Gaschromatogramm) zwischen dem jeweiligen Monomer und dem internen Standard (DMF) bestimmt. Das Gewichtsverhältnis wird gegen das Bereichsverhältnis für verschiedene Standardwerte zur Herstellung einer Eichkurve aufgetragen.
Das Wachs(bestandteil) in dem erfindungsgemäßen Toner wird in einer Matrix des Bindemittelharzes als diskretes Teilchen oder in Inselform, bevorzugt in einer sphärischen bzw. kugelförmigen Form oder einer Spindelform dispergiert oder eingeschlossen, allerdings wird erreicht in dem Matrixbindemittelharz gelöst, wenn man den Querschnitt des Tonerteilchen durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) beobachtet.
Der Wachsdispersionszustand in dem erfindungsgemäßen Toner kann bevorzugt wie folgt definiert sein. Das heißt also, es wird ein gewichtsmittlerer kreisäquivalenter Durchmesser auf der Basis des oben beschriebenen Fließteilchenbildanalysegeräts (FPIA)-Messung bestimmt und als D4 (μm) bezeichnet. Dann werden in Stücke geschnittene Tonerteilchen, die innerhalb eines Epoxidharzes eingebettet sind, durch ein TEM photographiert, um die Photographien, die in den 5A und 5B gezeigt sind, herzustellen, und es werden 10 Tonerteilchenquerschnittsproben, die jeweils einen Durchmesser der längeren Achse R, der innerhalb eines Bereichs von D4 × 0,9 bis D4 × 1,1 fällt, auf den Photographien ausgewählt. Für jeden Tonerteilchenquerschnitt, der einen Durchmesser der längeren Achse R zeigt, wird ein Wachsteilchen mit dem Durchmesser R für die größte längere Achse r unter vielen Wachsteilchen, falls vorhanden, die darin eingeschlossen sind, selektiv bestimmt. Für die 10 Tonerteilchenquerschnittsansichten nimmt man das durchschnittliche Verhältnis r/R, und wenn der Durchschnitt im Bereich von 0,05–0,95, das heißt, 0,05 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,95), liegt, wird die Gegenwart des (der) Wachsteilchen, die diskret oder unlöslich innerhalb des Matrixbindemittelharzes dispergiert oder darin eingeschlossen sind bzw. ist, bestätigt. Dieser Zustand kann ebenfalls als Dispersion in Form einer Insel oder einer Kugel oder einer Spindel betrachtet werden.
Wenn man die oben beschriebene Wachsdispersion oder Einschlusszustand herstellt, ist es möglich, eine Tonerzerstörung und ein Verschmutzen mit dem Toner der Bildherstellungsvorrichtung effektiv zu verhindern. Wenn insbesondere 0,25 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,90) bedeutet, ist es möglich, ein gutes Ladungsvermögen aufrecht zu erhalten, und Tonerbilder mit ausgezeichne ter Punktreproduzierbarkeit für einen langen Zeitraum zur Verfügung zu stellen. Da des weiteren das Wachs effektiv unter Erhitzen funktioniert, ist es möglich, eine zufriedenstellende Niedrigtemperaturfixierung und eine Anti-Offset-Eigenschaft zu erreichen.
Der Querschnitt der Tonerteilchen, der den erfindungsgemäßen Toner definiert, kann durch ein TEM auf folgende Weise beobachtet werden. Die Tonerteilchen werden ausreichend in einem kalt aushärtenden Epoxidharz dispergiert, das dann für zwei Tage bei 40°C gehärtet wird. Das gehärtete Produkt wird dann mit Trirutheniumtetroxid gefärbt und in dünne Flocken mit einem Mikrotour, das einen Diamantschneider aufweist, in Scheiben geschnitten. Die erhaltenen dünnen Flockenproben in einer Anzahl, die ausreicht, die erforderliche Anzahl der Tonerteilchenquerschnitte zu ergeben, werden durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) bei einer Vergrößerung von z. B. 10⁴ –10⁵ beobachtet und photographiert. Das Einfärben mit Trirutheniumtetroxid kann deshalb bevorzugt angewendet werden, um einen Kontrast zwischen dem Wachs und dem Bindemittelharz herzustellen, wobei ein bestimmter Unterschied in der Kristallinität dazwischen ausgenutzt wird, so dass man dann eine gewünschte Wachsdispersion oder einen gewünschten Einschlusszustand bestätigen kann. Repräsentative Wachsdispersionszustände, die durch die nachfolgend beschriebenen Beispiele erhalten werden, sind in den 5A und 5B gezeigt, wobei die gewünschte Dispersion oder der gewünschte Einschlusszustand der Wachsteilchen 52 innerhalb eines äußeren Mantelharzes oder Matrixbindemittelharz 51 beobachtet wird.
Die Wachs(komponente), die erfindungsgemäß verwendet wird, kann bevorzugt ein solches thermisches Verhalten zeigen, dass sich eine DSC-Kurve ergibt, die mit einem Differenzialabtastkalorimeter erhalten wird, wobei sich ein maximaler Wärmeabsorptionspeak in einem Bereich von 50–100°C im Verlauf der Temperaturerhöhung, eine Anfangstemperatur beim Anstieg eine Wärmeabsorptionspeaks mit dem maximalen Wärmeabsorptionspeak von mindestens 40°C und ein Temperaturunterschied von 7–50°C zwischen der maximalen Wärmeabsorptionspeaktemperatur und der Anfangstemperatur zeigen.
Unter Verwendung eines Wachses, das das oben erwähnte, auf seiner DSC-Kurve bei der Temperaturerhöhung basierende thermische Verhalten zeigt, wird es möglich, das Dispersionsvermögen der anderen Additive zu verbessern und ohne weiteres die oben erwähnten Dispersionszustände des Wachses per se zu kontrollieren.
Im Ergebnis kann der erhaltene Toner selbstverständlich ein gutes Fixiervermögen und, aufgrund des Wachses, einen verbesserten Ablösungseffekt zeigen, was einen ausreichend fixierbaren Temperaturbereich sichert, während die negativen Wirkungen, die bei der Verwendung eines Wachses bei der Entwicklung, der Anti-Blockiereigenschaft und beim Bildherstellungsgerät auftreten, umgangen werden. Da insbesondere die spezifische Oberfläche eines Toners, sobald die Tonerteilchenform eine Kugel nahezu eingenommen hat, erniedrigt wird, wird die Steuerung des Wachsdispersionszustands sehr effektiv.
Die DSC-Messung eines Wachses oder eines Toners kann bevorzugt durchgeführt werden, indem ein Abtastkaloriemeter hoher Genauigkeit vom Typ der Kompensation der internen Wärmeeingabe angewendet wird, um die Wärmeeingabe in ein Wachs und die Wärmeentwicklung aus einem Wachs und sein Verhalten zu beobachten.
Beispielsweise ist es möglich, ein "DSC-7", das von Perkin-Elmer Corp. erhältlich ist, zu verwenden.
Die Messung kann nach ASTM D3418-82 durchgeführt werden. Um eine DSC-Kurve aus einem Wachs allein zu erhalten, wird die Probe erstmals einem Zyklus auf Temperaturanstieg/-abfall unterworfen, um ihre Wärmegeschichte zu entfernen, wonach dann eine DSC-Messung bei der Temperaturhöhe bei einer Temperaturerhöhungsrate von 10°C/Min durchgeführt wird. Um eine DSC-Kurve aus einem Wachs in einem Zustand, bei dem es in einem Toner enthalten ist, zu erhalten, kann die Tonerprobe einer DSC-Messung unterworfen werden, ohne dass die Behandlung zur Entfernung der Wärmeentwicklung beeinflusst wird.
Einige Temperaturen, die ein erfindungsgemäßes Wachs charakterisieren, können wie folgt mit Bezug auf die 6, die ein Beispiel für eine DSC-Kurve zeigt, definiert werden.
(Maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur)
Auf einer DSC-Kurve gegen die Temperaturerhöhung, was in 6 gezeigt ist, wird eine Peakspitzentemperatur (entspricht MP in 6) als maximaler Wärmeabsorptionspeak in einem Temperaturbereich von 50–100°C aufgenommen.
(Wärmeabsorptionspeakanfangstemperatur)
Es wird eine Temperatur (entspricht SP in 6) an einem Schnittpunkt einer Basislinie und einer Tangentiallinie auf einer DSC-Kurve gegenüber dem Temperaturanstieg an einem Punkt, wo das Differenzial der DSC-Kurve als erstes ein Maximum annimmt, aufgenommen.
Beispiele für die Wachs(komponente), die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, können umfassen Wachse aus Erdölen, wie Paraffinwachs, mikrokristalliner Wachs und Petrolactam, und Derivate davon; Montanwachs und Derivate davon, Kohlenwasserstoffwachs, das über den Fischer-Tropsch-Prozess erhalten wird und Derivate davon, Polyolefinwachse, die durch Polyethylen dargestellt sind, und Derivate davon, Carnaubawachs, Candelillawachs, Naturwachs und Derivate aus diesen Wachsen, wobei die Derivate Oxide, Blockcopolymere mit Vinylmonomer und Pfropfprodukte umfassen können. Weitere Beispiele können umfassen: Alkohole, wie Alkohole höherer Fettsäuren, Fettsäuren, wie Stearinsäure und Palmitinsäure und Verbindungen daraus; Säureamide, Ester, Ketone, gehärtetes Rizinusöl und Derivate davon, pflanzliche Wachse und tierische Wachse. Diese Wachse oder Wachskomponenten können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Darunter ist es bevorzugt, Polyolefin, Kohlenwasserstoffwachs, das über ein Fischer-Tropsch-Wachs erhalten wird, Erdölwachs, höherer Alkohol und höherer Ester, zu verwenden, um weiterhin eine verbesserte Entwicklungsleistung und Übertragung herzustellen.
Die Wachs(komponente) kann ein Antioxidanz bis zu einem Ausmaß enthalten, das die Tonerladbarkeit nicht negativ beeinflusst wird.
Die Wachs(komponente) kann bevorzugt zu 1–30 Gew.-teilen, insbesondere 4–20 Gew.-teilen, auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, eingesetzt werden.
Beispiele für das Bindemittelharz, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können umfassen: Styrol/(Meth)acrylat-Copolymer, ein Polyesterharz, ein Epoxidharz und ein Styrol/Butadien-Copolymer, die auch allgemein verwendet werden können. Bei dem Verfahren zur Herstellung der Tonerteilchen direkt durch Polymerisation werden die Monomere für diese Bindemittelharze verwendet. Beispiele dafür können umfassen: Styrolmonomere wie Styrol, o-, m- oder p-Methylstyrol und m- oder p-Ethylstyrol; (Meth)acrylatestermonomere, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Behenyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Methylaminoethyl(meth)acrylat und Diethylaminoethyl(meth)acrylat; Butadien, Isopren, Cyclohexen, (Meth)acrylnitril und Acrylamid.
Diese Monomere können einzeln oder in Gemischen eingesetzt werden, unter Bildung eines Polymers, das eine theoretische Glasübergangstemperatur (Tg), die im Polymer Handbook, Second Edition, III, S. 139–192 (John Wilery & Sons) beschrieben ist, von 40–75°C ergibt. Wenn die theoretische Glasübergangstemperatur unterhalb 40°C liegt, dann kann der erhaltene Toner Schwierigkeiten im Hinblick auf die Lagerstabilität und die Stabilität bei der kontinuierlichen Bildherstellung ergeben. Andererseits zeigt der Toner bei über 75°C eine erhöhte Fixiertemperatur. Dieses ist insbesondere unerwünscht für Farbtoner bei der Bildung von Vollfarbenbildern, da die Farbmischbarkeit der jeweiligen Farbtoner verschlechtert ist, was zu einer schlechteren Farbreproduktion und OHP-Bildern mit geringerer Transparenz führt.
Die Molekulargewichte (Verteilung) eines Bindemittelharzes kann über die Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen werden. Bei einer spezifischen GPC-Messung für einen Toner, der darin eingeschlossen, wie in der vorliegenden Erfindung, ein Wachs enthält, wird die Tonerprobe einmal für 20 Stunden einer Extraktion mit einem Toluollösungsmittel mit einem Soxhlet-Extraktionsgerät unterworfen, und dann wird das Toluol aus der Extraktlösung mit einem Rotationsverdampfer verdampft, um den Extrakt zu gewinnen, der dann ausreichend mit einem organischen Lösungsmittel (z. B. Chloroform), das zwar die Wachs(komponente) lösen kann, allerdings nicht das Bindemittelharz löst, gewaschen wird. Dann wird das verbleibende feste Bindemittelharz in Tetrahydrofuran (THF) gelöst, und die erhaltene Lösung wird durch ein Lösungsmittel beständiges Membranfilter mit einer Porengröße (Durchmesser) von 0,2 μm filtriert, um die Probenlösung herzustellen, die dann einer GPC unter Verwendung von beispielsweise einem GPC-Gerät (z. B. "GPC 150C", erhältlich von Waters Co.) unterworfen. Die Probenlösung kann so hergestellt werden, dass die Bindemittelharzkonzentration 0,05–0,6 Gew-% beträgt. Die Probenlösung kann in einer Menge von 50–200 μl injiziert werden. Die Säulen können eine Serie von beispielsweise A-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807, erhältlich von Showa Denko K. K. umfassen, und die Eichkurve für die Molekulargewichtsverteilung kann unter Verwendung von Standardpolystyrolen hergestellt werden. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Bindemittelharz kann bevorzugt ein Hauptpeakmolekulargewicht (Mp) von 5 × 10³– 10⁶ und ein Verhältnis (Mw/Mn) zwischen dem gewichtsmittleren Molekulargewicht (Mw) und dem zahlenmittleren (Mn) von 2–100 aufweisen.
In der vorliegenden Erfindung kann das oben erwähnte, hauptsächlich von Vinyl stammende Bindemittelharz in Kombination mit einem polaren Harz, wie einem Polyester oder Polycarbonat, eingesetzt werden. Es ist insbesondere bevorzugt, ein Polycarbonatharz und eine Wiederholungseinheit, die durch die Formel (I) unten dargestellt ist, einzusetzen, um so einen Toner mit verbesserter Ladbarkeit, unterdrückter Bildnebelbildung und Streuung und einer Fähigkeit, hochqualitative Bilder mit ausgezeichneter Punktreproduktion herzustellen. Des weiteren weist der Toner einen geeigneten Grad mechanischer Festigkeit auf, womit man eine verbesserte Verträglichkeit mit der Bildherstellungsvorrichtung erreicht, und die Tonerverschlechterung während der Trocknungsstufe, wie oben erwähnt, oder der Kugelbildungsstufe ist minimiert:
worin R eine organische Gruppe bedeutet. Die Wiederholungseinheit der Formel (I) kann verschiedene Formen annehmen, wozu solche auch gehören, die über eine Reaktion zwischen zweiwertigen Phenolen und Carbonatvorläufern in Lösung oder einem geschmolzenen Zustand hergestellt werden. Ein spezifisches Beispiel davon kann durch die folgende Formel (II) dargestellt sein:
worin R² ein Wasserstoffatom, eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet; m 0–4 bedeutet, mit der Maßgabe, dass, wenn m ≥ 2 ist, eine Vielzahl der Gruppen R² gleich oder unterschiedlich sein können; Z eine Einfachbindung, eine Bindung, die von einem Substituenten an einem aromatischen Ring herrührt, oder eine Bindung, die durch -S-, -SO-, -SO₂-, -O- oder -CO- dargestellt ist, bedeutet.
Diese Polycarbonatharze können über verschiedene Reaktionen hergestellt werden, allerdings werden sie im Allgemeinen über eine Reaktion zwischen einem zweiwertigen Phenol, das durch eine der folgenden Formeln (III)–(V) dargestellt ist, mit einem Carbonatvorläufer, wie Phosgen oder einer Carbonatesterverbindung, hergestellt werden.
Worin R², m und Z die gleichen Bedeutungen wie in Formel (II) aufweisen. Insbesondere werden ein zweiwertiges Phenol und ein Carbonatvorläufer, wie Phosgen, miteinander in Gegenwart eines bekannten Säureakzeptors oder eines Molekulargewichtssteuermittel in einem Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, umgesetzt, oder es werden ein zweiwertiges Phenol und ein Carbonatvorläufer, wie Diphenylcarbonat einer Esteraustauschreaktion unterworfen.
Die zweiwertigen Phenole, die durch die obigen Formeln (III)– (V) dargestellt sind, können verschiedene Formen einnehmen, und Beispiele dafür können umfassen: Dihydroxydiarylalkane, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (allgemein als "Bisphenol A" bezeichnet) als repräsentatives Beispiel, weiterhin Bis(4-hydroxyphenyl)methan, Bis(4-hydroxyphenyl)phenylmethan, Bis(4-hydroxyphenyl)naphthylmethan, Bis(4-hydroxyphenyl)-(4-isopropylphenyl)methan, Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 1-Naphthyl-1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 1-Phenyl-1,1-bis(4-hydroxylphenyl)ethan, 1,2-Bis(4-Hydroxyphenyl)ethan, 2-Methyl-1,1-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-5-hydroxyphenyl)propan, 1-Ethyl-1,1-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-methyl-4-hydroxypenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 1,4-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis (4-hydroxyphenyl)pentan, 4-Methyl-2,2-(bis(4-hydroxyphenyl)pentan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-hexan, 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)heptan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)nonan, 1-10-Bis(4-hydroxyphenyl)decan und 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclodecan; Dihydroxyarylsulfone, wie Bis(4- Hydroxypenyl)sulfon und Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)sulfon; Dihydroxyarylether, wie Bis(4-hydroxyphenyl)-ether, und Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)ether; Dihydroxyarylketone, wie 4,4'-Dihydroxybenzophenon und 3,3',5,5'-Tetramethyl-4,4'-dihydroxybenzophenon; Dihydroxyarylsulfide, wie Bis(4-hydroxyphenyl)sulfide, Bis(3-Methyl-4-hydroxyphenyl)sulfid und Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid; Dihydroxyarylsulfoxid, wie Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid; Dihydroxydiphenyle, wie 4,4'-Dihydroxydiphenyl; Dihydroxybenzole, wie Hydrochinon, Resorcin und Methylhydrochinon und Dihydroxynaphthaline, wie 1,5-Dihydroxynaphthalin und 2,6-Dihydroxynaphthalin. Diese zweiwertigen Alkohole können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
Weitere Beispiele für die Carbonatesterverbindungen können umfassen: Diarylcarbonate, wie Diphenylcarbonat und Dialkylcarbonate, wie Dimethylcarbonat und Diethylcarbonat.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polycarbonatharz kann entweder ein Homopolymer, das mit einer einzigen Spezies dieser zweiwertigen Phenole erhalten wird, oder ein Copolymer, das mit zwei oder mehreren Spezies dieser zweiwertigen Phenole erhältlich ist, oder eine Mischung aus diesen Homopolymeren und/oder Copolymeren sein. Es ist ebenfalls möglich, ein thermoplastisches wahllos verzweigtes Polycarbonatharz, das durch Umsetzen einer polyfunktionellen aromatischen Verbindung mit drei oder mehreren funktionellen Gruppen mit dem oben erwähnten zweiwertigen Phenol und/oder dem Carbonatvorläufer erhalten wird, einzusetzen.
Um weiterhin die Glasübergangstemperatur und die Viskoelastizität des Polycarbonatharzes zu steuern, ist es ebenfalls möglich, ein modifiziertes Polycarbonatharz in einer Form einzusetzen, die dadurch erhalten wird, dass man einen Teil des zweiwertigen Phenols, das das Polycarbonat mit einem mehrwertigen Alkohol mit zwei oder mehreren Hydroxylgruppen, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan, 1,4-bis(2-hydroxyethyl)benzol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, hydriertes Bisphenol A oder seine Derivate, ein Bisphenol A/Ethylenoxid-Addukt, ein Addukt aus Bisphenol A/Propylenoxid, Glyzerin, Trimethylolpropan oder Pentaaerythrit, ausmacht, ersetzt. Dieses modifizierte Polycarbonatharz kann über das oben beschriebene Verfahren durch einfaches Ersetzen eines Teils des zweiwertigen Phenols hergestellt werden. Als Beispiel für ein anderes Verfahren kann ein zweiwertiges Phenol und ein aliphatisches oder aromatisches Bischlorformat miteinander in Gegenwart eines Pyridinkatalysators in einem Lösungsmittel aus Methylenchlorid umgesetzt werden. Natürlich können auch andere Produktionsverfahren angewendet werden.
Es ist ebenfalls möglich, als Polycarbonatharz ein Blockcopolymer aus dem oben erwähnten Polycarbonat mit einem anderen Polymer, wie Polystyrol, Styrol/(Meth)acrylat-Copolymer, Polyester, Polyurethan, Epoxidharz, Polyolefin, Polyamid, Polysulfon, Polycyanoarylether oder Polyarylensulfid oder ein pfropfmodifiziertes Copolymer, das durch Pfropfpolymerisation eines Monomers, wie Alkyl(meth)acrylat, (Meth)acrylsäure und Maleinsäure oder Styrolmonomer, zu verwenden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polycarbonatharz kann praktisch jedes Molekulargewicht aufweisen, allerdings kann es bevorzugt ein Peakmolekulargewicht (Mp) in einem Bereich von 10³–5 × 10⁵, insbesondere 2 × 10³–10⁵ aufweisen. Wenn das Peakmolekulargewicht unterhalb von 1.000 liegt, dann kann die Ladbarkeit des erhaltenen Toners in einigen Fällen beeinträchtigt sein. Bei oberhalb von 5 × 10⁵ wird die Schmelzviskosität überaus stark, und die Fixierung des Toners kann in einigen Fällen beeinträchtigt sein. Bei der Herstellung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polycarbonatharzes ist es möglich, ein geeignetes Mittel, wie ein Molekulargewichtseinstellmittel, ein Verzweigungsmittel zur Verbesserung des Viskoelastizität oder ein Reaktionsförderungskatalysator, je nach Bedarf, einzusetzen.
Das Polcarbonatharz kann in der Regel in jeder Menge eingesetzt werden, allerdings sollte es normalerweise zu 0,1–50 Gew.-teilen, bevorzugt 0,5–30 Gew.-teilen, auf 100 Gew.teile des gesamten Bindemittelharzes, das nicht das Polycarbonatharz ist, vorliegen. Unterhalb von 0,1 Gew.-teilen kann sich der Effekt dieser Zugabe nicht zufriedenstellend zeigen. Bei mehr als 50 Gew.-teilen kann es zu Schwierigkeiten im Hinblick auf die Ladbarkeit, das Fixiervermögen und die Verträglichkeit mit der Bildherstellungsvorrichtung kommen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Farbmittel können ein gelbes Farbmittel, ein Magentafarbmittel, ein cyanfarbiges Farbmittel, solange sie aus den unten beschriebenen Gruppen von Farbmitteln gewählt sind, und ebenfalls ein schwarzes Farbmittel, das Ruß, ein magnetisches Material oder ein Farbmittel, ein Schwarz durch Farbvermischung der Farbmit tel/Gelb/Magenta/Cyan, was unten gezeigt wird, zeigt, umfassen.
Beispiele für das gelbe Farbmittel können umfassen: Kondensierte Azoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Acrylamidverbindungen. Spezifische bevorzugte Beispiele dafür können umfassen: C.I.-Pigmente Gelb 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168 und 180.
Beispiele für das magentafarbige Farbmittel können umfassen: kondensierte Azoverbindungen, wie Diketopyrrolpyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, basische Farbstofflackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen. Spezifische, bevorzugte Beispiele dafür können umfassen: C.I.-Pigmente 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 für das Cyanfarbmittel können umfassen: Kupferphthalocyaninverbindungen und ihre Derivate, Antrachinonverbindungen und basische Farbstofflackverbindungen. Spezifische, bevorzugte Beispiele dafür können umfassen: C.I.-Pigmente Blau 1, 7, 15, 15 : 1, 15 : 2, 15 : 3, 15 : 4, 15 : 4, 60, 62 und 66.
Diese Farbmittel können einzeln oder im Gemisch aus zwei oder mehreren Spezies oder in einem Zustand einer festen Lösung eingesetzt werden. Die obigen Farbmittel können in geeigneter Weise im Hinblick auf ihren Farbton, ihre Farbsättigung, ihren Farbwert, der Wetterbeständigkeit, der OHP-Transparenz und des Dispersionsvermögens in den Tonerteilchen gewählt werden. Die obigen Farbmittel werden bevorzugt in einer Menge von 1–20 Gew.-teilen, auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, eingesetzt. Ein schwarzes Farbmittel, das ein magnetisches Material, außer den anderen Farbmitteln, umfasst, kann bevorzugt in einer Menge von 40–150 Gew.-teilen, auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Toner kann ein Ladungssteuermittel enthalten. Das Ladungssteuermittel kann ein bekanntes sein, und es kann bevorzugt ein solches sein, das eine höhere Ladungsgeschwindigkeit und eine Eigenschaft, mit der eine vorbeschriebene Ladungsmenge stabil erhalten werden kann, aufweist. Bei Anwendung der direkten Polymerisation zur Herstellung der Tonerteilchen der vorliegenden Erfindung kann das Ladungssteuermittel insbesondere ein solches sein, das keine Polymerisationsinhibierungseigenschaften aufweist und keine Komponente enthält, die in einem wässrigen Medium löslich ist.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Ladungssteuermittel kann bevorzugt ein solches vom negativen Typ oder positiven Typ sein. Spezifische Beispiele für ein Ladungssteuermittel vom negativen Typ können umfassen: Metallhaltige Verbindungen auf Säurebasis, mit Säuren, wie Salicylsäure, Alkylsalicylsäure, Dialkylsalicylsäure, Naphthoesäure, eine Dicarbonsäure und Derivate von diesen Säuren; Polymerverbindungen mit einer Seitenkette mit einer Sulfonsäure oder Carbonsäure; eine Borverbindung; Harnstoffverbindungen, eine Siliciumverbindung und Calixaren. Spezifische Beispiele für das positive Ladungskontrollmittel können umfassen: quarternäre Ammoniumsalze; polymere Verbindungen mit einer Seitenkette mit quarternären Ammoniumsalzen; Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen.
Das in der vorliegendenden Erfindung verwendete Ladungssteuermittel kann bevorzugt in einer Menge von 0,5–10 Gew.-teilen, auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, eingesetzt werden. Allerdings ist das Ladungssteuermittel keine wesentliche Komponente für die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tonerteilchen. Das Ladungssteuermittel kann als wahlweises Additiv in einigen Fällen eingesetzt werden. Bei der Zweikomponenten-Entwicklungsmethode ist es möglich, eine triboelektrische Ladung mit einem Träger zu verwenden. Bei der Einkomponenten-Entwicklungsmethode unter Beschichtung mit einer nicht magnetischen Rakel ist es möglich, ein Ladungssteuermittel wegzulassen, indem eine positive triboelektrische Ladung durch Reibung mit einem Rakelelement oder einem Trommelelement nutzbar gemacht wird.
Es ist bevorzugt, ein feines anorganisches Pulver in den erfindungsgemäßen Toner extern einzugeben, um die Entwicklungsleistung, die Übertragbarkeit, eine stabile Ladbarkeit, Fließfähigkeit und die kontinuierliche Bildherstellung zu verbessern. Bekannte feine anorganische Pulver können für den Zweck verwendet werden, es ist allerdings bevorzugt, ein solches zu verwenden, das aus Silika, Aluminiumoxid, Titanoxid und Mischoxiden daraus gewählt ist. Es ist weiterhin bevorzugt, Silika zu verwenden. Das Silika, das für diesen Zweck verwendet wird, kann Silika aus dem Trockenverfahren oder hochdisperses Silika, das durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids oder -alkoxid hergestellt ist und Silika aus dem Nassverfahren, das aus Siliciumalkoxid, Wasserglas etc. hergestellt ist, umfassen. Allerdings ist es bevorzugt, ein Silika aus dem Trockenverfahren mit weniger Silanolgruppen an der Oberfläche oder innerhalb der Teilchen und mit weniger Produktionsrückständen, wie Na₂O, SO₃ ^2– etc. zu verwenden. Bei dem Herstel lungsverfahren für das Silika aus dem Trockenverfahren ist es ebenfalls möglich, ein anderes Metallhalogenid, wie Aluminiumchlorid oder Titaniumchlorid, zusammen mit dem Siliciumhalogenid zu verwenden, um ein feines Pulver aus einem Mischoxid aus Silika und dem anderen Metalloxid zu erhalten, das ebenfalls als Spezies von Silika, als bevorzugtes anorganisches feines Pulver in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Dieses feine anorganische Pulver kann ein gutes Leistungsvermögen zeigen, wenn es eine spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption nach der BET-Methode, beispielsweise unter Verwendung eines Messgeräts für die spezifische Oberfläche (z. B. "Autosorb 1", erhältlich von Yuasa Ionix K. K.) für die Adsorption von Stickstoffgas auf die Probenoberfläche nach der BET-Vielpunkt-Methode, aufweist. Das feine anorganische Pulver kann zu 0,1–8 Gew.-teilen, bevorzugt 0,5–5 Gew.-teilen, weiterhin bevorzugt 0,1–5 Gew.-teilen, weiterhin bevorzugt 1,0–3,0 Gew.-teilen, auf 100 Gew.-teile Toner, hinzugegeben werden.
Für den Zweck der Hydrophobisierung, Ladungssteuerung, etc. kann nach Bedarf das feine anorganische Pulver bevorzugt zusammen mit einem oder mehreren Behandlungsmitteln, wie Silikonöl oder Silikonlack, verschiedene modifizierte Silikonöle, Silankupplungsmittel, Silikakupplungsmittel mit einer funktionellen Gruppe, andere organische Siliciumverbindungen und organische Titanverbindungen, behandelt sein. Zur Erhaltung einer hohen Ladbarkeit und zum Erreichen eines geringeren Verbrauchs und einem hohen Übertragungsvermögen des Toners, ist es weiterhin bevorzugt, dass das feine anorganische Pulver mit mindestens Silikonöl behandelt ist.
In einem Ausmaß, bei dem im wesentlichen keine nachteiligen Wirkungen ausgeübt werden, kann der Toner weiterhin andere Additive enthalten, Beispiele dafür können umfassen: Schmiermittelpulver, wie Pulver aus Polytetrafluorethylen, Zinkstearat und Polyvinylidenfluorid; Schleifmittel, wie Pulver aus Ceroxid, Siliciumcarbid und Strontiumtitanat; Fließbarkeitsmittel, wie Pulver aus Titanoxid und Aluminiumoxid, Anitbackmittel und Mittel zur Verleihung von elektrischer Leitfähigkeit, wie Ruß und Pulver aus Zinkoxid und Zinnoxid. Es ist ebenfalls möglich, eine kleine Menge organischer und/oder anorganischer feiner Teilchen mit einer triboelektrischen Ladung entgegengesetzt zu der der Tonerteilchen hinzuzufügen.
Als Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Toners kann ein Pulverisierungsverfahren angewendet werden, wobei das Bindemittelharz, das Farbmittel, die Wachs-(komponente) und andere wahlweise Additive, wie ein Ladungssteuermittel und andere interne Additive, gleichmäßig verknetet und mit einem Druckkneter, einem Extruder oder einem Mediumdispergiergerät dispergiert wird, und das geknetete Produkt wird dann mechanisch pulverisiert, oder man lässt es auf ein Ziel in einem Strahlstrom prallen, um es in einen gewünschten Tonerteilchengrößengrad zu pulverisieren, wonach dann wahlweise eine Stufe des Glättens und der Kugelformung der pulverisierten Teilchen erfolgt und dann in eine engere Teilchengrößenverteilung unter Verwendung von Tonerteilchen klassifiziert wird. Es ist außerdem ebenfalls möglich, ein Verfahren zur Herstellung sphärischer Tonerteilchen, bei dem eine geschmolzene Mischung in Luft durch Verwendung einer Scheibe oder einer Multifluiddüse, wie in der JP-B 56-13945, etc. beschrieben, gesprüht wird; ein Verfahren zur direkten Herstellung der Tonerteilchen nach der Suspensionspolymerisation, wie in der JP-B 36-10231, JP-A 59- 53856 und JP-A 59-61842 beschrieben; ein Dispersionsverfahren zur direkten Herstellung der Tonerteilchen in einem wässrigen organischen Lösungsmittel, worin das Monomer löslich ist, allerdings das erhaltene Polymer unlöslich ist und ein Verfahren zur Herstellung von Tonerteilchen nach der Emulsionspolymerisation entsprechend einer seifenfreien Polymerisation, worin die Tonerteilchen direkt durch Polymerisation in Gegenwart eines wasserlöslichen Polymerisationsinitiators gebildet werden, angewendet werden.
Nach dem Pulverisierungsverfahren für die Tonerherstellung ist es schwierig, Tonerteilchen mit einer Zirkularität in dem vorbestimmten Bereich zu erhalten. Nach dem Schmelzsprühverfahren neigen die erhaltenen Tonerteilchen dazu, dass sie eine breite Teilchengrößenverteilung aufweisen, selbst wenn sie einen gewissen Grad an Zirkularität aufweisen, und es ist schwierig, Tonerteilchen mit einem entsprechend kontrollierten Oberflächenzustand herzustellen. Andererseits ergibt das Dispersionspolymerisationsverfahren Tonerteilchen mit einer extrem scharfen Teilchengrößenverteilung, allerdings wird nur ein enger Bereich für die Auswahl geeigneter Materialien ermöglicht, und die Verwendung eines organischen Lösungsmittels erfordert eine komplizierte Produktionsvorrichtung und komplexe Arbeitsgänge, wozu die Entfernung des Abfalllösungsmittels und die Entflammbarkeit des Lösungsmittels zählen. Das Emulsionspolymerisationsverfahren nach der seifenfreien Polymerisation ist zur Herstellung der Tonerteilchen mit einer relativ engen Teilchengrößenverteilung effektiv, allerdings neigen der verwendete Emulgator und die Enden des Polymersationsinitiators dazu, dass sie sich an den Tonerteilchenoberflächen befinden, was zu einer schlechteren Umweltverträglichkeit führt.
In der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, Tonerteilchen mit einer gesteuerten Zirkularitätsfrequenzverteilung zur Verfügung zu stellen. Und für diesen Zweck ist es bevorzugt, das Emulsionspolymerisationsverfahren oder das Suspensionspolymerisationsverfahren unter normalen oder erhöhtem Druck anzuwenden, wobei relativ einfach feine Tonerteilchen von 2–6 μm des zahlenmittleren kreisäquivalenten Durchmessers hergestellt werden können. Es ist ebenfalls möglich, die zuvor erhaltenen Polymerisatteilchen mit Medien oder durch direktes Aufprallen auf eine Kollisionsplatte zur Einstellung der Form zu behandeln, oder die Polymerisatteilchen durch Frieren zu koaleszieren oder mit Teilchen mit einer Oberflächenladung entgegengesetzter Polarität unter einem gesteuerten pH in einer wässrigen Lösung auszusalzen oder zu koagulieren. Es ist ebenfalls möglich, ein Impfpolymerisationsverfahren anzuwenden, wobei ein Monomer weiterhin auf bereits erhaltene Polymerisatteilchen adsorbiert und unter Verwendung eines Polymerisationsinitiators polymerisiert werden.
Bei der Herstellung von Tonerteilchen über das direkte Polymerisationsverfahren, wobei Tröpfchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in einer wässrigen Lösung polymerisiert werden, ist es möglich, die Zirkularitätsverteilung und die Teilchengrößenverteilung der erhaltenen Tonerteilchen zu steuern, indem die Spezies und die Menge eines schwer wasserlöslichen anorganischen Salzes oder eines Dispergiermittels, das als Schutzkolloid fungiert, geändert werden; indem die mechanischen Prozessbedingungen gesteuert werden, einschließlich die Rührbedingungen, wie die Rotorumfangsgeschwindigkeit, die Anzahl der Durchgänge und die Form des Rührblatts und die Behälterform und/oder indem die Gewichtsprozentzahl des Feststoffs in dem wässrigen Dispersionsmedium gesteuert werden.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist es ebenfalls möglich, die vorbeschriebenen Tonerteilchen zu erhalten, indem die Rührbedingungen und die Prozessdauer eines konischen Trockengeräts zum Trocknen der Tonerteilchen eingestellt werden.
Bei der Tonerherstellung durch direkte Polymerisation können Beispiele für den Polymerisationsinitiator umfassen: Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Diazotyp, wie 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutylnitril, 1,1'-Azobis(Cyclohexan-2-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril, Azobisisobutyronitril; und Polyerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp, wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumenhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und Lauroylperoxid. Die Zugabemenge des Polymerisationsinitiators variiert nach dem Polymerisationsgrad, der erreicht werden soll. Der Polymerisationsinitiator kann im allgemeinen im Bereich von etwa 0,5–20 Gew-%, bezogen auf das Gewicht des polymerisierbaren Monomers, eingesetzt werden. Die Polymerisationsinitiatoren können etwas je nach angewendeten Polymerisationsverfahren variieren, und sie können einzeln oder im Gemisch mit Bezug auf ihre 10 Stunden Halbwertstemperatur eingesetzt werden.
Zur Steuerung des Molekulargewichts des erhaltenen Bindemittelharzes ist es ebenfalls möglich, ein Vernetzungsmittel, ein Kettenübertragungsmittel, einen Polymerisationsinhibitor, etc. hinzuzugeben.
Bei der Herstellung der Tonerteilchen nach der Suspensionspolymerisation unter Verwendung eines Dispersionsstabilisators ist es bevorzugt, einen anorganischen oder/und einen organischen Dispersionsstabilisator in einem wässrigen Dispersions medium zu verwenden. Beispiele für den anorganischen Dispersionsstabilisator können umfassen: Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilikat, Kalziumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Silika und Aluminiumoxid. Beispiele für den organischen Dispersionsstabilisator können umfassen Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylzellulose, Methylhydroxypropylzellulose, Ethylzellulose, Carboxymethylzellulosenatriumsalz, Polyacrylsäure und deren Salze und Stärke. Diese Dispersionsstabilisatoren können bevorzugt in dem wässrigen Dispersionsmedium in einer Menge von 0,2–20 Gew.-teilen, auf 100 Gew.-teile der polymerisierbaren Monomermischung, eingesetzt werden.
Bei der Verwendung eines anorganischen Dispersionsstabilisators kann ein kommerziell erhältliches Produkt wie es ist, verwendet werden, es ist ebenfalls möglich, den Stabilisator in situ im Dispersionsmedium zu bilden, um so feine Teilchen davon zu erhalten. Beim Tricalciumphosphat ist es beispielsweise von Nutzen, eine wässrige Natriumphosphatlösung und eine wässrige Calciumchloridlösung unter intensivem Rühren zu vermischen, um Tricalciumphosphatteilchen im wässrigen Medium, die für die Suspensionspolymerisation geeignet sind, herzustellen.
Um eine feine Dispersion aus dem Dispersionsstabilisator herzustellen, ist es ebenfalls effektiv, 0,001–0,1 Gew-% eines oberflächenaktiven Mittels in Kombination zu verwenden, um auf diese Weise die vorbeschriebene Funktion des Stabilisators zu fördern. Beispiele für das oberflächenaktive Mittel können umfassen: Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen können durch direkte Polymerisation auf folgende Weise hergestellt werden. In ein Vinylmonomer werden ein Farbmittel, eine Wachs(komponete) und wahlweise ein Ladungssteuermittel, ein Polymerisationsinitiator und andere wahlweise Additive gegeben und gleichmäßig gelöst und dispergiert, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung auszubilden, die dann dispergiert wird und Teilchen in einen Dispersionsmedium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, mit einem Rührer, Homomischer oder Homogenisator bevorzugt bei einer Bedingung, bei der die Tröpfchen aus der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung eine gewünschte Teilchengröße der erhaltenen Tonerteilchen durch Steuerung der Rührgeschwindigkeit und/oder Rührdauer aufweisen können, ausgebildet. Danach kann das Rühren in einem solchen Grad fortgesetzt werden, dass die Teilchen aus der in dieser Weise gebildeten polymerisierbaren Monomerzusammensetzung erhalten bleiben und die Sedimentation der Teilchen verhindert wird. Die Polymerisation kann bei einer Temperatur von mindestens 40°C, im Allgemeinen 50 bis 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 oder nach der Polymerisation zu destillieren, um den nicht polymerisierten Teil des polymerisierbaren Monomers und eines Nebenprodukts, das einen Geruch in der Tonerfixierungsstufe verursachen kann, zu entfernen. Nach der Reaktion werden die hergestellten Tonerteilchen gewaschen, abgefiltert und getrocknet. Bei der Suspensionspolymerisation ist es im Allgemeinen bevorzugt, 300–3.000 Gew.- teile Wasser als Dispersionsmedium, auf 100 Gew.-teile der Monomerzusammensetzung, zu verwenden.
Ein Bildherstellungsverfahren, mit dem der erfindungsgemäße Toner durchgeführt werden kann, wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In 1 weist eine Bildherstellungsvorrichtung im Wesentlichen ein lichtempfindliches Element 1 als (elektrostatisches) Bildträgerelement, eine Ladungswalze 2 als Ladungsmittel, eine Entwicklungsvorrichtung 4 mit vier Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4, ein Zwischenübertragungselement 5, eine Übertragungswalze 7 als Übertragungsmittel und eine Fixiervorrichtung H als Fixiermittel auf.
Vier Entwickler mit Cyantonerteilchen, Magentatonerteilchen, Gelbtonertelichen und schwarzen Tonerteilchen werden in die Entwicklungseinheiten 4-1 bis 4-4 eingefüllt. Es wird ein elektrostatisches Bild auf dem lichtempfindlichen Element 1 ausgebildet und mit den vier Farbtonerteilchen nach einem Entwicklungsverfahren, wie ein Magnetbürstenentwicklungssystem oder ein nicht magnetisches Einkomponenten-Entwicklungssystem entwickelt, wobei sich die jeweiligen Tonerbilder auf dem lichtempfindlichen Element 1 ausbilden.
Ein erfindungsgemäßer nicht magnetischer Toner kann mit einem magnetischen Träger vermischt werden und für die Entwicklung unter Anwendung eines wie in 2 gezeigten Entwicklungsmittels verwendet werden. Es ist bevorzugt, eine Entwicklung in einem Stadium durchzuführen, wo eine Magnetbürste ein latentes Bildträgerelement, z. B. eine lichtempfindliche Trommel 13 unter Anwendung eines elektrischen Wechselfeldes, kontaktiert.
Ein Entwicklerträgerelement (Entwicklungstrommel) 11, die darin eingeschlossen eine Magnetwalze 14 aufweist, kann bevorzugt so angeordnet sein, dass sich eine Lücke B mit 100–1.000 μm von der lichtempfindlichen Trommel 13 ausbildet, um zu verhindern, dass der Toner anhaftet und die Punktreproduzierbarkeit zu verbessern. Wenn die Lücke enger als 100 μm ist, kann es dazu kommen, dass die Zuführung des Entwicklers unzureichend ist, was zu einer geringen Bilddichte führt. Bei oberhalb von 1000 μm, sind die Linien der Magnetkraft, die von einem Entwicklungspol F1 ausgeübt wird, verbreitert, so dass eine geringe Dichte der Magnetbürste vorliegt, was dazu führen kann, dass sich eine schlechtere Punktreproduzierbarkeit und eine schwache Trägerzwangskraft, was zu einer Trägeranhaftung führt, ergeben.
Das elektrische Wechselfeld kann bevorzugt eine Peak-Zu-Peak-Spannung von 500–5.000 Volt und eine Frequenz von 500– 10.000 Hz, bevorzugt 500–3.000 Hz aufweisen, was in Abhängigkeit des jeweiligen Verfahrens entsprechend gewählt werden kann. Die Wellenform dafür kann in geeigneter Weise gewählt werden, wie eine Dreieckswelle, Rechteckswelle, eine sinusoidale Welle oder Wellenformen, die durch Modifikation des Einschaltverhältnisses erhalten werden, gewählt werden. Wenn die angewendete Spannung unterhalb 500 Volt liegt, ist es schwierig, eine ausreichende Bilddichte zu erreichen, und Nebeltoner auf einem Nicht-Bildbereich kann daher in einigen Fällen nicht zufriedenstellend wiedergewonnen werden. Oberhalb 5.000 Volt kann das latente Bild durch die Magnetbürste gestört sein, was in einigen Fällen zu schlechteren Bildqualitäten führt.
Unter Verwendung eines Entwicklers vom Zweikomponententyp, der einen gut geladenen Toner enthält, ist es möglich geworden, eine geringere Nebel entfernende Spannung (Vback) und eine niedrigere Primärladungsspannung am lichtempfindlichen Element anzuwenden, wobei die Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements erhöht wird. Vback kann bevorzugt höchstens 150 Volt, insbesondere 100 Volt, betragen.
Es ist bevorzugt, ein Kontrastpotential von 200–500 Volt anzulegen, damit eine ausreichende Bilddichte erreicht wird.
Die Frequenz kann das Verfahren beeinträchtigen, und eine Frequenz unterhalb von 500 Hz kann zu einer Ladungsinjektion des Carriers führen, was wiederum zu geringeren Bildqualitäten aufgrund von Trägerhaftung und Störungen des latenten Bildes, in einigen Fällen, führt. Oberhalb von 10.000 Hz ist es für die Tonerteilchen schwierig, dem elektrischen Feld zu folgen, so dass es leicht dazu kommen kann, dass schlechtere Bildqualitäten verursacht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren ist es bevorzugt, eine Kontaktbreite (einen Entwicklungsberührungspunkt) C der magnetischen Bürste auf der Entwicklungstrommel 11 mit der lichtempfindlichen Trommel 13 auf 3–8 mm einzustellen, um eine Entwicklung durchzuführen, die eine ausreichende Bilddichte und eine ausgezeichnete Punktreproduzierbarkeit ergibt, ohne dass eine Haftung des Trägers verursacht wird. Wenn der Entwicklungsberührungspunkt C enger als 3 mm ist, kann es schwierig sein, eine ausreichende Bilddichte und eine gute Punktreproduzierbarkeit zur Verfügung zu stellen. Bei mehr als 8 mm neigt der Entwickler zu einem Packungszustand, was die Bewegung der Vorrichtung stoppt, und es kann schwierig werden, die Trägeranhaftung ausreichend zu verhindern. Die Entwicklungsberührungsstelle C kann in geeigneter Weise eingestellt werden, indem eine Entfernung A zwischen dem Entwicklerregulationselement 18 und der Entwicklungstrommel 11 geändert wird und/oder die Lücke B zwischen der Entwicklungstrommel und der lichtempfindlichen Trommel 13 geändert wird.
Die Herstellung eines Vollfarbenbildes, bei der die Halbreproduzierbarkeit wesentlich ist, kann durchgeführt werden, indem mindestens drei Entwicklungsvorrichtungen für Magenta, Cyan und Gelb verwendet werden, der erfindungsgemäße Toner daran angepasst wird und bevorzugt ein Entwicklungssystem für die Entwicklung digitaler latenter Bilder in Kombination angepasst wird, wobei eine Entwicklung mit einem verlässlichen Punktbild möglich wird, während ein nachteiliger Effekt der magnetischen Bürste und die Störung des latenten Bildes vermieden werden. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Toners ist ebenfalls dafür effektiv, ein hohes Übertragungsverhältnis in einem nachfolgenden Übertragungsschritt zu realisieren. Im Ergebnis wird es möglich, hohe Bildqualitäten sowohl im Halbtonbereich als auch im Festbildbereich zu erhalten.
Zusätzlich zu der hohen Bildqualität im Anfangsstadium der Bildherstellung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Toners ebenfalls dafür effektiv, eine Verschlechterung der Bildqualität bei der kontinuierlichen Bildherstellung auf einer großen Anzahl von Blättern zu vermeiden.
Der erfindungsgemäße Toner kann ebenfalls als Toner für eine Einkomponenten-Entwicklungsmethode verwendet werden. 3 erläutert ein Beispiel für eine solche Entwicklungsvorrichtung.
In 3 kann ein elektrostatisches Bild, das sich auf einem elektrostatischen Bildträgerelement 25 durch Elektrophotographie oder elektrostatisches Aufzeichnen gebildet hat, mit einem Toner T, der in einem Tonerbehälter 21 enthalten ist, entwickelt werden und auf eine nicht magnetische Entwicklungstrommel (Tonerträgerelement) 24, die Aluminium oder rostfreien Stahl umfasst, aufgetragen werden.
Fast die rechte Umfangshälfte der Entwicklungstrommel ist immer in Kontakt mit dem Toner T, der im Tonerbehälter 21 aufbewahrt wird, und der Toner in der Nähe der Entwicklungstrommel 24 wird auf die Entwicklungstrommel 24 gehaftet und darauf getragen unter Einwirkung einer magnetischen Kraft, die von einem Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes in der Entwicklungstrommel und/oder einer elektrostatischen Kraft erzeugt wird.
Das Tonerträgerelement 24 kann eine Oberflächenrauhheit Ra, die auf 1,5 μm oder kleiner, bevorzugt 1,0 μm oder kleiner, und weiterhin bevorzugt 0,5 μm oder kleiner eingestellt ist, aufweisen.
Durch Einstellen der Oberflächenrauhheit Ra auf höchstens 1,5 μm wird die Tonerteilchenbeförderungskraft des Tonerträgerelements unterdrückt, was die Bildung einer dünnen Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement und einen Anstieg der Zahl des Gehalts zwischen dem Tonerträgerelement und dem Toner ermöglicht, was somit die Tonerladbarkeit verbessert.
Wenn die Oberflächenrauhheit Ra des Tonerträgerelements 1,5 überschreitet, wird es schwierig, eine dünne Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement auszubilden und die Tonerladbarkeit zu verbessern, so dass es schwierig wird, eine Verbesserung der Bildqualität zu erreichen.
Die Oberflächenrauhigkeit Ra des Tonerträgerelements bezieht sich auf eine durchschnittliche Mittellinienrauhigkeit, die mit einem Oberflächenrauhigkeitstester ("Surfcoder 5E-30H", erhältlich von K. K. Kosaka Kenkyusho), nach JIS B0601 gemessen wird. Insbesondere kann die Oberflächenrauhigkeit Ra bestimmt werden, indem eine Messlänge a von 2,5 mm entlang einer Mittellinie (auf der X-Achse entnommen) genommen wird und die Rauhigkeit auf einer X-Achsenrichtung genommen wird, was die Rauhigkeitskurve nach der Funktion y = f(x) repräsentiert, um somit die Oberflächenrauhigkeit Ra (μm) aus der folgenden Gleichung zu berechnen:
Das Tonerträgerelement kann bevorzugt einen Zylinder oder ein Band aus rostfreiem Stahl, Aluminium, etc. umfassen, der bzw. das mit einem Metall, einem Harz oder einem Harz, das feine Harzteilchen, ein Metall, Ruß oder ein Ladungssteuermittel enthält, auf der Oberfläche beschichtet sein kann.
Wenn die Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Tonerträgerelements auf das 1,05–3,0-fache der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des elektrostatischen Bildträgerelements eingestellt wird, erhält die Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement einen geeigneten Rührgradeffekt, womit eine bessere, ver lässliche Reproduktion eines elektrostatischen Bilds erreicht wird.
Wenn die Oberflächengeschwindigkeit des Tonerträgerelements unterhalb des 1,05-fachen von derjenigen des elektrostatischen Bildträgerelements liegt, ist dieser Tonerschichtrühreffekt unzureichend, so dass es schwierig wird, eine gute Bildherstellung erwarten zu können. Des weiteren kann es im Fall der Bildung eines festen Bildes, das eine große Menge über einen breiten Bereich erfordert, dazu kommen, dass die Tonerzuführung zum elektrostatischen Bild unzureichend wird, was zu einer geringeren Bilddichte führt. Andererseits kann es bei mehr als 3,0 dazu kommen, dass sich der Toner übermäßig auflädt und Schwierigkeiten verursacht, wie eine Tonerverschlechterung oder -verklebung auf dem Tonerträgerelement (Entwicklungstromme 1).
Der Toner T, der in dem Trichter (Tonerbehälter 21) aufbewahrt wird, wird auf die Entwicklungstrommel 24 mit einem Zuführungselement 22 zugeführt. Das Zuführungselement kann bevorzugt in der Form einer Zuführungswalze vorliegen, die ein poröses elastisches Material oder ein Schaummaterial, wie ein weicher Polyurethanschaum, umfasst. Die Zuführungswalze 22 dreht sich bei einer relativen Nicht-Null-Geschwindigkeit in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung mit Bezug auf die Entwicklungstrommel, wobei die Ablösung des Toners (ein Teil des Toners wird nicht für die Entwicklung verwendet) von der Entwicklungstrommel gleichzeitig mit der Tonerzuführung zur Entwicklungstrommel erfolgt. Im Hinblick auf das Gleichgewicht zwischen der Tonerzuführung und der Tonerablösung kann die Zuführungswalze 22 an die Entwicklungstrommel mit einer Breite von 2,0–10,0 mm, insbesondere 4,0–6,0 mm, anstoßen. Ande rerseits kann es zu einer großen Belastung für den Toner kommen, was die Tonerverschlechterung oder die Agglomerierung oder Schmelzverklebung des Toners auf der Entwicklungstrommel und der Zuführungswalze fördert, allerdings, da der erfindungsgemäße Toner eine ausgezeichnete Fließfähigkeit, ein ausgezeichnetes Ablösevermögen und Haltbarkeit aufweist, kann dieser Toner in geeigneter Weise bei einem Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieser Zuführungswalze verwendet werden. Das Zuführungselement kann ebenfalls ein Bürstenelement aus einer Harzfaser aus beispielsweise Nylon oder Rayon umfassen. Die Verwendung dieses Zuführungselements ist sehr effektiv für einen nicht magnetischen Einkomponententoner, der nicht in der Lage ist, eine magnetische Zwangskraft für die Tonerauftragung auszunutzen, so dass es auch in einem Einkomponenten-Entwicklungsverfahren unter Anwendung einer magnetischen Einkomponentenmethode eingesetzt werden kann.
Der Toner, der auf die Entwicklungstrommel geführt wird, kann gleichmäßig als Dünnschicht durch ein Regulationselement aufgetragen werden. Das Regulierungselement für eine dünne Tonerschicht kann ein Abstreichmesser, wie ein Metallrakel oder eine Magnetrakel, das mit einem bestimmten Abstand von der Entwicklungstrommel angeordnet ist, umfassen, oder es kann alternativ eine harte Walze oder eine Walze aus einem Metall, einem Harz oder einem Keramikmaterial, die wahlweise darin ein Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds aufweist, umfassen.
Alternativ ist es ebenfalls möglich, dieses Regulierungselement für eine dünne Tonerschicht als elastisches Element, wie eine elastische Rakel oder eine elastische Walze, zur Auftragung eines Toners unter Druck vorzusehen. 3 zeigt beispielsweise eine elastische Rakel 23, die an ihrem oberen Hauptbereich am Entwicklungsbehälter 21 fixiert ist und an ihrem unteren freien Längenbereich bei einem geeigneten Druck gegen die Entwicklungstrommel gepresst ist, damit sie in die umgekehrte Richtung (wie gezeigt oder in Vorwärtsrichtung) angeordnet ist. Durch Verwendung dieser Auftragungsvorrichtung wird es möglich, eine dichte Tonerschicht, die stabil gegenüber Umweltveränderungen ist, auszubilden. Der Mechanismus dafür ist soweit noch nicht vollständig aufgeklärt, allerdings wird angenommen, dass die gewaltsame Triboelektrifizierung mit der Oberfläche der Entwicklungstrommel durch das elastische Element einen konstanten Ladungszustand unabhängig von der Änderung des Tonerverhaltens bei der Umweltänderung ermöglicht.
Andererseits kann es bei der Verwendung dieser elastischen Rakel dazu kommen, dass eine übermäßige Ladung und ein Tonerschmelzverkleben auf der Entwicklungstrommel oder der elastischen Rakel verursacht wird, allerdings kann hierbei der erfindungsgemäße Toner wegen seines ausgezeichneten Ablösevermögens und seiner stabilen triboelektrischen Ladbarkeit verwendet werden.
Das elastische Material kann bevorzugt ein Material mit einer geeigneten Ladbarkeit bei einer Position in einer triboelektrischen Ladbarkeitsserie, damit der Toner auf eine geeignete Polarität geladen wird, umfassen und kann beispielsweise folgendes umfassen: ein Elastomer, wie ein Silikonkautschuk, ein Urethankautschuk oder NBR; ein elastisches synthetisches Harz, wie Polyethylenterephthalat; ein elastisches Metall, wie rostfreier Stahl und Phosphorbronze oder ein Mischmaterial daraus.
Bei der Bereitstellung eines haltbaren elastischen Elements ist es bevorzugt, ein Laminat aus einem elastischen Material und einem Harz oder Kautschuk zu verwenden oder ein beschichtetes Element zu verwenden.
Des weiteren kann das elastische Material ein organisches Material oder ein anorganisches Material, das dazu gegeben wird, z. B. durch Schmelzvermischen oder Dispergieren, enthalten. Beispielsweise kann durch die Zugabe eines Metalloxids, eines Metallpulvers, einer Keramik, eines Kohlenstoffallotrops, eines Whiskers, einer organischen Faser, eines Farbstoffs, eines Pigments oder eines oberflächenaktiven Mittels die Tonerladbarkeit gesteuert werden. Insbesondere bei der Verwendung eines aus einem Kautschuk oder Harz gebildeten elastischen Elements ist es bevorzugt, ein feines Pulver aus einem Metalloxid, wie Silika, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Zirkoniumoxid oder Zinkoxid; Ruß oder ein Ladungssteuermittel, das im Allgemeinen in Tonern Verwendung findet, hinzuzufügen.
Des weiteren wird es durch Anlegen eines DC- und/oder AC-elektrischen Felds an das Rakelregulationselement oder die Zuführungswalze oder das Bürstenelement möglich, eine Verkleinerungswirkung auf die Tonerschicht auszuüben, insbesondere die Auftragung der gleichmäßigen dünnen Schicht und eine gleichmäßige Ladbarkeit bei der Regulierungsposition und der Tonerzuführungs/Ablöseposition an der Zuführungsposition zu erhöhen, womit man eine erhöhte Bilddichte und eine bessere Bildqualität erreicht.
Das elastische Element kann gegen das Tonerträgerelement bei einem Stoßdruck von mindestens 0,1 kg/m, bevorzugt 0,3–25 kg/m, weiterhin bevorzugt 0,5–12 kg/m, ausgedrückt als line arer Druck in Richtung der Generatrix des Tonerträgerelements, anstoßen. Im Ergebnis wird es möglich, den Toner effektiv zu zerkleinern, um somit eine schnelle Ladung des Toners zu ermöglichen. Wenn der Stoßdruck unterhalb von 0,1 kg/m liegt, wird es schwierig, den Toner gleichmäßig aufzutragen, was zu einer breiten Tonerladungsverteilung mit Nebelbildung und Streuen führt. Oberhalb von 25 kg/m, wird ein übermäßiger Druck auf den Toner ausgeübt, was eine Tonerverschlechterung oder Toneragglomerierung hervorruft, und es wird ein großes Drehmoment für den Antrieb des Tonerträgerelements notwendig.
Es ist bevorzugt, das elektrostatische Bildträgerelement 25 und das Tonerträgerelement 24 mit einem Abstand a von 50–500 μm anzuordnen, und ein Schneidmesser kann mit einer Lücke von 50–400 μm vom Tonerträgerelement aus anordnet werden.
Es ist im Allgemeinen am meisten bevorzugt, dass die Tonerschichtdicke dünner als die Lücke zwischen elektrostatischen Bildträgerelement und dem Tonerträgerelement eingestellt wird, allerdings sollte die Tonerschichtdicke so eingestellt sein, dass ein Teil der Tonerohren, die die Tonerschicht bilden, mit dem elektrostatischen Bildträgerelement in Kontakt stehen.
Des weiteren wird es durch Ausbilden eines elektrischen Wechselfeldes zwischen dem elektrostatischen Bildträgerelement und dem Tonerträgerelement von einer Vorspannungsquelle 26 möglich, die Tonerbewegung vom Tonerträgerelement auf das elektrostatische Bildträgerelement zu erleichtern, was zu einer besseren Bildqualität führt. Das elektrische Wechselfeld kann eine Peak-zu-Peak-Spannung Vpp von mindestens 100 Volt, bevorzugt 200 bis 3.000 Volt, weiterhin bevorzugt 300–2.000 Volt und eine Frequenz F von 500–5.000 Hz, bevorzugt 1.000– 3.000 Hz, weiterhin bevorzugt 1.500–3.000 Hz aufweisen. Das elektrische Wechselfeld kann eine Wellenform einer rechteckigen Welle, einer sinusartigen Welle, einer Sägezahnwelle oder einer dreieckigen Welle aufweisen. Es ist ebenfalls des weiteren möglich, ein asymmetrisches elektrisches AC-Vorspannungsfeld mit einem positiven Wellenbereich und einem negativen Wellenbereich mit verschiedenen Spannungen und Dauern anzulegen. Es ist ebenfalls bevorzugt, eine DC-Vorspannungskomponente darüber zu lagern.
In 1 kann das elektrostatische Bildträgerelement 1 eine lichtempfindliche Trommel (oder ein lichtempfindliches Band), die bzw. das eine Schicht aus einem lichtleitenden Isolationsmaterial, wie a-Se, CdS, ZnO₂ oder OPC (organischer Lichtleiter) und a-Si (amorphes Silicium) umfasst, aufweisen. Das elektrostatische Bildträgerelement 1 kann bevorzugt eine lichtempfindliche a-Si-Schicht oder eine lichtempfindliche OPC-Schicht aufweisen.
Die organische lichtempfindliche Schicht kann aus einer einzelnen Schicht, die eine Ladungserzeugungssubstanz und eine Ladungstransportsubstanz umfasst, zusammengesetzt sein, oder sie kann eine lichtempfindliche Schicht mit getrennter Funktion darstellen, die eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht umfasst. Die lichtempfindliche Schicht mit getrennten Funktionen kann bevorzugt einen elektrisch leitenden Träger, eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht, angeordnet in dieser Reihenfolge, aufweisen. Die organische lichtempfindliche Schicht kann bevorzugt ein Bindemittelharz, wie ein Polycarbonatharz, Polyesterharz oder Acrylharz, umfassen, weil ein solches Bindemittelharz dafür effektiv ist, das Übertragungsvermögen und die Reinigungsei genschaft zu verbessern, und es neigt nicht dazu, ein Tonerverkleben auf dem lichtempfindlichen Element oder eine Filmbildung externer Additive zu verursachen.
Es kann eine Ladestufe durchgeführt werden, indem ein Coronalader, der mit dem lichtempfindlichen Element nicht in Kontakt steht, verwendet wird oder ein Kontaktlader, wie eine Ladewalze, verwendet wird. Das in 1 gezeigte Kontaktladesystem kann bevorzugt wegen seiner Effizienz bei der gleichmäßigen Ladung, der Einfachheit und der Eigenschaft, dass wenig Ozon erzeugt wird, angewendet werden.
Die Ladewalze 2 umfasst ein Kernmaterial 2b und eine elektrisch leitende elastische Schicht 2a, die die Peripherie des Kernmetalls 2b umgibt. Die Ladewalze 2 wird gegen das lichtempfindliche Element 1 bei einem vorbeschriebenen Druck (Pressdruck) gepresst und in Übereinstimmung mit der Rotation des lichtempfindlichen Elements 1 rotiert.
Die Ladestufe unter Verwendung der Ladewalze kann bevorzugt bei Prozessbedingungen, die einen ausgeübten Druck der Walze von 5–50 g/cm, eine AC-Spannung von 0,5–5 kVpp, eine AC-Frequenz von 50–5 kHz und eine DC-Spannung von ±0,2–±1,5 kV für den Fall, dass eine AC-Spannung und eine DC-Spannung überlagernd angelegt werden und einen angewendeten Druck der Walze von 5–500 g/cm und eine DC-Spannung von ±0,2–±1,5 kV bei dem Anlegen einer DC-Spannung einschließen, durchgeführt werden.
Andere Lademittel können solche umfassen, wobei eine Laderakel oder eine elektrisch leitende Bürste verwendet wird. Diese Kontaktlademittel sind dafür effektiv, eine hohe Spannung zu vermeiden oder das Auftreten von Ozon zu unterdrücken. Die Ladewalze und die Laderakel, die jeweils als Kontaktlademittel verwendet werden, können bevorzugt einen elektrisch leitenden Kautschuk umfassen und können wahlweise einen Ablösefilm auf seiner Oberfläche aufweisen. Der Ablösefilm kann beispielsweise ein Harz auf Nylonbasis, Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC) umfassen.
Das auf dem elektrostatischen Bildträgerelement 1 ausgebildete Tonerbild wird auf ein Zwischenübertragungselement 5 übertragen, an das eine Spannung (z. B. ±0,1–±5 kV) angelegt ist. Die Oberfläche des elektrostatischen Bildträgerelements kann dann mit der Reinigungsvorrichtung 9, die eine Reinigungsrakel 8 einschließt, gereinigt werden.
Das Zwischenübertragungselement 5 umfasst ein röhrenähnliches elektrisch leitendes Kernmaterial 5b und eine mediumbeständige elastische Schicht 5a (z. B. eine elastische Walze), die die Peripherie des Kernmaterials 5b umgibt. Das Kernmaterial 5b kann eine Plastikröhre, die mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt ist, umfassen. Die Medium beständige elastische Schicht 5a kann eine feste Schicht oder eine Schaummaterialschicht, in die eine Substanz für die Elektronenleitfähigkeit, wie Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid und Siliciumcarbid in einem elastischen Material, wie Silikonkautschuk, Teflonkautschuk, Chloroprenkautschuk, Urethankautschuk oder ein Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymer (EPDM), eingemischt und dispergiert ist, umfassen, um so den elektrischen Widerstand oder den Volumenwiderstand bei einem Mediumwiderstandsgrad von 10⁵–10¹¹ Ohm·cm, insbesondere 10⁷–10¹⁰ Ohm·cm, zu steuern. Das Zwischenübertragungselement 5 ist unter dem elektrostatischen Bildträgerelement 1 angeordnet, so dass es eine Achse (oder einen Schaft), die parallel mit derjenigen mit der des Bildträgerelements 1 angeordnet ist und steht im Kontakt mit dem elektrostatischen Bildträgerelement 1. Das Zwischenübertragungselement 5 dreht sich in Richtung des Pfeils (entgegengesetzte Richtung) bei einer Umfangsgeschwindigkeit, die identisch zu derjenigen des elektrostatischen Bildträgerelements 1 ist).
Die jeweiligen Farbtonerbilder werden nacheinander intermittierend auf die Umfangsoberfläche des Zwischenübertragungselements 5 durch ein elektrisches Feld, das durch Anlegen einer Übertragungsvorspannung auf einen Übertragungsspaltbereich zwischen dem elektrostatischen Bildträgerelement 1 und dem Zwischenübertragungselement 5 zum Zeitpunkt des Durchgangs durch den Übertragungsspaltbereich gebildet wird, übertragen.
Nach der Zwischenübertragung des jeweiligen Tonerbildes wird die Oberfläche des Zwischenübertragungselements nach Bedarf mit einer Reinigungsvorrichtung, die an der Bildherstellungsvorrichtung angebracht ist oder von dieser wieder entfernt werden kann, gereinigt. Wenn das Tonerbild auf das Zwischenübertragungselement 5 übertragen ist, wird die Reinigungsvorrichtung von der Oberfläche des Zwischenübertragungselements 5 entfernt oder freigesetzt, um das Tonerbild nicht zu stören.
Das Übertragungsmittel (z. B. die Übertragungswalze) 7 ist unter dem Zwischenübertragungselement 5 angeordnet, so dass es eine Achse (oder einen Schaft), die parallel mit derjenigen des Zwischenübertragungselements 5 ist und mit dem Zwischenübertragungselement 5 in Kontakt tritt, aufweist. Die Übertragungsvorrichtung (Walze) 7 wird in Richtung des Pfeils (Uhrzeigersinn) bei einer Umfangsgeschwindigkeit, die identisch zu der des Zwischenübertragungselements 5 ist, gedreht. Die Übertragungswalze 7 kann so angeordnet sein, dass sie direkt in Kontakt mit dem Zwischenübertragungselement 5 oder in Kontakt mit dem Zwischenübertragungselement 5 über einen Gurt, etc. steht. Die Übertragungswalze 7 kann eine elektrisch leitende elastische Schicht 7a, die auf der Umfangsoberfläche eines Kernmetalls 7b angeordnet ist, aufweisen.
Das Zwischenübertragungselement 5 und die Übertragungswalze 7 können bekannte Materialien, die im Allgemeinen eingesetzt werden, umfassen. Durch Einstellen des Volumenwiderstands der elastischen Schicht 5a des Zwischenübertragungselements 5 auf einen höheren Wert als bei der elastischen Schicht 7b der Übertragungswalze, ist es möglich, eine Spannung, die an der Übertragungswalze 7 angelegt ist, zu verringern. Im Ergebnis wird ein gutes Tonerbild auf dem Übertragungsempfangsmaterial gebildet, und es wird verhindert, dass sich das Übertragungsempfangsmaterial um das Zwischenübertragungselement 5 herum wickelt. Die elastische Schicht 5a des Zwischenübertragungselements 5 kann bevorzugt einen Volumenwiderstand von mindestens dem 10-fachen desjenigen der elastischen Schicht 7b der Übertragungswalze 7 aufweisen.
Die Übertragungswalze 7 kann ein Kernmetall 7b und eine elektrisch leitende elastische Schicht 7a, die ein elastisches Material mit einem Volumenwiderstand von 10⁶–10¹⁰ Ohm·cm, wie Polyurethan oder ein Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymer (EPDM), und darin dispergiert eine Elektronen leitende Substanz, wie Kohlenstoff, enthält, umfassen. Eine gewisse Vorspannung (z. B. bevorzugt ±0,2–±10 kV) wird an das Kernmaterial 7b über eine konstante Spannungsgebung angelegt.
Der erfindungsgemäße Toner zeigt eine hohe Übertragungseffizienz in den Übertragungsstufen, wobei nur wenig Resttoner bei der Übertragung verbleibt, und er zeigt ebenfalls ein ausgezeichnetes Reinigungsvermögen, so dass so schnell nicht ohne weiteres eine Filmbildung auf dem elektrostatischen Bildträgerelement verursacht wird. Wenn sogar des weiteren ein kontinuierlicher Bildherstellungstest auf einer großen Anzahl von Blättern durchgeführt wird, ermöglicht es der erfindungsgemäße Toner, dass nur wenig externes Additiv auf der Tonerteilchenoberfläche eingebettet vorliegt, so dass mit diesem eine gute Bildqualität für einen langen Zeitraum zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Toner in geeigneter Weise in einer Bildherstellungsvorrichtung, die einen Wiederverwendungsmechanismus aufweist, verwendet werden, wobei der bei der Übertragung verbliebene Toner auf dem elektrostatischen Bildträgerelement und dem Zwischenübertragungselement gewonnen und für die Bildherstellung wiederverwendet wird.
Das Übertragungsempfangsmaterial 6, das das übertragene Tonerbild trägt, wird dann zu einer Hitze/Druck-Fixiervorrichtung geführt, die eine Heißwalzenfixierungsvorrichtung mit im wesentlichen einer Heißwalze, die ein Hitzeerzeugungselement eingeschlossen umfasst, wie ein Halogenerhitzer und eine Presswalze mit einem elastischen Material, die gegen die Heißwalze gepresst wird und eine Heißfixierungsvorrichtung für die Fixierung durch Erhitzen über eine Folie (wie in den 10 und 11 gezeigt, wobei das Bezugszeichen 11 ein Heizelement mit einem Temperaturnachweiselement bedeutet, 32 einen Fixierungsfilm, der in einem zugfreien Zustand angeordnet ist und 33 eine Presswalze) aufweist. Da der erfindungsgemäße Toner ein ausgezeichnetes Fixiervermögen und ausgezeichnete Anti- Offseteigenschaften aufweist, wird der Toner in geeigneter Weise in Kombination mit einer solchen Hitze/Druck-Fixierungsvorrichtung verwendet.
[Beispiele]
Nachfolgend wird nun die vorliegende Erfindung genauer auf der Grundlage der Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.
In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen erhält man die Wachse <A> bis <D> und <a> durch Fraktionierung von Polyalkylenen, die über den Fischer-Tropsch-Prozess synthetisiert worden sind. Die DSC-Messdaten und die Molekulargewichtsdaten dieser Wachse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefasst.
Tabelle 2 DSC-Daten und Molekulargewichte der Wachse
[Tonerherstellungsbeispiele und Vergleichsherstellungsbeispiele]
Tonerherstellungsbeispiel 1
Es wurden in einen 2-Liter Kolben mit vier separaten Hälsen, der mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer ("TK Homomixer", erhältlich von Tokushu Kika Kogyo) ausgestattet war, 650 Gew.teile deonisiertes Wasser und 500 Gew.-teile einer wässrigen 0,1 Mol/Liter NaP₃O₄ Lösung gegeben, bei 12.000 Upm gerührt und unter Erwärmung bei 70°C gehalten. In das System wurden 70 Gew.-teile einer wässrigen 0,1 Mol/Liter CaCl₂-Lösung allmählich hinzugefügt, um ein wässriges Dispersionsmedium, das den fein dispergierten, kaum wasserlöslichen Dispersionsstabilisator Ca₃(PO₄)₂ enthielt, herzustellen.

Andererseits wurde als zu dispergierendes Material eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung auf folgende Weise hergestellt. Das heißt, die folgenden Bestandteile:

Styrol	77 Gew-Teil(e)
2-Ethylenhexylacrylat	23 Gew.-teile
Divinylbenzol	0,2 Gew.-teile
Ruß	8 Gew.-teile
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexanpolycarbonat (Peakmolekulargewicht (Mp) = 6.500, Mw = 7.500, Mn = 2.800)	6 Gew.-teile
Negatives Ladungskontrollmittel (Azofarbstoffeisenverbindung)	2 Gew.-teile
Wachs <A> in Tabelle 2	10 Gew.-teile

wurden über 3 Stunden einer Dispersion mit einem Attritor (erhältlich von Mitsui Kinzoku Kako K. K.) unterworfen. Dann wurden dazu 5 Gew.-teile 2,2'-Azobis(2,4-dimethylveleronitril) gegeben, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen.

Die auf diese Weise gebildete polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde dann in das oben hergestellte wässrige Dispersionsmedium gegeben, und das System wurde für 15 Minuten einem Hochgeschwindigkeitsrühren bei 12.000 Upm mit dem Hochgeschwindigkeitsrührer bei 70°C in einer Stickstoffatmosphäre unterworfen, um Dispersionströpfchen aus der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung herzustellen. Danach wurde der Hochgeschwindigkeitsrührer durch Propellerrührblätter ersetzt, und das System wurde bei 70°C für 10 Minuten unter Rühren bei 50 rpm gehalten, um die Polymerisation zu vervollständigen.
Nach der Polymerisation wurde das Restmonomer bei 80°C unter vermindertem Druck von 47 kPa (350 Torr) abdestilliert, wonach die Suspensionsflüssigkeit abgekühlt wurde und verdünnte Chlorwasserstoffsäure hinzugefügt wurde, um den Dispersionsstabilisator zu entfernen. Die erhaltenen polymerisierbaren Teilchen wurden einige Male mit Wasser gewaschen und dann in einen konischen Trockner vom Blendertyp, der mit einem Schraubenbandrührblatt (erhältlich von Ohkawara Seisakusho K. K.) ausgestattet war), eingegeben, wo dann die Polymerisatteilchen über 6 Stunden unter Rühren des Schraubenbandrührers und Erhitzen bei 45°C und bei einem Reduktionsdruck von 1,3 kPa (10 Torr) zu Kugeln geformt und getrocknet wurden, und man erhielt die Polymerisatteilchen (A), die einen zahlenmittleren kreisäquivalenten Durchmesser (d ₁) oder d_lav.) von 3, 7 μm, eine Standabweichung des kreisäquivalenten Durchmessers (SDd) von 1,5, eine durchschnittliche Zirkularität (C oder ∅_av.) von 0,990, eine Standardabweichung der Zirkularität (SD_c oder SD_∅) von 0,016 und GPC-Daten mit einem Peakmolekulargewicht (Mp) von 1,3 × 10⁴ und ein Mw/Mn-Verhältnis von 12 zeigten.
100 Gew.-teile der auf diese Weise behandelten Polymerisationsteilchen (A) und 2 Gew.-teile des hydrophen ölbehandelten feinen Silikapulvers (spezifische Oberfläche nach BET (S_BET)= 200 m²/g) wurden mit einem Henschel-Mischer vermischt, und man erhielt den erfindungsgemäßen Toner (A), der identische Werte für d_lav., SD_d, ∅_av., und SD_∅ wie diejenigen der Polymerisationsteilchen (A) als Ergebnis einer wieder durchgeführten FPIA-Messung zeigte. Der Toner (A) zeigte ebenfalls einen Restmonomergehalt (Mres.) von 29 ppm und ergab eine TEM-Photographie, die eine Dispersion in einem diskreten Zustand oder einer Inselform eines sphärischen Wachsteilchens, was schematisch in 5A gezeigt ist, zeigte.
5 Gew.-teile des Toners (A) wurden mit 95 Gew.-teilen eines harzbeschichteten magnetischen Ferritträgers (durchschnittliche Teilchengröße (Dav) = 40 μm) vermischt, um den Entwickler (A) vom Zweikomponententyp für die Magnetbürstenentwicklung herzustellen.
Tonerherstellungsbeispiele 2–6
Die Polymerisatteilchen (B)–(F) wurden in der gleichen Weise wie in der Tonerherstellung von Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Spezies und die Mengen des Wachses und die Spezies und die Mengen der polaren Harze, was in Tabelle 3 gezeigt wird, geändert wurden, die Bedingungen (Temperatur, reduzierter Druckgrad und Verfahrensdauer) der Restmonomerdestillation geändert wurden und die Bedingungen (Temperatur, Rührbedingung und Verfahrensdauer) der Behandlung mit dem konischen Trockner vom Blendertyp geändert wurden, um so die Teilchengrößenverteilung, die Zirkularität und den Restmonomergehalt der erhaltenen Tonerteilchen (Polymerisatteilchen) zu steuern. Aus den auf diese Weise hergestellten Polymerisatteilchen (B)–(F), wurden die erfindungsgemäßen Toner (B)– (F) und Entwickler (B)–(F) in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
Somit waren die bei der Herstellung des Toners (B)–(D) verwendeten polaren Harze von der gleichen Spezies wie die, die für die Herstellung des Toners (A) in Beispiel 1 verwendet wurden, und das bei der Herstellung des Toners (F) verwendete polare Harz war ein Polyesterharz (Mp = 5.000, Mw = 6.000, Mn = 1.700), das durch Polykondensation zwischen propoxidiertem Bisphenol A und Terephthalsäure hergestellt wurde.
Vergleichstonerherstellungsbeispiel 1

Es wurden Vergleichspolymerisationsteilchen (a) in der gleichen Weise wie bei der Tonerherstellung in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Wachs <A> und das Polycarbonatharz durch das Wachs (D) und ein gesättigtes Polyesterharz (Mp = 7.000, gebildet durch die Polykondensation zwischen propoxidiertem Bisphenol A und Terephtalsäure) ersetzt wurden und die Kugelbildung und die Trockenbehandlung im Trockner bei 40°C und 2,6 kPa (20 Torr) durchgeführt wurden. Aus den Vergleichspolymerisatteilchen (a) wurden der Vergleichstoner (a) und weiterhin der Vergleichsentwickler (a) in der gleichen Weise wie bei der Tonerherstellung in Beispiel 1 hergestellt. Vergleichstonerherstellungsbeispiel 2

Styrol-2-Ethylenhexylacrylatdivinylbenzolcopolymer	100 Gew-Teil(e)
(Mp = 1,3 × 10⁴, Mw/Mn = 2,2, Tg = 50°C) gesättigtes Polyesterharz (das gleiche wie bei der Vergleichstonerherstellung in Beispiel 1)	6 Gew.-teile
Ruß (der gleiche wie im Tonerherstellungsbeispiel 1)	8 Gew.-teile
negatives Ladungssteuermittel (das gleiche wie im Tonerherstellungsbeispiel 1)	2 Gew.-teile
Wachs <a> (in Tabelle 2 gezeigt)	10 Gew.-teile

Die obigen Bestandteile wurden durch einen Doppelschneckenextruder schmelzverknetet, und das geknetete Produkt nach dem Abkühlen wurde mit einer Hammermühle grob zerkleinert und mit einer Strahlmühle fein pulverisiert. Das erhaltene Pulver wurde in heiße Luft gesprüht, um eine Kugelbildung durch Erhitzen zu bewirken. Das auf diese Weise kugelförmig hergestellte Pulverisat wurde klassifiziert, um das klassifizierte Pulver (b) zu gewinnen, das anstelle der Polymerisatteilchen (A) verwendet wurde, um den Vergleichstoner (b) und weiterhin den Vergleichsentwickler (b) ebenfalls in der gleichen Weise wie im Tonerherstellungsbeispiel 1 herzustellen.
Der Vergleichstoner (b) zeigte einen Restmonomergehalt (M_res.) von 188 ppm, und in jedem Teilchen davon war das Wachs im einem fein dispergierten Zustand vorhanden.
Tonerherstellungsbeispiel 3
Die Vergleichspolymerisatteilchen (c) wurden in der gleichen Weise wie im Tonerherstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Wachs <A> und das Polycarbonatharz durch das Wachs (D) und ein gesättigtes Polyesterharz (Mp = 6.600, Tg = 60°C) ersetzt wurden und die Kugelbildung und die Trockenbehandlung im Trockner bei 50°C und 1,3 kPa (10 Torr) für 3,5 Stunden durchgeführt wurden. Aus den Vergleichspolymerisatteilchen (c) wurden der Vergleichstoner (c) und weiterhin der Vergleichsentwickler (c) in der gleichen Weise wie im Tonerherstellungsbeispiel 1 hergestellt.
Der Vergleichstoner (c) zeigte GPC-Daten mit Mp = 1,4 × 10⁴ und Mw/Mn = 14, einen Restmonomergehalt von 485 ppm, und das Wachs war in den Tonerteilchen in einem feinen dispergierten Zustand vorhanden.
Verschiedene Eigenschaften (einschließlich der zahlenmittlere kreisäquivaleten Durchmesser (d ₁), die Standardabweichung des Kreisäquivalentdurchmessers (SD_d), die durchschittliche Zirkularität (∅_av.), die Standardabweichung der Zirkularität SD_∅, der Restmonomergehalt (M_res.) und der Wachsdispersionszustand als das Verhältnis r/R zwischen dem Wachsteilchendurchmesser (R) und dem Tonerteilchendurchmesser (R) der oben hergestellten Toner (A)–(F) und die Vergleichstoner (a)–(c) wurden auf die zuvor beschriebene Weise gemessen, was insgesamt in der folgenden Tabelle 3 gezeigt ist.
Beispiele 1–5 und Vergleichsbeispiele 1–2
Jeder der Entwickler (A)–(E) und der Vergleichsentwickler (a) und (b), die in den oben beschriebenen Herstellungsbeispielen hergestellt worden sind, wurde in eine Schwarzentwicklereinheit 4-4 (mit der detaillierten Struktur, die in 2 gezeigt ist) in einen Vollfarbenbildherstellungsapparat, der in 1 gezeigt ist, gegeben und einem Bildherstellungstest mit Schwarz als einzige Farbe unterworfen. Zunächst wird der Aufbau des Bildherstellungsapparats erklärt.
In 1 wird ein lichtempfindliches Element 1, das einen Träger 1a und eine lichtempfindliche Schicht 1b, die darauf angeordnet sind und einen organischen Lichthalbleiter enthält, aufweist, in Richtung des Pfeils gedreht und so geladen, dass es ein Oberflächenpotential von etwa –600 Volt durch eine Ladewalze 2 (weist eine elektrisch leitende elastische Schicht 2a) und ein Kernmetall 2b auf). Ein elektrostatisches Bild mit einem Lichtteilpotential (belichtet) von –100 Volt und einem Dunkelteilpotential von –600 Volt wurde auf dem lichtempfindlichen Element 1 ausgebildet, indem das lichtempfindliche Element mit einem Lichtbild belichtet wird, wobei ein Bildbelichtungsmittel, das an und aus auf der Basis einer Digitalbildinformation durch einen polygonalen Spiegel bewirkt, verwendet wird. Das elektrostatische Bild wurde mit den schwarzen Tonerteilchen, die in einer Entwicklungseinheit 4-4 enthalten sind, nach dem Umkehrentwicklungsmodus entwickelt, um ein schwarzes Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element 1 auszubilden. Das auf diese Weise gebildete schwarze Farbtonerbild wurde auf ein Zwischenübertragungselement 5 (weist eine elastische Schicht 5a und ein Kernmetall 5b als Träger auf) übertragen, um darauf ein schwarzes Farbbild auszubilden. Die Resttonerteilchen auf dem lichtempfindlichen Element 1 nach der Übertragung wurden mit einem Reinigungselement 8 gewonnen und in einen Resttonerbehälter 9 übertragen.
Das Zwischenübertragungselement 5 wurde hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit für die elastische Schicht 5a, die Ruß (als elektronenleitfähigkeitsübertragendes Material), der in einem Acrylnitril/Butadien-Kautschuk (NBR) dispergiert war, umfasst, auf ein röhrenähnliches Kernmaterial 5b aufgetragen wird. Die elastische Schicht 5a des Zwischenübertragungselements 105 zeigte eine Härte von 30 Grad, gemessen mit JIS-K-6301 und einen Volumenwiderstand (Rv) von 10⁹ Ohm·cm. Die Übertragung vom lichtempfindlichen Element 1 auf das Zwischenübertragungselement 5 wurde durchgeführt, indem eine Spannung +500 V von einer Stromquelle an das Kernmaterial 5b angelegt wurde, um den notwendigen Übertragungsstrom von etwa 4 μA zur Verfügung zu stellen.
Die Übertragungswalze 7 hatte einen Durchmesser von 18 mm und sie wurde hergestellt, indem eine Beschichtungsflüssigkeit für die elastische Schicht 7a, die Kohlenstoff (als Elektronenleitfähigkeit verleihendes Material), der ausreichend in einem geschäumten Ethylen/Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) dispergiert vorliegt, auf ein Kernmaterial 7b mit einem Durchmesser von 9 mm aufgetragen wird. Die elastische Schicht 7a der Übertragungswalze 7 zeigte eine Härte von 33 Grad, gemessen nach JIS K-6301 und einen Volumenwiderstand von 10⁶ Ohm·cm. Die Übertragung vom Zwischenübertragungselement 5 auf ein Übertragungsempfangsmaterial 6 wurde durchgeführt, indem eine Spannung auf die Übertragungswalze 7 angelegt wurde, um einen Übertragungsstrom von 15 μA zu erzeugen.
Die Hitzefixierungsvorrichtung H war eine Fixiervorrichtung vom Heißwalzentyp ohne Ölapplikatorsystem. Die obere Walze und die untere Walze waren beide auf der Oberfläche mit einem Fluor enthaltenden Harz versehen und wiesen einen Durchmesser von 55 mm auf. Die Fixiertemperatur betrug 155°C und die Walzenspaltbreite wurde auf 8 mm eingestellt.
Bei den obigen Bedingungen wurde jeder der oben hergestellten Entwickler (A)–(E) und der Vergleichsentwickler (a) und (b), die in der Entwicklungsvorrichtung von 4 geladen sind, mit einem kontinuierlichen Drucktest vom Einzelfarbenmodus (das heißt mit einem Tonerverbrauchsmodus ohne die Entwicklungsvorrichtung) auf 3.000 Blättern bewertet, während der entsprechende schwarze Toner nach dem Erfordernis bei einer Ausdruckgeschwindigkeit von 25 Blättern der A4-Größe/Min in einer Umgebung normaler Temperatur/normaler Feuchtigkeit (N.T./N.H. = 25°C/60% RH) oder niedriger Temperatur/geringer Feuchtigkeit (L.T./L.H. = 15°C/10% RH) nachgefüllt wurde, so dass die ausgedruckte Bildqualität bewertet werden konnte.
Jeder Entwickler wurde ebenfalls im Hinblick auf seine Eignung mit der verwendeten Bildherstellungsvorrichtung bewertet.
Der in der Reinigung wiedergewonnene Resttoner wurde zur Entwicklungsvorrichtung mit einem Wiederverwendungsmechanismus befördert und dort wieder verwendet.
Die Bewertungsergebnisse sind insgesamt in Tabelle 4 unten gezeigt. Die Bewertungsstandards sind insgesamt am Ende der Spezifikation beschrieben.
Beispiele 6 und 7 und Vergleichsbeispiel 3
Die in 2 gezeigte Entwicklungsvorrichtung des Bildherstellungsapparats, die in Beispiel 1, etc. verwendet wurde, wurde durch die in 3 erläuterte ersetzt, und jeder der Toner (B), Toner (F) und Vergleichstoner (a) wurde einem Bildherstellungstest bei einer Rate von 24 Längsblättern der Größe A-4/Min nach einem intermittierenden Modus unterworfen, wobei eine Pause von 10 s zwischen den aufeinanderfolgenden Bildherstellungszyklen eingelegt wurde, um so die Verschlechterung des Toners aufgrund eines vorläufigen Betriebs, der mit dem Widerstart der Entwicklungsvorrichtung zusammenhängt, zu beschleunigen, während die Umfangsbewegungsgeschwindigkeit des Tonerträgerelements auf das 2,8-fache des elektrostatischen Bildträgerelements eingestellt wurde und der Toner nach und nach, je nach Bedarf, nachgefüllt wurde. Die Bewertung wurde ähnlich wie in Beispiel 1, etc. durchgeführt.
Das verwendete Tonerträgerelement wies eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 1,5 auf, und die Tonerregulierungsrakel war eine solche, die man erhält, indem eine Urethankautschukfolie auf eine Phosphorbronzebasisfolie aufgetragen wird und dieses dann weiterhin mit Nylon beschichtet wird, um eine Stoßfläche zu erzeugen, aufgetragen wird. Die Fixiervorrichtung H wurde durch eine solche, die in den 10 und 11 erläutert sind, und ein Hitzeelement zum Erwärmen des Tonerbildes über eine hitzebeständige Folie aufweisen, ersetzt. Das Hitzeelement 31 wurde so eingestellt, dass es eine Oberflächentemperatur von 130°C, gemessen mit seinem Temperaturnachweiselement, aufweist, und das Hitzeelement 31 wurde gegen die Schwammdruckwalze 31 bei einem Gesamtdruck von 8 kg anstoßend ange ordnet, um somit einen Walzenspalt von 6 mm zwischen der Schwammdruckwalze 33 und der Fixierfolie 32 herzustellen. Die Fixierfolie 32 umfasst eine 60 μm dicke hitzebeständige Polyimidfolie, die mit einer Ablöseschicht mit einem niedrigen Widerstand, die Polytetrafluorethylen (mit hohem Molekulargewicht) mit einer elektrisch leitenden Substanz darin umfasst, auf ihrer Oberfläche, die mit einem Übertragungspapier in Kontakt steht, beschichtet war.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 8 und Vergleichsbeispiele 4 und 5
Ein im Handel erhältlicher Laserstrahldrucker ("LBP-EX", erhältlich von Canon K. K.) wurde für den Test verwendet, nachdem er durch Anbringung eines Wiederverwendungsmechanismus umgerüstet worden war. Insbesondere wurde der Drucker mit einem System, das in 4 gezeigt ist, versehen, wobei ein Resttoner (nicht übertragen) auf einer lichtempfindlichen Trommel 40 mit einer elastischen Rakel 42, die an die lichtempfindliche Trommel eines Reinigers 41 anstieß, abgekratzt wurde, und in den Reiniger 41 geleitet wurde, und er wurde weiterhin in eine Entwicklungsvorrichtung 46 über eine Reinigerschraube 43, eine Zuführungsleitung 44, die mit einer Beförderungsschraube und einem Trichter 45 ausgestattet war, für die Wiederverwendung des rückgeführten Toners rückgeführt. Für die Bildherstellung wurde die lichtempfindliche Trommel 14 mit einer Primärladewalze 47, die eine Kautschukwalze mit darin dispergiertem elektrisch leitenden Kohlenstoff und eine Beschichtung mit einem Nylonharz umfasste, und einen Durchmesser von 12 mm aufwies und gegen die lichtempfindliche Trommel 40 mit einem Druck von 50 g/cm stieß, primärgeladen. Die lichtempfindliche Trommel 14 wurde weiterhin einer Laserstrahlbelichtung bei 600 dpi unterworfen, um ein elektrostatischen Bild mit einem Dunkelteilpotential V_D = –700 Volt und einem Hellteilpotential V_L = –200 Volt herzustellen. Das elektrostatische Bild wurde mit einem Toner entwickelt, der auf ein Tonerträgerelement in Form einer Entwicklungstrommel 48 getragen wurde, die mit einer rußdispergierten Harzschicht beschichtet war und eine Oberflächenrauhigkeit Ra = 1,1 aufwies. Die Entwicklungstrommel 48 wurde mit einer Urethankautschukrakel als Tonerregulierungselement ausgerüstet und bei einer Umfangsgeschwindigkeit ge dreht, die das 1,1-fache der lichtempfindlichen Trommel 40 betrug. Die Trommel 48 wurde von der lichtempfindlichen Trommel 40 mit einer Lücke von 270 μm entfernt angeordnet, über die eine AC-überlagerte DC-Spannung als Entwicklungsvorspannung angelegt war. Die Heißfixiervorrichtung H wurde bei einer Einstelltemperatur von 150°C betrieben.
Unter den obigen Bedingungen wurde jeder der Toner (A) und der Vergleichstoner (b) und (c) einem Bildherstellungstest auf 3.000 Blättern unterworfen, während der Toner nach Bedarf nach einem intermittierenden Modus nachgefüllt wurde, wobei eine Pause von 10 Sekunden zwischen den aufeinanderfolgenden Bildherstellungszyklen eingelegt wurde, um so die Verschlechterung des Toners aufgrund eines vorläufigen Betriebs, der mit dem Wiederstart der Entwicklungsvorrichtung einhergeht, bei einer Ausdruckgeschwindigkeit von 24 Längsblättern der Größe A4/Min in Umgebungen normaler Temperatur/normale Feuchtigkeit (25°C/60% RH) und hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit 30°C/80 % RH) zu fördern. Jeder Toner wurde im Hinblick auf die in Tabelle 6 gezeigten Eigenschaften bewertet, und die Ergebnisse der Bewertung sind in der Tabelle 6 zusammengefasst.
Beispiel 9
Der Toner (A) wurde einem Ausdrucktest ähnlich wie in Beispiel 8 unterworfen, mit der Ausnahme, dass der Tonerwiederverwendungsmechanismus, wie in 4 gezeigt, entfernt wurde, die Ausdruckgeschwindigkeit auf 16 Blätter der Größe A4/Min geändert wurde und der Ausdruckstest in einem kontinuierlichen Modus (das heißt, ein Tonerverbrauchsmodus ohne Pause der Entwicklungsvorrichtung), während der Toner nach Bedarf nachgefüllt wurde, durchgeführt wurde.
Der Toner (A) wurde im Hinblick auf die ausgedruckten Bilder und ebenfalls im Hinblick auf seine Eignung im Bildherstellungsapparat, nach der oben beschriebenen Weise, bewertet, wobei der Toner (A) eine gute Leistung im Hinblick auf alle bewerteten Eigenschaften zeigte.
Im Hinblick auf die in den Tabellen 3–6 gezeigten bewerteten Eigenschaften werden nun nachfolgend die Methoden der Bewertung und die Bewertungsstandard insgesamt beschrieben.
[Antiblockiereigenschaften des Toners]

10 g eines Probentoners wurde in eine 50 ml-Kunststofftasse gegeben und für 1 Woche in einem Heißlufttrockner, der auf 50°C eingestellt war, stehengelassen. Dann wird die Fließfähigkeit des Toners durch Augenschein bewertet, während die Kunststofftasse nach den folgenden Standards vorsichtig umgedreht wurde.

A:	Fließfähigkeit ist nicht beeinträchtigt.
B:	Fließfähigkeit ist beeinträchtigt, allerdings wird sie allmählich wieder hergestellt, wenn das Umdrehen der Tassen fortgesetzt wird.
C:	Agglomeration wird beobachtet, allerdings kann sie durch Einstechen mit einer Nadel wieder aufgehoben werden.
D:	Schwere Agglomeration oder Verpacken bis zu einem solchen Ausmaß, dass sie nicht durch Einstechen mit einer Nadel wieder rückgebildet werden kann.

[Bewertung des ausgedruckten Bildes]
<1> I.D. (Bilddichte)
Bewertung auf der Basis der relativen Bilddichte nach dem Ausdruck auf einer vorgeschriebenen Anzahl eines normalen Kopierpapiers (75 g/m²) mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometers relativ zum ausgedruckten Bild eines weißen Grundbereichs mit einer ursprünglichen Dichte von 0,00 nach dem folgenden Standard:

A: ≥ 1,40

B: ≥ 1,35 und < 1,40

C: ≥ 1,00 und < 1,35

D: < 1,00
<2> Bilddichtegleichmäßigkeit
Ein festes schwarzes Bild wird kontinuierlich auf zwei Blättern gedruckt, und der Dichteunterschied auf dem zweiten Bild wird mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometer gemessen.

A: < 0,095

B: ≥ 0,05 und < 0,10

C: ≥ 0,10 und < 0,30

D: ≥ 0,30
<3> Punktreproduktion
Es wird ein Muster aus diskreten Punkten mit einem kleinen Durchmesser (Durchmesser von 50 μm), wie in 7 gezeigt, gedruckt, wobei die Reproduktion davon aufgrund eines möglichen geschlossenen elektrischen Felds durch ein elektrisches Feld durch ein latentes Bild, ziemlich schwierig ist, und die Reproduktion der Punkte wird durch Zählen der Anzahl der fehlenden Punkte bewertet:

A: ≤ 2 fehlende Punkte/100 Punkte

B: 3–5 fehlende Punkte/100 Punkte

C: 6–10 fehlende Punkte/100 Punkte

D: ≥ 11 fehlende Punkte/100 Punkte
<4> Nebel
Es wurde Bildnebel auf der Basis der Bilddichte (%) auf der Basis des Unterschieds des Weißgrades (Reflexion) zwischen einem weißen Grundbereich eines ausgedruckten Bilds und dem Übertragungspapier per se vor dem Druck bewertet, auf der Basis von Werten, die unter Verwendung eines Reflexionsdensitometers ("Reflektometer", erhältlich von Tokyo Denshoku K. K.) gemessen wurden, bewertet.

A: < 1,5%

B: ≥ 1,5% und < 2,5%

C: ≥ 2,5% und < 4,0%

D: ≥ 4%
<5> Streuung (Tonerstreuer um das Bild)
Ein Bildmuster mit einem chinesischen Buchstaben (tatsächliche Schrifttypgröße = 6 Punkt), das in 8A gezeigt ist, wird auf ein weißes Papier (75 g/m²) und dicke Papiere (105 g/m²) und 135 g/m²) gedruckt, und der Zustand des Tonerstreuens (wie schematisch in 8B gezeigt) um das Buchstabenbild wird durch ein Vergrößerungsglas mit einer Vergrößerung von 30 beobachtet.

A: Im wesentlichen keine Streuung

B: Geringe Streuung beobachtet

C: Etwas Streuung beobachtet

D: Auffälliges Streuen beobachtet
<6> Hohlbild (Austropfen)
Ein Bild mit einem chinesischen Buchstaben (tatsächliche Schriftgröße = 10 Punkt), das in 9 gezeigt ist, wird auf dicken Papieren (128 g/m² und 135 g/m²) gedruckt, und der Zustand des Hohlbildaustropfens (wie in 9B gezeigt ist) wird durch ein Vergrößerungsglas bei einer Vergrößerung von 30 beobachtet.

A: Im Wesentlichen kein Austropfen

B: Geringes Austropfen beobachtet

C: Etwas Austropfen beobachtet

D: Beträchtliches Austropfen beobachtet
[Bewertung der Eignung im Bildherstellungsapparat]
<1> Eignung mit der Entwicklungstrommel
Nach dem Ausdrucktest wurde das Auftreten einer Resttonerhaftung auf der Oberfläche der Entwicklungstrommel und der Einfluss darauf auf den ausgedruckten Bildern mit den Augen beobachtet.

A: Nichts beobachtet.

B: Fast nichts beobachtet.

C: Haftung beobachtet, allerdings wenig Einfluss auf die Bilder.

D: Starke Haftung, was zu einer Bildunregelmäßigkeit führte.
<2> Eignung in der lichtempfindlichen Trommel

Nach dem Ausdruckstest wurde die Beschädigungen auf der lichtempfindlichen Trommel, der Zustand des Auftretens von Resttonerhaftung auf der Trommeloberfläche und die Einflüsse davon auf die ausgedruckten Bilder mit den Augen bewertet.

A:	Nichts beobachtet.
B:	Schwache Schädigung beobachtet, allerdings ohne Einfluss auf die Bilder.
C:	Tonerhaftung und Beschädigung beobachtet, allerdings mit wenig Einfluss auf die Bilder.
D:	Starke Haftung, die zu vertikalen Bilddefekten in Streifenform führte.

<3> Eignung im Zwischenübertragungselement

Nach dem Ausdruckstest wurde der Zustand der Beschädigungen und die Resttonerhaftung auf der Oberfläche des Zwischenübertragungselements und der Einfluss auf die ausgedruckten Bilder mit den Augen beobachtet.

A:	Nichts beobachtet.
B:	Resttoner auf der Oberfläche beobachtet, allerdings ohne Einfluss auf die Bilder.
C:	Tonerhaftung und Schädigung beobachtet, allerdings schwacher Einfluss auf die Bilder.
D:	Starke Haftung, was zur Bildunregelmäßigkeit führt.

<4> Eignung in der Fixiervorrichtung

Nach dem Ausdruckstest wurden der Zustand der Schädigung und die Resttonerhaftung auf der Fixierfolie und die Einflüsse daraus auf die ausgedruckten Bilder mit den Augen bewertet.

A:	Nichts beobachtet.
B:	Geringe Tonerhaftung beobachtet, allerdings ohne Einfluss auf die Bilder.
C:	Tonerhaftung und Schädigung beobachtet, allerdings mit geringem Einfluss auf die Bilder.
D:	Starke Tonerhaftung, was zu Bilddefekten führte.

Claims

Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes, der Tonerteilchen, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Wachs enthalten, umfasst, worin der Toner eine zahlenmittlere Teilchengröße von 2–6 μm und eine Standardabweichung der Teilchengröße von unterhalb 2,6, bezogen auf eine Verteilung auf Zahlenbasis des kreisäquivalenten Durchmessers, eine durchschnittliche Zirkularität von 0,970 – 0,995 und eine Standardabweichung der Zirkularität von unterhalb 0,030, bezogen auf die Zirkularitätsfrequenzverteilung und einen Restmonomergehalt von höchstens 500 ppm aufweist und die Tonerteilchen eine solche Mikrotextur aufweisen, dass sich ein Teilchenquerschnitt, beobachtet durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM), ergibt, der eine Matrix aus dem Bindemittelharz und ein in diskreter Form in der Matrix des Bindemittelharzes dispergiertes Teilchen aus dem Wachs zeigt.
Toner nach Anspruch 1, worin der Toner eine durchschnittliche Zirkularität von 0,980–0,995, bezogen auf die Zirkularitätsfrequenzverteilung, aufweist.
Toner nach Anspruch 1, worin der Toner einen Restmonomergehalt von höchstens 200 ppm aufweist.
Toner nach Anspruch 1, worin der Toner einen Restmonomergehalt von höchstens 50 ppm aufweist.
Toner nach Anspruch 1, worin das Wachs zu 1– 30 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes enthalten ist.
Toner nach Anspruch 1, worin das Wachs zu 4–20 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes enthalten ist.
Toner nach Anspruch 1, worin der Toner weiterhin ein Polycarbonatharz enthält.
Toner nach Anspruch 7, worin das Polycarbonatharz zu 0,1– 50 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes enthalten ist.
Toner nach Anspruch 7, worin das Polycarbonatharz ein Peakmolekulargewicht von 10³–5 × 10⁵, gemessen durch Gelpermeationschromatografie (GPC), aufweist.
Toner nach Anspruch 1, worin die Tonerteilchen eine solche Mikrotextur aufweisen, dass sich 10 willkürlich ausgewählte Tonerteilchen-Querschnitte ergeben, die jeweils einen Durchmesser der längeren Achse R in einem Bereich von 0,9 × D4 ≤ R ≤ 1,1 × D4, mit Bezug auf einen gewichtsmittleren Kreisäquivalentdurchmesser D4, gemessen mit einem Fließteilchenbildanalysator, aufweisen und die 10 willkürlich ausgewählten Tonerteilchen-Querschnitte 10 Werte ergeben, wobei jeweils r und R, die einen Durchschnitt (r/R)_av. ergeben, 0,05 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,95 erfüllen, worin r ein Durchmesser der maximal längeren Achse des (der) Wachsteilchen, das (die) diskret in Form einer Kugel oder Spindel in der Matrix des Bindemittelharzes in jedem Tonerteilchen-Querschnitt dispergiert ist (sind), bedeuten.
Toner nach Anspruch 10, worin (r/R)_av. im Bereich 0,25 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,95 liegt.
Bildherstellungsverfahren, das umfasst: eine Ladungsstufe zum Laden eines Bildträgerelements, eine Stufe zur Bildung eines elektrostatischen Bildes auf dem geladenen Bildträgerelement, eine Entwicklungsstufe zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit einem Toner, der auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, zur Bildung eines Tonerbildes auf dem Bildträgerelement, eine erste Übertragungsstufe zum Übertragen des Tonerbildes auf das Bildträgerelement auf ein Zwischenübertragungselement, eine zweite Übertragungsstufe zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Zwischenübertragungselement auf ein Aufzeichnungsmaterial und eine Fixierstufe zur Hitzefixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial, wobei der Toner Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Wachs enthalten, umfasst, der Toner eine zahlenmittlere Teilchengröße von 2–6 μm und eine Standardabweichung der Teilchengröße von unterhalb 2,6, bezogen auf eine Verteilung auf Zahlenbasis des kreisäquivalenten Durchmessers, eine durchschnittliche Zirkularität von 0,970–0,995 und eine Standardabweichung der Zirkularität von unterhalb 0,030, bezogen auf die Zirkularitätsfrequenzverteilung und einen Restmonomergehalt von höchstens 500 ppm aufweist und die Tonerteilchen eine solche Mikrotextur aufweisen, dass sich ein Teilchenquerschnitt, beobachtet durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM), ergibt, der eine Matrix aus dem Bindemittelharz und ein in diskreter Form in der Matrix des Bindemittelharzes dispergiertes Teilchen aus dem Wachs zeigt.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin der Toner eine durchschnittliche Zirkularität von 0,980–0,995, bezogen auf die Zirkularitätsfrequenzverteilung, aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin der Toner einen Restmonomergehalt von höchstens 200 ppm aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin der Toner einen Restmonomergehalt von höchstens 50 ppm aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin das Wachs zu 1–30 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes im Toner enthalten ist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin das Wachs zu 4–20 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes im Toner enthalten ist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin der Toner weiterhin ein Polycarbonatharz enthält.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 18, worin das Polycarbonatharz zu 0,1–50 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes enthalten ist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 18, worin das Polycarbonatharz ein Peakmolekulargewicht von 10³–5 × 10⁵, gemessen durch Gelpermeationschromatografie (GPC), aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin die Tonerteilchen eine solche Mikrotextur aufweisen, dass sich 10 willkürlich ausgewählte Tonerteilchen-Querschnitte ergeben, die jeweils einen Durchmesser der längeren Achse R in einem Bereich von 0,9 × D4 ≤ R ≤ 1,1 × D4, mit Bezug auf einen gewichtsmittleren Kreisäquivalentdurchmesser D4, gemessen mit einem Fließteilchenbildanalysator, aufweisen und die 10 willkürlich ausgewählten Tonerteilchen-Querschnitte 10 Werte ergeben, wobei jeweils r und R, die einen Durchschnitt (r/R)_av. ergeben, 0,05 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,95 erfüllen, worin r ein Durchmesser der maximal längeren Achse des (der) Wachsteilchen, das (die) diskret in Form einer Kugel oder Spindel in der Matrix des Bindemittelharzes in jedem Tonerteilchen-Querschnitt dispergiert ist (sind), bedeuten.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 21, worin (r/R)_av. im Bereich 0,25 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,95 liegt.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin das Tonerträgerelement eine Oberflächenrauhigkeit von höchstens 1,5 μm aufweist und bei einer Oberflächengeschwindigkeit, die das 1,05- bis 3-fache derjenigen des Bildträgerelements in einem Entwicklungsbereich ausmacht, bewegt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin eine Magnetmetallrakel gegenüber dem Tonerträgerelement mit einer Lücke dazwischen angeordnet wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin eine elastische Rakel gegenüber dem Tonerträgerelement und daran angrenzend angeordnet wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin das Entwickeln durchgeführt wird, während ein elektrisches Wechselfeld zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement, die mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, angelegt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin das Bildträgerelement geladen wird, indem ein Ladeelement mit einer Spannung von einer externen Spannungsquelle versorgt wird und das Bildträgerelement in Kontakt gebracht wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin das Tonerbild auf dem Bildträgerelement auf das Aufzeichnungsmaterial durch Einwirken eines Übertragungselements, das an das Bildträgerelement über das Aufzeichnungsmaterial angrenzt, übertragen wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin die Hitzefixierung des Tonerbildes mit einem Hitzefixierungsgerät ohne Zuführung einer offset-verhindernden Flüssigkeit oder einen Reiniger für das Hitzefixierungsgerät durchgeführt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin die Hitzefixierung des Tonerbildes mit einem Hitzefixierungsgerät, das ein festangeordnetes Hitzeelement und ein Presselement zum Pressen des Aufzeichnungsmaterials, das das Tonerbild trägt, gegen das Hitzeelement über eine Folie umfasst, durchgeführt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 12, das mit einem Bildherstellungsgerät, das mit einem Wiederverwendungsmechanismus zur Gewinnung eines Übertragungsresttoners, der auf dem Bildträgerelement verblieben ist, ausgestattet ist, durchgeführt wird, wobei der gewonnene Toner in der Entwicklungsstufe wiederverwendet wird.
Bildherstellungsverfahren, das umfasst: eine Ladungsstufe zum Laden eines Bildträgerelements, eine Stufe zur Bildung eines elektrostatischen Bildes auf dem geladenen Bildträgerelement, eine Entwicklungsstufe zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit einem Toner, der auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, zur Bildung eines Tonerbildes auf dem Bildträgerelement, eine Übertragungsstufe zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Bildträgerelement auf ein Aufzeichnungsmaterial, eine Fixierstufe zur Hitzefixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial, wobei d er Toner Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Wachs enthalten, umfasst, der Toner eine zahlenmittlere Teilchengröße von 2–6 μm und eine Standardabweichung der Teilchengröße von unterhalb 2,6, bezogen auf eine Verteilung auf Zahlenbasis des kreisäquivalenten Durchmessers, eine durchschnittliche Zirkularität von 0,970–0,995 und eine Standardabweichung der Zirkularität von unterhalb 0,030, bezogen auf die Zirkularitätsfrequenzverteilung und einen Restmonomergehalt von höchstens 500 ppm aufweist und die Tonerteilchen eine solche Mikrotextur aufweisen, dass sich ein Teilchenquerschnitt, beobachtet durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM), ergibt, der eine Matrix aus dem Bindemittelharz und ein in diskreter Form in der Matrix des Bindemittelharzes dispergiertes Teilchen aus dem Wachs zeigt.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin der Toner eine durchschnittliche Zirkularität von 0,980–0,995, bezogen auf die Zirkularitätsfrequenzverteilung, aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin der Toner einen Restmonomergehalt von höchstens 200 ppm aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin der Toner einen Restmonomergehalt von höchstens 50 ppm aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin das Wachs zu 1–30 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes im Toner enthalten ist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin das Wachs zu 4–20 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes im Toner enthalten ist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin der Toner weiterhin ein Polycarbonatharz enthält.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 38, worin das Polycarbonatharz zu 0,1 –50 Gew.-teilen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes enthalten ist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 38, worin das Polycarbonatharz ein Peakmolekulargewicht von 10³–5 × 10⁵, gemessen durch Gelpermeationschromatografie (GPC), aufweist.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin die Tonerteilchen eine solche Mikrotextur aufweisen, dass sich 10 willkürlich ausgewählte Tonerteilchen-Querschnitte ergeben, die jeweils einen Durchmesser der längeren Achse R in einem Bereich von 0,9 × D4 ≤ R ≤ 1,1 × D4, mit Bezug auf einen gewichtsmittleren Kreisäquivalentdurchmesser D4, gemessen mit einem Fließteilchenbildanalysator, aufweisen und die 10 willkürlich ausgewählten Tonerteilchen-Querschnitte 10 Werte ergeben, wobei jeweils r und R, die einen Durchschnitt (r/R)_av. ergeben, 0,05 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,95 erfüllen, worin r ein Durchmesser der maximal längeren Achse des (der) Wachsteilchen, das (die) diskret in Form einer Kugel oder Spindel in der Matrix des Bindemittelharzes in jedem Tonerteilchen-Querschnitt dispergiert ist (sind), bedeuten.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 41, worin (r/R)_av. im Bereich 0,25 ≤ (r/R)_av. ≤ 0,95 liegt.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin das Tonerträgerelement eine Oberflächenrauhigkeit von höchstens 1,5 μm aufweist und bei einer Oberflächengeschwindigkeit, die das 1,05- bis 3-fache derjenigen des Bildträgerelements in einem Entwicklungsbereich ausmacht, bewegt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin eine Magnetmetallrakel gegenüber dem Tonerträgerelement mit einer Lücke dazwischen angeordnet wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin eine elastische Rakel gegenüber dem Tonerträgerelement und daran angrenzend angeordnet wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin das Entwickeln durchgeführt wird, während ein elektrisches Wechselfeld zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement, die mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, angelegt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin das Bildträgerelement geladen wird, indem ein Ladeelement mit einer Spannung von einer externen Spannungsquelle versorgt wird und das Bildträgerelement in Kontakt gebracht wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin das Tonerbild auf dem Bildträgerelement auf das Aufzeichnungsmaterial durch Einwirken eines Übertragungselements, das an das Bildträgerelement über das Aufzeichnungsmaterial angrenzt, übertragen wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin die Hitzefixierung des Tonerbildes mit einem Hitzefixierungsgerät ohne Zuführung einer offset-verhindernden Flüssigkeit oder einen Reiniger für das Hitzefixierungsgerät durchgeführt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, worin die Hitzefixierung des Tonerbildes mit einem Hitzefixierungsgerät, das ein festangeordnetes Hitzeelement und ein Presselement zum Pressen des Aufzeichnungsmaterials, das das Tonerbild trägt, gegen das Hitzeelement über eine Folie umfasst, durchgeführt wird.
Bildherstellungsverfahren nach Anspruch 32, das mit einem Bildherstellungsgerät, das mit einem Wiederverwendungsmechanismus zur Gewinnung eines Übertragungsresttoners, der auf dem Bildträgerelement verblieben ist, ausgestattet ist, durchgeführt wird, wobei der gewonnene Toner in der Entwicklungsstufe wiederverwendet wird.