DE602004007696T2

DE602004007696T2 - Toner und Entwickler für die Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder sowie Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE602004007696T2
Application number: DE602004007696T
Authority: DE
Inventors: Hiroto Higuchi; Masami Tomita; Fumihiro Sasaki; Shigeru Emoto; Naohito Shimota; Maiko Kondo; Takahiro Honda; Junichi Awamura; Shinichiro Yagi; Toshiki Nanya; Tadao Takikawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: US20040209181A1; ES2289371T3; US7129013B2; CN1521571A; EP1441259A1; EP1441259B1; DE602004007696D1; CN100587610C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner zur Verwendung in einem Entwickler zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, in zum Beispiel der Elektrophotographie, der elektrostatischen Aufzeichnung oder dem elektrostatischen Drucken, und ein den Toner verwendendes elektrophotographisches Entwicklungssystem. Noch spezifischer betrifft sie einen Toner für die Elektrophotographie, einen elektrophotographischen Entwickler und ein elektrophotographisches Entwicklungssystem, welche zum Beispiel für Kopiergeräte, Laserdrucker und Faxgeräte für Normalpapier verwendet werden, welche ein direktes oder indirektes elektrophotographisches Entwicklungssystem verwenden. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Toner für die Elektrophotographie, eine Bilderzeugungsvorrichtung (ein Entwicklungssystem) und eine Prozesskartusche, die für Vollfarb-Kopiergeräte, Vollfarb-Laserdrucker und Vollfarb-Normalpapierfaxgeräte verwendet werden, die ein direktes oder indirektes elektrophotographisches Mehrfarben-Entwicklungssystem verwenden.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
In der Elektrophotographie, der elektrostatischen Aufzeichnung und dem elektrostatischen Drucken wird ein Entwickler zum Beispiel auf ein Trägerelement für ein elektrostatisches latentes Bild, wie einen Photoleiter, aufgebracht, um in einem Entwicklungsschritt den Entwickler auf einem latenten elektrostatischen Bild anzuordnen, das auf dem Trägerelement für ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wurde, der auf dem Bild angeordnete Entwickler wird in einem Übertragungsschritt auf ein Aufzeichnungsmedium wie ein Aufzeichnungspapier oder dergleichen übertragen, und danach wird der übertragene Entwickler in einem Fixierschritt auf dem Aufzeichnungsmedium fixiert. Solche Entwickler, die dazu verwendet werden, das auf dem Trägerelement für ein elektrostatisches latentes Bild erzeugte latente elektrostatische Bild zu entwickeln, beinhalten allgemein Zweikomponenten-Entwickler, die einen Träger und einen Toner enthalten, und Einkomponenten-Entwickler, wie magnetische Toner und nicht-magnetische Toner, welche nicht einen Träger benötigen. Herkömmliche Trockentoner zur Verwendung in der Elektrophotographie, der elektrostatischen Aufzeichnung oder dem elektrostatischen Drucken werden durch Schmelzen und Kneten eines Tonerbindemittels (Bindemittelharzes), wie eines Styrolharzes oder eines Polyesters, eines farbgebenden Mittels und anderer Komponenten und dann Pulverisieren der gekneteten Substanz erzeugt.
Diese Trockentoner werden, nachdem sie zum Entwickeln verwendet und auf ein Blatt Papier oder dergleichen übertragen wurden, durch Erwärmen und Schmelzen des Toners unter Verwendung einer Wärmewalze auf dem Blatt fixiert. Wenn die Temperatur der Wärmewalze bei diesem Vorgang übermäßig hoch ist, tritt ein „Warmverschmieren" genanntes Problem auf. Warmverschmieren ist das Problem, dass der Toner übermäßig geschmolzen wird und an der Wärmewalze anklebt. Wenn die Temperatur der Wärmewalze übermäßig niedrig ist, ist andererseits das Ausmaß des Schmelzens des Toners unzureichend, was ungenügendes Fixieren zur Folge hat. Demgemäß gibt es im Hinblick auf Energieeinsparung und Miniaturisierung von Geräten, wie von Kopiergeräten, Bedürfnisse nach einem Toner, der erst bei einer höheren Temperatur Warmverschmieren verursacht (hervorragende Warmverschmierfestigkeit) und der eine niedrige Fixiertemperatur (hervorragende Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen) aufweist. Toner benötigen auch eine wärmefeste Lagerfähigkeit, welche Blockieren des Toners unterdrückt, wenn der Toner gelagert wird, und zwar bei einer Temperatur der Atmosphäre innerhalb des Gerätes, wo der Toner untergebracht ist. Speziell ist eine niedrige Schmelzviskosität des Toners bei Vollfarb-Kopiergeräten und Vollfarbdruckern wesentlich, um hohen Glanz und hervorragende Farbmischung eines Bildes zu ergeben. Als eine Folge ist ein Polyester-Tonerbindemittel, welches scharf schmilzt, in derartigem Toner verwendet worden. Jedoch neigt dieser Toner dazu, Warmverschmieren zu verursachen. Um Warmverschmieren zu verhindern, ist in Vollfarb-Geräten herkömmlicher Weise Siliconöl oder dergleichen auf die Wärmewalze aufgebracht worden. Das Verfahren, Siliconöl oder dergleichen auf die Wärmewalze aufzubringen, ist jedoch mit dem Problem behaftet, dass die Geräte mit einem Öltank und einer Öl-Auftragvorrichtung ausgerüstet werden müssen, daher werden die Geräte komplizierter in ihren Strukturen und groß in ihren Abmessungen. Es führt auch zu einer Qualitätsminderung der Wärmewalze, daher wird zu jedem bestimmten Zeitpunkt Wartung erforderlich. Ferner ist es unvermeidlich, dass das Öl an Kopierpapier und Folien für den Overhead-Projektor (OHP) und dergleichen anhaftet, und speziell bei den Folien für den OHP verursacht das anhaftende Öl eine Verschlechterung des Farbtons.
Um das Anschmelzen des Toners zu verhindern, ohne Öl auf die Wärmewalze aufzubringen, wird allgemein Wachs dem Toner zugesetzt. Bei diesem Verfahren wird die Trennwirkung jedoch in hohem Maß von dem Zustand des in einem Tonerbindemittel dispergierten Wachses beeinflusst. Wachs weist seine Trennfähigkeit nicht auf, wenn das Wachs mit einem Tonerbindemittel kompatibel ist. Wachs weist seine Trennfähigkeit auf und verbessert die Trennfähigkeit des Toners, wenn das Wachs innerhalb des Tonerbindemittels als inkompatible Domänenteilchen verbleibt. Wenn der Durchmesser von Domänenteilchen übermäßig hoch ist, kann der sich ergebende Toner nicht Bilder mit guter Qualität erbringen. Das liegt daran, dass der Anteil von Wachs, das in dem Oberflächenbereich des Toners vorliegt, in Bezug auf andere Komponenten des Toners mit einem zunehmenden Durchmesser davon zunimmt. Daher aggregieren die Tonerteilchen, was die Fluidität des Toners beeinträchtigt. Überdies tritt Filmbildung auf, bei welcher während Langzeit-Verwendung Wachs zu einem Träger oder einem Photoleiter wandert. Im Fall von Farbtonern werden die Farbwiedergabe und die Klarheit des Bildes beeinträchtigt. Wenn im Gegensatz dazu der Durchmesser des Domänenteilchens zu niedrig ist, wird das Wachs übermäßig verteilt, so dass ausreichende Trennfähigkeit nicht erhalten werden kann. Obwohl es notwendig ist, den Durchmesser von Wachs wie vorstehend erwähnt zu steuern, ist ein angemessenes Verfahren dazu noch nicht gefunden worden. Zum Beispiel beruht in dem Fall von durch Pulverisieren hergestellten Tonern die Steuerung des Wachsdurchmessers weitgehend auf der Scherkraft der Mischung während der Schmelz- und Knetvorgänge. Polyesterharze, die neuerdings für ein Tonerbindemittel verwendet wurden, haben eine niedrige Viskosität, und es kann keine ausreichende Scherkraft darauf ausgeübt werden. Es ist sehr schwierig, die Verteilung des Wachses zu steuern und speziell für diese Toner einen geeigneten Durchmesser zu erhalten.
Ein anderes Problem der Pulverisierung ist, dass das Wachs dazu neigt, an der Oberfläche des Toners freizuliegen, weil ein Gegenstand aus Tonermaterial (zum Beispiel ein Tonerblock) dazu neigt, als ein Ergebnis der Pulverisierung an einer Ebene zu zerbrechen, wo das Wachs auftritt, und solche Ebenen bilden dann die Oberfläche der Tonerteilchen.
Obwohl Verbesserung von Tonern in Angriff genommen wurde, indem der Durchmesser der Tonerteilchen miniaturisiert wurde oder die Teilchendurchmesserverteilung des Toners eng gemacht wurde, um Bilder hoher Qualität zu erhalten, kann eine gleichmäßige Teilchengestalt durch gewöhnliche Herstellungsverfahren des Knetens und Pulverisierens nicht erhalten werden. Außerdem wird der Toner noch weiter pulverisiert, so dass übermäßig feine Tonerteilchen erzeugt werden, und zwar im Verlauf des Mischens mit Träger in einem Entwicklungselement des Gerätes, oder durch eine Kontaktbeanspruchung zwischen einer Entwicklungswalze und einer Toner-Auftragswalze, einer Rakel zum Steuern der Schichtdicke oder einer Rakel zur Aufladung durch Reibung. Diese führen zur Verschlechterung der Bildqualität. Außerdem führt ein an der Oberfläche des Toners eingebettetes Fluidisierungsmittel ebenfalls zur Verschlechterung der Bildqualität. Ferner ist die Fluidität der Tonerteilchen wegen deren Formen unzureichend, und daher wird eine große Menge von Fluidisierungsmittel benötigt oder der Füllfaktor des Toners in eine Tonerflasche wird niedrig. Diese Faktoren behindern die Miniaturisierung von Geräten.
Der Vorgang zur Übertragung, in welchem ein mit einem Mehrfarb-Toner erzeugtes Bild auf ein Aufzeichnungsmedium oder ein Blatt Papier übertragen wird, wird immer komplizierter, um Vollfarbbilder herzustellen. Wenn Toner mit nicht gleichmäßigen Teilchenformen und daher unzureichender Übertragungsfähigkeit, wie pulverisierte Toner, in einem derart komplizierten Übertragungsvorgang verwendet werden, können in dem übertragenen Bild fehlende Teile gefunden werden, oder das Ausmaß des Tonerverbrauches, um die niedrige Übertragbarkeit des Toners auszugleichen, wird groß.
Demgemäß ist ein starkes Bedürfnis danach entstanden, Bilder hoher Qualität zu erhalten, die keinerlei fehlendes Teil haben, und die Betriebskosten dadurch zu verringern, dass der Wirkungsgrad der Übertragung weiter verbessert wird, was zu einer Verringerung des Tonerverbrauches führt. Wenn der Wirkungsgrad der Übertragung erkennbar hervorragend ist, kann in der Vorrichtung eine Reinigungseinheit, welche auf einem Photoleiter oder einem Überträger verbliebenen Toner nach dem Übertragen entfernt, weggelassen werden. Daher kann die Vorrichtung miniaturisiert werden und es können niedrige Kosten davon erreicht werden, wobei gleichzeitig der Vorteil erzielt wird, den Tonerabfall zu verringern. Daher sind verschiedene Verfahren zum Herstellen eines kugelförmigen Toners vorgeschlagen worden, um die durch einen nicht gleichmäßig geformten Toner verursachten Mängel zu überwinden.
Es sind umfangreiche Untersuchungen durchgeführt worden, um die Eigenschaften von Toner zu verbessern. Zum Beispiel wird ein Trennmittel (Wachs) mit einem niedrigen Schmelzpunkt, zum Beispiel ein Polyolefin, einem Toner zugesetzt, um die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Verschmierfestigkeit zu verbessern. JP-A Nr. 6-295093 , 7-84401 und 9-258471 offenbaren Toner, die ein Wachs mit einem mit der DSC (Differential-Scanningkalorimetrie) bestimmten spezifischen endothermen Peak enthalten. Jedoch muss bei diesen in den vorstehenden Patentveröffentlichungen offenbarten Tonern noch die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur, die Verschmierfestigkeit und auch die Entwicklungsfähigkeit verbessert werden.
JP-A Nr. 5-341577 , 6-123999 , 6-230600 und 6-324514 offenbaren Candelillawachs, Wachs aus höheren Fettsäuren, Wachs aus höherem Alkohol, pflanzliches Wachs (Carnaubawachs, Reiswachs) und Montanesterwachs als ein Trennmittel für den Toner. Jedoch müssen bei den in den vorstehend erwähnten Patentveröffentlichungen offenbarten Tonern immer noch die Entwicklungseigenschaften (Aufladbarkeit) und die Gebrauchsdauer verbessert werden. Wenn das Formtrennmittel mit einen niedrigen Erweichungspunkt den Tonern zugesetzt wird, wird die Fluidität des Toners verringert, und daher werden die Entwicklungseigenschaften oder die Übertragungsfähigkeit ebenfalls verringert. Überdies können die Aufladbarkeit, die Gebrauchsdauer und die Lagerfähigkeit des Toners dadurch ebenfalls verschlechtert werden.
JP-A Nr. 11-258934 , 11-258935 , 4-299357 , 4-337737 , 6-208244 und 7-281478 offenbaren Toner, welche zwei oder mehr Trennmittel enthalten, um den Fixierbereich (den Bereich ohne Verschmieren) zu erweitern. Jedoch sind die Trennmittel nicht ausreichend gleichmäßig dispergiert.
JP-A Nr. 8-166686 offenbart einen Toner, welcher Polyesterharz und zwei Arten von Verschmierungsinhibitoren enthält, die verschiedene Säurezahlen und Erweichungspunkte haben. Jedoch ist der Toner bei den Entwicklungseigenschaften immer noch unzureichend. JP-A Nr. 8-328293 und 10-161335 offenbaren jeweils einen Toner, bei dem der Dispersionsdurchmesser von Wachs innerhalb des Tonerteilchens spezifiziert ist. Jedoch kann der sich ergebende Toner nicht ausreichende Trennfähigkeit während des Fixierens aufweisen, weil der Zustand oder die Positionierung des dispergierten Wachses in dem Tonerteilchen nicht definiert ist.
JP-A Nr. 2001-305782 offenbart einen Toner, in dem kugelförmige Wachsteilchen auf der Oberfläche des Toners befestigt sind. Jedoch vermindern die auf der Oberfläche des Toners befindlichen Wachsteilchen die Fluidität des Toners und daher werden die Entwicklungseigenschaften oder die Übertragungsfähigkeit des Toners ebenfalls verschlechtert. Außerdem können die Aufladbarkeit, Gebrauchsdauer und die Lagerfähigkeit des Toners ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen werden. JP-A Nr. 2002-6541 offenbart einen Toner, in welchem Wachs in dem Tonerteilchen beinhaltet ist und das Wachs sich in dem Oberflächenbereich des Tonerteilchens befindet. Jedoch kann der Toner in allem aus Verschmierfestigkeit, Lagerfähigkeit und Gebrauchsdauer unzureichend sein.
Die japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen (JP-B) Nr. 52-3304 und Nr. 07-82255 offenbaren, dass in einem ein Styrolharz als ein Tonerbindemittel verwendenden pulverisierten Toner ein Polyolefin-Trennmittel, wie ein Niedrigmolekulargewichts-Polyethylen oder Niedrigmolekulargewichts-Polypropylen oder ein Pfropfharz, umfassend ein solches mit einem Styrolharz gepfropftes Polyolefinharz, verwendet wird. Jedoch hat das hierin verwendete Styrolharz unzureichende Niedrigtemperatur-Bildfixiereigenschaften, und der Toner ist für die Ansprüche der Energieeinsparung nicht geeignet. Als eine mögliche Lösung für dieses Problem offenbart JP-A Nr. 2000-75549 eine Kombinationsverwendung mit einem Polyesterharz, das hervorragende Niedrigtemperatur-Bildfixiereigenschaften hat. Jedoch ist der vorgeschlagene Toner fein pulverisierter Toner, der durch Kneten und Pulverisierung hergestellt wird, wobei das Material geschmolzen, geknetet, fein pulverisiert und gesichtet wird. Der Toner hat dadurch eine unregelmäßige Gestalt und eine unregelmäßige Oberfläche, und die Konfiguration von seiner Form und Oberfläche kann in erheblichem Maß nicht beliebig kontrolliert werden, wobei diese Bedingungen etwas von der Zerbrechlichkeit des Materials oder von Bedingungen bei dem Pulverisierungsvorgang abhängen. Überdies kann die Sichtungsfähigkeit derzeit nicht eine schärfere Teilchenverteilung von einem Toner ergeben, und eine solche schärfere Teilchenverteilung führt zu höheren Kosten. Überdies ist es im Hinblick auf Ausbeute, Produktivität und Kosten der Produktion schwierig für einen herkömmlichen pulverisierten Toner, einen kleinen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 6 μm oder weniger zu haben.
JP-A Nr. 11-133665 schlägt einen Trockentoner vor, der als Tonerbindemittel ein Verlängerungsprodukt von einem Urethan-modifizierten Polyester mit einer praktischen Kugelförmigkeit von 0,90 bis 1,00 enthält, um die Fluidität, die Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen und die Warmverschmierfestigkeit des Toners zu verbessern. JP-A Nr. 11-149180 und JP-A Nr. 2000-292981 offenbaren Trockentoner mit einem kleinen durchschnittlichen Teilchendurchmesser und Herstellungsverfahren davon, welche hervorragend in der Fluidität, der Übertragungsfähigkeit, der Lagerstabilität bei hohen Temperaturen, den Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen und der Warmverschmierfestigkeit sind. Diese Toner können bei Verwendung in Vollfarb- Kopiergeräten glänzende Bilder herstellen, ohne dass Öl auf eine Wärmewalze aufgebracht werden muss. In den Veröffentlichungen werden diese Toner mit einem einen Vorgang zur Erhöhung des Molekulargewichtes beinhaltenden Verfahren hergestellt, in welchem ein Polyester-Prepolymer mit einer Isocyanatgruppe in einem wässrigen Medium der zusätzlichen Polymerisation mit einem Amin unterworfen wird. Die in JP-A Nr. 11-133665 offenbarte Technik kann zu neuartigen Merkmalen und Vorteilen führen, indem eine Urethanreaktion verwendet wird, um ein Bindemittel in dem Toner zu erzeugen, ist aber noch ein Pulverisierungsvorgang und zieht nicht in Betracht, einen Toner mit einem kleinen Teilchendurchmesser und einer sphärischen Form herzustellen. Die in JP-A Nr. 11-149180 und JP-A Nr. 2000-292981 offenbarten Toner werden durch Granulation in Wasser hergestellt. Bei einer solchen Granulation in Wasser aggregiert jedoch ein Pigment in einer Ölphase an der Grenzfläche zu einer wässrigen Phase, und der Toner hat unzureichende grundlegende Eigenschaften, wie verringerten elektrischen Volumenwiderstand oder heterogene Pigmentverteilung. Um einen kleinen durchschnittlichen Teilchendurchmesser und eine in zufrieden stellender Weise gesteuerte Gestalt eines Toners zur Verwendung in einer Vorrichtung ohne Aufbringung von Öl herzustellen, müssen die Gestalt und die Eigenschaften des Toners genau gesteuert werden. Die Veröffentlichungen lehren jedoch nicht die Steuerung der Gestalt und der Eigenschaften des Toners, und angestrebten Vorteile können nicht in erheblichem Maß aufgewiesen werden. Bei den durch Granulation in Wasser hergestellten Tonerteilchen sammeln sich das Pigment und Wachs häufig an der Oberfläche der Teilchen an. Überdies haben Tonerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 6 μm oder weniger eine große spezifische Oberfläche. Um gewünschte Aufladungseigenschaften und Bildfixiereigenschaften zu erhalten, wird zusätzlich zu der gesamten Struktur der Polymerkomponente die Struktur der Teilchenoberfläche wichtig.
EP-A-421416 offenbart einen Wärme-fixierbaren Toner, welcher ein Polyesterharz als ein Bindemittelharz und ein pfropfmodifiziertes Polyolefin als ein Trennmittel umfasst.
EP-A-1273977 offenbart einen Trockentoner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes, welcher ein Tonerbindemittel, enthaltend einen Harnstoff-modifizierten Polyester, umfasst. Der Toner wird hergestellt durch Auflösen oder Dispergieren einer Prepolymer-Zusammensetzung, umfassend ein Isocyanat-haltiges, Polymerbasiertes Prepolymer und ein farbgebendes Mittel, in einem organischen Lösungsmittel, um eine Flüssigkeit herzustellen, Dispergieren der Flüssigkeit in einem wässrigen Medium, um eine Dispersion zu erhalten, Unterwerfen der Dispersion einer Polyadditionsreaktion in der Gegenwart eines Amins, um das Prepolymer zu polymerisieren und eine Reaktionsmischung zu erhalten, die darin dispergiert Teilchen einer Tonerzusammensetzung, umfassend das farbgebende Mittel und das aus dem Prepolymer erhaltene Polymer enthält, und Entfernen des Lösungsmittels von den Teilchen.
Ziele und Vorteile
Demgemäß ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Toner bereit zu stellen, welcher verbesserte Niedrigtemperatur-Fixiereigenschaften und verbesserte Verschmierfestigkeit aufweist, um den Energieverbrauch zu reduzieren, der ein Tonerbild hoher Qualität erzeugen kann und stabil über einen langen Zeitraum gelagert werden kann. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner hoher Qualität bereit zu stellen, welcher widerstandsfähig gegenüber Filmbildung auf beispielsweise einem Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild und frei von Verschleierung über einen langen Zeitraum unter mechanischen oder thermischen Beanspruchungen ist. Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner bereitzustellen, welcher in einem breiten Bereich fixiert werden kann und welcher Bilder hoher Qualität herstellen kann. Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner bereitzustellen, welcher guten Glanz hat, wenn er als Farbtoner verwendet wird, und hervorragende Warmverschmierfestigkeit aufweist. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner bereitzustellen, welcher Bilder mit höherer Auflösung und höherer Genauigkeit herstellen kann. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Entwickler bereit zu stellen, welcher über einen langen Zeitraum nicht Bildverschlechterung nach sich zieht. Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine abnehmbare Prozesskartusche bereit zu stellen, die den Toner verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung kam nach intensiven Forschungsarbeiten zur Bereitstellung einen Trockentoners zustande, welcher hervorragende Pulverfließfähigkeit und Übertragungsfähigkeit bei kleinem durchschnittlichem Teilchendurchmesser hat und hervorragende Hochtemperatur-Lagerfähigkeit, Niedrigtemperatur-Bildfixiereigenschaften und Warmverschmierfestigkeit aufweist, insbesondere zur Bereitstellung eines Trockentoners, welcher bei Verwendung in einem Vollfarb-Kopiergerät glänzende Bilder herstellen kann und nicht die Aufbringung von Öl auf eine Wärmewalze erforderlich macht.
Spezifisch stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt (1) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder bereit, hergestellt mit einem Verfahren umfassend die Schritte des Auflösens oder Dispergierens einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; des Dispergierens der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; des Entfernens des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des Harzes; und des Waschens und Trocknens des Rückstandes.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (2) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei die Zusammensetzung ferner ein farbgebendes Mittel umfasst.
In noch einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (3) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei die Zusammensetzung ferner eine Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe umfasst.
In noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (4) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Zusetzens einer Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe während des Schrittes des Dispergierens der Lösung oder Dispersion in dem wässrigen Medium umfasst.
In noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (5) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das Polyolefinharz A einen Erweichungspunkt von 80°C bis 140°C hat.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (6) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das Polyolefinharz A mindestens eine Monomereinheit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobutylen, 1-Hexen, 1-Dodecen und 1-Octadecen umfasst.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (7) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das Polyolefinharz A ein Zahlenmittel-Molekulargewicht von 500 bis 20.000 und ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 800 bis 100.000 hat.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (8) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das Vinylharz B einen Löslichkeitsparameter SP von 10,0 bis 12,6 aufweist.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (9) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei die Menge von dem Pfropfpolymer C 10 bis 500 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Trennmittels beträgt.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (10) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das Vinylharz B eines umfasst aus: Styrol; einer Kombination von Styrol und einem Alkylester von Acrylsäure; einer Kombination von Styrol und einem Alkylester von Methacrylsäure; einer Kombination von Styrol und Acrylnitril; einer Kombination von Styrol und Methacrylnitril; einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Acrylsäure und Acrylnitril; einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Acrylsäure und Methacrylnitril; einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Methacrylsäure und Acrylnitril; und einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Methacrylsäure und Methacrylnitril.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (11) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das Trennmittel mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem von unveresterter Fettsäure freien Carnaubawachs, einem Reiswachs, einem Montanwachs und einem Esterwachs umfasst.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (12) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei die Tonerteilchen eine elliptische Form haben.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (13) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei die Tonerteilchen eine elliptische Form mit einer Hauptachse r1, einer Nebenachse r2 und einer Dicke r3 aufweisen, wobei das Verhältnis (r2/r1) der Nebenachse r2 zu der Hauptachse r1 0,5 bis 0,8 beträgt und das Verhältnis (r3/r2) der Dicke r3 zu der Nebenachse r2 0,7 bis 1,0 beträgt.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (14 einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktive Harz ein Polyester-Prepolymer mit einer Isocyanatgruppe umfasst und die eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisende Verbindung ein Amin oder ein Derivat davon umfasst.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (15) einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß (1) bereit, wobei das wässrige Medium anorganische Dispergiermittel und/oder feine Polymerteilchen umfasst.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (16) einen Zweikomponenten-Entwickler zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder bereit, umfassend einen Träger und einen Toner, wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium, während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (17) eine Bilderzeugungsvorrichtung bereit, umfassend einen Photoleiter; eine Aufladevorrichtung zum Aufladen des Photoleiters; eine Belichtungseinheit zum Belichten des Photoleiters, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen; eine Entwicklungseinheit, enthaltend einen Toner und dazu dienend, das latente elektrostatische Bild unter Verwendung des Toners zu entwickeln, um ein Tonerbild zu erzeugen; eine Übertragungseinheit zum Übertragen des Tonerbildes von dem Photoleiter auf ein Übertragungsmaterial; und eine Bildfixiereinheit, umfassend zwei Walzen, um das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial zwischen den beiden Walzen hindurch laufen zu lassen, um den Toner zu erwärmen und zu verschmelzen, um dadurch das Tonerbild zu fixieren, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung konfiguriert ist, die Bildfixierung bei einem Kontaktdruck (Last auf den Walzen, dividiert durch Kontaktfläche) zwischen den beiden Walzen von 1,5 × 10⁵ Pa oder weniger durchzuführen, und wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (18) eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß (17) bereit, wobei die Bildfixiereinheit umfasst: eine Erwärmungsvorrichtung mit einem Heizelement; eine Folie in Kontakt mit der Erwärmungsvorrichtung; und ein Andruckelement in innigem Kontakt mit der Erwärmungsvorrichtung bei dazwischen liegender Folie, wobei das Bildfixiermittel dazu konfiguriert ist, ein unfixiertes Tonerbild tragendes Aufzeichnungsmedium zwischen der Folie und dem Andruckelement hindurch laufen zu lassen, um den Toner zu erwärmen und zu verschmelzen, um dadurch das Tonerbild zu fixieren.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (19) eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß (17) bereit, wobei der Photoleiter ein Photoleiter aus amorphem Silicium ist.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (20) eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß (17) bereit, wobei die Entwicklungseinheit eine Einheit zum Anlegen eines alternierenden elektrischen Feldes aufweist, um bei der Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes auf dem Photoleiter ein alternierendes elektrisches Feld anzulegen.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (21) eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß (17) bereit, wobei die Aufladevorrichtung ein Aufladungsglied umfasst und die Aufladevorrichtung dazu konfiguriert ist, das Aufladungsglied in Kontakt mit dem Photoleiter zu bringen und an das Aufladungsglied eine Spannung anzulegen, um dadurch den Photoleiter aufzuladen.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (22) eine Prozesskartusche bereit, integral umfassend: einen Photoleiter; und mindestens ein Mittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einer Aufladevorrichtung zum Aufladen des Photoleiters; einer Entwicklungseinheit, enthaltend einen Toner und dazu dienend, das latente elektrostatische Bild unter Verwendung des Toners zu entwickeln, um ein Tonerbild zu erzeugen; und einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen für den verbliebenen Toner auf dem Photoleiter mit einer Rakel nach der Übertragung, wobei die Prozesskartusche von einem Hauptkörper einer Bilderzeugungsvorrichtung abnehmbar und daran anbringbar ist, wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren, umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung (23) ein Bilderzeugungsverfahren bereit, umfassend die Schritte von: Aufladen eines Photoleiters, Belichten des Photoleiters, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen; Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes unter Verwendung eines Toners, um ein Tonerbild zu erzeugen; Übertragen des Tonerbildes von dem Photoleiter auf ein Übertragungsmaterial; und Reinigen von verbliebenem Toner auf dem Photoleiter mit einer Rakel nach der Übertragung, wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A, 1B und 1C sind eine perspektivische Ansicht, eine Querschnittsansicht, die eine Hauptachse und eine Dicke, und eine andere Querschnittsansicht, welche die Nebenachse und eine Dicke von jeweils einem elliptischen Toner zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Fixiergerätes in einer Bilderzeugungsvorrichtung von einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein schematisches Diagramm eines Fixiergerätes gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein schematisches Diagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Prozesskartusche von einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
5A, 5B, 5C und 5D sind jeweils ein schematisches Diagramm von einem Beispiel der Schichtkonfiguration von einem Photoleiter zur Verwendung in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein schematisches Diagramm von einem Entwicklungsgerät zur Verwendung in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Schaubild, das die Aufladungseigenschaften bei Kontaktaufladung zeigt
8A und 8B sind schematische Diagramme von einer Walzenkontakt-Aufladevorrichtung beziehungsweise einer Bürstenkontakt-Aufladevorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Einzelheiten beschrieben.
Herstellungsverfahren
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann mit einem Verfahren hergestellt werden, umfassend die Schritte des Auflösens oder Dispergierens einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung mindestens ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, eine Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe, ein farbgebendes Mittel, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; des Dispergierens der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium, vorzugsweise in der Gegenwart von einem anorganischen Dispergiermittel oder von feinen Polymerteilchen; des Unterwerfens des reaktiven Harzes und der Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe der Additionspolymerisation; und des Entfernens des organischen Lösungsmittels aus der sich ergebenden Emulsion. Der Toner kann auch mit einem Verfahren zum Herstellen eines Trockentoners hergestellt werden, in welchem eine ein Polyesterharz umfassende Tonerzusammensetzung in einem wässrigen Medium dispergiert wird, um Tonerteilchen zu bilden, in welchen ein Polyester-Prepolymer mit einer Isocyanatgruppe, das als das in dem wässrigen Medium dispergierte, mit einer Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe reaktive Harz dient, mindestens einer aus Verlängerung und Vernetzung mit einem Amin oder einem Derivat davon als der Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe unterworfen wird und das Lösungsmittel aus der sich ergebenden Emulsion entfernt wird. Noch spezifischer kann der Toner als ein Ergebnis der Reaktion zwischen einem Polyester-Prepolymer A mit einer Isocyanatgruppe und einem Amin B hergestellt werden. Ein Beispiel von dem Polyester-Prepolymer A ist ein Reaktionsprodukt von einem Polyester und einem Polyisocyanat (PIC), in welchem der Polyester ein Polykondensat zwischen einem Polyol (PO) und einer Polycarbonsäure (PC) ist und eine aktive Wasserstoffgruppe hat. Die aktive Wasserstoffgruppe des Polyesters beinhaltet zum Beispiel Hydroxylgruppen (alkoholische Hydroxylgruppen und phenolische Hydroxylgruppen), Aminogruppen, Carboxylgruppen und Mercaptogruppen, von welchen alkoholische Hydroxylgruppen bevorzugt sind.
Beispiele von dem Polyol (PO) beinhalten Diole (DIO) und dreiwertige oder höhere Polyole (TO). Als das Polyol (PO) ist ein Diol (DIO) allein oder eine Mischung aus einem Diol (DIO) und einer kleinen Menge von einem Polyol (TO) bevorzugt. Beispiele von den Diolen (DIO) beinhalten Alkylenglycole wie Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol; Alkylenetherglycole wie Diethylenglycol, Triethylenglycol, Diproylenglycol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol und Polytetramethylenetherglycol; alicyclische Diole wie 1,4-Cyclohexandimethanol und hydriertes Eisphenol A; Bisphenole wie Bisphenol A, Bisphenol F und Bisphenol S; Addukte der vorstehend erwähnten alicyclischen Diole mit einem Alkylenoxid (zum Beispiel Ethylenoxid, Propylenoxid, und Butylenoxid); und Addukte der vorstehend erwähnten Bisphenole mit einem Alkylenoxid (zum Beispiel Ethylenoxid, Propylenoxid, und Butylenoxid). Unter diesen sind 2 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltende Alkylenglycole und die Addukte von Bisphenolen mit einem Alkylenoxid bevorzugt, von welchen Alkylenoxid-Addukte von Bisphenolen allein oder in Kombination irgendeinem der Alkylenglycole mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen typischer Weise bevorzugt sind. Die drei oder mehr Hydroxylgruppen enthaltenden Polyole (TO) beinhalten zum Beispiel aliphatische Alkohole mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen, wie Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und Sorbit; Phenole mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen wie Trisphenol PA, Phenol-Novolake und Kresol-Novolake; und Alkylenoxid-Addukte von diesen Polyphenolen mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen.
Die Polycarbonsäure (PC) beinhaltet zum Beispiel Dicarbonsäuren (DIC) und Polycarbonsäuren mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen (TC). Als die Polycarbonsäure (PC) ist eine Dicarbonsäure (DIC) allein oder in Kombination mit einer kleinen Menge einer 3 oder mehr Hydroxylgruppen enthaltenden Polycarbonsäure (TC) bevorzugt. Die Dicarbonsäuren (DIC) beinhalten ohne Beschränkung darauf Alkylendicarbonsäuren wie Bernsteinsäure, Adipinsäure und Sebacinsäure; Alkenylendicarbonsäuren wie Maleinsäure und Fumarsäure; aromatische Dicarbonsäuren wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Naphthalindicarbonsäure. Unter diesen sind Alkenylendicarbonsäuren mit jeweils 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und aromatische Dicarbonsäuren mit jeweils 8 bis 20 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Die 3 oder mehr Carboxylgruppen enthaltenden Polycarbonsäuren (TC) beinhalten zum Beispiel aromatische Polycarbonsäuren mit jeweils 9 bis 20 Kohlenstoffatomen wie Trimellitsäure und Pyromellitsäure. Ein Säureanhydrid oder Niedrigalkylester, (zum Beispiel Methylester, Ethylester und Isopropylester) von irgendeiner der Polycarbonsäuren kann als die Polycarbonsäure (PC) zur Umsetzung mit dem Polyol (PO) verwendet werden.
Das Verhältnis von dem Polyol (PO) zu der Polycarbonsäure (PC) beträgt als das Äquivalenzverhältnis [OH]/[COOH] von Hydroxylgruppen [OH] zu Carboxylgruppen [COOH] ausgedrückt allgemein 2/1 bis 1/1, vorzugsweise 1,5/1 bis 1/1, und noch bevorzugter 1,3/1 bis 1,02/1.
Das Polyisocyanat (PIC) beinhaltet ohne Beschränkung darauf aliphatische Polyisocyanate wie Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und 2,6-Diisocyanatmethylcaproat; alicyclische Polyisocyanate wie Isophorondiisocyanat und Cyclohexylmethandiisocyanat; aromatische Diisocyanate wie Toluylendiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat; aromatisch-aliphatische Diisocyanate wie α,α,α'α'-Tetramethylxylylendiisocyanat; Isocyanurate; blockierte Produkte der Polyisocyanate mit zum Beispiel Phenolderivaten, Oximen oder Caprolactamen, und Mischungen von diesen Verbindungen.
Das molare Verhältnis [NCO]/[OH] der Isocyanatgruppen [NCO] zu den Hydroxylgruppen [OH] des Hydroxyl-haltigen Polyesters beträgt allgemein 5/1 bis 1/1, vorzugsweise 4/1 bis 1,2/1, und noch bevorzugter 2,5/1 bis 1,5/1. Wenn das Verhältnis ([NCO]/[OH]) größer als 5 ist, kann der Toner bei niedrigen Temperaturen unzureichende Bildfixiereigenschaften haben. Wenn das Verhältnis [NCO]/[OH] kleiner als 1 ist, kann der Gehalt an Harnstoff von dem modifizierten Polyester übermäßig klein sein und der Toner kann eine unzureichende Warmverschmierfestigkeit haben. Der Gehalt von dem Polyisocyanat (3) in dem eine Isocyanatgruppe enthaltenden Prepolymer (A) beträgt allgemein 0,5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-% und noch bevorzugter 2 bis 20 Gew.-%. Wenn der Gehalt weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, kann die Warmverschmierfestigkeit verschlechtert werden, und zufrieden stellende Lagerstabilität bei hohen Temperaturen und zufrieden stellende Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen können nicht gleichzeitig erhalten werden. Wenn der Gehalt größer als 40 Gew.-% ist, können die Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen verschlechtert werden.
Das Isocyanat-haltige Prepolymer (A) hat allgemein 1 oder mehr, vorzugsweise 1,5 bis 3, bevorzugter 1,8 bis 2,5 Isocyanatgruppen pro Molekül. Wenn die Anzahl der Isocyanatgruppen pro Molekül weniger als 1 ist, kann der erhaltene Harnstoff modifizierte Polyester ein niedriges Molekulargewicht haben und die Warmverschmierfestigkeit kann verschlechtert werden.
Das Amin (B) beinhaltet zum Beispiel Diamine (B1), Polyamine (B2) mit 3 oder mehr Aminogruppen, Aminoalkohole (B3), Aminomercaptane (B4), Aminosäuren (B5) und Amin-blockierte Produkte (B6) der Amine B1 bis B5. Die Diamine (B1) beinhalten ohne Beschränkung darauf aromatische Diamine wie Phenylendiamin, Diethyltoluyldiamin und 4,4'-Diaminophenylmethan; alicyclische Diamine wie 4,4'-Diamino-3,3'-dimethylcyclohexylmethan, Diaminocyclohexan und Isophorondiamin; und aliphatische Diamine wie Ethylendiamin, Tetramethylendiamin und Hexamethylendiamin. Die Polyamine (B2) mit 3 oder mehr Aminogruppen beinhalten zum Beispiel Diethylentriamin und Triethylentetramin. Die Aminoalkohole (B3) beinhalten ohne Beschränkung darauf Ethanolamin und Hydroxyethylanilin. Die Aminomercaptane (B4) beinhalten zum Beispiel Aminomethylmercaptan und Aminopropylmercaptan. Die Aminosäuren (B5) beinhalten ohne Beschränkung darauf Aminopropionsäure und Aminocapronsäure. Die Amin-blockierten Produkte (B6) der Amine (B1) bis (B5) beinhalten von den Aminen (B1) bis (B5) und Ketonen wie Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon abgeleitete Ketiminverbindungen und Oxazolinverbindungen. Unter diesen Aminen (B) sind das Diamin (B1) allein oder in Kombination mit einer kleinen Menge von dem Polyamin (B2) bevorzugt.
Wo nötig, kann das Molekulargewicht des modifizierten Polyesters durch Verwendung eines Verlängerungshemmers gesteuert werden. Solche Verlängerungshemmer beinhalten ohne Beschränkung darauf Monoamine wie Diethylamin, Dibutylamin, Butylamin und Laurylamin und blockierte Produkte davon (Ketiminverbindungen).
Der Gehalt von dem Amin (B), ausgedrückt als das Äquivalenzverhältnis [NCO]/[NHx] der Isocyanatgruppen [NCO] in dem Polyester-Prepolymer (A) zu den Aminogruppen [NHx] des Amins (B) beträgt allgemein 1/2 bis 2/1, vorzugsweise 1,5/1 bis 1/1,5 und noch bevorzugter 1,2/1 bis 1/1,2. Wenn das Verhältnis [NCO]/[NHx] größer als 2 oder niedriger als ½ ist, kann der Polyester ein niedriges Molekulargewicht haben, und die Warmverschmierfestigkeit kann verschlechtert werden. Der Harnstoff-modifizierte Polyester (UMPE) kann in der vorliegenden Erfindung als der Polyester verwendet werden, der Harnstoff-modifizierte Polyester kann ferner eine Urethanbindung zusätzlich zu der Harnstoffbindung haben. Das molare Verhältnis der Harnstoffbindung zu der Urethanbindung beträgt allgemein 100/0 bis 10/90, vorzugsweise 80/20 bis 20/80 und noch bevorzugter 60/40 bis 30/70. Wenn das molare Verhältnis der Harnstoffbindung zu der Urethanbindung weniger als 10/90 beträgt, kann die Warmverschmierfestigkeit verschlechtert werden.
Der Harnstoff-modifizierte Polyester (UMPE) zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel mit einem Eintopf-Verfahren oder einem Prepolymer-Verfahren hergestellt werden. Das Gewichtsmittel-Molekulargewicht von dem Harnstoff-modifizierten Polyester (UMPE) beträgt allgemein 1 × 10⁴ oder mehr, vorzugsweise 2 × 10⁴ bis 1 × 10⁷ und noch bevorzugter 3 × 10⁴ bis 1 × 10⁶. Wenn das Gewichtsmittel-Molekulargewicht weniger als 1 × 10⁴ beträgt, kann die Warmverschmierfestigkeit verschlechtert werden.
In der vorliegenden Erfindung kann der Harnstoff-modifizierte Polyester (UMPE) allein oder in Kombination mit einem unmodifizierten Polyester (PE) als die Bindemittel-Komponente des Toners verwendet werden. Die Kombinationsverwendung von dem Harnstoff-modifizierten Polyester (UMPE) mit dem unmodifizierten Polyester (PE) kann bei Verwendung in einer Vollfarbvorrichtung die Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen und den Glanz verbessern und ist bevorzugter als die Verwendung des modifizierten Polyesters allein. Der unmodifizierte Polyester (PE) und bevorzugte Beispiele davon beinhalten zum Beispiel Polykondensationsprodukte von einem Polyol (PO) und einer Polycarbonsäure (PC) wie in der Polyesterkomponente von dem Harnstoffmodifizierten Polyester (UMPE). Die unmodifizierten Polyester (PE) beinhalten unmodifizierte Polyester ebenso wie Polyester, die mit einer Urethanbindung oder einer anderen chemischen Bindung anders als eine Harnstoffbindung modifiziert sind. Der Harnstoff-modifizierten Polyester (UMPE) und der unmodifizierten Polyester (PE) sind für bessere Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen und bessere Warmverschmierfestigkeit vorzugsweise mindestens teilweise miteinander kompatibel oder mischbar. Demgemäß hat der Harnstoff-modifizierte Polyester (UMPE) vorzugsweise eine Polyesterkomponente ähnlich derjenigen des unmodifizierten Polyesters (PE). Das Gewichtsverhältnis des Harnstoff-modifizierten Polyesters (UMPE) zu dem unmodifizierten Polyester (PE) ist allgemein 5/95 bis 80/20, vorzugsweise 5/95 bis 30/70, noch bevorzugter 5/5 bis 25/75 und in typischer Weise bevorzugt 7/93 bis 20/80. Wenn das Gewichtsverhältnis (C) weniger als 5% beträgt, kann die Warmverschmierfestigkeit verschlechtert werden, und zufrieden stellende Lagerstabilität bei hohen Temperaturen und zufrieden stellende Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen können nicht gleichzeitig erhalten werden.
Die Hydroxylzahl des unmodifizierten Polyesters (PE) beträgt vorzugsweise 5 oder mehr.
Die Säurezahl des unmodifizierten Polyesters (PE) ist allgemein 1 bis 30 mg KOH/g, und vorzugsweise 5 bis 20 mg KOH/g. Die Verwendung von einem unmodifizierten Polyester (PE) mit einer angemessenen Säurezahl ermöglicht dem Toner, leicht negativ aufgeladen zu werden, eine gute Affinität zu Papier beim Bildfixieren zu haben und verbesserte Bildfixiereigenschaften bei niedrigen Temperaturen zu haben. Wenn jedoch die Säurezahl 30 übersteigt, kann der Toner eine verschlechterte Aufladungsstabilität haben und eine je nach der Umgebung unterschiedliche Aufladung haben. Überdies kann eine sich ändernde Säurezahl unzureichende Granulierung des Produktes der Additionspolymerisation nach sich ziehen, und die sich ergebende Emulsion kann nicht ausreichend gesteuert werden.
Farbgebendes Mittel
Als das farbgebende Mittel der vorliegenden Erfindung können irgendwelche herkömmlichen oder bekannten Farbstoffe und Pigmente verwendet werden. Solche Farbstoffe und Pigmente beinhalten ohne Beschränkung darauf Ruß, Nigrosinfarbstoffe, schwarzes Eisenoxid, Naphtholgelb S, Hansagelb (10G, 5G und G), Cadmiumgelb, gelbes Eisenoxid, Ocker, Chromgelb, Titangelb, Polyazogelb, Ölgelb, Hansagelb (GR, A, RN und R), Pigmentgelb L, Benzidingelb (G und GR), Permanentgelb (NCG), Vulcan-Echtgelb (5G und R), Tartrazinlack, Chinolingelblack, Anthracengelb BGL, Isoindolinongelb, rotes Eisenoxid, Bleirot, Zinnoberrot, Cadmiumrot, Cadmium-Quecksilber-Rot, Antimonzinnober, Permanentrot 4R, Pararot, Feuerrot, Parachlororthonitroanilinrot, Lithol-Echtscharlach G, Brilliant Echtscharlach, Brilliantkarmin BS, Permanentrot (F2R, F4R, FRL, FRLL und F4RH), Echtscharlach VD, Vulkan-Echtrubin B, Brilliantscharlach G, Litholrubin GX, Permanentrot F5R, Brilliantkarmin 6B, Pigmentscharlach 3B, Bordeaux 5B, Toluidinbraun, Permanentbordeaux F2K, Heliosbordeaux BL, Bordeaux 10B, BON Hellbraun, BON Mittelbraun, Eosinlack, Rhodaminlack B, Rhodaminlack Y, Alizarinlack, Thioindigorot B, Thioindigobraun, Ölrot, Chinacridonrot, Pyrazolonrot, Polyazorot, Chromzinnober, Benzidinorange, Perynonorange, Ölorange, Kobaltblau, Coelestinblau, Alkali-Blaulack, Buntblaulack, Victoria-Blaulack, metallfreies Phthalocyaninblau, Phthalocyaninblau, Echt-Himmelblau, Indanthrenblau (RS, BC), Indigo, Ultramarin, Preussischblau, Anthrachinonblau, Echtviolett B, Methylviolettlack, Kobaltviolett, Manganviolett, Dioxazinviolett, Anthrachinonviolett, Chromgrün, Zinkgrün, Chromoxid, Guignetgrün, Smaragdgrün, Pigmentgrün B, Naphtholgrün B, Grüngoldlegierung, Säuregrünlack, Malachitgrünlack, Phthalocyaningrün, Anthrachinongrün, Titanoxid, Zinkweiß und Lithophone und Mischungen davon. Der Gehalt des farbgebenden Mittels beträgt allgemein 1 bis 15 Gew.-%, und bevorzugt 3 bis 10 Gew.-% des Toners.
Ein farbgebendes Mittel zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann eine Grundmischung sein, die durch Mischen eines Pigmentes mit einem Harz hergestellt wird. Beispiele der Bindemittelharze zur Verwendung bei der Herstellung der Grundmischung oder beim Kneten mit der Grundmischung sind zusätzlich zu den vorstehend erwähnten modifizierten oder unmodifizierten Polyesterharzen Polystyrole, Polyparachlorstyrole, Polyvinyltoluole und andere Polymere von Styrol und substituierten Styrolen; Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymere, Styrol-Propylencopolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Vinylnaphtalin-Copolymere, Styrol-Methylacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere, Styrol-Butylacrylat-Copolymere, Styrol-Octylacrylat-Copolymere, Styrol- Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Methyl-α-chlormethacrylat-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere, Styrol-Maleinsäureester-Copolymere und andere Styrol enthaltende Copolymere; Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylene, Polypropylene, Polyester, Epoxidharze, Epoxypolyolharze, Polyurethane, Polyamide, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäureharze, Kolophonium, modifiziertes Kolophonium, Terpenharze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, aromatische Petroleumharze, chlorierte Paraffine und Paraffinwachse. Jedes dieser Harze kann allein oder in Kombination verwendet werden.
Die Grundmischung kann durch Mischen und Kneten eines Harzes für die Grundmischung und des farbgebenden Mittels unter einer starken Scherkraft hergestellt werden. Bei diesem Vorgang kann, um die Wechselwirkung zwischen dem farbgebenden Mittel und dem Harz zu verstärken, ein organisches Lösungsmittel verwendet werden. Überdies wird vorzugsweise ein „Spülverfahren" verwendet, in welchem eine das farbgebende Mittel und Wasser enthaltende wässrige Paste mit einem Harz und einem organischen Lösungsmittel gemischt und geknetet wird, um dadurch das farbgebende Mittel auf die Harzkomponente zu übertragen, und das Wasser und organisches Lösungsmittel werden dann entfernt. Gemäß diesem Verfahren kann ein nasser Kuchen des farbgebenden Mittels direkt ohne Trocknen verwendet werden. Bei dem Mischen und Kneten kann vorzugsweise eine stark scherende und dispergierende Vorrichtung wie eine Dreiwalzenmühle verwendet werden.
Trennmittel
Verschiedene herkömmliche Trennmittel können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele der Trennmittel sind Carnaubawachs, Montanwachs, oxidiertes Reiswachs, synthetisches Esterwachs, festes Siliconwachs, Hochalkohole hochfettiger Säuren, Montanesterwachs und Niedrigmolekulargewichts- Polypropylenwachs. Jedes von diesen kann allein oder in Kombination verwendet werden. Unter diesen sind Carnaubawachs, Montanwachs und oxidiertes Reiswachs für gute Niedrigtemperatur-Fixiereigenschaften und gute Warmverschmierfestigkeit bevorzugt. Das Carnaubawachs ist ein natürlich vorkommendes, von Copernicia cerifera erhaltenes Wachs, von dem eines mit feinen Kristallen und mit einer Säurezahl von 5 oder weniger bevorzugt ist. Ein solches Carnaubawachs kann gleichmäßig in dem Bindemittelharz dispergiert werden. Noch bevorzugter ist ein Carnaubawachs, welches frei von nicht veresterter Fettsäure ist und eine niedrige Säurezahl hat. Das Montanwachs bezieht sich allgemein auf ein von Mineralien gereinigtes Montanwachs, von dem eines mit feinen Kristallen und mit einer Säurezahl von 5 bis 14 bevorzugt ist. Das oxidierte Reiswachs ist ein natürlich vorkommendes, durch Reinigen eines bei dem Entwachs- oder Extraktionsvorgang von einem Reiskleieöl erhaltenen Rohwachses hergestelltes Wachs. Das oxidierte Reiswachs hat vorzugsweise eine Säurezahl von 10 bis 30. Das synthetische Esterwachs wird synthetisch durch eine Veresterungsreaktion zwischen einer monofunktionellen Fettsäure und einem monofunktionellen geradkettigen Alkohol hergestellt.
Pfropfpolymer
Das Pfropfpolymer C zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde.
In dem Toner der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Teil des Trennmittels in dem Pfropfpolymer C beinhaltet. Der Ausdruck „beinhaltet" wie hierin verwendet bedeutet, dass das Trennmittel gute Kompatibilität oder Affinität für den Polyolefinharzrest A von dem Pfropfpolymer C hat und selektiv von dem Polyolefinharzrest A des Pfropfpolymers C eingefangen wird oder an ihm hängen bleibt.
Ein Toner kann mit einem Verfahren hergestellt werden, umfassend die Schritte des Auflösens oder Dispergierens einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen; des Dispergierens der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium, in der Gegenwart von einem anorganischen Dispergiermittel oder von feinen Polymerteilchen; des Unterwerfens der Lösung oder Dispersion der Additionspolymerisation; und des Entfernens des organischen Lösungsmittels aus der sich ergebenden Emulsion. Ein solcher Toner kann auch hergestellt werden mit einem Verfahren zum Herstellen eines Trockentoners für das Dispergieren einer Tonerzusammensetzung, umfassend ein Polyesterharz in einem wässrigen Medium, um Tonerteilchen zu bilden. Bei diesen Abläufen haben das Bindemittelharz, das Trennmittel und das wässrige Medium eine unzureichende Kompatibilität oder Mischbarkeit miteinander und werden jedes für sich dispergiert. Demgemäß ist das Trennmittel nicht in dem einen Hauptteil der Tonerteilchen einnehmenden Bindemittelharz enthalten, sondern liegt als dispergierte Teilchen mit einem großen Teilchendurchmesser an der Oberfläche der Tonerteilchen frei. Um das Dispergierversagen zu lösen, wird ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, zugesetzt. Das Pfropfpolymer C hat hervorragende Kompatibilität mit dem Trennmittel und auch dem Bindemittelharz und tritt dadurch zwischen dem Trennmittel und dem Bindemittelharz ein, um dadurch das Trennmittel daran zu hindern, an der Teilchenoberfläche frei zu liegen. Überdies kann das Trennmittel in der Nachbarschaft der Teilchenoberfläche dispergiert sein, um dadurch sofort seine Trennfunktion aufzuweisen, wenn der Toner durch ein Bildfixiergerät hindurch läuft.
Ein solches als Teilchen mit einem größeren Teilchendurchmesser dispergiertes Pfropfpolymer C kann es ermöglichen, dass das Trennmittel leichter beinhaltet oder befestigt wird und leichter von der Toneroberfläche ausblutet. Wenn jedoch der Teilchendurchmesser von dem dispergierten Pfropfpolymer C übermäßig groß ist, wird der Teilchendurchmesser des dispergierten Trennmittels dazu neigen, zuzunehmen.
Der Teilchendurchmesser von dem dispergierten Pfropfpolymer C in Harz, ausgedrückt als seine Hauptachse, ist allgemein von 0,1 μm bis 2,5 μm, vorzugsweise von 0,3 μm bis 2,0 μm und bevorzugter von 0,3 μm bis 1,5 μm. Die Harzkomponente umfasst vorzugsweise im wesentlichen keine Teilchen des Pfropfpolymers C mit einer Hauptachse von mehr als 2,5 μm. Der Gehalt von solchen Teilchen des Pfropfpolymers C mit einer Hauptachse von mehr als 2,5 μm in der Harzkomponente beträgt, wenn überhaupt, vorzugsweise zahlenmäßig 1% oder weniger, und bevorzugter zahlenmäßig 0%.
Beispiele von Olefinen zum Bilden des Polyolefinharzes A sind Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobutylen, 1-Hexen, 1-Dodecen und 1-Octadecen.
Beispiele von dem Polyolefinharz A beinhalten olefinische Polymere, Oxide von olefinischen Polymeren, modifizierte Produkte von olefinischen Polymeren und Copolymere von einem Olefin mit einem anderen polymerisierbaren Monomer.
Beispiele der olefinischen Polymere sind Polyethylene, Polypropylene, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-1-Buten-Copolymere, und Propylen-1-Hexen-Copolymere.
Beispiele der Oxide von olefinischen Polymeren sind Oxide der vorstehend erwähnten olefinischen Polymere.
Beispiele der modifizierten Produkte von olefinischen Polymeren sind Maleinsäurederivat-Addukte der olefinischen Polymere. Solche Maleinsäurederivate beinhalten zum Beispiel Maleinsäureanhydrid, Monomethylmaleat, Monobutylmaleat und Dimethylmaleat.
Beispiele der Copolymere von einem Olefin mit einem anderen copolymerisierbaren Monomer sind Copolymere von einem Olefin mit einem Monomer wie ungesättigten Carbonsäuren, (zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure und Maleinsäureanhydrid), Alkylestern von ungesättigten Carbonsäuren (zum Beispiel C₁-C₁₈-Alkylestern von Acrylsäure, C₁-C₁₈-Alkylestern von Methacrylsäure und C₁-C₁₈-Alkylestern von Maleinsäure).
Das Polyolefinharz zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung muss nur als ein Polymer eine Polyolefinstruktur haben, und sein konstitutionelles Monomer kann nicht eine Olefinstruktur haben. Zum Beispiel kann ein Polymethylen wie Sasolwachs als das Polyolefinharz verwendet werden.
Unter diesen Polyolefinharzen sind olefinische Polymere, Oxide von olefinischen Polymeren und modifizierte Produkte von olefinischen Polymeren bevorzugt, von welchen Polyethylene, Polymethylene, Polypropylene, Ethylen-Propylen-Copolymere, oxidierte Polyethylene, oxidierte Polypropylene und maleierte Polypropylene bevorzugter sind, und typischer Weise Polyethylene und Polypropylene bevorzugt sind.
Der Erweichungspunkt von dem Polyolefinharz A beträgt allgemein 70°C bis 170°C, und vorzugsweise 80°C bis 140°C. Ein Polyolefinharz A mit einem Erweichungspunkt von 80°C oder höher führt zu guter Fließfähigkeit des Toners, und eines mit einem Erweichungspunkt von 140°C oder niedriger führt zu guter Trennfähigkeit und guten Niedrigtemperatur-Fixiereigenschaften.
Um Filmbildung an dem Träger zu vermeiden und um gute Trennfähigkeit zu ergeben, hat das Polyolefinharz A ein Zahlenmittel-Molekulargewicht von allgemein 500 bis 20.000, vorzugsweise 1.000 bis 15.000, und bevorzugter 1.500 bis 10.000, und ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von allgemein 800 bis 100.000, vorzugsweise 1.500 bis 60.000 und bevorzugter 2.000 bis 30.000.
Das Polyolefinharz A hat eine Penetration von allgemein 5,0 oder weniger, vorzugsweise 3,5 oder weniger und bevorzugter 1,0 oder weniger.
Als das Vinylharz B können herkömmliche Homopolymere und Copolymere von Vinylmonomeren verwendet werden.
Spezifische Beispiele von dem Vinylharz B sind Homopolymere und Copolymere von Styrolmonomeren, Acrylmonomeren, Methacrylmonomeren, Vinylestermonomeren, Vinylethermonomeren, Halogen-haltigen Vinylmonomeren, Dienmonomeren wie Butadien und Isobutylen, Acrylnitril, Methacrylnitril, Cyanostyrol und anderen ungesättigten Nitrilmonomeren und Kombinationen dieser Monomere.
Das Vinylharz B hat einen Löslichkeitsparameter SP von 10,0 bis 12,6 (cal/cm³)^1/2, vorzugsweise von 10,4 bis 12,6 (cal/cm³)^1/2, und bevorzugter von 10,6 bis 12,6 (cal/cm³)^1/2. Wenn der Löslichkeitsparameter SP von dem Vinylharz in einem Bereich von 10,0 bis 12,6 liegt, fällt der Unterschied im Löslichkeitsparameter SP zwischen dem Bindemittelharz und dem Trennmittel in einen optimalen Bereich, und diese Komponenten können auf zufrieden stellende Weise dispergiert werden. Der Löslichkeitsparameter SP kann gemäß einem bekannten Fedors-Verfahren bestimmt werden.
Das Vinylharz B kann ein Homopolymer mit einem Löslichkeitsparameter SP von 10,0 bis 12,6 (cal/cm³)^1/2 sein und ist vorzugsweise ein Copolymer von einem Vinylmonomer 1 mit einem als Homopolymer ausgedrückten Löslichkeitsparameter SP von 11,0 bis 18,0 (cal/cm³)^1/2, bevorzugter 11,0 bis 16,0 (cal/cm³)^1/2, und einem Monomer 2 mit einem als Homopolymer ausgedrückten Löslichkeitsparameter SP von 8,0 bis 11,0 (cal/cm³)^1/2 und bevorzugter von 9,0 bis 10,8 (cal/cm³)^1/2.
Das Vinylmonomer 1 beinhaltet zum Beispiel ungesättigte Nitrilmonomere 1-1 und α,β-ungesättigte Carbonsäuren 1-2.
Beispiele der ungesättigten Nitrilmonomere 1-1 sind Acrylnitril, Methacrylnitril und Cyanostyrol, von welchen Acrylnitril und Methacrylnitril bevorzugt sind. Beispiele von den α,β-ungesättigten Carbonsäuren 1-2 sind ungesättigte Carbonsäuren und Anhydride davon, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure und Anhydride davon; Monoester von ungesättigten Dicarbonsäuren, wie Monomethylmaleat, Monobutylmaleat und Monomethylitaconat, von welchen Acrylsäure, Methacrylsäure und Monoester von ungesättigten Carbonsäuren bevorzugt sind und Acrylsäure, Methacrylsäure und Monoester von Maleinsäure wie Monomethylmaleat und Monobutylmaleat noch bevorzugter sind.
Beispiele von dem Monomer 2 sind Styrolmonomere wie Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Hydroxystyrole, p-Acetoxystyrol, Vinyltoluole, Ethylstyrole, Phenylstyrole und Benzylstyrole; C₁-C₁₈-Alkylester von ungesättigten Carbonsäuren, wie Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat, Vinylester-Monomere wie Vinylacetat; Vinylether-Monomere wie Vinylmethylether; Halogen-haltige Vinylmonomere wie Vinylchlorid; Dienmonomere wie Butadien und Isobutylen; und Kombinationen von diesen Monomeren. Unter diesen bevorzugt sind ein Styrolmonomer allein, ein Alkylester von einer ungesättigten Carbonsäure und Kombinationen von diesen Monomeren, von welchen Styrol allein oder eine Kombination von Styrol und einem Alkylester von Acrylsäure oder Methacrylsäure bevorzugter sind.
Das Vinylharz B hat ein Zahlenmittel-Molekulargewicht von allgemein 1.500 bis 100.000, vorzugsweise 2.500 bis 50.000, und bevorzugter 2.800 bis 20.000, und ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von allgemein 5.000 bis 200.000, vorzugsweise 6.500 bis 100.000 und bevorzugter 7.000 bis 50.000.
Das Vinylharz B hat einen Glasübergangspunkt Tg von allgemein 40°C bis 90°C, vorzugsweise 45°C bis 80°C und bevorzugter 50°C bis 70°C für bessere Lagerstabilität (wenn Tg ≥ 40°C) ist) und bessere Niedrigtemperatur-Bildfixiereigenschaften (wenn Tg ≤ 90°C ist).
Spezifische Beispiele von dem Pfropfpolymer C sind diejenigen, welche die folgenden Polyolefinharze A und die Vinylharze B umfassen.

Oxidiertes Polypropylen A, gepfropft mit einem Styrol-Acrylnitril-Copolymer B
Mischung A von Polyethylen und Polypropylen, gepfropft mit einem Styrol-Acrylnitril-Copolymer B
Ethylen-Propylen-Copolymer A, gepfropft mit einem Styrol-Acrylsäure-Butylacrylat-Copolymer B
Polypropylen A, gepfropft mit einem Styrol-Acrylnitril-Butylacrylat-Monobutylmaleat-Copolymer B
Maleinsäure-modifiziertes Polypropylen A, gepfropft mit einem Styrol-Acrylnitril-Acrylsäure-Butylacrylat-Copolymer B
Maleinsäure-modifiziertes Polypropylen A, gepfropft mit einem Styrol-Acrylnitril-Acrylsäure-2-Ethylhexylacrylat-Copolymer B
Mischung A aus Polyethylen und Maleinsäure-modifiziertem Polypropylen, gepfropft mit einem Acrylnitril-Butylacrylat-Styrol-Monobutylmaleat-Copolymer B.

Das Pfropfpolymer C kann zum Beispiel in der folgenden Weise hergestellt werden. Am Anfang wird ein Wachs, wie ein Polyolefinharz, in einem Lösungsmittel wie Toluol oder Xylol gelöst oder dispergiert, auf 100°C bis 200°C erwärmt und es wird der Pfropfpolymerisation mit einem Vinylmonomer unterworfen, welches tropfenweise mit einem Peroxid-Polymerisationsinitiator wie Benzoylperoxid, di-tert.-Butylperoxid oder tert.-Butylperoxidbenzoat zugesetzt wurde, und das Lösungsmittel wird abdestilliert, um das Pfropfpoylmer C zu ergeben.
Die Menge des Peroxid-Polymerisationsinitiators bei der Pfropfpolymerisation beträgt allgemein von 0,2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, und vorzugsweise 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Reaktanten.
Das sich ergebende Pfropfpolymer C kann ein als ein Ergebnis der Reaktion zwischen den Vinylmonomeren erzeugtes, unumgesetztes Polyolefinharz A oder Vinylharz B beinhalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, dieses Polyolefinharz A und das Vinylharz B aus dem Pfropfpolymer zu entfernen, und ein solches Pfropfpolymer C kann in geeigneter Weise als eine diese Komponenten enthaltende Harzmischung verwendet werden.
Um das Pfropfpolymer C zu bilden, beträgt die Menge von dem Olefinharz A allgemein von 1,0 Gew.-% bis 90 Gew.-%, und vorzugsweise 5 Gew.-% bis 80 Gew.-%, und die Menge von dem Vinylharz B beträgt allgemein von 10 Gew.-% bis 99 Gew.-%, und vorzugsweise 20 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Pfropfpolymers C.
Der Gehalt von dem Pfropfpolymer C (einschließlich nicht umgesetztes Polyolefinharz A und Vinylharz B) in dem Toner beträgt für bessere Trennfähigkeit und bessere Dispergiertheit des Trennmittels, um Filmbildung zu verhindern, vorzugsweise 10 bis 500 Gewichtsteile auf 100 Teile des Trennmittels. Von dem Trennmittel in dem Toner ist vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr, und bevorzugter 90 Gew.-% oder mehr in dem Pfropfpolymer C beinhaltet.
Ladungssteuerungsmittel
Der Toner kann je nach Notwendigkeit ein Ladungssteuerungsmittel beinhalten. Ladungssteuerungsmittel beinhalten bekannte Ladungssteuerungsmittel wie Nigrosinfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, chromhaltige Komplexfarbstoffe, Molybdänsäure-Chelatfarbstoffe, Rhodaminfarbstoffe, Alkoxyamine, quaternäre Ammoniumsalze einschließlich fluorierte quaternäre Ammoniumsalze, Alkylamide, elementaren Phosphor oder seine Verbindungen, elementares Wolfram oder seine Verbindungen, Fluor-haltige aktive Mittel, Metallsalze von Salicylsäure und Metallsalze von Salicylsäurederivaten. Beispiele der Ladungssteuerungsmittel beinhalten kommerziell erhältliche Produkte unter den Handelsnamen BONTRON 03 (Nigrosinfarbstoffe), BONTRON P-51 (quaternäres Ammoniumsalz), BONTRON S-34 (Metall-haltiger Azofarbstoff), BONTRON E-82 (Metallkomplex von Oxynaphthoesäure), BONTRON E-84 (Metallkomplex von Salicylsäure), BONTRON E-89 (Phenol-Kondensationsprodukt), erhältlich von Orient Chemical Industries Co., Ltd.; TP-302 und TP-415 (Molybdänkomplex von einem quaternären Ammoniumsalz) erhältlich von Hodoya Chemical Co., Ltd.); COPY CHARGE PSY VP2038 (quaternäres Ammoniumsalz), COPY BLUE PR (Triphenylmethan-Derivat), COPY CHARGE NEG VP2036 und COPY CHARGE NX VP434 (quaternäres Ammoniumsalz) erhältlich von Hoechst AG; LRA-901 und LR-147 (Borkomplex) erhältlich von Japan Carlit Co., Ltd.); ebenso wie Kupferphthalocyanin-Pigmente, Perylenpigmente, Chinacridonpigmente, Azopigmente und polymere Verbindungen mit einer funktionellen Gruppe wie einer Sulfonsäuregruppe, einer Carboxylgruppe, und einem quaternären Ammoniumsalz.
Die Menge des Ladungssteuerungsmittels ist nicht besonders beschränkt und kann in Abhängigkeit von der Art des Tonerbindemittels, von Additiven, sofern welche wenn nötig verwendet werden, und von dem Verfahren zur Herstellung des Toners, einschließlich des Dispergiervorgangs, eingestellt werden. Seine Menge beträgt vorzugsweise 0,1 Gewichtsteile bis 10 Gewichtsteile, und bevorzugter 0,2 Gewichtsteile bis 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes. Wenn die Menge 10 Gewichtsteile übersteigt, kann der Toner eine übermäßig hohe Aufladung haben, das Ladungssteuerungsmittel kann nicht in ausreichendem Maß seine Rolle spielen, der Entwickler kann eine erhöhte elektrostatische Anziehung zu einer Entwicklungswalze haben, er kann eine verringerte Fluidität haben oder er kann eine verringerte Dichte der Bilder hervorrufen. Dieses Ladungssteuerungsmittel und Trennmittel können mit einer Grundmischung und einer Harzkomponente geschmolzen und geknetet werden, oder sie können den anderen Materialien zugesetzt werden, wenn sie in einem organischen Lösungsmittel gelöst und dispergiert werden.
Externes Additiv
Anorganische feine Teilchen können vorzugsweise als das externe Additiv verwendet werden, um die Fluidität, die Entwicklungseigenschaften und die Aufladbarkeit der Tonerteilchen zu verbessern oder zu verstärken. Die anorganischen feinen Teilchen haben einen Primärteilchen-Durchmesser von vorzugsweise 5 nm bis 2 μm, und bevorzugter 5 nm bis 500 nm, und sie haben eine mit dem BET-Verfahren gemessene spezifische Oberfläche von vorzugsweise 20m²/g bis 500m²/g. Die Menge der anorganischen feinen Teilchen beträgt vorzugsweise 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-% und bevorzugter 0,01 bis 2,0 Gew.-% des Toners. Beispiele von anorganischen feinen Teilchen sind Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Bariumtitanat, Magnesiumtitanat, Calciumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid, Zinnoxid, Quarzsand, Ton, Glimmer, Wollastonit, Kieselgur, Chromoxid, Ceroxid, rotes Eisenoxid, Antimontrioxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxid, Bariumsulfat, Bariumcarbonat, Calciumcarbonat, Siliciumcarbid und Siliciumnitrid.
Andere Beispiele des externen Additivs sind Polymerteilchen, wie Polystyrol, Copolymere von Methacrylestern oder Acrylestern, die aus seifenfreier Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation oder Dispersionspolymerisation hergestellt sind; Siliconharze, Benzoguanaminharze, Nylonharze und andere polykondensierte oder wärmehärtbare Harze.
An diesen externen Additiven wird geeigneter Weise eine Oberflächenbehandlung durchgeführt, um die Hydrophobie zu verbessern, so dass sogar in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit Fluidität und Aufladbarkeit daran gehindert werden, beeinträchtigt zu werden. Geeignete Oberflächenbehandlungsmittel sind zum Beispiel ein Silan-Kupplungsmittel, ein Silylierungsmittel, ein Silan-Kupplungsmittel mit einer Alkylfluoridgruppe, ein organisches Titanat-Kupplungsmittel, ein Aluminium-Kupplungsmittel, ein Siliconöl und ein modifiziertes Siliconöl.
Ein Reinigungsmittel (Reinigungsverbesserer) kann ebenfalls zugesetzt werden, um den nach dem Übertragen auf einem Photoleiter oder einem primären Überträger verbliebenen Entwickler zu entfernen. Geeignete Reinigungsmittel sind zum Beispiel Metallsalze von Stearinsäure und anderen Fettsäuren wie Zinkstearat und Calciumstearat; und zum Beispiel durch seifenfreie Emulsionspolymerisation erzeugte feine Teilchen von Polymethylmethacrylat, feine Teilchen aus Polystyrol und andere feine Polymer-Teilchen. Solche feinen Polymerteilchen haben vorzugsweise eine verhältnismäßig enge Teilchenverteilung und einen Volumenmittel-Teilchendurchmesser von 0,01 μm bis 1 μm.
Tonerherstellung in wässrigem Medium
Wässrige Medien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können Wasser allein oder in Kombination mit einem organischen Lösungsmittel, das mit Wasser mischbar ist, umfassen. Solche mischbaren organischen Lösungsmittel beinhalten, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Alkohole wie Methanol, Isopropanol und Ethylenglycol; Dimethylformamid; Tetrahydrofuran; Cellosolven wie Methylcellosolve; und niedrigere Ketone wie Aceton und Methylethylketon.
Um Tonerteilchen zu erzeugen, wird eine das Isocyanat-haltige Prepolymer (A) enthaltende Dispersion mit dem Amin oder Derivat davon in einem wässrigen Medium reagieren gelassen. Um die das Prepolymer (A) enthaltende Dispersion stabil zu erzeugen, wird zum Beispiel eine Tonermaterial-Zusammensetzung, enthaltend den Harnstoff-modifizierten Polyester (UMPE) oder das Prepolymer (A), durch die Einwirkung von Scherkraft in einem wässrigen Medium dispergiert. Die anderen Tonerkomponenten (auf die hierin nachfolgend als „Tonermaterialien" Bezug genommen wird), wie das farbgebende Mittel, Grundmischung von farbgebendem Mittel, Trennmittel, Ladungssteuerungsmittel und unmodifiziertes Polyesterharz können mit dem Prepolymer (A) während eines Dispergiervorgangs für die Erzeugung einer Dispersion in dem wässrigem Medium gemischt werden. Jedoch ist es bevorzugt, dass diese Tonermaterialien vorderhand miteinander gemischt werden und die sich ergebende Mischung dem wässrigen Medium zugesetzt wird. Die anderen Tonermaterialien, wie das farbgebende Mittel, das Formtrennmittel und das Ladungssteuerungsmittel werden nicht notwendiger Weise während der Erzeugung der Teilchen in dem wässrigen Medium zugesetzt, und sie können den erzeugten Teilchen zugesetzt werden. Zum Beispiel werden kein farbgebendes Mittel enthaltende Teilchen erzeugt, und das farbgebende Mittel wird dann gemäß einem bekannten Anfärbungsverfahren den erzeugten Teilchen zugesetzt.
Das Dispergierverfahren ist nicht besonders beschränkt und beinhaltet bekannte Verfahren wie Scherung bei niedriger Geschwindigkeit, Scherung bei hoher Geschwindigkeit, Dispergieren durch Reibung, mittels Hochdruckdüse und Ultraschallwellen. Damit die dispergierten Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 2 μm bis 20 μm haben, ist das Verfahren mit Hochgeschwindigkeits-Scherung bevorzugt. Wenn eine Dispergiervorrichtung zur Hochgeschwindigkeits-Scherung verwendet wird, ist die Drehzahl nicht spezifisch beschränkt und ist allgemein 1.000 Upm bis etwa 30.000 Upm, und vorzugsweise 5.000 Upm bis 20.000 Upm. Die Dispersionszeit ist nicht spezifisch beschränkt und beträgt in einem Grundmischungs-System allgemein 0,1 Minuten bis 5 Minuten. Die Dispergierung wird bei einer Temperatur von allgemein 20°C 30 bis 60 Minuten lang durchgeführt, um Aggregation des Pigmentes zu verhindern.
Die Menge des wässrigen Mediums beträgt allgemein 50 Gewichtsteile bis 2.000 Gewichtsteile, und bevorzugt 100 Gewichtsteile bis 1.000 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Tonerzusammensetzung, die den Harnstoff-modifizierten Polyester (UMPE) oder das Prepolymer (A) enthält. Wenn die Menge weniger als 50 Gewichtsteile beträgt, kann die Tonerzusammensetzung nicht ausreichend dispergiert werden, und die sich ergebenden Tonerteilchen können nicht den angestrebten Teilchendurchmesser haben. Wenn sie mehr als 2.000 Gewichtsteile ist, ist das nicht kostengünstig. Die Ölphase muss bei diesem Vorgang eine Viskosität von 2.000 mPa·s, wie mit einem Viskosimeter des Typs B bestimmt, haben. Wenn die Viskosität der Ölphase weniger als 2.000 mPa·s beträgt, werden die Pigmentteilchen in der dispergierten Ölphase beweglicher und aggregieren dadurch. Auf diese Weise können in dem Toner die Pigmentteilchen unzureichend dispergiert sein und er kann einen verringerten Wert des elektrischen Volumenwiderstandes haben. Das System sollte sogar nach der Dispergierung des Pigments bei 15°C oder niedriger gehalten werden, um die Aggregation der Pigmentteilchen zu verhindern.
Es kann wenn notwendig ein Dispergiermittel verwendet werden. Für eine schärfere Teilchendurchmesser-Verteilung und stabilere Dispersion wird vorzugsweise ein solches Dispergiermittel verwendet
Feine Polymerteilchen
Die feinen Polymerteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise einen Glasübergangspunkt Tg von 50°C bis 70°C und ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 10 × 10⁴ bis 30 × 10⁴.
Das die feinen Polymerteilchen bildende Harz kann irgendein bekanntes Harz sein, so lange es ein wässrige Dispersion bilden kann, und es kann ein thermoplastisches Harz oder ein wärmehärtbares Harz sein. Beispiele von solchen Harzen sind Vinylharze, Polyurethanharze, Epoxyharze, Polyesterharze, Polyamidharze, Polyimidharze, Siliconharze, phenolische Harze, Melaminharze, Harnstoffharze, Anilinharze, Ionomerharze und Polycarbonatharze. Jedes von diesen Harzen kann allein oder in Kombination verwendet werden. Unter diesen sind Vinylharze, Polyurethanharze, Epoxyharze, Polyesterharze und Mischungen davon bevorzugt, um leicht eine wässrige Dispersion von feinen kugelförmigen Polymerteilchen herzustellen.
Beispiele von den Vinylharzen sind Homopolymere und Copolymere von Vinylmonomeren, wie Styrol-Acrylesterharze, Styrol-Methacrylesterharze, Styrol-Butadien-Copolymere, Acrylsäure-Acrylester-Copolymere, Methacrylsäure-Acrylester-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere Styrol-Acrylsäure-Copolymere und Styrol-Methacrylsäure-Copolymere.
Um das organische Lösungsmittel aus der erhaltenen emulgierten Dispersion zu entfernen, kann die Gesamtmenge davon allmählich erwärmt werden, um das organische Lösungsmittel vollständig zu verdampfen. Die Kugelförmigkeit (Rundheit) der Tonerteilchen kann gesteuert werden, indem das Ausmaß des Rührens der Emulsion vor der Entfernung des organischen Lösungsmittels und der Zeitraum zum Entfernen des organischen Lösungsmittels eingestellt werden. Durch langsames Entfernen des Lösungsmittels haben die Tonerteilchen eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt mit einer Kugelförmigkeit von 0,980 oder mehr. Durch kräftiges Rühren der Emulsion und Entfernung des Lösungsmittels in einer kurzen Zeit haben die Tonerteilchen eine raue oder unregelmäßige Gestalt mit einer Kugelförmigkeit von etwa 0,900 bis 0,960. Noch spezifischer kann die Kugelförmigkeit in einen Bereich von 0,850 bis 0,990 gesteuert werden, indem das Lösungsmittel nach der Emulgierung und der Reaktion entfernt wird, während mit einer hohen Rührenergie bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C in einer Rührkammer gerührt wird. Durch schnelles Entfernen des organischen Lösungsmittels wie Ethylacetat während der Granulierung können gebildete Teilchen Volumenschrumpfung erleiden, um dadurch eine bestimmte Gestalt und eine bestimmte Kugelförmigkeit zu haben. Jedoch sollte das Lösungsmittel innerhalb einer Stunde entfernt werden. Wenn es eine Stunde oder mehr dauert, können die Pigmentteilchen aggregieren, um dadurch den elektrischen Volumenwiderstand zu erniedrigen.
Alternativ kann es durch Sprühen der Emulsion in eine trockene Atmosphäre entfernt werden, wodurch das nicht-wasserlösliche Lösungsmittel in den versprühten Tröpfchen vollständig entfernt wird, um dadurch feine Tonerteilchen zu bilden, während das Wasser-basierte Dispergiermittel durch Verdampfung entfernt wird. Die trockene Atmosphäre, in welche die Emulsion gesprüht wird, beinhaltet zum Beispiel erwärmte Gase wie Luft, Stickstoffgas, Kohlendioxidgas und Verbrennungsgas. Das Gas wird vorzugsweise auf eine Temperatur höher als der Siedepunkt von dem Lösungsmittel mit dem höchsten Siedepunkt erwärmt. Ein gewünschtes Produkt kann durch Kurzzeit-Trocknung unter Verwendung eines Trockners wie eines Sprühtrockners, eines Bandtrockners oder einer Rotationsdarre erhalten werden.
Überdies kann für eine niedrigere Viskosität der Dispersion (Tonerzusammensetzung) ein Lösungsmittel verwendet werden, das den Harnstoffmodifizierten Polyester (UMPE) und/oder das Prepolymer (A) auflösen kann. Das Lösungsmittel ist vorzugsweise flüchtig und hat zur leichteren Entfernung einen Siedepunkt von weniger als 100°C. Solche Lösungsmittel beinhalten, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Toluol, Xylole, Benzol, Tetrachlorkohlenwasserstoff, Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan, Trichlorethylene, Chloroform, Monochlorbenzol, Dichlorethyliden, Methylacetat, Ethylacetat, Methylethylketon und Methylisobutylketon. Jedes dieser Lösungsmittel kann allein oder in Kombination verwendet werden. Unter ihnen sind bevorzugte Lösungsmittel Toluol, Xylol und andere aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenwasserstoff und andere halogenierte Kohlenwasserstoffe. Die Menge der Lösungsmittel beträgt allgemein 0 bis 300 Gewichtsteile, vorzugsweise 0 bis 100 Gewichtsteile und bevorzugter 25 bis 70 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Prepolymers (A). Das Lösungsmittel wird wenn vorhanden durch Erwärmen bei atmosphärischem Druck oder unter vermindertem Druck nach der Verlängerungs- und/oder Vernetzungsreaktion entfernt.
Die Reaktionszeit für Verlängerung und/oder Vernetzung zwischen dem reaktiven modifizierten Polyester (RMPE) und dem Amin (B) als einem Vernetzungsmittel und/oder Verlängerungsmittel wird je nach der Reaktivität, die auf der Kombination der Isocyanatstruktur des Prepolymers (A) und des Amins (B) beruht, in angemessener Weise eingestellt und beträgt allgemein von 10 Minuten bis 40 Stunden und vorzugsweise 2 bis 24 Stunden. Die Reaktionstemperatur ist allgemein 0°C bis 150°C und vorzugsweise 40°C bis 98°C. Wenn nötig kann ein bekannter Katalysator wie Dibutylzinnlaurat und Dioctylzinnlaurat verwendet werden.
Das organische Lösungsmittel kann zum Beispiel aus der hergestellten Emulsion entfernt werden, indem allmählich die Temperatur des gesamten Systems angehoben wird und das organische Lösungsmittel in den Primärteilchen vollständig durch Verdampfung entfernt wird. Alternativ kann es durch Sprühen der Emulsion in eine trockene Atmosphäre entfernt werden, wodurch das nicht-wasserlösliche Lösungsmittel in den Primärteilchen vollständig entfernt wird, um dadurch feine Tonerteilchen zu bilden, während das Wasser-basierte Dispergiermittel durch Verdampfung entfernt wird. Die trockene Atmosphäre, in welche die Emulsion gesprüht wird, beinhaltet zum Beispiel erwärmte Gase wie Luft, Stickstoffgas, Kohlendioxidgas und Verbrennungsgas. Das Gas wird vorzugsweise auf eine Temperatur höher als der Siedepunkt von dem Lösungsmittel mit dem höchsten Siedepunkt erwärmt. Ein gewünschtes Produkt kann durch Kurzzeit-Trocknung unter Verwendung eines Trockners wie eines Sprühtrockners, eines Bandtrockners oder einer Rotationsdarre erhalten werden.
Wenn die Teilchenverteilung der Primärteilchen breit ist und die Einstellung der Teilchenverteilung nicht in den Wasch- und Trocknungsvorgängen durchgeführt wird, können die Teilchen in der Emulsion gesichtet werden.
Die Teilchen können gesichtet werden, indem feine Teilchenfraktionen unter Verwendung eines Zyklons, Dekantierers oder eines Zentrifugalseparators in einer Flüssigkeit entfernt werden. Obwohl die Sichtung an getrockneten Teilchen nach dem Trocknen durchgeführt werden kann, ist es unter dem Gesichtspunkt des Wirkungsgrades des Vorgangs bevorzugter, dass die Sichtung in einer Lösung durchgeführt wird. Die als Ergebnis der Sichtung erhaltenen unregelmäßigen Tonerteilchen und groben Teilchen werden zu dem Knetschritt zurück geschickt, um sie zu recyceln. In diesem Fall können die feinen Teilchen oder groben Teilchen in einem nassen Zustand sein.
Das Dispergiermittel wird vorzugsweise aus der erhaltenen Dispersion entfernt, und bevorzugter zum gleichen Zeitpunkt wie die Sichtung entfernt.
Die getrockneten Pulverteilchen können mit fein verteilten Teilchen von verschiedenen Mitteln, wie einem Trennmittel, einem Ladungssteuerungsmittel, einem Fließfähigkeit verleihenden Mittel und einem farbgebenden Mittel gemischt werden. Durch die Aufbringung von mechanische Stoßkraft auf die Mischung von Teilchen können die fein verteilten Teilchen der unterschiedlichen Mittel fest auf der Oberfläche der Tonerteilchen abgeschieden oder mit den Tonerteilchen auf deren Oberfläche gleichmäßig gemischt werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die an der Oberfläche der Tonerteilchen befestigten Teilchen von unterschiedlichen Mitteln abfallen.
Spezifische Verfahren zum Aufbringen einer Stoßkraft sind zum Beispiel ein Verfahren, bei welchem die Stoßkraft auf die gemischten Teilchen aufgebracht wird, indem ein sich bei hoher Geschwindigkeit drehendes Rührflügelrad verwendet wird, und ein Verfahren, bei welchem die gemischten Teilchen in eine Strömung hoher Geschwindigkeit verbracht werden, um die gemischten Teilchen oder komplexen Teilchen einem Kollisionskurs mit einem geeigneten Prallbrett zu unterwerfen. Beispiele der Vorrichtung dafür beinhalten „Angmill" (erhältlich von Hosokawa Micron Corporation), die modifizierte Mühle vom I-Typ (erhältlich von Nippon Pneumatic MFG, Co., Ltd.) welche verringerten Pulverisierungs-Luftdruck hat, ein Hybridisierungs-System (erhältlich von Nara Machine Corporation), Krypton System (hergestellt von Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), und einen automatischen Mörser.
Träger für Zweikomponenten-Entwickler
Die vorliegende Erfindung stellt einen Zweikomponenten-Entwickler, umfassend einen Träger und einen Toner, bereit. Es kann hierin irgendein bekannter Träger verwendet werden, wie Eisenpulver, Ferritpulver, Nickelpulver und andere magnetische Pulver ebenso wie Glasperlen und Harz-beschichtete Produkte von diesen Teilchen oder Pulvern.
Harzpulver zum Beschichten des Trägers beinhalten zum Beispiel Pulver aus Styrol-Acryl-Copolymeren, Siliconharzen, Maleinsäureharzen, Fluorkohlenwasserstoff-Harzen, Polyesterharzen und Epoxyharzen. Die Styrol-Acryl-Copolymere enthalten vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-% Styrolkomponente. Wenn der Styrolgehalt weniger als 30 Gew.-% beträgt, kann der Entwickler unzureichende Entwicklungseigenschaften haben. Wenn er 90 Gew.-% übersteigt, wird der Beschichtungsfilm übermäßig hart und ist daher anfällig für Abblättern, wodurch die Lebensdauer des Trägers verkürzt wird.
Die Harzbeschichtung des Trägers kann ferner andere Additive wie Haftung verleihende Mittel, Härtungsmittel, Gleitmittel, Leiffähigkeitsmittel und Ladungssteuerungsmittel zusätzlich zu dem Harz umfassen.
Eine bevorzugtere Ausführungsform des Toners wird nachstehend beschrieben werden. Spezifisch hat der Toner der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine elliptisch Gestalt.
Wenn die Gestalt eines Toners unregelmäßig oder zusammen gedrückt ist und der Toner wegen seiner Gestalt eine schlechte Teilchen-Fluidität hat, treten die folgenden Probleme auf. Der Toner lagert sich als ein Ergebnis von unzureichender Reibungsaufladung an dem Hintergrund von Bildern ab. Für einen solchen schlecht gestalteten Toner ist es schwierig, in dem Entwicklungsschritt genau und gleichmäßig an sehr feine latente Punktbilder verbracht zu werden. Daher hat ein solcher Toner eine schlechte Punktwiedergabe. Ferner hat der Toner einen unzureichenden Wirkungsgrad der Übertragung in elektrischen Latentbild-Übertragungssystemen, weil der unregelmäßig gestaltete Toner nur schwer elektrische Kraftlinien aufnehmen kann.
Tonerteilchen, die im wesentlichen kugelförmig sind, haben eine übermäßig hohe Fluidität, sie reagieren übermäßig auf äußere Kraft und dadurch werden sie während Entwicklungs- und Übertragungsvorgängen leicht zu Gebieten außerhalb von Punkten gestreut. Überdies rollen kugelförmige Tonerteilchen leicht in den Raum zwischen einem Photoleiter und einem Reinigungselement und ziehen so Reinigungsversagen nach sich.
Der Toner mit einer elliptischen Form hat eine in richtiger Weise gesteuerte Fluidität, kann glatt durch Reibung aufgeladen werden und vermeidet dadurch Tonerablagerung auf dem Hintergrund von Bildern. Das Tonerbild kann sorgfältig in genauer Übereinstimmung mit feinen latenten Punktbildern entwickelt werden und kann effizient auf zum Beispiel ein Aufzeichnungsmedium übertragen werden, und weist auf diese Weise hervorragende Punktwiedergabe auf. Die stimmige Fluidität des Toners kann auch Streuung der Tonerteilchen während dieser Vorgänge verhindern. Zudem ist der elliptische Toner widerstandsfähiger gegen Reinigungsversagen als ein kugelförmiger Toner, weil die Achse, mit welcher der elliptische Toner rollen kann, beschränkt ist und weniger leicht unter ein Reinigungselement rutscht.
Die elliptischen Tonerteilchen sind vorzugsweise in einer elliptischen Form mit einer Hauptachse r1, einer Nebenachse r2 und einer Dicke r3, bei der das Verhältnis (r2/r1) der Nebenachse zu der Hauptachse r1 etwa 0,5 bis etwa 0,8 ist, und das Verhältnis (r3/r2) der Dicke r3 zu der Nebenachse r2 etwa 0,7 bis etwa 1,0 ist, wie schematisch in 1A, 1B und 1C veranschaulicht wird.
Wenn das Verhältnis (r2/r1) kleiner als etwa 0,5 ist, ist die Reinigungsfähigkeit eines Toners wegen der weniger kugelförmigen Form der Tonerteilchen hoch. Jedoch ist er ungenügend in Punktwiedergabe und Wirkungsgrad der Übertragung, daher können Bilder hoher Qualität nicht erhalten werden.
Wenn das Verhältnis (r2/r1) größer als etwa 0,8 ist, nähert die Form der Tonerteilchen sich der Kugelform und es kann Reinigungsversagen speziell in einer Atmosphäre mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit auftreten. Wenn das Verhältnis (r3/r2) weniger als 0,7 beträgt, ist der Toner flach und kann nicht wirkungsvoll als ein kugelförmiger Toner übertragen werden, obwohl er nicht streut wie bei einem Toner mit einer unregelmäßigen Form. Speziell wenn das Verhältnis (r3/r2) 1,0 ist, wird die Form eines Toners beinahe ein Drehkörper mit der Hauptachse als einer Drehachse. Indem dieser Zahlenwert erfüllt wird, hat der Toner eine Teilchenform, die abweichend von einer unregelmäßigen Form, flachgedrückten Form und Kugelform ist. Dies ist die Form, die alle Eigenschaften aus Reibungs-Aufladbarkeit, Punktwiedergabe, Übertragungseffizienz, Streuverhinderung und Reinigungsfähigkeit erreichen kann.
1A, 1B und 1C zeigen die Beziehung zwischen der Hauptachse, Nebenachse und Dicke des Tonerteilchens. Die mit r1, r2 und r3 gezeigten Längen können mit einem Abtast-Elektronenmikroskop (SEM) beobachtet und gemessen werden, indem Bilder aus verschiedenen Winkeln aufgenommen werden.
Die Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet den Toner der vorliegenden Erfindung und ist so konfiguriert, dass sie die Bildfixierung bei einem Kontaktdruck (Last auf den Walzen, dividiert durch Kontaktfläche) zwischen den beiden Walzen von 1,5 × 10⁵ Pa oder weniger durchführt.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Fixiergerätes in der Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine Fixierwalze 1, eine Andruckwalze 2, einen Metallzylinder 3, eine Versatzverhinderungsschicht 4, eine Heizlampe 5, einen anderen Metallzylinder 6, eine andere Versatzverhinderungsschicht 7, eine andere Heizlampe 8, ein Tonerbild T und ein Substrat (einen Träger) S, wie eine Übertragungsfolie aus Papier.
In einem herkömmlichen Fixiergerät zur Verwendung in einer solchen Bilderzeugungsvorrichtung übersteigt der Kontaktdruck (Last auf den Walzen/Kontaktflache) zwischen den beiden Walzen 1,5 × 10⁵ Pa. Wenn nicht, kann das Bild nicht ausreichend fixiert werden. Dagegen kann der Toner der vorliegenden Erfindung sogar bei niedrigen Temperaturen und auch bei einem niedrigen Kontaktdruck von 1,5 × 10⁵ Pa oder weniger fixiert werden. Indem bei niedrigem Kontaktdruck fixiert wird, wird das Tonerbild auf dem Übertragungsmedium nicht verformt und ergibt so Bildausgabe mit hoher Präzision.
Die Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet den Toner der vorliegenden Erfindung und kann Bildfixiermittel (ein Fixiergerät) enthalten, welches eine Erwärmungsvorrichtung mit einem Heizelement umfasst; eine Folie in Kontakt mit der Erwärmungsvorrichtung; und ein Andruckelement in engem Kontakt mit der Erwärmungsvorrichtung, wobei die Folie dazwischen geschoben ist, und das Bildfixiermittel ist so konfiguriert, dass es ein das unfixierte Tonerbild tragendes Aufzeichnungsmedium zwischen der Folie und dem Andruckelement hindurch laufen lässt, um den Toner zu erwärmen und zu schmelzen, um dadurch das Tonerbild zu fixieren.
Mit Bezug auf 3 ist das Fixiergerät ein SURF-(Surface Rapid Fusing) Fixiergerät, in welchem Fixieren durchgeführt wird, indem eine Fixierfolie 302 gedreht wird. Spezifisch ist die Fixierfolie 302 eine wärmefeste Folie in Form eines Endlosbandes, und die Fixierfolie 302 ist um eine Antriebswalze 304, welche ein tragender Drehkörper der Fixierfolie ist, eine angetriebene Walze 306 und ein Heizelement 308, welches unten und zwischen der Antriebswalze 304 und der angetriebenen Walzen 306 angeordnet ist, herum gespannt.
Die angetriebene Walze 306 wirkt auch als eine Spannerwalze für die Fixierfolie 302. Die Fixierfolie 302 wird in einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn durch die Antriebswalze 304 wie in der Abbildung gezeigt angetrieben, so dass sie sich im Uhrzeigersinn dreht. Die Geschwindigkeit dieser Drehung wird so gesteuert, dass die Fixierfolie 302 sich in einem Spaltbereich L, in welchem die Andruckwalze 310 und die Fixierfolie 302 miteinander in Kontakt gelangen, mit der gleichen Geschwindigkeit wie ein Übertragungsmedium S bewegt.
Die Andruckwalze 310 hat eine Schicht aus einem elastischen Kautschuk mit einer hervorragenden Trennfähigkeit, wie Siliconkautschuk. Die Andruckwalze 310 dreht sich in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn, so dass in Bezug auf den Bereich des Fixierspaltes L ein Kontaktdruck von 4 kg bis 10 kg eingestellt wird.
Die Fixierfolie 302 hat vorzugsweise eine hervorragende Wärmefestigkeit, Trennfähigkeit und Abriebfestigkeit. Ihre Dicke beträgt allgemein 100 μm oder weniger, und vorzugsweise 40 μm oder weniger. Beispiele der Fixierfolie sind eine einschichtige Folie aus wärmebeständigen Harzen wie Polyimid, Polyetherimid, PES (Polyethersulfid) und PFA (Tetrafluorethylen-Perfluoralkylenvinylether-Copolymer), und eine mehrschichtige Folie, umfassend eine Folie mit einer Dicke von 20 μm und eine Trenn-Deckschicht von 10 μm Dicke, gebildet aus Fluorharz wie PTFE (Polytetrafluorethylenharz), dem ein elektrisch leitfähiges Mittel zugesetzt ist, oder eine elastische Schicht, wie Fluorkohlenwasserstoff-Kautschuk oder Siliconkautschuk, die auf derjenigen Seite angeordnet ist, welche in Kontakt mit einem Bild ist.
In 3 enthält das Heizelement 308 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein flaches Substrat 312 und eine Fixier-Erwärmungsvorrichtung 314. Das flache Substrat 312 ist aus einem Material mit hoher Wärmeleiffähigkeit und hohem elektrischem Widerstand, wie Aluminiumoxid, ausgebildet. Auf der Oberfläche des Heizelementes 308, wo die Fixierfolie 302 in Kontakt damit ist, ist die aus einer Widerstands-Heizeinrichtung gebildete Fixier-Erwärmungsvorrichtung 314 so angeordnet, dass die längere Seite de Fixier-Erwärmungsvorrichtung 314 entlang der Bewegungsrichtung der Fixierfolie 302 liegt. Eine derartige Fixier-Erwärmungsvorrichtung 314 ist zum Beispiel mit elektrischem Widerstandsmaterial, wie Ag/Pd, Ta₂N, oder dergleichen, in einem Auskleidungsstreifen oder Bandstreifen siebgedruckt. Außerdem sind zwei Elektroden (nicht gezeigt) an beiden Seiten des Fixierheizers 314 angeordnet, so dass die Widerstands-Heizeinrichtung Wärme erzeugt, wenn zwischen die Elektroden eine Spannung gelegt wird. Ferner ist auf der Seite des flachen Substrates 312 gegenüber dem Fixierheizer 314 ein aus einem Thermistor gebildeter Fixier-Wärmefühler 316 angeordnet.
Thermische Information des flachen Substrates 312 wird von dem Fixier-Wärmefühler 316 ermittelt und zu einer Steuervorrichtung gesendet, so dass die Menge der Elektrizität, welche auf den Fixierheizer 314 aufgebracht wird, gesteuert wird und auf diese Weise die Heizeinrichtung auf eine bestimmte Temperatur geregelt wird.
Die Prozesskartusche der vorliegenden Erfindung verwendet den Toner der vorliegenden Erfindung, hat integral einen Photoleiter und mindestens eine Einheit, ausgewählt aus Aufladungseinheit, Entwicklungseinheit und Reinigungseinheit und ist von einem Hauptkörper einer Bilderzeugungsvorrichtung abnehmbar und daran anbringbar.
4 ist ein schematisches Diagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung mit der Prozesskartusche der vorliegenden Erfindung.
Die Prozesskartusche 10 von 4 beinhaltet einen Photoleiter 11, eine Aufladevorrichtung 12, ein Entwicklungsgerät 13 und eine Reinigungsvorrichtung 14.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der Photoleiter 11 und mindestens eine aus der Aufladungseinheit 12, Entwicklungseinheit 13 und Reinigungseinheit 14 integral eingebracht, um eine Prozesskartusche zu bilden, welche konfiguriert ist, von einem Hauptkörper einer Bilderzeugungsvorrichtung, wie einem Kopiergerät oder Drucker, abnehmbar und daran anbringbar zu sein.
In der mit der Prozesskartusche der vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Bilderzeugungsvorrichtung wird der Photoleiter mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit gedreht. Während des Umdrehungszyklus des Photoleiters lädt die Aufladevorrichtung (das Aufladungsmittel) gleichmäßig den Photoleiter zu einem vorbestimmten positiven oder negativen Potential auf, danach strahlt eine Lichteinstrahlvorrichtung wie Schlitzbelichtung oder abtastende Laserstrahlbelichtung bildmäßig Licht auf den aufgeladenen Photoleiter ein. Auf diese Weise werden nacheinander latente elektrostatische Bilder auf der Umfangsoberfläche des Photoleiters gebildet. Daraufhin entwickelt der Bildentwickler das erzeugte latente elektrostatische Bild mit dem Toner, um ein Tonerbild zu erzeugen, und dann überträgt die Übertragungseinheit nacheinander das Tonerbild auf ein Übertragungsmedium, welches von einer Papierzufuhreinheit bei gleichem Zeitablauf wie die Umdrehung des Photoleiters zwischen den Photoleiter und die Übertragungseinheit zugeführt wird. Das Übertragungsmedium, welches das übertragene Tonerbild trägt, wird von dem Photoleiter getrennt und in eine Fixiervorrichtung eingeführt. Die Fixiervorrichtung fixiert das übertragene Bild auf dem Übertragungsmedium, um eine Reproduktion (Kopie) zu erzeugen, und dann wird die Kopie aus der Vorrichtung heraus gelassen, das heißt, ausgedruckt. Nach der Übertragung des Tonerbildes entfernt eine Reinigungsvorrichtung den auf der Oberfläche des Photoleiters verbliebenen Toner, um die Oberfläche zu reinigen. Dann wird die Ladung des Photoleiters für eine andere Bilderzeugung beseitigt.
Der Photoleiter zur Verwendung in der Bilderzeugungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Photoleiter aus amorphem Silicium.
Photoleiter aus amorphem Silicium
In der vorliegenden Erfindung wird ein Photoleiter aus amorphem Silicium als ein Photoleiter für Elektrophotographie verwendet. Der Photoleiter aus amorphem Silicium (auf den hierin nachfolgend als „ein a-Si-Photoleiter" Bezug genommen wird) hat ein leitfähiges Substrat und eine aus a-Si gebildete photoleitende Schicht. Die photoleitende Schicht wird auf dem Substrat, während es auf 50°C bis 400°C erwärmt wird, durch ein Filmbildungsverfahren wie Vakuum-Abscheidung, Sputtern, Ionenplattieren, thermische CVD (CVD = chemische Dampfabscheidung), optische CVD, Plasma-CVD oder dergleichen erzeugt. Von diesen ist Plasma-CVD das bevorzugte Verfahren, bei dem Rohmaterial-Gas durch Glimmentladung eines direkten Stromes, Hochfrequenz, oder Mikrowellen zersetzt wird, und dann a-Si auf dem Substrat abgeschieden wird, um einen Film aus a-Si zu bilden.
Schichtstruktur
Beispiele der Schichtstruktur des Photoleiters aus amorphem Silicium sind wie folgt. 5A, 5B, 5C und 5D sind schematische Diagramme, welche die Schichtstruktur des Photoleiters aus amorphem Silicium erklären. In Bezug auf 5A hat ein Photoleiter für die Elektrophotographie 500 ein Substrat 501 und eine photoleitende Schicht 502 auf dem Substrat 501. Die photoleitende Schicht 502 ist aus a-Si:H,X gebildet und weist Photoleitfähigkeit auf. In Bezug auf 5B hat ein Photoleiter für die Elektrophotographie 500 ein Substrat 501, auf welchem eine aus a-Si:H,X gebildete photoleitende Schicht 502 und eine Oberflächenschicht 503 aus amorphem Silicium angeordnet sind. In Bezug auf 5C hat ein Photoleiter für die Elektrophotographie 500 ein Substrat 501, und auf dem Substrat 501 eine aus a-Si:H,X gebildete photoleitende Schicht 502, eine Oberflächenschicht 503 aus amorphem Silicium und eine Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht aus amorphem Silicium 504. In Bezug auf 5D hat ein Photoleiter für die Elektrophotographie 500 ein Substrat 501 und eine photoleitende Schicht 502 auf dem Substrat 501. Die photoleitende Schicht 502 umfasst eine aus a-Si:H,X gebildete Ladungserzeugungsschicht 505 und eine Ladungstransportschicht 506. Der Photoleiter für die Elektrophotographie 500 hat ferner eine Oberflächenschicht 503 aus amorphem Silicium auf der photoleitenden Schicht 502.
Substrat
Das Substrat des Photoleiters kann elektrisch leitfähig oder isolierend sein. Beispiele des leitfähigen Substrates beinhalten Metalle wie Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd, Fe und Legierungen davon, wie rostfreier Stahl. Ein isolierendes Substrat, bei welchem mindestens die Oberfläche, die einer photoleitenden Schicht gegenübersteht, behandelt ist, um Leitfähigkeit zu ergeben, kann auch als das Substrat verwendet werden. Beispiele von einem solchen isolierenden Substrat sind ein Film oder eine Folie aus einem synthetischen Harz, wie Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol oder Polyamid, Glas oder Keramik.
Die Form des Substrates kann zylindrisch, eine Platte oder ein Endlosband sein, welches eine glatte oder unregelmäßige Oberfläche hat. Die Dicke davon kann eingestellt werden, um einen vorbestimmten Photoleiter zu erzeugen. In dem Fall, dass von dem Photoleiter Flexibilität verlangt wird, kann das Substrat innerhalb von Bereichen des wirksamen Funktionierens als ein Substrat so dünn wie möglich sein. Die Dicke des Substrates ist unter den Gesichtspunkten von zum Beispiel Herstellung, Handhabung und mechanischer Festigkeit allgemein 10 μm oder mehr.
Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht
In dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Photoleiter ist es wirkungsvoll, zwischen dem leitfähigen Substrat und der photoleitenden Schicht eine Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht anzuordnen (5C). Die Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht verhindert eine Ladungsinjektion von dem leitfähigen Substrat. Die Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht hat eine Polaritätsabhängigkeit. Das heißt, wenn Ladungen einer spezifischen Polarität auf eine freie Oberfläche des Photoleiters aufgebracht werden, dient die Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht dazu, eine Strominjektion aus dem leitfähigen Substrat in die photoleitende Schicht zu verhindern, und wenn Ladungen mit entgegen gesetzter Polarität aufgebracht werden, funktioniert die Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht nicht. Um eine solche Funktion zu erreichen, enthält die Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht, verglichen mit der photoleitenden Schicht, verhältnismäßig größere Mengen von Atomen, welche die Leitfähigkeit steuern.
Die Dicke der Ladungsinjektions-Verhinderungsschicht ist vorzugsweise etwa 0,1 μm bis etwa 5 μm, bevorzugter 0,3 μm bis 4 μm, und noch bevorzugter 0,5 μm bis 3 μm, um gewünschte elektrophotographische Eigenschaften und bessere Wirtschaftlichkeit zu erreichen.
Photoleitende Schicht
Die photoleitende Schicht kann je nach Notwendigkeit über dem Substrat 501 angeordnet sein. Die Dicke der photoleitenden Schicht ist nicht besonders beschränkt, so lange wie gewünschte elektrophotographische Eigenschaften und hohe Kostengünstigkeit erreicht werden. Die Dicke davon beträgt vorzugsweise etwa 1 μm bis etwa 100 μm, bevorzugter 20 μm bis 50 μm und noch bevorzugter 23 μm bis 45 μm.
Ladungstransportschicht
Die Ladungstransportschicht dient, wenn die photoleitende Schicht hinsichtlich ihrer Funktionen in mehrere Schichten getrennt ist, hauptsächlich dazu, Ströme zu transportieren. Die Ladungstransportschicht enthält mindestens Siliciumatome, Kohlenstoffatome und Fluoratome als ihre wesentlichen Komponenten. Wenn erforderlich, kann die Ladungstransportschicht ferner Wasserstoffatome und Sauerstoffatome enthalten, so dass die Ladungstransportschicht aus a-SiC(H,F,O) gebildet wird. Eine solche Ladungstransportschicht weist wünschenswerte Photoleitfähigkeit, speziell Ladungsbehaltungsfähigkeit, Ladungserzeugungsfähigkeit und Ladungstransportfähigkeit auf. Es ist besonders bevorzugt, dass die Ladungstransportschicht ein Sauerstoffatom enthält.
Die Dicke der Ladungstransportschicht wird in geeigneter Weise eingestellt, so dass sich eine wünschenswerte elektrophotographische Eigenschaft und Kostengünstigkeit ergibt. Die Dicke davon ist vorzugsweise etwa 5 μm bis etwa 50 μm, bevorzugter 10 μm bis 40 μm und am bevorzugtesten 20 μm bis 30 μm.
Ladungserzeugungsschicht
Wenn die photoleitende Schicht hinsichtlich ihrer Funktionen in mehrere Schichten getrennt ist, dient die Ladungserzeugungsschicht hauptsächlich dazu, Ladungen zu erzeugen. Die Ladungserzeugungsschicht enthält mindestens Siliciumatome als eine wesentliche Komponente und enthält im Wesentlichen keine Kohlenstoffatome. Wenn erforderlich, kann die Ladungserzeugungsschicht ferner Wasserstoffatome enthalten, so dass die Ladungserzeugungsschicht aus a-Si:H gebildet wird. Eine solche Ladungserzeugungsschicht weist eine wünschenswerte Photoleitfähigkeit, speziell Ladungserzeugungsfähigkeit und Ladungstransportfähigkeit auf.
Die Dicke der Ladungserzeugungsschicht wird in geeigneter Weise eingestellt, so dass eine wünschenswerte elektrophotographische Eigenschaft und Kostengünstigkeit erhalten wird. Ihre Dicke beträgt vorzugsweise etwa 0,5 μm bis etwa 15 μm, bevorzugter 1 μm bis 10 μm und am bevorzugtesten 1 μm bis 5 μm.
Oberflächenschicht
Der Photoleiter aus amorphem Silicium zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Oberflächenschicht enthalten, welche auf der wie vorstehend erwähnt erzeugten, photoleitenden Schicht auf dem Substrat angeordnet ist. Die Oberflächenschicht ist vorzugsweise eine Schicht aus amorphem Silicium. Die Oberflächenschicht hat eine freie Oberfläche, so dass wünschenswerte Eigenschaften wie Feuchtigkeitsbeständigkeit, Benutzbarkeit bei fortlaufender wiederholter Verwendung, Elektrofestigkeit, Stabilität in der Betriebsumgebung und Haltbarkeit vorhanden sind.
Die Dicke der Oberflächenschicht beträgt allgemein etwa 0,01 μm bis etwa 3 μm, bevorzugter 0,05 μm bis 2 μm und noch bevorzugter 0,1 μm bis 1 μm. Wenn ihre Dicke weniger als etwa 0,01 μm beträgt, wird die Oberflächenschicht während der Verwendung des Photoleiters weg gerieben. Wenn sie etwa 3 μm übersteigt, werden die elektrophotographischen Eigenschaft beeinträchtigt, wie durch einen Anstieg der Restladung.
Die Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dazu konfiguriert, ein Wechselfeld anzulegen, wenn ein latentes elektrostatisches Bild auf dem Photoleiter entwickelt wird.
In einem in 6 gezeigten Entwicklungsgerät 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform legt eine Stromversorgung 22 eine Vibrations-Vorspannung als Entwicklungs-Vorspannung, in welcher eine Gleichspannungsstrom und eine Wechselspannung überlagert sind, während der Entwicklung an eine Entwicklungsmanschette 21 an. Das Potential des Hintergrundgebietes und das Potential des Bildgebietes befinden sich zwischen dem Maximum und dem Minimum des Vibrations-Vorspannungspotentials. Dieses erzeugt ein Wechselfeld, in dem sich die Richtungen abwechselnd verändern, in dem Entwicklungsgebiet 23. Ein Toner und ein Träger in dem Entwickler werden in diesem Wechselfeld intensiv in Schwingung versetzt, so dass der Toner die elektrostatische Anziehungskraft aus der Entwicklungsmanschette 21 und dem Träger überwindet und auf die Photoleiter-Trommel 24 überspringt. Der Toner wird dann gemäß einem darauf befindlichen latenten elektrostatischen Bild auf dem Photoleiter 24 befestigt.
Der Unterschied zwischen dem Maximum und dem Minimum der Vibrations-Vorspannung (Spitze-Spitze-Spannung) beträgt vorzugsweise 0,5 kV bis 5 kV, und die Frequenz ist vorzugsweise 1 kHz bis 10 kHz. Die Wellenform der Vibrations-Vorspannung kann eine Rechteckwelle, eine Sinuswelle oder eine Dreieckwelle sein. Die Gleichspannung der Vibrations-Vorspannung liegt in einem Bereich zwischen dem Potential im Hintergrund und dem Potential im Bildgebiet, wie vorstehend erwähnt, und wird unter Gesichtspunkten der Verhinderung von Tonerablagerung auf dem Hintergrund vorzugsweise näher an dem Potential im Hintergrund eingestellt.
Wenn die Vibrations-Vorspannung eine Rechteckwelle ist, ist es bevorzugt, dass das Einschaltverhältnis 50 % oder weniger beträgt. Das Einschaltverhältnis ist der Anteil der Zeit während eines Zyklus der Vibrations-Vorspannung, in welcher der Toner auf den Photoleiter überspringt. Auf diese Weise wird der Unterschied zwischen dem Spitzenzeitwert, während dem der Toner auf den Photoleiter überspringt, und dem Zeitmittel der Vorspannung sehr groß. In Folge dessen wird die Bewegung des Toners weiter aktiviert, daher wird der Toner genau auf die Potentialverteilung des latenten elektrostatischen Bildes angezogen. Demgemäß wird grobe Ablagerung verringert und die Bildauflösung kann verbessert werden. Überdies kann der Unterschied zwischen dem Spitzenwert, während dem der Träger, welcher eine derjenigen des Toners entgegen gesetzte Strompolarität aufweist, auf den Photoleiter überspringt, und dem Zeitmittel der Vorspannung verringert werden. In Folge dessen kann die Bewegung des Trägers beschränkt werden, und die Möglichkeit der Ablagerung von Träger auf dem Hintergrund wird stark verringert.
Die Aufladevorrichtung (elektrostatische Aufladevorrichtung) zur Verwendung in der Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Kontakt-Aufladevorrichtung. Eine solche Aufladevorrichtung enthält ein elektrostatisches Aufladungselement, und das elektrostatische Aufladungselement wird mit dem Photoleiter als einem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild in Kontakt gebracht und es legt Spannung an, so dass der Photoleiter geladen wird.
Walzen-Aufladevorrichtung
8A ist ein schematisches Diagramm eines Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung, die mit einer Kontakt-Aufladevorrichtung ausgerüstet ist. Der als ein Bildträgerelement aufzuladende Photoleiter 802 wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (der Prozessgeschwindigkeit) in der Richtung des in der Abbildung gezeigten Pfeils gedreht. Die Aufladungswalze 804, welche in Kontakt mit dem Photoleiter 802 gebracht wird, enthält einen Kernstab 806 und eine leitfähige, auf dem Kernstab 806 in Form eines konzentrischen Kreises ausgebildete Kautschukschicht 808. Die beiden Anschlüsse des Kernstabs 806 werden mit Lagerblöcken (nicht gezeigt) gelagert, so dass die Aufladungswalze 804 sich frei drehen kann, und die Aufladungswalze 804 wird mit einem vorbestimmten Druck durch ein Andruckelement (nicht gezeigt) auf den Photoleiter 802 gedrückt. Die Aufladungswalze 804 in dieser Abbildung dreht sich daher entlang der Drehung des Photoleiters 11. Die Aufladungswalze 804 wird allgemein mit einem Durchmesser von 16 mm ausgebildet, wobei ein Kernstab 28 mit einem Durchmesser von 9 mm mit einer Kautschukschicht 29 beschichtet ist, die einen gemäßigten Widerstand von ungefähr 100.000 Ω·cm aufweist.
Die in der Abbildung gezeigte Stromversorgung 810 ist elektrisch mit dem Kernstab verbunden, und von der Stromversorgung wird eine vorbestimmte Vorspannung an den Kernstab angelegt. Auf diese Weise wird die Oberfläche des Photoleiters gleichmäßig mit einer vorbestimmten Polarität und einem vorbestimmten Potential aufgeladen.
Als eine Aufladevorrichtung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist die Form davon nicht spezifisch beschränkt, und kann außer einer Walze eine magnetische Bürste oder eine Pelzbürste sein. Sie kann gemäß der Spezifikation oder Konfiguration der Bilderzeugungsvorrichtung in geeigneter Weise ausgewählt werden. Wenn eine magnetische Bürste als eine Aufladevorrichtung verwendet wird, enthält die magnetische Bürste eine aus unterschiedlichen Ferritteilchen, wie Zn-Cu-Ferrit, gebildete elektrostatische Aufladevorrichtung, eine nicht-magnetische leitfähige Manschette, um die elektrostatische Aufladevorrichtung zu lagern, und eine in der nicht-magnetischen leitfähigen Manschette enthaltene magnetische Walze. Wenn eine Pelzbürste als eine Aufladevorrichtung verwendet wird, ist ein Material für die Bürste zum Beispiel ein Pelz, der durch Behandlung mit zum Beispiel Kohlenstoff, Kupfersulfid, einem Metall oder einem Metalloxid leitfähig wird, und der Pelz ist um einen Stab aus einem Metall- oder anderen Kern, welcher durch Behandlung leitfähig wird, gewickelt oder daran befestigt.
Pelzbürsten-Aufladevorrichtung
8B ist ein schematisches Diagramm eines anderen Beispiels der Bilderzeugungsvorrichtung, die mit einer Kontakt-Aufladevorrichtung ausgerüstet ist. Der Photoleiter 802 als ein aufzuladender Gegenstand und als ein Bildträgerelement wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (der Prozessgeschwindigkeit) in der Richtung des in der Abbildung gezeigten Pfeils gedreht. Die Bürstenwalze 812, die eine Pelzbürste hat, wird mit einer vorbestimmten Spaltbreite und einem hinsichtlich der Elastizität des Bürstenteils 814 vorbestimmten Druck in Kontakt mit dem Photoleiter 802 gebracht.
Die Pelzbürstenwalze 812 als die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kontakt-Aufladevorrichtung hat einen Außendurchmesser von 14 mm und eine Spannweite von 250 mm. Bei dieser Pelzbürste ist ein Band mit einem Stapel aus leitfähiger Reyonfaser REC-B (Handelsname, erhältlich von Unitika Ltd.) als ein Bürstenteil 814 spiralförmig um einen Metallkernstab 806 mit einem Durchmesser von 6 mm gewickelt, der ebenfalls als Elektrode dient. Die Bürste des Bürstenteils 814 ist aus Filament mit 300 Denier/50 und hat eine Dichte von 155 Fasern auf 1 Quadratmillimeter. Diese Bürstenwalze wird unter Drehung in einer bestimmten Richtung einmal in ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 12 mm eingeführt und wird so eingesetzt, dass sie mit dem Rohr die gleiche Achse teilt. Danach wird die Bürstenwalze in dem Rohr in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur stehen gelassen, um die Fasern des Pelzes zu krümmen.
Der elektrische Widerstand der Pelzbürstenwalze ist 1 × 10⁵ Ω bei einer angelegten Spannung von 100V. Der Widerstand wird aus dem Strom berechnet, der erhalten wird, wenn die Pelzbürstenwalze mit einer Metalltrommel mit einem Durchmesser von 30 mm mit einer Spaltbreite von 3 mm kontaktiert wird und eine Spannung von 100 V daran gelegt wird.
Der Widerstand der Pelzbürstenwalze sollte 10⁴ Ω oder mehr sein, um Bildunvollständigkeit zu vermeiden, die durch eine unvollständige Aufladung an der Aufladungs-Spaltstelle verursacht wird, wenn es sich ergibt, dass der aufzuladende Photoleiter elektrische Defekte wegen niedriger elektrischer Widerstandsfähigkeit, wie Nadelstichlöcher, darauf aufweist und daher ein übermäßiger Verluststrom in die Defektstellen fließt. Außerdem sollte er 10⁷ Ω oder weniger sein, um die Oberfläche des Photoleiters ausreichend aufzuladen.
Beispiele des Materials des Pelzes beinhalten zusätzlich zu REC-B (Handelsname, erhältlich von Unitika Ltd.) REC-C, REC-M1, REC-M10 (Handelsnamen, erhältlich von Unitika Ltd.), SA-7 (Handelsname, erhältlich von Toray Industries, Inc.), Thunderon (Handelsname, erhältlich von Nihon Sanmo Dyeing Co., Ltd.), Beltron (Handelsname, erhältlich von Kanebo Gohsen, Ltd.), Kuracarbo, bei dem Kohlenstoff in Reyon dispergiert ist (Handelsname, erhältlich von Kuraray Co., Ltd.) und Royal (Handelsname, erhältlich von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.). Die Bürste hat vorzugsweise 3 bis 10 Denier pro Faser, 10 bis 100 Filamente pro Bündel und 80 bis 600 Fasern pro Quadratmillimeter. Die Länge des Pelzes ist vorzugsweise 1 bis 10 mm.
Die Pelzbürstenwalze wird in der umgekehrten (Gegen)-Richtung zu der Drehrichtung des Photoleiters mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit gedreht, und kommt mit einer Geschwindigkeitsdifferenz in Kontakt mit dem Photoleiter. Die Stromversorgung legt eine vorbestimmte Aufladespannung an die Pelzbürstenwalze an, so dass die Oberfläche des Photoleiters gleichmäßig mit einer vorbestimmten Polarität und einem vorbestimmten Potential aufgeladen wird. Bei der Kontaktaufladung des Photoleiters durch die Pelzbürstenwalze der vorliegenden Ausführungsform werden Ladungen hauptsächlich direkt injiziert und die Oberfläche des Photoleiters wird auf eine im Wesentlichen gleiche Spannung wie die an die Pelzbürstenwalze angelegte Aufladungsspannung aufgeladen.
Die elektrostatische Aufladevorrichtung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist nicht spezifisch beschränkt in ihrer Form und kann zum Beispiel eine Aufladungswalze oder ein magnetischer Pelzflor sein, ebenso wie eine Pelzflorwalze. Die Gestalt kann je nach der Spezifikation und Konfiguration der Bilderzeugungsvorrichtung ausgewählt sein. Wenn eine Aufladungswalze verwendet wird, umfasst sie allgemein einen Kernstab und eine auf den Kernstab beschichtete Kautschukschicht von gemäßigtem Widerstand von etwa 100.000 Ω·cm. Wenn ein magnetischer Pelzflor verwendet wird, umfasst er allgemein zum Beispiel Teilchen aus Ferrit wie Zn-Cu-Ferrit als ein elektrostatisches Aufladungselement, eine die Ferritteilchen tragende nicht-magnetische leitfähige Hülse, und eine in der leitfähigen Hülse beinhaltete magnetische Walze.
Magnetbürsten-Aufladevorrichtung
8B ist ein schematisches Diagramm von noch einem anderen Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit einer Kontakt-Aufladevorrichtung ausgerüstet ist. Diese Abbildung kann auch zur Veranschaulichung einer eine Magnetbürsten-Aufladevorrichtung verwendenden Ausführungsform verwendet werden. Der Photoleiter 802 als ein aufzuladender Gegenstand und als Bildträgerelement wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (der Prozessgeschwindigkeit) in der Richtung des in der Abbildung gezeigten Pfeils gedreht. Die Bürstenwalze 812, die eine magnetische Bürste hat, wird mit einer vorbestimmten Spaltbreite und einem hinsichtlich der Elastizität des Bürstenteils 814 vorbestimmten Druck in Kontakt mit dem Photoleiter 802 gebracht.
Die magnetische Bürste 812 als eine Kontakt-Aufladevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird aus magnetischen Teilchen gebildet. In den magnetischen Teilchen werden Zn-Cu Ferritteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 25 μm und Zn-Cu Ferritteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 10 μm in einem Verhältnis von 1/0,05 gemischt, so dass Ferritteilchen mit Peaks bei jedem durchschnittlichen Teilchendurchmesser und einem gesamten mittleren Teilchendurchmesser von 25 μm erzeugt werden. Die Ferritteilchen werden mit einer Harzschicht mit einem mäßigen Widerstand beschichtet, um die magnetischen Teilchen zu erzeugen. Die Kontakt-Aufladevorrichtung dieser Ausführungsform wird aus den vorstehend erwähnten beschichteten magnetischen Teilchen, einer nicht-magnetischen leitfähigen Hülse, welche die beschichteten magnetischen Teilchen trägt, und einer Magnetwalze, die in der nicht magnetische leitfähige Hülse beinhaltet ist, gebildet. Die beschichteten magnetischen Teilchen sind auf der Hülse mit der Dicke von 1 mm angeordnet, um einen Aufladungsspalt von 5 mm mit dem Photoleiter zu bilden. Der Spalt zwischen der nicht-magnetischen leitfähigen Manschette und dem Photoleiter wird auf ungefähr 500 μm eingestellt. Die magnetische Walze wird so gedreht, dass die nicht-magnetische leitfähige Hülse einer Drehung mit der zweifachen Geschwindigkeit im Verhältnis zu der Umfangsgeschwindigkeit der Oberfläche des Photoleiters und in der Gegenrichtung zu dem Photoleiter unterworfen ist. Daher ist die magnetische Bürste gleichmäßig in Kontakt mit dem Photoleiter.
Als eine Aufladevorrichtung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist deren Form nicht spezifisch beschränkt und kann zum Beispiel außer einer Magnetbürste eine Aufladungswalze oder eine Pelzbürste sein. Die Gestalt kann je nach der Spezifikation und Konfiguration der Bilderzeugungsvorrichtung ausgewählt sein. Wenn eine Aufladungswalze verwendet wird, umfasst sie allgemein einen Kernstab und eine auf den Kernstab beschichtete Kautschukschicht von gemäßigtem Widerstand von etwa 100.000 Ω·cm. Wenn eine Pelzbürste als eine Aufladevorrichtung verwendet wird, so ist ein Material für die Pelzbürste zum Beispiel ein Pelz, der durch Behandlung mit zum Beispiel Kohlenstoff, Kupfersulfid, einem Metall oder Metalloxid leitfähig wird, und der Pelz ist auf einem Stab mit einem Kern aus Metall oder einem anderen Material aufgewickelt oder angebracht, welcher durch die Behandlung leitfähig wird.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf mehrere Beispiele und Vergleichsbeispiele nachstehend in weiteren Einzelheiten veranschaulicht werden, die niemals dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Alle Worte „Teil" oder „Teile" wie nachstehend verwendet sind in Gewicht, wenn nicht anderweitig vermerkt. In den folgenden Beispielen verwendete Toner werden in Tabelle 1 gezeigt.
Herstellungsbeispiel 1: Herstellung von Pfropfpolymer
In einen mit einem Thermometer und einem Rührer ausgerüsteten Autoklavreaktor wurden 450 Teile Xylol und 150 Teile von einem Niedrigmolekulargewichts-Polyethylen Sanwax LEL 400 (Handelsname, erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.; Erweichungspunkt: 128°C) als ein Wachs verbracht und gehörig aufgelöst. Nach Ersetzen der inneren Atmosphäre durch Stickstoffgas wurde eine Mischung aus 594 Teilen Styrol, 255 Teilen Methylmethacrylat, 34,3 Teilen Di-tert.- Butylperoxyhexahydroterephthalat und 120 Teilen Xylol bei 155°C tropfenweise während 2 Stunden zur Polymerisation zugesetzt, und die Mischung wurde eine weitere Stunde lang bei 155°C gehalten. Dann wurde das Lösungsmittel entfernt, um Pfropfpolymer W-1 mit einem Zahlenmittel-Molekulargewicht von 3.300, einem Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 12.000, einer Glasübergangstemperatur Tg von 62,5°C und einem Löslichkeitsparameter SP von einem Vinylharz von 10,4 (cal/cm³)^1/2 zu ergeben.
Herstellungsbeispiel 2: Herstellung von Pfropfpolymer
In einen mit einem Thermometer und einem Rühren ausgerüsteten Autoklavreaktor wurden 400 Teile Xylol und 150 Teile von einem Niedrigmolekulargewichts-Polypropylen Viscol 440P (Handelsname, erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.; Erweichungspunkt: 153°C) verbracht und gehörig gelöst. Nach Ersetzen der inneren Atmosphäre durch Stickstoffgas wurde eine Mischung aus 665 Teilen Styrol, 185 Teilen Butylacrylat, 8,5 Teilen Di-tert.-Butylperoxyhexahydroterephthalat und 120 Teilen Xylol bei 160°C tropfenweise während 2 Stunden zur Polymerisation zugesetzt, und die Mischung wurde eine weitere Stunde lang bei 155°C gehalten. Dann wurde das Lösungsmittel entfernt, um Pfropfpolymer W-2 mit einem Zahlenmittel-Molekulargewicht von 8.300, einem Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 22.900, einer Glasübergangstemperatur Tg von 60,5°C und einem Löslichkeitsparameter SP von einem Vinylharz von 10,4 (cal/cm³)^1/ ² zu ergeben.
Herstellungsbeispiel 3: Herstellung von Pfropfpolymer
In einen mit einem Thermometer und einem Rührer ausgerüsteten Autoklavreaktor wurden 450 Teile Xylol und 200 Teile von einem Niedrigmolekulargewichts-Polypropylen Viscol 440P (Handelsname, erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.; Erweichungspunkt: 153°C) verbracht und gehörig gelöst. Nach Ersetzen der inneren Atmosphäre durch Stickstoffgas wurde eine Mischung aus 200 Teilen Styrol, 600 Teilen Methylmethacrylat, 32,3 Teilen Di-tert.-Butylperoxyhexahydroterephthalat und 120 Teilen Xylol bei 150°C tropfenweise während 2 Stunden zur Polymerisation zugesetzt, und die Mischung wurde eine weitere Stunde lang bei 160°C gehalten.
Dann wurde das Lösungsmittel entfernt, um Pfropfpolymer W-3 mit einem Zahlenmittel-Molekulargewicht von 3.200, einem Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 17.000, einer Glasübergangstemperatur Tg von 55,3°C und einem Löslichkeitsparameter SP von einem Vinylharz von 10,1 (cal/cm³)^1/2 zu ergeben.
Herstellungsbeispiel 4: Herstellung von Pfropfpolymer
In einen mit einem Thermometer und einem Rührer ausgerüsteten Autoklavreaktor wurden 480 Teile Xylol und 100 Teile von einem Niedrigmolekulargewichts-Polypropylen Viscol 151P (Handelsname, erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.; Erweichungspunkt: 108°C) verbracht und gehörig gelöst. Nach Ersetzen der inneren Atmosphäre durch Stickstoffgas wurde eine Mischung aus 755 Teilen Styrol, 100 Teilen Acrylnitril, 45 Teilen Butylacrylat, 21 Teilen Acrylsäure, 36 Teilen Di-tert.-Butylperoxyhexahydroterephthalat und 100 Teilen Xylol bei 170°C tropfenweise während 3 Stunden zur Polymerisation zugesetzt, und die Mischung wurde eine weitere halbe Stunde lang bei 170°C gehalten. Dann wurde das Lösungsmittel entfernt, um Pfropfpolymer W-4 mit einem Zahlenmittel-Molekulargewicht von 3.300, einem Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 18.000, einer Glasübergangstemperatur Tg von 65,0°C und einem Löslichkeitsparameter SP von einem Vinylharz von 11,0 (cal/cm³)^1/2 zu ergeben.
Herstellungsbeispiel 5: Herstellung von Vinylharz
In einen mit einem Thermometer und einem Rührer ausgerüsteten Autoklavreaktor wurden 450 Teile Xylol verbracht. Nach Ersetzen der inneren Atmosphäre durch Stickstoffgas wurde eine Mischung aus 700 Teilen Styrol, 300 Teilen Methylmethacrylat, 34.3 Teilen Di-tert.-Butylperoxyhexahydroterephthalat und 120 Teilen Xylol bei 155°C tropfenweise während 3 Stunden zur Polymerisation zugesetzt, und die Mischung wurde eine weitere Stunde lang bei 155°C gehalten. Dann wurde das Lösungsmittel entfernt, um ein Vinylharz B-1 mit einem Zahlenmittel-Molekulargewicht von 3.500, einem Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 9.100 und einer Glasübergangstemperatur Tg von 68,8°C zu ergeben.
Herstellungsbeispiel 6: Herstellung von feinen Polymerteilchen als Emulsion von organischen feinen Teilchen.
683 Teile Wasser, 11 Teile des Natriumsalzes des Schwefelsäureesters von Methacrylsäure-Ethylenoxidaddukt ELEMINOL RS-30, (Handelsname, erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.), 73 Teile Styrol, 83 Teile Methacrylsäure, 130 Teile Butylacrylat und 1 Teil Ammoniumpersulfat wurden in einen mit einem Rührstab und einem Thermometer ausgerüsteten Reaktor verbracht und die Mischung wurde 15 Minuten lang bei 400 Upm gerührt, um eine weiße Emulsion zu ergeben. Die Emulsion wurde auf eine innere Temperatur von 75°C erwärmt, gefolgt von 5 Stunden langer Umsetzung. Die Reaktionsmischung wurde weiter mit 30 Teilen einer wässrigen 1%igen Lösung von Ammoniumpersulfat behandelt, 5 Stunden lang bei 75°C gealtert und ergab dadurch eine wässrige Dispersion [Dispersion von feinen Teilchen 1] eines Vinylharzes (ein Copolymer aus Styrol-Methacrylsäure-Butylacrylat-Natriumsalz des Schwefelsäureesters von Methacrylsäure-Ethylenoxidaddukt). Die Dispersion von feinen Teilchen 1 hatte einen Volumenmittel-Teilchendurchmesser von 80 nm, gemessen mit der Laserbeugungs-Streuungs-Größenverteilungs-Analysiervorrichtung LA-920 (Handelsname, erhältlich von Horiba Ltd., Japan). Ein Teil der Dispersion von feinen Teilchen 1 wurde getrocknet, um eine Harzkomponente zu isolieren. Die Harzkomponente hatte eine Tg von 59°C und ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 15 × 10⁴.
Herstellungsbeispiel 7: Herstellung der wässrigen Phase
Die wässrige Phase 1 wurde als eine undurchsichtige weiße Flüssigkeit hergestellt, indem 990 Teile Wasser, 83 Teile der Dispersion von feinen Teilchen 1, 37 Teile einer 48,5%igen wässrigen Lösung von Natriumdodecylphenyletherdisulfonsäure ELEMINOL MON-7(Handelsname, erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japan) und 90 Teile Ethylacetat zusammen gemischt und gerührt wurden.
Herstellungsbeispiel 8: Herstellung eines unmodifizierten Polyesters
770 Teile bimolares Bisphenol A-Ethylenoxid-Addukt und 220 Teile Terephthalsäure wurden in einen Reaktor verbracht, der mit einem Kondensor, einem Rührer und einem Stickstoff-Einlassrohr ausgerüstet war. Die Mischung wurde bei normalem atmosphärischem Druck bei 210°C 10 Stunden lang polykondensiert und bei einem vermindertem Druck von 10 bis 15 mm Hg 5 Stunden lang weiter umgesetzt. Nach Abkühlung auf 160°C wurde die Reaktionsmischung weiter 2 Stunden lang mit 18 Teilen Phthalsäureanhydrid behandelt und ergab dadurch einen unmodifizierten Polyester 1 (PE1)
Der unmodifizierte Polyester 1 (PE1) hatte eine Tg von 47°C, ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 28.000, ein Peak-Molekulargewicht von 3.500, und eine Säurezahl von 15,3.
Herstellungsbeispiel 9: Herstellung von Prepolymer
660 Teile bimolares Bisphenol A-Ethylenoxid-Addukt, 274 Teile Isophthalsäure, 15 Teile Trimellitsäureanhydrid und 2 Teile Dibutylzinnoxid wurden in einen Reaktor verbracht, der mit einem Kondensor, einem Rührer und einem Stickstoff-Einlassrohr ausgerüstet war. Die Mischung wurde bei normalem atmosphärischem Druck bei 230°C 8 Stunden lang und ferner unter einem vermindertem Druck von 10 bis 15 mm Hg 5 Stunden lang unter Entwässerung umgesetzt. Nach Abkühlung auf 160°C wurde die Reaktionsmischung 2 Stunden lang mit 32 Teilen Phthalsäureanhydrid weiter behandelt. Nach Abkühlung auf 80°C wurde die Reaktionsmischung weiter 2 Stunden lang mit 155 Teilen Isophorondiisocyanat in Ethylacetat behandelt, um ein Isocyanat-haltiges Prepolymer zu ergeben.
Herstellungsbeispiel 10: Herstellung einer Ketimin-Verbindung
30 Teile Isophorondiamin und 70 Teile Methylethylketon wurden in einen mit einem Rührstab und einem Thermometer ausgerüsteten Reaktor verbracht, gefolgt von 5 Stunden lang Umsetzung bei 50°C, um die Ketiminverbindung 1 zu ergeben.
Herstellungsbeispiel 11: Herstellung einer Grundmischung
Eine Gesamtmenge von 1200 Teilen Wasser, 540 Teilen Ruß Printex 35 (Handelsname, erhältlich von Degussa AG; DBP-Ölabsorption: 42 ml/100-mg; pH: 9,5) und 1200 Teilen von einem Polyesterharz wurde in einem Druckkneter gemischt, 30 Minuten lang bei 150°C in einer Zweiwalzenmühle geknetet, kalt gewalzt und in einer Pulverisiervorrichtung pulverisiert und ergab dadurch die Grundmischung 1.
Herstellungsbeispiel 12: Herstellung einer Ölphase
378 Teile unmodifizierter Polyester 1, 110 Teile Carnaubawachs, 22 Teile von einem Salicylsäure-Metallkomplex Bontron E 84 (Handelsname, erhältlich von Orient Chemical Industries, Ltd.) als ein Ladungssteuerungsmittel (CCA), 22 Teile Pfropfpolymer W-1 und 947 Teile Ethylacetat wurden in einen Reaktor verbracht, der mit einem Thermometer und einem Rührstab ausgerüstet war. Die Mischung wurde erwärmt und dann unter Rühren 5 Stunden lang auf 80°C gehalten, und wurde dann innerhalb einer Stunde auf 30°C abgekühlt. Die Mischung wurde ferner unter Rühren 1 Stunde lang mit 500 Teilen Grundmischung 1 und 500 Teilen Ethylacetat behandelt und ergab dadurch die Materiallösung 1.
Als nächstes wurden 1324 Teile der Materiallösung 1 in ein Gefäß überführt, und der Ruß und die Wachskomponenten darin wurden unter Verwendung einer Perlchenmühle (ULTRAVISCO-MILL, erhältlich von Aimex Co., Japan) bei einer Flüssigkeits-Zufuhrgeschwindigkeit von 1 kg/h, einer Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe von 6m/sec, unter Verwendung von auf 80 Vol.-% eingefüllten Zirkoniumperlchen mit 0,5 mm Durchmesser dispergiert. Insgesamt wurde der Dispergiervorgang 3 Mal wiederholt, um den Ruß und das Wachs zu dispergieren. Die Dispersion wurde ferner mit 1324 Teilen einer 65%igen Lösung von dem unmodifizierten Polyester 1 in Ethylacetat behandelt und die Mischung wurde unter den vorstehenden Bedingungen dispergiert, außer dass der Dispergiervorgang nur einmal durchgeführt wurde, um die Pigment-Wachs-Dispersion 1 zu ergeben.
Pigment-Wachs-Dispersion 1 hatte einen Feststoffgehalt von 50%, wie durch 30 Minuten langes Erwärmen der Dispersion auf 130°C bestimmt wurde.
Beispiel 1: Herstellung von Toner
Emulgierung bis Lösungsmittel-Entfernung
749 Teile Pigment-Wachs-Dispersion 1, 115 Teile Prepolymer 1 und 2,9 Teile Ketiminverbindung 1 wurden in ein Gefäß verbracht und die Mischung wurde 1 Minute lang mit einem T.K. HOMO MIXER (Handelsname, erhältlich von Tokushu Kiga Kogyo nCo., Ltd., Japan) bei 5.000 Upm gemischt. Als nächstes wurde die Mischung durch 20 Minuten langes Dispergieren in dem T.K. HOMO MIXER bei 13.000 Upm mit 1.200 Teilen der wässrigen Phase 1 behandelt und ergab dadurch die emulgierte Aufschlämmung 1.
Emulgierte Aufschlämmung 1 wurde in ein mit einem Rührer und einem Thermometer ausgerüstetes Gefäß verbracht und wurde 8 Stunden lang auf 30°C erwärmt, um die Lösungsmittel daraus zu entfernen. Die Aufschlämmung wurde 4 Stunden lang bei 45°C gereift und ergab dadurch die dispergierte Aufschlämmung 1.
Waschen bis Trocknen
Eine Gesamtmenge von 100 Teilen dispergierte Aufschlämmung 1 wurde unter einem vermindertem Druck filtriert und wurde mit den folgenden Vorgängen gewaschen.

(1) Der filtrierte Kuchen und 100 Teile entionisiertes Wasser wurden in einem T.K. HOMO MIXER bei 12.000 Upm 10 Minuten lang gemischt, und die Mischung wurde filtriert.
(2) Der in (1) hergestellte filtrierte Kuchen und 100 Teile einer 10%igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid wurden in einem T.K. HOMO MIXER bei 12.000 Upm 30 Minuten lang gemischt und die Mischung wurde unter einem vermindertem Druck filtriert.
(3) Der in (2) hergestellte filtrierte Kuchen und 100 Teile einer 10%igen Salzsäure wurden in einem T.K. HOMO MIXER bei 12.000 Upm 10 Minuten lang gemischt und die Mischung wurde filtriert.
(4) Der in (3) hergestellte filtrierte Kuchen und 300 Teile ionenausgetauschtes Wasser wurden in einem T.K. HOMO MIXER bei 12.000 Upm 10 Minuten lang gemischt und die Mischung wurde filtriert, wobei dieser Waschvorgang weiter zweimal wiederholt wurde, um den filtrierten Kuchen 1 zu ergeben.

Der filtrierte Kuchen 1 wurde 48 Stunden lang bei 45°C in einem Umlufttrockner getrocknet, wurde durch ein Sieb von 75μm mesh gesiebt und ergab dadurch Basis-Tonerteilchen 1.
Als nächstes wurden 100 Teile Basis-Tonerteilchen 1 und 0,25 Teile eines Ladungssteuerungsmittels Bontron E-84 (Handelsname, erhältlich von Orient Chemical Industries, Ltd., Japan) bei einer Umfangsgeschwindigkeit des Turbinenblattes von 50 m/sec in einem Q-Mischer (erhältlich von Mitsui Mining Co., Ltd., Japan) gemischt. Das Mischen wurde 2 Minuten lang durchgeführt und 1 Minute lang unterbrochen, und dieser Zyklus wurde insgesamt fünf Mal wiederholt. Die Gesamt-Behandlungszeit war 10 Minuten.
Der sich ergebende Gegenstand wurde weiter mit 0,5 Teilen von einem hydrophoben Siliciumdioxid HDK H2000 (Handelsname, erhältlich von Clariant Japan Co., Ltd.) bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 15 m/sec gerührt. Das Rühren wurde 30 Sekunden lang durchgeführt und 1 Minute lang unterbrochen, und dieser Zyklus wurde fünf Mal wiederholt, um Toner 1 (Schwarztoner) zu ergeben.
Beispiel 2
Toner 2 wurde mit dem Ablauf von Beispiel 1 hergestellt, außer dass Pfropfpolymer W-4 an Stelle von Pfropfpolymer W-1 in der Materiallösung 1 verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Toner 3 wurde mit dem Ablauf von Beispiel 1 hergestellt, außer dass Pfropfpolymer W-1 in der Materiallösung 1 nicht verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Toner 4 wurde mit dem Ablauf von Beispiel 1 hergestellt, außer dass ein ungepfropftes Harz als eine 15:85-Mischung von einem Polyolefinharz Sanwax LEL 400 (Handelsname, erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.; Erweichungspunkt: 128°C) und Vinylharz B-1 an Stelle von Pfropfpolymer W-1 in der Materiallösung 1 verwendet wurde.
Beispiel 3
Toner 5 wurde mit dem Ablauf von Beispiel 1 hergestellt, außer dass Pfropfpolymer W-2 an Stelle von Pfropfpolymer W-1 in der Materiallösung 1 verwendet wurde.
Beispiel 4
Toner 6 wurde mit dem Ablauf von Beispiel 1 hergestellt, außer dass Pfropfpolymer W-3 an Stelle von Pfropfpolymer W-1 in der Materiallösung 1 verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 3
Zu 709 g ionenausgetauschtem Wasser wurden 451 g 0,1 M wässrige Lösung von Na₂PO₃ zugesetzt, und die Mischung wurde auf 6°C erwärmt. Danach wurde die Mischung bei 12.000 Upm mit einem T.K. HOMO MIXER (Handelsname, erhältlich von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) dispergiert. Als nächstes wurden der Mischung allmählich 68 g 1,0 M CaCl₂-Lösung zugesetzt und ergaben dadurch ein wässriges, CaPO₃ enthaltendes Medium.
In den T.K. HOMO MIXER wurden 170 g Styrol, 30 g 2-Ethylhexylacrylat, 10 g REGAL 400R (Handelsname, erhältlich von Cabot Co.), 60 g Paraffinwachs (Erweichungspunkt: 70°C), 5 g Di-tert.-Butylsalicylsäure-Metallverbindung, 5 g Styrol-Methacrylsäure-Copolymer (Molekulargewicht 50.000; Säurezahl: 20 mgKOH/g) zugesetzt, und die Mischung wurde auf 60°C erwärmt, gleichmäßig aufgelöst und bei 12.000 Upm dispergiert. Der Mischung wurden ferner 10 g als ein Polymerisationsinitiator dienendes 2,2'-Azobis-2,4-dimethylvaleronitril zugesetzt und aufgelöst, und dadurch ergaben sich Monomere.
Dem wässrigen Medium wurden die erhaltenen Monomere zugesetzt, 20 Minuten lang bei 12.000 Upm mit einem T.K. HOMO MIXER unter N₂-Atmosphäre bei 60°C gemischt und dadurch die Monomere granuliert. Als nächstes wurden die granulierten Monomere 3 Stunden lang bei 60°C einer Reaktion unterworfen, während sie mit einer Paddel-Rührklinge gemischt wurden. Danach wurde die Temperatur der reagierenden Dispersion auf 80°C angehoben, und die reagierende Dispersion wurde 10 Stunden lang einer weiteren Reaktion unterworfen. Nach dem Abschluss der Polymerisationsreaktion wurde die Lösung abgekühlt, und es wurde Salzsäure hinzugefügt, um Calciumphosphat darin aufzulösen. Die Lösung wurde filtriert, gewaschen und filtriert und ergab dadurch Basis-Tonerteilchen 7.
Als nächstes wurden 100 Teile Basis-Tonerteilchen 7 und 0,25 Teile eines Ladungssteuerungsmittels Bontron E-84 (Handelsname, erhältlich von Orient Chemical Industries, Ltd., Japan) bei einer Umfangsgeschwindigkeit des Turbinenblattes von 50 m/sec in einem Q-Mischer (erhältlich von Mitsui Mining Co., Ltd., Japan) gemischt. Das Mischen wurde 2 Minuten lang durchgeführt und 1 Minute lang unterbrochen, und dieser Zyklus wurde insgesamt fünf Mal wiederholt. Die Gesamt-Behandlungszeit war 10 Minuten.
Der sich ergebende Gegenstand wurde weiter mit 0,5 Teilen von einem hydrophoben Siliciumdioxid HDK H2000 (Handelsname, erhältlich von Clariant Japan Co., Ltd.) bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 15 m/sec gerührt. Das Rühren wurde 30 Sekunden lang durchgeführt und 1 Minute lang unterbrochen, und dieser Zyklus wurde fünf Mal wiederholt, um Toner 7 (Schwarztoner) zu ergeben. Herstellungsbeispiel 13: Herstellung eines Trägers

Siliconharz (geradkettiges Organosilicon) 100 Teile

Toluol 100 Teile

γ-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan 5 Teile

Ruß 10 Teile
Die vorstehenden Komponenten wurden 20 Minuten lang in einem Homomixer gemischt und dispergiert und ergaben dadurch eine Beschichtungs-Zusammensetzung. Die Beschichtungs-Zusammensetzung wurde unter Verwendung einer Fluidbett-Beschichtungsvorrichtung auf 1.000 Teile sphärischen Magnetit mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 μm aufgebracht, um den magnetischen Träger 1 zu ergeben.
Ein Gesamtmenge von 4 Teilen von jedem der Toner 1 bis 4 wurde mit 96 Teilen des magnetischen Trägers 1 gemischt und ergab dadurch Zweikomponenten-Entwickler 1 bis 4. Die mit den folgenden Verfahren bestimmten Eigenschaften der Entwickler 1 bis 4 werden in Tabelle 1 gezeigt.
Niedrigste Fixiertemperatur
Ein Kopiertest wurde auf Papier des Typs 6200 (Handelsname, erhältlich von Ricoh Company Limited) mit einem Kopiergerät imagio NEO 450 (Handelsname, erhältlich von Ricoh Company Limited) durchgeführt, das in der folgenden Weise modifiziert war. Die niedrigste Fixiertemperatur wurde als die Temperatur (°C) der Fixierwalze definiert, bei der nach Reiben des fixierten Bildes mit einem Tupfer noch 70% oder mehr der Bilddichte übrig geblieben war. Das Fixiergerät des Kopiergerätes wurde so modifiziert, dass es einen Fe-Zylinder von 0,34 mm Dicke als eine Fixierwalze hatte.
Der Kontaktdruck wurde auf 1,0 × 10⁵ Pa eingestellt.
Temperatur, bei der Warmverschmieren auftritt (HOT, Hotoffset Occurring Temperature)
Der Bildfixiervorgang des vorstehenden Tests der niedrigsten Fixiertemperatur durchgeführt, und das Auftreten von Warmverschmieren an dem fixierten Bild wurde visuell bewertet. Die Temperatur, bei der Warmverschmieren auftritt (HOT), wurde als eine Temperatur der Fixierwalze definiert, bei welcher Warmverschmieren auftrat.
Hochtemperatur-Lagerfähigkeit
Eine Tonerprobe wurde 8 Stunden lang bei 50°C gelagert, gefolgt von 2 Minuten langem Sieben durch ein 42 Mesh-Sieb. Die Hochtemperatur-Lagerfähigkeit der Tonerprobe wurde als das Verhältnis von auf dem Sieb verbliebenem Material (Rückstandsverhältnis) gemäß den folgenden Kriterien bestimmt. Und zwar hat ein Toner ein mit zunehmender Lagerstabilität bei hohen Temperaturen abnehmendes Rückstandsverhältnis.

A: das Rückstandsverhältnis ist weniger als 10%
B: das Rückstandsverhältnis ist 10% oder mehr und weniger als 20%
C: das Rückstandsverhältnis ist 20% oder mehr und weniger als 30%
D: das Rückstandsverhältnis ist 30% oder mehr.

Bilddichte, Dichte-Gleichmäßigkeit und Verschleierung.
Die vorstehenden Eigenschaften wurden in der folgenden Weise bestimmt. Unter Verwendung einer Probe Zweikomponenten-Entwickler wurden 100.000 Kopien einer horizontalen Karte der Größe A4 (Bildmuster A) unter Verwendung eines Kopiergerätes imagio NEO 450 (Handelsname, erhältlich von Ricoh Company Limited) mit einer Reinigungsrakel und einer Aufladungswalze in Kontakt mit dem Photoleiter hergestellt. Bildmuster A enthielt alternierend in Intervallen von 1 cm in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsrichtung einer Entwicklungsmanschette angeordnete schwarze Volltonabschnitte und geschlossene weiße Abschnitte. Danach wurde ein spezifisches Bild wie nachstehend erwähnt hergestellt, und das wiedergegebene Bild wurde gemäß den folgenden Kriterien bewertet.
(1) Bilddichte
Eine Kopie von einem Bild der Größe A4 horizontal mit schwarzen Vollton-Schachbrettbildern von 1 cm Breite und 1 cm Länge wurde wiedergegeben, und Bilddichten an fünf Punkten, in der Mitte und an den vier Ecken, wurden mit einem Macbeth-Densitometer bestimmt und der Mittelwert der fünf Dichten wurde bestimmt. Die Bilddichte wurde gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

A: die mittlere Bilddichte ist 1,4 oder mehr
B: die mittlere Bilddichte ist 1,3 oder mehr und weniger als 1,4
C: die mittlere Bilddichte ist 1,2 oder mehr und weniger als 1,3
D: die mittlere Bilddichte ist 1,1 oder mehr und weniger als 1,3
E: die mittlere Bilddichte ist weniger als 1,1

(2) Dichte-Gleichmäßigkeit
Eine Kopie der Größe A3 eines wiederholt schwarzen und weißen Bildes (Halbton) von 2 mal 2 Punkten (600 dpi) wurde wiedergegeben. Die Dichte-Gleichmäßigkeit wurde gemäß den folgenden Kriterien in 5 Niveaus bewertet. Bildmuster A wurde auf einer Manschette in einem negativen Muster entwickelt, derart hat die Manschette Dichte-Unregelmäßigkeit, wenn das Bild unregelmäßige Dichten hat, und das sich ergebende wiedergegebene Bild zeigt speziell in einem solchen Halbtonbild unregelmäßige Dichten.

A: hervorragend
B: gut
C: mittel
D: schlecht
E: sehr schlecht

(3) Schleierbildung
Die Tonerdichten in einem Nichtbildbereich an dem Beginn der Herstellung von 100.000 Kopien und diejenigen nach der Herstellung wurden verglichen und gemäß den folgenden Kriterien in 5 Niveaus bewertet.

A: hervorragend
B: gut
C: mittel
D: schlecht
E: sehr schlecht

Filmbildung
Die vorstehende Eigenschaft wurde in der folgenden Weise bestimmt. Unter Verwendung einer Probe Zweikomponenten-Entwickler wurden Kopien einer horizontalen Karte der Größe A4 (Bildmuster A) bei normaler atmosphärischer Temperatur unter Verwendung eines Kopiergerätes Imagio NEO 450 (Handelsname, erhältlich von Ricoh Company Ltd.) mit einer Reinigungsrakel und einer Aufladungswalze in Kontakt mit dem Photoleiter hergestellt. Bildmuster A enthielt alternierend in Intervallen von 1 cm in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsrichtung einer Entwicklungsmanschette angeordnete schwarze Volltonabschnitte und geschlossene weiße Abschnitte. Die Filmbildung auf dem Photoleiter nach der Herstellung von 20.000 Kopien, 50.000 Kopien und 100.000 Kopien wurde auf der Grundlage des Auftretens eines unregelmäßigen Bildes (Dichte-Unregelmäßigkeit im Halbtonbild) in der folgenden Weise bewertet.
Nach 2 Stunden lang oder mehr Aussetzen an 30°C bei 90% wurde ein Halbtonbild von 1 mal 1 Punkt auf einem Blatt der Größe A3 reproduziert, und die Reflexions-Bilddichten (ID) des dicksten Teils und des dünnsten Teils des Halbtons wurden mit einem Macbeth-Densitometer bestimmt. Der Unterschied zwischen den beiden Dichten wurde gemäß den folgenden Kriterien in 5 Niveaus bewertet. Wenn keine Filmbildung auftritt, sind die beiden Dichten im wesentlichen gleich. Der Unterschied zwischen den beiden Dichten nimmt mit einer zunehmenden Unregelmäßigkeit im Halbtonbild zu. Die Wahrscheinlichkeit der Filmbildung nimmt mit einer zunehmenden Anzahl von Kopien zu.

A: der Unterschied ist 0,05 oder weniger
B: der Unterschied ist 0,06 bis 0,1
C: der Unterschied ist 0,11 bis 0,25
D: der Unterschied ist 0,26 bis 0,4
E: der Unterschied ist 0,41 oder mehr.

Wie vorstehend in Einzelheiten beschrieben, kann die vorliegende Erfindung einen Toner bereitstellen, welcher zur Verringerung des Energieverbrauches verbesserte Niedrigtemperatur-Fixiereigenschaften und Verschmierfestigkeit aufweist, der ein Tonerbild hoher Qualität erzeugen kann und stabil über einen langen Zeitraum hinweg gelagert werden kann. Die vorliegende Erfindung kann auch einen Toner hoher Qualität bereitstellen, welcher widerstandsfähig gegen Filmbildung auf zum Beispiel einem Träger für ein latentes elektrostatisches Bild ist und über einen langen Zeitraum hinweg frei von Verschleierung ist. Die vorliegende Erfindung kann ferner einen Toner bereitstellen, welcher in einem breiten Bereich fixiert werden kann und Bilder hoher Qualität erzeugen kann. Überdies wird ein Toner bereitgestellt, welcher guten Glanz aufweist, wenn er als ein Farbtoner verwendet wird und der hervorragende Warmverschmierfestigkeit aufweist. Die vorliegende Erfindung kann auch einen Toner bereitstellen, welcher Bilder mit höherer Auflösung und höherer Genauigkeit herstellen kann, und einen Entwickler, welcher über einen langen Zeitraum hinweg nicht Bildverschlechterung nach sich zieht.
Überdies kann die vorliegende Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Fixiergerät bereitstellen, welches einen hohen Wirkungsgrad hat und in einer kürzeren Zeit eingeschaltet werden kann. Die Bilderzeugungsvorrichtung kann einen Photoleiter aus amorphem Silicium verwenden. Ein solcher Photoleiter aus amorphem Silicium hat eine hohe Empfindlichkeit für Licht mit langer Wellenlänge, wie Licht von einem Halbleiterlaser (770 bis 800 nm), ist widerstandsfähig gegen durch wiederholte Verwendung verursachte Verschlechterung und ist dadurch verwendbar als ein elektrophotographischer Photoleiter zum Beispiel in einem Hochgeschwindigkeits-Kopiergerät oder einem Laserstrahldrucker (LBP, Laser Beam Printer). Durch Konfigurieren der Bilderzeugungsvorrichtung so, dass eine vibrierende Vorspannung angelegt wird, in welcher eine Gleichstromspannung und eine Wechselspannung überlagert sind, können bei Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes auf dem Photoleiter in hohem Maß genaue Bilder ohne Rauhigkeit erhalten werden. Überdies kann die vorliegende Erfindung ein Bilderzeugungsverfahren bereitstellen, das eine Aufladevorrichtung verwendet, bei welcher Ozonbildung verringert ist.

Claims

Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, hergestellt mit einem Verfahren umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung ferner ein farbgebendes Mittel enthält.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Zusammensetzung ferner eine Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe enthält.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Zusetzens einer Verbindung mit einer aktiven Wasserstoffgruppe während des Schrittes des Dispergierens der Lösung oder Dispersion in dem wässrigen Medium umfasst.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Polyolefinharz A einen Erweichungspunkt von 80°C bis 140°C hat.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyolefinharz A mindestens eine Monomereinheit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobutylen, 1-Hexen, 1-Dodecen und 1-Octadecen umfasst.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Polyolefinharz A ein Zahlenmittel-Molekulargewicht von 500 bis 20 000 und ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von 800 bis 100 000 hat.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Vinylharz B einen Löslichkeitsparameter SP von 10,0 bis 12,6 aufweist.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Menge von dem Pfropfpolymer C 10 bis 500 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Trennmittels beträgt.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Vinylharz B eines umfasst aus: Styrol; einer Kombination von Styrol und einem Alkylester von Acrylsäure; einer Kombination von Styrol und einem Alkylester von Methacrylsäure; einer Kombination von Styrol und Acrylnitril; einer Kombination von Styrol und Methacrylnitril; einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Acrylsäure und Acrylnitril; einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Acrylsäure und Methacrylnitril; einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Methacrylsäure und Acrylnitril; und einer Kombination von Styrol, einem Alkylester von Methacrylsäure und Methacrylnitril.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Trennmittel mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem von unveresterter Fettsäure freien Carnaubawachs, einem Reiswachs, einem Montanwachs und einem Esterwachs umfasst.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Tonerteilchen eine elliptische Form haben.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Tonerteilchen eine elliptische Form mit einer Hauptachse r1, einer Nebenachse r2 und einer Dicke r3 aufweisen, wobei das Verhältnis (r2/r1) der Nebenachse r2 zu der Hauptachse r1 0,5 bis 0,8 beträgt und das Verhältnis (r3/r2) der Dicke r3 zu der Nebenachse r2 0,7 bis 1,0 beträgt.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktive Harz ein Polyester-Prepolymer mit einer Isocyanatgruppe umfasst und die eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisende Verbindung ein Amin oder ein Derivat davon umfasst.
Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das wässrige Medium anorganische Dispergiermittel und/oder feine Polymerteilchen umfasst.
Zweikomponenten-Entwickler zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder, umfassend einen Träger und einen Toner, wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend einen Photoleiter; eine Aufladevorrichtung zum Aufladen des Photoleiters; eine Belichtungseinheit zum Belichten des Photoleiters, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen; eine Entwicklungseinheit, enthaltend einen Toner und dazu dienend, das latente elektrostatische Bild unter Verwendung des Toners zu entwickeln, um ein Tonerbild zu erzeugen; eine Übertragungseinheit zum Übertragen des Tonerbildes von dem Photoleiter auf ein Übertragungsmaterial; und eine Bildfixiereinheit, umfassend zwei Walzen, um das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial zwischen den beiden Walzen hindurch laufen zu lassen, um den Toner zu erwärmen und zu verschmelzen, um dadurch das Tonerbild zu fixieren, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung konfiguriert ist, die Bildfixierung bei einem Kontaktdruck (Last auf den Walzen, dividiert durch Kontaktfläche) zwischen den beiden Walzen von 1,5 × 10⁵ Pa oder weniger durchzuführen, und wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Bildfixiereinheit umfasst: eine Erwärmungsvorrichtung mit einem Heizelement; eine Folie in Kontakt mit der Erwärmungsvorrichtung; und ein Andruckelement in innigem Kontakt mit der Erwärmungsvorrichtung bei dazwischenliegender Folie, wobei das Bildfixiermittel dazu konfiguriert ist, ein ein unfixiertes Tonerbild tragendes Aufzeichnungsmedium zwischen der Folie und dem Andruckelement hindurch laufen zu lassen, um den Toner zu erwärmen und zu verschmelzen, um dadurch das Tonerbild zu fixieren.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 und 18, wobei der Photoleiter ein Photoleiter aus amorphem Silicium ist.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Entwicklungseinheit eine Einheit zum Anlegen eines alternierenden elektrischen Feldes aufweist, um bei der Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes auf dem Photoleiter ein alternierendes elektrisches Feld anzulegen.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Aufladevorrichtung ein Aufladungsglied umfasst und die Aufladungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, das Aufladungsglied in Kontakt mit dem Photoleiter zu bringen und an das Aufladungsglied eine Spannung anzulegen, um dadurch den Photoleiter aufzuladen.
Prozesskartusche, integral umfassend: einen Photoleiter; und mindestens ein Mittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einer Aufladevorrichtung zum Aufladen des Photoleiters; einer Entwicklungseinheit, enthaltend einen Toner und dazu dienend, das latente elektrostatische Bild unter Verwendung des Toners zu entwickeln, um ein Tonerbild zu erzeugen; und einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen für den verbliebenen Toner auf dem Photoleiter mit einer Rakel nach der Übertragung, wobei die Prozesskartusche von einem Hauptkörper einer Bilderzeugungsvorrichtung abnehmbar und daran anbringbar ist, wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren, umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.
Bilderzeugungsverfahren, umfassend die Schritte von: Aufladen eines Photoleiters, Belichten des Photoleiters, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen; Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes unter Verwendung eines Toners, um ein Tonerbild zu erzeugen; Übertragen des Tonerbildes von dem Photoleiter auf ein Übertragungsmaterial; und Reinigen von verbliebenem Toner auf dem Photoleiter mit einer Rakel nach der Übertragung, wobei der Toner hergestellt ist durch ein Verfahren umfassend die Schritte: Auflösen oder Dispergieren einer Zusammensetzung in einem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung oder Dispersion zu erzeugen, wobei die Zusammensetzung ein mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktives Harz, ein Trennmittel und ein Pfropfpolymer C aus einem Polyolefinharz A, auf welches ein Vinylharz B mindestens teilweise aufgepfropft wurde, umfasst; Dispergieren der Lösung oder Dispersion in einem wässrigen Medium während mindestens einer aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes, um dadurch eine umgesetzte Dispersion zu erzeugen; Entfernen des organischen Lösungsmittels nach oder während der mindestens einen aus Verlängerungsreaktion und Vernetzungsreaktion des mit einer eine aktive Wasserstoffgruppe aufweisenden Verbindung reaktiven Harzes; und Waschen und Trocknen des Rückstandes.