DE69705276T2

DE69705276T2 - Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder und Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE69705276T2
Application number: DE69705276T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Doujo; Satoshi Matsunaga; Manabu Ohno; Takeshi Ohtake
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: HK1009505A1; EP0827038A1; DE69705276D1; US6040103A; EP0827038B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der bei Bilderzeugungsverfahren, wie der Elektrophotographie, der elektrostatischen Aufzeichnung oder dem elektrostatischen Drucken, Verwendung findet, sowie ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung dieses Toners.
Bislang ist eine große Zahl von elektrophotographischen Prozessen bekannt, einschließlich der in den US-PS'en 2 297 691, 3 666 363 und 4 071 361 beschriebenen. Bei diesem Verfahren wird allgemein ein latentes elektrostatisches Bild auf einem lichtempfindlichen Element, das ein photoleitendes Material umfaßt, über verschiedenartige Einrichtungen ausgebildet, wonach das latente Bild mit einem Toner entwickelt und das entstandene Tonerbild nach der Übertragung auf ein Transfermaterial, wie Papier etc., über ein Zwischentransferelement oder ohne ein solches, wie gewünscht, durch Erhitzen, Pressen oder Erhitzen und Pressen oder mit Lösungsmitteldampf fixiert wird, um eine Kopie oder einen Druck zu erhalten, die bzw. der ein fixiertes Tonerbild trägt.
Was den Schritt des Fixierens des Tonerbildes auf einem Blattmaterial, wie Papier, anbetrifft, bei dem es sich um den letzten Schritt in dem vorstehend genannten Verfahren handelt, so sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden, von denen das bekannteste ein Heiz- und Preßfixiersystem unter Verwendung von heißen Rollen oder eine Heizeinrichtung zum Erzeugen einer konstanten Wärme zur Fixierung über einen hitzeresistenten Film sind.
Bei dem Heiz- und Preßsystem wird ein Blatt, das ein zu fixierendes Tonerbild trägt (hiernach als "Fixierblatt" bezeichnet), durch heiße Rollen geführt, während eine Oberfläche einer heißen Rolle, die in bezug auf den Toner ein Trennvermögen besitzt, mit der Tonerbildoberfläche des Fixierblattes unter Druck in Kontakt gebracht wird, um das Tonerbild zu fixieren. Da bei diesem Verfahren die Oberfläche der heißen Rolle und das Tonerbild auf dem Fixierblatt unter Druck miteinander in Kontakt gebracht werden, wird eine sehr gute Wärmeeffizienz zum Schmelzfixieren des Tonerbildes am Fixierblatt erzielt, so daß eine rasche Fixierung erreicht wird.
Beim Fixierschritt treten jedoch die Oberfläche der heißen Rolle und das Tonerbild in einem geschmolzenen Zustand und unter Druck miteinander in Kontakt, so daß ein Teil des Toners auf die Fixierrollenoberfläche übertragen und daran fixiert sowie auf ein nachfolgendes Fixierblatt zurückübertragen wird, so daß das Fixierblatt verunreinigt wird. Dies wird als Offset-Phänomen (Versatzphänomen) bezeichnet, das durch die Fixiergeschwindigkeit und Temperatur beträchtlich beeinflußt wird. Generell wird die Temperatur der Oberfläche der Fixierrolle im Falle einer langsamen Fixiergeschwindigkeit niedrig und im Falle einer hohen Fixiergeschwindigkeit hoch eingestellt. Dies geschieht deswegen, weil eine konstante Wärmemenge dem Tonerbild zur Fixierung desselben zugeführt wird, und zwar unabhängig von einem Unterschied in der Fixiergeschwindigkeit.
Der Toner wird auf einem Fixierblatt in diversen Schichten abgelagert, so daß eine große Temperaturdifferenz zwischen einer Tonerschicht, die die Heizrolle kontaktiert, und einer untersten Tonerschicht insbesondere bei einem Heißfixiersystem unter Verwendung einer hohen Heizrollentemperatur auftreten kann. Folglich kann die oberste Tonerschicht ein Offset-Phänomen im Falle einer hohen Heizrollentemperatur verursachen, während ein Offset-Phänomen bei einer niedrigen Temperatur wegen eines unzureichenden Schmelzens der untersten Tonerschicht im Falle einer niedrigen Heizrollentemperatur auftreten kann.
Um das obige Problem zu lösen, hat man im Falle einer hohen Fixiergeschwindigkeit allgemein den Fixierdruck erhöht, um die Verankerung des Toners am Fixierblatt zu fördern. Bei diesem Verfahren kann die Heizrollentemperatur etwas abgesenkt werden, und es ist möglich, ein Hochtempertur-Offset- Phänomen der obersten Tonerschicht zu vermeiden. Da jedoch eine sehr hohe Scherkraft auf die Tonerschicht ausgeübt wird, können diverse Schwierigkeiten verursacht werden, wie beispielsweise ein Zustand, bei dem sich das Fixierblatt um die Fixierrolle wickelt, das Auftreten einer Spur im fixierten Bild eines Trennelementes zum Trennen des Fixierblattes von der Fixierrolle und schlechtere fixierte Bilder, wie einen Auflösungsfehler von Linienbildern sowie eine Tonerstreuung, infolge eines hohen Druckes.
Bei einem mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Fixiersystem findet im Gegensatz zu der Fixierung mit niedriger Geschwindigkeit allgemein ein Toner mit einer niedrigeren Schmelzviskosität Verwendung, um die Heizrollentemperatur und den Fixierdruck zu verringern und auf diese Weise die Fixierung durchzuführen, während ein Hochtemperatur-Offset- Phänomen und ein Umwickeln verhindert werden. Bei der Verwendung eines derartigen Toners mit einer niedrigen Schmelzviskosität bei der Hochgeschwindigkeitsfixierung kann jedoch wegen der niedrigen Viskosität ein Offset- Phänomen verursacht werden.
Man hat sich daher einen Toner gewünscht, der einen großen Fixiertemperaturbereich sowie ausgezeichnete Anti-Offset- Eigenschaften besitzt und von einer mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Vorrichtung bis zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Vorrichtung Anwendung finden kann.
Durch die Verwendung eines Toners mit einer geringeren Partikelgröße können die Auflösung und Klarheit eines Bildes erhöht werden. Ein Toner mit einer geringeren Partikelgröße kann jedoch das Fixiervermögen eines Halbtonbildes verschlechtern. Dies ist speziell bei einer Hochgeschwindigkeitsfixierung erkennbar. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Tonerbedeckung in einem Halbtonbereich gering ist und ein auf einen konkaven Teil eines Fixierblattes übertragener Tonerabschnitt nur eine geringe Wärmemenge aufnimmt und auch der darauf aufgebrachte Druck durch die Konvexität des Fixierblattes unterdrückt wird. Ein auf den konvexen Bereich des Fixierblattes in einem Halbtonbereich übertragener Tonerabschnitt empfängt eine viel größere Scherkraft pro Tonerpartikel, da eine geringe Tonerschichtdicke im Vergleich zu der Dicke in einem Vollbildteil vorhanden ist, so daß ein Offset-Phänomen auftreten kann oder Kopierbilder mit einer schlechteren Bildqualität resultieren können.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) 1- 128071 wird ein elektrophotographischer Entwicklertoner beschrieben, der ein Polyesterharz als Bindemittelharz aufweist und einen speziellen Speichermodul besitzt. Bei diesem Toner besteht jedoch noch Raum für Verbesserungen des Fixiervermögens und der Anti-Offset-Eigenschaften.
Die JP-A 4-353866 beschreibt einen elektrophotographischen Toner mit speziellen rheologischen Verhältnissen einschließlich einer Speichermodulanfangstemperatur in einem Bereich von 100-110ºC, eines Moduls eines speziellen Stadiums bei 150ºC und einer Verlustmodulspitzentemperatur von mindestens 125ºC. Der Toner besitzt jedoch einen zu niedrigen Speichermodul und Verlustmodul sowie eine zu hohe Verlustmodulspitzentemperatur, so daß das Niedrigtemperaturfixiervermögen nicht verbessert wird und der Toner eine geringe Hitzefestigkeit zeigt.
In der JP-A 6-59504 wird ein elektrophotographischer Toner beschrieben, der ein Polyesterharz einer speziellen Struktur als Bindemittelharz enthält, einen spezifischen Speichermodul bei 70-120ºC aufweist und einen spezifischen Verlustmodul bei 130-180ºC besitzt. Da jedoch der Speichermodul bei 70-120ºC hoch und der Verlustmodul bei 130- 180ºC niedrig ist, besitzt der Toner, wenn er als magnetischer Toner mit geringer Partikelgröße ausgebildet ist, ein ziemlich schlechtes Fixiervermögen bei niedrigen Temperaturen und weist noch Raum für Verbesserungen in bezug auf die Anti-Offset-Eigenschaften auf.
Die JP-A 7-349002 offenbart einen Toner zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern mit einem spezifischen Speichermodul bei 100ºC und einem spezifischen Wert des Verhältnisses zwischen den Speichermoduli bei 60ºC und 70ºC.
Es ist ferner bekannt, ein Wachs als Trennmittel in einen Toner einzuarbeiten, wie dies beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungen (JP-B) 52-3304, JP-B 52-3305 und JP-A 57-52574 beschrieben ist.
Wachseinbautechniken sind ferner in den folgenden Veröffentlichungen offenbart: JP-A 3-50559, JP-A 2-79860, JP-A 1-109359, JP-A 62-14166, JP-A 61-273554, JP-A 61-94062, JP- A 61-138259, JP-A 60-252361, JP-A 60-252360 und JP-A 60- 217366. Die EP-A 718 703 beschreibt einen Toner, der ein Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt und ein Wachs mit hohem Schmelzpunkt enthält, die eine geringe Verzweigung besitzen.
Wachs wurde dazu eingesetzt, um verbesserte Anti-Offset- Eigenschaften und ein verbessertes Niedrigtemperaturfixiervermögen zu erzielen. Durch die Verwendung von nur einem Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt können jedoch mehr oder weniger schlechtere Antiblockiereigenschaften und eine Verringerung des Tonerfließvermögens oder ein schlechteres Entwicklungsverhalten auftreten, wenn der Toner einem Temperaturanstieg in einem Kopiergerät ausgesetzt ist etc., da ein Wandern des Wachses zur Toneroberfläche hin verursacht wird. Wenn andererseits nur ein Wachs mit einem hohen Schmelzpunkt verwendet wird, ist es unmöglich, eine Verbesserung des Niedrigtemperturfixiervermögens zu erzielen.
Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Toner zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern zu schaffen, der die vorstehend erwähnten Probleme löst.
Ein spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der selbst dann ein gutes Niedrigtemperturfixiervermögen besitzt, wenn der Toner mit einer geringeren Partikelgröße geformt wird und daher der Anteil eines Farbmittels (insbesondere eines magnetischen Materiales) entsprechend ansteigt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Toner zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern vorzusehen, der ein gutes Niedrigtemperaturfixiervermögen aufweist, ohne daß dabei das Fließvermögen oder die Antiblockiereigenschaften des Toners verschlechtert werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern mit einem guten Niedrigtemperturfixiervermögen und guten Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften in Kombination.
Noch ein Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der gut geeignet ist für einen breiten Bereich von Kopiergeräten von einem mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Gerät an bis zu einem mit einer hohen Geschwindigkeit arbeitenden Gerät, ein gutes Niedrigtemperaturfixiervermögen besitzt und ausgezeichnete Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften sowie Antiblockiereigenschaften und ein ausgezeichnetes Fließvermögen besitzt.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der selbst in einem Halbtonbereich ein ausgezeichnetes Fixiervermögen besitzt und in der Lage ist, fixierte Bilder mit guter Bildqualität zu liefern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der in der Lage ist, fixierte Bilder hoher Dichte, die frei sind von Trübungen, über einen breiten Bereich von Kopiergeräten einschließlich eines mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Gerätes bis zu einem mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Gerät zu liefern.
Noch ein Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der ein ausgezeichnetes Verhalten zum Entwickeln von latenten digitalen Bildern besitzt.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Bilderzeugungsverfahrens unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Toners.
Erfindungsgemäß wird ein Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes zur Verfügung gestellt, der umfaßt: Tonerpartikel, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein verzweigtes langkettiges Wachs enthalten,
wobei das verzweigte langkettige Wachs folgende Bedingungen erfüllt:
(a) Es besitzt einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Bereich von 50-130ºC bei einem Temperaturanstieg auf einer DSC(Differentialscanningkalorimeter)-Kurve, und
(b) es besitzt ein ¹³C-NMR(nuklearmagnetisches Resonanz)- Spektrum, das einen Gesamtpeakbereich S in einem Bereich von 0-50 ppm, einen Gesamtpeakbereich S1 in einem Bereich von 36-42 ppm und einen Gesamtpeakbereich S2 in einem Bereich von 10-17 ppm aufweist, wobei gilt:
1,0 ≤ (S1/S) · 100 ≤ 10,
1,5 ≤ (S2/S) · 100 ≤ 15 und
S < S2,
worin S1 und S2 gemäß Patentanspruch 1 definiert sind.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bilderzeugungsverfahren zur Verfügung gestellt, das die folgenden Schritte umfaßt:
einen Aufladeschritt zum Aufladen eines Trägerelementes für ein elektrostatisches Bild,
einen Schritt zur Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild,
einen Entwicklungsschritt zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit dem vorstehend erwähnten Toner zur Ausbildung eines Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild,
einen Übertragungsschritt zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild auf ein Transferempfangsmaterial über ein Zwischentransferelement oder ohne ein solches und
einen Fixierschritt zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Transferempfangsmaterial unter Aufbringung von Wärme.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden augenscheinlicher bei Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Hiervon zeigen:
Fig. 1 ein ¹³C-NMR-Spektrum des in Beispiel 1 verwendeten verzweigten Wachses Nr. 1;
Fig. 2 ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, bei der der Toner der vorliegenden Erfindung Verwendung finden kann;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Entwicklungssektion der in Fig. 2 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung;
Fig. 4 ein weiteres Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, bei der der Toner der Erfindung Anwendung finden kann;
Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht einer Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers, der bei einer Ausführungsform der Erfindung Anwendung findet;
Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht einer Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung eines Einkomponentenentwicklers, der bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung Verwendung findet;
Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von wesentlichen Teilen einer bei einer Ausführungsform der Erfindung Verwendung findenden Fixiervorrichtung;
Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht der Fixiervorrichtung einschließlich eines Filmes in einem nichtangetriebenen Zustand;
Fig. 9A und 9B Schnittdarstellungen von Tonerpartikeln, die eine Wachskomponente aufweisen;
Fig. 10 eine Teildarstellung eines Schachbrettmusters zum Auswerten des Entwicklungsverhaltens eines Toners;
Fig. 11A und 11B Darstellungen von reproduzierten Symbolen in einem Normalzustand und einem von einem Hohlbildausfall begleiteten Zustand; und
Fig. 12A-12C ein Hülsenphantom.
Durch Untersuchungen der Erfinder wurde festgestellt, daß es kritisch ist, ein spezielles Wachs in den Toner einzuarbeiten, um einen Toner mit geringer Partikelgröße mit gutem Niedrigtemperaturfixiervermögen und guten Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften in Kombination zu schaffen.
Übliche Wachse, die bislang einen Toner zugesetzt wurden, um das Fixiervermögen zu verbessern, sind solche, die eine enge Molekulargewichtsverteilung, eine lineare Molekularstruktur mit geringer Verzweigung und scharfschmelzende Eigenschaften, gekennzeichnet durch eine geringe Temperaturdifferenz zwischen einer Schmelzanfangstemperatur und einer Schmelzbeendigungstemperatur beim Schmelzen unter Erhitzen, besitzen. Wenn ein solches Wachs verwendet wird, wird das Niedrigtemperaturfixiervermögens des Toners tatsächlich verbessert. Es können jedoch die Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften verschlechtert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ein solches Wachs, wenn es einmal geschmolzen ist, Schmelzviskositäten annimmt, die bei einem Temperaturanstieg extrem verringert werden, so daß die Schmelzviskosität des Toners übermäßig stark verringert wird. Dies führt zu schlechteren Anti-Hochtempertur-Offset- Eigenschaften.
Gemäß den Untersuchungen der Erfinder wurde festgestellt, daß ein Toner, der ein Wachs enthält, das eine spezielle verzweigte langkettige Struktur besitzt, ein gutes Niedrigtemperaturfixiervermögen und gute Anti-Heiß-Offset-Eigenschaften in Kombination aufweist.
Ein charakteristisches Merkmal des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Wachses besteht darin, daß das Wachs eine DSC-Kurve, erhalten unter Verwendung eines DSC (Differentialscanningkalorimeters), liefert, die einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Temperaturbereich von 40-130 ºC im Verlauf eines Temperaturanstieges aufweist. Wenn das Wachs einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in dem vorstehend erwähnten Temperaturbereich besitzt, übt es einen wirksamen Trenneffekt aus, was zur Niedrigtemperaturfixierung beiträgt. Wenn der maximale Wärmeabsorptionspeak bei einer Temperatur unter 40ºC auftritt, besitzt das Wachs lediglich eine Selbstkohäsion, was zu einer Verschlechterung der Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften und zu einem übermäßig hohen Glanz des fixierten Bildes führt. Wenn andererseits die maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur 130ºC übersteigt, erhält der Toner eine hohe Fixiertemperatur und es wird schwierig, eine Fixierbildoberfläche mit einem geeigneten Ausmaß an Glätte zu erreichen. Insbesondere im Falle eines farbigen Toners kann das Farbmischvermögen in unerwünschter Weise verschlechtert werden.
Wenn das Wachs eine Schmelzviskosität η&sub1; bei einer Temperatur, die um 5ºC höher ist als die maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur, und eine Schmelzviskosität η&sub2; bei einer Temperatur, die um 15ºC höher ist als die maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur, besitzt und das Verhältnis η&sub1;/η&sub2; maximal 10, vorzugsweise 0,1-7, besonders bevorzugt 0,2-5, beträgt, kann der entstandene Toner ein weiter verbessertes Niedrigtemperaturfixiervermögen und weiter verbesserte Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften besitzen.
Fig. 1 zeigt ein ¹³C-NMR(kernmagnetisches Resonanz)- Spektrum eines in geeigneter Weise erfindungsgemäß verwendeten Wachses (genauer gesagt, das in dem nachfolgend beschriebenen Beispiel 1 verwendete verzweigte Wachs Nr. 1). Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist das in geeigneter Weise erfindungsgemäß verwendete Wachs ein solches, das ein ¹³C-NMR(kernmagnetisches Resonanz)-Spektrum mit einem Gesamtpeakbereich S in einem Bereich von 0-50 ppm, einem Gesamtpeakbereich S1 in einem Bereich von 36-42 ppm und einem Gesamtpeakbereich S2 in einem Bereich von 10-17 ppm aufweist, die die nachfolgenden Bedingungen (1)-(3) erfüllen:
1,0 ≤ (S1/S) · 100 ≤ 10 ... (1),
1,5 ≤ (S2/S) · 100 ≤ 15 ... (2) und
S1 < S2 ... (3).
S1 ist den tertiären und quaternären Kohlenstoffatomen in den Wachsmolekülen zuzuordnen, so daß S1 das Vorhandensein einer verzweigten Struktur wiedergibt und nicht bedeutet, daß das Wachs aus einem einfachen linearen Polymethylen besteht. S2 ist auf primäre Kohlenstoffatome von Methylgruppen an den Enden der Hauptketten und verzweigten Ketten der Wachsmoleküle zurückzuführen.
Das erfindungsgemäß verwendete Wachs kann vorzugsweise einen [(S1/S) · 100]-Wert von 1,5-8,0 und einen [(S2/S) · 100]-Wert von 2,0-13,0, bevorzugter einen [(S1/S) · 100]- Wert von 2,0-6,0 und einen [(S2/S) · 100]-Wert von 3,0-10,0 besitzen.
Ein Wachs, das einen [(S1/S) · 100]-Wert unter 1,0 und einen [(S2/S) · 100]-Wert von 1,5 aufweist, ist ein solches, das eine lange Kette von wenigen Zweigen besitzt und eine geringfügige Verhakung der Wachsmoleküle im geschmolzenen Zustand verursacht, so daß eine Verringerung des Schmelzindexes resultiert und es auf diese Weise schwierig wird, verbesserte Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften zu realisieren, das ein Ziel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wenn der [(S1/S) · 100]-Wert 10,0 und der [(S2/S) · 100]-Wert 15,0 übersteigen, hat das Wachs lange Ketten mit übermäßig vielen Zweigen, so daß eine übermäßig hohe Schmelzviskosität resultiert und es schwierig wird, ein verbessertes Niedrigtemperaturfixiervermögen zu realisieren, das ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wenn das Wachs eine angemessen verzweigte langkettige Struktur besitzt, kann ein das Wachs enthaltender Toner ein verbessertes Niedrigtemperaturfixiervermögen und verbesserte Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften besitzen. Da ferner ein angemessenes Ausmaß einer Scherkraft auf eine Zusammensetzung aufgebracht werden kann, um während eines Schmelzknetschrittes für die Tonerproduktion einen Toner vorzusehen, kann eine gute Dispersion der entsprechenden Tonerbestandteile erreicht werden, um ein verbessertes Entwicklungsverhalten vorzusehen. Bei der Tonerproduktion durch Direktpolymerisation wird das Wachs unter Erhitzen in einem Monomerzustand geschmolzen, um der Monomerzusammensetzung eine erhöhte Lösungsviskosität zu verleihen, die wünschenswert ist für eine gleichmäßige Dispergierung der entsprechenden Toneradditive, beispielsweise eines Farbmittels, und die geeignet ist für eine Partikelerzeugung in Suspensionsform, um einen Toner mit einer verbesserten Partikelgrößenverteilung und verbesserten Eigenschaften zu erhalten, und zwar wie im Falle der Tonerproduktion durch das Schmelzknetverfahren.
Das erfindungsgemäß verwendete und eine verzweigte langkettige Struktur aufweisende Wachs kann vorzugsweise ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 600-50.000, bevorzugter von 800-40.000 und noch bevorzugter von 1.000- 30.000, besitzen. Es wird ferner bevorzugt, daß das Wachs ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 400-4.000, bevorzugter von 450-3.500, aufweist, und daß das Wachs ein Mw/Mn-Verhältnis von 3,5-30, bevorzugter von 4-25, besitzt.
Das erfindungsgemäß verwendete und eine verzweigte langkettige Struktur aufweisende Wachs kann beispielsweise ein solches sein, das Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer verzweigten langkettigen Struktur entält, wie sie durch die folgende Formel gekennzeichnet sind.
worin A, C und E jeweils eine positive Zahl von mindestens 1 und B und D eine positive Zahl bedeuten. Das Wachs kann durch Copolymerisieren eines α-monoolefinischen Kohlenwasserstoffes, gekennzeichnet durch die Formel
wobei x eine ganze Zahl von mindestens 1 ist, mit Ethylen hergestellt werden. Es wird bevorzugt, daß der α-monoolefinische Kohlenwasserstoff ein Gemisch von Arten mit unterschiedlichen Werten x ist und der Durchschnitt von x vorzugsweise in einem Bereich von 5-30 liegen kann, um einen Toner mit weiter verbessertem Niedrigtemperaturfixiervermögen und weiter verbesserten Anti-Hochtemperatur-Offset- Eigenschaften vorzusehen.
In dem Fall, in dem der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung über eine Sequenz von Schmelzknet- und Pulverisierschritten hergestellt wird, kann das Wachs vorzugsweise in 1-20 Gewichtsteilen, bevorzugter in 2-17 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt in 3-15 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes enthalten sein. Wenn das Wachs in einer solchen Menge enthalten ist, kann der Toner ein verbessertes Niedrigtemperaturfixiervermögen, verbesserte Antiblockiereigenschaften und verbesserte Anti-Offset-Eigenschaften besitzen, während das Auftreten von isolierten Wachspartikeln von den Tonerpartikeln unterdrückt wird.
In dem Fall, in dem der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung als Polymerisationstoner Erzeugt wird, kann das Wachs vorzugsweise in 5-20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der die Tonerpartikel bildenden Harzkomponente vorhanden sein.
Das Wachs kann ein Antioxidationsmittel in einem solchen Umfang enthalten, daß das Aufladevermögen des entstandenen Toners nicht nachteilig beeinflußt wird.
Das Wachs mit verzweigter langkettiger Struktur kann in Kombination mit einer Wachskomponente verwendet werden, die einen relativ niedrigen Schmelzpunkt besitzt, oder mit einer Wachskomponente, die einen relativ hohen Schmelzpunkt aufweist.
Das Wachs, das eine verzweigte langkettige Struktur mit einer maximalen Wärmeabsorptionspeaktemperatur W&sub1;ºC aufweist, kann vorzugsweise mit einem anderen Wachs mit einer maximalen Wärmeabsorptionspeaktemperatur von W&sub2;ºC so kombiniert werden, daß die folgende Bedingung erfüllt wird:
80 (ºC) ≤ (W&sub1; + W&sub2;)/2 ≤ 110 (ºC).
Das Wachs mit der verzweigten langkettigen Struktur und ein solches anderes Wachs können mit einem Gewichtsverhältnis von 1/4-9/1, vorzugsweise 1/3-8/1, noch bevorzugter von 1/2-7/1, vermischt werden. Wenn dieses Verhältnis eingehalten wird, kann der entstandenen Toner ein weiter verbessertes Niedrigtemperaturfixiervermögen und weiter verbesserte Anti-Heiß-Offset-Eigenschaften besitzen, ohne daß die ausgezeichneten Eigenschaften des Wachses mit der verzweigten langkettigen Struktur verschlechtert werden.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein oder mehrere Arten von einer anderen dritten Wachskomponente in einem solchen Umfang enthalten, daß die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht verhindert werden, um auf diese Weise eine genaue Einstellung des Niedrigtemperaturfixiervermögens, der Antiblockiereigenschaften und Anti-Offset- Eigenschaften zu ermöglichen. Eine solche dritte Wachskomponente sollte maximal 20 Gew.-% der Gesamtwachse betragen und kann vorzugsweise eine maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur in einem Bereich von 60-140ºC besitzen.
Beispiele von bevorzugten Kombinationen von Wachsen können wie folgt aufgeführt werden:

(1) Eine Kombination aus einem verzweigten langkettigen Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt und einem verzweigten langkettigen Wachs mit hohem Schmelzpunkt:

Das verzweigte langkettige Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt kann eine maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur von 60-80ºC, ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 700-20.000 und ein Mw/Mn-Verhältnis von 4-15 besitzen.
Das verzweigte langkettige Wachs mit einem hohen Schmelzpunkt kann eine maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur von 90-120ºC, einen Wert Mw von 1.500- 40.000 und ein Verhältnis Mw/Mn von 5-20 besitzen.

(2) Eine Kombination aus einem verzweigten langkettigen Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt und einem Wachs mit hohem Schmelzpunkt:

Das verzweigte langkettige Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt kann mit dem vorstehend aufgeführten Wachs identisch sein.
Das Wachs mit hohem Schmelzpunkt kann vorzugsweise ein Polypropylenwachs, Ethylen-propylencopolymerwachs oder ein Wachs umfassen, das langkettige Alkylgruppen mit geringer Verzweigung aufweist und mindestens 50 Gew.-% Alkylgruppen mit einem End- oder intramolekularen Substituenten (wie Hydroxyl und/oder Karboxyl) enthält. Das Wachs mit hohem Schmelzpunkt kann eine maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur von 85-150ºC, einen Wert Mw von 800-15.000 und ein Verhältnis Mw/Mn von 1,5-3 besitzen.

(3) Eine Kombination aus einem Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt und einem verzweigten langkettigen Wachs mit hohem Schmelzpunkt:

Das Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt kann ein Wachs sein, das langkettige Alkylgruppen mit geringer Verzweigung aufweist. Das Wachs kann einen anderen End- oder intramolekularen Substituenten als Wasserstoff, wie beispielsweise Hydroxyl und/oder Karboxyl, aufweisen. Das Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt kann vorzugsweise mindestens 40 Gew.-% von solchen Wachskomponenten enthalten, die Alkylgruppen umfassen, die einen solchen Substituenten aufweisen. Es kann vorzugsweise eine maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur von 70-90ºC, einen Wert Mw von 400-700 und ein Verhältnis Mw/Mn von 1,5-2,5 aufweisen.
Das Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt kann Kohlenwasserstoffwachse einschließen, die Eine langkettige Alkylgruppe mit geringer Verzweigung aufweisen. Spezielle Beispiele hiervon können umfassen: ein Alkylenpolymerwachs mit niedrigem Molekulargewicht, erhalten durch Polymerisation eines Alkylens durch Radikalpolymerisation unter hohem Druck oder in Gegenwart eines Ziegler-Katalysators unter niedrigem Druck; ein Alkylenpolymerwachs, erhalten durch thermische Zersetzung eines Alkylenpolymers mit hohem Molekulargewicht; und ein synthetisches Kohlenwasserstoffwachs, erhalten durch Durchführung des Arge-Prozesses mit einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gasgemisch, um ein Kohlenwasserstoffgemisch zu bilden, und durch Destillieren des Kohlenwasserstoffgemisches, um einen Rest zu gewinnen, oder Hydrieren des Restes. Eine Fraktionierung des Wachses kann vorzugsweise durch das Preßschwitzverfahren, das Lösungsmittelverfahren, eine Vakuumdestillation oder eine Fraktionierungskristallisation durchgeführt werden. Als Quelle des Kohlenwasserstoffwachses wird es bevorzugt, Kohlenwasserstoffe mit bis zu einigen hundert Kohlenwasserstoffatomen zu verwenden, die durch Synthese aus einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart eines Metalloxidkatalysators (allgemein ein Gemisch aus zwei oder mehr Arten) erhalten wurden, d. h. durch das Syntholverfahren, das Hydrocolverfahren (unter Verwendung eines fluidisierten Katalysatorbettes) und des Arge-Verfahrens (unter Verwendung eines festen Katalysatorbettes), um auf diese Weise ein Produkt herzustellen, das reich an Kohlenwasserstoffwachsen ist.
Die vorstehend erwähnten langkettigen Alkylgruppen können an einem Teil ihrer Endstellen mit einer Hydroxylgruppe oder einer anderen funktionellen Gruppe, die von einer Hydroxylgruppe abgeleitet ist (beispielsweise einer Karboxylgruppe, einer Estergruppe, einer Ethoxygruppe oder einer Sulfonylgruppe), substituiert sein. Ein langkettiger Alkylalkohol kann beispielsweise über ein Verfahren erhalten werden, das das Polymerisieren von Ethylen in Gegenwart eines Ziegler-Katalysators, das Oxidieren des Polymerisates zur Ausbildung eines Alkoxides des Katalysatormetalles und von Ethylen und das Hydrolisieren des Alkoxides umfaßt.
Das Wachs mit hohem Schmelzpunkt kann beispielsweise ein Kohlenwasserstoffwachs mit einer langkettigen Alkylgruppe mit geringer Verzweigung und einem Ethylen-propylencopolymer umfassen. Spezielle Beispiele hiervon können sein: ein Alkylenpolymerwachs mit niedrigem Molekulargewicht, erhalten durch Polymerisation eines Alkylens durch Radikalpolymerisation unter hohem Druck oder in Gegenwart eines Ziegler-Katalysators unter einem niedrigen Druck; ein Alkylenpolymerwachs, erhalten durch thermische Zersetzung eines Alkylenpolymers mit hohem Molekulargewicht; und ein synthetisches Kohlenwasserstoffwachs, das durch Durchführen des Arge-Verfahrens an einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gasgemisch, um ein Kohlenwasserstoffgemisch auszubilden, und durch Destillieren des Kohlenwasserstoffgemisches, um einen Rest zu gewinnen, oder durch Hydrieren des Restes erhalten wurde.
Die vorstehend erwähnten langkettigen Alkylgruppen können an einem Teil ihrer Endstellen mit einer Hydroxylgruppe oder einer anderen funktionellen Gruppe substituiert sein, die von einer Hydroxylgruppe abgeleitet ist (beispielsweise einer Karboxylgruppe, einer Estergruppe, einer Ethoxygruppe oder einer Sulfonylgruppe), oder können mit einem anderen Monomer, wie Styrol, einer (Meth)acrylsäure oder einem Ester hiervon oder Maleinsäureanhydrid, ein Copolymer bilden.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise solche Viskoelastizitätseigenschaften besitzen, daß er eine erste Temperatur zwischen 50-70ºC aufweist, bei der der Speichermodul (G') und der Verlustmodul (G") miteinander identisch sind, eine zweite Temperatur zwischen 65-80ºC besitzt, bei der das Verhältnis G'/G" ein Maximum annimmt, und ein Verhältnis (Gc/G'p) zwischen dem Speichermodul Gc bei der ersten Tempertur und dem Verlustmodult G'p bei der zweiten Temperatur von mindestens 50, vorzugsweise 55-150, besonders bevorzugt von 60-120, aufweist.
Wenn das Verhältnis Gc/G'p unter 50 liegt, kann der Toner ausgezeichnete Anti-Heiß-Offset-Eigenschaften besitzen, jedoch ein schlechteres Fixiervermögen oder schlechtere Antiblockiereigenschaften aufweisen. Wenn das Verhältnis (Gc/G'p) 150 übersteigt, kann der Toner ein ausgezeichnetes Fixiervermögen aufweisen, möglicherweise jedoch schlechtere Anti-Heiß-Offset-Eigenschaften besitzen.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Bindemittelharz, das vorzugsweise ein Polyesterharz, ein Vinylharz oder ein Gemisch hiervon enthalten kann.
Das vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung verwendete Polyesterharz kann eine nachfolgend beschriebene Zusammensetzung besitzen.
Das erfindungsgemäß verwendete Polyesterharz kann vorzugsweise 45-55 Mol.% der Alkoholkomponente und 55-45 Mol.% der Säurekomponente enthalten.
Beispiele der Alkoholkomponente können umfassen: Diole, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, 2-Ethyl- 1,3-hexandiol, hydriertes Bisphenol A, Bisphenole und Derivate, gekennzeichnet durch die folgende Formel (A):
worin R eine Ethylen- oder Propylengruppe und x und y unabhängig von einander 0 oder eine positive ganze Zahl bedeuten, unter der Voraussetzung, daß der Durchschnitt von x + y in einem Bereich von 0-10 liegt; Diole, gekennzeichnet durch die folgende Formel (B):
worin R' bedeutet -CH&sub2;CH&sub2;-,
Beispiele der zweibasigen Säure, die mindestens 50 Mol.% der gesamten Säure ausmacht, können umfassen: Benzoldikarbonsäuren, wie Phthalsäure, Terephthalsäure und Isophthalsäure und deren Anhydride; Alkyldikarbonsäuren, wie Succinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure und ihre Anhydride; C&sub6;-C&sub1;&sub8;-alkyl- oder alkenylsubstituierte Succinsäuren und ihre Anhydride; und ungesättigte Dikarbonsäuren, wie Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure und ihre Anhydride.
Beispiele von mehrwertigen Alkoholen können sein: Glycerin, Pentaerythritol, Sorbitol, Sorbitan und Oxyalkylenether von Phenolharz vom Novolak-Typ. Beispiele von mehrbasigen Karbonsäuren mit drei oder mehr funktionellen Gruppen können umfassen: Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Benzophenontetrakarbonsäure und ihre Anhydride.
Eine besonders bevorzugte Klasse von Alkoholkomponenten, die das Polyesterharz bilden, sind Bisphenolderivate, gekennzeichnet durch die obige Formel (A). Bevorzugte Beispiele von Säurekomponenten können sein: Dikarbonsäuren einschließlich Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und ihre Anhydride; Succinsäure, n-Dodecenylsuccinsäure und ihre Anhydride, Fumarsäure, Maleinsäure und Maleinanhydrid. Bevorzugte Beispiele von vernetzenden Komponenten können sein: Trimellithanhydrid, Benzophenontetrakarbonsäure, Pentaerythritol und Oxyalkylenether von Phenolharz vom Novolak-Typ.
Das Polyesterharz kann vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von 40-90ºC, insbesondere 45-85ºC, ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 1.000-50.000, bevorzugter 1.500-20.000, insbesondere 2.500-10.000, und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 3 · 10³-3 · 10&sup6;, bevorzugter 1 · 10&sup4;-2,5 · 10&sup6;, besonders bevorzugt 4,0 · 10&sup4;- 2,0 · 10&sup6;, aufweisen.
Beispiele eines Vinylmonomeren für das Vinylharz können sein: Styrol; Styrolderivate, wie o-Methylstyrol, m- Methylstyrol, p-Methystyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorostyrol, 3,4-Dichlorostyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-Tert-butylstyrol, p- n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol und p-n-Dodecylstyrol; ethylenisch ungesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; ungesättigte Polyene, wie Butadien; halogenierte Vinyle, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid und Vinylfluorid; Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbenzoat; Methacrylate, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylate, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n- Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat und Phenylacrylat, Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether; Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon und Methylisopropenylketon; N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol und N-Vinylpyrrolidon; Vinylnaphthaline; Acrylsäurederivate oder Methacrylsäurederivate, wie Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamide; Ester der nachfolgend erwähnten α,β- ungesättigten Säuren und Diester der nachfolgend erwähnten zweibasigen Säuren.
Beispiele eines einen Säurewert aufweisenden oder eine Carboxygruppe enthaltenden Monomers können sein: ungesättigte zweibasige Säuren, wie Maleinsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Alkenylsuccinsäure, Fumarsäure und Mesaconsäure; ungesättigte zweibasige Säureanhydride, wie Maleinanhydrid, Citraconanhydrid, Itaconanhydrid und Alkenylsuccinanhydrid; ungesättige zweibasige Säurehalbester, wie Mono-Methylmaleat, Mono-Ethylmaleat, Mono-Butylmaleat, Mono-Methylcitraconat, Mono-Ethylcitraconat, Mono-Butylcitraconat, Mono-Methylitaconat, Mono-Methylalkenylsuccinat, Monomethylfumarat und Mono-Methylmesaconat; ungesättigte zweibasige Säureester, wie Dimethylmaleat und Dimethylfumarat; α,β-ungesättigte Säuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure und Cinnamonsäure; α,β-ungesättigte Säureanhydride, wie Crotonanhydrid und Cinnamonanhydrid; Anhydride zwischen einer solchen α,ß-ungesättigten Säure und einer niederen aliphatischen Säure; Alkenylmalonsäure, Alkenylglutarsäure, Alkenyladipinsäure und Anhydride und Monoester dieser Säuren.
Es ist auch möglich, ein Hydroxylgruppen enthaltendes Monomer zu verwenden, wie beispielsweise: Acryl- oder Methacrylsäureester, wie 2-Hydroxyethylacrylat und 2-Hydroxyethylmethacrylat; 4-(1-Hydroxy-1-methylbutyl)styrol und 4- (1-Hydroxy-1-methylhexyl)styrol.
Das Vinylharz kann einen Glasübergangspunkt von 45-80ºC, vorzugsweise 55-70ºC, ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 2,5 · 10³-5 · 10&sup4;, vorzugweise 3 · 10³-2 · 10&sup4;, und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 1 · 10&sup4;- 1,5 · 10&sup6;, vorzugsweise 2,5 · 10&sup4;-1,25 · 10&sup6;, aufweisen.
Es wird bevorzugt, daß der Toner eine solche Molekulargewichtsverteilung, gemessen in bezug auf ein Filtrat einer Lösung hiervon in einem Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran (THF), durch Gelpermeationschromatographie, besitzt, daß Peaks mindestens in einem Bereich mit niedrigem Molekulargewicht von 2 · 10³-4 · 10&sup4;, vorzugsweise 3 · 10³-3 · 10&sup4;, besonders bevorzugt 3,5 · 10³-2 · 10&sup4;, und in einem Bereich mit einem höheren Molekulargewicht von 5 · 10&sup4;-1,2 · 10&sup6;, vorzugsweise 8 · 10&sup4;-1,1 · 10&sup6;, bevorzugter 1,0 · 10&sup5;-1,0 · 10&sup6;, vorhanden sind.
Als andere bevorzugte Lösung kann das Filtrat der Tonerlösung vorzugsweise eine solche Molekulargewichtsverteilung aufweisen, daß der Bereich mit niedrigem Molekulargewicht von maximal 4,5 · 10&sup4; und der Bereich mit größerem Molekulargewicht ein Verhältnis von 1 : 9-9,5 : 0,5, vorzugsweise von 2 : 8-9 : 1, besonders bevorzugt von 3 : 7-8,5 : 1,5, bilden.
Damit das Wachs seine ausgezeichneten Eigenschaften aufweisen kann, ist es wichtig, ein geeignetes Verfahren zum Vermischen des Bindemittelharzes und des Wachses auszuwählen.
Als übliches Verfahren kann das Wachs in fein zerkleinerter Form mit anderen Bestandteilen, wie einem Bindemittelharz, einem Farbmittel (oder einem magnetischen Material) etc., unter Rühren mit Hilfe eines Mischers, beispielsweise eines Henschel-Mischers, vermischt werden, wonach das Gemisch schmelzgeknetet wird. In diesem Fall ist es möglich, das Wachs mit der verzweigten langkettigen Struktur mit der zweiten Wachskomponente vorher schmelzzumischen. Als anderes Wachsvermischungsverfahren kann das Bindemittelharz in einem organischen Lösungsmittel gelöst werden, wonach das Wachs zugesetzt wird und wonach eine Verdampfung des Lösungsmittels erfolgt, um das Bindemittelharz-Wachs-Gemisch zu gewinnen. Alternativ dazu kann ohne Verwendung eines organischen Lösungsmittels das Wachs dem unter Erhitzen geschmolzenen Bindemittelharz zugesetzt werden. Wenn das Wachs gemäß diesen Verfahren dem Bindemittelharz zugesetzt wird, ist es möglich, ein vorher durch Schmelzkneten des verzweigten langkettigen Wachses und der zweiten Wachskomponente hergestelltes Wachsgemisch zu verwenden. Das Wachs kann auch in einem Verfahren zum Synthetisieren des Bindemittelharzes zugesetzt werden. Auch in diesem Fall kann das Wachs ein Gemisch sein, das vorher durch Schmelzmischen zum Einstellen der Komponenten hergestellt wurde. Als ein anderes Verfahren kann das verzweigte langkettige Wachs allein dem Bindemittelharz zugesetzt werden. Genauer gesagt, dies kann durchgeführt werden, indem das Bindemittelharz geschmolzen und die Wachskomponente zugesetzt wird, indem das Bindemittelharz in einem organischen Lösungsmittel unter Erhitzen gelöst wird und die Wachskomponente zugesetzt sowie das Lösungsmittel verdampft wird, um das Bindemittel- Wachs-Gemisch zurückzulassen, oder indem die Wachskomponente im Verfahren zum Synthetisieren des Bindemittelharzes zugesetzt wird.
Wenn der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung als magnetischer Toner ausgebildet wird, kann er ein magnetisches Material enthalten. Beispiele hiervon sind: Eisenoxide, wie Magnetit, Hämatit und Ferrit; Eisenoxide, die ein anderes Metalloxid enthalten; Metalle, wie Fe, Co und Ni, und Legierungen dieser Metalle mit anderen Metallen, wie Al, Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W und V; und Gemische dieser Substanzen.
Spezielle Beispiele des magnetischen Materiales können sein: Trieisentetroxid (Fe&sub3;O&sub4;), Dieisentrioxid (τ-Fe&sub2;O&sub3;) Zinkeisenoxid (ZnFe&sub2;O&sub4;), Yttriumeisenoxid (Y&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Cadmiumeisenoxid (CdFe&sub2;O&sub4;), Gadoliniumeisenoxid (Gd&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Kupfereisenoxid (CuFe&sub2;O&sub4;), Bleieisenoxid (PbFe&sub1;&sub2;C&sub1;&sub9;), Nickeleisenoxid (NiFe&sub2;O&sub4;), Neodymeisenoxid (NdFe&sub2;O&sub3;), Bariumeisenoxid (BaFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;), Magnesiumeisenoxid (MgFe&sub2;O&sub4;), Manganeisenoxid (MnFe&sub2;O&sub4;), Lanthaneisenoxid (LaFeO&sub3;), Eisenpulver (Fe), Kobaltpulver (Co) und Nickelpulver (Ni). Die obigen magnetischen Materialien können einzeln oder im Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Ein besonders geeignetes magnetisches Material für die vorliegende Erfindung ist ein Feinpulver aus Trieisentetroxid oder τ-Dieisentetroxid.
Das magnetische Material kann eine durchschnittliche Partikelgröße (Dav.) von 0,1-2 um, vorzugsweise 0,1-0,5 um, besitzen. Es kann vorzugsweise folgende magnetische Eigenschaften bei einer Messung durch Beaufschlagung mit 10 Kilo-Oersted besitzen: eine Koerzitivkraft (Hc) von 20-150 Oersted, eine Sättigungsmagnetisierung (σs) von 50-200 emu/g, insbesondere 50-100 emu/g, und eine Restmagnetisierung (σr) von 2-20 emu/g.
Das magnetische Material kann im Toner in einem Anteil von 10-200 Gewichtsteilen, vorzugsweise 20-150 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes enthalten sein.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann wahlweise ein nichtmagnetisches Farbmittel enthalten. Beispiele hiervon können sein: Ruß, Titanweiß und andere Pigmente und/oder Farbstoffe. Beispielsweise kann der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn er als Farbtoner verwendet wird, einen Farbstoff enthalten. Beispiele hiervon können sein: C. I. Direct Red 1, C. I. Direct Red 4, C. I. Acid Red 1, C. I. Basic Red 1, C. I. Mordant Red 30, C. I. Direct Blue 1, C. I. Direct Blue 2, C. I. Acid Blue 9, C. I. Acid Blue 15, C. I. Basic Blue 3, C. I. Basic Blue 5, C. I. Mordant Blue 7, C. I. Direct Green 6, C. I. Basic Green 4 und C. I. Basic Green 6. Beispiele des Pigmentes können sein: Chromgelb, Cadmiumgelb, Mineral Fast Yellow, Navel Yellow, Naphthol Yellow S, Hansa Yellow G, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake, Orange Chrome Yellow, Molybdänorange, Permanent Orange GTR, Pyrazolone Orange, Benzindine Orange G, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Watching Red Ca Salz, Eosine lake; Brilliant Carmine 3B; Manganviolett, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Ultramarine, Cobalt Blue, Alkali Blue Lake, Victoria Blue Lake, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue BC, Chromgrün, Chromoxid, Pigment Green B, Malachite Green Lake und Final Yellow Green G.
Beispiele des Magentapigmentes können sein: C. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 163, 202, 206, 207, 209; C. I. Pigment Violet 19; und C. I. Violet 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29, 35.
Die Pigmente können allein oder auch in Kombination mit einem Farbstoff verwendet werden, um die Klarheit zur Schaffung eines Farbtoners für eine Vollfarbbilderzeugung zu erhöhen. Beispiele der Magentafarbstoffe können sein: öllösliche Farbstoffe, wie C. I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 121; C. I. Disperse Red 9; C. I. Solvent Violet 8, 13, 14, 21, 27; C. I. Disperse Violet 1; und basische Farbstoffe, wie C. I. Basic Red 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40; C. I. Basic Violet 1, 3, 7, 10, 14, 15, 21, 25, 26, 27, 28.
Andere Pigmente umfassen Cyanpigmente, wie C. I. Pigment Blue 2, 3, 15, 16, 17; C. I. Vat Blue 6, C. I. Acid Blue 45, und Kupferphthalocyaninpigmente, gekennzeichnet durch die folgende Formel mit einem Phthalocyaninskelett, an das 1-5 Phthalimidomethylgruppen angefügt sind:
Beispiele eines Gelbpigmentes sind: C. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 23, 65, 73, 83; C. I. Vat Yellow 1, 13, 20.
Ein solches nichtmagnetisches Farbmittel kann in einer Menge von 0,1-60 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,5-50 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes zugesetzt werden.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann des weiteren ein Ladungssteuermittel enthalten. Beispiele des Ladungssteuermittels können umfassen: Organometallkomplexe und Chelatverbindungen, einschließlich Mono-Azometallkomplexe, aromatische Hydroxykarbonsäuremetallkomplexe und aromatische Dikarbonsäuremetallkomplexe. Andere Beispiele können sein: aromatische Hydroxkarbonsäuren, aromatische Mono- und Polykarbonsäuren, Metallsalze, Anhydride und Ester dieser Säuren und Phenolderivate von Bisphenolen.
Wenn der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines Zwischentransferelementes verwendet wird, kann er vorzugsweise einen Formfaktor SF-1 von 100-160, einen Formfaktor SF-2 von 100-140 und ein Verhältnis (SF-2/SF-1) von maximal 1,0 auf der Basis einer Analyse durch einen Bildanalysator besitzen.
Die hier erwähnten Formfaktoren SF-1 und SF-2 basieren auf Werten, die in der folgenden Weise gemessen wurden. Probenpartikel werden durch ein Feldemissionsrasterelektronenmikroskop ("FE-SEM S-800", erhältlich von der Firma Hitachi Seisakusho K. K.) mit einer Vergrößerung von 500 beobachtet, und 100 Bilder der Tonerpartikel mit einer Partikelgröße (Durchmesser) von mindestens 2 um werden willkürlich entnommen. Die Bilddaten werden in einen Bildanalysator ("Luzex 3", erhältlich von der Firma Nireco K. K.) eingegeben, um Durchschnittswerte der Formfaktoren SF-1 und SF-2 auf der Basis der folgenden Gleichungen zu erhalten:
SF-1 = [(MXLNG)²/FLÄCHE] · (π/4) · 100,
SF-2 = [(PERI)²/FLÄCHE] · (1/4π) · 100],
worin MXLNG die maximale Länge eines Probenpartikels, PERI der Umfang eines Probenpartikels und FLÄCHE die Projektionsfläche des Probenpartikels bedeuten.
Der Formfaktor SF-1 gibt die Rundheit der Tonerpartikel wieder, während der Formfaktor SF-2 die Rauhigkeit der Tonerpartikel kennzeichnet.
In dem Fall, in dem Tonerpartikel mit kleinen Formfaktoren SF-1 und SF-2 verwendet werden, kann daher ein Reinigungsfehler auftreten, und eine externes Additiv kann an den Tonerpartikeloberflächen eingebettet werden, was zu einer schlechteren Bildqualität führt. Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, diese Schwierigkeiten zu vermeiden, indem die Verzweigungsdichte und der Verzweigungszustand der Wachskomponente gesteuert werden, um die Tonerpartikel mit einer angemessenen Festigkeit zu versehen. Wenn andererseits SF-1 160 in einem Fall übersteigt, bei dem ein Zwischentransferelement in der Bilderzeugungsvorrichtung enthalten ist, wird ein Abfallen der Übertragungseffizienz sowohl während der Übertragung der Tonerbilder vom Trägerelement für das elektrostatische Bild auf das Zwischentransferelement als auch während der Übertragung vom Zwischenelement auf das Transferempfangsmaterial festgestellt.
Um eine hohe Tonerbildübertragungseffizienz zu erreichen, können die Tonerpartikel vorzugsweise einen Formfaktor SF-2 von 100-140 und ein Verhältnis (SF-2/SF-1) von maximal 1,0 besitzen. In dem Fall, in dem SF-2 140 übersteigt und das Verhältnis SF-2/SF-1 1,0 übersteigt, ist die Tonerpartikeloberfläche nicht glatt, sondern mit vielen Unebenheiten versehen, so daß die Übertragungseffizienz während der Übertragung vom Trägerelement für das elektrostatische Bild über das Zwischentransferelement auf das Transferempfangsmaterial verschlechtert werden kann.
Die vorstehend erwähnte Tendenz in bezug auf die Effizienz der Tonerbildübertragung ist besonders prägnant in einer Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung, bei der eine Vielzahl von Tonerbildern nacheinander durch Entwicklung erzeugt und übertragen wird. Genauer gesagt, bei der Vollfarbbilderzeugung können typischerweise vier Farbtonerbilder, insbesondere bei Verwendung eines Zwischentransferelementes, ungleichmäßig übertragen werden, was zu Farbunreglemäßigkeiten und Farbungleichgewichten führt, so daß es schwierig wird, Vollfarbbilder hoher Qualität auf beständige Weise zu erzeugen.
Wenn ein Zwischentransferelement in Verbindung mit verschiedenen Arten von Transferempfangsmaterialien verwendet wird, sind im wesentlichen zwei Übertragungsschritte vorhanden, so daß die Gesamtübertragungseffizienz verschlechtert werden kann. In einem digitalen Vollfarbkopiergerät oder Drucker wird ein Farbbildoriginal vorläufig durch ein B(Blau)-Filter, ein G(Grün)-Filter und ein R(Rot)-Filter farblich getrennt, um latente Bildpunkte von 20-70 um auf einem lichtempfindlichen Element auszubilden und diese mit entsprechenden Farbtonern Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und Bk (Schwarz) zu entwickeln, damit durch subtraktives Farbmischen ein Mehrfarbbild wiedergabegetreu reproduziert werden kann. In diesem Fall sind auf dem lichtempfindlichen Element auf dem Zwischentransferelement der Y-Toner, M- Toner, C-Toner und Bk-Toner in großen Mengen entsprechend den Farbdaten des Originales oder CRT angeordnet, so daß die entsprechenden Farbtoner ein extrem hohes Übertragungsvermögen besitzen und ihre Tonerpartikel Formfaktoren SF-1 und SF-2 aufweisen müssen, die die vorstehend erwähnten Bedingungen erfüllen, um ein solch hohes Übertragungsvermögen zu realisieren.
Um wiedergabegetreu kleine latente Bildpunkte zum Realisieren einer hohen Bildqualität zu reproduzieren, können die Tonerpartikel vorzugsweise eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 3-9 um, bevorzugt davon 3-8 um, und einen Variationskoeffizienten (A) von maximal 35% auf der Basis der Verteilung auf Anzahlbasis besitzen. Tonerpartikel mit einer gewichtsgemittelten Partikelgröße von unter 3 um können ein Abfallen der Übertragungseffizienz bewirken, so daß viele restliche Tonerpartikel auf dem lichtempfindlichen Element und dem Zwischentransferelement verbleiben, und ferner zu Bildunregelmäßikeiten infolge von Trübungen und Übertragungsfehlern führen. Tonerpartikel mit einer gewichtsgemittelten Partikelgröße über 9 um können eine Schmelzhaftung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes und anderen Elementen einschließlich des Zwischentransferelementes bewirken. Diese Schwierigkeiten werden gefördert, wenn die Tonerpartikel einen Partikelgrößenvariationskoeffizienten (ANV) auf Anzahlbasis von über 35%, errechnet aus der folgenden Formel
Variationskoeffizient ANV = [S/D&sub1;] · 100,
besitzen, wobei S die Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung auf Anzahlbasis und D1 die anzahlgemittelte Partikelgröße (Durchmesser) (um) der Tonerpartikel bedeuten.
Im Falle der Herstellung von Tonerpartikeln über einen Direktpolymerisationsprozeß ist es möglich, die durchschnittliche Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung der erhaltenen Tonerpartikel zu steuern, indem die Art und Menge eines kaum wasserlöslichen anorganischen Salzes oder eines Dispergiermittels, das als Schutzkolloid wirkt, verändert werden, indem die mechanischen Prozeßbedinungen einschließlich der Rührbedingungen, wie der Rotorumfangsgeschwindigkeit, der Anzahl der Durchgänge und der Form des Rührblattes sowie der Gefäßform, gesteuert werden und/oder indem der Gewichtsprozentsatz der festen Substanz im wäßrigen Dispersionsmedium gesteuert wird.
Bei der Tonerherstellung durch Direktpolymerisation kann das Monomer ein oder mehrere Vinylmonomere, wie vorstehend angeführt, aufweisen. Beispiele des Polymerisationsinitiators können sein: Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Diazo-Typ, wie 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutylnitril, 1,1'-Azobis(zyklohexan-2-Karbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril, Azobisisobutyronitril; und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxid-Typ, wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxykarbonat, Cumenhydroperoxid, 2, 4-Dichlorobenzoylperoxid und Lauroylperoxid. Die Zugabemenge des Polymerisationsinitiators variiert in Abhängigkeit von dem zu erzielenden Polymerisationsgrad. Der Polymerisationsinitiator kann allgemein in einem Bereich von etwa 0,5-20 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes des polymerisierbaren Monomeren verwendet werden. Die Polymerisationsinitiatoren variieren etwas in Abhängigkeit vom verwendeten Polymerisationsverfahren und können einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden, wobei ihre 10-Stunden-Halblebenstemperatur berücksichtigt wird.
Um das Molekulargewicht des entstandenen Bindemittelharzes zu steuern, ist es auch möglich, ein Vernetzungsmittel, ein Kettenübertragungsmittel, einen Polymerisationsinhibitor etc. hinzuzufügen.
Bei der Herstellung von Tonerpartikeln durch Suspensionspolymerisation unter Verwendung eines Dispersionsstabilisators wird es bevorzugt, einen anorganischen oder/und einen organischen Dispersionsstabilisator in einem wäßrigen Dispersionsmedium zu verwenden. Beispiele des anorganischen Dispersionsstabilisators können sein: Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumkarbonat, Magnesiumkarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilikat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid. Beispiele des organischen Dispersionsstabilisators können sein: Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylzellulose, Methylhydroxypropylzellulose, Ethylzellulose, Karboxymethylzellulosenatriumsalz, Polyacrylsäure sowie deren Salz und Stärke. Diese Dispersionsstabilisatoren können vorzugsweise im wäßrigen Dispersionsmedium in einer Menge von 0,2-20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Monomergemisches verwendet werden.
Bei der Verwendung eines anorganischen Dispersionsstabilisators kann ein im Handel erhältliches Produkt so wie es ist verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, einen Stabilisator im Dispersionsmedium in situ auszubilden, um Feinpartikel hiervon zu erhalten. Im Falle von Tricalciumphosphat ist es beispielsweise angemessen, eine wäßrige Natriumphosphatlösung und eine wäßrige Calciumchloridlösung unter intensivem Rühren zu vermischen, um Tricalciumphosphatpartikel im wäßrigen Medium zu erzeugen, die für eine Suspensionspolymerisation geeignet sind.
Um eine feine Dispergierung des Dispersionsstabilisators zu erreichen, ist es ferner wirksam, 0,001-0,1 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels in Kombination zu verwenden, um auf diese Weise die vorgegebene Funktion des Stabilisators zu fördern. Beispiele des oberflächenaktiven Mittels können sein: Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstarat und Calciumoleat.
Die Tonerpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung können in der nachfolgend beschriebenen Weise durch Direktpolymerisation hergestellt werden. Einem polymerisierbaren Monomer werden das Wachs, ein Farbmittel, ein Ladungssteuermittel, ein Polymerisationsinitiator und ein anderes wahlweises Additiv zugesetzt und gleichmäßig gelöst oder dispergiert, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu bilden, die dann in einem Dispersionsmedium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, mit Hilfe eines Rührers, Homomischers oder Homogenisators dispergiert und zu Partikeln geformt werden, und zwar vorzugsweise unter einem solchen Zustand, daß Tröpfchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung eine gewünschte Partikelgröße der resultierenden Tonerpartikel aufweisen können, indem die Rührgeschwindigkeit und/oder die Rührzeit gesteuert wird. Danach kann das Rühren in einem solchen Ausmaß fortgesetzt werden, daß die auf diese Weise gebildeten Partikel der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung zurückbehalten werden und eine Sedimentation dieser Partikel verhindert wird. Die Polymerisation kann bei einer Temperatur von mindestens 40ºC, normalerweise 50-90ºC, durchgeführt werden. Die Temperatur kann in einem späteren Zustand der Polymerisation erhöht werden. Es ist auch möglich, einen Teil des wäßrigen Systems in einem späteren Zustand der Polymerisation oder nach dieser einer Destillation zu unterziehen, um den noch nicht polymerisierten Teil des polymerisierbaren Monomeren und ein Nebenprodukt, das im Tonerfixierschritt Geruch erzeugen kann, zu entfernen. Nach der Reaktion werden die erzeugten Tonerpartikel gewaschen, ausgefiltert und getrocknet. Bei der Suspensionspolymerisation wird normalerweise bevorzugt, 300-3.000 Gewichtsteile Wasser als Dispersionsmedium pro 100 Gewichtsteile der Monomerzusammensetzung zu verwenden.
In den durch das Direktpolymerisationsverfahren hergestellten Tonerpartikel kann das Wachs in Form von einer im wesentlichen kugelförmigen oder sphäroidalen Insel oder von entsprechenden Inseln in einem unlöslichen Zustand im Bindemittelharz dispergiert sein, wie durch Beobachtung eines Partikelquerschnittes durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) bestätigt wird. Durch Umschließen des Wachses in den Tonerpartikeln in der vorstehend beschriebenen Weise wird es möglich, auf wirksame Weise eine Verschlechterung der Tonerpartikel und eine Verunreinigung der Bilderzeugungsvorrichtung hiervon zu verhindern, so daß der Toner ein gutes Aufladevermögen beibehalten und Tonerbilder mit einer ausgezeichneten Wiedergabe von latenten Bildpunkten liefern kann. Da ferner das Wachs auf wirksame Weise zum Zeitpunkt der Wärme-Druckfixierung wirken kann, werden ein verbessertes Niedrigtemperaturfixiervermögen und verbesserte Anti-Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften erreicht.
Der Querschnitt der Tonerpartikel kann in der folgenden Weise beobachtet werden. Tonerprobenpartikel werden in ausreichender Weise in einem kalthärtenden Epoxidharz dispergiert, das dann über zwei Tage bei 40ºC ausgehärtet wird. Das ausgehärtete Produkt wird mit Trirutheniumtetroxid wahlweise zusammen mit Triosmiumtetroxid gefärbt und mit einem Mikrotom mit einem Diamantschneider in dünne Flocken geschnitten. Die entstandene dünne Flockenprobe wird durch ein Transmissionselektronenmikroskop beobachtet, um die Schnittstruktur der Tonerpartikel festzustellen. Das Färben mit Trirutheniumtetroxid kann vorzugsweise durchgeführt werden, um einen Kontrast zwischen dem Wachs und dem äußeren Harz durch Ausnutzung einer Differenz der Kristallinität hierzwischen zu erreichen. Zwei typische bevorzugte Schnittzustände der Tonerpartikel sind in den Fig. 9A und 9B dargestellt, wobei dei Wachspartikel 92 im Bindemittelharz 91 eingeschlossen sind.
Ein das Fließvermögen verbesserndes Mittel kann wahlweise den Tonerpartikeln extern zugesetzt werden, um den Tonerpartikeln ein verbesserndes Fließvermögen zu verleihen. Beispiele von derartigen Mitteln können sein: ein Feinpulver von Fluor enthaltenden Harzen, wie Polyvinylidenfluorid und Polytetrafluorethylen; anorganische Feinpulver von Siliciumdioxid, wie beispielsweise durch ein Naßverfahren hergestelltes Siliciumdioxid und durch ein Trockenverfahren hergestelltes Siliciumdioxid, Titanoxid und Aluminiumoxid, und behandelte Produkte, die durch Oberflächenbehandlung dieser anorganischen Feinpulver mit einem oder mehreren Silankopplungsmitteln, einem Titanatkopplungsmittel und Silikonöl erhalten werden.
Eine bevorzugte Klasse der das Fließvermögen verbessernden Mittel umfaßt Trockenprozeßsiliciumdioxid oder Quarzstaub, erhalten durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenides. Beispielsweise kann Siliciumdioxidpulver durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem eine pyrolytische Oxidation von gasförmigem Siliciumtetrachlorid in einer Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme durchgeführt wird. Das grundlegende Reaktionsschema hiervon kann wie folgt ablaufen:
SiCl&sub4; + 2H&sub2; + O&sub2; → SiO&sub2; + 4HCl.
Bei dem obigen Herstellschritt ist es auch möglich, ein Komplexfeinpulver aus Siliciumdioxid und anderen Metalloxiden unter Verwendung von anderen Metallhalogenidverbindungen, wie Aluminiumchlorid oder Titanchlorid, zusammen mit Siliciumhalogenidverbindungen zu erhalten. Eine solche Substanz ist auch in dem erfindungsgemäß zu verwendenden feinen Siliciumdioxidpulver enthalten.
Es wird bevorzugt, feines Siliciumdioxidpulver mit einer durchschnittlichen Primärpartikelgröße von 0,001-2 um, insbesondere 0,002-0,2 um, zu verwenden.
Im Handel erhältliche feine Siliciumdioxidpulver, die durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenides erzeugt werden, welche erfindungsgemäß verwendbar sind, umfassen die Pulver, die unter den folgenden Marken vertrieben werden:
AEROSIL 130 (Nippon Aerosil Co.) 200 300 380 OX 50 TT 600 MOX 80 COK 84 Cab-O-Sil M-5 (Cabot Co.) MS-7 MS-75 HS-5 EH-5
Wacker HDK N 20 (WACKER-CHEMIE GMBH) V 15 N 20E T 30 T 40
D-C Fine Silica (Dow Corning Co.)
Fransol (Fransil Co.)
Es wird weiter bevorzugt, behandeltes Siliciumdioxidfeinpulver zu verwenden, das durch Unterziehen des durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenides gebildeten Siliciumdioxidfeinpulvers einer Hydrophobizitätsverleihungsbehandlung erhalten wurde. Es wird besonders bevorzugt, behandeltes Siliciumdioxidfeinpulver mit einer Hydrophobizität von 30-80, gemessen durch den Methanoltitrationstest, zu verwenden.
Siliciumdioxidfeinpulver kann hydrophob gemacht werden, indem das Pulver mit einer Organosiliciumverbindung etc., die mit dem Siliciumdioxidfeinpulver reaktiv ist oder von diesem physikalisch adsorbiert wird, chemisch behandelt wird.
Beispiele von derartigen Organosiliciumverbindungen können sein: Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorosilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorosilan, Methyltrichlorosilan, Allyldimethylchlorosilan, Allylphenyldichlorosilan, Benzyldimethylchlorosilan, Bromomethyldimethylchlorosilan, α-Chloroethyltrichlorosilan, β-Chloroethyltrichlorosilan, Chloromethyldimethylchlorosilan, Triorganosilylmercaptane, wie Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylate, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3- Diphenyltetramethyldisiloxan und Dimethylpolysiloxan mit 2- 12 Siloxaneinheiten pro Molekül und jeweils enthaltend eine Hydroxylgruppe, die an Si an den Endeinheiten gebunden ist. Diese Substanzen können allein oder als Gemisch von zwei oder mehr Verbindungen verwendet werden.
Es ist auch möglich, ein positiv aufladbares, das Fließvermögen verbesserndes Mittel zu verwenden, indem das vorstehend erwähnte Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem eine Aminogruppe enthaltenden Silankopplungsmittel oder Silikonöl der nachfolgenden Formeln behandelt wird:
H&sub2;NCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
H&sub2;NCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;
H&sub2;NCONHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;
H&sub2;NCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
H&sub2;NCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
H&sub3;C&sub2;OCOCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
H&sub5;C&sub2;OCOCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
H&sub5;C&sub2;OCOCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
H&sub3;COCOCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
(H&sub2;CO)&sub3;SiCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;-NHCH&sub2;
H&sub2;CNHCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;
H&sub2;N(CH&sub2;CH&sub2;NH)&sub2;CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
H&sub3;C-NHCONHC&sub3;H&sub6;Si(OCH&sub3;)&sub3;
Als Silikonöl ist es möglich, Dimethylsilanöl oder ein aminomodifiziertes Silikonöl mit einer Teilstruktur zu verwenden, die eine Aminogruppe in ihrer Seitenkette aufweist, wie nachfolgend gezeigt:
worin R&sub1; Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Alkoxygruppe; R&sub2; eine Alkylengruppe oder Phenylengruppe; R&sub3; und R&sub4; Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe bedeuten, unter der Voraussetzung, daß die Alkylgruppe, Arylgruppe, Alkylengruppe und/oder Phenylengruppe eine Aminogruppe oder einen anderen Substituenten, wie Halogen, enthalten kann, und zwar in einem Ausmaß, daß das Aufladevermögen nicht verschlechtert wird. m und n bedeuten eine positive ganz Zahl.
Im Handel erhältliche Beispiele des eine Aminogruppe enthaltenden Silikonöls können sein:
Das Aminäquivalent betrifft ein g-Äquivalent pro Amin, das einem Wert des Molekulargewichtes eines eine Aminogruppe enthaltenden Silikonöles, geteilt durch die Zahl der Aminogruppen im Silikonöl, entspricht.
Das das Fließvermögen verbessernde Mittel kann eine spezifische Oberfläche von mindestens 30 m²/g, vorzugsweise von mindestens 50 m²/g, gemessen durch das BET-Verfahren mit Stickstoffadsorption, besitzen. Das das Fließvermögen verbessernde Mittel kann in einer Menge von 0,01-8 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,1-4 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel verwendet werden.
Die Tonerpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 3-9 um, bevorzugter von 3-8 um, im Hinblick auf die Auflösung und die Bilddichte besitzen und können unter Erhitzen und Druck selbst bei einer derart geringen Partikelgröße gut fixiert werden, da das spezielle Wachs sich darin befindet.
Die Tonerpartikel und das das Fließvermögen verbessernde Mittel können mit einem Mischer, beispielsweise einem Henschel-Mischer, in ausreichender Weise vermischt werden, um einen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, bei dem feine Partikel des das Fließvermögen verbessernden Mittels in Adhäsion auf der Oberfläche der Tonerpartikel angeordnet sind.
Die rheologischen Eigenschaften und anderen Eigenschaften und Parameter, die den Toner der vorliegenden Erfindung charakterisieren und auf die hier Bezug genommen wird, basieren generell auf Werten, die in der folgenden Weise gemessen wurden.

(1-1) Rheologische Eigenschaften des Toners und Bindemittelharzes

Eine Messung wird unter Verwendung einer Viskoelastizitätsmeßvorrichtung ("Rheometer RDA-II", erhältlich von der Firma Rheometrics Co.) durchgeführt.
Schereinrichtungen: Parallele Platten mit einem Durchmesser von 7,9 mm für eine Probe mit hohem Modul oder von 40 mm für eine Probe mit niedrigem Modul.
Meßprobe: Ein Toner oder ein Bindemittelharz wird heißgeschmolzen und dann zu einer Scheibenprobe mit einem Durchmesser von ca. 8 mm und einer Höhe von 2-5 mm oder einer Scheibenprobe mit einem Durchmesser von ca. 25 mm und einer Dicke von ca. 2-3 mm geformt.
Meßfrequenz: 6,28 radian/sec.
Einstellen der Meßbelastung: Der Anfangswert wird auf 0,1% eingestellt, und die Messung wird gemäß einem automatischen Meßmodus durchgeführt.
Korrektur für Probenlängsdehnung: Durchgeführt über einen automatischen Meßmodus.
Meßtemperatur: Mit einer Rate von 1ºC/min von 25ºC auf 150ºC erhöht.

(1-2) Schmelzviskosität des Wachses

Die Messung wird in entsprechender Weise unter Verwendung einer Viskoelastizitätsmeßvorrichtung ("Rheometer RDA-II", erhältlich von der Firma Rheometrics Co.) durchgeführt.
Schereinrichtungen: Eine Kombination aus einer Scheibenplatte mit einem Durchmesser von 40 mm und einem flachen Teller mit einem Durchmesser von 42 mm.
Meßprobe: Ein Wachs wird im flachen Teller in einer Menge angeordnet, die ausreicht, um im geschmolzenen Zustand eine Dicke von 2-4 mm zu ergeben.
Meßbedinungen: Die Messung wird gemäß dem Steady-Flow-Meßverfahren durchgeführt, indem eine anfängliche Schergeschwindigkeit auf 0,1/sec und eine endgültige Schergeschwindigkeit auf 100/sec eingestellt werden, wobei der Wert bei einer Schergeschwindigkeit von 10/sec als Viskosität des Wachses genommen wird.

(2) Maximale Wärmeabsorptionstemperatur (TMHA) eines Wachses

Die Messung kann in der folgenden Weise unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters ("DSC-7", erhältlich von der Firma Perkin-Elmer Corp.) gemäß ASTM D3418-82 durchgeführt werden.
Eine Probe wird in einer Menge von 2-10 mg, vorzugsweise etwa 5 mg, genau abgewogen.
Die Probe wird auf einer Aluminiumpfanne angeordnet und einer Messung in einem Temperaturbereich von 30-200ºC bei einer Temperaturanstiegsrate von 10ºC/min in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit unterzogen, wobei parallel dazu eine leere Aluminiumpfanne als Referenz gemessen wird.
Im Verlaufe der Temperaturerhöhung tritt ein Hauptabsorptionspeak bei einer Temperatur (TMHA) in einem Bereich von 30-200ºC auf einer DSC-Kurve auf.
40-100ºC.

(3) Glasübergangstemperatur (Tg) eines Bindemittelharzes

Die Messung kann in der folgenden Weise durchgeführt werden, indem ein Differentialscanningkalorimeter ("DSC-7", erhältlich von der Firma Perkin-Elmer Corp.) gemäß ASTM D3418-82 verwendet wird.
Eine Probe wird in einer Menge von 5-20 mg, vorzugsweise etwa 10 mg, genau abgewogen.
Die Probe wird auf einer Aluminiumpfanne angeordnet und einer Messung in einem Temperaturbereich von 30-200ºC bei einer Temperaturanstiegsrate von 10ºC/min in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit unterzogen, wobei parallel hierzu eine leere Aluminiumpfanne als Referenz gemessen wird.
Im Verlaufe der Temperaturerhöhung tritt ein Hauptabsorptionspeak in einem Temperaturbereich von 40-100ºC auf.
In diesem Fall wird die Glasübergangstemperatur (Tg) als Temperatur eines Schnittpunktes zwischen einer DSC-Kurve und einer Mittellinie, die sich zwischen den Basislinien erstreckt, die vor und nach dem Auftreten des Absorptionspeaks erhalten wurden, festgelegt.

(4) Molekulargewichtsverteilung eines Wachses

Die Molekulargewichtsverteilung eines Wachses kann durch GPC unter den folgenden Bedingungen gemessen werden:
Vorrichtung: "GPC-150C" (erhältlich von der Firma Waters Co.)
Säule: "GMH-HT" 30 cm-binär (erhältlich von dor Firma Toso K. K.)
Temperatur: 135ºC
Lösungsmittel: o-Dichlorobenzol, enthaltend 0,1% Ionol.
Durchsatz: 1,0 ml/min.
Probe: 0,4 ml einer 0,15%-Probe.
Auf der Basis der obigen GPC-Messung wird die Molekulargewichtsverteilung einer Probe auf der Basis einer Kalibrierungskurve erhalten, die aus monodispersen Polystyrolstandardproben hergestellt wurde, und in eine Verteilung umgerechnet, die der von Polyethylen entspricht, wobei eine Umrechnungsformel auf der Basis der Mark-Houwink-Viskositätsformel verwendet wird.

(5) Molekulargewichtsverteilung eines Bindemittelharzes als Ausgangsmaterial oder eines THF-löslichen Anteiles in einem Toner

Die Molekulargewichtsverteilung eines Bindemittelharzes als Ausgangsmaterial oder eines THF-löslichen Anteiles in einem Toner kann auf der Basis eines Chromatogramms, erhalten durch GPC (Gelpermeationschromatographie), gemessen werden.
In der GPC-Vorrichtung wird eine Säule in einer Heizkammer bei 40ºC stabilisiert. Man läßt Tetrahydrofuran(THF)- Lösungsmittel durch die Säule bei dieser Temperatur mit einem Durchsatz von 1 ml/min fließen, und 50-200 ul einer GPC-Probenlösung, die auf eine Konzentration von 0,05-0,6 Gew.-% eingestellt wurde, werden injiziert. Im Falle eines Ausgangsbindemittelharzes kann die GPC-Probenlösung hergestellt werden, indem das Bindemittelharz durch eine Walzenmühle bei 130ºC über 15 min geführt und das gewalzte Harz in THF gelöst wird. Im Falle einer Tonerprobe kann die GPC- Probenlösung hergestellt werden, indem der Toner in THF gelöst und die Lösung dann durch ein 0,2 um-Filter gefiltert wird, um eine THF-Lösung zu gewinnen. Die Identifikation des Probenmolekulargewichtes und ihrer Molekulargewichtsverteilung werden auf der Basis einer Kalibrierungskurve durchgeführt, die unter Verwendung von diversen monodispersen Polystyrolproben erhalten wurde und einen logarithmischen Maßstab des Molekulargewichtes in Abhängigkeit von einer Zählnummer besitzt. Die Standardpolystyrolproben zur Herstellung einer Kalibrierungskurve können von den Firmen Pressure Chemical Co. oder Toso K. K. erhalten werden. Es ist geeignet, mindestens 10 Standardpolystyrolproben einschließlich von denen mit Molekulargewichten von 6 · 10², 2,1 · 10³, 4 · 10³, 1,75 · 10&sup4;, 5,1 · 10&sup4;, 1,1 · 10&sup5;, 3,9 · 10&sup5;, 8,6 · 105, 2 · 106 und 4,48 · 106 zu verwenden. Bei dem Detektor kann es sich um einen R1(Brechungsindex)-Detektor handeln. Für eine genaue Messung ist es geeignet, die Säule als Kombination von diversen im Handel erhältlichen Polystyrolgelsäulen aufzubauen, um eine genaue Messung in einem Molekulargewichtsbereich von 10³-2 · 10&sup6; zu erreichen. Ein bevorzugtes Beispiel hiervon kann eine Kombination aus u-Styragel 500, 10³, 10&sup4; und 10&sup5;, erhältlich von der Firma Waters Co., oder eine Kombination aus Shodex KA-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807, erhältlich von der Firma Showa Denko K. K., sein.
(6) ¹³C-NMR-Spektrum eines Wachses
Die Messung kann unter Verwendung einer FT-NMR (Fouriertransformations-magnetische Kernresonanz)-Vorrichtung (JNM- EX400", erhältlich von der Firma Nippon Denshi K. K.) unter den folgenden Bedingungen durchgeführt werden:
Meßfrequenz: 100,40 MHz
Impulszustand: 5,0 usec (45 Grad) gemäß dem DEPT-Verfahren
Datenpunkt: 32768
Verzögerungszeit: 25 sec
Frequenzbereich: 10500 Hz
Integrationszeiten: 10000mal
Temperatur: 110ºC
Probe: Hergestellt durch Anordnung von 200 mg einer Meßprobe in einem Probenrohr mit einem Durchmesser von 10 mm und durch Lösen der Probe durch Zugabe eines Lösungsmittelgemisches aus Benzol-d&sub6;/o-Dichlorobenzol-d&sub4; (1/4) in einem Thermostatgefäß bei 110ºC.
Ein Abschnitt, der ein S/N(Signal/Rausch)-Verhältnis von mindestens 1,5 relativ zur Basislinie liefert, wird als Peak auf der Spektrumkurve angesehen.
Es wird nunmehr eine Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens unter Verwendung eines Toners, insbesondere eines magnetischen Toners, gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben. Die Oberfläche eines Trägerelementes für ein elektrostatisches Bild (lichtempfindliches Element) 1 wird über eine Primäraufladeeinheit 2 auf ein negatives Potential oder positives Potential aufgeladen und beispielsweise durch Analogbelichtung oder Laserstrahlabtastung mit Bildlicht 5 belichtet, um ein elektrostatisches Bild (d. h. ein latentes digitales Bild durch Laserstrahlabtastung) auf dem lichtempfindlichen Element auszubilden. Dann wird das elektrostatische Bild mit einem magnetischen Toner 13, der von einer Entwicklungshülse 4 getragen wird, gemäß einem Umkehrentwicklungsverfahren oder einem normaln Entwicklungsverfahren entwickelt. Der Toner 13 wird anfangs einem Gefäß einer Entwicklungsvorrichtung 9 zugeführt und über ein magnetisches Blatt 11 auf der Entwicklungshülse 4, die darin einen Magneten 23 mit Magnetpolen N&sub1;, N&sub2;, S&sub1; und S&sub2; enthält, als eine Schicht aufgebracht. An der Entwicklungszone wird ein elektrisches Vorspannungsfeld zwischen dem elektrisch leitenden Substrat 16 des lichtempfindlichen Elementes 1 und der Entwicklungshülse 4 ausgebildet, indem eine Wechselvorspannung, eine Impulsvorspannung und/oder eine Gleichstromvorspannung von einer Vorspannungsaufbringungseinrichtung auf die Entwicklungshülse 4 aufgebracht wird.
Das auf diese Weise auf dem lichtempfindlichen Element 1 ausgebildete magnetische Tonerbild wird über ein Zwischentransferelement oder ohne ein solches auf ein Transferempfangsmaterial (Transferpapier) P übertragen. Wenn das Transferpapier P in eine Übertragungsposition gefördert wird, wird die Rückseite (d. h. die Seite gegenüber dem lichtempfindlichen Element) des Papiers P positiv oder negativ aufgeladen, um das negativ oder positiv aufgeladene magnetische Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element 1 auf das Transferpapier P elektrisch zu übertragen. Dann wird das das Tonerbild tragende Transferpapier P über eine Entladungseinrichtung 22 entladen, vom lichtempfindlichen Element 1 getrennt und über eine Heißdruckwalzenfixiervorrichtung 7 einer Fixierung des Tonerbildes durch Wärme und Druck unterzogen.
Der auf dem lichtempfindlichen Element 1 nach dem Übertragungsschritt verbleibende restliche magnetische Toner wird mit einer Reinigungseinrichtung entfernt, die ein Reinigungsblatt 8 umfaßt. Das lichtempfindliche Element 1 wird nach dem Reinigen durch eine Löschungseinrichtung 6 entladen und dann wiederum einem Bilderzeugungszyklus unterzogen, der mit dem Aufladeschritt durch die Primäraufladeeinheit 2 beginnt.
Das das elektrostatische Bild tragende oder lichtempfindliche Element in der Form einer Trommel 1 kann eine auf einem elktrisch leitenden Träger 16 (Fig. 3) ausgebildete lichtempfindliche Schicht 15 umfassen. Die nichtmagnetische zylindrische Entwicklungshülse 4 wird so gedreht, daß sie sich in einer identischen Richtung wie die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 in der Entwicklungsposition bewegt. Innerhalb der nichtmagnetischen zylindrischen Entwicklungshülse 4 ist ein Multipolarpermanentmagnet (Magnetrolle) 23 so angeordnet, daß er nicht gedreht wird. Der magnetische Toner 13 in der Entwicklungsvorrichtung 9 wird auf die Entwicklungshülse 4 aufgebracht und durch die Reibung zwischen der Oberfläche der Entwicklungshülse 4 und den magnetischen Tonerpartikeln mit einer triboelektrischen Aufladung versehen. Durch Anordnen eines magnetischen Blattes 11 aus Eisen in der Nachbarschaft (d. h. mit einem Spalt von 50-500 um) der Oberfläche der Entwicklungshülse 4, so daß es einem Magnetpol des Multipolarpermanentmagneten gegenüberliegt, wird der magnetische Toner so gesteuert, daß er eine gleichmäßig geringe Dicke (d. h. 30-300 um) besitzt, die identisch ist mit dem Abstand zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Entwicklungshülse 4 an der Entwicklungsposition oder kleiner als dieser ist. Die Drehgeschwindigkeit der Entwicklungshülse 4 wird so gesteuert, daß eine Umfangsgeschwindigkeit erreicht wird, die der der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 entspricht oder dieser angenähert ist. Das Eisenblatt 11 als magnetisches Abstreifmesser kann durch einen Permanentmagneten ersetzt werden, um einen Gegenmagnetpol vorzusehen. An der Entwicklungsposition kann eine Wechselstromvorspannung oder eine Impulsvorspannung von einer Vorspannungsaufbringungseinrichtung auf die Entwicklungshülse 4 aufgebracht werden. Die Wechselstromvorspannung kann vorzugsweise eine Frequenz 5 von 200-4.000 Hz und eine Spannung Vpp von Peak zu Peak von 500-3.000 V besitzen.
Unter der Wirkung einer elektrostatischen Kraft auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes und des elektrischen Feldes der Wechselstromvorspannung oder Impulsvorspannung an der Entwicklungsposition werden die magnetischen Tonerpartikel auf ein elektrostatisches Bild auf dem lichtempfindlichen Element 1 übertragen.
Es ist auch möglich, das Magnetblatt durch ein elastisches Blatt zu ersetzen, das ein elastisches Material aufweist, wie Silikonkautschuk, um eine Preßkraft zur Aufbringung einer Magnetschicht auf die Entwicklungshülse vorzusehen, während die Schichtdicke des magnetischen Toners reguliert wird.
Ein weiteres Bilderzeugungsverfahren, bei dem der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung finden kann, wird nunmehr in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 beschrieben.
Wie man Fig. 4 entnehmen kann, umfaßt eine Bilderzeugungsvorrichtung prinzipiell ein lichtempfindliches Element 101 als Trägerelement für ein elektrostatisches Bild, eine Aufladerolle 102 als Aufladeeinrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung 104, die vier Entwicklungseinheiten 104-1, 104-2, 104-3 und 104-4 aufweist, ein Zwischentransferelement 105, eine Transferrolle 107 als Transfereinrichtung und eine Fixiervorrichtung H als Fixiereinrichtung.
Vier Entwickler, die die Cyantonerpartikel, Magentatonerpartikel, gelbe Tonerpartikel und schwarze Tonerpartikel aufweisen, werden in den Entwicklungseinheiten 104-1 bis 104-4 angeordnet. Ein elektrostatisches Bild wird auf dem lichtempfindlichen Element 101 erzeugt und mit den vier Farbtonerpartikeln über ein Entwicklungsverfahren, wie beispielsweise ein Entwicklungssystem mit magnetischer Bürste oder ein nichtmagnetisches Monokomponentenentwicklungssystem, entwickelt, wodurch die entsprechenden Tonerbilder auf dem lichtempfindlichen Element 101 ausgebildet werden.
Ein nichtmagnetischer Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem magnetischen Träger vermischt und unter Verwendung einer Entwicklungseinrichtung, wie in Fig. 5 gezeigt, zur Entwicklung verwendet werden. Es wird bevorzugt, die Entwicklung in einem Zustand durchzuführen, in dem eine magnetische Bürste ein Trägerelement für ein latentes Bild, d. h. eine lichtempfindliche Trommel 113, unter Aufbringung eines elektrischen Wechselfeldes kontaktiert. Ein Entwicklerträgerelement (Entwicklungshülse) 11 kann vorzugsweise angeordnet sein, um einen Spalt B von 100-1000 um von der lichtempfindlichen Trommel 113 aus vorzusehen, damit die Tonerhaftung verhindert und die Punktwiedergabe verbessert wird. Wenn der Spalt enger ist als 100 um, kann die Zufuhr des Entwicklers unzureichend sein, was zu einer niedrigen Bilddichte führt. Über 1000 um werden die von einem Entwicklungspol S1 erzeugten magnetischen Kraftlinien auseinandergespreizt, so daß eine niedrige Dichte der magnetischen Bürste erhalten wird, was zu einer schlechteren Punktwiedergabe und zu einer schwachen Trägerhaltekraft und damit zu einer Trägerhaftung führt.
Das elektrische Wechselfeld kann vorzugsweise eine Spannung von Peak zu Peak von 500-5000 V und eine Frequenz von 500- 10000 Hz, vorzugsweise von 500-3000 Hz, besitzen, die in geeigneter Weise in Abhängigkeit vom Verfahren ausgewählt werden können. Die Wellenform hierfür kann ebenfalls in geeigneter Weise ausgewählt werden, beispielsweise als Dreieckwelle, Rechteckwelle, Sinuswelle oder als Wellenformen, die durch Modifizieren des Puls-Pause-Verhältnisses erhalten werden. Wenn die angelegte Spannung unter 500 V liegt, kann es schwierig sein, eine ausreichende Bilddichte zu erzielen, und in manchen Fällen kann Trübungstoner auf einem bildfreiem Bereich nicht in zufriedenstellender Weise wiedergewonnen werden. Über 5000 V kann das latente Bild durch die Magnetbürste gestört werden, so daß in einigen Fällen schlechtere Bildqualitäten resultieren.
Unter Verwendung eines Entwicklers vom Zweikomponententyp, der einen gut aufgeladenen Toner enthält, wird es möglich, eine geringere Trübungsentfernungsspannung (Vback) und eine geringere Primärladungsspannung am lichtempfindlichen Element zu erhalten, wodurch die Lebensdauer des lichtempfindlichen Elementes erhöht wird. Die Spannung Vback kann vorzugsweise maximal 150 V, bevorzugter maximal 100 V, betragen.
Es wird bevorzugt, ein Kontrastpotential von 200-500 V anzuwenden, um eine ausreichende Bilddichte zu erzielen.
Die Frequenz kann das Verfahren nachteilig beeinflussen. Eine Frequenz unter 500 Hz kann zu einer Ladungsinjektion des Trägers führen, die in einigen Fällen schlechtere Bildqualitäten durch Trägerhaftung und Störungen des latenten Bildes bewirkt. Über 10000 Hz ist es schwierig, daß der Toner dem elektrischen Feld folgt, so daß schlechtere Bildqualitäten verursacht werden können.
Im Entwicklungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, eine Kontaktbreite (Entwicklungsspalt) C der Magnetbürste an der Entwicklungshülse 11 mit der lichtempfindlichen Trommel 113 bei 3-8 mm einzustellen, um eine Entwicklung durchzuführen, die zu einer ausreichenden Bilddichte und zu einer ausgezeichneten Punktwiedergabe ohne Verursachung einer Trägerhaftung führt. Wenn der Entwicklungsspalt C enger ist als 3 mm, kann es schwierig sein, eine ausreichende Bilddichte und eine gute Punktwiedergabe zu erreichen. Wenn er breiter ist als 8 mm, kann der Entwickler einem Packungseffekt ausgesetzt werden, so daß die Bewegung der Vorrichtung gestoppt wird und es schwierig werden kann, die Trägerhaftung in ausreichender Weise zu verhindern. Der Entwicklungsspalt C kann in geeigneter Weise eingestellt werden, indem der Abstand A zwischen einem Entwicklerregulierelement 118 und der Entwicklungshülse 11 und/oder der Spalt B zwischen der Entwicklungshülse 11 und der lichtempfindlichen Trommel 113 verändert wird.
Bei der Ausbildung eines Vollfarbbildes, bei der die Halbtonwiedergabe eine große Rolle spielt, kann man mindestens drei Entwicklungsvorrichtungen für Magenta, Cyan und Gelb verwenden, wobei der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt und vorzugsweise in Kombination damit ein Entwicklungssystem zum Entwickeln von digitalen latenten Bildern verwendet wird, so daß eine in bezug auf ein latentes Punktbild wiedergabegetreue Entwicklung möglich wird, während nachteilige Effekte der magnetischen Bürste und eine Störung des latentes Bildes vermieden werden. Durch die Verwendung des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein hohes Übertragungsverhältnis in einem nachfolgenden Übertragungsschritt realisiert werden. Folglich wird es möglich, hohe Bildqualitäten sowohl im Halbtonbereich als auch im Vollbildbereich zu erzielen.
Zusätzlich zu einer hohen Bildqualität in einem Anfangsstadium der Bilderzeugung kann durch die Verwendung des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung das Abfallen der Bildqualität bei einer kontinuierlichen Bilderzeugung auf einer großen Zahl von Blättern vermieden werden.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch als nichtmagnetischer oder magnetischer Toner für ein Monokomponentenentwicklungsverfahren realisiert werden. Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer derartigen Entwicklungsvorrichtung.
Wie man Fig. 6 entnehmen kann, kann ein durch Elektrophotographie oder elektrostatische Aufladung auf einem Trägerelement 125 für ein elektrostatischen Bild ausgebildetes elektrostatisches Bild mit einem Toner T entwickelt werden, der in einem Tonergefäß 121 enthalten ist und auf eine nichtmagnetische Entwicklungshülse (Tonerträgerelement) 124 aus Aluminium oder rostfreiem Stahl aufgebracht wird.
Nahezu der rechte halbe Umfang der Entwicklungshülse wird immer mit dem im Tonergefäß 121 gelagerten Toner T in Kontakt stehengelassen, und der Toner in der Nachbarschaft der Entwicklungshülse 124 wird unter der Wirkung einer Magnetkraft, die von einer Magnetfelderzeugungseinrichtung in der Entwicklungshülse und/oder einer elektrostatischen Kraft erzeugt wird, an der Entwicklungshülse 124 fixiert und von dieser getragen.
Das Tonerträgerelement 124 kann eine Oberflächenrauhigkeit Ra besitzen, die auf 1,5 um oder weniger, vorzugsweise 1,0 um oder weniger, besonders bevorzugt 0,5 um oder weniger, eingestellt ist.
Durch Einstellen der Oberflächenrauhigkeit Ra auf maxiaml 1,5 um wird die Tonerpartikelträgerkraft des Tonerträgerelementes unterdrückt, um die Ausbildung einer dünnen Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement zu ermöglichen und die Zahl der Kontakte zwischen dem Tonerträgerelement und dem Toner zu erhöhen, so daß auf diese Weise das Toneraufladevermögen verbessert werden kann.
In einem Fall, in dem die Oberflächenrauhigkeit Ra des Tonerträgerelementes 1,5 übersteigt, wird es schwierig, eine dünne Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement auszubilden und das Toneraufladevermögen zu verbessern, so daß eine Verbesserung der Bildqualität nur schwierig realisiert werden kann.
Die Oberflächenrauhigkeit Ra des Tonerträgerelementes betrifft eine gemittelte Mittellinienrauhigkeit, gemessen durch ein Oberflächenrauhigkeitstestgerät ("Surfcoder SE- 30H", erhältlich von der Firma K. K. Kosaka Kenkyusho) gemäß JIS B0601. Genauer gesagt, die Oberflächenrauhigkeit Ra kann ermittelt werden, indem die Meßlänge a von 2,5 mm entlang einer Mittellinie (entlang der x-Achse) genommen und die Rauhigkeit in y-Achsen-Richtung abgegriffen wird, um die Rauhigkeitskurve durch die Funktion y = f(x) zu kennzeichnen und die Oberflächenrauhigkeit Ra (um) aus der nachfolgenden Gleichung zu ermitteln:
Das Tonerträgerelement kann vorzugsweise einen Zylinder oder ein Band aus rostfreiem Stahl, Aluminium etc. umfassen, der bzw. das mit einem Metall, einem Harz oder einem Harz, das feine Partikel aus einem Harz, einem Metall, Ruß oder einem Ladungssteuermittel enthält, oberflächenbeschichtet sein kann.
Wenn die Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Tonerträgerelementes so eingestellt wird, daß sie 1,05-3,0mal so groß ist wie die Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Trägerelementes für das elektrostatische Bild, erhält die Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement einen geeigneten Rühreffekt, um eine bessere wiedergabegetreue Reproduktion eines elektrostatischen Bildes zu verwirklichen.
Wenn die Oberflächengeschwindigkeit des Tonerträgerelementes unter dem 1,05fachen Wert der Oberflächengeschwindigkeit des Trägerelementes für das elektrostatische Bild liegt, ist ein solcher Tonerschichtrühreffekt unzureichend, so daß es schwierig wird, eine gute Bilderzeugung zu erreichen. Im Falle der Ausbildung eines Vollbildes, das eine große Menge an Toner über einen breiten Bereich benötigt, kann ferner die Tonerzufuhr zum elektrostatischen Bild unzureichend werden, so daß eine schlechtere Bilddichte resultiert. Bei einem Wert von über 3,0 kann der Toner andererseits übermäßig stark aufgeladen werden und Schwierigkeiten verursachen, wie beispielsweise eine Tonerverschlechterung oder eine Tonerhaftung am Tonerträgerelement (Entwicklungshülse).
Der im Trichter (Tonergefäß) 121 gespeicherte Toner T wird mit Hilfe eines Zuführelementes 122 der Entwicklungshülse 124 zugeführt. Das Zuführelement kann vorzugsweise die Form einer Zuführrolle aus einem porösen elastischen Material oder einem Schaummaterial, wie beispielsweise weichem Polyurethanschaum, besitzen. Sie wird mit einer Relativgeschwindigkeit ungleich Null zur Entwicklungshülse vorwärts oder rückwärts gedreht, wobei ein Ablösen des Toners (ein Teil des Toners, der nicht für die Entwicklung verwendet wird) von der Entwicklungshülse gleichzeitig mit der Tonerzuführung zur Entwicklungshülse erreicht wird. Um einen Ausgleich zwischen der Tonerzuführung und der Tonerablösung zu erreichen, kann die Zuführrolle 122 vorzugsweise in einer Breite von 2,0-10,0 mm, bevorzugter von 4,0-6,0 mm, an die Entwicklungshülse stoßen. Andererseits kann eine große Spannung auf den Toner aufgebracht werden, wodurch eine Qualitätsverschlechterung des Toners oder eine Agglomeration oder Schmelzhaftung desselben an der Entwicklungshülse und der Zuführrolle gefördert wird. Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung hat jedoch ein ausgezeichnetes Fließvermögen, Trennvermögen und eine ausgezeichnete Haltbarkeit, so daß er in geeigneter Weise für ein Entwicklungsverfahren verwendet werden kann, bei dem eine derartige Zuführrolle Verwendung findet. Das Zuführelement kann ferner ein Bürstenelement aus einer Harzfaser, d. h. Nylon oder Rayon, umfassen. Der Einsatz eines derartigen Zuführelementes ist sehr wirksam für einen nichtmagnetischen Monokomponententoner, der nicht in der Lage ist, eine magnetische Haltekraft für die Toneraufbringung zu nutzen, aber auch bei einem Monokomponentenentwicklungsverfahren unter Einsatz einer magnetischen Monokomponentenmethode Anwendung finden kann.
Der der Entwicklungshülse zugeführte Toner kann über ein Regulierelement gleichmäßig in einer dünnen Schicht aufgebracht werden. Ein derartiges Regulierelement kann ein Abstreifblatt, beispielsweise ein Metallblatt oder ein magnetischen Blatt, umfassen, das in einem gewissen Abstand von der Entwicklungshülse angeordnet ist, oder alternativ eine starre Rolle oder Hülse aus einem Metall, einem Harz oder einem keramischen Material aufweisen, das wahlweise darin eine Magnetfelderzeugungseinrichtung besitzt.
Alternativ ist es möglich, ein solches Regulierelement für eine dünne Tonerschicht als elastisches Element, beispielsweise elastisches Blatt oder elastische Rolle, zur Aufbringung eines Toners unter Druck auszubilden. Beispielsweise zeigt Fig. 6 ein elastisches Blatt 123, das an seinem oberen, jedoch Unterbereichabschnitt am Entwicklergefäß 121 fixiert ist und dessen unterer Abschnitt freier Länge mit einem geeigneten Druck gegen die Entwicklungshülse gepreßt ist, so daß es sich in der umgekehrten Richtung erstreckt (wie gezeigt oder in Vorwärtsrichtung). Unter Verwendung einer derartigen Aufbringungseinrichtung wird es möglich, eine feste Tonerschicht auszubilden, die gegen Umgebungsänderungen beständig ist.
Das elastische Material kann vorzugsweise ein Material sein, das eine geeignete Position in einer Reihe des triboelektrischen Aufladevermögens hat, damit der Toner auf eine geeignete Polarität aufgeladen werden kann. Das Material kann beispielsweise umfassen: ein Elastomer, wie beispielsweise Silikonkautschuk, Urethankautschuk oder NBR; ein elastischen Kunstharz, wie Polyethylenterephthalat; ein elastisches Metall, wie rostfreier Stahl, Stahl und Phosphorbronze; oder ein zusammengesetztes Material hiervon.
Beim Vorsehen eines haltbaren elastischen Elementes wird bevorzugt, ein Laminat aus einem elastischen Metall und einem Harz oder Kautschuk oder ein beschichtetes Element zu verwenden.
Das elastische Material kann ferner ein organisches Material oder ein hierzu zugesetztes, beispielsweise durch Schmelzmischen oder Dispergieren, anorganisches Material enthalten. Beispielsweise kann durch Zusetzen eines Metalloxides, eines Metallpulvers, einer Keramik, eines Kohlenstoffallotrops, eines Whiskers, einer anorganischen Faser, eines Farbstoffes, eines Pigmentes oder eines oberflächenaktiven Mittels das Toneraufladevermögen gesteuert werden. Insbesondere im Falle der Verwendung eines elastischen Elementes, das aus einem Gummi oder einem Harz gebildet ist, wird bevorzugt, ein feines Pulver aus einem Metalloxid, wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zinnoxid, Zircondioxid oder Zinkoxid; Ruß; oder ein Ladungssteuermittel, das normalerweise bei Tonern Verwendung findet, zuzusetzen.
Des weiteres wird es durch Aufbringung eines elektrischen Gleichstrom- und/oder Wechselstromfeldes auf das Blattregulierelement oder die Zuführrolle oder das Bürstenelement möglich, eine Desintegrationswirkung auf die Tonerschicht auszuüben, insbesondere das Verhalten zur Aufbringung einer gleichmäßigen dünnen Schicht und das gleichmäßige Aufladevermögen in der Regulierungsposition und der Tonerzuführ/Ablöseposition in der Zuführposition zu verbessern und auf diese Weise eine erhöhte Bilddichte und bessere Bildqualität zu erreichen.
Das elastische Element kann gegen das Tonerträgerelement mit einem Druck von mindestens 0,1 kg/m, vorzugsweise 0,3- 25 kg/m, besonders bevorzugt von 0,5-12 kg/m, gemessen als linearer Druck in Richtung einer Erzeugenden des Tonerträgerelementes, stoßen. Auf diese Weise wird es möglich, den Toner wirksam zu desintegrieren, um eine rasche Aufladung des Toners zu verwirklichen. Wenn der Druck unter 0,1 kg/m liegt, wird eine gleichmäßige Toneraufbringung schwierig, was zu einer breiten Tonerladungsverteilung und zu Trübungen und Streuungen führt. Über 25 kg/m wird ein übermäßig hoher Druck auf den Toner aufgebracht, was zu einer Qualitätsverschlechterung oder Agglomeration des Toners führt. Ferner wird ein großes Drehmoment zum Antreiben des Tonerträgerelementes erforderlich.
Es wird bevorzugt, das Trägerelement 125 für das elektrostatische Bild und das Tonerträgerelement 124 mit einem Spalt α von 50-500 um zu versehen. Ein Abstreifblatt kann mit einem Spalt von 50-400 um vom Tonerträgerelement angeordnet sein.
Es wird allgemein besonders bevorzugt, die Tonerschichtdicke so einzustellen, daß sie dünner ist als der Spalt zwischen dem Trägerelement für das elektrostatische Bild und dem Tonerträgerelement. Die Tonerschichtdicke kann jedoch aus so eingestellt werden, daß ein Abschnitt von Tonerohren, die die Tonerschicht bilden, das Trägerelement für das elektrostatische Bild kontaktiert.
Durch Ausbildung eines elektrischen Wechselfeldes zwischen dem Trägerelement für das elektrostatische Bild und dem Tonerträgerelement von einer Vorspannungsquelle 126 wird es möglich, die Tonerbewegung vom Tonerträgerelement zum Trägerelement für das elektrostatische Bild zu erleichtern und auf diese Weise eine bessere Qualität der Bilder zu erreichen. Das elektrische Wechselfeld kann eine Peak-Peak-Spannung Vpp von mindestens 100 V, vorzugsweise 200-3000 V, am bevorzugtesten von 300-2000 V, und eine Frequenz f von 500- 5000 Hz, vorzugsweise 1000-3000 Hz, am bevorzugtesten von 1500-3000 Hz, aufweisen. Es kann als Wellenform eine Rechteckwelle, eine Sinuswelle, eine Sägezahnwelle oder eine Dreieckswelle umfassen. Des weiteren ist es möglich, ein asymmetrisches elektrisches Wechselvorspannungsfeld mit einem positiven Wellenabschnitt und einem negativen Wellenabschnitt, die unterschiedliche Spannungen und Dauer aufweisen, aufzubringen. Es wird ferner bevorzugt, eine Gleichstromvorspannungskomponente zu überlagern.
Wie man Fig. 4 entnehmen kann, kann das Trägerelement 101 für das elektrostatische Bild eine lichtempfindlichen Trommel (oder ein lichtempfindliches Band) umfassen, das eine Schicht aus einem photoleitenden Isolationsmaterial, wie a- Se, CdS, ZnO&sub2;, OPC (organischer Photoleiter) und a-Si (amorphes Silicium), umfaßt. Das Trägerelement 101 für das elektrostatische Bild kann vorzugsweise eine lichtempfindliche a-Si-Schicht oder eine lichtempfindliche OPC-Schicht aufweisen.
Die organische lichtempfindliche Schicht kann aus einer einzigen Schicht bestehen, die eine Ladungserzeugungssubstanz und eine Ladungsfördersubstanz umfaßt, oder es kann sich hierbei um eine funktionsgetrennte lichtempfindliche Schicht handeln, die eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungsförderschicht aufweist. Die funktionsgetrennte lichtempfindliche Schicht kann vorzugsweise einen elektrisch leitenden Träger, eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungsförderschicht aufweisen, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Die organische lichtempfindliche Schicht kann vorzugsweise ein Bindemittelharz, wie Polykarbonatharz, Polyesterharz oder Acrylharz, aufweisen, da ein solches Bindemittelharz wirksam ist zur Verbesserung des Übertragungsvermögens und der Reinigungseigenschaften und keine Tonerhaftung am lichtempfindlichen Element oder eine Filmbildung von externen Additiven verursachen kann.
Ein Aufladeschritt kann durchgeführt werden, indem eine Koronaaufladeeinheit verwendet wird, die nicht in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element 1 steht, oder indem eine Kontaktaufladeeinheit, wie beispielsweise eine Aufladerolle, eingesetzt wird. Die in Fig. 4 gezeigte Kontaktaufladung kann im Hinblick auf die Effizienz einer gleichmäßigen Aufladung, die Einfachheit und eine geringere Ozonerzeugung bevorzugt werden.
Die Aufladerolle 102 umfaßt einen Metallkern 102b und eine elektrisch leitende elastische Schicht 102a, die den Umfang des Metallkernes 102b umgibt. Die Aufladerolle 102 wird mit einem vorgegebenen Druck (Preßkraft) gegen das lichtempfindliche Element 101 gepreßt und in Anpassung an die Drehung des lichtempfindlichen Elementes 101 gedreht.
Der unter Verwendung der Aufladerolle durchgeführte Aufladeschritt kann vorzugsweise unter Prozeßbedingungen durchgeführt werden, die einen Anlegedruck der Rolle von 5- 500 g/cm, eine Wechselstromspannung von 0,5-5 kVpp, eine Wechselstromfrequenz von 50-5 kHz und eine Gleichspannung von ±0,2-±1,5 kV umfassen, wenn eine überlagerte Wechselspannung und Gleichspannung Anwendung findet, und bei einem Anlegedruck der Rolle von 5-500 g/cm und einer Gleichspannung von ±0,2-±1,5 kV, wenn eine Gleichspannung aufgebracht wird.
Eine andere Aufladeeinrichtung kann ein Aufladeblatt oder eine elektrisch leitende Bürste umfassen. Diese Kontaktaufladeeinrichtungen benötigen keine hohe Spannung oder reduzieren die Ozonentwicklung. Die Aufladerolle und das Aufladeblatt, die jeweils als Kontaktaufladeeinrichtung Verwendung finden, können vorzugsweise einen elektrisch leitenden Gummi und wahlweise einen Trennfilm auf ihrer Oberfläche umfassen. Der Trennfilm kann beispielsweise aufweisen: ein Harz auf Nylonbasis, Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC).
Das auf dem Trägerelement 101 für das elektrostatische Bild ausgebildete Tonerbild wird auf ein Zwischentransferelement 5 übertragen, an das eine Spannung (beispielsweise von ±0,1-±5 kV) gelegt wird. Die Oberfläche des Trägerelementes für das elektrostatische Bild kann dann über eine Reinigungseinrichtung 109, die ein Reinigungsblatt 108 aufweist, gereinigt werden.
Das Zwischentransferelement 105 umfaßt einen rohrähnlichen elektrisch leitenden Metallkern 105b und eine elastische Schicht 105a mit mittlerem Widerstand (d. h. eine elastische Rolle), die den Umfang des Metallkernes 105b umgibt. Der Metallkern 105b kann ein durch Elektroplattieren beschichtetes Kunststoffrohr umfassen. Die elastische Schicht 105a mit mittlerem Widerstand kann eine Feststoffschicht und eine Schaumschicht sein, bei der eine elektrisch leitfähigmachende Substanz, wie Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid oder Siliciumcarbid, in ein elastisches Material, wie Silikonkautschuk, Teflonkautschuk, Chloroprenkautschuk, Urethankautschuk oder Ethylen-propylen-dienterpolymer (EPDM), eingemischt und dispergiert ist, um auf diese Weise den elektrischen Widerstand oder den spezifischen Volumenwiderstand auf einen mittleren Widerstandswert von 10&sup5;-10¹¹ Ohm·cm, insbesonere 10&sup7;-10¹&sup0; Ohm·cm, zu steuern. Das Zwischentransferelement 105 ist so unter dem Trägerelement 101 für das elektrostatische Bild angeordnet, daß es eine Achse (oder eine Welle) besitzt, die parallel zu der des Trägerelementes 101 für das elektrostatische Bild angeordnet ist und mit dem Trägerelement 101 für das elektrostatische Bild in Kontakt steht. Das Zwischentransferelement 105 wird in der Richtung eines Pfeiles (gegen den Uhrzeigersinn) mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die mit der des Trägerelementes 101 für das elektrostatische Bild identisch ist.
Die entsprechenden Farbtonerbilder werden nacheinander über ein elektrisches Feld, das durch Aufbringung einer Transfervorspannung auf einen Transferspaltbereich zwischen dem Trägerelement 101 für das elektrostatische Bild und dem Zwischentransferelement 105 ausgebildet ist, beim Durchlaufen des Transferspaltbereiches auf die Umfangsfläche des Zwischentransferelementes 105 übertragen.
Nach der Zwischenübertragung des entsprechenden Tonerbildes wird die Oberfläche des Zwischentransferelementes 105, wie gewünscht, mit einer Reinigungseinrichtung gereinigt, die an der Bilderzeugungsvorrichtung befestigt oder hiervon gelöst sein kann. In dem Fall, in dem das Tonerbild auf dem Zwischentransferelement 105 angeordnet wird, wird die Reinigungseinrichtung von der Oberfläche des Zwischentransferelementes 105 gelöst oder entfernt, um das Tonerbild nicht zu stören.
Die Transereinrichtung (d. h. eine Transferrolle) 107 ist so unter dem Zwischentransferelement 105 angeordnet, daß ihre Achse (oder Welle) parallel zu der des Zwischentransferelementes 105 angeordnet ist und daß sie mit dem Zwischentransferelement 105 in Kontakt steht. Die Transfereinrichtung (Rolle) 107 wird in Richtung eines Pfeiles (im Uhrzeigersinn) mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die mit der des Zwischentransferelementes 105 identisch ist. Die Transferrolle 107 kann so angeordnet sein, daß sie in direktem Kontakt mit dem Zwischentransferelement 105 steht oder über ein Band etc. hiermit in Kontakt steht. Sie kann eine elektrisch leitende elastische Schicht 107a umfassen, die auf der Umfangsfläche eines Metallkernes 107b angeordnet ist.
Das Zwischentransferelement 105 und die Transferrolle 107 können bekannte Materialien, wie sie generell Verwendung finden, umfassen. Durch Einstellung des spezifischen Volumenwiderstandes der elastischen Schicht 105a des Zwischentransferelementes 105 auf einen Wert, der höher ist als der der elastischen Schicht 107b der Transferrolle, ist es möglich, die Aufbringung einer Spannung auf die Transferrolle 107 zu vermeiden. Somit wird ein gutes Tonerbild auf dem Transferempfangsmaterial ausgebildet und das Transferempfangsmaterial wird daran gehindert, sich um das Zwischentransferelement 105 zu wickeln. Die elastische Schicht 105a des Zwischentransferelementes 105 kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand aufweisen, der mindestens zehnmal so groß ist wie der der elastischen Schicht 107b der Transferrolle 107.
Die Transferrolle 107 kann einen Metallkern 107b und eine elektrisch leitende elastische Schicht 107a aufweisen, die ein elastisches Material umaßt, das einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup6;-10¹&sup0; Ohm·cm aufweist, wie Polyurethan oder Ethylen-propylen-dienterpolymer (EPDM), und das eine elektrisch leitende Substanz, wie Kohlenstoff, darin dispergiert enthält. Eine bestimmte Vorspannung (d. h. vorzugsweise ±0,2-±10 kV) wird von einer Konstantspannungsquelle auf den Metallkern 107b aufgebracht.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine hohe Übertragungseffizienz in den Übertragungsschritten, so daß nur wenig Resttoner bei der Übertragung zurückbleibt, und hat ferner ein ausgezeichnetes Reinigungsvermögen, so daß keine Filmbildung auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild verursacht wird. Selbst wenn er einem kontinuierlichen Bilderzeugungstest auf einer großen Zahl von Blättern unterzogen wird, ermöglicht der Toner gemäß der Erfindung nur eine geringe Einbettung des externen Additives auf der Tonerpartikeloberfläche, so daß eine gute Bildqualität über eine lange Zeitdauer zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere kann der Toner gemäß der Erfindung in geeigneter Weise bei einer Bilderzeugungsvorrichtung Verwendung finden, die mit einem Wiederverwendungsmechanismus versehen ist, gemäß dem der restliche Toner, der von der Übertragung auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild verbleibt, und das Zwischentransferelement für die Bilderzeugung wiederhergestellt und wiederverwendet werden.
Das das übertragene Tonerbild tragende Transferempfangsmaterial 106 wird dann zu einer mit Hitze und Druck arbeitenden Fixiereinrichtung gefördert, die eine Heißrollenfixiervorrichtung einschließt, welche prinzipiell eine Heizrolle, die ein Wärmeerzeugungselement umschließt, wie eine Halogenheizvorrichtung, und eine Druckrolle, die ein elastisches Material aufweist und gegen die Heizrolle gepreßt wird, umfaßt, und eine Heißfixiervorrichtung zum Fixieren durch Erhitzen über einen Film (wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, in denen mit 130 ein Ständer, mit 131 ein Heizelement, mit 131a ein Heizsubstrat, mit 131b ein Wärmeerzeugungselement, mit 131c eine Oberflächenschutzschicht, mit 131d ein Temperaturdetektionselement, mit 132 ein Fixierfilm, mit 133 ein Preßrolle, mit 134 eine Schraubenfeder, mit 135 ein Filmrandregulierelement, mit 136 ein Stromzuführanschluß, mit 137 ein Stromunterbrechungselement, mit 138 eine Einlaßführung und mit 139 eine Auslaßführung (Trennführung) bezeichnet sind). Da der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung ein ausgezeichnetes Fixiervermögen und ausgezeichente Anti-Offset-Eigenschaften besitzt, findet er in geeigneter Weise in Kombination mit einer derartigen Heißdruckfixiervorrichtung Verwendung.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen genauer erläutert.

Beispiel 1

Ein Toner wurde aus den nachfolgenden Bestandteilen einschließlich verzweigtes Wachs Nr. 1 hergestellt, das die in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften besaß und das in Fig. 1 dargestellte ¹³C-NMR-Spektrum lieferte.
Bindemittelharz 100 Gewichtsteile
(Styrol-butylacrylatcopolymer) [Mw = 215000, Mw/Mn = 49,7, Tg = 60ºC; Hauptpeak und Nebenpeak bei Molekulargewichten von 8.300 und 648.000]
Magnetisches Material 90 Gewichtsteile
(Dav. (durchschnittliche Partikelgröße) = 0,2 um)
Mono-azometallkomplex 2 Gewichtsteile
(Negativladungssteuermittel)
Verzweigtes Wachs Nr. 1 4 Gewichtsteile
Die obigen Bestandteile wurden mit einem Henschel-Mischer vorgemischt und über einen Doppelschneckenknetextruder bei 130ºC schmelzgeknetet. Das geknetete Produkt wurde durch Stehenlassen gekühlt, mit einer Schneidmühle grob zerkleinert, mit einem Feinpulverisator unter Verwendung eines Luftstrahles pulverisiert und über eine pneumatische Klassiereinrichtung klassiert, um negativ aufladbare isolierende magnetische Tonerpartikel mit einer gewichtsgemittelten Partikelgröße (D&sub4;) von 6,4 um zu erhalten. 100 Gewichtsteilen der magnetischen Tonerpartikel wurde 1,0 Gewichtsteil negativ aufladbares hydrophobes Trockenprozeßsiliciumdioxid (SBET (BET spezifische Oberfläche) = 300 m²/g) extern zugesetzt, und das Ganze wurde mit einem Henschel-Mischer vermischt, um magnetischen Toner (1) mit Isolations- und negativem Aufladevermögen zu erhalten.
Zum Messen rheologischen Eigenschaften wurde der magnetische Toner (1) heißgeschmolzen, um eine zylindrische Probe mit einem Durchmesser von ca. 8 mm und einer Höhe von 3 mm zu formen. Die Probe wurde auf gezackten parallelen Platten mit einem Durchmesser von 7,9 mm angeordnet und einer Messung des Speichermoduls und Verlustmoduls bei variierenden Temperaturen unterzogen.
Zur Auswertung des Wachsdispersionszustandes wurde der magnetische Toner (1) durch ein optisches Mikroskop, das mit einem Polarisator versehen war, bei einer niedrigen Vergrößerung von ca. 60 beobachtet, so daß ca. 900 magnetische Tonerpartikel in einem Gesichtsfeld beobachtet wurden, wobei nur 7-8 helle Flecken das Vorhandensein von isolieren Wachspartikeln anzeigten. Es wurde somit eine gute Dispergierbarkeit des Wachses festgestellt.
Der magnetische Toner (1) wurde über eine kontinuierliche Bilderzeugung auf 2 · 10&sup5; Bltt unter Verwendung eines digitalen Kopiergerätes ("GP-5", erhältlich von der Firma Canon K. K.) ausgewertet.
Das digitale Kopiergerät hatte eine lichtempfindliche Trommel, die einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm, der mit einer lichtempfindlichen OPC-Schicht beschichtet war, aufwies. Die lichtempfindliche Trommel wurde mit einer Primäraufladeeinrichtung auf -700 V aufgeladen und einer Bildabtastung durch Laserlicht unterzogen, um ein latentes digitales Bild zu erzeugen, das dann mit dem magnetischen Toner (1) entwickelt wurde, der auf einer Entwicklungshülse negativ triboelektrisch aufgeladen war, und wobei die Entwicklungshülse einen festen Magneten mit vier Magnetpolen einschließlich eines Entwicklungspoles von 950 Gauss aufwies und wobei die Entwicklung über einen Umkehrentwicklungsmodus erfolgte.
Die Entwicklungshülse wurde mit einer Gleichstromvorspannung von -600 V beaufschlagt, die von einer Wechselstromvorspannung von Vpp = 800 V und f = 1800 Hz überlagert war. Das entstandene magnetische Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel wurde elektrostatisch auf Normalpapier übertragen. Nach Ladungsentfernung wurde das von der lichtempfindlichen Trommel entfernte und das Tonerbild tragende Normalpapier mit Hilfe einer Heißdruckfixiervorrichtung, die eine Heizrolle und eine Druckrolle aufwies, einer Fixierung unterzogen.
Die entstandenen Bilder hatten eine Bilddichte von 1,33 im Anfangsstadium (auf dem 1sten bis 10ten Blatt) und von 1,35 zum Zeitpunkt der Beendigung der Bilderzeugung auf 2 · 10&sup5; Blatt, so daß im wesentlichen keine Änderung auftrat. Die Bilder wiesen ferner keine Änderungen der Bildqualität auf, wie Streuung oder Verdickung von Linienbildern. Nach der kontinuierlichen Bilderzeugung auf 2 · 10&sup5; Blatt wurde die lichtempfindliche OPC-Trommel unter sorgfältiger Beobachtung überprüft, wobei keine Haftung von isoliertem Wachs oder keine erkennbare Beschädigung der Trommel festgestellt wurde. Die entstandenen Bilder hatten ebenfalls keine Bildfehler, die auf Fehler auf der Oberfläche der lichtempfindlichen OPC-Trommel zurückzuführen waren.
Dann wurde die Fixiervorrichtung im digitalen Kopiergerät herausgenommen und mit einem externen Antriebsmechanismus, um eine Fixierrollenprozeßgeschwindigkeit von 150 mm/sec zu erreichen, sowie mit einer Temperatursteuereinheit ausgerüstet, um veränderliche Fixierrollentemperaturen in einem Bereich von 100-250ºC zu ermöglichen.
Mit den auf die vorstehend beschriebene Weise auf Normalpapier übertragenen Magnettonerbildern wurde ein Fixiertest durchgeführt, nachdem die obere Rolle (Heizrolle) eine vorgegebene Temperatur erreicht hatte, wonach die Temperatur 10 Minuten lang beibehalten wurde, um die untere Rolle (Druckrolle) ausreichend zu erwärmen und eine gleichmäßige Temperatur zu bestätigen.
Als Ergebnis des vorstehenden Fixiertests hatte der magnetische Toner eine niedrigste Fixiertemperatur (die eine Dichteabsenkung von maximal 20% durch Reiben mit Linsenreinigungspapier ergab) von 130ºC und verursachte kein Heiß-Offset-Phänomen bis zu einer Fixiertemperatur von 230 ºC, so daß gute Anti-Heiß-Offset-Eigenschaften erhalten wurden.
Des weiteren wurden 100 g des magnetischen Toners (1) in einem Kunststoffbecher angeordnet und 10 h lang in einem Thermostatgefäß, das auf 50ºC gesteuert wurde, stehengelassen, um einen Antiblockiertest durchzuführen. Dabei ergab sich, daß der Toner eine geringfügige Agglomeration aufwies, jedoch sofort desintegriert wurde, um ein gutes Fließvermögen zurückzugewinnen.
Die Verfahren und Standards zur Auswertung werden hiernach ergänzt. Die Ergebnisse der Auswertung sind in Tabelle 2 zusammen mit den Ergebnissen von anderen Beispielen und Vergleichsbeispielen aufgeführt.

[Auswertungsverfahren]

1) Antiblockiertest

100 g eines Probenmagnettoners wurden in einem Kunststoffbecher angeordnet und bei 50ºC über 10 Tage stehengelassen. Der Tonerzustand danach wurde mit bloßem Auge beobachtet und gemäß dem nachfolgenden Standard ausgewertet:
Rang 5: Keine Änderung.
Rang 4: Es wurde ein Agglomerat beobachtet, das jedoch sofort desintegriert werden konnte.
Rang 3: Ein Agglomerat war schwierig zu desintegrieren.
Rang 2: Kein Fließvermögen.
Rang 1: Es trat eine klare Kuchenbildung auf.

2) Bilddichte

Die maximale Bilddichte eines vollen schwarzen Abschnittes (ein Abschnitt, der frei von einem Randeffekt war) wurde mit einem Densitometer ("Macbeth RD 918", erhältlich von der Firma Macbeth Co.) gemessen.

3) Wachsdispersionsvermögen im Toner

Jede Tonerprobe wurde durch ein mit einem Polarisator ausgestattetes obtisches Mikroskop bei einer niedrigen Vergrößerung von ca. 60 beobachtet. Eine Reihe von hellen Flecken, die isolierte Wachspartikel pro 900 Tonerpartikel anzeigte, wurde gezählt. Das Wachsdispersionsvermögen wurde nach dem folgenden Standard ausgewertet:
Rang 5: Keine hellen Flecke.
Rang 4 : 1-10 helle Flecken.
Rang 3 : 11-20 helle Flekcen.
Rang 2 : 21-50 helle Flecken.
Rang 1 : 51 oder mehr helle Flecken. Tabelle 1
In Tabelle 1 waren die verzweigten Wachse Nr. 1 bis 8 und die Vergleichsbeispiele Nr. 6 bis 10 Wachse, die durch Copolymerisieren von α-monoolefinischen Kohlenwasserstoffen und Ethylen in unterschiedlichen Verhältnissen hergestellt worden waren. Vergleichsbeispiel Nr. 1 war Polyethylenwachs, Vergleichsbeispiel Nr. 2 war Polypropylenwachs, Vergleichsbeispiel Nr. 3 war Ethylen-propylencopolymerwachs (Copolymerisationsgewichtsverhältnis = 90 : 10), Vergleichswachs Nr. 4 war Propylen-ethylencopolymerwachs (Copolymerisatonsgewichtsverhältnis = 90 : 10) und Vergleichswachs Nr. 5 war Paraffinwachs.

Vergleichsbeispiele 1 bis 10

Magnetische Vergleichstoner (1) bis (10) wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Vergleichswachse Nr. 1 bis 10 anstelle des verzweigten Wachses Nr. 1 verwendet wurden, und wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet.

Beispiel 2

100 Gewichtsteile Bindemittelharz und 4 Gewichtsteile des verzweigten Wachses Nr. 1, die in Beispiel 1 verwendet wurden, wurden 200 Gewichtsteilen Xylol zugesetzt. Nach der Bestätigung, daß das Bindemittelharz gelöst und das verzweigte Wachs Nr. 1 gleichmäßig im Xylol dispergiert war, wurde das System unter Vakuum erhitzt, um das Xylol abzudampfen und ein Bindemittelharz zu erhalten, das verzweigtes Wachs Nr. 1 als gleichmäßig dispergierte feine Partikel enthielt.
Magnetischer Toner (2) wurde unter Verwendung des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten wachsdispergierten Bindemittelharzes, sonst in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet.

Beispiel 3

Magnetischer Toner (3) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, mit der Ausnahme, daß 4 Gewichtsteile des verzweigten Wachses Nr. 1 und 3 Gewichtsteile des Vergleichswachses Nr. 2 anstelle von 4 Gewichtsteilen des verzweigten Wachses Nr. 1 verwendet wurden.

Beispiel 4

Magnetischer Toner (4) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, mit der Ausnahme, daß 4 Gewichtsteile des verzweigten Wachses Nr. 2 und 3 Gewichtsteile des Vergleichswachses Nr. 5 anstelle von 4 Gewichtsteilen des verzweigten Wachses Nr. 1 verwendet wurden.

Beispiel 5

Magnetischer Toner (5) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, mit der Ausnahme, daß 4 Gewichtsteile des verzweigten Wachses Nr. 4 und 2 Gewichtsteile des verzweigten Wachses Nr. 3 anstelle von 4 Gewichtsteilen des verzweigten Wachses Nr. 1 verwendet wurden.

Beispiel 6

Magnetischer Toner (6) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, mit der Ausnahme, daß 100 Gewichtsteile eines Polyesterharzes (Mw = 48100, Mw/Mn = 5,4, Tg = 62,0ºC), hergestellt aus Terephthalsäure, Fumarsäure, Trimellithsäure, Bisphenolpropoxy-Addukt und Bisphenolethoxy-Addukt, und 4 Gewichtsteile des verzweigten Wachses Nr. 2 anstelle des Bindemittelharzes und verzweigten Wachses Nr. 1, die in Beispiel 1 verwendet wurden, eingesetzt wurden.

Beispiel 7

Magnetischer Toner (7) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet, mit der Ausnahme, daß 19,3 Gewichtsteile eines wachsdispergierten Bindemittelharzes, hergestellt durch Heißmischen von 80 Gewichtsteilen des in Beispiel 6 verwendeten Polyesterharzes und 20 Gewichtsteilen des verzweigten Wachses Nr. 4, und 80,7 Gewichtsteile des in Beispiel 6 verwendeten Polyesterharzes anstelle des Bindemittelharzes und verzweigten Wachses Nr. 1, die in Beispiel 1 verwendet wurden, eingesetzt wurden.

Beispiele 8 bis 14

Magnetische Toner (8) bis (14) wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die verzweigten Wachse Nr. 2 bis 8 anstelle des verzweigten Wachses Nr. 1 verwendet wurden.
Die Ergebnisse der vorstehend erwähnten Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 Tabelle 2 (Fortsetzung)

Beispiel 15

In einen 2 l-Vierhalskolben, der mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer ("TK-Homomixer", erhältlich von der Firma Tokushu Kika Kogyo K. K.) ausgerüstet war, wurden 650 Gewichtsteile von entionisiertem Wasser und 500 Gewichtsteile einer wäßrigen 1 Mol/l-Na&sub3;PO&sub4;-Lösung gegeben, mit 12000 UpM gerührt und auf 70ºC erhitzt. Dem System wurden 70 Gewichtsteile einer wäßrigen 1,0 Mol/l-Ca&sub3;Cl&sub2;-Lösung allmählich zugesetzt, um ein wäßriges Dispersionsmedium zu erzeugen, das einen fein dispergierten, kaum wasserlöslichen Dispersionsstabilisator Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2; enthielt.
Styrol 83 Gewichtsteile
n-Butylacrylat 17 Gewichtsteile
Ruß 10 Gewichtsteile (SBET = 60 m²/g, Ölabsorption = 115 ml/g)
Polyesterharz 4 Gewichtsteile (Mp (Peakmolekulargewicht) = 5200, Tg = 60ºC)
Di-alkylsalicylsäure-Al-Verbindung 2 Gewichtsteile (Negativladungssteuermittel)
Verzweigtes Wachs Nr. 5 15 Gewichtsteile
Die obigen Bestandteile wurden 3 h mit einem Attritor (hergestellt von der Firma Mitsui Kinzoku K. K.) dispergiert, und 10 Gewichtsteile von 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) wurden zugesetzt, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu erzeugen.
Dann wurde die polymerisierbare Monomerzusammensetzung in das auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte wäßrige Dispersionsmedium gegeben, und das System wurde mit 12000 UpM des Hochgeschwindigkeitsrührers über 15 min bei einer Intervalltemperatur von 70ºC gerührt, um Partikel der Monomerzusammensetzung herzustellen. Danach wurde der Rührer durch ein Propellerrührblatt ersetzt, und das System wurde mit 50 UpM bei der gleichen Temperatur gerührt, um eine Polymerisation über 10 h durchzuführen.
Nach der Polymerisation wurde die Suspensionsflüssigkeit gekühlt, und verdünnte Chlorwasserstoffsäure wurde zugesetzt, um den Dispersionsstabilisator zu entfernen. Nachdem es einige Male mit Wasser gewaschen worden war, wurde das Polymerisat getrocknet, um nichtmagnetische schwarze Toner partikel (A) zu gewinnen. Diese schwarzen Tonerpartikel (A) hatten eine gewichtsgemittelte Partikelgröße (D&sub4;) von 6,5 um, einen Partikelgrößenvariationskoeffizienten auf Anzahlbasis (ANV) von 26%, Formfaktoren SF-1 von 133 und SF-2 von 124 sowie ein Verhältnis SF-2/SF-1 von 0,93 und besaßen eine GPC-Molekulargewichtsverteilung des THF-löslichen Anteiles, die ein Peakmolekulargewicht (Mp) von 1,9 · 10&sup4; und ein Verhältnis von Mw/Mn von 20 besaß. Der Wachsdispersionsstand in den schwarzen Tonerpartikeln (A) wurde durch ein TEM beobachtet, wobei festgestellt wurde, daß das Wachs in einem im wesentlichen kugelförmigen Zustand (92) unlöslich mit dem Bindemittelharz (91) dispergiert war, wie in Fig. 9A gezeigt.
100 Gewichtsteile der schwarzen Tonerpartikel (A) und des hydrophoben Siliciumdioxidfeinpulvers (SBET = 200 m²/g) wurden miteinander in einem Henschel-Mischer vermischt, um nichtmagnetischen Toner Nr. 1 zu erhalten. Dann wurden 6 Gewichtsteile des nichtmagnetischen Toners Nr. 1 mit 94 Gewichtsteilen eines harzbeschichteten magnetischen Ferritträgers (Dav. = 50 im) vermischt, um einen Entwickler Nr. 1 vom Zweikomponententyp für eine Magnetbürstenentwicklung herzustellen.

Beispiele 16 bis 18

Hieraus wurden nichtmagnetische Toner Nr. 2 bis 4 und Entwickler Nr. 2 bis 4 eines jeden Zweikomponententyps in der gleichen Weise wie in Beispiel 15 hergestellt, mit der Ausnahme, daß verzweigte Wachse Nr. 6 bis 8 anstelle des verzweigten Wachses Nr. 5 verwendet wurden.

Vergleichsbeispiel 11

Styrol-n-butylacrylatharz 100 Gewichtsteile (Mp = 2,0 · 10&sup4;, Mw/Mn = 1,8, Tg = 59ºC)
in Beispiel 15 verwendetes Polyesterharz 4 Gewichtsteile
in Beispiel 15 verwendetes Ruß 10 Gewichtsteile
in Beispiel 15 verwendetes Negativladungssteuermittel 2 Gewichtsteile
Vergleichswachs Nr. 1 15 Gewichtsteile
Die obigen Bestandteile wurden mit einem Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet, und das schmelzgeknetete Produkt wurde nach dem Abkühlen mit einer Hammermühle grob zerkleinert und dann mit einer Strahlmühle fein pulverisiert. Das erhaltene feine Pulverisat und im Handel erhältliches feines Calciumphosphatpulver wurden miteinander vermischt, und das entstandene Gemisch wurde in Wasser in einem Gefäß gegeben, wonach eine Dispergierung mit Hilfe eines Homomischers, eine allmähliche Erhitzung des Wassers und ein Halten für eine Wärmebehandlung bei 60ºC über 2 h folgten, um nichtmagnetische schwarze Tonerpartikel zu erzeugen. Danach wurde verdünnte Chlorwasserstoffsäure dem Gefäß zugesetzt, um das Calciumphosphatfeinpulver auf den Tonerpartikeloberflächen ausreichend zu lösen. Die entstandenen schwarzen Tonerpartikel wurden ausgefiltert, getrocknet, durch ein 200-mesh Sieb gesiebt, um Agglomerate zu entfernen, und klassiert, um nichtmagnetische schwarze Tonerpartikel (a) zu erhalten. Die schwarzen Tonerpartikel (a) wurden anstelle der schwarzen Tonerpartikel (A) verwendet, sonst aber in der gleichen Weise wie in Beispiel 15, um nichtmagnetischen Vergleichstoner Nr. 1 und Vergleichsentwickler Nr. 1 eines Zweikomponententyps herzustellen.
Die Wachskomponente in den nichtmagnetischen schwarzen Tonerpartikeln (a) hatte einen feinen Dispersionszustand, wie schematisch in Fig. 9B gezeigt.

Vergleichsbeispiel 12

Nichtmagnetische schwarze Tonerpartikel (b) und ein Vergleichsentwickler Nr. 2 hiervon wurden in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 11 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Vergleichswachs Nr. 2 anstelle des Vergleichswachses Nr. 1 verwendet wurde.
Einige Eigenschaften der nichtmagnetischen Toner Nr. 1 bis 4 und nichtmagnetischen Vergleichstoner Nr. 1 bis 2 sind in Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 3

Beispiele 19 bis 22 und Vergleichsbeispiele 13 und 14

Die auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellten Entwickler wurden unter Verwendung einer in Fig. 4 dargestellten Bilderzeugungsvorrichtung ausgewertet. Zuerst wird der Aufbau dieser Bilderzeugungsvorrichtung in Verbindung mit Fig. 4 erläutert.
Wie man Fig. 4 entnehmen kann, wird ein lichtempfindliches Element 101, das einen Träger 101a und eine darauf angeordnete lichtempfindliche Schicht 101b, die einen organischen Photohalbleiter enthält, umfaßt, in Richtung eines Pfeiles gedreht und mit einer Aufladerolle 102 (die eine elektrisch leitende elastische Schicht 102a und einen Metallkern 102b aufweist) so aufgeladen, daß es ein Oberflächenpotential von etwa -600 V hat. Ein elektrostatisches Bild mit einem Lichtteilpotential (belichteter Teil) von -100 V und einem Dunkelteilpotential von -600 V wird auf dem lichtempfindlichen Element 101 ausgebildet, indem das lichtempfindliche Element 1 mit einem Lichtbild 102 belichtet wird, und zwar unter Verwendung einer Bildbelichtungseinrichtung, die in Abhängigkeit von Digitalbildinformationen ein- und ausgeschaltet wird, über einen Polygonalspiegel. Das elektrostatische Bild wird mit gelben Tonerpartikeln, Magentatonerpartikeln, Cyantonerpartikeln oder schwarzen Tonerpartikeln, die in mehreren Entwicklungseinheiten 104-1 bis 104-4 angeordnet sind, nach dem Umkehrentwicklungsmodus entwickelt, um Farbtonerbilder auf dem lichtempfindlichen Element 101 auszubilden. Jedes der Farbtonerbilder wird auf ein Zwischentransferelement 105 (das eine elastische Schicht 105a und einen Metallkern 105b als Träger umfaßt) übertragen, um darauf ein überlagertes Vierfarbbild zu erzeugen. Restliche Tonerpartikel auf dem lichtempfindlichen Element 101 nach der Übertragung werden von einem Reinigungselement 108 entfernt und in einem Resttonerbehälter 109 angeordnet.
Das Zwischentransferelement 105 wird ausgebildet, indem eine Beschichtungsflüssigkeit für die elastische Schicht 105a, die Ruß (als elektrisch leitfähigmachendes Material) umfaßt, der in ausreichender Weise in Acrylnitril-butadien- Kautschuk (NBR) dispergiert ist, auf einen rohrförmigen Metallkern 105b aufgebracht wird. Die elastische Schicht 105a des Zwischentransferelementes 105 hat eine Härte von 30 Grad, gemessen durch JIS K-6301, und einen spezifischen Volumenwiderstand (Rv) von 10&sup9; Ohm·cm. Die Übertragung vom lichtempfindlichen Element 1 auf das Zwischentransferelement 5 wird durchgeführt, indem eine Spannung von +500 V von einer Spannungsquelle an den Metallkern 105b gelegt wird, um einen erforderlichen Übertragungsstrom von etwa 5 uA zu erzeugen.
Die Transferrolle 107 hat einen Durchmesser von 20 mm und wird hergestellt, indem eine Überzugsflüssigkeit für die elastische Schicht 107a, die Ruß (als elektrisch leitfähigmachendes Material) umfaßt, das in ausreichender Weise in einem aufgeschäumten Ethylen-propylen-dienterpolymer (EPDM) dispergiert ist, auf einen Metallkern 107b mit einem Durchmesser von 10 mm aufgebracht wird. Die elastische Schicht 107a der Transferrolle 107 besitzt eine Härte von 35 Grad, gemessen durch JIS K-6301, und einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup6; Ohm·cm. Die Übertragung vom Zwischentransferelement 105 auf ein Transferempfangsmaterial 106 wird durchgeführt, indem eine Spannung an die Transferrolle 107 gelegt wird, um einen Transferstrom von 15 uA zu erzeugen.
Die Heißfixiervorrichtung H ist eine Fixiervorrichtung vom Heißrollentyp, die kein Ölaufbringungssystem besitzt. Die obere Rolle und die untere Rolle sind beide mit einem fluorenthaltendem Harz beschichtet und haben einen Durchmesser von 60 mm. Die Fixiertemperatur beträgt 160ºC, und die Spaltbreite ist auf 7 mm eingestellt.
Unter den vorstehend angegebenen Bedingungen wurde jeder der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Entwickler Nr. 1 bis 4 und Vergleichsentwickler Nr. 1 bis 2, die alle vom Zweikomponententyp waren, einem kontinuierlichen Drucktest mit einer einzigen schwarzen Farbe unterzogen (d. h. einem Tonerverbrauchsfördermodus ohne Entwicklungsvorrichtung), und zwar mit einer Ausdruckgeschwindigkeit von 12 A-4-Blatt/min in einer Umgebung mit normaler Temperatur/normaler Feuchtigkeit (N. T./N. H. = 25ºC/60%RH), mit niedriger Temperatur/niedriger Feuchtigkeit (L. T./L. H. = 15ºC/10%RH) oder mit hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit (H. T./H. H. = 30ºC/85%RH), wobei die ausgedruckte Bildqualität ausgewertet wurde.
Jeder Entwickler wurde ferner daraufhin ausgwertet, ob er zu der verwendeten Bilderzeugungsvorrichtung paßte.
Der durch Reinigen gewonnen restliche Toner wurde mit Hilfe eines Wiederverwendungsmechanismus in die Entwicklungsvorrichtung zurückgeführt und dort wiederverwendet.
Die Auswertungsergebnisse sind in den Tabellen 4 und 5 aufgeführt. Tabelle 4: Auswertungsergebnisse der ausgedruckten Bilder Tabelle 5: Eignung für die Bilderzeugungsvorrichtung

Beispiel 23 und Vergleichsbeispiel 15

Die Entwicklungsvorrichtung der in Fig. 4 gezeigten und in Beispiel 19 etc. verwendeten Bilderzeugungsvorrichtung wurde durch eine in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung ersetzt, und der nichtmagnetische Toner Nr. 1 und nichtmagnetische Vergleichstoner Nr. 1 wurden einem Bilderzeugungstest gemäß einem Zwischenmodus ausgesetzt, wobei zwischen aufeinanderfolgende Bilderzeugungszyklen eine Pause von 10 sec eingefügt wurde, um die Qualitätsverschlechterung des Toners infolge eines einen vorläufigen Betrieb begleitenden erneuten Starts der Entwicklungsvorrichtung zu fördern, während die Umfangsgeschwindigkeit des Tonerträgerelementes auf den dreifachen Wert von der des Trägerelementes für das elektrostatische Bild eingestellt und der Toner nacheinander ergänzt wurde, wie gefordert. Die Auswertung wurde in entsprechender Weise wie in Beispiel 19 etc. durchgeführt.
Das verwendete Tonerträgerelement hatte eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 1,5. Das Tonerregulierblatt wurde durch Aufbringung einer Urethankautschuklage auf eine Phosphorbronzebasislage und ferner durch Beschichten mit Nylon, um eine Stoßfläche vorzusehen, erhalten. Die Fixiervorrichtung H wurde durch eine in den Fig. 7 und 8 gezeigte Vorrichtung ersetzt, die ein Heizelement zum Erhitzen des Tonerbildes über einen hitzeresistenten Film aufwies. Das Heizelement 131 wurde so eingestellt, daß es eine Oberflächentemperatur von 140ºC hatte, gemessen über ein Temperaturdetektionselement 131d. Man ließ das Heizelement 131 mit einem Gesamtdruck von 8 kg gegen die Schwammdruckrolle 133 stoßen, um einen Spalt von 6 mm zwischen der Schwammdruckrolle 133 und dem Fixierfilm 32 vorzusehen. Der Fixierfilm 132 besaß einen 60 um dicken hitzeresistenten Polyimidfilm, der mit einer Trennschicht mit niedrigem spezifischen Widerstand beschichtet war, welche Polytetrafluorethylen (eines Typs mit hohem Molekulargewicht) mit einer elektrisch leitenden Substanz darin auf ihrer ein Transferpapier kontaktierenden Oberfläche aufwies.
Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt. Tabelle 6: Auswertung der ausgedruckten Bilder und Eignung für die Vorrichtung
Die Erläuterung der in den obigen Tabellen aufgeführten Auswertungsgegenstände wird hiernach ergänzt.

[Auswertung der ausgedruckten Bilder]

< 1> I. D. (Bilddichte)

Ausgewertet auf der Basis einer relativen Bilddichte nach dem Ausdrucken auf einer vorgegebenen Zahl von Normalkopierpapier (75 g/m²) mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometer relativ zu einem ausgedruckten Bild eines weißen Abschnittes mit einer Originaldichte von 0,00 gemäß dem nachfolgenden Standard:
A: Sehr gut (≥ 1,40)
B: Gut (≥ 1,35 und < 1,40)
C: Befriedigend (≥ 1,00 und < 1,35)
D: Schlecht (< 1,00)

< 2> Punkt (Punktwiedergabe)

Ein in Fig. 10 gezeigtes Schachbrettmusterbild, das normalerweise schwierig zu reproduzieren ist, weil das elektrische Feld durch das elektrische Feld eines latenten Bildes geschlossen sein kann, wurde als Druckbild reproduziert, wonach das Wiedergabevermögen von Punkten (Schachbretteinheiten) ausgewertet wurde.
A: Sehr gut (Fehlen von maximal 2 Punkten/100 Punkte)
B: Gut (Fehlen von 3-5 Punkten/100 Punkte)
C: Befriedigend (Fehlen von 6-10 Punkten/100 Punkte)
D: Schlecht (Fehlen von 11 oder mehr Punkten/100 Punkte) <

3> Trübung

Die Bildtrübung wurde auf der Basis einer Trübungsdichte (%) basierend auf einer Differenz im Weißheitsgrad (Reflexionsvermögen) zwischen einem weißen Hintergrundabschnitt eines ausgedruckten Bildes und Übertragungspapier per se vor dem Druck auf der Grundlage von Werten, die unter Verwendung eines Reflexionsdensitometers ("REFLECTOMETER", erhältlich von der Firma Tokyo Denshoku K. K.) gemessen wurden, ausgewertet.
A: Sehr gut (< 1,5%)
B: Gut (≥ 1,5% und < 2,5%)
C: Befriedigend (≥ 2,5% und < 4,0%)
D: Schlecht (≥ 4%)

< 4> Hohlbild

Ein 12-Punkt-Größen-Symbolmuster gemäß Fig. 11A wurde auf dickem Papier (128 g/m²) gedruckt, um das Auftreten eines Hohlbildes (Ausfall eines mittleren Abschnittes) mit bloßem Auge zu beobachten.
A: Sehr gut (nahezu frei)
B: Gut (sehr gering)
C: Befriedigend
D: Schlecht (beträchtlich)

< 5> Schleier (Hülsenschleier)

Ein schwarzes streifenförmiges Vollbild X mit einer Breite a und einer Länge l, wie in Fig. 12A gezeigt, wurde ausgedruckt. Dann wurde ein Halbtonbild Y mit einer Breite b (> a) und einer Länge l', wie in Fig. 12B gezeigt, unmittelbar danach gedruckt, um das Vorhandensein oder das Fehlen einer Dichtedifferenz unter den Abschnitten A, B und C im Halbtonbild Y mit bloßem Auge zu beoabachten, wie in Fig. 12C gezeigt.
A: Sehr gut (es wurde überhaupt keine Differenz beobachtet)
B: Gut (es wurde eine geringe Dichtedifferenz zwischen den Abschnitten B und C beobachtet)
C: Befriedigend (es wurde eine gewisse Dichtedifferenz zwischen A, B und C beobachtet)
D: Schlecht (beträchtliche Dichtedifferenz)

< 6> Fixiervermögen

Ein fixiertes Tonerbild wurde mit einem weichen Tissuepapier (Linsenreinigungspapier) unter einer Belastung von 50 g/cm² gerieben, um einen Abfall (%) in der Bilddichte zur Auswertung des Fixiervermögens zu messen.
A: Sehr gut (< 5%)
B: Gut (≥ 5% und < 10%)
C: Befriedigend (10% und < 20%)
D: Schlecht (≥ 20%)

< 7> Anti-Offset-Eigenschaften

Ein Probenbild mit einem Bildbereichsprozentsatz von ca. 5 % wurde kontinuierliche gedruckt, und das Ausmaß der Verunreinigung auf einem ausgedruckten Blatt wurde nach dem Drucken auf 3000 Blatt ausgewertet.

[Auswertung der Eignung für die Bilderzeugungsvorrichtung]

< 1> Eignung für eine Entwicklungshülse

Nach dem Ausdrucktest wurde der Zustand des Auftretens von Resttoner, der an der Oberfläche der Entwicklungshülse haftete, und dessen Einfluß auf die ausgedruckten Bilder mit bloßem Auge ausgewertet.
A: Sehr gut (keine Beobachtung)
B: Gut (nahezu keine Beobachtung)
C: Befriedigend (eine Haftung wurde beobachtet, die jedoch einen geringen Einfluß auf die Bilder hatte)
D: Schlecht (starke Haftung, die zu Bildunregelmäßigkeiten führte)

< 2> Eignung für lichtempfindliche Trommel

Nach dem Ausdrucktest wurden die Schäden auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, der Zustand des Auftretens von Resttoner, der an der Trommeloberfläche haftete, und der Einfluß desselben auf die ausgedruckten Bilder mit bloßem Auge ausgewertet.
A: Sehr gut (keine Beobachtung)
B: Gut (es wurde eine geringe Beschädigung beobachtet, die jedoch keinen Einfluß auf die Bilder hatte)
C: Befriedigend (es wurden Haftung und Schäden beobachtet, jedoch ein geringer Einfluß auf die Bilder)
D: Schlecht (große Haftung, die zu Bilddefekten in Form von vertikalen Streifen führte) <

3> Eignung für Zwischentransferelement

Nach dem Ausdrucktest wurden der Zustand der Beschädigungen und des auf der Oberfläche des Zwischentransferelementes haftenden Resttoners sowie der Einfluß hiervon auf die ausgedruckten Bilder mit bloßem Auge ausgewertet.
A: Sehr gut (keine Beobachtung)
B: Gut (es wurde restlicher Toner an der Oberfläche beobachtet, der jedoch keinen Einfluß auf die Bilder hatte)
C: Befriedigend (es wurden eine Haftung und Beschädigungen beobachtet, die jedoch einen geringen Einfluß auf die Bilder hatten)
D: Schlecht (große Haftung, die zu Bildunregelmäßigkeiten führte)

< 4> Eignung für Fixiervorrichtung

Nach dem Ausdrucktest wurden der Zustand der Beschädigungen und des am Fixierfilm haftenden Resttoners sowie dessen Einfluß auf die ausgedruckten Bilder mit bloßem Auge ausgewertet.
A: Sehr gut (keine Beobachtung)
B: Gut (es wurde eine geringe Haftung beobachtet, die jedoch keinen Einfluß auf die Bilder hatte)
C: Befriedigend (es wurden eine Haftung und Beschädigungen beobachtet, die jedoch einen geringen Einfluß auf die Bilder hatten)
D: Schlecht (große Haftung, die zu Bildfehlern führte)

Beispiel 24

Nichtmagnetische Cyantonerpartikel, gelbe Tonerpartikel und Magentatonerpartikel wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 15 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 7 Gewichtsteile eines Cyanfarbmittels (C. I. Pigment Blau 15 : 3), eines gelben Farbmittels (C. I. Pigment Gelb) und eines Magentafarbmittels (C. I. Pigment Rot 202) anstelle des Rußes verwendet wurden. Von diesen nichtmagnetischen Farbtonerpartikeln wurden ein Cyanentwickler, ein Gelbentwickler und ein Magentaentwickler, jeweils vom Zweikomponententyp für eine Magnetbürstenentwicklung, in der gleichen Weise wie in Beispiel 15 hergestellt.
Durch Einführen der auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellten Cyanentwickler, Magentaentwickler und Gelbentwickler in die Entwicklungsvorrichtung 104-1, 104-2 und 104-3, die in Fig. 4 gezeigt sind, und ferner durch Einführen des schwarzen Entwicklers vom Zweikomponententyp, der in Beispiel 15 verwendet wurde, in die Entwicklungsvorrichtung 104-4 wurde ein Vollfarbbilderzeugungstest einschließlich Entwicklung, Übertragung und Fixierung durchgeführt, indem die in Fig. 4 dargestellte Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wurde, wobei die entsprechenden Toner ein gutes Fixiervermögen und gute Anti- Hochtemperatur-Offset-Eigenschaften hatten, so daß Vollfarbbilder mit hoher Qualität erhalten wurden.
Ein Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes besteht aus Tonerpartikeln, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Wachs enthalten. Das Wachs erfüllt die folgenden Bedingungen:
(a) Es hat einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Bereich von 50-130ºC bei einem Temperaturanstieg auf einer DSC(Differentialscanningkalorimeter)-Kurve, und
(b) es liefert ein ¹³C-NMR(magnetisches Kernresonanz)- Spektrum mit einem Gesamtpeakbereich S in einem Bereich von 0-50 ppm, einem Gesamtpeakbereich S1 in einem Bereich von 36-42 ppm und einem Gesamtpeakbereich S2 in einem Bereich von 10-17 ppm, die folgende Bedingungen erfüllen:
1,0 ≤ (S1/S) · 100 ≤ 10,
1,5 ≤ (S2/S) · 100 ≤ 15 und
S1 < S2,
wobei S1 und S2 gemäß Anspruch 1 definiert sind.
Das die obigen Bedingungen erfüllende Wachs hat eine in geeigneter Weise verzweigte langkettige Struktur und versieht den Toner mit einer guten Ausgeglichenheit in bezug auf ein gutes Niedrigtemperaturfixiervermögen und gute Anti-Heißtemperatur-Offset-Eigenschaften.

Claims

1. Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes mit

Tonerpartikeln, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein verzweigtes langkettiges Wachs enthalten,

wobei das verzweigte langkettige Wachs die folgenden Bedingungen erfüllt:

(a) Es hat einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Bereich von 50-130ºC bei einem Temperaturanstieg auf einer DSC(Differentialscanningkalorimeter)-Kurve und ist ferner durch die folgende Bedingung gekennzeichnet:

(b) Es liefert ein ¹³C-NMR(magnetisches Kernresonanz)- Spektrum mit einem Gesamtpeakbereich S in einem Bereich von 0-50 ppm, einem Gesamtpeakbereich S1 in einem Bereich von 36-42 ppm und einem Gesamtpeakbereich S2 in einem Bereich von 10-17 ppm, die die folgenden Bedingungen erfüllen:

1,0 ≤ (S1/S) · 100 ≤ 10,

1,5 ≤ (S2/S) · 100 ≤ 15 und

S1 < S2,

wobei S1 auf tertiäre und quaternäre Kohlenstoffatome in den Wachsmolekülen zurückzuführen ist und das Vorhandensein einer verzweigten Struktur kennzeichnet und S2 auf primäre Kohlenstoffatome von Methylgruppen an den Enden von Hauptketten und verzweigten Ketten von Wachsmolekülen zurückzuführen ist.

2. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein ¹³C-NMR- Spektrum liefert, das eine Vielzahl von Peaks in einem Bereich von 10-17 ppm aufweist.

3. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Tonerpartikel bei Beobachtung durch ein Durchstrahlungselektronenmikroskop (TEM) eine Schnittansicht aufweisen, die Wachspartikel zeigt, welche in einer im wesentlichen kugeligen und/oder kugelförmigen Inselform in einem mit dem Bindemittelharz unlöslichen Zustand dispergiert sind.

4. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Tonerpartikel einen Formfaktor SF-1 von 100-160 und einen Formfaktor SF-2 von 100-140 besitzen, die ein Verhältnis (SF-2)/(SF-1) von maximal 1,0 aufweisen.

5. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs eine Schmelzviskosität η&sub1; bei einer Temperatur, die um 5ºC höher ist als die maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur, und eine Schmelzviskosität η&sub2; bei einer Temperatur, die um 15ºC höher ist als die maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur, aufweist, welche eine Verhältnis η&sub1;/η&sub2; von maximal 10 bilden.

6. Toner nach Anspruch 5, bei dem das Wachs ein Verhältnis η&sub1;/η&sub2; von 0,1-7 besitzt.

7. Toner nach Anspruch 5, bei dem das Wachs ein Verhältnis η&sub1;/η&sub2; von 0,2-5 besitzt.

8. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs eine DSC- Kurve liefert, die einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Temperaturbereich von 60-120ºC bei einem Temperaturanstieg aufweist.

9. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs eine DSC- Kurve liefert, die einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Temperaturbereich von 65-100ºC bei einem Temperaturanstieg aufweist.

10. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub1;/S von 1,5-8,0 besitzt.

11. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub1;/S von 2,0-6,0 besitzt.

12. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub2;/S von 2,0-13,0 besitzt.

13. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub2;/S von 3,0-10,0 besitzt.

14. Toner nach Anspruch 1, der solche Viskoelastitzitätseigenschaften aufweist, daß er eine erste Temperatur zwischen 50-70ºC, bei der der Speichermodul (G') und der Verlustmodul (G") miteinander identisch sind, und eine zweite Temperatur zwischen 65-80ºC, bei der das Verhältnis G'/G" ein Maximum annimmt, und ein Verhältnis (Gc/G'p) zwischen dem Speichermodul Gc bei der ersten Temperatur und dem Verlustmodul G'p bei der zweiten Temperatur von mindestens 50 aufweist.

15. Toner nach Anspruch 14, der ein Verhältnis Gc/G'p von 55-150 aufweist.

16. Toner nach Anspruch 14, der ein Verhältnis Gc/G'p von 60-120 aufweist.

17. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 600-50.000 aufweist.

18. Toner nach Anspruch 17, bei dem das Wachs ein Mw von 800-40.000 besitzt.

19. Toner nach Anspruch 17, bei dem das Wachs ein Mw von 1.000-30.000 besitzt.

20. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 400-4.000 besitzt.

21. Toner nach Anspruch 20, bei dem das Wachs ein Mn von 450-3.500 besitzt.

22. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein Mw/Mn- Verhältnis von 3,5-30 aufweist.

23. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein Mw/Mn- Verhältnis von 4-25 hat.

24. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs eine verzweigte Kettenstruktur hat, die durch die folgende Formel gekennzeichnet ist:

worin A, C und E jeweils eine positive Zahl von mindestens 1 und B und D eine positive Zahl bedeuten.

25. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Wachs ein Copolymer von Ethylen und einem α-monoolefinischen Kohlenwasserstoff, gekennzeichnet durch

umfaßt, worin x eine ganze Zahl von mindestens 1 ist.

26. Toner nach Anspruch 25, bei dem das Wachs ein Copolymer von Ethylen und einem α-monoolefinischen Kohlenwasserstoff mit einem Durchschnittswert von x von 5-30 umfaßt.

27. Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten:

einem Aufladeschritt zum Aufladen eines Trägerelementes für ein elektrostatisches Bild,

einem Erzeugungsschritt eines latenten Bildes zum Ausbilden eines elektrostatischen Bildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild,

einem Entwicklungsschritt zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit dem vorstehend erwähnten Toner zur Ausbildung eines Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild,

einem Übertragungsschritt zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild auf ein Transferempfangsmaterial über ein Zwischentransferelement oder ohne ein solches und

einem Fixierschritt zum Fixieren des Tonerbildes auf dme Transferempfangsmaterial unter Einwirkung von Wärme;

dadurch gekennzeichnet, daß der Toner gemäß Anspruch 1 verwendet wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Tonerbild auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild über ein Zwischentransferelement auf das Transferempfangsmaterial übertragen wird.

29. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem im Entwicklungsschritt das elektrostatische Bild mit dem auf einem Tonerträgerelement getragenen Toner entwickelt wird, wobei sich das Tonerträgerelement mit einer Oberflächengeschwindigkeit bewegt, die 1,05-3,0mal so groß ist wie die des Trägerelementes für das elektrostatische Bild in der Entwicklungsposition, und wobei das Tonerträgerelement eine Oberflächenrauhigkeit Ra von maximal 1,5 um besitzt.

30. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem im Entwicklungsschritt das elektrostatische Bild mit dem auf einem Tonerträgerelement getragenen Toner entwickelt wird, wobei das Tonerträgerelement mit einem Blatt aus einem ferromagnetischen Metall versehen ist, das gegenüber dem Tonerträgerelement mit einem kleinen Spalt angeordnet ist.

31. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem im Entwicklungsschritt das elektrostatische Bild mit dem auf einem Tonerträgerelement getragenen Toner entwickelt wird, wobei das Tonerträgerelement mit einem elastischen Blatt versehen ist, das gegen das Tonerträgerelement stößt.

32. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem im Entwicklungsschritt das elektrostatische Bild mit dem auf einem Tonerträgerelement getragenen Toner entwickelt wird, wobei das Tonerträgerelement mit einem vorgegebenen Spalt zum Trägerelement für das elektrostatische Bild angeordnet ist, und zwar unter Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zwischen dem Tonerträgerelement und dem Trägerelement für das elektrostatische Bild.

33. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem im Aufladeschritt das Trägerelement für das elektrostatische Bild aufgeladen wird, indem ein Aufladeelement mit dem Trägerelement für das elektrostatische Bild in Kontakt gebracht und eine Spannung von einer externen Spannungsquelle an das Aufladeelement gelegt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem im Übertragungsschritt das Transferempfangsmaterial durch ein Transferelement gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild gepreßt wird, um das Tonerbild auf elektrostatische Weise auf das Transferempfangsmaterial zu übertragen.

35. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem im Fixerschritt das Tonerbild am Transferempfangsmaterial über eine Heißfixiervorrichtung fixiert wird, die frei ist von einem Offset(Versatz)-Verhinderungsflüssigkeitszuführmechanismus oder einer Reinigungsvorrichtung für die Fixiervorrichtung.

36. Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die Heißfixiervorrichtung ein fest gelagertes Heizelement, einen das Heizelement bedeckenden Fixierfilm und ein gegenüber dem Heizelement angeordnetes Preßelement umfaßt, um das Transferempfangsmaterial über den Fixierfilm gegen das Heizelement zu pressen.

37. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Schritte in einer Bilderzeugungsvorrichtung durchgeführt werden, die einen Tonerwiederverwendungsmechanismus zum Reinigen und Rückgewinnen von restlichem Transfertoner, der auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild nach dem Übertragungsschritt verbleibt, und zur Zuführung des wiedergewonnenen Toners zu einer Entwicklungseinrichtung umfaßt.

38. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein ¹³C-NMR-Spektrum liefert, das eine Vielzahl von Peaks in einem Bereich von 10-17 ppm aufweist.

39. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Tonerpartikel bei Beobachtung durch ein Durchstrahlungselektronenmikroskop (TEM) eine Schnittansicht besitzen, die Wachspartikel zeigt, welche in einer im wesentlichen kugeligen und/oder kugelförmigen Inselform in einem mit dem Bindemittelharz unlöslichen Zustand dispergiert sind.

40. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Tonerpartikel einen Formfaktor SF-1 von 100-160 und einen Formfaktor SF-2 von 100-140 besitzen, die ein Verhältnis (SF-2)/ (SF-1) von maximal 1,0 aufweisen.

41. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs eine Schmelzviskosität η&sub1; bei einer Temperatur, die um 5ºC höher ist als die maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur, und eine Schmelzviskosität η&sub2; bei einer Temperatur, die um 15ºC höher ist als die maximale Wärmeabsorptionspeaktemperatur, besitzt, die ein Verhältnis η&sub1;/η&sub2; von maximal 10 bilden.

42. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem das Wachs ein Verhältnis η&sub1;/η&sub2; von 0,1-7 aufweist.

43. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem das Wachs ein Verhältnis η&sub1;/η&sub2; von 0,2-5 aufweist.

44. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs eine DSC-Kurve liefert, die einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Temperaturbereich von 60-120ºC bei einem Temperaturanstieg aufweist.

45. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs eine DSC-Kurve liefert, die einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in einem Temperturbereich von 65-100ºC bei einem Temperaturanstieg aufweist.

46. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub1;/S von 1,5-8,0 besitzt.

47. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub1;/S von 2,0-6,0 besitzt.

48. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub2;/S von 2,0-13,0 besitzt.

49. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein Verhältnis S&sub2;/S von 3,0-10,0 besitzt.

50. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem der Toner solche Viskoelastizitätseigenschaften besitzt, daß er eine erste Temperatur zwischen 50-70ºC, bei der der Speichermodul (G') und der Verlustmodul (G") miteinander identisch sind, eine zweite Temperatur zwischen 65-80 ºC, bei der das Verhältnis G'/G" ein Maximum annimmt, und ein Verhältnis (Gc/G'p) zwischen dem Speichermodul Gc bei der ersten Temperatur und dem Verlustmodul G'p bei der zweiten Temperatur von mindestens 50 aufweist.

51. Verfahren nach Anspruch 50, bei dem der Toner ein Verhältnis Gc/G'p von 55-150 hat.

52. Verfahren nach Anspruch 50, bei dem der Toner ein Verhältnis Gc/G'p von 60-120 hat.

53. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 600-50.000 besitzt.

54. Verfahren nach Anspruch 53, bei dem das Wachs ein Mw von 800-40.000 hat.

55. Verfahren nach Anspruch 53, bei das Wachs ein Mw von 1.000-30.000 hat.

56. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 400-4.000 besitzt.

57. Verfahren nach Anspruch 56, bei dem das Wachs ein Mn von 450-3.500 hat.

58. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein Mw/Mn-Verhältnis von 3,5-30 besitzt.

59. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein Mw/Mn-Verhältnis von 4-25 hat.

60. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs eine verzweigte Kettenstruktur hat, die durch die folgende Formel gekennzeichnet ist:

61. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Wachs ein Copolymer von Ethylen und einem α-monoolefinischen Kohlenwasserstoff, gekennzeichnet durch die Formel

umfaßt, worin x eine ganze Zahl von mindestens 1 ist.

62. Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das Wachs ein Copolymer von Ethylen und einem α-monoolefinischen Kohlenwasserstoff mit einem Durchschnittswert von x von 5-30 umfaßt.