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Dokumentenidentifikation DE68924250T2 28.03.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0373652
Titel Hitzefixierungsverfahren für Tonerbilder.
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Doi, Shinji, Kawasaki-shi Kanagawa-ken, JP;
Yoshida, Satoshi, Kawasaki-shi Kanagawa-ken, JP;
Matsunaga, Satoshi, Shibuya-ku Tokyo, JP;
Kawakami, Hiroaki, Kawasaki-shi Kanagawa-ken, JP;
Kasuya, Takashige, Minato-ku Tokyo, JP;
Goseki, Yasuhide, Yokohama-shi Kanagawa-ken, JP;
Karami, Yusuke, Yokohama-shi Kanagawa-ken, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 68924250
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 14.12.1989
EP-Aktenzeichen 891231565
EP-Offenlegungsdatum 20.06.1990
EP date of grant 13.09.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.03.1996
IPC-Hauptklasse G03G 9/08

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung eines bei Bilderzeugungsverfahren wie z B. Elektrophotographie, elektrostatischem Drucken und magnetischer Aufzeichnung mit einem Toner erzeugten sichtbaren Bildes an einem Aufzeichnungsträger.

Verwandter Stand der Technik

Als Verfahren zur Fixierung eines sichtbaren Bildes aus Toner an einem Aufzeichnungsträger wird weithin ein Heizwalzen-Fixiersystem angewandt, bei dem ein Aufzeichnungsträger, auf dem ein sichtbares Tonerbild festgehalten wird, das nicht fixiert worden ist, erhitzt wird, während er zwischen einer bei einer vorgegebenen Temperatur gehaltenen Heizwalze und einer Preßwalze, die eine elastische Schicht hat und mit der Heizwalze in Druckkontakt kommt, gehalten und befördert wird.

Als ein anderes Verfahren ist ein Bandfixiersystem bekannt, wie es in der US-Patentschrift Nr. 3 578 797 offenbart ist.

Die vorstehend erwähnte herkömmliche Heizwalzen-Fixierung hat jedoch die folgenden Nachteile:

(1) Es ist eine lange Wartezeit erforderlich, bis die Heizwalze die vorgegebene Temperatur erreicht.

(2) Die Heizwalze muß bei einer optimalen Temperatur gehalten werden, um eine schlechte Fixierung zu verhindern, die durch die Veränderungen der Heizwalzentemperatur verursacht wird, die auftreten können, wenn der Aufzeichnungsträger vorbeilaufen gelassen wird, oder wegen anderer äußerer Einflußgrößen auftreten können, und auch um die Erscheinung des Abschmutzens von Toner an der Heizwalze zu verhindern. Dies macht es notwendig, für eine hohe Wärmekapazität der Heizwalze oder eines Heizelements zu sorgen, was hohe elektrische Energie erfordert.

(3) Wenn der Aufzeichnungsträger über die Heizwalze laufen gelassen und ausgetragen wird, werden der Aufzeichnungsträger und der auf dem Aufzeichnungsträger befindliche Toner langsam abgekühlt, was zu dem Zustand eines hohen Klebvermögens des Toners führt. Somit kann, auch in Verbindung mit der Krümmung der Walze, oft ein Abschmutzen oder ein Papierstau, der durch das Aufrollen des Aufzeichnungsträgers verursacht wird, auftreten.

(4) Es muß ein Schutzteil bereitgestellt werden, um eine direkte Berührung der heißen Heizwalze zu verhindern.

Andererseits sind die vorstehend erwähnten Probleme (1) und (2) der Heizwalzen-Fixierung auch bei dem Bandfixiersystem, das in der US-Patentschrift Nr. 3 578 797 offenbart ist, nicht grundlegend gelöst.

In der Japanischen Patentanmeldung Nr. 147884/1987 (entsprechend der Europäischen Publikation Nr. 0295 901), die schon durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen worden ist, wird eine Bilderzeugungsvorrichtung mit kürzerer Wartezeit und niedrigem Energieverbrauch vorgeschlagen, die eine Fixiereinheit umfaßt, in der ein sichtbares Tonerbild durch eine bewegliche hitzebeständige Folie hindurch mit einem Heizelement, das eine niedrige Wärmekapazität hat und durch Zuführung elektrischer Energie impulsmäßig Wärme erzeugt, erhitzt und auf diese Weise an einem Aufzeichnungsträger fixiert wird. In der Japanischen Patentanmeldung Nr. 63-12069 (entsprechend der Europäischen Publikation Nr. 0295 901), die auch schon durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen worden ist, wird eine Fixiereinheit zur Wärmefixierung eines sichtbaren Tonerbildes an einem Aufzeichnungsträger, die durch eine hitzebeständige Folie hindurch erfolgt, vorgeschlagen, wobei die erwähnte hitzebeständige Folie eine hitzebeständige Schicht und eine Trennmittelschicht oder eine niederohmige Schicht umfaßt, wodurch die Abschmutzerscheinung wirksam verhindert wird.

Zusätzlich zu der vorstehend erwähnten Fixiereinheit sind für die Verwirklichung eines Fixierverfahrens, das nur eine kurze Wartezeit und einen niedrigen Energieverbrauch erfordert, während in bezug auf die Fixierung eines sichtbaren Tonerbildes an einem Aufzeichnungsträger und die Verhinderung der Abschmutzerscheinung ein ausgezeichnetes Verhalten erzielt wird, die Eigenschaften des Toners von großer Wichtigkeit.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Wärmefixierungsverfahren bereitzustellen, das die vorstehend erörterten Probleme gelöst hat, im wesentlichen keine oder nur eine sehr kurze Wartezeit und einen niedrigen Energieverbrauch erfordert, das Auftreten der Abschmutzerscheinung verhindern kann und eine gute Fixierung eines Tonerbildes an einem Aufzeichnungsträger erzielen kann.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wärmefixierungsverfahren bereitzustellen, bei dem keine heiße, umlaufende Walze angewendet wird, so daß kein hitzebeständiges Speziallager erforderlich ist.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wärmefixierungsverfahren bereitzustellen, bei dem eine Fixiereinheit angewendet wird, die so beschaffen ist, daß eine direkte Berührung von heißen Teilen verhindert wird, so daß eine höhere Sicherheit erzielt wird oder keine Schutzteile erforderlich sind.

Die vorstehenden Aufgaben der vorliegenden Erfindung können durch ein Verfahren zur Wärmefixierung eines sichtbaren Bildes aus Toner an einem Aufzeichnungsträger gelöst werden, bei dem ein Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger aufgebracht wird, wobei

der Toner oder der Harzbestandteil des Toners bei einer Temperatur, die im Temperaturbereich von 120 bis 150ºC liegt, eine durch ein Überkopf-Fließprüfgerät gemessene Schmelzviskosität η' von 10² bis 10&sup5; Pas·s (10³ bis 10&sup6; Poise) hat, wobei der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ ºC beträgt, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' der Schmelzviskositätswerte bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind; und

das Tonerbild, das auf dem Aufzeichnungsträger festgehalten wird, durch Anwendung eines ortsfest getragenen Heizelements und eines Preßteils, das den erwähnten Aufzeichnungsträger mit dem erwähnten Heizelement durch eine dazwischengebrachte Folie in engen Kontakt bringt, an dem Aufzeichnungsträger wärmefixiert wird, wobei die erwähnte Folie nach der Wärmefixierung des Tonerbildes von dem Tonerbild abgeschält wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen wird folgendes gezeigt:

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt eines Überkopf-Fließprüfgeräts, das zur Messung der Schmelzviskosität von Toner oder Bindemittelharz angewendet wird.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Steigung der natürlichen Logarithmen der Viskosität von Toner oder Bindemittelharz als Funktion der Temperatur betrifft.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung eines durch Differentialthermoanalyse [unter Anwendung eines Kalorimeters mit Differentialabtastung bzw. Differential-Scanning-Kalorimeters (DSC)] gemessenen Wärmeaufnahme-Peaks eines Toners.

Fig. 4a ist ein schematischer Querschnitt einer Fixiereinheit, die zur Durchführung des Fixierungsverfahrens der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und Fig. 4b ist ein schematischer - Querschnitt einer Fixiereinheit, die zur Durchführung des Fixierungsverfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.

Fig. 5 ist ein Beispiel für die graphische Darstellung, die die Schmelzviskositätseigenschaften bei 120ºC bis 150ºC eines im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Suspensionspolymertoners zeigt. Die Zahlen auf der Ordinate zeigen die Logarithmen ln η' der Schmelzviskosität von Bindemittelharz, und die der Abszisse zeigen die Temperatur. Die Punkt-Punkt-Strich-Linie in Fig. 5 zeigt die Steigung -0,50 ln (Poise)/ºC dieses Graphen. Alle Bindemittelharze (a) bis (c) zeigen in dem Temperaturbereich von 120ºC bis 150ºC Steigungen, deren Absolutwerte kleiner als diese sind.

Fig. 6 ist ein Beispiel für die graphische Darstellung, die die Schmelzviskositätseigenschafen bei 120ºC bis 150ºC eines Bindemittelharzes, das ein Polymer umfaßt, das aus einer oder mehr als einer Art von α,β-ungesättigten ethylenischen Monomeren besteht, in einem im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Toner zeigt. Die Logarithmen ln η' der Schmelzviskosität von Bindemittelharz sind als Ordinate aufgetragen, und die Temperatur ist als Abszisse aufgetragen. Die Punkt-Punkt-Strich-Linie in Fig. 6 zeigt die Steigung -0,50 ln (Poise)/ºC dieses Graphen.

Fig. 7 ist ein schematischer Querschnitt einer Bilderzeugungsvorrichtung, die mit der Fixiereinheit zur Durchführung des Fixierungsverfahrens der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.

Fig. 8-1 veranschaulicht schematisch ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Befestigen von Teilchen an Kernteilchen, und Fig. 8-2 ist eine vergrößerte Teilansicht der in Fig. 8-1 gezeigten Vorrichtung.

NÄHERE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Fixiervorrichtung, die bei dem Wärmefixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wird nachstehend beschrieben.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat das Heizelement eine geringere Wärmekapazität als herkömmliche Heizwalzen und hat ein lineares Heizteil. Es kann vorzugsweise dafür gesorgt werden, daß das Heizteil eine Höchsttemperatur von 100 bis 300ºC hat.

Zwischen dem Heizelement und dem Preßteil ist eine Folie bzw. Bahn eingebracht, die vorzugsweise eine hitzebeständige Folie mit einer Dicke von 1 bis 100 um umfassen kann Hitzebeständige Folien, die dafür verwendet werden können, schließen Folien aus Polymeren mit hoher Hitzebeständigkeit wie z. B. Polyester, PET (Polyethylenterephthalat), PFA (einem Tetrafluorethylen/Perfluoralkylvinylether-Copolymer), PTFE (Polytetrafluorethylen), Polyimid und Polyamid, Folien aus Metallen wie z. B. Aluminium und Verbundfolien, die aus einer Metallfolie und einer Polymerfolie bestehen, ein.

Bei einem bevorzugten Aufbau der Folie haben diese hitzebeständigen Folien eine Trennmittelschicht und/oder eine niederohmige Schicht.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird dadurch jedoch keineswegs eingeschränkt.

Fig. 4a veranschaulicht die Struktur der Fixiereinheit bei der vorliegenden Ausführungsform.

Die Zahl 11 bezeichnet ein lineares Heizelement mit niedriger Wärmekapazität, das in der Vorrichtung ortsfest getragen wird. Ein Beispiel dafür umfaßt ein Aluminiumoxidsubstrat 12 mit einer Dicke von 1,0 mm, einer Breite von 10 mm und einer Länge in Längsrichtung von 240 mm und ein darauf aufgetragenes Widerstandsmaterial 13 mit einer Breite von 1,0 mm, dem von den beiden Enden in Längsrichtung her elektrischer Strom zugeführt wird. Der elektrische Strom wird unter Veränderung der Impulsdauern der Impulse entsprechend den gewünschten Temperaturen und abgegebenen Energiemengen, die durch einen Temperatursensor 14 gesteuert werden, in einer impulsartigen Kurvenform mit einer Periode von 20 ms bei einer Gleichspannung von 100 V zugeführt. Die Impulsdauern liegen etwa in dem Bereich von 0,5 ms bis 5 ms. Im Kontakt mit dem Heizelement 11, dessen Energie und Temperatur in dieser Weise gesteuert worden sind, bewegt sich eine Fixierfolie 15 in der Richtung des in Fig. 4a gezeigten Pfeils. Ein Beispiel für diese Fixierfolie schließt eine endlose Folie die eine hitzebeständige Folie mit einer Dicke von 20 um (umfassend beispielsweise Polyimid, Polyetherimid, PES oder PFA und ein Fluorkohlenstoffharz wie z. B. PTFE oder PFA mindestens an der Seite, die mit dem Bild in Kontakt kommt) und eine Trennmittelschicht umfaßt, die darauf durch Beschichten derart gebildet worden ist, daß sie eine Dicke von 10 um hat, und in die ein leitfähiges Material eingebracht ist. Im allgemeinen kann die Gesamtdicke der Folie vorzugsweise weniger als 100 um und insbesondere weniger als 40 um betragen. Die Folie wird zwischen einer Antriebswalze 16 und einer mit laufenden Walze 17 durch die Wirkung von Antrieb und Zugspannung in der Richtung des Pfeils in einem faltenfreien Zustand bewegt.

Die Zahl 18 bezeichnet eine Preßwalze, die an ihrer Oberfläche eine elastische Schicht aus Gummi mit guten Trenneigenschaften, beispielsweise aus Silicongummi, hat. Diese Preßwalze wird mit einem Gesamtdruck von 4 bis 20 kg durch die dazwischengebrachte Folie gegen das Heizelement gepreßt und wird in Druckkontakt mit der Folie gedreht. Toner 20, der nicht fixiert worden ist, (nachstehend "unfixierter Toner") auf einem Übertragungs- bzw. Bildempfangsmedium 19 wird mittels eines Eintritts-Führungselements 21 der Fixierzone zugeführt. Somit wird durch das vorstehend beschriebene Erhitzen ein fixiertes Bild erhalten.

Das Vorstehende ist unter Bezugnahme auf das endlose Band beschrieben worden. Wie Fig. 4b zeigt, können jedoch auch eine Folienzuführungswelle 24 und eine Aufwickelwelle 27 angewendet werden, wenn es möglich ist, daß die Fixierfolie nicht endlos ist.

Die Bilderzeugungsvorrichtung schließt Vorrichtungen, die durch Verwendung eines Toners ein Bild erzeugen, wie z. B. Kopiergeräte, Drucker und Faksimileschreiber bzw. Fernkopiergeräte ein, auf die die vorliegende Fixiereinheit angewandt werden kann.

Wenn die Temperatur, die durch den Temperatursensor 14 in dem linearen Heizelement mit niedriger Wärmekapazität ermittelt wird, T&sub1; ist, ist die Oberflächentemperatur T&sub2; der Folie 15, die dem Widerstandsmaterial 13 gegenüberliegt, etwa 10 bis 30ºC niedriger als T&sub1;. Die Oberflächentemperatur T&sub3; der Folie an dem Teil, bei dem die Folie 15 von der Fläche mit fixiertem Toner abgeschält wird, ist im wesentlichen gleich der vorstehend erwähnten Temperatur T&sub2;.

Nachstehend wird der Toner beschrieben, der bei dem Fixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Bei dem Fixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung hat der Toner oder der Harzbestandteil des Toners die Eigenschaften, daß die durch ein Überkopf-Fließprüfgerät gemessene Schmelzviskosität η' bei einer Temperatur, die im Bereich von 120ºC bis 150ºC liegt, 10³ bis 10&sup6; Poise beträgt und der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ºC beträgt, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' des Schmelzviskositätswertes bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind.

Der Toner im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließt einen Kapseltoner ein, der aus einem Kernteilchen und einer Hülle, die das Kernteilchen bedeckt, gebildet ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden als Harzbestandteil für die Bildung des Toners vorzugsweise vernetzte Polyesterharze oder vernetzte Polymere oder Copolymere von α,β-ethylenisch ungesättigten Monomeren verwendet.

Bevorzugte Beispiele für die vernetzten Polyesterharze werden nachstehend beschrieben.

Die vernetzten Polyesterharze können vorzugsweise vernetzte Polyesterharze einschließen, die aus folgenden Bestandteilen bestehen:

(A) veretherten Bisphenolen;

(B) nicht weniger als 30 Mol.-% aromatischer Dicarbonsäure in allen Säurebestandteilen;

(C) 5 bis 40 Masse-% alkenylsubstituierten Dicarbonsäuren und/oder alkylsubstituierten Dicarbonsäuren, bezogen auf die Gesamtmenge der Säuren; und

(D) Polycarbonsäuren mit drei oder mehr Carboxylgruppen und/oder Polyolen mit drei oder mehr Hydroxylgruppen; wobei die durch ein überkopf-Fließprüfgerät gemessene Schmelzviskosität η' bei einer Temperatur, die im Bereich von 120ºC bis 150ºC liegt, 10³ bis 10&sup6; Poise beträgt und der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ºC beträgt, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' des Schmelzviskositätswertes bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind.

Bei dem Wärmefixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann der Toner mit einem niedrigeren Energieverbrauch an dem Aufzeichnungsträger wärmefixiert werden, wenn ein Toner verwendet wird, bei dem als Bindemittelharz ein Polyesterharz verwendet wird, dessen Grundgerüst aus veretherten Bisphenolen und aromatischen Dicarbonsäuren besteht, wobei durch die Polycarbonsäuren mit drei oder mehr Carboxylgruppen und/oder die Polyole mit drei oder mehr Hydroxylgruppen bewirkt wird, daß das Polymergerüst Netzstrukturen hat, und die alkenylsubstituierten Dicarbonsäuren und/oder alkylsubstituierten Dicarbonsäuren als weiche Segmente in das Gerüst eingeführt werden.

Eine Menge der vorstehend erwähnten weichen Segmente, die weniger als 5 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Säuren, beträgt, kann zu einer Erhöhung des für die Wärmefixierung erforderlichen Energieverbrauchs führen. Andererseits kann eine Menge, die 40 Masse-% überschreitet, die Agglomerationskraft zwischen Tonerteilchen verstärken, so daß die Lagerbeständigkeit vermindert wird. Die Polycarbonsäuren, der Bestandteil, durch den bewirkt wird, daß die Polymergerüste Netzstrukturen haben, sind in dem Polyester vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 30 Masse-% enthalten. Die Polyole sind vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als 5 Masse-% enthalten.

Die Gesamtmenge der Polycarbonsäuren und Polyole, die vernetzende Bestandteile sind, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 40 Masse-%. Eine Menge von mehr als 40 Masse-% kann zu einer Verminderung der Feuchtigkeitsbeständigkeit des Toners führen und das Ladungsverhalten wegen Änderungen der Umgebungsbedingungen instabil machen und neigt dazu, während der Erzeugung eines Bildes (während der Entwicklung oder Übertragung) vor dem Fixieren Fehler herbeizuführen. Sie kann ferner zu einer Erhöhung der Kosten der Pulverisierung im Schritt der Herstellung des Toners führen, so daß für die Erzielung der Wärmefixierung des Toners mehr Energie erforderlich ist.

Es ist andererseits vorzuziehen, daß die Gesamtmenge der Polycarbonsäuren in dem Polyester nicht weniger als 10 Masse-% beträgt. Eine Menge, die kleiner als diese ist, kann bewirken, daß im Schritt der Wärmefixierung die Neigung zu einem übermäßigen Schmelzen von Toner aufzutreten beginnt. Eine Menge von weniger als 5 Masse-% verursacht leicht ein Eindringen in den Aufzeichnungsträger wie z. B. Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier, ein Durchschlagen oder ein Ausbluten bzw. Abschmutzen von Bildern wegen der Ausbreitung von geschmolzenem Toner.

Im Hinblick auf das Ladungsverhalten, die Haltbarkeit, das Übertragungsverhalten und die elektrophotographischen Eigenschaften des Toners wird es bevorzugt, daß unter den Hauptbestandteilen des vernetzten Polyesters die aromatischen Dicarbonsäuren als Säurebestandteil in allen-Säurebestandteilen in einer Menge von nicht weniger als 30 Mol.-% und vorzugsweise nicht weniger als 40 Mol.-% enthalten sind und die veretherten Bisphenole als Alkoholbestandteil in allen Alkoholbestandteilen in einer Menge von nicht weniger als 80 Mol.-% und vorzugsweise nicht weniger als 90 Mol.-% enthalten sind.

Der Toner kann an dem Aufzeichnungsträger mit einem niedrigeren Energieverbrauch fixiert werden, ohne daß ein Abschmutzen auf die Folie verursacht wird, wenn, wie vorstehend beschrieben wurde, die durch ein Überkopf-Fließprüfgerät gemessene Schmelzviskosität η' des Polyesterharzes bei einer Temperatur, die im Bereich von 120ºC bis 150ºC liegt, 10³ bis 10&sup6; Poise beträgt und der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ºC beträgt, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' des Schmelzviskositätswertes bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind.

Die Viskosität kann unter Anwendung eines Überkopf-Fließprüfgeräts gemessen werden, wie es in Fig. 1 veranschaulicht ist (Shimazu Flow Tester CFT-500 Type), wobei zunächst etwa 1,5 g einer Probe 3, die unter Anwendung einer Formpreßvorrichtung geformt worden ist, unter Ausübung einer Belastung von 19 kp bei einer vorgegebenen Temperatur unter Anwendung eines Stempels 1 aus einer Düse 4 mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert werden, so daß bei dem Fließprüfgerät der Senkungsbetrag des Stempels (Ausflußgeschwindigkeit) gemessen wird. Diese Ausflußgeschwindigkeit wird bei jeder Temperatur gemessen (mit dem Abstand von 5ºC in dem Temperaturbereich von mindestens 120ºC bis 150ºC). Aus den resultierenden Werten kann die scheinbare Viskosität η' auf der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet werden.

worin

TW' = PR/2L (dyn/cm²)

η': scheinbare Viskosität (Poise)

TW': scheinbare Gleitreaktion an der Rohrwand (dyn/cm²)

DW': scheinbare Gleitgeschwindigkeit an der Rohrwand (1/s)

Q: Ausflußgeschwindigkeit (cm³/s = ml/s)

P: Extrusionsdruck (dyn/cm²) [10 kp = 980 · 10³ dyn]

R: Radius der Düse (cm)

L: Länge der Düse (cm).

Eine bei 120ºC bis 150ºC mehr als 10&sup6; Poise betragende Schmelzviskosität des in dem Toner verwendeten Bindemittelharz-Polyesters kann selbst bei dem Wärmefixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu einer Zunahme des Energieverbrauchs führen und die Nachteile verursachen, daß die Fixierung verschlechtert oder ein Schnellstart schwierig gemacht wird. Wenn die Gesamtmenge der vernetzenden (netzstrukturbildenden) Bestandteile in dem Polyester der vorliegenden Erfindung größer als 35 Masse-% wird, kann die Schmelzviskosität manchmal größer als 10&sup6; Poise werden.

Andererseits kann eine Schmelzviskosität von weniger als 10³ Poise bei 120ºC bis 150ºC die Nachteile (wie z. B. Durchschlagen und Ausbluten bzw. Abschmutzen des Bildes), die durch übermäßiges Schmelzen von Toner verursacht werden, auffällig machen.

Wenn die Gesamtmenge der vernetzenden (netzstrukturbildenden) Bestandteile in dem Polyester der vorliegenden Erfindung 5 Masse-% unterschreitet, kann die Schmelzviskosität manchmal selbst bei 120ºC weniger als 10³ Poise betragen. Die Absolutwerte der Steigung der natürlichen Logarithmen ln η' der Schmelzviskosität η' bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperatur spiegeln die Empfindlichkeit der Viskosität des Polyesterharzes der vorliegenden Erfindung gegen Temperaturänderungen wider. Ein Wert von mehr als 0,50 ln (Poise)/ºC verursacht leicht ein Abschmutzen an den Aufzeichnungsträger wie z. B. eine Folie und führt außerdem einen übermäßigen Glanz von fixierten Bildern herbei, so daß der Grad der Bildqualität sinkt.

Der Absolutwert dieser Steigung hängt auch von der Menge der vernetzenden Bestandteile und von der Menge der weichen Segmente in dem Polyesterharz der vorliegenden Erfindung und von ihrem Verhältnis ab, und durch ihre Verwendung in den Mengen, die in dem Bereich von dem liegen, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung beansprucht wird, können bei dem Wärmefixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung das Fixierverhalten, die Beständigkeit gegen Abschmutzen und die Bilderzeugungsleistung in einem guten Zustand erzielt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die "Steigung" der Viskosität ein Wert, der erhalten wird, wenn, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein Meßpunkt bei ta ºC und ein Meßpunkt bei tb ºC in dem Graphen durch eine ausgezogene Gerade verbunden werden und

Diese wird in Annäherung als "Steigung" einer geneigten Kurve angewendet, wobei ln η'a und ln η'b Werte wiedergeben, die dem natürlichen Logarithmus der Viskosität bei ta ºC bzw. tb ºC entsprechen.

Die Verbindungen, die als veretherte Bisphenole, d. h. als Bestandteile des als Bindemittelharz dienenden Polyesterharzes verwendet werden können, schließen Polyoxystyrol(6)-2,2-bis(4- hydroxyphenyl)propan, Polyhydroxybutylen(2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxyethylen(3)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(3)-bis(4-hydroxyphenyl)thioether, Polyoxyethylen(2)-2,6-dichlor-4-hydroxyphenyl-2',3'6'-trichlor-4'-hydroxyphenylmethan, Polyoxypropylen(3)-2-brom-4-hydroxyphenyl- 4-hydroxyphenylether, Polyoxyethylen(2,5)-p,p-bisphenol, Polyoxybutylen(4)-bis(4-hydroxyphenyl)keton, Polyoxystyrol(7)-bis- (4-hydroxyphenyl)ether, Polyoxypentylen(3)-2,2-bis(2,6-diiod-4- hydroxyphenyl)propan und Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan ein.

Eine Gruppe der veretherten Bisphenole schließt veretherte Bisphenole ein. Eine bevorzugte Gruppe der veretherten Bisphenole schließt die ein, die als Ethoxy- oder Propoxyverbindungen gebildet sind, pro mol Bisphenol 2 oder 3 mol Oxyethylen oder Oxypropylen haben und eine Propylen- oder Sulfongruppe haben. Beispiele für diese Gruppe sind Polyoxyethylen(2,5)-bis(2,6-dibrom-4-hydroxyphenyl)sulfon, Polyoxypropylen(3)-2,2-bis(2,6-difluor-4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen(1,5)-polyoxypropylen(1,0)-bis(4-hydroxyphenyl)sulfon.

Eine andere bevorzugte Gruppe der veretherten Bisphenole schließt Polyoxyethylen-2,2'-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen- oder Polyoxypropylen-2,2-bis(4-hydroxy-2,6-dichlorphenyl)propan ein (wobei die Zahl der Oxyalkyleneinheiten 2,1 bis 1,5 pro mol Bisphenol beträgt).

Die aromatischen Dicarbonsäuren, die Bestandteile des Polyesterharzes der vorliegenden Erfindung sind, schließen Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Biphenyl-p,p'-dicarbonsäure, Naphthalin-2,7-dicarbonsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, Diphenylmethan-p,p'-dicarbonsäure, Benzophenon-4,4'-dicarbonsäure und 1,2-Diphenoxyethan-p,p'-dicarbonsäure ein. Andere Säuren als diese schließen Maleinsäure, Fumarsäure, Glutarsäure, Cyclohexancarbonsäure, Bernsteinsäure, Malonsäure, Adipinsäure, Mesaconsäure, Citraconsäure, Sebacinsäure und Anhydride dieser Säuren ein.

Die alkenylsubstituierten Dicarbonsäuren oder alkylsubstituierten Dicarbonsäuren, die Bestandteile des Polyesterharzes der vorliegenden Erfindung sind, schließen Maleinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure, die durch eine Alkenylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen substituiert sind, und Anhydride oder Ester davon ein. Besonders bevorzugt sind n-Dodecenylsuccinat, Isododecenylsuccinat, n-Dodecylsuccinat, Isododecylsuccinat, Isooctylsuccinat, n-Octylsuccinat und n-Butylsuccinat.

Die Polycarbonsäuren mit drei oder mehr Carboxylgruppen, die Bestandteile des Polyesterharzes der vorliegenden Erfindung sind, schließen Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Cyclohexantricarbonsaure, 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Naphtha lintricarbonsäure, 1,2,4-Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl-2-methylencarboxylpropan, 1,3-Dicarboxyl-2-methyl-2-methylencarboxylpropan, Tetra(methylencarboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure und Anhydride oder Ester davon ein. Polyole mit drei oder mehr Hydroxylgruppen können auch verwendet werden, wenn es in einer geringen Menge ist. Sie schließen Sorbit, 1,2,3,6-Hexantetrol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Saccharose, 1,2,4-Butantriol, Glycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl- 1,2,4-butantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, 1,3,5- Trihydroxymethylbenzol, erythro-1,2,3-Butantriol und threo- 1,2,3-Butantriol ein.

In den Toner, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können außer dem Polyesterharz, das aus den vorstehend beschriebenen Bestandteilen besteht, auch andere Harze in einem Anteil von nicht mehr als 30 Masse-% des erwähnten Polyesterharzes hineingegeben werden, damit die durch ein Überkopf- Fließprüfgerät gemessene Schmelzviskosität η' bei einer Temperatur, die im Bereich von 120ºC bis 150ºC liegt, den Bereich von 10³ bis 10&sup6; Poise nicht verläßt und damit der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht größer als 0,50 ln (Poise)/ºC wird, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' des Schmelzviskositätswertes bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind. Es können beispielsweise Vinylharze, die hauptsächlich aus Styrol bestehen, Styrol-Butadien-Harze, Siliconharze, Polyurethanharze, Polyamidharze, Epoxyharze, Polyvinylbutyralharze, Terpentinharz, modifizierte Terpentinharze, Terpenharze, Phenolharze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, aromatische Petrolharze, chloriertes Paraffin und Paraffinwachs enthalten sein.

Wenn die vorstehend erwähnten vernetzten Polyesterharze eine Säurezahl von 5 bis 60 haben, kann im Schritt des Heißknetens bei der Herstellung des Toners eine organische Metallverbindung, die ein Metall mit der Wertigkeit zwei oder einer höheren Wertigkeit enthält, in einer geringen Menge zugesetzt werden, damit ein übermäßiges Schmelzen von Toner wirksam verhindert werden kann und die Herbeiführung von Nachteilen wie z. B. dem Eindringen in den Aufzeichnungsträger, dem Durchschlagen oder dem Ausbluten bzw. Abschmutzen des Bildes wegen der Ausbreitung von geschmolzenem Toner wirksamer verhindert werden kann.

Gemäß den Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt haben, kann in den Toner abgesehen von dem netzstrukturbildenden Bestandteil in den Bestandteilen des Polyesterharzes durch Metallionen eine "schwachvernetzte Struktur" hineingebracht werden, so daß der Energieverbrauch, der für die Fixierung erforderlich ist, nur sehr-wenig erhöht werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jedoch die vorstehend erwähnte Wirkung, die der organischen Metallverbindung, die ein Metall mit der Wertigkeit zwei oder einer höheren Wertigkeit enthält, zuzuschreiben ist, erzielt werden, wenn das Polyesterharz die aromatischen Bestandteile in einer großen Menge enthält und das Polyesterharz eine Säurezahl von 5 bis 60 hat. In solchen Fällen kann die Metallverbindung in einer geringeren Menge zugesetzt werden, was dazu führt, daß nicht gleichzeitig die Nachteile wie z. B. eine Erhöhung des Energieverbrauchs und eine Verminderung der Feuchtigkeitsbeständigkeit des Toners auftreten.

Infolgedessen kann die Metallverbindung im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 6 Masse-% und insbesondere von 1 bis 5 Masse-%, bezogen auf das Polyesterharz, zugesetzt werden. Eine Menge von weniger als 0,2 Masse-% kann keine wesentliche Wirkung herbeiführen, und eine Menge von mehr als 6 Masse-% kann wegen einer Zunahme der Wärmekapazität des Toners selbst wie in dem Fall, daß ein anorganischer Füllstoff in einer großen Menge zugesetzt wird, eine Erhöhung des Energieverbrauchs für die Fixierung verursachen. Dadurch kann die Aufladbarkeit des Toners wegen des Einbaus der Metallverbindung, die einen niedrigeren spezifischen Widerstand als das Polymer hat, beträchtlich vermindert werden, was zu einer Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens führt. Ahnlich ist eine Abnahme der Feuchtigkeitsbeständigkeit festgestellt worden.

Die organische Metallverbindung, die verwendet werden kann, schließt organische Salze oder Komplexe ein, die das Metall mit der Wertigkeit zwei oder einer höheren Wertigkeit enthalten. Wirksame Metallarten schließen mehrwertige Metalle wie z. B. Al, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, Pb, Sn, Sr und Zn ein. Die wirksame organische Metallverbindung schließt Carboxylate, Alkoxylate, organische Metallkomplexe oder Chelatverbindungen der vorstehend erwähnten Metalle ein. Beispiele dafür können vorzugsweise Zinkacetat, Magnesiumacetat, Calciumacetat, Aluminiumacetat, Magnesiumstearat, Calciumstearat, Aluminiumstearat, Aluminiumisopropoxid, Aluminiumacetylacetat, Eisen- (II)-acetylacetonat und Chrom-3,5-di-tert.-butylstearat einschließen. Acetylaceton-Metallkomplexe, Salicylsäure-Metallsalze oder Salicylsäure-Metallkomplexe werden vor allem bevorzugt.

Eine Ausführungsform, bei der das Harz, das in dem Toner verwendet wird, Polymere oder Copolymere umfaßt, die aus α,β-ethylenisch ungesättigten Monomeren gebildet sind, wird nachstehend beschrieben.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als Bindemittelharz des Toners auch ein Harz verwendet, das ein Polymer umfaßt, das aus mindestens einer Art eines α,β-ethylenisch ungesättigten Monomers gebildet ist, wobei das Bindemittelharz die physikalischen Eigenschaften hat, daß die Schmelzviskosität bei einer Temperatur, die im Bereich von 120ºC bis 150ºC liegt, 10³ bis 10&sup6; Poise beträgt und der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ºC beträgt, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' des Schmelzviskositätswertes bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind.

Als Beispiele für das α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer, das den Hauptbestandteil des Harzes bildet, können Styrol und Substitutionsprodukte davon wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol und p- Chlorstyrol; Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung oder Substitutionsprodukte davon wie z. B. Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, Phenylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid; Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung oder Substitutionsprodukte davon wie z. B. Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat; Vinylester wie z. B. Vinylchlorid, Vinylacetat und Vinylbenzoat; Vinylketone wie z. B. Vinylmethylketon und Vinylhexylketon und Vinylether wie z. B. Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether erwähnt werden. Solche Vinylmonomere werden einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet.

Das vorstehend erwähnte α,β-ethylenisch ungesättigte Harz kann vorzugsweise vernetzt sein. Als Vernetzungsmittel werden Verbindungen mit zwei oder mehr copolymerisierbaren Doppelbindungen verwendet. Sie schließen beispielsweise aromatische Divinylverbindungen wie z. B. Divinylbenzol und Divinylnaphthalin; Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen wie z. B. Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen wie z. B. Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon und Verbindungen mit drei oder mehr Vinylgruppen ein. Diese werden allein oder in einer Mischung verwendet.

Die Vernetzungsmittel können in einer Menge von 0,01 bis 10 Masse-% und vorzugsweise von 0,05 bis 5 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der α,β-ethylenisch ungesättigten Monomere, verwendet werden. Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten α,β-ethylenisch ungesättigten Monomeren kann die folgende Verbindung in einem Anteil, der geringer als der Gehalt des erwähnten Harzbestandteils ist, enthalten sein. Die Verbindung schließt beispielsweise Styrol-Butadien-Harze, Siliconharze, Polyester, Polyurethane, Polyamide, Epoxyharze, Polyvinylbutyralharze, Terpentinharz, modifizierte Terpentinharze, Terpenharze, - Phenolharze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, aromatische Petrolharze, chloriertes Paraffin und Paraffinwachs ein.

In dem Toner, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann wahlweise jede Art von Trennmittel enthalten sein. Es können zum Beispiel Polyethylenfluorid, Fluorkohlenstoffharze, Fluorkohlenstofföle, Siliconöle, niedermolekulare Polyethylene und niedermolekulare Polypropylene verwendet werden, die in einer Menge von 0,1 bis 10 Masse-% zugesetzt werden.

Wenn der verwendete Toner als magnetischer Toner, der feine magnetische Teilchen enthält, verwendet wird, wird als feine magnetische Teilchen ein Material eingemischt, Magnetismus zeigt oder magnetisiert werden kann. Solch ein Material schließt beispielsweise Metalle wie z. B. Eisen, Mangan, Nickel, Cobalt und Chrom; Magnetit, Hämatit, alle Arten von Ferriten, Manganlegierungen und andere ferromagnetische Legierungen ein. Sie können in Form von feinem Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,05 bis 5 um und vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 um verwendet werden. Die feinen magnetischen Teilchen können in dem Toner vorzugsweise in einer Menge von 15 bis 70 Masse-% und insbesondere von 25 bis 45 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmasse des magnetischen Toners, enthalten sein.

In den Toner, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können zur Färbung oder zur Steuerung der elektrostatischen Ladung verschiedene Materialien hineingegeben werden. Solche Materialien schließen beispielsweise Ruß, Eisenoxidschwarz, Graphit, Nigrosin, Metallkomplexe von Monoazofarbstoffen, Ultramarinblau und alle Arten von Pigmentfarben oder Lackfarbstoffen wie z. B. Phthalocyaninblau, Hansagelb, Benzogelb und Chinacridon ein.

In den Tonerteilchen kann auch kolloidales Siliciumdioxid als Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens in einer Menge von 10 bis 40 Masse-% enthalten sein. Dieses Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens kann dem Toner natürlich von außen zugesetzt werden. In diesem Fall wird es in einer Menge von 0,2 bis 5 Masse-%, bezogen auf die Tonermasse, zugesetzt.

Der Toner (oder Kapseltoner), der bei dem Wärmefixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise ein Toner (oder Kapseltoner), der den Maximalwert des Wärmeaufnahme-Peaks, der als Ergebnis der in dem Bereich von 10 ºC bis 200ºC unter Anwendung eines Kalorimeters mit Differentialabtastung bzw. Differential-Scanning-Kalorimeters (DSC) durchgeführten Messung zuerst auftritt, bei einer Temperatur von 40ºC bis 129ºC (beispielsweise bei der Temperatur, die TD in Fig. 3 entspricht) zeigt. Insbesondere wird ein Toner (oder Kapseltoner), der den Maximalwert bei einer Temperatur von 55ºC bis 100ºC zeigt, mehr bevorzugt.

Die Temperatur ist zu der Zeit, in der die Folie von der Fläche mit fixiertem Toner abgeschält wird, vorzugsweise höher als die vorstehend erwähnte Wärmeaufnahmetemperatur. In einem mehr bevorzugten Fall kann die Folie vorzugsweise unter der Bedingung einer Temperatur abgeschält werden, die mindestens 30ºC höher ist und insbesondere 40 bis 140ºC höher ist als die vorstehend erwähnte Wärmeaufnahmetemperatur.

Was das Verfahren zur Messung des Maximalwertes des Wärmeaufnahme-Peaks anbetrifft, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewandt wird, so kann der Wert gemäß ASTM D-3418-82 berechnet werden. Im einzelnen werden 10 bis 15 mg des Toners gesammelt, die dann in einer Stickstoffatmosphäre mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10ºC/min von Raumtemperatur auf 200ºC erhitzt Werden, und danach wird die Temperatur 10 Minuten lang bei 200ºC gehalten, worauf schnelle Abkühlung folgt. Der Toner wird auf diese Weise vorbehandelt. Danach wird die Temperatur 10 Minuten lang bei 10ºC gehalten, und der Toner wird wieder mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10ºC/min auf 200ºC erhitzt, wobei die Messung durchgeführt wird. Es können im allgemeinen Meßwerte erhalten werden, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind. Die Temperatur des Maximalwertes des Wärmeaufnahme-Peaks, der zwischen Raumtemperatur und 200ºC zuerst auftritt, wird als Wärmeaufnahmetemperatur (TD) definiert.

Die Polyesterharze und die α,β-ethylenisch ungesättigten Harze, die vorstehend beschrieben wurden, können als Hüllen für den Toner mit einer Kapselstruktur (d. h. den Kapseltoner) verwendet werden.

Bei der Ausführungsform, bei der der Toner, der bei dem Fixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, den Kapseltoner umfaßt, nimmt der Toner eine Form an, bei der seine Kernteilchen mit dem Harz, das die vorstehend beschriebenen Eigenschaften hat, bedeckt sind, so daß die Aufladbarkeit, das Fließvermögen, die Beständigkeit gegen Zusammenbacken und die Haltbarkeit des Toners ausgezeichnet sein können, da ein Material, das die Wirksamkeit des Toners beeinträchtigen kann, in die Kernteilchen eingemischt werden kann. Da die Tonerteilchen mit dem Harz, das ein ausgezeichnetes Fixierverhalten und eine ausgezeichnete ,Beständigkeit gegen Abschmutzen hat, bedeckt sind, kann der Toner sehr wirksam fixiert werden.

Harzmaterialien, die in dem Kern des Kapseltoners verwendet werden, können aus verschiedenen bekannten Harzen ausgewählt werden, die allein oder in einer Mischung oder einem Reaktionsprodukt von einigen dieser Materialien verwendet werden können. Als Beispiele dafür können Polystyrol und Homopolymere von Substitutionsprodukten davon; Styrol-Copolymere wie z. B. ein Styrol/Acrylat-Copolymer, ein Styrol/Methacrylat-Copolymer, ein Styrol/Acrylnitril-Copolymer, ein Styrol/Butadien-Copolymer, ein Styrol/Isopren-Copolymer und ein Styrol/Acrylnitril/Inden-Copolymer; Acrylharze, Methacrylharze, Siliconharze, Polyesterharze, Furanharze und Epoxyharze erwähnt werden.

Sie schließen ferner Wachse wie z. B. Bienenwachs, Carnaubawachs und Mikrowachs; höhere Fettsäuren wie z. B. Stearinsäure, Palmitinsäure und Laurinsäure; Metallsalze höherer Fettsäuren wie z. B. Aluminiumstearat, Bleistearat, Bariumstearat, Magnesiumstearat, Zinkstearat und Zinkpalmitat; Derivate höherer Fettsäuren wie z. B. Methylhydroxystearat und Glycerinmonohydroxystearat; Polyolefine wie z. B. niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, Polyethylenoxid, Polyisobutylen und Polyethylentetrafluorid; Olefin-Copolymere wie z. B. ein Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, ein Ethylen/Acrylat-Copolymer, ein Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, ein Ethylen/Methacrylat-Copolymer, ein Ethylen/Vinylchlorid-Copolymer, ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und Ionomerharze; Kautschuke wie z. B. Butylkautschuk, Nitrilkautschuk und Chlorkautschuk; Polyvinylpyrrolidon, Polyamide, Cumaron-Inden-Harz, ein Methylvinylether/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, maleinsäuremodifiziertes Phenolharz und phenolmodifiziertes Terpenharz ein. Unter diesen können die Materialien allein oder in einer Mischung oder einem Teilreaktionsprodukt von einigen dieser Materialien verwendet werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält der Kern des Kapseltoners im allgemeinen verschiedene Arten von Farbstoff oder Pigment als Farbmittel. Solch ein Farbstoff oder Pigment, das angewendet werden kann, schließt beispielsweise Ruß, Nigrosinfarbstoffe, Lampen- bzw. Flammruß, Sudanschwarz SM, Echtgelb G, Benzidingelb, Pigmentgelb, Indofast Orange, Irgazinrot, Pararot, Toluidinrot, Carmine FB, Permanentbordeaux FRR, Pigmentorange R, Litholrot 2G, Lackrot C, Rhodamin FB, Rhodamin-B-Lack, Methylviolett-B-Lack, Phthalocyaninblau, Brillantgrün B, Phthalocyaningrün, Oil Yellow GG, Zaponechtgelb CGG, Kayaset y 963, Kayaset YG, Sumiplast Yellow GG, Zaponechtorange RR, Oil Scarlet, Sumiplast Orange G, Aurazole Brown B, Zaponechtscharlach CG, Aizen Spiron Red BEH und Oil Pink OP ein.

In dem Kern kann auch magnetisches Pulver enthalten sein, so daß der Kapseltoner als magnetischer Kapseltoner verwendet werden kann.

Der Kern des Kapseltoners kann erhalten werden, indem die vorstehend erwähnten Bestandteile unter Anwendung einer Vorrichtung wie z. B. einer Walzenmühle schmelzgeknetet werden und das geknetete Produkt unter Anwendung einer Mühle wie z. B. einer Strahlmühle pulverisiert wird, worauf wahlweise eine Klassierung unter Anwendung eines Windsichters folgt. Er kann alternativ erhalten werden, indem das geknetete Produkt nach dem Schmelzkneten durch Spritzen bzw. Zerstäuben, Suspensionsgranulierung oder elektrostatisches Spritzen granuliert wird, worauf wahlweise eine Klassierung folgt, so daß er in Form feiner Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 20 um oder weniger hergestellt werden kann.

Als Verfahren zur Einkapselung dieser Kernteilchen können bekannte Einkapselungsverfahren angewandt werden. Es werden zum Beispiel vorzugsweise die Trockeneinkapselung, bei der Hüllen durch die Wirkung mechanischer Stöße an den Kernteilchenoberflächen befestigt werden, die Sprühtrocknung, die Koazervation und die Phasentrennung angewandt. Außer diesen können auch die In-situ-Polymerisation und die Verfahren, die in den US-Patentschriften Nr. 3 338 991, Nr. 3 326 848 und Nr. 3 502 582 beschrieben sind, angewandt werden.

Nachstehend wird ein Verfahren zur Befestigung der Hüllen an den Kernen beschrieben. Es ist nicht vorzuziehen, daß der Kapseltoner eine Abtrennung von pulverisierten Bruchstücken oder Wänden von Kernen oder eine Wiederabtrennung von Wänden, die einmal angehaftet haben, verursacht, und zwar selbst in dem Fall nicht, daß es sich um eine Spurenmenge handelt. Es ist daher vorzuziehen, daß die Hülle sicher an dem Kern befestigt wird. Es ist wichtig, daß der Aufbau einer Pulverisiermühle derart abgeändert wird, daß die Verweilzeit des Pulvers im Pulverisierungsschritt verlängert werden kann, der Aufprall in dem Bereich eingestellt wird, in dem keine Pulverisierung von Kernen verursacht wird, und die Temperatur in dem Bereich eingestellt wird, in dem kein Schmelzen verursacht wird. Es ist wirksam, eine Pulverisiermühle anzuwenden, die fähig ist, in dem Zwischenraum zwischen einem Hammer bzw. Schlagorgan und einer Buchse einen Aufprall zu liefern, und einen Rückführmechanismus hat (siehe Fig. 8-1). Bei der Befestigung der Hüllen an dem Kern kann die Umfangsgeschwindigkeit am Ende einer Schaufel oder eines Hammers 30 bis 130 m/s und vorzugsweise 30 bis 100 m/s betragen und kann die Temperatur, die in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des Kerns und der Wand variabel ist, 10ºC bis 100ºC, vorzugsweise 20ºC bis 90ºC und insbesondere 30ºC bis 70ºC betragen. Die Verweilzeit der Materialien in dem Teil, in dem der Aufprall erfolgt, beträgt vorzugsweise 0,2 Sekunden bis 12 Sekunden. Die Vorrichtung der in Fig. 8-1 gezeigten Bauart hat einen großen Spielraum, weil das Pulver, das der Fliehkraft ausgesetzt wird, in der Nähe der Buchse gesammelt wird.

Die in Fig. 8-1 und 8-2 gezeigte Vorrichtung ist mit einer umlaufenden Welle 301, einem Rotor 302, einer Verteilerschaufel 303, einem umlaufenden Teil (Schaufel) 304, einer Trennscheibe 305, einem Gehäuse 306, einer Auskleidung oder Buchse 307, einer Aufprallzone 308, einer Einlaßkammer 309, einer Auslaßkammer 310, einem Rückweg 311, einem Produktentnahmeventil 312, einem Materialzuführungsventil 313, einem Gebläse 314 und einem Mantel 315 ausgestattet.

Eine nähere Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 8-1. Die Kernteilchen, die an ihren Oberflächen Hüllenteilchen haben, werden aus dem Zuführungseinlaß 313b zugeführt, gehen durch die Einlaßkammer 309 hindurch, gehen durch die Aufprallzone 308 zwischen der Schaufel 304 und der Buchse 307 hindurch, gehen durch die Auslaßkammer 310 hindurch, gehen durch den Rückweg 311 und das Gebläse 314 hindurch und zirkulieren dann wieder durch denselben Durchgang.

In Fig. 8-2 ist der Zwischenraum a zwischen dem umlaufenden Teil (Schaufel) 304 und der Buchse 307 ein minimaler Zwischenraum, und der Raum, der der Breite b des umlaufenden Teils 304 entspricht, grenzt die Aufprallzone ab. Der Zwischenraum zwischen der Schaufel oder dem Hammer und der Buchse beträgt vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 mm und insbesondere 1 mm bis 3 mm, damit gute Ergebnisse erzielt werden.

In dem Kapseltoner, der in der vorstehend erwähnten Weise erhalten wird, können selbst in einer geringen Menge Agglomerate von Hüllenteilchen oder Ablagerungen von feinen Kernteilchen und feinen Hüllenteilchen mit einer Teilchengröße von 5 um oder weniger erzeugt werden. In Abhängigkeit von der Abstimmung des Toners auf ein lichtempfindliches Element oder ein Kopiergerät kann es folglich manchmal vorkommen, daß diese während des wiederholten Betriebs mit einer großen Zahl von Blättern in Bildern Schleier oder weiße Linien oder eine Verminderung der Bilddichte verursachen, die die Toleranzgrenzen überschreitet. Nachdem die Hüllen an den Kernen befestigt worden sind, kann ferner zusätzlich ein Klassierschritt zur Entfernung von feinem Pulver und grobem Pulver erfolgen, damit eine viel bessere Bildqualität erhalten werden kann. Dieser Klassierschritt kann einer von irgendeinem verschiedener Systeme sein, die alle wirksam sein können. Es ist jedoch vor allem möglich, eine Vorrichtung von der Art eines Fliehkraftklassierers oder eines Fliehkraftklassierers mit ortsfester Wand anzuwenden, bei dem eine umlaufende Schaufel angewandt wird, die Verteilungsvermögen zeigt. Insbesondere kann ein Klassierer mit einem Coanda-Block, der den Coanda-Effekt anwendet, (siehe US-Patentschrift Nr. 4 132 634) vorzuziehende Ergebnisse liefern.

In einigen Fällen kann der Kapseltoner nach dem Beimischen (Zusatz von außen) eines Mittels zur Verbesserung des Fließvermögens wie z. B. von kolloidalem Siliciumdioxid oder eines Gleitmittels, eines Schleifmittels und eines Ladungssteuerstoffs als Entwickler verwendet werden.

Bei dem Fixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann der Toner durch Suspensionspolymerisation gebildet sein.

Dieser Toner ist ein Suspensionspolymertoner, der durch Suspensionspolymerisation einer Monomermischung in einem wäßrigen Medium zu einer Tonerteilchengröße gebildet wird, und hat auch die Eigenschaften, daß die Schmelzviskosität des Toners bei einer Temperatur, die im Bereich von 120ºC bis 150ºC liegt, 10³ bis 10&sup6; Poise beträgt und der Absolutwert der Steigung eines Graphen, bei dem die Logarithmen (ln η') des Schmelzviskositätswertes η' im Temperaturbereich von 120ºC bis 150ºC als Funktion der Temperatur aufgetragen sind, nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ ºC beträgt.

Die Suspensionspolymertonerteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können beispielsweise durch das nachstehend beschriebene Verfahren erhalten werden, jedoch ist das Verfahren keineswegs darauf beschränkt. Eine Monomermischung, die durch gleichmäßiges Auflösen oder Dispergieren eines polymerisierbaren Monomers, eines Farbmittels, eines Polymerisationsinitiators und ferner wahlweise eines Vernetzungsmittels, eines Ladungssteuerstoffs, eines polaren Polymers und anderer Zusatzstoffe erhalten wird, wird in eine wäßrige Phase (d. h. eine zusammenhängende Phase), die einen Suspensionsstabilisator enthält, eingebracht und unter Rühren granuliert, um eine Polymerisation zu bewirken. Danach wird der Suspensionsstabilisator entfernt, worauf Filtrieren und Trocknen folgen. Auf diese Weise können die Tonerteilchen erhalten werden.

Es wird besonders bevorzugt, daß die Teilchen durch die nachstehend beschriebene Suspensionspolymerisation erhalten werden, weil dadurch Teilchen mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung erhalten werden können.

Das polymerisierbare Monomer, das für die Bildung der Suspensionspolymertonerteilchen verwendet werden kann, ist ein Monomer, das als reaktionsfähige Gruppe eine Gruppe CH&sub2;=C< hat. Es schließt Monomere mit einer reaktiven Doppelbindung, beispielsweise Styrol und Derivate davon wie z. B. Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol und p-Ethylstyrol; Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und Maleinsäurehalbester; aliphatische α-Methylenmonocarboxylate wie z. B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylate wie z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2- Chlorethylacrylat und Phenylacrylat und Acrylsäure- oder Methacrylsäurederivate wie z. B. Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid ein. Diese können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Nötigenfalls kann ein Vernetzungsmittel verwendet werden. Als Beispiele für das Vernetzungsmittel können Divinylbenzol, Divinylnaphthalin, Diethylenglykoldimethacrylat und Ethylenglykoldimethacrylat erwähnt werden. Das Vernetzungsmittel kann im allgemeinen in einer Menge von 0,01 bis 10 Masseteilen und vorzugsweise von 0,01 bis 5 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers, zugesetzt werden.

Das Polymer aus diesen polymerisierbaren Monomeren kann in einer geringen Menge in die Monomermischung hineingegeben werden. Suspensionspolymertonerteilchen, die aus Styrol, Styrol mit einem Substituenten wie z. B. einer Alkylgruppe oder einer Monomermischung aus Styrol und dem (den) anderen Monomer(en) unter den vorstehend erwähnten Monomeren gebildet worden sind, werden bevorzugt, wenn das Entwicklungsverhalten und die Haltbarkeit in Betracht gezogen werden.

Die polymerisierbaren Monomere können unter Zusatz eines polaren Polymers, das eine polare Gruppe hat, eines polaren Copolymers oder eines Cyclokautschuks polymerisiert werden, damit ein bevorzugter Polymertoner erhalten werden kann. Das polare Polymer, das polare Copolymer oder der Cyclokautschuk kann in einer Menge von 0,5 bis 50 Masseteilen und vorzugsweise von 1 bis 40 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers, zugesetzt werden. Eine Menge davon, die weniger als 0,5 Masseteile beträgt, macht es dem Toner schwierig, eine zufriedenstellende Quasikapselstruktur anzunehmen. Eine Menge von mehr als 50 Masseteilen kann dazu führen, daß die Menge des polymerisierbaren Monomers zu gering wird, wodurch die Neigung erhöht wird, daß sich die für den Polymertoner erforderlichen Eigenschaften verschlechtern. Die Polymerisation kann vorzugsweise durchgeführt werden, indem die polymerisierbare Monomermischung, in die das polare Polymer, das polare Copolymer oder der Cyclokautschuk hineingegeben worden ist, in einer wäßrigen Phase aus einem wäßrigen Medium, in der ein Dispergiermittel, dessen Aufladbarkeit dem polaren Polymer entgegengesetzt ist, dispergiert worden ist, suspendiert wird. Kationisches oder anionisches Polymer, kationisches oder anionisches Copolymer oder anionischer Cyclokautschuk, der in der polymerisierbaren Monomermischung enthalten ist, wird elektrostatisch an entgegengesetzt aufladbares anionisches oder kationisches Dispergiermittel, das sich an den Oberflächen der den Toner bildenden Teilchen befindet, so daß das Dispergiermittel die Teilchenoberflächen bedeckt, angezogen. Als Folge kann verhindert werden, daß Teilchen koaleszieren und können die Teilchen stabilisiert werden, und gleichzeitig sammelt sich das polare Polymer, das polare Copolymer oder der Cyclokautschuk, der zugesetzt worden ist, an den Oberflächenschichten der den Toner bildenden Teilchen an, so daß eine Form wie eine Art von Hülle erhalten wird. Die resultierenden Teilchen haben deshalb die Form von Quasikapseln. Das polare Polymer, das polare Copolymer oder der Cyclokautschuk, der eine verhältnismäßig hohe Molmasse hat und sich an den Oberflächenschichten der Teilchen angesammelt hat, umhüllt eine große Zahl von Verbindungen mit niedriger Erweichungstemperatur, die sich im Inneren der Tonerteilchen befinden, so daß den Polymerteilchen der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Beständigkeit gegen Zusammenbacken, das Entwicklungsverhalten und die Abriebbeständigkeit ausgezeichnete Eigenschaften verliehen werden können.

Nachstehend sind Beispiele für das polare Polymer (einschließlich des polaren Copolymers und des Cyclokautschuks) und das entgegengesetzt aufladbare Dispergiermittel, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, angegeben. Das polare Polymer kann vorzugsweise eine durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) gemessene Durchschnittsmolmasse (Massemittel) von 5000 bis 500 000 und insbesondere von 50 000 bis 300 000 haben; solch ein Polymer wird vorzugsweise verwendet, weil es in dem polymerisierbaren Monomer gut löslich ist und auch Beständigkeit zeigt.

(i) Das kationische Polymer schließt Polymere von stickstoffhaltigen Monomeren wie z. B. Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat, Copolymere von Styrol und stickstoffhaltigen Monomeren oder Copolymere von Styrol, ungesättigten Carboxylaten und stickstoffhaltigen Monomeren ein.

(ii) Das anionische Polymer schließt Polymere von Nitrilmonomeren wie z. B. Acrylnitril, Polymere von Halogenmonomeren wie z. B. Vinylchlorid, Polymere von ungesättigten Carbonsäuren wie z. B. Acrylsäure, Polymere von ungesättigten zweibasigen Säuren, Polymere von Anhydriden ungesättigter zweibasiger Säuren oder Copolymere von Styrol und den erwähnten Monomeren ein.

Das Dispergiermittel kann vorzugsweise ein feines anorganisches b Pulver sein, das fähig ist, die Teilchen der Monomermischung in dem wäßrigen Medium zu dispergieren und zu stabilisieren, und etwas wasserlöslich ist. Das Dispergiermittel kann in einer Menge von 0,1 bis 50 Masse-% und vorzugsweise von 1 bis 20 Masse-%, auf das Wasser bezogen, in das wäßrige Medium hineingegeben werden.

(iii) Das anionische Dispergiermittel schließt kolloidales Siliciumdioxid wie z. B. Aerosil #2000, #3000 (hergestellt durch Nippon Aerosil Co., Ltd.) ein.

(iv) Das kationische Dispergiermittel schließt feine hydrophile, positiv aufladbare Siliciumdioxid-Pulver wie z. B. Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid und aminoalkylmodifiziertes kolloidales Siliciumdioxid, das durch Behandlung mit einem Haftmittel gebildet wird, ein.

Anstelle des vorstehend erwähnten polaren Polymers oder polaren Copolymers kann auch der anionische Cyclokautschuk verwendet werden.

Zur Bildung von magnetischen Suspensionspolymertonerteilchen werden in die Monomermischung magnetische Teilchen hineingegeben. In diesem Fall dienen die magnetischen Teilchen auch als Farbmittel. Als magnetische Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, werden feine magnetische Teilchen verwendet, die einen Teilchendurchmesser von 0,05 bis 5 um und vorzugsweise von 0,1 bis 1 um haben. Die magnetischen Teilchen können in einer Menge von 10 bis 60 Masse-% und vorzugsweise von 20 bis 50 Masse-%, bezogen auf die Tonermasse, enthalten sein. Diese feinen magnetischen Teilchen können mit einem Behandlungsmittel wie z. B. einem- Silan-Haftmittel oder einem Titan-Haftmittel oder irgendeinem geeigneten reaktionsfähigen Harz behandelt werden. In diesem Fall kann bei einer Menge des Behandlungsmittels von nicht mehr als 5 Masse-% und vorzugsweise von 0,1 bis 3 Masse-% in Abhängigkeit von den spezifischen Oberflächen der feinen magnetischen Teilchen und der Dichte der an den Oberflächen vorhandenen Hydroxylgruppen eine zufriedenstellende Dispergierbarkeit in dem polymerisierbaren Monomer und der Verbindung mit niedriger Erweichungstemperatur erzielt werden, wobei diese Menge keinen schädlichen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften der Suspensionspolymertonerteilchen hat. Die Suspensionspolymertonerteilchen enthalten ein Farbmittel, und das Farbmittel, das verwendet werden kann, schließt bekannte Farbstoffe und Pigmente wie z. B. Ruß und Pfropfruß, dessen Teilchenoberflächen mit Harz bedeckt sind, ein. Das Farbmittel kann in einer Menge von 0,5 bis 30 Masse-%, bezogen auf das Monomer oder die Mischung aus dem Monomer und der Verbindung mit niedriger Erweichungstemperatur, enthalten sein. In den Toner können wahlweise auch ein Ladungssteuerstoff und ein Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens hineingegeben werden.

Was die Suspensionspolymerisation anbetrifft, so wird die Monomermischung, die durch gleichmäßiges Auflösen und Dispergieren des Farbmittels oder der wahlweise verwendeten Zusatzstoffe erhalten worden ist, unter Anwendung eines Homogenisiermischers, einer Homogenisiervorrichtung oder dergleichen in dem wäßrigen Medium (das auf eine Temperatur erhitzt worden ist, die mindestens 5ºC höher ist und vorzugsweise 10ºC bis 30ºC höher ist als die Polymerisationstemperatur) dispergiert, das 0,1 bis 50 Masse-% des Suspensionsstabilisators (wie z. B. des etwas wasserlöslichen anorganischen Dispergiermittels) enthält. Die Geschwindigkeit und die Dauer des Rührens und die Temperatur des wäßrigen Mediums können vorzugsweise derart eingestellt werden, daß die Teilchen in der gelösten oder erweichten Monomermischung die gewünschte Tonerteilchengröße haben, die im allgemeinen nicht mehr als 30 um beträgt [z. B. einen mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 0,1 bis 20 um]. Danach wird die Flüssigkeitstemperatur des wäßrigen Mediums auf die Polymerisationstemperatur herabgesetzt, während in einem derartigen Grade gerührt wird, daß ein Absitzen der Teilchen verhindert wird, so daß der dispergierte Zustand durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators im wesentlichen aufrechterhalten werden kann. Die Polymerisation kann durch Zusatz eines im wesentlichen wasserunlöslichen Polymerisationsinitiators unter Rühren bei einer Temperatur durchgeführt werden, die auf nicht weniger als 50ºC, vorzugsweise auf 55 bis 80ºC und insbesondere auf 60 bis 75ºC eingestellt ist. Nach Beendigung der Reaktion werden die gebildeten Tonerteilchen gewaschen; der Dispersionsstabilisator wird entfernt, und die Teilchen werden durch eine geeignete Maßnahme wie z. B. Filtrieren, Dekantieren oder Abtrennung mit einem Fliehkraftabscheider gesammelt, worauf Trocknen folgt. Auf diese Weise werden die Suspensionspolymertonerteilchen erhalten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind. Bei der Suspensionspolymerisation wird als wäßriges Medium Wasser in einer Menge von 200 bis 3000 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers oder der Mischung aus dem Monomer und der Verbindung mit niedriger Erweichungstemperatur, verwendet

Es wird bevorzugt, daß der Suspensionspolymertoner, der bei dem Wärmefixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein Toner ist, der den Maximalwert des Wärmeaufnahme-Peaks, der als Ergebnis der in dem Meßbereich von 10ºC bis 200ºC unter Anwendung eines Kalorimeters mit Differentialabtastung bzw. Differential-Scanning-Kalorimeters (DSC) durchgeführten Messung zuerst auftritt, bei einer Temperatur von 40ºC bis 129ºC zeigt. Insbesondere wird ein Toner (oder ein Kapseltoner), der den Maximalwert bei einer Temperatur von 55ºC bis 100ºC zeigt, mehr bevorzugt.

Die Temperatur kann zu der Zeit, in der die Folie von der Fläche mit fixiertem Toner abgeschält wird, vorzugsweise höher sein als die vorstehend erwähnte Wärmeaufnahmetemperatur. In einem mehr bevorzugten Fall kann die Folie vorzugsweise unter der Bedingung einer Temperatur abgeschält werden, die mindestens 30ºC höher ist und insbesondere 40 bis 140ºC höher ist als die vorstehend erwähnte Wärmeaufnahmetemperatur.

Wenn der vorstehend erwähnte Toner oder Kapseltoner in einem Zweikomponentenentwickler verwendet wird, werden sie in Form einer Mischung mit einem Eisenpulver-Träger, einem Ferrit-Träger oder einem beschichteten Träger, der erhalten wird, indem diese mit Styrolharz, Siliconharz, Acrylharz oder Fluorkohlenstoffharz beschichtet werden, oder einem harzhaltigen Träger, der ein in einem Harz dispergiertes magnetisches Material umfaßt, verwendet.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 der Aufbau eines Beispiels für die Bilderzeugungsvorrichtung, bei der von dem Fixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung Gebrauch gemacht wird, umrissen. Die Zahl 71 bezeichnet einen Vorlagenauflagetisch, der ein lichtdurchlässiges Teil wie z. B. Glas umfaßt und sich in der Richtung eines Pfeils a hin- und herbewegt, so daß die Vorlage (Original) abgetastet wird. Direkt unterhalb des Vorlagenauflagetisches befindet sich eine kurzbrennweitige Bauelementanordnung 72 zur Bilderzeugung, die einen geringen Durchmesser hat, und die Vorlage, die auf den Vorlagenauflagetisch aufgelegt ist, wird unter Anwendung einer Beleuchtungslampe 73 bestrahlt. Das Bild aus reflektiertem Licht wird zur Spaltbelichtung durch die vorstehend erwähnte Anordnung 72 hindurch auf eine lichtempfindliche Trommel 74 auftreffen gelassen. Die lichtempfindliche Trommel 74 rotiert in der Richtung eines Pfeils b. Die Zahl 75 bezeichnet eine Aufladeeinrichtung, die auf' die lichtempfindliche Trommel .74, die beispielsweise mit einer lichtempfindlichen Zinkoxidschicht oder mit einer lichtempfindlichen Schicht, die einen organischen Halbleiter umfaßt, bedeckt ist, gleichmäßige elektrostatische Ladungen abgibt. Die Trommel 74, die durch diese Aufladeeinrichtung 75 gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen worden ist, wird durch die Bauelementanordnung 72 hindurch einer bildmäßigen Belichtung mit Licht unterzogen, und auf diese Weise wird ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt. Dieses elektrostatische latente Bild wird mit einer Entwicklungsvorrichtung 76 unter Verwendung eines Toners oder Entwicklers sichtbar gemacht. Andererseits werden der Trommel 74 nacheinander durch ein Paar Spurwalzen 78, die unter Druckkontakt in der oberen und der unteren Richtung rotieren gelassen werden, Blätter P, die in eine Kassette S aufgenommen sind, zugeführt, wobei die zeitliche Steuerung derart erfolgt, daß die Zuführungswalze 77 und das Bild, das sich auf der lichtempfindlichen Trommel 74 befindet, synchronisiert werden können. Das Tonerbild, das auf der lichtempfindlichen Trommel 74 erzeugt worden ist, wird durch eine Übertragungs-Entladeeinrichtung 79 auf das Blatt P übertragen. Danach wird das Blatt P, das durch eine Abtrenneinrichtung von der Trommel 74 abgetrennt worden ist, durch eine Spurführungseinrichtung 80 einer Fixiereinheit 81 (in Fig. 4a durch ihre vergrößerte Ansicht gezeigt) zugeführt, wobei das Blatt dem Wärmefixierungsverfahren unterzogen und danach zu einem Ablegetisch 82 ausgetragen wird. Nach der Übertragung des Tonerbildes wird der auf der Trommel 74 zurückgebliebene Toner mit einer Reinigungseinrichtung 83 entfernt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren angewendet, bei dem das sichtbare Bild aus dem Toner oder Kapseltoner, bei dem das Harz verwendet wird, das die Eigenschaften hat, daß die Schmelzviskosität bei einer Temperatur, die im Bereich von 120ºC bis 150ºC liegt, 10³ bis 10&sup6; Poise beträgt und der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ºC beträgt, wenn die Logarithmen (ln η') des Schmelzviskositätswertes als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind, unter Anwendung des ortsfest getragenen Heizelements und des Preßteils, das den erwähnten Aufzeichnungsträger mit dem erwähnten Heizelement durch die dazwischengebrachte Folie in engen Kontakt bringt, an einem Aufzeichnungsträger wärmefixiert wird. Somit wird ein Fixierungsverfahren bereitgestellt, bei dem das Tonerbild in einem guten Zustand an dem Aufzeichnungsträger fixiert werden kann, ein scharfes Bild ohne Ausbluten oder Abschmutzen erhalten werden kann, wobei kein Eindringen des Toners in den Aufzeichnungsträger oder kein Durchschlagen verursacht wird, und trotzdem nur ein niedriger Energieverbrauch und eine sehr kurze Wartezeit erforderlich sein können.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Angabe von Herstellungsbeispielen und Beispielen näher beschrieben.

(1) Herstellungsbeispiel für Polyesterharz A

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 23,5 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 34,0 Masseteile

Terephthalsäure 19,5 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 9,8 Masseteile

Trimellithsäure 13,2 Masseteile.

Die vorstehenden Materialien wurden in einer Gesamtmenge von 1500 g in einen Vierhals-Rundkolben mit einem Volumen von 2 l eingefüllt, der mit einem Thermometer, einem aus nichtrostendem Stahl hergestellten Rührer, einem aus Glas hergestellten Stickstoffzuführungsrohr und einem absteigenden Kühler ausgestattet war. Anschließend wurde der Kolben in einen Heizmantel gestellt, und aus dem aus Glas hergestellten Zuführungsrohr wurde Stickstoffgas zugeführt, so daß im Inneren des Reaktionsgefäßes eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wurde. Dann wurde die Temperatur erhöht. Danach wurden 0,10 g Dibutylzinnoxid zugesetzt; die Temperatur wurde bei 210ºC gehalten, und eine Kokondensationsreaktion wurde 12 Stunden lang durchgeführt, wobei Polyesterharz A erhalten wurde.

Dieses Polyesterharz A zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf-Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 3,8 · 10&sup4; Poise bzw. 2,9 · 10³ Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung der natürlichen Logarithmen ln η' des Schmelzviskositätswertes bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperatur 0,086 ln (Poise)/ºC betrug.

(2) Herstellungsbeispiel für Toner A

Unter Anwendung eines Doppelschnecken-Knetextruders wurden 100 Masseteile des in dem vorstehenden Herstellungsbeispiel erhaltenen Polyesterharzes A, 60 Masseteile magnetisches Pulver [Eisen(II,III)-oxid), 2 Masseteile eines negativen Ladungssteuerstoffs und 3 Masseteile eines Polypropylens mit niedriger Molmasse schmelzgeknetet. Danach wurde das geknetete Produkt abgekühlt und dann unter Anwendung einer Luftstrom-Pulverisiermühle pulverisiert, worauf eine Klassierung unter Anwendung eines Windsichters folgte, wobei ein feines schwarzes Pulver (Toner) mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von etwa 12 um erhalten wurde. Je 100 Masseteilen dieses feinen schwarzen Pulvers wurden 0,4 Masseteile hydrophobes, kolloidales Siliciumdioxidpulver zugesetzt und vermischt, wobei Toner A erhalten wurde. Dieser Toner A zeigte TD = 61ºC.

Beispiel 1

Bei der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit der vorliegenden Erfindung war die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 11 auf 200ºC; der Stromverbrauch des Widerstandsmaterials am Heizteil auf 150 W; der Gesamtdruck zwischen dem Heizelement 11 und der Preßwalze 18, die eine aus Silicongummi gebildete elastische Schicht hatte, auf 8 kg; der Spalt zwischen der Preßwalze und der Folie auf 3 mm und die ,Umlaufgeschwindigkeit der Fixierfolie 15 auf 150 mm/s eingestellt.

Als hitzebeständige Folie wurde eine 20 um dicke Polyimidfolie angewendet, die an der Kontaktfläche mit einem Aufzeichnungsträger eine niederohmige Trennmittelschicht hatte, die ein in PTFE dispergiertes leitfähiges Material umfaßte. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 3 Sekunden, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte. Die Temperatur T&sub2; betrug 185ºC, und die Temperatur T&sub3; betrug 182ºC.

Eine Bewertung wurde in der folgenden Weise durchgeführt: Unter Anwendung eines abgeänderten Geräts, das durch Ausbau einer Fixiereinheit aus einem handelsüblichen Kopiergerät, NP-270RE, hergestellt durch Canon Inc., erhalten worden war, wurde ein unfixiertes Bild aus Toner A erhalten. Als Aufzeichnungsträger wurde handelsübliches Papier, Canon New Dry Paper (erhältlich von Canon Sales, Co., Inc.; 54 g/m²), für die Verwendung bei Kopiergeräten verwendet. Das erhaltene unfixierte Bild aus Toner A wurde unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Fixiereinheit fixiert, wobei ein fixiertes Bild erhalten wurde.

Zu Prüfungen des Fixierverhaltens bei dem fixierten Bild wurden unfixierte Bilder auf 200 Blättern nacheinander durch die Fixiereinheit hindurchgehen gelassen, wobei fixierte Bilder erhalten wurden, und das 1., 10., 50., 100. und 200. Blatt wurden je unter Ausübung einer Belastung von 50 g/cm² mit Silbon- Papier gerieben. Das Fixierverhalten wurde durch den Grad (%) der Verminderung der Bilddichte ausgedrückt. Zu Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen wurden die unfixierten Bilder nacheinander fixiert, und es wurde bewertet, wie viele Blätter hindurchgehen gelassen wurden, bis das fixierte Bild oder die Fixierfolie beschmutzt wurde.

Als Ergebnis war beim Hindurchgehenlassen von 200 Blättern das Fixierverhalten im Anfangsstadium und bei dem 200. Blatt fast konstant, wobei sich zeigte, daß es den guten Wert von 1 bis 3% hatte.

Was die Beständigkeit gegen Abschmutzen anbetrifft, so war selbst nach dem Hindurchgehenlassen von 10 000 Blättern fast kein Anhaften von Toner an den Oberflächen der Fixierfolie 15 und der Preßwalze 18 sichtbar. Die erhaltenen Bilder waren frei von Ausbluten bzw. Abschmutzen oder Durchschlagen und hatten eine gute Qualität.

Vergleichsbeispiel 1

Unter Verwendung des in Beispiel 1 hergestellten Toners A und auch unter Anwendung eines abgeänderten Geräts NP-270RE, hergestellt durch Canon Inc., das mit einer Heizwalzen-Fixiereinheit versehen war, aus der der Reinigungsmechanismus der Fixierwalze ausgebaut war und bei der ferner die Fixiergeschwindigkeit wie in Beispiel 1 auf 150 mm/s eingestellt war, wurden die Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt, indem nacheinander 200 Blätter hindurchgehen gelassen wurden. Das Fixierverhalten lag im Toleranzbereich für die praktische Anwendung, betrug jedoch 7 bis 9%, was eine gewisse Unterlegenheit gegenüber Beispiel 1 zeigt.

Bei den Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen trat nach dem Hindurchgehenlassen von 5000 Blättern an der Fixierwalze eine Beschmutzung auf, was eine offensichtliche Unterlegenheit zeigt.

Andererseits betrug die Wartezeit 30 Sekunden, was das 10-fache der Wartezeit in Beispiel 1 ist.

(3) Herstellungsbeispiel für Polyesterharz B

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 30 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 35,0 Masseteile

Terephthalsäure 21,5 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 8,0 Masseteile

Trimellithsäure 5,5 Masseteile.

Polyester B wurde in derselben Weise wie Polyester A erhalten, außer daß die vorstehenden Materialien verwendet wurden. Dieses Polyesterharz B zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf-Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 1,4 · 10&sup5; Poise bzw. 2,0 · 10³ Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung der natürlichen Logarithmen ln η' des Schmelzviskositätswertes bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperatur 0,14 ln (Poise)/ºC betrug.

(4) Herstellungsbeispiel für Toner B

Toner B wurde in derselben Weise wie Toner A erhalten, außer daß anstelle von Polyester A 100 Masseteile des vorstehenden Polyesters B verwendet wurden. Dieser Toner zeigte TD = 59ºC.

Beispiel 2

Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 11 auf 190ºC und die Umlaufgeschwindigkeit der Fixierfolie auf 270 mm/s eingestellt war. Das Fixierverhalten hatte den guten Wert von 1 bis 3%. Auch die Beständigkeit gegen Abschmutzen zeigte bis nach dem Hindurchgehenlassen von 10 000 Blättern gute Ergebnisse.

Die Wartezeit der Fixiereinheit betrug ähnlich wie in Beispiel 1 etwa 3 Sekunden. Hier betrug die Temperatur T&sub2; 170ºC und betrug die Temperatur T&sub3; 168ºC.

Die erhaltenen Bilder waren frei von Ausbluten bzw. Abschmutzen oder Durchschlagen und hatten eine gute Qualität.

Vergleichsbeispiel 2

Unter Verwendung des in Beispiel 2 hergestellten Toners (Toner B) und auch unter Anwendung eines abgeänderten Geräts, Typ NP- 6650 (Fixiergeschwindigkeit: 270 mm/s), hergestellt durch Canon Inc., das mit einer Heizwalzen-Fixiereinheit versehen war, aus der der Reinigungsmechanismus der Fixierwalze ausgebaut war, wurden die Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt, indem nacheinander 200 Blätter hindurchgehen gelassen wurden. Das Fixierverhalten lag im Toleranzbereich für die praktische Anwendung, betrug jedoch 5 bis 8%, was eine gewisse Unterlegenheit gegenüber Beispiel 2 zeigt.

Der Stromverbrauch der eingebauten Heizwalze betrug jedoch 820 W. Dies resultiert daraus, daß der Verbrauch elektrischer Energie etwa 5,5-mal so hoch ist wie bei der Fixiereinheit von Beispiel 2. Bei den Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen begann beim Hindurchgehenlassen des 100. Blattes eine Beschmutzung der oberen Walze, und das als Aufzeichnungsträger dienende Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier wickelte sich beim Hindurchgehenlassen des 250. Blattes um die obere Walze, was zum Anhalten des Gerätes führte.

Herstellungsbeispiel für Polyesterharz C

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 23,5 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 34,0 Masseteile

Terephthalsäure 19,5 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 9,8 Masseteile

Pyromellithsäure 13,2 Masseteile.

Die vorstehenden Materialien wurden in einer Gesamtmenge von 1500 g in einen Vierhals-Rundkolben mit einem Volumen von 2 l eingefüllt, der mit einem Thermometer, einem aus nichtrostendem Stahl hergestellten Rührer, einem aus Glas hergestellten Stickstoffzuführungsrohr und einem absteigenden Kühler ausgestattet war. Anschließend wurde der Kolben in einen Heizmantel gestellt, und aus dem aus Glas hergestellten Zuführungsrohr wurde Stickstoffgas zugeführt, so daß im Inneren des Reaktionsgefäßes eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wurde. Dann wurde die Temperatur erhöht. Danach wurden 0,10 g Dibutylzinnoxid zugesetzt; die Temperatur wurde bei 210ºC gehalten, und eine Kokondensationsreaktion wurde 12 Stunden lang durchgeführt, wobei ein Polyesterharz erhalten wurde. Dieses Harz zeigte eine Säurezahl von 16,5.

Herstellungsbeispiel für Toner C

Unter Anwendung eines Doppelschnecken-Knetextruders wurden 100 Masseteile des in dem vorstehenden Herstellungsbeispiel erhaltenen Polyesterharzes C, 60 Masseteile magnetisches Pulver [Eisen(Il,III)-oxid], 2 Masseteile eines organischen Metallkomplexes (eines Chromkomplexes von 3,5-Di-tert.-butylsalicylsäure) und 4 Masseteile eines Polyethylens mit niedriger Molmasse schmelzgeknetet (Knettemperatur: 150ºC). Danach wurde das geknetete Produkt abgekühlt und dann unter Anwendung einer Luftstrom-Pulverisiermühle pulverisiert, worauf eine Klassierung unter Anwendung eines Windsichters folgte, wobei ein feines schwarzes Pulver (Toner) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 12 um erhalten wurde.

Unter Anwendung einer Formpreßvorrichtung wurden 15 g dieses feinen schwarzen Pulvers geformt. Das erhaltene geformte Produkt zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf- Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 4,8 · 10&sup5; Poise bzw. 1,9 · 10&sup4; Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung der natürlichen Logarithmen ln η' dieser scheinbaren Viskosität als Funktion der Temperatur 0,11 ln (Poise)/ºC betrug.

Anschließend wurden je 100 Masseteilen dieses feinen schwarzen Pulvers 0,4 Masseteile hydrophobes, kolloidales Siliciumdioxidpulver zugesetzt und vermischt, wobei Toner C erhalten wurde. Dieser Toner C zeigte TD = 65ºC.

Beispiel 3

Bei der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit der vorliegenden Erfindung war die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 11 auf 200ºC; der Stromverbrauch des Widerstandsmaterials am Heizteil auf 150 W; der Gesamtdruck zwischen dem Heizelement 11 und der Preßwalze 18 auf 13 kg; der Spalt zwischen der Preßwalze und der Folie auf 3 mm und die Umlaufgeschwindigkeit der Fixierfolie 15 auf 150 mm/s eingestellt.

Als hitzebeständige Folie wurde eine 20 um dicke Polyimidfolie angewendet, die an der Kontaktfläche mit einem Aufzeichnungsträger eine niederohmige Trennmittelschicht hatte, die ein in PTFE dispergiertes leitfähiges Material umfaßte. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 3 Sekunden, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte. Die Temperatur T&sub2; betrug 183ºC, und die Temperatur T&sub3; betrug 180ºC.

Eine Bewertung wurde in der folgenden Weise durchgeführt: Unter Anwendung eines abgeänderten Geräts, das durch Ausbau einer Fixiereinheit aus einem handelsüblichen Kopiergerät, NP-270RE, hergestellt durch Canon Inc., erhalten worden war, wurde ein unfixiertes Bild aus Toner C erhalten. Als Aufzeichnungsträger wurde handelsübliches Papier, Canon New Dry Paper (erhältlich von Canon Sales, Co., Inc.; 54 g/m²), für die Verwendung bei Kopiergeräten verwendet. Das erhaltene unfixierte Bild aus Toner C wurde unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Fixiereinheit fixiert, wobei ein fixiertes Bild erhalten wurde.

Zu Prüfungen des Fixierverhaltens bei dem fixierten Bild wurden unfixierte Bilder auf 200 Blättern nacheinander durch die Fixiereinheit hindurchgehen gelassen, wobei fixierte Bilder erhalten wurden, und das 1., 10., 50., 100. und 200. Blatt wurden je unter Ausübung einer Belastung von 50 g/cm² mit Silbon- Papier gerieben. Das Fixierverhalten wurde durch den Grad (%) der Verminderung der Bilddichte ausgedrückt. Zu Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen wurden die unfixierten Bilder nacheinander fixiert, und es wurde bewertet, wie viele Blätter hindurchgehen gelassen wurden, bis das fixierte Bild oder die Fixierfolie beschmutzt wurde.

Als Ergebnis war beim Hindurchgehenlassen von 200 Blättern das Fixierverhalten im Anfangsstadium und bei dem 200. Blatt fast konstant, wobei sich zeigte, daß es den guten Wert von 1 bis 3% hatte.

Was die Beständigkeit gegen Abschmutzen anbetrifft, so war selbst nach dem Hindurchgehenlassen von 10 000 Blättern fast kein Anhaften von Toner an den Oberflächen der Fixierfolie 15 und der Preßwalze 18 sichtbar. Die erhaltenen Bilder waren frei von Ausbluten bzw. Abschmutzen oder Durchschlagen und hatten eine gute Qualität.

Vergleichsbeispiel 3

Unter Verwendung des in Beispiel 3 hergestellten Toners C und auch unter Anwendung eines abgeänderten Geräts NP-270RE, hergestellt durch Canon Inc., das mit einer Heizwalzen-Fixiereinheit versehen war, aus der der Reinigungsmechanismus der Fixierwalze ausgebaut war und bei der ferner die Fixiergeschwindigkeit wie in Beispiel 1 auf 150 mm/s eingestellt war, wurden die Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt, indem nacheinander 200 Blätter hindurchgehen gelassen wurden. Das Fixierverhalten lag im Toleranzbereich für die praktische Anwendung, betrug jedoch 7 bis 9%, was eine gewisse Unterlegenheit gegenüber Beispiel 3 zeigt.

Bei den Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen trat nach dem Hindurchgehenlassen von 5000 Blättern an der Fixierwalze eine Beschmutzung auf, was eine offensichtliche Unterlegenheit zeigt.

Andererseits betrug die Wartezeit 30 Sekunden, was das 10-fache der Wartezeit in Beispiel 3 ist.

Herstellungsbeispiel für Polyesterharz D

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 30 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 35,0 Masseteile

Terephthalsäure 21,5 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 8,0 Masseteile

Pyromellithsäure 5,5 Masseteile.

Polyester D wurde in derselben Weise wie Polyester C erhalten, außer daß die vorstehenden Materialien verwendet wurden. Dieses Harz zeigte eine Säurezahl von 21,5.

Herstellungsbeispiel für Toner D

Unter Anwendung eines Doppelschnecken-Knetextruders wurden 100 Masseteile des in dem vorstehenden Herstellungsbeispiel erhaltenen Polyesterharzes D, 60 Masseteile magnetisches Pulver [Eisen(II,III)-oxid] und 3 Masseteile einer organischen Metallverbindung (Eisenacetylacetonat) schmelzgeknetet (Knettemperatur: 150ºC). Danach wurde das geknetete Produkt abgekühlt und dann unter Anwendung einer Luftstrom-Pulverisiermühle pulverisiert, worauf eine Klassierung unter Anwendung eines Windsichters folgte, wobei ein feines schwarzes Pulver (Toner) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 12 um erhalten wurde.

Unter Anwendung einer Formpreßvorrichtung wurden 15 g dieses feinen schwarzen Pulvers geformt. Das erhaltene geformte Produkt zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf- Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 2,2 · 10&sup5; Poise bzw. 6,5 · 10³ Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung der natürlichen Logarithmen ln η' dieser scheinbaren Viskosität als Funktion der Temperatur 0,12 ln (Poise)/ºC betrug.

Anschließend wurden je 100 Masseteilen dieses feinen schwarzen Pulvers 0,4 Masseteile hydrophobes, kolloidales Siliciumdioxidpulver zugesetzt und vermischt, wobei Toner D erhalten wurde. Dieser Toner D zeigte TD = 73ºC.

Beispiel 4

Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, außer daß die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 11 auf 190ºC und die Umlaufgeschwindigkeit der Fixierfolie auf 270 mm/s eingestellt war. Das Fixierverhalten hatte den guten Wert von 1 bis 3%. Auch die Beständigkeit gegen Abschmutzen zeigte bis nach dem Hindurchgehenlassen von 10 000 Blättern gute Ergebnisse.

Die Wartezeit der Fixiereinheit betrug ähnlich wie in Beispiel 3 etwa 3 Sekunden. Hier betrug die Temperatur T&sub2; 168ºC und betrug die Temperatur T&sub3; 165ºC.

Die erhaltenen Bilder waren frei von Ausbluten bzw. Abschmutzen oder Durchschlagen und hatten eine gute Qualität.

Vergleichsbeispiel 4

Unter Verwendung des in Beispiel 4 hergestellten Toners D und auch unter Anwendung eines abgeänderten Geräts, Typ NP-6650 (Fixiergeschwindigkeit: 270 mm/s), hergestellt durch Canon Inc., das mit einer Heizwalzen-Fixiereinheit versehen war, aus der der Reinigungsmechanismus der Fixierwalze ausgebaut war, wurden die Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt, indem nacheinander 200 Blätter hindurchgehen gelassen wurden. Das Fixierverhalten lag im Toleranzbereich für die praktische Anwendung, betrug jedoch 5 bis 8%, was eine gewisse Unterlegenheit gegenüber Beispiel 4 zeigt.

Der Stromverbrauch der eingebauten Heizwalze betrug jedoch 820 W. Dies resultiert daraus, daß der Verbrauch elektrischer Energie etwa 5,5-mal so hoch ist wie bei der Fixiereinheit von Beispiel 4. Bei den Prüfungen der Beständigkeit gegen Abschmutzen begann beim Hindurchgehenlassen des 100. Blattes eine Beschmutzung der oberen Walze, und das als Aufzeichnungsträger dienende Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier wickelte sich beim Hindurchgehenlassen des 250. Blattes um die obere Walze, was zum Anhalten des Gerätes führte.

Herstellungsbeispiel für Polyesterharz E

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 23,5 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 34,0 Masseteile

Terephthalsäure 22,2 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 9,8 Masseteile

Trimellithsäure 10,5 Masseteile.

Die vorstehenden Materialien wurden in einer Gesamtmenge von 1500 g in einen Vierhals-Rundkolben mit einem Volumen von 2 l eingefüllt, der mit einem Thermometer, einem aus nichtrostendem Stahl hergestellten Rührer, einem aus Glas hergestellten Stickstoffzuführungsrohr und einem absteigenden Kühler ausgestattet war. Anschließend wurde der Kolben in einen Heizmantel gestellt, und aus dem aus Glas hergestellten Zuführungsrohr wurde Stickstoffgas zugeführt, so daß im Inneren des Reaktionsgefäßes eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wurde. Dann wurde die Temperatur erhöht. Danach wurden 0,10 g Dibutylzinnoxid zugesetzt; die Temperatur wurde bei 210ºC gehalten, und eine Kokondensationsreaktion wurde 12 Stunden lang durchgeführt, wobei ein Polyesterharz erhalten wurde.

Dieses Polyesterharz zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf-Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 2,0 · 10&sup4; Poise bzw. 1,1 · 10³ Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung der natürlichen Logarithmen ln η' dieser scheinbaren Viskosität als Funktion der Temperatur 0,097 ln (Poise)/ºC betrug.

Herstellungsbeispiel für Polyesterharz F

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 30 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 35,0 Masseteile

Terephthalsäure 21,9 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 8,0 Masseteile

Trimellithsäure 5,1 Masseteile.

Polyesterharz F wurde in derselben Weise wie Polyesterharz E erhalten, außer daß die vorstehenden Materialien verwendet wurden. Dieses Polyesterharz zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf-Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 1,6 · 10&sup5; Poise bzw. 1,0 · 10³ Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung der natürlichen Logarithmen ln η' dieser scheinbaren Viskosität als Funktion der Temperatur 0,17 ln (Poise)/ºC betrug.

Kapseltoner E

Polyethylen 100 Masseteile

Magnetit 65 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden unter Anwendung einer Walzenmühle schmelzgeknetet. Nach der Abkühlung wurde das geknetete Produkt mit einer Schneidmühle grobpulverisiert und ferner unter Anwendung einer Strahlmühle feinpulverisiert. Dann wurde das erhaltene feine Pulver unter Anwendung eines Windsichters klassiert, wobei Kernteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 10,2 um erhalten wurden. 100 Masseteile der vorstehend erwähnten Kernteilchen wurden in einer durch Auflösen und Dispergieren von 20 Masseteilen Polyesterharz E und 300 Masseteilen THF hergestellten Lösung dispergiert.

Anschließend wurde die resultierende Dispersion einer Einkapselung unter Anwendung eines Sprühtrockners unterzogen. 100 Masseteilen des auf diese Weise erhaltenen Kapseltoners E wurden von außen 0,5 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner E erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Kapseltoner F

Unter Verwendung derselben Kernteilchen wie für Kapseltoner E und auch unter Verwendung von Polyesterharz F wurde in derselben Weise wie bei Kapseltoner E eine Einkapselung durchgeführt.

Je 100 Masseteilen des hier erhaltenen Kapseltoners F wurden von außen 0,4 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner F erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Kapseltoner G

Polyethylen 100 Masseteile

Irgazinrot 4 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden in derselben Weise wie bei Kapseltoner E geknetet, pulverisiert und klassiert, wobei Kernteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 10,3 um erhalten wurden.

Anschließend wurde unter Verwendung des Hüllenharzes (Polyesterharz E) für den Kapseltoner E in derselben Weise eine Einkapselung durchgeführt, außer daß das Hüllenharz in einer Menge von 22 Masseteilen je 100 Masseteile der Kernteilchen verwendet wurde.

Je 100 Masseteilen des hier erhaltenen Kapseltoners G wurden von außen 0,4 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner G erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Je 10 Masseteilen des Kapseltoners G wurden 100 Masseteile eines harzbeschichteten Ferrit-Trägers beigemischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde.

Dann wurden unter Anwendung der Kapseltoner E, F und G und der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Ferner wurden auch Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken durchgeführt.

Beispiel 5

Bei der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit war die Oberflächentemperatur des Heizelements 11 auf 170ºC; der Stromverbrauch des Widerstandsmaterials am Heizteil auf 150 W; der Gesamtdruck der Preßwalze auf 7 kg; der Spalt zwischen der Preßwalze und der Folie auf 3 mm und die Fixiergeschwindigkeit auf 100 mm/s eingestellt. Als hitzebeständige Folie wurde eine 20 um dicke Polyimidfolie angewendet, die an der Kontaktfläche mit einem Aufzeichnungsträger eine niederohmige Trennmittelschicht hatte, die ein in PTFE dispergiertes leitfähiges Material umfaßte.

Zu dieser Zeit dauerte es etwa 1,5 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur des Heizelements 170ºC erreichte.

Kapseltoner E wurde auf ein abgeändertes Gerät angewendet, das durch Ausbau einer Fixiereinheit aus einem handelsüblichen Kopiergerät, Canon NP-270RE (hergestellt durch Canon Inc.), erhalten worden war, und es wurde ein unfixiertes Bild erhalten.

Dieses unfixierte Bild wurde unter Bedingungen, wie sie vorstehend angegeben wurden, Prüfungen des Fixierverhaltens unterzogen, wobei eine äußere Fixiereinheit angewendet wurde, wie sie in Fig. 4a gezeigt ist.

Als Übertragungs- bzw. Bildempfangsmedium wurde handelsübliches Papier, Canon New Dry Paper (erhältlich von Canon Sales, Co., Inc.; 54 g/m²), verwendet.

Zu Prüfungen des Fixierverhaltens wurden die voll ausgefüllten Bereiche mit einem Durchmesser von 20 mm in dem erhaltenen fixierten Bild unter Ausübung einer Belastung von 50 g/cm² mit Silbon-Papier gerieben. Das Fixierverhalten wurde durch den Grad (%) der Verminderung der Bilddichte ausgedrückt. Bei der Messung der Bilddichte wurde ein Macbeth-Auflichtdensitometer angewendet. Zur weiteren Untersuchung der Beständigkeit gegen Abschmutzen wurden die aus dem abgeänderten Gerät entnommenen unfixierten Bilder nacheinander durch das äußere Fixierungsprüfgerät hindurchgehen gelassen, um zu beurteilen, ob die Fixierfolie und die gegenüberliegende Walze beschmutzt wurden oder nicht, ob die Bilder wegen Abschmutzens durchschlugen oder nicht, ob die auf dem Übertragungs- bzw. Bildempfangsmedium befindlichen Bilder beschmutzt wurden oder nicht und ob die Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangsmediums beschmutzt wurde oder nicht.

Als Ergebnis war das Fixierverhalten im Anfangsstadium und nach dem Hindurchgehenlassen von 200 Blättern fast konstant, wobei sich zeigte, daß es den guten Wert von 1 bis 5% (durchschnittlich 2,0%) hatte. Was die Beständigkeit gegen Abschmutzen anbetrifft, so war selbst nach dem Hindurchgehenlassen von 10 000 Blatt unfixierten Bildern nicht nur auf dem Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier, sondern auch auf der Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangspapiers keinerlei Beschmutzung sichtbar. Nach dem kontinuierlichen Hindurchgehenlassen von Blättern wurden ferner die Oberflächen der Folie und der gegenüberliegenden Walze der Fixiereinheit betrachtet, wobei festgestellt wurde, daß kaum Toner anhaftete.

Außerdem wurden zur Untersuchung der Beständigkeit gegen Zusammenbacken 10 g dieses Toners in einen 100 cm³ fassenden, aus Polypropylen hergestellten Becher eingefüllt und 24 Stunden lang in einem Ofen stehengelassen, bei dem dafür gesorgt wurde, daß er eine (konstante) Innentemperatur von 45ºC hatte. Als Ergebnis wurde keine Bildung einer Tonermasse beobachtet, was einen guten Zustand zeigt.

Vergleichsbeispiel 5

Zum Vergleich der vorliegenden Wärmefixiereinheit mit der Heizwalzen-Fixiereinheit wurden die folgenden Versuche durchgeführt. Eine äußere Fixiereinheit, die für die Heizwalzen-Fixierung angewendet wird, wurde betriebsfertig gemacht. Diese Heizwalzen- Fixiereinheit besteht aus zwei Walzen: einer oberen Walze und einer unteren Walze. Die Oberfläche der oberen Walze umfaßt Teflon, und in ihrem Zentrum befindet sich eine Heizeinrichtung. Bei der unteren Walze wird Siliconkautschuk verwendet. Der Walzenspalt betrug 3 mm. Der Gesamtdruck zwischen den Walzen war auf 7 kg eingestellt.

Im Zentrum der Heizwalze (oberen Walze) war eine Heizeinrichtung mit einem Stromverbrauch von 150 W angebracht, und die Temperatur wurde erhöht, während die Walzen rotieren gelassen wurden. Die Oberflächentemperatur war jedoch selbst nach 5 Minuten erst auf 160ºC erhöht, und es war somit unmöglich, die Prüfungen des Fixierverhaltens durchzuführen. Dann wurde die Heizeinrichtung durch eine Heizeinrichtung mit einem Stromverbrauch von 900 W ersetzt, so daß es möglich wurde, die Oberflächentemperatur der Fixierwalze bei 170ºC oder darüber zu halten. Zu dieser Zeit dauerte es 23 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur der Heizwalze von Raumtemperatur auf 170ºC erhöht war, und es dauerte ferner etwas länger, um die Temperatur als Folge einer Temperaturregelung bei einem konstanten Wert zu halten. Dies bedeutet, daß bei der Heizwalzen-Fixierung ein sehr hoher Energieverbrauch erforderlich ist und die Wartezeit nicht beseitigt werden kann.

Unter Anwendung dieses äußeren Heizwalzen-Fixierungsprüfgeräts, das mit der 900-W-Heizeinrichtung versehen war, wurden in dem Zustand, daß ein Ölauftragmechanismus der Fixierwalze und ein Reinigungsmechanismus davon ausgebaut waren, Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Die Fixierung wurde mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s durchgeführt, was dieselbe Geschwindigkeit ist wie in Beispiel 5.

Als Ergebnis betrug das Fixierverhalten, durch den Grad der Verminderung der Dichte im Anfangsstadium und nach Hindurchgehenlassen von 200 Blättern ausgedrückt, 3 bis 10% (durchschnittlich 4,4%), was ein schlechteres Ergebnis als in Beispiel 5 war. Als 200 Blätter hindurchgehen gelassen worden waren, waren auf dem Bild schon leere Bereiche zu sehen, die durch die Abschmutzerscheinung verursacht waren, und als 2200 Blätter hindurchgehen gelassen worden waren, trat auf der Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangspapiers eine Beschmutzung auf. Nach dem kontinuierlichen Hindurchgehenlassen von Blättern wurden die Walzenoberflächen betrachtet, wobei festgestellt wurde, daß Toner in einer beträchtlichen Menge anhafte%e.

Beispiel 6

Die Prüfungen des Fixierverhaltens in Beispiel 5 wurden wiederholt, außer daß die Fixiergeschwindigkeit zu 150 mm/s verändert wurde. Die Oberflächentemperatur des Heizelements war jedoch auf 175ºC eingestellt. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 1,6 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur des Heizelements 175ºC erreichte. Ergebnisse der Prüfungen des Fixierverhaltens sind in Tabelle 1 gezeigt. Wie Tabelle 1 zeigt, wurden gute Ergebnisse erhalten.

Vergleichsbeispiel 6

Es wurde das in Vergleichsbeispiel 5 angewendete äußere Fixierungsprüfgerät mit der Heizwalze angewendet, wobei zum Vergleich mit Beispiel 6 die Fixiergeschwindigkeit zu 150 mm/s verändert und die Walzenoberflächentemperatur auf 175ºC eingestellt war. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 25 Sekunden und noch etwas länger, bis die Walzenoberflächentemperatur 175ºC erreichte.

Erhaltene Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Wie Tabelle 1 zeigt, wurden bei dem Fixierverhalten und bei der Beständigkeit gegen Abschmutzen schlechte Ergebnisse festgestellt.

Beispiel 7

Unter Verwendung von Kapseltoner F wurden in derselben Weise wie in Beispiel 5 Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken des Toners durchgeführt.

Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 7

Unter Verwendung von Kapseltoner F wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 5 Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 8

Unter Verwendung von Kapseltoner G wurden in derselben Weise wie in Beispiel 5 Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken des Toners durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 8

Unter Verwendung von Kapseltoner G wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 5 Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 2 zeigt die mit DSC gemessene Wärmeaufnahmetemperatur (TD) der in Beispielen der vorliegenden Erfindung gezeigten Kapseltonerproben und die Heizelementtemperatur (T&sub1;), die Folienoberflächentemperatur (T&sub2;) und die Folienoberflächentemperatur zur Zeit der Abschälung (T&sub3;).

Tabelle 1
Prüfungsergebnisse Wärmefixiereinheit der vorliegenden Erfindung (mit 150-W-Heizeinrichtung Heizwalzen-Fixiereinheit (mit 900-W-Heizeinrichtung) Kapseltonerprobe Beständigkeit gegen Zusammenbacken bei 45ºC Gerät zur Erzeugung des unfixierten Bildes Eingestellte Temperatur (ºC) Temperaturerhöhungsdauer (s) Fixiergeschwindigkeit (mm/s) Reibfestigkeit (%) Auftreten von Abschmutzen (Blätter) Eingestellte Temperatur (ºC) Temperaturerhöhungsdauer (s) Fixiergeschwindigkeit (mm/s) Reibfestigkeit (%) Auftreten von Abschmutzen (Blätter) Beispiel gut Vgl.beisp. schlecht (A): Gut; (B): Beschmutzung der Rückseite trat ein
Tabelle 2
Beispiel Kapseltonerprobe Wärmeaufnahmetemperatur des Toners (ºC) Fixiereinheit-Temperatur T&sub1;: Heizelementtemperatur T&sub2;: Folienoberflächentemperatur T&sub3;: Folienoberflächentemperatur zur Zeit der Abschälung

Herstellungsbeispiel für Polyesterharzpulver G

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 23,5 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 34,0 Masseteile

Terephthalsäure 19,5 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 9,8 Masseteile

Pyromellithsäure 13,2 Masseteile.

Die vorstehenden Materialien wurden in einer Gesamtmenge von 1500 g in einen Vierhals-Rundkolben mit einem Volumen von 2 l eingefüllt, der mit einem Thermometer, einem aus nichtrostendem Stahl hergestellten Rührer, einem aus Glas hergestellten Stickstoffzuführungsrohr und einem absteigenden Kühler ausgestattet war. Anschließend wurde der Kolben in einen Heizmantel gestellt, und aus dem aus Glas hergestellten Zuführungsrohr wurde Stickstoffgas zugeführt, so daß im Inneren des Reaktionsgefäßes eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wurde. Dann wurde die Temperatur erhöht. Danach wurden 0,10 g Dibutylzinnoxid zugesetzt; die Temperatur wurde bei 210ºC gehalten, und eine Kokondensationsreaktion wurde 12 Stunden lang durchgeführt, wobei ein Polyesterharz erhalten wurde.

Dieses Harz zeigte eine Säurezahl von 16,5.

In 100 Masseteile des vorstehend erwähnten Harzes wurden ferner 4 Masseteile eines Chromkomplexes von 3,5-Di-tert.-butylsalicylsäure eingemischt, und die Mischung wurde unter Anwendung einer Walzenmühle schmelzgeknetet. Das geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann pulverisiert, worauf eine Klassierung unter Anwendung eines Windsichters folgte, wobei für die Hülle verwendetes Polyesterharzpulver G mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,0 um erhalten wurde. Dieses Harzpulver G zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf-Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 4,8 · 10&sup5; Poise bzw. 1,9 · 10&sup4; Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung tan θ der natürlichen Logarithmen ln η' dieser scheinbaren Viskosität als Funktion der Temperatur 0,11 ln (Poise)/ ºC betrug.

Herstellungsbeispiel für Polyesterharzpulver H

Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 30 Masseteile

Polyoxyethylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan 35,0 Masseteile

Terephthalsäure 21,5 Masseteile

n-Dodecenylbernsteinsäure 8,0 Masseteile

Pyromellithsäure 5,5 Masseteile.

Ein Polyesterharz wurde in derselben Weise wie Polyesterharzpulver G erhalten, außer daß die vorstehenden Materialien verwendet wurden. Dieses Harz zeigte eine Säurezahl von 21,5.

In 100 Masseteile des vorstehend erwähnten Harzes wurden ferner 2 Masseteile eines Chromkomplexes von 3,5-Di-tert.-butylsalicylsäure eingemischt, und die Mischung wurde unter Anwendung einer Walzenmühle schmelzgeknetet. Das geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann pulverisiert, worauf eine Klassierung unter Anwendung eines Windsichters folgte, wobei für die Hülle verwendetes Polyesterharzpulver H mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,0 um erhalten wurde.

Dieses Harzpulver H zeigte bei der Messung durch das in Fig. 1 gezeigte Überkopf-Fließprüfgerät bei ta = 120ºC eine scheinbare Viskosität η'a und bei tb = 150ºC eine scheinbare Viskosität η'b von 24 · 10&sup5; Poise bzw. 6,5 · 10³ Poise. Es wurde gefunden, daß der Absolutwert der Steigung tan θ der natürlichen Logarithmen ln η' dieser scheinbaren Viskosität als Funktion der Temperatur 0,12 ln (Poise)/ºC betrug.

Kapseltoner H

Polyethylen 100 Masseteile

Magnetit 60 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden unter Anwendung einer Walzenmühle schmelzgeknetet. Nach der Abkühlung wurde das geknetete Produkt mit einer Schneidmühle grobpulverisiert und ferner unter Anwendung einer Strahlmühle feinpulverisiert. Dann wurde das erhaltene feine Pulver unter Anwendung eines Windsichters klassiert, wobei Kernteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 10,1 um erhalten wurden.

Je 100 Masseteilen der vorstehend erwähnten Kernteilchen wurden 35 Masseteile Polyesterharzpulver G beigemischt. Anschließend wurde unter Anwendung der in Fig. 8-1 gezeigten Trockeneinkapselungsvorrichtung eine Einkapselung unter den Bedingungen einer Zirkulationszeit von 5 Minuten, einer Rührschaufel-Umfangsgeschwindigkeit von 60 m/s, einer Atmosphärentemperatur von 40ºC und eines minimalen Abstands von 2,5 mm durchgeführt.

100 Masseteilen des auf diese Weise erhaltenen Kapseltoners H wurden von außen 0,5 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner H erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Kapseltoner I

Unter Verwendung von Polyesterharzpulver H und auch unter Verwendung derselben Kernteilchen wie für Kapseltoner H wurde in derselben Weise eine Einkapselung durchgeführt. Je 100 Masseteilen des auf diese Weise erhaltenen Kapseltoners I wurden von außen 0,6 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner I erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Kapseltoner J

Polyethylen 100 Masseteile

Pigmentblau 5 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden in derselben Weise wie bei Kapseltoner H geknetet, pulverisiert und klassiert, wobei Kernteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 10,3 um erhalten wurden.

Anschließend wurde unter Verwendung des für die Hülle des Kapseltoners H verwendeten Polyesterharzpulvers in derselben Weise eine Einkapselung durchgeführt.

Je 100 Masseteilen des hier erhaltenen Kapseltoners J wurden von außen 0,5 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner J erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Je 10 Masseteilen des Kapseltoners J wurden 100 Masseteile eines harzbeschichteten Ferrit-Trägers beigemischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde.

Dann wurden unter Anwendung der Kapseltoner H, I und J und der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Ferner wurden auch Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken durchgeführt.

Beispiel 9

Bei der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit war die Oberflächentemperatur des Heizelements 11 auf 170ºC; der Stromverbrauch des Widerstandsmaterials am Heizteil auf 150 W; der Gesamtdruck der Preßwalze auf 7 kg; der Spalt zwischen der Preßwalze und der Folie auf 3 mm und die Fixiergeschwindigkeit auf 100 mm/s eingestellt. Als hitzebeständige Folie wurde eine 20 um dicke Polyimidfolie angewendet, die an der Kontaktfläche mit einem Aufzeichnungsträger eine niederohmige Trennmittelschicht hatte, die ein in PTFE dispergiertes leitfähiges Material umfaßte.

Zu dieser Zeit dauerte es etwa 1,5 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur des Heizelements 170ºC erreichte. Kapseltoner H wurde auf ein abgeändertes Gerät angewendet, das durch Ausbau einer Fixiereinheit aus einem handelsüblichen Kopiergerät, Canon NP-270RE (hergestellt durch Canon Inc.), erhalten worden war, und es wurde ein unfixiertes Bild erhalten.

Dieses unfixierte Bild wurde unter Bedingungen, wie sie vorstehend angegeben wurden, Prüfungen des Fixierverhaltens unterzogen, wobei eine äußere Fixiereinheit angewendet wurde, wie sie in Fig. 4a gezeigt ist.

Als Übertragungs- bzw. Bildempfangsmedium wurde handelsübliches Papier, Canon New Dry Paper (erhältlich von Canon Sales, Co., Inc.; 54 g/m²), verwendet.

Zu Prüfungen des Fixierverhaltens wurden die voll ausgefüllten Bereiche mit einem Durchmesser von 20 mm in dem erhaltenen fixierten Bild unter Ausübung einer Belastung von 50 g/cm² mit Silbon-Papier gerieben. Das Fixierverhalten wurde durch den Grad (%) der Verminderung der- Bilddichte ausgedrückt. Bei der Messung der Bilddichte wurde ein Macbeth-Auflichtdensitometer angewendet. Zur weiteren Untersuchung der Beständigkeit gegen Abschmutzen wurden die aus dem abgeänderten Gerät entnommenen unfixierten Bilder nacheinander durch das äußere Fixierungsprüfgerät hindurchgehen gelassen, um zu beurteilen, ob die Fixierfolie und die gegenüberliegende Walze beschmutzt wurden oder nicht, ob die Bilder wegen Abschmutzens durchschlugen oder nicht, ob die auf dem Übertragungs- bzw. Bildempfangsmedium befindlichen Bilder beschmutzt wurden oder nicht und ob die Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangsmediums beschmutzt wurde oder nicht.

Als Ergebnis war das Fixierverhalten im Anfangsstadium und nach dem Hindurchgehenlassen von 200 Blättern fast konstant, wobei sich zeigte, daß es den guten Wert von 1 bis 5% (durchschnittlich 2,1%) hatte. Was die Beständigkeit gegen Abschmutzen anbetrifft, so war selbst nach dem Hindurchgehenlassen von 10 000 Blatt unfixierten Bildern nicht nur auf dem Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier, sondern auch auf der Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangspapiers keinerlei Beschmutzung sichtbar. Nach dem kontinuierlichen Hindurchgehenlassen von Blättern wurden ferner die Oberflächen der Folie und der gegenüberliegenden Walze der Fixiereinheit betrachtet, wobei festgestellt wurde, daß kaum Toner anhaftete.

Außerdem wurden zur Untersuchung der Beständigkeit gegen Zusammenbacken 10 g dieses Toners in einen 100 cm³ fassenden, aus Polypropylen hergestellten Becher eingefüllt und 24 Stunden lang in einem Ofen stehengelassen, bei dem dafür gesorgt wurde, daß er eine (konstante) Innentemperatur von 45ºC hatte. Als Ergebnis wurde keine Bildung einer Tonermasse beobachtet, was einen guten Zustand zeigt.

Vergleichsbeispiel 9

Zum Vergleich der vorliegenden Wärmefixiereinheit mit der Heizwalzen-Fixiereinheit wurden die folgenden Versuche durchgeführt. Eine äußere Fixiereinheit, die für die Heizwalzen-Fixierung angewendet wird, wurde betriebsfertig gemacht. Diese Heizwalzen- Fixiereinheit besteht aus zwei Walzen: einer oberen Walze und einer unteren Walze. Die Oberfläche der oberen Walze umfaßt Teflon, und in ihrem Zentrum befindet sich eine Heizeinrichtung. Bei der unteren Walze wird Siliconkautschuk verwendet. Der Walzenspalt betrug 3 mm. Der Gesamtdruck zwischen den Walzen war auf 7 kg eingestellt.

Im Zentrum der Heizwalze (oberen Walze) war eine Heizeinrichtung mit einem Stromverbrauch von 150 W angebracht, und die Temperatur wurde erhöht, während die Walzen rotieren gelassen wurden. Die Oberflächentemperatur war jedoch selbst nach 5 Minuten erst auf 160ºC erhöht, und es war somit unmöglich, die Prüfungen des Fixierverhaltens durchzuführen. Dann wurde die Heizeinrichtung- durch eine Heizeinrichtung mit einem Stromverbrauch von 900 W ersetzt, so daß es möglich wurde, die Oberflächentemperatur der Fixierwalze bei 170ºC oder darüber zu halten. Zu dieser Zeit dauerte es 23 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur der Heizwalze von Raumtemperatur auf 170ºC erhöht war, und es dauerte ferner etwas länger, um die Temperatur als Folge einer Temperaturregelung bei einem konstanten Wert zu halten. Dies bedeutet, daß bei der Heizwalzen-Fixierung ein sehr hoher Energieverbrauch erforderlich ist und die Wartezeit nicht beseitigt werden kann.

Unter Anwendung dieses äußeren Heizwalzen-Fixierungsprüfgeräts, das mit der 900-W-Heizeinrichtung versehen war, wurden in dem Zustand, daß ein Ölauftragmechanismus der Fixierwalze und ein Reinigungsmechanismus davon ausgebaut waren, Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Die Fixierung wurde mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s durchgeführt, was dieselbe Geschwindigkeit ist wie in Beispiel 9.

Als Ergebnis betrug das Fixierverhalten, durch den Grad der Verminderung der Dichte im Anfangsstadium und nach Hindurchgehenlassen von 200 Blättern ausgedrückt, 2 bis 8% (durchschnittlich 4,3%), was ein mehr oder weniger schlechteres Ergebnis als in Beispiel 9 war. Als 200 Blätter hindurchgehen gelassen worden waren, waren auf dem Bild schon leere Bereiche zu sehen, die durch die Abschmutzerscheinung verursacht waren, und als 2400 Blätter hindurchgehen gelassen worden waren, trat auf der Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangspapiers eine Beschmutzung auf. Nach dem kontinuierlichen Hindurchgehenlassen von Blättern wurden die Walzenoberflächen betrachtet, wobei festgestellt wurde, daß Toner in einer beträchtlichen Menge anhaftete.

Beispiel 10

Die Prüfungen des Fixierverhaltens in Beispiel 9 wurden wiederholt, außer daß die Fixiergeschwindigkeit zu 150 mm/s verändert wurde. Die Oberflächentemperatur des Heizelements war jedoch auf 180ºC eingestellt. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 1,6 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur des Heizelements 180ºC erreichte. Ergebnisse der Prüfungen des Fixierverhaltens sind in Tabelle 3 gezeigt. Wie Tabelle 3 zeigt, wurden gute Ergebnisse erhalten.

Vergleichsbeispiel 10

Es wurde das in Vergleichsbeispiel 9 angewendete äußere Fixierungsprüfgerät mit der Heizwalze angewendet, wobei zum Vergleich mit Beispiel 10 die Fixiergeschwindigkeit zu 150 mm/s verändert und die Walzenoberflächentemperatur auf 180ºC eingestellt war. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 27 Sekunden und noch etwas länger, bis die Walzenoberflächentemperatur 180ºC erreichte.

Erhaltene Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Wie Tabelle 3 zeigt, wurden bei dem Fixierverhalten und bei der Beständigkeit gegen Abschmutzen schlechte Ergebnisse festgestellt.

Beispiel 11

Unter Verwendung von Kapseltoner I wurden in derselben Weise wie in Beispiel 9 Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken des Toners durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 11

Unter Verwendung von Kapseltoner I wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 9 Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Beispiel 12

Unter Verwendung von Kapseltoner J wurden in derselben Weise wie in Beispiel 9 Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken des Toners durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 12

Unter Verwendung von Kapseltoner J wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 9 Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 4 zeigt die mit DSC gemessene Wärmeaufnahmetemperatur (TD) der in Beispielen der vorliegenden Erfindung gezeigten Tonerproben und die Heizelementtemperatur (T&sub1;), die Folienoberflächentemperatur (T&sub2;) und die Folienoberflächentemperatur zur Zeit der Abschälung (T&sub3;).

Tabelle 3
Prüfungsergebnisse Wärmefixiereinheit der vorliegenden Erfindung (mit 150-W-Heizeinrichtung Heizwalzen-Fixiereinheit (mit 900-W-Heizeinrichtung) Kapseltonerprobe Beständigkeit gegen Zusammenbacken bei 45ºC Gerät zur Erzeugung des unfixierten Bildes Eingestellte Temperatur (ºC) Temperaturerhöhungsdauer (s) Fixiergeschwindigkeit (mm/s) Reibfestigkeit (%) Auftreten von Abschmutzen (Blätter) Eingestellte Temperatur (ºC) Temperaturerhöhungsdauer (s) Fixiergeschwindigkeit (mm/s) Reibfestigkeit (%) Auftreten von Abschmutzen (Blätter) Beispiel gut Vgl.beisp. schlecht (A): Gut; (B): Beschmutzung der Rückseite trat ein
Tabelle 4
Beispiel Kapseltonerprobe Wärmeaufnahmetemperatur des Toners (ºC) Fixiereinheit-Temperatur T&sub1;: Heizelementtemperatur T&sub2;: Folienoberflächentemperatur T&sub3;: Folienoberflächentemperatur zur Zeit der Abschälung

Nachstehend sind Beispiele für die Herstellung des Suspensionspolymertoners, der dem Wärmefixierungsverfahren der vorliegenden Erfindung entspricht, und Beispiele für das Wärmefixierungsverfahren, bei dem von dem Toner Gebrauch gemacht wird, beschrieben.

Herstellungsbeispiel für Toner K

Styrol-Monomer 150 Masseteile

Ethylhexylacrylat-Monomer 50 Masseteile

Styrol/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer 8 Masseteile

Divinylbenzol 0,2 Masseteile

Ruß 20 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden vermischt. Danach wurde in die erhaltene Mischung 1 Masseteil Azobisisobutyronitril hineingegeben. Auf diese Weise wurde eine Monomermischung hergestellt. Diese Monomermischung wurde mit Rühren unter Anwendung eines TK-Homogenisiermischers in ein wäßriges Medium aus 2000 Masseteilen erhitztem, durch Ionenaustausch behandeltem Wasser, die 10 Masseteile Aerosil #200 (Produkt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) enthielten, eingeführt. Der Mischerinhalt wurde nach seiner Einführung 25 Minuten lang mit 10.000 U/min gerührt, um ein Dispergieren und Granulieren zu bewirken. Nach Ersatz des Rührens durch Rühren mit einem Schaufelrührer wurde das Rühren unter Erhitzen 20 Stunden lang weiter fortgesetzt, und dann war die Polymerisation beendet. Danach wurde die Reaktionsmischung abgekühlt und mit einer Natriumhydroxidlösung gewaschen, um Siliciumdioxid durch Auflösen zu entfernen, worauf Waschen mit Wasser, Entwässerung, Trocknen und Klassieren folgten, um Suspensionspolymertonerteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 12 um zu bilden.

Der Graph (a) in Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Schmelzviskosität des Toners und der Temperatur.

Dieser Toner K hatte TD bei einer Temperatur von 65ºC.

Herstellungsbeispiel für Toner L

Styrol-Monomer 120 Masseteile

2-Ethylhexylacrylat-Monomer 50 Masseteile

Methylmethacrylat-Monomer 30 Masseteile

Styrol/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer 5 Masseteile

Divinylbenzol 0,3 Masseteile

Ruß 20 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden vermischt. Danach wurden in die erhaltene Mischung 0,8 Masseteile Di-tert.-butylperoxid hineingegeben. Auf diese Weise wurde eine Monomermischung hergestellt. Unter Verwendung dieser Monomermischung wurde im wesentlichen in derselben Weise wie bei dem Herstellungsbeispiel für Toner K ein Suspensionspolymertoner L gebildet.

Der Graph (b) in Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Viskosität des Toners und der Temperatur.

Dieser Toner L hatte TD bei einer Temperatur von 68ºC.

Herstellungsbeispiel für Toner M

Styrol-Monomer 150 Masseteile

2-Ethylhexylacrylat-Monomer 40 Masseteile

Styrol/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer [Monomerverhältnis: 98 : 2; Durchschnittsmolmasse (Zahlenmittel): 2 · 10&sup4;] 30 Masseteile

Divinylbenzol 0,4 Masseteile

Ruß 20 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden vermischt. Danach wurden in die erhaltene Mischung 0,8 Masseteile Di-tert.-butylperoxid hineingegeben. Auf diese Weise wurde eine Monomermischung hergestellt. Unter Verwendung dieser Monomermischung wurde im wesentlichen in derselben Weise wie bei dem Herstellungsbeispiel für Toner K ein Suspensionspolymertoner M gebildet.

Der Graph (c) in Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Viskosität des Toners M und der Temperatur.

Dieser Toner M hatte TD bei einer Temperatur von 68ºC.

Beispiel 13

Suspensionspolymertoner K (2 Masseteile) und 100 Masseteile eines Trägers wurden vermischt, um einen Zweikomponentenentwickler zu erhalten.

Dieser Entwickler wurde für ein durch Abänderung eines handelsüblichen Kopiergeräts, Canon NP-1215 (hergestellt durch Canon Inc.), erhaltenes Gerät verwendet, und ein Aufzeichnungsträger, auf dem ein unfixiertes Tonerbild ,erzeugt worden war, wurde daraus entnommen und dann der in Fig. 4a gezeigten Fixiereinheit zugeführt.

Bei dieser Wärmefixiereinheit war die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements auf 200ºC; der Stromverbrauch des Widerstandsmaterials am Heizteil auf 150 W; der Gesamtdruck an der Preßwalze auf 15 kg; der Spalt zwischen der Preßwalze und der Folie auf 3 mm und die Fixiergeschwindigkeit auf 100 mm/s eingestellt. Als hitzebeständige Folie wurde eine 20 um dicke Polyimidfolie angewendet, die an der Kontaktfläche mit einem Aufzeichnungsträger eine niederohmige Trennmittelschicht hatte, die ein in PTFE dispergiertes leitfähiges Material umfaßte. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 2 Sekunden, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte. Die Temperatur T&sub2; betrug auch zu dieser Zeit 187ºC, und die Temperatur T&sub3; betrug 185ºC. Als Aufzeichnungsträger wurde handelsübliches Papier, Canon New Dry Paper (erhältlich von Canon Sales, Co., Inc.; 54 g/m²), für die Verwendung bei Kopiergeräten verwendet.

Die erhaltenen Bilder zeigten kein Eindringen von Toner in Papier und kein Durchschlagen, und es wurden gute Bilder erhalten, die auch ein gutes Fixierverhalten zeigten und kein Abschmutzen an die Folie verursachten.

Beispiel 14

Toner L (2 Masseteile) und 100 Masseteile eines Trägers wurden vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde.

Unter Verwendung dieses Entwicklers wurde in derselben Weise wie in Beispiel 13 eine Bewertung durchgeführt. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten, die keine Abschmutzerscheinung verursachten, ein ausgezeichnetes Fixierverhalten hatten und auch kein Eindringen von Toner in Papier, kein Durchschlagen und kein Verwischen bzw. Verästeln von Bildern zeigten.

Die Zeit, die verging, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte&sub1; und die Temperaturen T&sub2; und T&sub3; ,waren im wesentlichen dieselben wie in Beispiel 13.

Beispiel 15

Suspensionspolymertoner M (2 Masseteile) und 100 Masseteile eines Trägers wurden vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde.

Dieser Entwickler wurde für ein durch Abänderung eines handelsüblichen Kopiergeräts, Canon NP-3225 (hergestellt durch Canon Inc.), erhaltenes Gerät verwendet, und unfixierte Tonerbilder wurden entnommen, die dann unter Anwendung der in Fig. 4a gezeigten Fixiereinheit in derselben Weise wie in Beispiel 13 fixiert wurden. Die erhaltenen Bilder wurden bewertet.

Die erhaltenen Bilder waren scharf, zeigten kein Eindringen von Toner in Aufzeichnungspapier und kein Durchschlagen und hatten auch ein gutes Fixierverhalten. Es wurde kein Abschmutzen an die Folie beobachtet.

Die Zeit, die verging, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte, und die Temperaturen T&sub2; und T&sub3; waren im wesentlichen dieselben wie in Beispiel 13.

Vergleichsbeispiel 13

Unter Verwendung des Zweikomponentenentwicklers wurde in derselben Weise wie in Beispiel 15 eine Bewertung durchgeführt, außer daß die Fixiereinheit aus dem abgeänderten handelsüblichen Kopiergerät Canon NP-1215 (hergestellt durch Canon Inc.) ausgebaut und als Fixiereinheit angewendet wurde.

Diese Fixiereinheit ist eine Fixiereinheit eines Heizwalzentyps, die im Inneren ein Heizelement von 900 W hat und keine Reinigungseinrichtung aufweist. Die Bewertung erfolgte, indem die Oberflächentemperatur der Heizwalze derart eingestellt wurde, daß sie bei 160ºC gehalten wurde.

Die Bilder, die als Ergebnis erhalten wurden, zeigten ein schlechtes Fixierverhalten und verursachten auch ein Abschmutzen. Die Wartezeit betrug in diesem Fall etwa 60 Sekunden.

Beispiel 16

Unter Anwendung eines Doppelschnecken-Knetextruders wurden 100 Masseteile eines vernetzten Polyethylenharzes [dessen Schmelz Viskositätseigenschaften durch den Graphen (a) in Fig. 6 gezeigt sind], 50 Masseteile Magnetit und 3 Masseteile Nigrosinfarbstoff schmelzgeknetet. Danach wurde das geknetete Produkt abgekühlt und dann unter Anwendung einer Luftstrom-Pulverisiermühle pulverisiert, worauf eine Klassierung unter Anwendung eines Windsichters folgte, wobei ein feines schwarzes Pulver (Toner N) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 12 um erhalten wurde. Je 100 Masseteilen dieses feinen schwarzen Pulvers wurden 0,5 Masseteile handelsübliches Siliciumdioxidpulver zugesetzt, wobei Toner N erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen Siliciumdioxidpulver hatte. Toner N zeigte TD = 71ºC.

Dieser Toner N wurde für ein handelsübliches Kopiergerät, Canon NP-1215 (hergestellt durch Canon Inc.), verwendet, und ein Aufzeichnungsträger, auf dem ein unfixiertes Tonerbild erzeugt worden war, wurde daraus entnommen und dann der in Fig. 4a gezeigten Fixiereinheit zugeführt.

Bei der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit war die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements auf 200ºC; der Stromverbrauch des Widerstandsmaterials am Heizteil auf 156 W; der Gesamtdruck an der Preßwalze auf 15 kg; der Spalt zwischen der Preßwalze und der Folie auf 3 mm und die Fixiergeschwindigkeit auf 100 mm/s eingestellt. Als hitzebeständige Folie wurde eine 20 um dicke Polyimidfolie angewendet, die an der Kontaktfläche mit einem Aufzeichnungsträger eine niederohmige Trennmittelschicht hatte, die ein in PTFE dispergiertes leitfähiges Material umfaßte. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 2 Sekunden, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte. Die Temperatur T&sub2; betrug auch zu dieser Zeit 187ºC, und die Temperatur T&sub3; betrug 185ºC. Als Aufzeichnungsträger wurde handelsübliches Papier, Canon New Dry Paper (erhältlich von Canon Sales, Co., Inc.; 54 g/m²), für die Verwendung bei Kopiergeräten verwendet.

Die erhaltenen Bilder zeigten kein Eindringen von Toner in Papier und kein Durchschlagen, und es wurden gute Bilder erhalten, die auch ein gutes Fixierverhalten zeigten und kein Abschmutzen an die Folie verursachten.

Beispiel 17

Unter Verwendung von 100 Masseteilen eines vernetzten Styrol/ Butylacrylat-Copolymers, dessen Schmelzviskositätseigenschaften durch den Graphen (d) in Fig. 6 gezeigt sind, 3 Masseteilen eines niedermolekularen Polyethylens, 2 Masseteilen Nigrosinfarbstoff und 4 Masseteilen Ruß wurde in derselben Weise wie in Beispiel 16 Toner O mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 14 um erhalten. TD dieses Toners O betrug 75ºC. 100 g dieses Toners O wurden 1000 g eines Eisenpulver-Trägers beigemischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde.

Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter Anwendung des Kopiergeräts NP1215 unfixierte Tonerbilder erzeugt, und die Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 16 durchgeführt. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten, die keine Abschmutzerscheinung verursachten, ein ausgezeichnetes Fixierverhalten hatten und auch kein Eindringen von Toner in Papier, kein Durchschlagen und kein Verwischen bzw. Verästeln von Bildern zeigten.

Die Zeit, die verging, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte, und die Temperaturen T&sub2; und T&sub3; waren im wesentlichen dieselben wie in Beispiel 16.

Vergleichsbeispiel 14

Unter Verwendung des Zweikomponentenentwicklers wurde in derselben Weise wie in Beispiel 17 eine Bewertung durchgeführt, außer daß die Fixiereinheit aus dem handelsüblichen Kopiergerät Canon NP-1215 (hergestellt durch Canon Inc.) ausgebaut und als Fixiereinheit angewendet wurde.

Diese Fixiereinheit ist eine Fixiereinheit eines Heizwalzentyps, die im Inneren ein Heizelement von 900 W hat. Die Bewertung erfolgte, indem die Oberflächentemperatur der Heizwalze derart eingestellt wurde, daß sie bei 160ºC gehalten wurde.

Die Bilder, die als Ergebnis erhalten wurden, zeigten ein schlechtes Fixierverhalten. Die Wartezeit betrug in diesem Fall etwa 60 Sekunden.

Beispiel 18

Unter Verwendung von 100 Masseteilen einer Mischung aus einem vernetzten Polystyrolharz, dessen Schmelzviskositätseigenschaften durch den Graphen (b) in Fig. 6 gezeigt sind, und Paraffinwachs (Mischungsverhältnis: 90 : 10) und 5 Masseteilen Phthalocyaninblau wurde in derselben Weise wie in Beispiel 17 Toner P erhalten; dieser Toner wurde ferner mit einem Eisenpulver-Träger vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde. Der Toner P zeigte TD = 68ºC, bevor er mit dem Träger vermischte wurde. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurde entsprechend Beispiel 17 eine Bewertung durchgeführt. Als Ergebnis trat keine Abschmutzerscheinung ein, und es wurden scharfe Bilder mit gutem Fixierverhalten erhalten.

Die Zeit, die verging, bis die Temperatursensor-Oberflächentemperatur T&sub1; des Heizelements 200ºC erreichte, und die Temperaturen T&sub2; und T&sub3; waren im wesentlichen dieselben wie in Beispiel 16.

Kapseltoner Q

Polyethylen 100 Masseteile

Magnetit 60 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden unter Anwendung einer Walzenmühle schmelzgeknetet. Nach der Abkühlung wurde das geknetete Produkt mit einer Schneidmühle grobpulverisiert und ferner unter Anwendung einer Strahlmühle feinpulverisiert. Dann wurde das erhaltene feine Pulver unter Anwendung eines Windsichters klassiert, wobei Kernteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser (Volumenmittel) von 10,2 um erhalten wurden.

Vernetztes Polystyrolharz

(Schmelzviskosität η' = 3,5 · 10³ Poise bei 140ºC;

Absolutwert der Steigung = 0,14 ln (Poise)/ºC) 100 Masseteile

Nigrosin 2 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden ähnlich geknetet und pulverisiert, wobei ein Hüllenharzpulver erhalten wurde. In einer Lösung, die durch Auflösen und Dispergieren von 18 Masseteilen des vorstehenden Hüllenharzes in 300 Masseteilen THF hergestellt worden war, wurden 100 Masseteile der vorstehenden Kernteilchen dispergiert.

Anschließend wurde die erhaltene Dispersion einer Einkapselung unter Anwendung eines Sprühtrockners unterzogen. 100 Masseteilen des auf diese Weise erhaltenen Kapseltoners Q wurden von außen 0,5 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner Q erhalten wurde, der-auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Kapseltoner R

Vernetztes Polystyrolharz

(Schmelzviskosität η' = 1,2 · 10&sup4; Poise bei 130ºC; Absolutwert der Steigung = 0,14 ln (Poise)/ºC) 100 Masseteile

Nigrosin 1,2 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden demselben Verfahren wie im Fall von Kapseltoner Q unterzogen, wobei ein Hüllenharzpulver erhalten wurde. Unter Verwendung des vorstehenden Hüllenharzes wurde in derselben Weise wie bei Kapseltoner Q eine Einkapselung durchgeführt.

Je 100 Masseteilen des hier erhaltenen Kapseltoners R wurden von außen 0,4 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner R erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Kapseltoner S

Vernetztes Styrol/Acrylat-Copolymer

(Schmelzviskosität η' = 2,0 · 10&sup5; Poise bei 130ºC; Absolutwert der Steigung = 0,17 ln (Poise)/ºC) 100 Masseteile

Nigrosin 1,3 Masseteile.

Die vorstehenden Bestandteile wurden demselben Verfahren wie im Fall von Kapseltoner Q unterzogen, wobei ein Hüllenharzpulver erhalten wurde.

Anschließend wurde unter Verwendung derselben Kernteilchen wie bei Kapseltoner Q in derselben Weise eine Einkapselung durchgeführt, außer daß das Hüllenharz in einer Menge von 22 Masseteilen je 100 Masseteile der Kernteilchen verwendet wurde.

Je 100 Masseteilen des hier erhaltenen Kapseltoners S wurden von außen 0,6 Masseteile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt und vermischt, wobei Kapseltoner S erhalten wurde, der auf seinen Teilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hatte.

Dann wurden unter Anwendung der Kapseltoner Q, R und S und der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Ferner wurden auch Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken durchgeführt.

Beispiel 19

Bei der in Fig. 4a gezeigten Wärmefixiereinheit war die Oberflächentemperatur des Heizelements auf 150ºC; der Stromverbrauch des Widerstandsmaterials am Heizteil auf 150 W; der Gesamtdruck der Preßwalze auf 7 kg; der Spalt zwischen der Preßwalze und der Folie auf 3 mm und die Fixiergeschwindigkeit auf 100 mm/s eingestellt. Als hitzebeständige Folie wurde eine 20 um dicke Polyimidfolie angewendet, die an der Kontaktfläche mit einem Aufzeichnungsträger eine niederohmige Trennmittelschicht hatte, die ein in PTFE dispergiertes leitfähiges Material umfaßte.

Zu dieser Zeit dauerte es etwa 1,4 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur des Heizelements 150ºC erreichte.

Kapseltoner Q wurde auf ein abgeändertes Gerät angewendet, das durch Ausbau einer Fixiereinheit aus einem handelsüblichen Kopiergerät, Canon NP-1215 (hergestellt durch Canon Inc.), erhalten worden war, und es wurde ein unfixiertes Bild erhalten.

Dieses unfixierte Bild wurde unter Bedingungen, wie sie vorstehend angegeben wurden, Prüfungen des Fixierverhaltens unterzogen, wobei eine äußere Fixiereinheit angewendet wurde, wie sie in Fig. 4a gezeigt ist.

Als Übertragungs- bzw. Bildempfangsmedium wurde handelsübliches Papier, Canon New Dry Paper (erhältlich von Canon Sales, Co., Inc.; 54 g/m²), verwendet.

Zu Prüfungen des Fixierverhaltens wurden die voll ausgefüllten Bereiche mit einem Durchmesser von 20 mm in dem erhaltenen fixierten Bild unter Ausübung einer Belastung von 50 g/cm² mit Silbon-Papier gerieben. Das Fixierverhalten wurde durch den Grad (%) der Verminderung der Bilddichte ausgedrückt. Bei der Messung der Bilddichte wurde ein Macbeth-Auflichtdensitometer angewendet. Zur weiteren Untersuchung der Beständigkeit gegen Abschmutzen wurden die aus dem abgeänderten Gerät entnommenen unfixierten Bilder nacheinander durch das äußere Fixierungsprüfgerät hindurchgehen gelassen, um zu beurteilen, ob die Fixierfolie und die gegenüberliegende Walze beschmutzt wurden oder nicht, ob die Bilder wegen Abschmutzens durchschlugen oder nicht, ob die auf dem Übertragungs- bzw. Bildempfangsmedium befindlichen Bilder beschmutzt wurden oder nicht und ob die Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangsmediums beschmutzt wurde oder nicht.

Als Ergebnis war das Fixierverhalten im Anfangsstadium und nach dem Hindurchgehenlassen von 200 Blättern fast konstant, wobei sich zeigte, daß es den guten Wert von 1 bis 6% (durchschnittlich 2,9%) hatte. Was die Beständigkeit gegen Abschmutzen anbetrifft, so war selbst nach dem Hindurchgehenlassen von 10 000 Blatt unfixierten Bildern nicht nur auf dem Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier, sondern auch auf der Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangspapiers keinerlei Beschmutzung sichtbar. Nach dem kontinuierlichen Hindurchgehenlassen von Blättern wurden ferner die Oberflächen der Folie und der gegenüberliegenden Walze der Fixiereinheit betrachtet, wobei festgestellt wurde, daß kaum Toner anhaftete.

Außerdem wurden zur Untersuchung der Beständigkeit gegen Zusammenbacken 10 g dieses Toners in einen 100 cm³ fassenden, aus Polypropylen hergestellten Becher eingefüllt und 24 Stunden lang in einem Ofen stehengelassen, bei dem dafür gesorgt wurde, daß er eine (konstante) Innentemperatur von 45ºC hatte. Als Ergebnis wurde keine Bildung einer Tonermasse beobachtet, was einen guten Zustand zeigt.

Vergleichsbeispiel 15

Zum Vergleich der vorliegenden Wärmefixiereinheit mit der Heizwalzen-Fixiereinheit wurden die folgenden Versuche durchgeführt. Eine äußere Fixiereinheit, die für die Heizwalzen-Fixierung angewendet wird, wurde betriebsfertig gemacht. Diese Heizwalzen- Fixiereinheit besteht aus zwei Walzen: einer oberen Walze und einer unteren Walze. Die Oberfläche der oberen Walze umfaßt Teflon, und in ihrem Zentrum befindet sich eine Heizeinrichtung. Bei der unteren Walze wird Siliconkautschuk verwendet. Der Walzenspalt betrug 3 mm. Der Gesamtdruck zwischen den Walzen war auf 7 kg eingestellt.

Im Zentrum der Heizwalze (oberen Walze) war eine Heizeinrichtung mit einem Stromverbrauch von 150 W angebracht, und die Temperatur wurde erhöht, während die Walzen rotieren gelassen wurden. Die Oberflächentemperatur war jedoch selbst nach 4 Minuten erst auf 150ºC erhöht. Dann wurde die Heizeinrichtung durch eine Heizeinrichtung mit einem Stromverbrauch von 900 W ersetzt, so daß es möglich wurde, die Oberflächentemperatur der Fixierwalze bei 150ºC oder darüber zu halten. Zu dieser Zeit dauerte es 17,5 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur der Heizwalze von Raumtemperatur auf 150ºC erhöht war, und es dauerte ferner etwas länger, um die Temperatur als Folge einer Temperaturregelung bei einem konstanten Wert zu halten. Dies bedeutet, daß bei der Heizwalzen-Fixierung ein sehr hoher Energieverbrauch erforderlich ist und die Wartezeit nicht beseitigt werden kann.

Unter Anwendung dieses äußeren Heizwalzen-Fixierungsprüfgeräts, das mit der 900-W-Heizeinrichtung versehen war, wurden in dem Zustand, daß ein Ölauftragmechanismus der Fixierwalze und ein Reinigungsmechanismus davon ausgebaut waren, Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt . . Die Fixierung wurde mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s durchgeführt, was dieselbe Geschwindigkeit ist wie in Beispiel 19.

Als Ergebnis betrug das Fixierverhalten, durch den Grad der Verminderung der Dichte im Anfangsstadium und nach Hindurchgehenlassen von 200 Blättern ausgedrückt, 3 bis 10% (durchschnittlich 5,1%), was ein schlechteres Ergebnis als in Beispiel 19 war. Als 200 Blätter hindurchgehen gelassen worden waren, waren auf dem Bild schon leere Bereiche zu sehen, die durch die Abschmutzerscheinung verursacht waren, und als 1500 Blätter hindurchgehen gelassen worden waren, trat auf der Rückseite des Übertragungs- bzw. Bildempfangspapiers eine Beschmutzung auf.

Nach dem kontinuierlichen Hindurchgehenlassen von Blättern wurden die Walzenoberflächen betrachtet, wobei festgestellt wurde, daß Toner in einer beträchtlichen Menge anhaftete.

Beispiel 20

Die Prüfungen des Fixierverhaltens in Beispiel 19 wurden wiederholt, außer daß die Fixiergeschwindigkeit zu 150 mm/s verändert wurde. Die Oberflächentemperatur des Heizelements war jedoch auf 160ºC eingestellt. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 1,5 Sekunden, bis die Oberflächentemperatur des Heizelements 160ºC erreichte. Ergebnisse der Prüfungen des Fixierverhaltens sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie Tabelle 5 zeigt, wurden gute Ergebnisse erhalten.

Vergleichsbeispiel 16

Es wurde das in Vergleichsbeispiel 15 angewendete äußere Fixierungsprüfgerät mit der Heizwalze angewendet, wobei zum Vergleich mit Beispiel 20 die Fixiergeschwindigkeit zu 150 mm/s verändert und die Walzenoberflächentemperatur auf 160ºC eingestellt war. Zu dieser Zeit dauerte es etwa 20 Sekunden und noch etwas länger, bis die Walzenoberflächentemperatur 160ºC erreichte.

Erhaltene Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie Tabelle 5 zeigt, wurden bei dem Fixierverhalten und bei der Beständigkeit gegen Abschmutzen schlechte Ergebnisse festgestellt.

Beispiel 21

Unter Verwendung von Kapseltoner R wurden in derselben Weise wie in Beispiel 19 Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken des Toners durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 5 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 17

Unter Verwendung von Kapseltoner R wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 15 Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiel 22

Unter Verwendung von Kapseltoner S wurden in derselben Weise wie in Beispiel 19 Prüfungen des Fixierverhaltens und Prüfungen der Beständigkeit gegen Zusammenbacken des Toners durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 5 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 18

Unter Verwendung von Kapseltoner S wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 15 Prüfungen des Fixierverhaltens durchgeführt. Prüfungsbedingungen und Prüfungsergebnisse sind zusammen in Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 6 zeigt die mit DSC gemessene Wärmeaufnahmetemperatur (TD) der in Beispielen der vorliegenden Erfindung gezeigten Kapseltonerproben und die Heizelementtemperatur (T&sub1;), die Folienoberflächentemperatur (T&sub2;) und die Folienoberflächentemperatur zur Zeit der Abschälung (T&sub3;).

Tabelle 5
Prüfungsergebnisse Wärmefixiereinheit der vorliegenden Erfindung (mit 150-W-Heizeinrichtung Heizwalzen-Fixiereinheit (mit 900-W-Heizeinrichtung) Kapseltonerprobe Beständigkeit gegen Zusammenbacken bei 45ºC Gerät zur Erzeugung des unfixierten Bildes Eingestellte Temperatur (ºC) Temperaturerhöhungsdauer (s) Fixiergeschwindigkeit (mm/s) Reibfestigkeit (%) Auftreten von Abschmutzen (Blätter) Eingestellte Temperatur (ºC) Temperaturerhöhungsdauer (s) Fixiergeschwindigkeit (mm/s) Reibfestigkeit (%) Auftreten von Abschmutzen (Blätter) Beispiel gut Vgl.beisp. schlecht (A): Gut; (B): Beschmutzung der Rückseite trat ein
Tabelle 6
Beispiel Kapseltonerprobe Wärmeaufnahmetemperatur des Toners (ºC) Fixiereinheit-Temperatur T&sub1;: Heizelementtemperatur T&sub2;: Folienoberflächentemperatur T&sub3;: Folienoberflächentemperatur zur Zeit der Abschälung


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Wärmefixierung eines sichtbaren Bildes aus Toner an einem Aufzeichnungsträger, bei dem

ein Tonerbild, das auf einem Aufzeichnungsträger festgehalten wird, durch Anwendung eines ortsfest getragenen Heizelements und eines Preßteils, das den erwähnten Aufzeichnungsträger mit der erwähnten Heizelement durch eine dazwischengebrachte Folie in engen Kontakt bringt, an dem Aufzeichnungsträger wärmefixiert wird, wobei die erwähnte Folie nach der Wärmefixierung des Tonerbildes von dem Tonerbild abgeschält wird,

wobei der Toner bei einer Temperatur, die im Temperaturbereich von 120ºC bis 150ºC liegt, eine durch ein Überkopf-Fließprüfgerät gemessene Schmelzviskosität η' von 10² bis 10&sup5; Pas·s (10³ bis 10&sup6; Poise) hat, wobei der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 lm (Poise)/ºC beträgt, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' der Schmelzviskositätswerte bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner bei einer Temperatur von 40 bis 120ºC einen Wärmeaufnahme-Peak TD hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner bei einer Temperatur von 55 bis 100ºC einen Wärmeaufnahme-Peak TD hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Oberflächentemperatur der erwähnten Folie zu der Zeit, in der sie abgeschält wird, mindestens 30ºC höher ist als die Temperatur des Wärmeaufnahme-Peaks TD des erwähnten Toners.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Oberflächentemperatur der erwähnten Folie zu der Zeit, in der sie abgeschält wird, 40 bis 140ºC höher ist als die Temperatur des Wärmeaufnahme-Peaks TD des erwähnten Toners.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner ein Bindemittelharz sowie ein Farbmittel und/oder ein magnetisches Pulver umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner ein vernetztes Harz umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das erwähnte vernetzte Harz ein Polyesterharz oder ein Polymer oder Copolymer, das aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer gebildet ist, umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das erwähnte vernetzte Harz

(A) ein verethertes Bisphenol;

(B) nicht weniger als 30 Mol.-% einer aromatischen Dicarbonsäure, bezogen auf die Gesamtmenge der Säuren;

(C) 5 bis 40 Masse-% einer alkenylsubstituierten Dicarbonsäure und/oder einer alkylsubstituierten Dicarbonsäure, bezogen auf die Gesamtmenge der Säuren; und

(D) eine Polycarbonsäure mit drei oder mehr Carboxylgruppen und/ oder ein Polyol mit drei oder mehr Hydroxylgruppen umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die erwähnte alkenylsubstituierte Dicarbonsäure eine Alkenylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen hat.

11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die erwähnte alkylsubstituierte Dicarbonsäure eine Alkylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen hat.

12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das erwähnte vernetzte Polyesterharz eine Säurezahl von 5 bis 60 hat.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das erwähnte vernetzte Polyesterharz mit einer organischen Metallverbindung, die ein Metall mit der Wertigkeit zwei oder einer höheren Wertigkeit enthält, schmelzgeknetet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die erwähnte organische Metallverbindung ein mehrwertiges Metall enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Al, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, Pb, Sn, Sr und Zn besteht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die erwähnte organische Metallverbindung ein Carboxylat, ein Alkoxylat, einen organischen Metallkomplex oder eine Chelatverbindung umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die erwähnte organische Metallverbindung einen Acetylaceton-Metallkomplex, ein Salicylsäure-Metallsalz oder einen Salicylsäure-Metallkomplex umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das erwähnte α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer ein Vinyl-Monomer ist.

18. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das erwähnte vernetzte Harz ein vernetztes Styrol-Polymer oder ein vernetztes Styrol- Copolymer umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das erwähnte vernetzte Harz ein Styrol-Polymer oder Styrol-Copolymer umfaßt, das mit Divinylbenzol vernetzt ist.

20. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Heizelement eine Temperatur von 100 bis 300ºC hat.

21. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Tonerbild durch eine Folie mit einer Dicke von 1 bis 100 um hindurch mit einem Heizelement erhitzt wird, das eine Temperatur von 100 bis 300ºC hat.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die erwähnte Folie Hitzebeständigkeit zeigt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die erwähnte Folie eine Schicht hat, die aus einem Polymer gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Polyimid, einem Polyester, einem Polyethylenterephthalat, einem Tetrafluorethylen/Perfluor alkylvinylether-Copolymer, einem Polytetrafluorethylen und einem Polyamid besteht.

24. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die erwähnte Folie eine aus einem Metall gebildete Schicht hat.

25. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die erwähnte Folie eine Trennmittelschicht und/oder eine niederohmige Schicht hat.

26. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die erwähnte Folie eine Schicht aus einer Polyimidfolie und eine Fluorkohlenstoffharzschicht umfaßt.

27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem in der erwähnten Fluorkohlenstoffharzschicht ein leitfähiges Material dispergiert ist.

28. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die erwähnte Fluorkohlenstoffharzschicht ein Polytetrafluorethylen umfaßt.

29. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erwähnte Folie durch ein Preßteil unter einem Gesamtdruck von 4 bis 20 kg gegen das Heizelement gepreßt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das erwähnte Preßteil mit einer Preßwalze versehen ist, die eine gummielastische Schicht hat.

31. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem das erwähnte Preßteil mit einer Preßwalze versehen ist, die eine elastische Schicht hat, die aus einem Silicongummi gebildet ist.

32. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Heizelement erhitzt wird, indem einem Widerstandselement ein elektrischer Strom mit einer impulsartigen Kurvenform zugeführt wird.

33. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Heizelement eine niedrige Wärmekapazität hat und von linearer Struktur ist.

34. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Heizelement mit einem Widerstandsmaterial und einem Temperatursensor versehen ist, wobei die Oberflächentemperatur T&sub2; der Folie, die dem Widerstandsmaterial gegenüberliegt, unter der Annahme, daß T&sub1; die durch den Temperatursensor ermittelte Temperatur des erwähnten Heizelements ist, etwa 10ºC bis etwa 30ºC niedriger ist als die Temperatur T&sub1; und die Oberflächentemperatur T&sub3; der Folie an dem Teil, bei dem die erwähnte Folie von dem fixierten Tonerbild abgeschält wird, im wesentlichen gleich der Temperatur T&sub2; ist.

35. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner hergestellt wird, indem eine Mischung, die mindestens ein Bindemittelharz sowie ein Farbmittel oder ein magnetisches Pulver enthält, schmelzgeknetet wird und das erhaltene geknetete Produkt abgekühlt und pulverisiert wird, worauf eine Klassierung folgt.

36. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner eine Kapselstruktur mit einem Kernteilchen und einer Hülle hat.

37. Verfahren nach Anspruch 36, bei dem der erwähnte Toner eine Kapselstruktur mit einem Kernteilchen und einer Hülle hat und das Harz, das die Hülle bildet, die Eigenschaften hat, daß die durch ein Überkopf-Fließprüfgerät gemessene Schmelzviskosität η' bei einer Temperatur, die im Temperaturbereich von 120ºC bis 150ºC liegt, 10² bis 10&sup5; Pas·s (10³ bis 10&sup6; Poise) beträgt und daß der Absolutwert der Steigung eines Graphen nicht mehr als 0,50 ln (Poise)/ºC beträgt, wenn die natürlichen Logarithmen ln η' der Schmelzviskositätswerte bei 120ºC und 150ºC als Funktion der Temperaturen aufgetragen sind.

38. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner ein Toner ist, der durch Suspensionspolymerisation hergestellt wird.

39. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner auf den Tonerteilchenoberflächen kolloidales Siliciumdioxid hat.







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