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Dokumentenidentifikation DE10146653B4 24.08.2006
Titel Toner zum optischen Fixieren und diesen verwendende Abbildungsvorrichtung
Anmelder Fuji Xerox Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Katagiri, Yoshimichi, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Nakamura, Yasushige, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Yaoi, Shinichi, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Tanaka, Tomoaki, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Ebisu, Katsuji, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Fukuda, Makoto, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Sasaki, Hiroyuki, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Kumagae, Yojiro, Kawasaki, Kanagawa, JP
Vertreter W. Seeger und Kollegen, 81369 München
DE-Anmeldedatum 21.09.2001
DE-Aktenzeichen 10146653
Offenlegungstag 24.10.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse G03G 9/09(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Toner, welcher in einem Kopierer oder einem Drucker verwendet wird, der eine Abbildung durch eine Form von Elektrophotographie oder Ionographie vornimmt, und auf eine den Toner einsetzende Abbildungsvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Farbtoner zum optischen Fixieren, der ein neues Infrarotlichtabsorptionsmittel enthält, das optische Energie absorbiert und diese in Wärme umwandelt, und der auf einem Aufzeichnungsmedium, wie einem Aufzeichnungspapier, durch optisches Bestrahlen davon fixiert wird, und auf eine diesen Toner einsetzende Abbildungsvorrichtung.

Mit anderen Worten bezieht sich die vorliegende Erfindung außerdem auf einen Toner, durch den eine mögliche Störung des Farbtons des Toners gesteuert wird, die als Ergebnis dessen auftritt, daß der Toner ein Infrarotlichtabsorptionsmittel als Komponente davon enthält, und es kann auch ein heller Farbton sogar für eine Färbung erhalten werden, die leicht durch eine Trübung beeinflußt wird, wie Zitronengelb, und auf eine diesen Toner einsetzende Abbildungsvorrichtung.

Als Abbildungsvorrichtung, die ein Drucken von Dokumenten, Kopieren, etc., in einem Büro, etc., vornimmt, wird üblicherweise eine verwendet, die Elektrophotographie oder Ionographie als Zeichnungsprinzip einsetzt.

In einem elektrophotographischen System wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung einem photoleitenden Isolator (lichtempfindliche Trommel, etc.) verliehen, und ein elektrostatisches latentes Bild wird abgebildet, indem ein optisches Bild auf dem photoleitenden Isolator durch ein beliebiges von verschiedenen Verfahren aufgebracht wird. Anschließend wird eine Entwicklung dieses elektrostatischen latenten Bilds durchgeführt, um es zu visualisieren, wobei Toner genannte feine Pulver verwendet werden, dann, nach dem Transferieren des so erhaltenen Tonerpulverbilds auf ein Aufzeichnungsmedium, wie Papier, wird es darauf fixiert, und so wird ein gedrucktes Bild erhalten.

Andererseits werden in einem ionographischen System Ionen (geladene Teilchen) von einer Ionengeneratoreinheit generiert, wobei eine Trägertrommel verwendet wird, die eine elektrostatische Beschichtung als dielektrisches Glied zum Tragen der elektrostatischen Ladung aufweist, und unter Verwendung der Ionen wird ein elektrostatisches Ladungsbild an der Oberfläche des dielektrischen Glieds abgebildet. Dann wird das so abgebildete elektrostatische Ladungsbild durch einen Toner entwickelt, und ein gedrucktes Bild wird durch Verfahren des Transferierens und Fixierens wie jene des oben angegebenen elektrophotographischen Systems erhalten.

Für die oben angegebenen beiden Abbildungssysteme ist das Fixierverfahren ungefähr dasselbe zwischen diesen. Ein Tonerpulverbild, das auf dem Aufzeichnungsmedium abgebildet wird, wird durch Druckbeaufschlagung, Erhitzen, Lösungsmitteldampf, Licht, etc., geschmolzen, und haftet so bzw. wird so fixiert auf dem Aufzeichnungsmedium.

In letzter Zeit erregt für das Fixierverfahren eine optische Fixierform, durch die ein leistungsstarkes Licht auf das Tonerpulverbild aufgebracht wird und den Toner schmilzt, aus den folgenden Gründen große Aufmerksamkeit:

  • (1) Da dies eine Nichtkontakt-Fixierung ist, treten ein Verschmieren eines Bilds, Staub, etc. im Fixierverfahren nicht auf, und die Auflösung wird nicht abgebaut.
  • (2) Es gibt keine Wartezeit nach dem Einschalten der Stromversorgung für die Vorrichtung, und so ist ein rascher Start möglich.
  • (3) Da keine exotherme Einheit, wie eine Heizwalze, verwendet wird, kommt es zu keinem Problem einer Entzündung, auch wenn ein Aufzeichnungspapier in der Fixieranordnung durch einen Systemausfall gestaut wird.
  • (4) Auch für Klebepapier, vorgedrucktes Papier, Papier mit unterschiedlicher Stärke usw. ist es möglich, das Fixierverfahren ungeachtet einer solchen Qualität des Materials und Stärke des Aufzeichnungsmediums vorzunehmen.

Derzeit ist für dieses optische Fixiersystem das allgemeinste Verfahren ein Blitzfixierverfahren, das eine Xenon-Blitzlampe als Lichtquelle dafür verwendet.

Nun wird das Verfahren beschrieben, bei dem ein Toner auf einem Aufzeichnungspapier im oben angegebenen Blitzfixierverfahren fixiert wird. Ein Toner- (Pulver-) bild wird von einer lichtempfindlichen Trommel, etc., auf ein Aufzeichnungsmedium (nachstehend einfach als Aufzeichnungspapier bezeichnet) transferiert. Zu dieser Zeit wird das Bild leicht zerstört, wenn es beispielsweise mit dem Finger gerieben wird, da der Toner nur auf dem Aufzeichnungspapier in Form eines Pulverbilds haftet.

Wenn Blitzlicht (Aufblitzen von Licht), wie ein Xenon-Blitz, auf dieses Tonerpulverbild aufgebracht wird, absorbiert der Toner die optische Energie des Aufblitzens von Licht, dieser nimmt an Temperatur zu und erweicht, und klebt dadurch auf dem Aufzeichnungspapier. Wenn die Temperatur nach dem Aufbringen des Aufblitzens von Licht gesenkt wird, verfestigt sich dann das Tonerbild, und so wird ein fixiertes Bild erhalten. Es ist wichtig, eine sogenannte schlechte Fixierleistung zu verhindern, die einen Abbau der Qualität des Bilds als Ergebnis dessen verursacht, daß sich das einmal fixierte Bild vom Aufzeichnungspapier abschält, wenn es gebogen oder gerieben wird.

Um eine derartige Situation zu verhindern, sollte der beim optischen Fixieren verwendete Toner zumindest die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllen:

  • (1) Die Fähigkeit des Toners wird so verbessert, daß der Toner eine ausreichende Wärmemenge absorbiert.
  • (2) Der Toner sollte durch die Absorption von Wärme prompt schmelzen, und durchdringt ein Aufzeichnungspapier.
  • (3) Nach dem Abkühlen sollte der Toner fest auf dem Aufzeichnungspapier haften.

Außerdem hat, wie in 1 gezeigt, eine Xenon-Blitzlampe, die allgemein im optischen Fixierverfahren verwendet wird, eine Lumineszenzverteilung über einen breiteren Bereich von Ultraviolett- bis zu Infrarot-Wellenlängenzonen. Insbesondere hat diese eine starke Lumineszenzintensität in einer nahen Infrarotzone von 800 bis 1050 nm. Um einen Toner mit überlegener Fixierleistung zu erzielen, ist auch die Umsetzung einer Technologie notwendig, d.h. der Technologie der effizienten Verwendung der optischen Energie dieser nahen Infrarotzone, das heißt, der effektiven Reduktion der notwendigen optischen Energie, die zu verwenden ist.

Die Nachfrage nach einem Farbdruck hat insbesondere in den letzten Jahren zugenommen. Obwohl ein für einen Farbtoner verwendetes Färbemittel Licht in einem Teil einer Wellenlängenzone von sichtbarem Licht absorbiert, ist die Lichtabsorptionseffizienz für eine Wellenlängenzone von nahem Infrarot gering. Das heißt, das für einen Farbtoner verwendete Färbemittel hat eine Charakteristik, daß es Wärmeenergie von aufgebrachtem Licht kaum absorbiert, und so muß auf den Toner eine starke Energie zum Schmelzen davon aufgebracht werden.

Daher ist zur praktischen Anwendung ein Farbtoner erwünscht, durch den eine zufriedenstellende Fixierleistung/Charakteristik erhalten wird, während die notwendige Energie im optischen Fixiersystem reduziert werden kann.

Während in Bezug auf einen schwarzen Toner ein schwar zes Farbmittel, das ein Färbemittel ist, das gesamte Licht der sichtbaren Lichtzone absorbiert, absorbiert es außerdem auch Licht der nahen Infrarotzone relativ gut. Daher wurde es bereits praktisch in einer elektronischen Photagraphievorrichtung angewendet, die das optische Fixiersystem einsetzt. Um jedoch die steigende Nachfrage nach der Einsparung von Energie in den letzten Jahren zu erfüllen, ist eine Reduktion der notwendigen optischen Energie, die aufzubringen ist, erwünscht. Dadurch ist eine weitere Verbesserung der Lichtabsorptionseffizienz des schwarzen Toners erwünscht.

Für die oben angegebenen Anforderungen wurden verschiedenste Vorschläge gemacht von de japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 58-102247 A 60-57858 A 7-191492 A, 10-39535 A und 11-65167 A der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-23965, dem japanischen Patent Nr. 3011936, den japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 2000-147824 A, 2000-214626 A etc. Nach diesen Vorschlägen ist eine Technologie entwickelt worden, durch die das Blitzlichtabsorptionsvermögen eines Toners erhöht wird, und zwar als Resultat des Hinzufügens einer Verbindung, die ein Lichtabsarptionsvermögen für eine Zone im Bereich des nahen Infrarot hat, als Infrarotlichtabsorptionsmittel zu dem Toner. Die Beispiele für die Verbindung sind eine Amidverbindung, Aminiumsalze, ein Komplex der Thiol-Nickel-Familie, ein Metalloxid der Indiumoxid-Familie, ein Metalloxid der Zinnoxid-Familie, ein Metalloxid der Zinkoxid-Familie, Zinnsäurecadmium, eine Verbindung der Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Familie, ein Merocyanin-Pigment, ein Polymethin-Pigment, eine spezifische Amid-Verbindung, etc.

Unter den oben angegebenen Verbindungen zeigen Aminiumsalze, ein Komplex der Thiol-Nickel-Familie, eine Verbindung der Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Familie, usw., ein relativ ausgezeichnetes Leistungsgleichgewicht als Infrarotlichtabsorptionsmittel, das einem Toner für das optische Fixierverfahren zuzusetzen ist.

Aminiumsalze haben jedoch die wie in den folgenden Punkten (1) und (3) angegebenen Probleme, und der Komplex der Thiol-Nickel-Familie und die Verbindung der Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Familie haben die wie in den folgenden Punkten (2) und (3) angegebenen Probleme:

  • (1) Die Elektrifizierung des Toners kann dadurch problematisch beeinflußt werden.
  • (2) Wenn der Toner eine andere Farbe als eine monochrome Farbe hat, kann der Farbton der als Infrarotlichtabsorptionsmittel darin verwendeten Verbindung die Färbung des Toners beeinträchtigen.
  • (3) Der Einheitenpreis der Verbindung kann einen starken Kostenanstieg des Toners verursachen.

Aus der Druckschrift US 61 36 488 A ist ein Toner bekannt, der als infrarotabsorptionsmittel Phthalocyanine und Naphthalocyanine enthält. Die Druckschrift zeigt nicht, solche Phthalocyanine und Naphthalocyanine so zu bearbeiten, dass sie eine Färbeopazität von 20 oder weniger haben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Blitzfixiertoner mit niedrigen Kosten vorzusehen, durch den ein Einfluß auf die Elektrifizierungsleistung und eine Färbungsänderung auf der Basis des Zusatzes des Infrarotlichtabsorptionsmittels effektiv reduziert werden kann, und eine den Toner einsetzende Abbildungsvorrichtung vorzusehen.

Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner vorzusehen, durch den eine Trübung des Farbtons, die durch den Zusatz des Infrarotlichtabsorptionsmittels entsteht, unterdrückt wird, und der einen hellen Farbton auch für eine Färbung vorsieht, wie Zitronengelb, die dazu tendiert, eine Trübung zu erzeugen, und eine diesen Toner einsetzende Abbildungsvorrichtung vorzusehen.

Ein Toner gemäß der vorliegenden Erfindung zum optischen Fixieren enthält zumindest:

ein Bindeharz;

ein Färbemittel; und

ein Infrarotlichtabsarptionsmittel,

worin:

die Färbeopazität des Infrarotlichtabsorptionsmittels 20 oder weniger beträgt; und

das Infrarotlichtabsorptionsmittel eine Struktur hat, die durch die folgende chemische Formel (1) und/oder (2) ausgedrückt wird;

Chemische Formel (1)
Chemische Formel (2)
worin:

jedes R1 bis R8 einen Substituenten bedeutet, der an einen Benzolring oder einen Naphthalinring angefügt ist, und ein Wasserstoff-, ein Halogenatom, eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoff-Gruppe mit der Kohlenstoffzahl in einem Bereich zwischen 1 und 18, oder eine sauerstoff- und/oder stickstoffhaltige Kohlenwasserstoff-Gruppe mit der Kohlenstoffzahl in einem Bereich zwischen 1 und 13 umfaßt; und

M zwei Wasserstoffatome, ein zweiwertiges Metall, oder ein dreiwertiges oder vierwertiges Metall-Derivat bedeutet.

Da das Infrarotlichtabsorptionsmittel mit einer niedrigen Färbeopazität so verwendet wird, ist es dadurch möglich, ein helles/klares Bild ahne Trübung der Farbe abzubilden, auch wenn die Farbe des Toners eine lichte Färbung hat, wie Gelb.

Das Infrarotlichtabsorptionsmittel kann eine Oberflächenkennzahl in einem Bereich zwischen 40,0 und 120,0 m2/g, gemessen durch eine BET-Methode, haben.

Dadurch sieht das Infrarotlichtabsorptionsmittel in dem Zustand, wo es dem Toner zugesetzt wird, eine Funktion zur effektiven Umwandlung der eingestrahlten optischen Energie in Wärmeenergie vor.

Die Erfinder, usw., bestätigten, daß, um die Funktion zu erzielen, bei der das Infrarotlichtabsorptionsmittel in dem Zustand, wo es dem Toner zugesetzt wird, die eingestrahlte optische Energie effektiv in Wärmeenergie umwandelt, bei der Messung der Phthalocyanin-Verbindung, die durch die oben angegebene chemische Formel (1) ausgedrückt wird, und/oder der Naphthalocyanin-Verbindung, die durch die oben angegebene chemische Formel (2) ausgedrückt wird, durch die BET-Methode die Oberflächenkennzahl davon nicht weniger als 40,0 m2/g betragen, mehr bevorzugt in einem Bereich zwischen 40,0 und 120,0 m2/g liegen sollte.

2 zeigt ein Ergebnis der Messung der Oberflächenkennzahl des dem Toner zugesetzten Infrarotlichtabsorptionsmittels und des Heizwerts, der, als Licht auf den Toner aufgebracht wurde, unter Verwendung einer photoakustischen Spektroskopieanalyse (PAS: photoakustische Spektroskopie) gemessen wurde. Gemäß diesem Analyseergebnis steigt mit zunehmender Oberflächenkennzahl des Infrarotlichtabsorptionsmittels der Lichtabsorptionsheizwert pro Zusatzmenge der oben angegebenen Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung.

Die Erfinder, etc., bestätigten, daß die Erhöhung der Oberflächenkennzahl (zur Erzeugung feiner Teilchen) des Infrarotlichtabsorptionsmittels weitaus effektiver ist als eine Erhöhung der Zusatzmenge der oben angegebenen Verbindung usw. vom Standpunkt des Licht-Wärme-Umwandlungseffekts. Die Erfinder usw. schlossen daraus, daß der oben angegebene Effekt nicht nur erhalten werden kann, weil der Lichtempfangsbereich davon zunimmt, wenn die oben angegebene Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung feinere Teilchen hat, sondern auch weil die Kontaktfläche mit dem Dispersionsmedium, wie dem Bindeharz, dadurch zunimmt, und als Ergebnis eine Wärmeleitung zwischen dem Infrarotlichtabsorptionsmittel und dem Dispersionsmittel problemlos vorgenommen werden kann.

Außerdem wird gemäß den Forschungen der Erfinder, usw., in dem Fall, wo der Toner durch ein Zerkleinerungsverfahren hergestellt wird, wenn die Oberflächenkennzahl größer als 120,0 m2/g gemacht wird, keine Verbesserung der Licht-Wärme-Umwandlung gefunden, sondern sie tendiert statt dessen dazu, abgebaut zu werden. Ferner erhöht ein Zerkleinern und Herstellen feinerer Teilchen die Herstellungskosten. Daher wird die Erhöhung der Oberflächenkennzahl ohne Einschränkung nicht bevorzugt.

Die Erfinder, etc., schlossen daraus folgendes aufgrund der Tatsache, daß es einen Fall gibt, wo die Licht-Wärme-Umwandlungseffizienz mit einer weiteren Zunahme der Oberflächenkennzahl, wie oben angegeben, abgebaut wird:

3 zeigt die Rate der Oberflächenexistenz des oben angegebenen Infrarotlichtabsorptionsmittels nahe der Oberfläche des Teilchens des Toners (Tiefe von etwa 2 &mgr;m). Diese Rate der Oberflächenexistenz ist ein Wert, der als Ergebnis der Elementaranalyse (SIMS) ermittelt wird, bei der das zentrale Element M der oben angegebenen Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung, die als Infrarotlichtabsorptionsmittel verwendet wird, als Markierungssubstanz angesehen wird.

Wie aus dem Analyseergebnis hervorgeht, wird die Rate der Oberflächenexistenz der oben angegebenen Verbindung nahe der Oberfläche des Tonerteilchens mit zunehmender Oberflächenkennzahl dieser intern dem Toner zugesetzten Verbindung reduziert. Die maximale Differenz davon erreicht das 6fache.

Die auf das Tonerteilchen aufgebrachte optische Energie erreicht nur das Infrarotlichtabsorptionsmittel der Toneroberfläche oder die Nachbarschaft davon, und erreicht nicht das Infrarotlichtabsorptionsmittel im zentralen Teil des Teilchen. Aus diesem Grund trägt das im Zentrum des Tonerteilchens angeordnete Infrarotlichtabsorptionsmittel nicht sehr viel zur Licht-Wärme-Umwandlungseffizienz bei. Daher bewirkt statt dessen die weitere Zunahme der Oberflächenkennzahl des Infrarotlichtabsorptionsmittels eine Reduktion der Oberflächenexistenzrate der Verbindung nahe der Tonerteilchenoberfläche, obwohl sie zu einer geringen Zunahme der Licht-Wärme-Umwandlungseffizienz pro Masseeinheit führt. So wird abgeleitet, daß die Sättigungs- oder Reduktionstendenz der Licht-Wärme-Umwandlungseffizienz insgesamt aus dem Einfluß der oben angegebenen Reduktion der Oberflächenexistenzrate nahe der Tonerteilchenoberfläche resultiert.

Zusätzlich kann abgeleitet werden, daß der Mechanismus, durch den das Infrarotlichtabsorptionsmittel nahe der Tonerteilchen-Oberflächenexistenzrate sinkt, je feiner das Teilchen des Infrarotlichtabsorptionsmittels gemacht wird, mit einer Tatsache zusammenhängt, daß ein Tonerklumpen dazu tendiert, an der Grenzfläche zwischen dem internen Toneradditiv und dem Bindeharz während eines Zerkleinerungsverfahrens zur Herstellung feinerer Teilchen zu brechen. Das heißt, wenn das Teilchen des internen Additivmaterials des Toners (Infrarotlichtabsorptionsmittel, etc.) etwas groß ist, existiert eine große Grenzfläche zwischen dem Bindeharz und dem Additiv im Toner. Da dieser Teil für einen Stoß empfindlich ist, bricht der Tonerklumpen an dem Teil. Als Ergebnis ist es leicht, daß das interne Toneradditivmaterial der Oberfläche der so generierten Tonerteilchen ausgesetzt wird. Demgemäß steigt die Tonerteilchen-Oberflächenexistenzrate des internen Toneradditivmaterials im Vergleich zu jener am zentralen Tonerteil.

Da jedoch die Differenz der mechanischen Festigkeit zwischen dem Teil von nur dem Bindeharz und dem Teil mit der Grenzfläche zwischen dem Bindeharz und dem internen Additivmaterial im Toner im Tonerklumpen klein wird, wenn die Teilchengröße des internen Additivmaterials im Toner viel kleiner wird, wird es nicht wahrscheinlich, daß der oben angegebene Mechanismus beim Zerdrücken des Tonerklumpens auftritt. Und je mehr das interne Additivmaterial feinere Teilchen hat, desto mehr wird die Differenz der Oberflächenexistenzrate der internen Additivmaterialteilchen zwischen der Nachbarschaft der Tonerteilchenoberfläche und der Innenseite davon reduziert.

Zusätzlich reduziert eine Zerstäubung des Infrarotlichtabsorptionsmittels die Färbeopazität der oben angegebenen Phthalocyanin- und/oder der Naphthalocyanin-Verbindung.

2 zeigt auch die Oberflächenkennzahl der oben angegebenen Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung, die dem Toner zugesetzt wird, und die Färbeopazität des Toners, der nur diese Verbindung als Färbekomponente enthält. Aus diesem Analyseergebnis geht hervor, daß die Färbeopazität pro Zusatzmenge der Verbindung fällt, je feiner die Teilchengröße der oben angegebenen Verbindung gemacht wird.

Die Definition und die Meßmethode der Färbeopazität werden nachstehend detailliert beschrieben.

Das zentrale Element M in der chemischen Formel (1) und/oder (2) kann Aluminium oder Zinn umfassen.

Wenn Al oder Sn so als Element M der oben angegebenen Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung verwendet wird, kann es möglich werden, die Absorption der Wellenlängenzone von sichtbarem Licht (zur weiteren Aufhellung der Farbe) zu reduzieren, während die Hauptabsorptionswellenlängenzone in einem Bereich zwischen 800 und 1000 nm aufrechterhalten wird. Dadurch ist es möglich, den Einfluß auf den Farbton des Toners in einem Fall bemerkenswert zu reduzieren, wo die Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung dem Toner zugesetzt wird.

4 zeigt eine Änderung des Absorptionsvermögens der Wellenlängenzone von sichtbarem Licht, die sich aus der Änderung des zentralen Metalls M der oben angegebenen Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung ergibt.

Obwohl die Absorptionsstärke in der Infrarotlichtwellenlängenzone in der Reihenfolge Vanadium ≧ Aluminium ≧ Zinn > Titan ist, stellt sich heraus, daß sie Titan > Vanadium > Zinn > Aluminium in der Wellenlängenzone von sichtbarem Licht ist. Die Tatsache, daß die Absorption in der Wellenlängenzone von sichtbarem Licht klein ist, zeigt, daß verhindert wird, daß der ursprüngliche Farbton des Toners sogar bei einem Toner mit lichten Farbtönen, wie Zitronengelb, beeinträchtigt wird.

Die Tatsache, daß die Absorption für die Wellenlängenzone von sichtbarem Licht so kleiner ist, bedeutet, daß die oben angegebene Färbeopazität des Infrarotlichtabsorptionsmittels reduziert wird. Daher ist ersichtlich, daß die Färbeopazität des Infrarotlichtabsorptionsmittels durch die geeignete Auswahl der Oberflächenkennzahl und/oder des zentralen Elements M der Phthalocyanin- und/oder der Naphthalocyanin-Verbindung eingestellt werden kann.

Eine beliebige oder eine Vielzahl der Gruppen von R1 bis R8 in der chemischen Formel (1) und/oder (2) kann von den anderen Gruppen von R1 bis R8 verschieden sein.

Verglichen mit dem Fall, wo die oben angegebene Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung dieselben R1 bis R8 aufweist, kann, wenn eine beliebige oder eine Vielzahl der Gruppen von R1 bis R8 verschieden ist, die Licht-Wärme-Umwandlungseffizienz verbessert werden.

Die Erfinder usw. bestätigten, daß die Licht-Wärme-Umwandlungseffizienz dazu tendiert, sich zu erhöhen, wenn die Phthalocyanin- und/oder die Naphthalocyanin-Verbindung, die so gebildet wird, daß eine beliebige oder eine Vielzahl der Gruppen von R1 bis R8 von den verbleibenden von R1 bis R8 in der oben angegebenen chemischen Formel (1) oder (2) verschieden sein kann, als Infrarotlichtabsorptionsmittel verwendet wird.

Dies kann als gegeben abgeleitet werden, da sich, wenn die Skelettstruktur so verschieden ist, die Absorptionswellenlängenzone auch geringfügig verschiebt, und die Mischung davon hat eine breitere Lichtabsorptionswellenlängenzone verglichen mit jener einer einzelnen Verbindung, und dadurch kann sie eine breitere Wellenlängenzone von aufgebrachtem Licht in Wärme effektiv umwandeln.

Das im Toner der vorliegenden Erfindung enthaltene Infrarotlichtabsorptionsmittel hat, wie oben angegeben, einen lichten Farbton verglichen mit einem Infrarotlichtabsorptionsmittel, das aus einer anderen Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung oder anderen Verbindungen gebildet ist, und hat eine herausragende Charakteristik, daß die Färbeopazität klein ist. Daher wird verhindert, daß der ursprüngliche Farbton des Toners sogar für einen lichten Farbton, wie Zitronengelb, beeinträchtigt wird.

Ferner ist der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung so, daß die Zusatzmenge des Infrarotlichtabsorptionsmittels zum Toner unbedingt reduziert werden kann, da die reduzierte Zusatzmenge des Infrarotlichtabsorptionsmittels dem Toner die ausreichende Fixierleistung verleihen kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel mit dem großen Wärmeabsorptionsvermögen pro Masseeinheit verwendet wird. Auch ist es vom Kostenstandpunkt vorteilhaft, während es den Grad des Einflusses mildert, der dadurch dem Tonerfarbton verliehen wird.

Eine Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt eine Abbildung unter Verwendung des oben angegebenen Toners zur Visualisierung eines latenten Bilds vor. Dadurch ist es möglich, ein Farbbild zu erhalten, das im Farbton, in der Fixierleistung und in den Bildcharakteristiken überlegen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Andere Aufgaben und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung besser verständlich, die in Verbindung mit den beigeschlossenen Zeichnungen zu lesen ist.

1 zeigt die Lumineszenzverteilung und Lumineszenzintensität einer üblichen Xenon-Blitzlampe;

2 zeigt Charakteristiken verschiedenster Infrarotlichtabsorptionsmittel;

3 zeigt Charakteristiken verschiedenster Toner;

4 zeigt die Änderung des Absorptionsvermögens einer Wellenlängenzone von sichtbarem Licht, die sich aus der Änderung eines zentralen Elements M einer Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung ergibt; und

5 zeigt typisch eine allgemeine Teilkonfiguration einer Abbildungsvorrichtung von einem Zweikomponenten-Entwicklungstyp.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im nachstehenden wird mit Bezugnahme auf die Figuren der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.

Ein Toner gemäß der vorliegenden Erfindung enthält zumindest ein Bindeharz, ein Färbemittel und ein Infrarotlichtabsorptionsmittel. Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Merkmal im Infrarotlichtabsorptionsmittel. Dieses Infrarotlichtabsorptionsmittel hat eine Struktur, die durch die folgende chemische Formel (1) und/oder (2) ausgedrückt wird, und ist eine Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung mit den folgenden Merkmalen:

Chemische Formel (1)
Chemische Formel (2)
  • (1) Erstens ist es so zusammengesetzt, daß die Färbeopazität 20 oder weniger betragen sollte.
  • (2) Die durch eine BET-Methode gemessene Oberflächenkennzahl liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs zwischen 40,0 und 120,0 m2/g.
  • (3) Vorzugsweise ist das zentrale Element M ein Metall und ist Aluminium oder Zinn.
  • (4) In der oben angegebenen chemischen Formel (1) und/oder (2) ist zumindest eine beliebige oder sind mehrere Gruppen von R1 bis R8 von den anderen Gruppen von R1 bis R8 verschieden.

Nachstehend werden die oben angegebenen Punkte (1) bis (4) beschrieben.

Gemäß den Erfindern der vorliegenden Erfindung usw. hat die Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung, die eine durch die oben angegebene chemische Formel (1) und/oder chemische Formel (2) ausgedrückte Verbindung ist, eine Absorption für eine nahe Infrarotzone von 800 nm bis 1000 nm, und hat insbesondere eine sehr starke Absorption für Licht bei 800 nm bis 900 nm in der Infrarotlichtzone. Im nachstehenden wird diese Phthalocyanin- und/oder Naphthalocyanin-Verbindung als "Verbindung der Phthalocyanin-Familie" abgekürzt.

Eine Xenon-Blitzlampe, die allgemein als Lampe zum Aufbringen von Licht einer optischen Fixiereinheit verwendet wird, hat eine starke Lumineszenz für die nahen Infrarotlichtzonen von 800 nm bis 850 nm und 900 nm bis 1050 nm.

Daher absorbiert ein Toner, der die oben angegebene Verbindung der Phthalocyanin-Familie enthält, das Licht bei 800 bis 900 nm, für das die Xenon-Blitzlampe die hohe Lumineszenzenergieintensität aufweist, und wandelt es sehr effizient in Wärme um.

Da die oben angegebene Verbindung der Phthalocyanin-Familie dem Toner zugesetzt wird, wird daher die Lichtabsorption für die nahe Infrarotzone bemerkenswert verbessert. Das heißt, verglichen mit der verwandten Technik kann eine zufriedenstellende Fixierleistung sogar mit einer Energie erzielt werden, die durch ein schwächeres Blitzlicht abgegeben wird.

Obwohl die Verbindung der Phthalocyanin-Familie so eine überlegene Lichtabsorptionsleistung aufweist, hat sie eine Farbe. Demgemäß wird die in der vorliegenden Erfindung verwendete Verbindung der Phthalocyanin-Familie so zusammengesetzt, daß die Färbeopazität 20 oder weniger sein sollte, und dadurch wird eine derartige Ausbildung hergestellt, daß ein Toner vorgesehen wird, durch den ein zufriedenstellender Farbton eines erhaltenen gedruckten Bilds erzielt werden kann. Spezifisch wird die oben angegebene Färbeopazität eingestellt, indem der Teilchendurchmesser der Verbindung der Phthalocyanin-Familie, die Oberflächenkennzahl davon und ferner das zentrale Element M der Verbindung der Phthalocyanin-Familie weiter geeignet eingestellt werden.

Es wird bevorzugt, daß die Oberflächenkennzahl der Verbindung der Phthalocyanin-Familie im Bereich zwischen 40,0 und 120,0 m2/g liegt. Dadurch kann die Infrarotlichtabsorptionsleistung verbessert werden, während die oben angegebene Färbeopazität auf einen niedrigen Wert gesteuert wird. Diese Einzelheiten werden nachstehend beschrieben.

Außerdem haben die Erfinder, etc., herausgefunden, daß eine Methode des Ausnützens eines sterischen Hinderungseffekts eines Substituenten verwendbar ist, wie eine Elektronendonator-Gruppe als Substituenten R1 bis R8 in der chemischen Formel (1) und/oder chemischen Formel (2) einzuführen, um einen bathochromen Effekt zu erzielen, so daß die Absorptionszone der oben angegebenen Verbindung der Phthalocyanin-Familie zu einer Wellenlängenzone verschoben wird, in der die Lumineszenzenergie eines Xenon-Blitzlichts stark ist.

Spezifisch kann die Verbindung der Phthalocyanin-Familie mit der starken Absorption für 800 bis 1000 nm erhalten werden, was mit der Aufgabe der vorliegenden Erfindung übereinstimmt, indem eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoff-Gruppe mit der Kohlenstoffzahl in einem Bereich zwischen 1 und 18, oder eine sauerstoff- und/oder stickstoffhaltige Kohlenwasserstoff-Gruppe mit der Kohlenstoffzahl in einem Bereich zwischen 1 und 13, als Substituent davon spezifisch ausgewählt wird.

Nachstehend wird das in den Toner gemäß der vorliegenden Erfindung einzuschließende Material beschrieben.

[Infrarotlichtabsorptionsmittel: spezifische Verbindung der Phthalocyanin-Familie]

Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die durch die oben angegebene chemische Formel (1) und/oder (2) niedergeschriebene Verbindung der Phthalocyanin-Familie.

Zusätzlich wird es bevorzugt, daß die Färbeopazität (Deckkraft) der oben angegebenen Verbindung der Phthalocyanin-Familie auf 20 oder weniger eingestellt wird, und bevorzugter auf 15 oder weniger. So wird, indem eine solche niedrige Färbeopazität so eingestellt wird, auch nachdem sie dem Toner zugesetzt wird, ein lichter Farbton, wie Gelb, nicht problematisch dadurch beeinträchtigt.

Außerdem wird es bevorzugt, wie oben beschrieben, daß die in Übereinstimmung mit der BET-Meßmethode gemessene Oberflächenkennzahl für die Verbindung der Phthalocyanin-Familie gleich oder größer als 40,0 m2/g und bevorzugter 40,0 bis 120,0 m2/g ist.

Zusätzlich beträgt eine bevorzugte Menge der verwendeten Verbindung der Phthalocyanin-Familie 0,1 bis 5,0 Masse-%. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Lichtenergieabsorptionsleistung des Toners für die nahe Infrarotzone abgebaut werden kann und dadurch eine schlechte Fixierleistung entstehen kann, wenn die Zusatzmenge weniger als 0,2 Masse-% beträgt. Andererseits kann eine Erhöhung der Materialkosten und/oder unerwünschte Färbungsänderung auftreten, obwohl die Fixierleistung gut wird, wenn die Zusatzmenge 5,0 Masse-% überschreitet.

Es ist möglich, andere wohlbekannte Infrarotlichtabsorptionsmittel, beispielsweise ein Aminiumsalz, Diimoniumsalz, Metalloxid in einer Familie von Indiumoxid, Metalloxid in einer Familie von Zinnoxid, Metalloxid in einer Familie von Zinkoxid, Cadmiumstannat, Merocyanin-Pigment, Polymethin-Pigment, eine spezifische Amid-Verbindung, Lanthanoid-Verbindung, einen Thiol-Nickel-Komplex, etc., zusammen mit der oben angegebenen Verbindung der Phthalocyanin-Familie zu verwenden.

[Bindeharz]

Als Bindeharz besteht keine spezifische Einschränkung, und es kann ein thermoplastisches Harz verwendet werden, das aus verschiedensten natürlichen oder synthetischen hochpolymeren Substanzen besteht. Typischerweise können Epoxyharz, Styrol-Acrylharz, Polyamidharz, Polyesterharz, Polyvinylharz, Polyurethanharz, Polybutadienharz, etc., allein oder in einer beliebigen Mischung davon, mit einer massenmittleren Molmasse in der Größenordnung von 5.000 bis 100.000, und einem Schmelzpunkt in der Größenordnung von 90 bis 140°C gemäß einem Flußtesterverfahren, verwendet werden.

[Färbemittel]

Insbesondere ein Farbmittel (Färbemittel) kann nicht eingeschränkt sein, und es können ein beliebiger Farbstoff, Pigmente, usw., verwendet werden. Beispielsweise können in einem Farbtoner Chinacridon (Rot), Phthalocyanin (Blau, etc.), Anthrachinon (Rot), Bisazo (Rot oder Gelb), Monoazo (Rot), eine Verbindung in einer Familie von Anilid (Gelb), Benzidin (Gelb), Benzimidazolon (Gelb), Phthalocyaninhalogenid (Grün), etc., verwendet werden. In einem schwarzen Toner können ein schwarzer Farbstoff/Pigmente, wie Ruß, Nigrosin-Farbstoff, Ferrit oder Magnetit, verbreitet verwendet werden.

[Elektrifizierungssteuermittel]

Es besteht keine spezifische Einschränkung für ein Elektrifizierungssteuermittel zum Steuern der Elektrifizierungsleistung des Toners, solange es eine Fähigkeit aufweist, dem Toner eine Elektrifizierung zu verleihen. Um einen problematischen Einfluß auf die Färbung des Toners zu vermeiden, wird jedoch für den Farbtoner ein farbloses oder licht gefärbtes Material bevorzugt. Vorzugsweise können als positives Elektrifizierungssteuermittel ein Ammoniumsalz der 4. Klasse (farblos), Nigrosin-Farbstoff (Schwarz) und Triphenylmethan-Derivat (Blau), etc., verwendet werden. Als negatives Elektrifizierungssteuermittel können ein Naphthoesäure-Zink-Komplex (farblos), Zink-Salicylat-Komplex (farblos), eine Bor-Verbindung, Calixaren-Verbindung, etc., verwendet werden.

[Wachsverbundstoff]

Wachs, etc., kann dem Toner zum dem Zweck zugesetzt werden, die Fixierleistung des Toners weiter zu verbessern. Als Verbundstoff des Wachses können ein Polyolefin oder dgl., wie Polyethylen, Polypropylen oder dgl., Fettsäureester oder dgl., Paraffinwachs, Carnaubawachs in einer Amid-Familie, säuredenaturiertes Polyethylen, etc., allein oder in einer beliebigen Mischung verbreitet verwendet werden. Unter diesen wird eines mit einer Erweichungstemperatur von 150°C oder weniger bevorzugt, und insbesondere wird es bevorzugt, eines mit einer Erweichungstemperatur unter der Schmelzerweichungstemperatur des Tonerbindemittels einzusetzen.

[Externes Additiv]

Ein üblicherweise verwendetes Material kann als Additiv zum externen Zusetzen zum Toner verwendet werden. Anorganische feine Teilchen, wie Kieselerde, Titandioxid, Tonerde, Zinkoxid oder dgl., oder Harzteilchen, wie Polystyrol, PMMA, Melaminharz oder dgl., können verwendet werden.

Nun werden Meßmethoden für verschiedenste physikalische Eigenschaften beschrieben, die als Indices zur Darstellung spezieller Merkmale des Farbtoners gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

[Definition und Meßmethode für die Färbeopazität]

Es werden beispielsweise 5 g Pigment (Infrarotlichtabsorptionsmittel) in 95 g Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerlösung mit einer nachstehend gezeigten Zusammensetzung eingemischt, und dann wird es eine Stunde lang durch einen Farbschüttler dispergiert, die so erhaltene Flüssigkeit mit dispergiertem Pigment wird gleichmäßig auf einem Polyesterfilm mit einer Dicke von 100 &mgr;m unter Verwendung eines Stabbeschichters aufgebracht, um einen Film der Flüssigkeit darauf mit einer Dicke von 20 &mgr;m nach seiner Trocknung zu erzeugen.

Die Zusammensetzung der oben angegebenen Vinylchlorid-Vinylacetat-Bicopolymerlösung ist wie folgt:

  • (1) Vinylchlorid-Vinylacetat-Bicopolymer: 12 g;
  • (2) Ethylacetat: 19 g;
  • (3) MIBK: 25 g; und
  • (4) MEK: 39 g.

Die getrocknete Probe, in der die Flüssigkeit mit dispergiertem Pigment auf dem Film aufgebracht wurde, wird auf der Basis einer Opazitätsuntersuchungspapiermethode gemäß JIS K5101 bewertet. Ein leeres (weißes) Papier (mit einem Reflexionsvermögen von 80±1) und ein schwarzes Papier (mit einem Reflexionsvermögen von 2 oder weniger) gemäß JIS K5101 werden verwendet, die oben angegebene Probe wird auf jedes Papier geklebt. Dann wird die Helligkeit jedes davon durch ein spektrophotometrisches Kolorimeter (CM-3700d®) von der Seite der Probe gemessen. So wird die Färbeopazität erhalten. Hier wird die Bewertung unter Verwendung des folgenden Ausdrucks durchgeführt. Färbeopaxität (%) = (LB/LW) × 100, worin:

LB:
Helligkeit auf dem schwarzen Papier; und
LW:
Helligkeit auf dem leeren Papier.

Wenn die Färbeopazität des Pigments höher ist, ist die Helligkeit auf dem schwarzen Papier höher, wohingegen die Helligkeit auf dem leeren Papier niedriger ist.

Wenn die Färbeopazität des Pigments im Gegensatz dazu niedriger ist, ist die Helligkeit auf dem schwarzen Papier niedriger, da der Einfluß des schwarzen Papiers höher ist, und die Helligkeit auf dem leeren Papier ist höher.

[Meßmethode für den maximalen Teilchendurchmesser und mittleren Teilchendurchmesser]

Für die Messung wird ein Teilchengrößenanalysemesser MICROTRAX-UPA® verwendet, der ein dynamisches Lichtstreuverfahren als Meßprinzip davon verwendet. Eine 20 % Glycerinlösung, der ein grenzflächenaktiver Stoff zugesetzt wird, wird als Dispersionsmedium bei der Messung verwendet. Nachdem das Infrarotlichtabsorptionsmittel dazu zugesetzt wird, werden Ultraschallvibrationen darauf ausgeübt, bis keine Teilchenassoziation dort zurückbleibt, und so wird eine Meßprobe erhalten.

Dann wird die Probe in das Meßgerät gegeben, eine Rückstreuung von Laserlicht wird detektiert, und der maximale Teilchendurchmesser und der mittlere Teilchendurchmesser werden durch numerische Verarbeitung des detektierten Werts erhalten.

[Meßmethode der Oberflächenkennzahl]

Die Messung der Oberflächenkennzahl gemäß der BET-Methode wird wie folgt vorgenommen: N2-Gas, das ein inaktives Gas ist, wird als Adsorptionsgas verwendet, und eine automatische Hochpräzisions-Oberflächenkennzahlmeßvorrichtung Gemini2360® wird verwendet. Die Bedingungen bei der Messung sind wie folgt:

Menge der Probe: ungefähr 0,5 g;

Vorbehandlung (Entgasungsmethode): Trocknen unter vermindertem Druck während 2 Stunden bei einer normalen Temperatur; und

Analysemethode: BET-Multi Point-Methode

[Methode der numerischen Darstellung des Licht-Wärme-Umwandlungseffekts durch photoakustische Spektroskopieanalyse (PAS)]

Beispielsweise wird als Bindeharz ein Polyesterharz mit dem Schmelzpunkt von 114°C verwendet, und der Toner mit dem zentralen Teilchendurchmesser von 8,0 bis 9,0 &mgr;m, dem 0,5 Masse-% des Infrarotlichtabsorptionsmittels zugesetzt werden, wird erzeugt (zu diesem Toner wird kein anderes Material als das Infrarotlichtabsorptionsmittel zugesetzt).

Nachdem dieser Toner auf eine rostfreie Stahlplatte gegeben wird, wird dann eine photoakustische Spektroskopieanalyse- (PAS-) Meßeinheit eingestellt, und die Atmosphäre wird durch Heliumgas unter der Bedingung von 10 ml/s und 10 s ersetzt, und für den Bereich zwischen 700 und 2000 nm wird eine Messung unter Verwendung eines Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrophotometers JIR SPX60® durchgeführt. Die Integrationszahl ist 200. Aus der PAS-Intensität, die durch Integration durch den Bereich zwischen 700 und 2000 nm des Infrarot-PAS-Spektrums erhalten wird, wird eine relative Intensität erhalten, unter der Annahme, daß die Intensität für die Oberfläche von Ruß 1 ist.

[Elementaranalysemethode für die Nachbarschaft der Toneroberfläche durch SIMS]

Nachdem die Tonerteilchen homogen und dünn auf ein doppelseitiges Haftband gegeben wurden, wird eine lose Druckbeaufschlagung darauf vorgenommen, und so wird ein dünner Tonerfilm auf dem dappelseitigen Haftband gebildet. So wird der so erhaltene Film als Meßprobe verwendet. Dann wird für die Probe die Differenz der Konzentration/Dichte des abgeleiteten im Toner enthaltenen Lichtabsorptionsmittels durch einen Bereich zwischen der Oberfläche und dem Zentrum davon gemessen, unter der Annahme, daß das zentrale Metall M, das im Infrarotlichtabsorptionsmittel enthalten ist, als Markierungssubstanz angesehen wird, wobei beispielsweise eine Sekundärionen-Masseanalysevorrichtung PHI ADEPT1010® verwendet wird.

[Lichtabsorptionsleistungs-Meßmethode der Naphthalocyanin-Verbindung durch die IR-Methode]

Zuerst wird eine zu messende Substanz so hergestellt, daß sie Teilchen mit einer gewünschten Teilchengröße aufweist. Dann wird ein Acrylharz, Delpet 80N®, gelöst in einer Mischlösung von 50:50 Toluol/Methylethylketon, als Dispersionsmedium verwendet. Dadurch wird eine homogene Suspension einer Lösung mit einer Konzentration von X Masse-% hergestellt. Diese Suspension wird auf ein Quarzglassubstrat unter Verwendung eines Schleuderbeschichters SPINNER 1H-3-A® aufgebracht. Dann wird nach dem Trocknen derselben das Absorptionsvermögen für jede Wellenlänge unter Verwendung eines Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrophotometers JIR SPX60® gemessen.

Nun werden dann Herstellungsbeispiele des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung nacheinander beschrieben.

[Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Phthalocyanin-Familie, die als Infrarotlichtabsorptionsmittel verwendet wird, und Verfahren zu ihrer Zerstäubung]

Die Verbindung der Phthalocyanin-Familie der oben angegebenen chemischen Formel (1) und/oder (2), die als Infrarotlichtabsorptionsmittel im Toner verwendet wird, kann hergestellt werden, indem eine Reaktion zwischen einer Phthalodinitryl-Verbindung und/oder Naphthalodinitryl-Verbindung, ausgedrückt durch die nachstehend gezeigte chemische Formel (3) und/oder (4), und einem Metall oder einem Metall-Derivat, unter basischer Bedingung, in einem geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 130°C oder mehr, bei 100 bis 300°C veranlaßt wird.

Chemische Formel (3)
Chemische Formel (4)
(In den oben angegebenen chemischen Formeln hat jedoch R1/R2 eine Bedeutung gleich wie jene, die für die oben angegebenen Formeln (1) und (2) gezeigt ist).

Zusätzlich kann in der oben angegebenen Formel (1) und/oder (2) das zentrale Element M ein Metall oder eine Metall-Verbindung sein. Beispielsweise kann M sein: Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Ru, Rh, Pd, In, Sn, Pt, Pb, Mg, Ca, Ba, Be, Cd, Hg oder ein Halogenid, Carboxylatsulfat, Nitrat, eine Carbonyl-Verbindung, ein Oxid, ein Komplex davon, oder dgl.

Insbesondere können vorzugsweise ein Halogenid oder Carboxylat eines Metalls verwendet werden. Beispielsweise können verwendet werden: Kupferchlorid, Kupferbromid, Kupferiodid, Nickelchlorid, Nickelbromid, Nickelacetat, Cobaltchlorid, Cobaltbromid, Cobaltacetat, Eisenchlorid, Zinkchlorid, Zinkbromid, Zinkiodid, Zinkacetat, Vanadiumchlorid, Vanadiumoxytrichlorid, Palladiumchlorid, Acetatpalladium, Aluminiumchlorid, Manganchlorid, Manganacetat, Acetylacetonmangan, Manganchlorid, Bleichlorid, Bleiacetat, Indiumchlorid, Titanchlorid, Zinnchlorid oder dgl.

Nun wird das Herstellungsverfahren beispielsweise für die Naphthalocyanin-Verbindung detaillierter beschrieben. Die zu verwendende Menge an Metall oder Metall-Verbindung beträgt das 0,2fache bis 0,6fache in Mol, vorzugsweise 0,25fache bis 0,40fache in Mol, für das Dicyanonaphthalin-Derivat in der chemischen Formel (4).

Als in der Reaktion verwendetes Lösungsmittel wird es bevorzugt, ein organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 100°C oder höher, bevorzugter 130°C oder mehr, zu verwenden. Beispielsweise ein alkoholisches Lösungsmittel, wie n-Amylalkohol, n-Hexanol, Cyclohexanol, 2-Methyl-1-pentanol, 1-Heptanol, 2-Heptanol, 1-Octanol, 2-Ethylhexanol, Benzylalkohol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Ethoxyethanol, Propoxyethanol, Butoxyethanol, Dimethylaminoethanol und Diethylaminoethanol oder dgl., oder ein Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt, wie Trichlorbenzol, Chlornaphthalin, Sulfolan, Nitrobenzol, Chinolin, N,N-Dimethylformamid, N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylimidazolidinon, N,N-Dimethylacetamid, Harnstoff oder dgl.

Die zu verwendende Menge des oben angegebenen Lösungsmittels ist so, daß sie das 1fache bis 100fache, bezogen auf die Masse, vorzugsweise das 5fache bis 20fache, bezogen auf die Masse, für das Dicyanonaphthalin-Derivat beträgt.

Bei einem Auftreten der Reaktion kann Ammoniummolybdat oder DBU (1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen) als Katalysator zugesetzt werden. Die zuzusetzende Menge ist 0,1 bis 10 Mol, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Mol pro Mol des Dicyanonaphthalin-Derivats. Die Reaktionstemperatur bei diesem Auftreten ist 100 bis 300°C, vorzugsweise 130 bis 220°C.

Nach der Reaktion wird das Lösungsmittel abdestilliert, oder die Reaktionsflüssigkeit wird in ein schlechtes Lösungsmittel für die Verbindung der Phthalocyanin-Familie abgegeben, um abgeschiedene Stoffe herauszufiltern. Dadurch wird die Zielverbindung erhalten.

Ferner kann die Verbindung der Phthalocyanin-Familie in höherer Reinheit durch Verfeinern durch Umkristallisation oder Säulenchromatographie erhalten werden.

Zusätzlich ist ein Zerstäubungsverfahren für die oben angegebene Verbindung der Phthalocyanin-Familie nicht besonders eingeschränkt, insbesondere solange ein Zerkleinern zur Herstellung von Teilchen mit einem gewünschten feinen Teilchenzustand durchgeführt werden kann. Beispielsweise können ein mechanisches Zerkleinerungsverfahren, wie jenes unter Verwendung einer Hammermühle, ein Luftkollisionszerkleinerungsverfahren, wie jenes unter Verwendung einer Strahlmühle, ein Naßzerkleinerungsverfahren, wie jenes unter Verwendung eines Reibers oder einer Naßkugelmühle, allein oder in einer beliebigen Kombination davon verwendet werden.

[Herstellung von Toner]

Es ist möglich, die Herstellung von Toner durch ein gewöhnliches Tonerherstellungsverfahren vorzunehmen. Wenn der Toner durch ein Zerkleinerungsverfahren hergestellt wird, werden Tonerelemente, d.h. das Bindeharz, die oben angegebene Verbindung der Phthalocyanin-Familie als Infrarotlichtabsorptionsmittel, der Wachsverbundstoff, das Färbemittel, das Elektrifizierungssteuermittel, etc., in einer Mischung davon hergestellt. Dann werden diese Tonerelemente geschmolzen und mit einem Kneter, Extruder oder dgl. geknetet. Nachdem das geschmolzene und geknetete Produkt grob zerkleinert wird, wird es durch eine Strahlmühle oder dgl. fein zerkleinert, und dann werden die Tonerteilchen mit einer gewünschten Teilchengröße durch eine Luftklassiermaschine erhalten. Ferner wird die Verarbeitung, die das externe Additiv zusetzt, vorgenommen, und so wird der Endtoner erhalten.

Der Toner kann auch durch ein Polymerisationsverfahren hergestellt werden, und in diesem Fall kann hauptsächlich ein Suspensionspolymerisationsverfahren oder ein Emulsionspolymerisationsverfahren verwendet werden.

Wenn das Suspensionspolymerisationsverfahren verwendet wird, wird ein Monomerverbundstoff hergestellt, indem ein Monomer, wie Styrol, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder dgl., ein Vernetzungsmittel, wie Divinylbenzol oder dgl., ein Kettentransfermittel, wie Dodecylmercaptan, das Färbemittel, das Elektrifizierungssteuermittel, die oben angegebene Verbindung der Phthalocyanin-Familie, der Wachsverbundstoff, ein Polymerisationsinitiator, etc., gemischt werden. Dann wird der oben angegebene Monomerverbundstoff in eine Wasserphase gegeben, die einen grenzflächenaktiven Stoff und einen Suspensionsstabilisator, wie Tricalciumphosphat, Polyvinylalkohol oder dgl., enthält. Dann wird eine Emulsion daraus erzeugt, wobei eine Emulgiermaschine vom Rotor-Stator-Typ, eine Hochdruck-Emulgiermaschine, eine Ultraschall-Emulgiermaschine, etc., verwendet werden, und dann wird durch Erhitzen die Polymerisation des Monomers vorgenommen. Nach der Polymerisation werden die Teilchen gewaschen und getrocknet. Dann wird das externe Additiv dazu zugesetzt, und so werden die Endtonerteilchen erhalten. Wenn das Emulsionspolymerisationsverfahren verwendet wird, werden ein Monomer, wie Styrol, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder dgl., und erforderlichenfalls ein grenzflächenaktiver Stoff, wie Natriumdodecylsulfat, zu Wasser zugesetzt, worin ein wasserlöslicher Polymerisationsinitiator, wie Kaliumpersulfat, gelöst ist. Dann wird das so erhaltene Produkt gerührt und erhitzt. So wird die Polymerisation vorgenommen, und so werden Harzteilchen erhalten. Dann werden in einer Suspension, worin die Harzteilchen dispergiert sind, Pulver, wie die oben angegebene Verbindung der Phthalocyanin-Familie, das Färbemittel, das Elektrizifierungssteuermittel, der Wachsverbundstoff, usw., zugesetzt. Dann werden pH, Rührstärke, Temperatur, etc., der Suspension eingestellt, und dadurch werden die Harzteilchen, die Infrarotlichtabsorptionsmittelpulver, usw., heteroaggregiert.

Ferner wird das System über die Glasübergangstemperatur des Harzes erhitzt, und das Heteroaggregat wird geschmolzen. So werden die Tonerteilchen erhalten. Dann werden die Teilchen gewaschen und getrocknet. Dann wird das externe Additiv zugesetzt, und die Endtonerteilchen werden erhalten.

Nachstehend werden Ausführungsformen des Farbtoners gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt.

Zuerst werden nun einige Herstellungsbeispiele des Infrarotlichtabsorptionsmittels beschrieben.

Die Bewertung für die mehreren oben angegebenen physikalischen Eigenschaften wird für die in den Herstellungsbeispielen 1 bis 7 hergestellten Infrarotlichtabsorptionsmittel vorgenommen, und die Bewertungsergebnisse sind in 2 gezeigt. 2 zeigt die Infrarotlichtabsorptionsmittel Nr. 1 bis 15.

[Herstellungsbeispiel 1 von Infrarotlichtabsorptionsmittel/Vanadylnaphthalocyanin]

4,0 Teile Naphthalindinitryl, 0,3 Teile Vanadyloxid, 1,5 Teile DBU und 20 Teile n-Amylalkohol wurden als Rohmaterialien verwendet, und, nachdem sie gemischt wurden, wurden sie sechs Stunden lang unter Rückfluß gerührt.

Dann, nachdem das so erhaltene Produkt abgekühlt wurde, wurde es in 100 ml Methanol abgelassen, und der Rückstand wurde herausfiltriert. Dann wurde das Produkt durch Säulenchromatographie verfeinert, und so wurden 2,8 Teile Vanadylnaphthalocyanin erhalten.

Dieses Vanadylnaphthalocyanin wird so zerkleinert, daß feine Teilchen mit einer gewünschten Oberflächenkennzahl unter Verwendung einer Luftkollisionszerkleinerungsmaschine und/oder eines Reibers hergestellt werden.

In diesem Herstellungsbeispiel 1 wurden, wie in 2 gezeigt, um den Einfluß auf den Toner im Fall der Verwendung des Infrarotlichtabsorptionsmittels mit einer anderen Oberflächenkennzahl zu überprüfen, jene mit neun Arten von Oberflächenkennzahlen hergestellt. Es wurde nämlich Vanadylnaphthalocyanin jeweils mit der Oberflächenkennzahl im Bereich zwischen 1,8 und 153,2 hergestellt.

[Herstellungsbeispiel 2 von Infrarotlichtabsorptionsmittel/Aluminiumnaphthalocyanin]

Aluminiumnaphthalocyanin wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben angegebenen Herstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß 0,3 Teile Vanadyloxid, das ein Teil der Rohmaterialien war, zu demselben chemischen Äquivalent von Aluminiumchlorid geändert wurden.

[Herstellungsbeispiel 3 von Infrarotlichtabsorptionsmittel/Zinnnaphthalocyanin]

Zinnnaphthalocyanin wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben angegebenen Herstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß 0,3 Teile Vanadyloxid, das ein Teil der Rohmaterialien war, zu demselben chemischen Äquivalent von Zinnchlorid geändert wurden.

[Herstellungsbeispiel 4 von Infrarotlichtabsorptionsmittel/Titanylnaphthalocyanin]

Titanylnaphthalocyanin wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben angegebenen Herstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß 0,3 Teile Vanadyloxid, das ein Teil der Rohmaterialien war, zu demselben chemischen Äquivalent von Titanoxid geändert wurden.

[Herstellungsbeispiel 5 von Infrarotlichtabsorptionsmittel/Alkoxyalkyl-substituiertes Vanadylphthalocyanin]

Alkoxyalkyl-substituiertes Vanadylphthalocyanin wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben angegebenen Herstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß 4,0 Teile Naphthalindinitryl, das ein Teil der Rohmaterialien war, zu demselben chemischen Äquivalent von Alkoxyalkyl-substituiertem Phthalodinitryl geändert wurden, das in der folgenden chemischen Formel (5) gezeigt ist:

Chemische Formel (5)
[Herstellungsbeispiel 6 von Infrarotlichtabsorptionsmittel/Naphthalocyanin mit heterogenem Skelett]

Eine Mischung einer Verbindung der Naphthalocyanin-Familie mit einer Substituentenstruktur, worin jedes Paar von Substituenten von R1 und R2, R3 und R4, R5 und R6, und R7 und R8 in der oben angegebenen chemischen Formel (1) entweder:

oder ein Paar von Wasserstoff und einer Gruppe -OC8H17 ist, wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben angegebenen Herstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß 2,0 Teile Naphthalindinitryl von 4,0 Teilen Naphthalindinitryl zu demselben chemischen Äquivalent von Alkoxyalkyl-substituiertem Phthalodinitryl geändert wurden, das in der oben angegebenen Formel (5) gezeigt ist.

[Herstellungsbeispiel 7 von Infrarotlichtabsorptionsmittel/Alkoxyalkyl-substitutiertes Vanadylnaphthalocyanin]

Alkoxyalkyl-substituiertes Vanadylnaphthalocyanin wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben angegebenen Herstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß 4,0 Teile Naphthalindinitryl, das ein Teil der Rohmaterialien war, zu demselben chemischen Äquivalent von Alkoxyalkyl-substituiertem Naphthalindinitryl geändert wurden, das in der folgenden chemischen Formel (6) gezeigt ist:

Chemische Formel (6)

Als nächstes werden nun Beispiele der Herstellung der Farbtoner für die Blitzfixierung unter Verwendung des oben angegebenen Infrarotlichtabsorptionsmittels beschrieben. Diese Toner sind in 3 gezeigt.

[Tonerherstellungsbeispiel 1] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 1,8)

Zuerst wurden 2,0 mol Polyoxypropylen-(2)-2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 1,5 mol Polyoxyethylen-(2)-2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,46 mol 1,3-Butandiol, 0,12 mol Epikote 1001, 3,6 mol Terephthalsäure, 1,8 mol Isophthalsäure, 0,1 mol wasserfreie Trimellitsäure und 2,3 g n-Butylzinnoxid in einen 4-Halskolben aus Glas gegeben. Ein Thermometer, ein Rührstab, ein Kondensator und ein Stickstoffeinlaßrohr wurden an diesem Kolben angebracht. Dann wurde die Mischung in einem elektrischen Heizmantel unter einem Stickstoffgas-Flußzustand bei 220°C gerührt, und so wurde veranlaßt, daß eine Reaktion auftritt. Dann, als sie einen Erweichungspunkt von 114°C erreichte, ist die Kondensationspolymerisationsreaktion beendet, und so wurde ein lichtgelbes transparentes feststoffartiges Polyesterharz mit der Säurezahl von 30 mg/KOH und einem Erweichungspunkt von 114°C erhalten.

Das durch das oben angegebene Verfahren hergestellte Polyesterharz wurde als Bindeharz verwendet. Diesem wurden 5 Masse-% Benzimidazolon-Pigment (Tonergelb HG®), 0,8 Masse-% Calixaren-Verbindung (E-89®) und 0,75 Masse-% des in 2 gezeigten Infrarotlichtabsorptionsmittels Nr. 1 zugesetzt. Nachdem ein Schmelzen und Kneten davon unter Verwendung eines 2-Achsen-Extruders (PCM-30®) vorgenommen wurden, wurde ein feines Zerkleinern davon unter Verwendung einer Zerkleinerungs- und Klassiereinheit (hergestellt von Japan Pneumatic Co., Ltd.) vorgenommen, die aus einer Strahlmühle und einer DS-Klassieranordnung besteht. So wurde ein Tonergrundprodukt erhalten.

Dann wurden dem Tonergrundprodukt als externes Additiv 0,35 Masseteile hydrophobe Kieselerde (H-2000®) unter Verwendung eines Henschel-Mischers zugesetzt, und so wurde der Toner (A) erhalten.

[Tonerherstellungsbeispiel 2] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 19,1)

Der Toner (B) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 2 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 3] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 29,6)

Der Toner (C) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 3 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 4] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 46,6)

Der Toner (D) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 4 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 5] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 58,3)

Der Toner (E) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 5 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 6] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 83,3)

Der Toner (F) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 6 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 7] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 118,2)

Der Toner (G) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 7 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 8] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 132,1)

Der Toner (H) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 8 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 9] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 153,2)

Der Toner (I) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 9 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 10] (Gelber Toner/Aluminiumnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 60,3)

Der Toner (J) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 10 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 11] (Gelber Toner/Zinnnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 55,4)

Der Toner (K) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 11 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 12] (Gelber Toner/Titanylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 60,7)

Der Toner (L) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 12 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 13] (Gelber Toner/Vanadylphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 63,2)

Der Toner (M) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 13 zuzusetzen ist.

[Tonerherstellungsbeispiel 14] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin mit heterogenem Skelett 0,5 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 50,2)

Der Toner (N) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 14 zuzusetzen ist, und die Additivmenge davon 0,5 Masse-% gemacht wird.

[Tonerherstellungsbeispiel 15] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,05 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 46,6)

Der Toner (O) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß die Menge des zuzusetzenden Infrarotlichtabsorptionsmittels auf 0,05 Masse-% geändert wurde.

[Tonerherstellungsbeispiel 16] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,30 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 46,4)

Der Toner (P) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß die Menge des zuzusetzenden Infrarotlichtabsorptionsmittels auf 0,30 Masse-% geändert wurde.

[Tonerherstellungsbeispiel 17] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,50 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 46,6)

Der Toner (Q) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß die Menge des zuzusetzenden Infrarotlichtabsorptionsmittels auf 0,50 Masse-% geändert wurde.

[Tonerherstellungsbeispiel 18] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 3,0 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 46,6)

Der Toner (R) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß die Menge des zuzusetzenden Infrarotlichtabsorptionsmittels auf 3,0 Masse-% geändert wurde.

[Tonerherstellungsbeispiel 19] (Gelber Toner/Vanadylnaphthalocyanin 6,0 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 46,6)

Der Toner (S) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß die Menge des zuzusetzenden Infrarotlichtabsorptionsmittels auf 6,0 Masse-% geändert wurde.

[Tonerherstellungsbeispiel 20] (Roter Toner/Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 46,6)

Der Toner (T) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das zuzusetzende Pigment von 5 Masse-% Benzimidazolon-Pigment (Tonergelb HG®) zu einem Azo-Pigment der Naphthol-Familie (Irgalite Red 3RS®) geändert wurde.

[Tonerherstellungsbeispiel 21] (Roter Toner/Alkyl-substituiertes Vanadylnaphthalocyanin 0,75 Masse-%/Oberflächenkennzahl: 53,2)

Der Toner (U) wurde auf die gleiche Weise wie jene des oben beschriebenen Tonerherstellungsbeispiels 1 erhalten, außer daß das Infrarotlichtabsorptionsmittel geändert wurde, das der in 2 gezeigten Nr. 15 zuzusetzen ist.

Als nächstes wird nun ein Verfahren zur Bewertung der Toner in den Ausführungsformen beschrieben.

Jeder der oben angegebenen Toner (A) bis (U) wurde zur Herstellung eines Zweikomponenten-Entwicklers verwendet, und dann wurden unter Verwendung einer Abbildungsvorrichtung 1 mit einer Konfiguration wie sie nun beschrieben wird der Farbton, die Fixierleistung, die Bildcharakteristiken, usw., gemessen, und dann wurde auf dieser Basis eine Beurteilung von einem allgemeinen Standpunkt vorgenommen.

5 zeigt typisch und teilweise eine allgemeine Konfiguration der Abbildungsvorrichtung 1 im Zweikomponenten-Entwicklungssystem. Diese Vorrichtung 1 ist von einem Hochgeschwindigkeits-Entwicklungstyp mit einer Verfahrensgeschwindigkeit von 1152 mm/s, und bei dem in der Peripherie eines lichtempfindlichen Körpers 10 aus amorphen Silicium eine Elektrizifizierungseinheit 20, eine Belichtungseinheit 30, eine Entwicklungseinheit 40, eine Transfereinheit 50, ein Reiniger 60, eine elektrische Entladungseinheit 70, und eine Blitzfixiereinheit 80, die eine Xenon-Blitzlampe 81 enthält, angeordnet sind.

Die Entwicklungseinheit 40 enthält einen Entwicklerbehälter 41, eine Entwicklungswalze 43, Rührschaufeln (in der Figur nicht gezeigt), usw., veranlaßt, daß Tonerteilchen TO und Trägerteilchen CA im Entwicklerbehälter 4l miteinander in Kontakt kommen, so daß dem Toner eine vorherbestimmte Elektrifizierungsmenge verliehen wird. Die Abbildung wird vorgenommen, wobei jeder der oben angegebenen Toner (A) bis (U) im Zweikomponenten-Entwickler in der Vorrichtung 1 verwendet wurde.

[Tonerbewertungsverfahren]

Jeder der oben angegebenen Toner (A) bis (U) wurde mit einem Ferrit-Träger mit einem Teilchendurchmesser von 60 &mgr;m gemischt und zu einem Entwickler bei 4,5 % Tonerkonzentration gebildet. Dann wurde er in eine modifizierte Version eines Druckers (mit der Produktnummer PS2160®) mit derselben Konfiguration wie jener der oben mit Bezugnahme auf 5 beschriebenen Abbildungsvorrichtung 1 geladen. Dann wurde das Xenon-Blitzlicht (Einstrahlungsenergie 2,2J/cm2) aufgebracht, und ein gedrucktes Bild wurde als Ergebnis der Fixierung auf einem gewöhnlichen Papier (NIP-1500LT®) erhalten.

Als nächstes wurde die Fixierleistung davon wie folgt untersucht:

Zuerst wurde eine optische Dichte (OD1) für das gedruckte Bild mit einer Größe von 1 Zoll mal 1 Zoll gemessen, danach wurde ein Haftband (Scotch® Reparaturband) auf dieses gedruckte Bild geklebt, das Band wurde nach dem Verstreichen einer entsprechenden Zeit davon abgezogen, und dann wurde eine optische Dichte (OD2) des gedruckten Bilds nach dem Abziehen gemessen. Dann wurde die Fixierleistung des gedruckten Bilds daraus durch die folgende Formel berechnet: Fixierleistung (%) = OD2/QD1 × 100

Ein Macbeth PCM-Messer wurde zur Messung der optischen Dichte verwendet.

Als nächstes wurde eine visuelle Bewertung für den Farbton des gedruckten Bilds vorgenommen, und eine gefühlsmäßige Bewertung wurde für einen Grad an Farbtrübung vorgenommen, die durch den Zusatz des Infrarotlichtabsorptionsmittels verursacht wurde. Hinsichtlich der Ergebnisse der Bewertung wurde &jocir; einer besonders überlegenen verliehen, O wurde einer überlegenen verliehen, &Dgr; wurde einer verliehen, die nicht völlig auf einer praktisch verwendbaren Ebene lag, X wurde einer verliehen, die vollständig unter der praktisch verwendbaren Ebene lag, und XX wurde einer verliehen, die noch weiter unter der praktisch verwendbaren Ebene lag (insgesamt 5 Schritte).

Außerdem wurde für das gedruckte Bild eine 5-stufige Bewertung durch Betrachten mit dem menschlichen Auge von einem allgemeinen Standpunkt der Bildcharakteristiken vorgenommen, wie für einen Abbau der Helligkeit in einem weißen Hintergrundteil, Schmutz, etc., ähnlich dem oben angegebenen Fall der Untersuchung des Farbtons.

Die oben angegebenen Bewertungsergebnisse sind in 3 gezeigt. Aus 3 sind die folgenden Tatsachen ersichtlich:

  • (1) Wenn die Färbeopazität 20 überschreitet, wird der Farbton dadurch problematisch beeinflußt. Demgemäß wird es bevorzugt, die Färbeopazität unter diesem Niveau einzustellen. Dem Toner D wurde beispielsweise das Infrarotlichtabsorptionsmittel Nr. 4 zugesetzt, der Farbton war ungefähr auf der Ebene der praktischen Verwendung. Tatsächlich betrug die Färbeopazität dieses Nr. 4 Infrarotlichtabsorptionsmittels 16.

Außerdem ist aus den Ergebnissen der Toner E bis K ersichtlich, daß es hinsichtlich der Färbeopazität mehr bevorzugt wird, sie gleich oder kleiner als 15 einzustellen. Die Färbeopazität des Infrarotlichtabsorptionsmittels fällt gemäß der Oberflächenkennzahl, ist jedoch um einen Bereich gesättigt, in dem die Oberflächenkennzahl ungefähr 80 m2/g überschreitet.

Ferner ist aus dem Vergleich der Ergebnisse der Toner E, J, K und L auch ersichtlich, daß die Färbeopazität reduziert werden kann, wenn Aluminium oder Zinn als zentrales Metall M der Verbindung der Phthalocyanin-Verbindung verwendet wird, und der Farbton kann entsprechend verbessert werden.

  • (2) Aus den Bewertungen für die Toner A bis I unter Verwendung von Vanadylnaphthalocyanin mit verschiedenen Werten der Oberflächenkennzahl als Infrarotlichtabsorptionsmittel gehen die folgenden Tatsachen hervor:

    (a) Die Fixierleistung und der Bildfarbton können verbessert werden, wenn die Oberflächenkennzahl des Infrarotlichtabsorptionsmittels groß ist. Diese Verbesserung ist für die Oberflächenkennzahl in einem Bereich zwischen 1 und 40 besonders bemerkenswert.

    (b) Die Oberflächenkennzahl des Infrarotlichtabsorptionsmittels, das eine bevorzugte Fixierleistung, einen bevorzugten Farbton und bevorzugte Bildcharakteristiken vorsehen kann, ist gleich oder größer als ungefähr 40,0 m2/g.

    (c) Mit weiter steigender Oberflächenkennzahl des verwendeten Infrarotlichtabsorptionsmittels tendiert der Verbesserungseffekt für die Fixierleistung und den Bildfarbton dazu, gesättigt zu werden, und insbesondere tendiert die Fixierleistung dazu, abgebaut zu werden. Ferner wird es in Anbetracht der Kosten bevorzugt, die für das Zerkleinern erforderlich sind, um feinere Teilchen bei der Herstellung des Infrarotlichtabsorptionsmittels zu erzeugen, daß die Oberflächenkennzahl des Infrarotlichtabsorptionsmittels 120,0 m2/g nicht überschreitet.
  • (3) Als nächstes ist aus dem Vergleich für die Fixierleistung zwischen den Tonern N und Q ersichtlich, daß: es für die Tonerfixierleistung effektiv ist, die Skelettstruktur der Verbindung der Phthalocyanin-Familie geeignet zu modifizieren, und das Absorptionsfrequenzband davon zu verbreitern.
  • (4) Ferner geht aus dem Vergleich zwischen den Tonern O bis S hervor, daß

    die optimale Zusatzmenge des Infrarotlichtabsorptionsmittels in einem Bereich von 0,1 bis 5,0 Masse-% und bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,2 und 3,0 Masse-% liegt.
  • (5) Die Toner T und U zeigen, daß die Toner in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend auch für Rot und nicht nur für Gelb verwendet werden können. Zusätzlich kann ein gutes Ergebnis ähnlich auch für andere Farben als Rot erhalten werden, beispielsweise für Blau, Grün, Zinnoberrot, usw. Natürlich kann die vorliegende Erfindung auch bei einem schwarzen Toner verwendet werden.

Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen jene sind, in denen der Zweikomponenten-Entwickler unter Verwendung des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Träger verwendet wird, ist es auch möglich, einen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung als magnetischen oder nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwickler zu verwenden.

Wie aus der obigen detaillierten Beschreibung ersichtlich ist, kann, wenn die Zusatzmenge des Infrarotlichtabsorptionsmittels in einer ausreichenden Menge vorgenommen wird, so daß die Fixierleistung gesichert sein sollte, im Farbtoner in der verwandten Technik für die Blitzfixierung die Färbung des Toners problematisch beeinträchtigt werden, und die Kosten können dadurch problematisch erhöht werden. Demgemäß kann es schwierig sein, gemäß der verwandten Technik beispielsweise für einen zitronengelben Toner, welche Farbe wahrscheinlich problematisch beeinflußt wird, und bei der eine Trübung des Farbtons dadurch auftreten kann, einen praktisch vervendbaren zu erzielen.

Im Gegensatz dazu beeinflußt gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Färbeopazität des dem Toner zugesetzten Infrarotlichtabsorptionsmittels niedrig ist, das Infrarotlichtabsorptionsmittel kaum den Farbton des dem Toner zum Zweck der Färbung des Toners zugesetzten Pigments. So hat die vorliegende Erfindung einen überlegenen Vorteil.

Da das Infrarotlichtabsorptionsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine hohe Lichtabsorptionsfähigkeit aufweist, ist es ferner möglich, die Zusatzmenge davon effektiv zu steuern/reduzieren, und so ist es möglich, die Absorption durch das Infrarotlichtabsorptionsmittel für die Wellenlängenzone von sichtbarem Licht effektiv zu reduzieren. Daher kann der Farbton des Toners auch von diesem Aspekt verbessert werden.

Daher ist es auch für eine Farbe möglich, für die eine Trübung des Farbtons wahrscheinlich auftreten wird, wie Zitronengelb, ein helligkeitsfixiertes Bild (gedrucktes Bild) unter Verwendung eines Toners gemäß der vorliegenden Erfindung vorzusehen.

Ferner ist es durch eine Abbildungsvorrichtung unter Verwendung eines derartigen Toners gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen hellen Farbton vorzusehen.

Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können Variationen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der Japanischen Prioritätsanmeldung Nr. 2001-102603, eingereicht am 30. März 2001, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.


Anspruch[de]
  1. Toner zum optischen Fixieren, mit:

    einem Bindeharz;

    einem Färbemittel; und

    einem Infrarotlichtabsorptionsmittel,

    worin:

    die Färbeopazität des Infrarotlichtabsorptionsmittels 20 oder weniger beträgt; und

    das Infrarotlichtabsorptionsmittel eine Struktur hat, die durch die folgende chemische Formel (1) und/oder (2) ausgedrückt wird;
    Chemische Formel (1)
    Chemische Formel (2)
    worin:

    jedes R1 bis R8 einen Substituenten bedeutet, der an einen Benzolring oder einen Naphthalinring angefügt ist, und ein Wasserstoff-, ein Halogenatom, eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoff-Gruppe mit der Kohlenstoffzahl in einem Bereich zwischen 1 und 18, oder eine sauerstoff- und/oder stickstoffhaltige Kohlenwasserstoff-Gruppe mit der Kohlenstoffzahl in einem Bereich zwischen 1 und 13 umfaßt; und

    M zwei Wasserstoffatome, ein zweiwertiges Metall, oder ein dreiwertiges oder vierwertiges Metall-Derivat bedeutet.
  2. Toner nach Anspruch 1, worin das Infrarotlichtabsorptionsmittel eine Oberflächenkennzahl in einem Bereich zwischen 40,0 und 120,0 m2/g, gemessen durch eine BET-Methode, hat.
  3. Toner nach Anspruch 1, worin das zentrale Element M in der chemischen Formel (1) und/oder (2) Aluminium oder Zinn umfaßt.
  4. Toner nach Anspruch 1, worin eine beliebige oder eine Vielzahl der Gruppen von R1 bis R8 in der chemischen Formel (1) und/oder (2) von den anderen Gruppen von R1 bis R8 verschieden ist.
  5. Abbildungsvorrichtung, welche eine Abbildung unter Verwendung des Toners nach Anspruch 1 als Entwickler in einem Entwicklungsverfahren vornimmt.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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