ES2260564T3

ES2260564T3 - Toner seco y cartucho de proceso, procedimiento de formacion de imagenes y aparato que lo utiliza.

Info

Publication number: ES2260564T3
Application number: ES03026381T
Authority: ES
Inventors: Masami Tomita; Fumihiro Sasaki; Toshiki Nanya; Hiroto Higuchi; Shinichiro Yagi; Shigeru Emoto; Tomoyuki Ichikawa; Naohito Shimota; Maiko Kondo; Tadao Takikawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: DE60304807D1; EP1426828A3; EP1426828A2; US20040142265A1; DE60304807T2; JP4358574B2; EP1426828B1; US7056636B2; JP2004318043A

Abstract

Un tóner seco que comprende una partícula de base de tóner, partículas finas de un agente de control de carga sobre la superficie de la partícula de base de tóner y un aditivo externo sobre la superficie de la misma, comprendiendo la partícula de base de tóner un núcleo de tóner y partículas orgánicas finas sobre la superficie del núcleo de tóner, comprendiendo el núcleo de tóner al menos un aglutinante de tóner, un colorante y una cera, en el que la cera se concentra en las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner.

Description

Tóner seco y cartucho de proceso, procedimiento de formación de imágenes y aparato que lo utiliza.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere a un tóner seco para un revelador, que revela imágenes electrostáticas latentes en, por ejemplo, electrofotografía, grabación electrostática e impresión electrostática. Más específicamente, ésta se refiere a un tóner para electrofotografía que se usa, por ejemplo, para copiadoras, impresoras láser, telecopias para papel normal usando un sistema de revelado electrofotográfico directo o indirecto. Además, la presente invención está orientada a un tóner para electrofotografía que se usa en copiadoras a todo color, impresoras láser a todo color y telecopiadoras de papel normal a todo color que usan un sistema de revelado electrofotográfico multicolor directo o indirecto.

Descripción de la técnica relacionada

En la electrofotografía, grabación electrostática e impresión electrostática, un revelador se aplica por ejemplo a un elemento portador de imagen electrostática latente tal como un fotoconductor, de manera que se coloque el revelador sobre una imagen electrostática latente formada sobre el elemento portador de imagen electrostática latente en una etapa de revelado, el revelador colocado sobre la imagen se transfiere a un soporte de grabación tal como un papel de grabación en una etapa de transferencia, después de ello se fija en revelador transferido sobre el soporte de grabación en una etapa de fijación. Tales reveladores usados para revelar la imagen electrostática latente formada sobre el elemento portador de imagen electrostática latente incluyen en general reveladores de dos componentes que contienen un portador y un tóner, y reveladores de un solo componente tales como tóneres magnéticos y tóneres no magnéticos, que no requieren portador.

Los tóneres secos convencionales para uso en electrofotografía, grabación electrostática o impresión electrostática se forman por fusión y amasado de un aglutinante de tóner tal como una resina estirénica o un poliéster, un colorante y otros componentes, pulverizando luego la sustancia amasada.

Propiedades de carga

El tóner se carga en general por fricción. Por ejemplo, éste se carga como resultado de fricción por contacto con un portador en un revelador de dos componentes, y se carga como resultado de fricción por contacto con un rodillo de alimentación destinado a alimentar el tóner a un manguito de revelado o con una pala de regulación de espesor destinada a uniformizar la capa de tóner sobre el manguito de revelado. Para reproducir con exactitud imágenes electrostáticas latentes sobre un elemento portador de imagen tal como un fotoconductor, son importantes las propiedades de carga del tóner. Para obtener propiedades de carga satisfactorias, se ha realizado una variedad de intentos sobre los tipos y procedimientos de incorporación de un agente de control de carga dentro de un tóner.

Tales agentes de control de carga desempeñan su función sobre la superficie de las partículas de tóner, y la mayoría de ellos son costosos. En consecuencia, se han realizado intentos de disponer una pequeña cantidad de un agente de control de carga sobre la superficie de las partículas de tóner. Las solicitudes de patentes japonesas abiertas a consulta por el público (JP-A) No. 63-104064, 05-119513, 09-127720 y 11-327199 desvelan técnicas en las que se aplica un agente de control de carga a la superficie de partículas de tóner para transmitir capacidad de carga a un tóner. Sin embargo, la capacidad de carga del tóner resultante es insuficiente, el agente de control de carga tiende a exfoliarse de la superficie, y no pueden proporcionarse tóneres que tengan capacidad de carga de destino ni siquiera según los procedimientos de producción desvelados en los mismos. En particular, estas publicaciones de patente nunca toman en consideración una tasa de carga inicial del tóner.

El documento JP-A No. 63-244056 desvela un procedimiento en el que se adhiere y se fija un agente de control de carga sobre la superficie de las partículas madre de tóner utilizando una fuerza de impulsos generada en una separación entre un rotor (es decir, una paleta puesta en rotación a una velocidad elevada) y un estátor (es decir, saledizos fijados sobre la pared interna de un recipiente). Sin embargo, puesto que la pared interna tiene saledizos, tienden a formarse flujos turbulentos y, con ello, las partículas pueden pulverizarse excesivamente o fundirse parcialmente, el agente de control de carga pueden incrustarse en la superficie de las partículas madre de tóner o adherirse a la superficie de forma irregular. Esto está provocado probablemente por la desigualdad en la energía transmitida a las partículas. La patente japonesa (JP-B) No. 2962907 describe la relación entre la cantidad de agente de control de carga sobre la superficie y la del interior del tóner. Sin embargo, esta técnica es aún insuficiente para mejorar las propiedades de fijación de imagen del tóner.

Propiedades de fijación de imagen

Estos tóneres secos, después de usarse para el revelado y transferirse sobre un soporte de grabación tal como una hoja de papel, se fijan sobre la hoja por calentamiento y fusión del tóner usando un rodillo térmico. Si una temperatura del rodillo térmico es excesivamente elevada, en este procedimiento, se produce un "offset en caliente". El offset en caliente es el problema de que el tóner se funde excesivamente y se adhiere sobre el rodillo térmico. Si, por el contrario, una temperatura del rodillo térmico es excesivamente baja, un grado de fusión del tóner es insuficiente, lo que da como resultado una fijación insuficiente de la imagen. En consecuencia, existen demandas de un tóner que tenga una temperatura a la que se produce el offset en caliente más elevada (resistencia excelente al offset en caliente) y una temperatura de fijación baja (excelentes propiedades de fijación de la imagen a bajas temperaturas), en vista de la conservación de la energía y miniaturización de aparatos tales como copiadoras. Los tóneres también requieren una aptitud para el almacenamiento resistente al calor que suprima el bloqueo del tóner cuando el tóner está almacenado, y a una temperatura de la atmósfera en el interior del aparato donde está alojado el tóner. De forma especial, es esencial una baja viscosidad de fusión del tóner en las copiadoras a todo color e impresoras a todo color a fin de obtener un brillo elevado y una excelente mezcla de colores de una imagen. Como consecuencia, en un tóner tal se han usado aglutinantes de tóner poliéster que se funden de forma nítida. Sin embargo, este tóner tiende a provocar offset en caliente. Para impedir el offset en caliente, en los aparatos a todo color, de forma convencional se ha aplicado aceite de silicona sobre el rodillo térmico. No obstante, en el procedimiento de aplicación de aceite de silicona al rodillo térmico, los aparatos necesitan llevar equipados un depósito de aceite y un dispositivo aplicador de aceite, por consiguiente las estructuras de los aparatos se vuelven más complejas, y sus tamaños, más grandes. Esto también conduce a un deterioro del rodillo térmico, así que es preciso un mantenimiento cada cierto período. Además, es inevitable que el aceite se acople a soportes de grabación tales como papel para copiadora y películas para OHP (retroproyector) y, especialmente con las películas para OHP, el aceite acoplado provoca el deterioro del tono de colores.

Para impedir la unión del tóner sin aplicar un aceite a un rodillo térmico, por lo general se ha añadido cera a un tóner. En este procedimiento, sin embargo, el efecto de liberación se ve afectado en gran medida por una condición de cera dispersada dentro de un aglutinante de tóner. La cera no manifiesta su capacidad de liberación si la cera es compatible con un aglutinante de tóner. La cera manifiesta su capacidad de liberación y mejora la capacidad de liberación del tóner cuando la cera se queda dentro de un aglutinante de tóner como partículas de dominio incompatible. Si un diámetro de partículas de dominio es excesivamente grande, el tóner resultante puede no obtener imágenes con buena calidad. Esto se debe a que una relación de cera que aparece en una porción de superficie de un tóner con respecto a otros componentes del tóner aumenta con un aumento del diámetro de los mismos. Las partículas del tóner se agregan degradando la fluidez del tóner. Además, se produce una formación de película cuando la cera migra a un portador o un fotoconductor durante un uso a largo plazo. La reproducibilidad de colores y la claridad de una imagen se degradan en el caso de tóneres de color. Al contrario, si un diámetro de las partículas de dominio es excesivamente pequeño, la cera se dispersa en forma excesivamente fina, de modo que no puede obtenerse suficiente capacidad de liberación. Aunque es necesario controlar el diámetro de la cera como se ha mencionado anteriormente, aún no se ha hallado un procedimiento apropiado para ello. Por ejemplo, en el caso de tóneres fabricados por pulverización, el control del diámetro de la cera depende en gran medida de la fuerza de cizallamiento de mezclado durante los procedimientos de fusión y amasado. Las resinas poliéster usadas de forma convencional para un aglutinante de tóner tienen una baja viscosidad, y no se puede añadir a las mismas una fuerza de cizallamiento suficiente. Es muy difícil controlar la distribución de cera y obtener un diámetro conveniente, especialmente para estos tóneres. Otro problema de la pulverización es que está expuesta más cera desde una superficie de tóner, puesto que un artículo de material de tóner tiende a romperse en las porciones donde aparece la cera como resultado de la pulverización, y tales porciones rotas de la cera constituyen superficies de las partículas de tóner.

Diámetro y forma de partículas

Aunque se ha intentado la mejora de los tóneres miniaturizando un diámetro de la partícula de tóner o estrechando la distribución del diámetro de partículas del tóner para obtener imágenes de alta calidad, no puede obtenerse una forma de partícula uniforme por procedimientos de fabricación corrientes de amasado y pulverización. Además, los tóneres todavía se pulverizan de modo que se generan partículas de tóner excesivamente finas, en un curso de mezclado con portador en un elemento de revelado del aparato, o por esfuerzo por contacto entre un rodillo de revelado y un rodillo de aplicación de tóner, una pala de regulación de grosor de capa, o una pala de carga por fricción. Estos conducen al deterioro de la calidad de imagen. Además, un superplastificante incrustado en la superficie del tóner también conduce al deterioro de la calidad de imagen. Además, la fluidez de las partículas de tóner es insuficiente dadas sus formas, y se requiere así una gran cantidad del superplastificante, o una fracción de empaquetado del tóner en el interior de un recipiente de tóner se vuelve baja. Estos factores impiden la miniaturización de los aparatos.

Un procedimiento de transferencia, en el que una imagen formada por un tóner multicolor se transfiere a un soporte de grabación o una hoja de papel, se vuelve cada vez más complicado para poder formar imágenes a todo color. Cuando se usan tóneres que tienen formas de partículas no uniformes tales como tóneres pulverizados en un procedimiento de transferencia de tal complicación, puede hallarse en la imagen transferida ausencia de porciones o se vuelve importante una cantidad del consumo de tóner para cubrir las porciones faltantes en la imagen transferida. Esto se
debe a la degradación de la capacidad de transferencia provocada por formas no uniformes de las partículas de tóner.

En consecuencia, ha surgido una fuerte demanda para obtener imágenes de alta calidad que no tengan ninguna parte faltante y para reducir el coste de funcionamiento, mejorando además la eficacia de la transferencia y que conduzca a una reducción del consumo de tóner. Si la eficacia de la transferencia es notablemente excelente, un limpiador que elimine el tóner residual sobre un fotoconductor o una transferencia después de la transferencia pueden omitirse de un aparato. Por consiguiente, el aparato puede miniaturizarse y el mismo puede conseguirse a bajo coste junto con el mérito que tiene reducir el tóner de desecho. Por lo tanto, se han sugerido varios procedimientos de fabricación de un tóner esférico a fin de superar los defectos provocados por un tóner configurado de forma no uniforme.

Intentos convencionales de resolver los problemas

Se han efectuado varias investigaciones para mejorar las propiedades del tóner. Por ejemplo, se añade un agente de liberación (cera) que tiene un bajo punto de fluidez, tal como poliolefina, a un tóner a fin de mejorar las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas y resistencia al offset.

Los documentos JP-A No. 06-295093, 07-84401, y 09-258471 desvelan tóneres que contienen una cera que tiene un pico endotérmico específico determinado por DSC (calorimetría por exploración diferencial). Sin embargo, los tóneres desvelados en las publicaciones de patente anteriores todavía precisan mejorar las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas, la resistencia al offset y también las propiedades de revelado.

Los documentos JP-A No. 05-341577, 06-123999, 06-230600, 06-295093 y 06-324514 desvelan cera de candelilla, cera de ácidos grasos superiores, cera de alcoholes superiores, cera vegetal que se produce naturalmente (cera de carnauba y cera de arroz), y cera estérica montana como agente de liberación de tóner. Sin embargo, los tóneres desvelados en las publicaciones de patente anteriores todavía precisan mejorar las propiedades de revelado (capacidad de carga) y durabilidad. Si se añade a un tóner el agente de liberación que tiene un bajo punto de reblandecimiento, disminuye la fluidez del tóner, por lo tanto también disminuyen las propiedades de revelado o la capacidad de transferencia. Además, con ello, puede deteriorarse la capacidad de carga, la durabilidad y la aptitud para el almacenamiento del tóner.

Los documentos JP-A No. 11-258934, 11-258935, 04-299357, 04-337737, 06-208244 y 07-281478 desvelan tóneres que contienen dos o más agentes deliberación a fin de ampliar una zona de fijación (sin zona de offset). Sin embargo, en estos tóneres los agentes de liberación no se dispersan de forma suficientemente uniforme.

El documento JP-A No. 08-166686 desvela un tóner que contiene resina poliéster y dos tipos de inhibidores de offset que tienen diferentes índices de acidez y diferentes puntos de reblandecimiento. Sin embargo, las propiedades de revelado del tóner aún son insuficientes.

Los documentos JP-A No. 8-328293 y 10-161335 desvelan cada uno un tóner que especifica un diámetro de dispersión de la cera dentro de la partícula de tóner. Sin embargo, el tóner resultante puede no manifestar suficiente capacidad de liberación durante la fijación, puesto que en la partícula de tóner no está definida una condición o posicionamiento de la cera dispersada.

El documento JP-A No. 2001-305782 desvela un tóner en el que están fijadas, sobre la superficie del tóner, partículas esféricas de cera. Sin embargo, las partículas de cera situadas sobre la superficie del tóner disminuyen la fluidez del tóner y, de este modo, también disminuyen las propiedades de revelado o la capacidad de transferencia del tóner. Asimismo, la capacidad de carga, la durabilidad y la aptitud para el almacenamiento del tóner también pueden verse influidas en forma desfavorable.

El documento JP-A No. 2002-6541 desvela un tóner en el que se incluye cera en la partícula de tóner y la cera está ubicada en una porción de superficie de la partícula de tóner. Sin embargo, el tóner puede tener una resistencia al offset, una aptitud para el almacenamiento y una durabilidad insuficientes.

En general, un tóner se fabrica por procedimientos de pulverización por amasado en los que una resina termoplástica se funde y se mezcla junto con un colorante, y, según sea necesario, puede añadirse también un agente de liberación o un agente de control de carga para formar una mezcla, y la mezcla se pulveriza y se clasifica. Pueden añadirse además partículas finas inorgánicas u orgánicas sobre la superficie de la partícula de tóner para mejorar la fluidez o la aptitud al limpiado. En los procedimientos convencionales de pulverización por amasado, la forma y la estructura de la superficie de la partícula de tóner no es uniforme. Si bien depende de la aptitud a la trituración de los materiales y de las condiciones de la etapa de pulverización, no es fácil controlar arbitrariamente la forma y la estructura de la superficie de la partícula de tóner. Asimismo, una distribución de diámetro de partículas de un tóner no puede estrecharse significativamente aún más, debido a un rendimiento de clasificación limitado y, con ello, un mayor coste. Respecto de un tóner pulverizado, desde el punto de vista del rendimiento, la productividad y el coste, resulta muy laborioso controlar un diámetro promedio de partícula de la partícula de tóner a un diámetro de partícula pequeño, especialmente de 6 \mum o menos.

Objetos y ventajas

En consecuencia, un objeto de la presente invención es proporcionar un tóner seco, que tenga propiedades de fijación de imagen mejoradas a bajas temperaturas y resistencia al offset, con un bajo consumo de energía eléctrica, que forme una imagen de tóner de alta calidad y tenga una excelente aptitud para el almacenamiento a largo plazo.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un tóner seco que tenga una capacidad de carga estable y pueda obtener siempre una imagen de alta calidad con una resolución elevada.

Los presentes inventores han logrado la presente invención a base de intensivas investigaciones a fin de desarrollar un tóner seco que no requiere aplicación de aceite a un rodillo térmico, tiene excelentes propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas, resistencia al offset en caliente y aptitud para el almacenamiento resistente al calor, manifiesta una capacidad de carga estable y puede formar siempre una imagen de alta calidad con una resolución elevada. Las investigaciones se han realizado especialmente para mejorar un tóner que tiene una excelente fluidez de partículas y capacidad de transferencia en el caso de un tóner que tiene un diámetro de partícula pequeño.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un tóner seco que contiene al menos un aglutinante de tóner, partículas orgánicas finas, un colorante, una cera, un agente de control de carga y un aditivo externo, en el que la cera está concentrada en las inmediaciones de una superficie de un núcleo de tóner que comprende el aglutinante de tóner, el colorante y la cera, las partículas orgánicas finas están dispuestas sobre la superficie del núcleo de tóner con el fin de formar una partícula de base de tóner, partículas finas del agente de control de carga están dispuestas sobre la superficie de la partícula de base de tóner, y el aditivo externo está dispuesto sobre la superficie de la misma.

La presente invención proporciona además un procedimiento de formación de imagen que incluye las etapas de cargar un fotoconductor; irradiar el fotoconductor con radiación para formar sobre él una imagen electrostática latente; revelar la imagen electrostática latente usando un tóner para formar una imagen de tóner; transferir la imagen de tóner sobre un soporte de grabación; y fijar la imagen de tóner transferida, no fijada sobre el soporte de grabación, en el que la etapa de fijación es una etapa de fijación por calor de pasar el soporte de grabación portador de la imagen de tóner no fijada entre una película y un elemento de aplicación de presión de un dispositivo de fijación, incluyendo el dispositivo de fijación un elemento de calentamiento que tiene una pieza de calentamiento, la película en contacto con el elemento de calentamiento, y el elemento de aplicación de presión en contacto con el elemento de calentamiento con la interposición de la película, en el que el tóner es el tóner seco de la presente inven-
ción.

La presente invención también proporciona un cartucho del procedimiento que contiene al menos un fotoconductor y un dispositivo de revelado, y que es desmontable de un aparato de formación de imagen, en el que el dispositivo de revelado contiene el tóner seco de la presente invención.

Asimismo y ventajosamente, la presente invención proporciona un aparato de formación de imagen que incluye un fotoconductor; un cargador destinado a cargar el fotoconductor; un irradiador destinado a irradiar el fotoconductor con radiación para formar sobre él una imagen electrostática latente; una unidad de revelado destinada a revelar la imagen electrostática latente con un tóner para formar una imagen de tóner; una unidad de transferencia destinada a transferir la imagen de tóner sobre un soporte de grabación; y un fijador destinado a fijar sobre el soporte de grabación la imagen de tóner transferida, en el que el tóner es el tóner seco de la presente invención.

Otros objetos, características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de las formas de realización preferidas, en referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

Las Figs. 1A, IB y 1C son una vista en perspectiva, una vista en sección transversal que muestra un eje mayor y un eje menor, y otra vista en sección transversal que muestra el eje menor y un grosor, de un ejemplo de tóner elíptico;

La Fig. 2 es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo de dispositivo de fijación en un aparato de formación de imagen de la presente invención;

Las Figs. 3A, 3B, 3C y 3D son diagramas esquemáticos que muestran un ejemplo de configuración de capas de un fotoconductor de silicio amorfo para su uso en la presente invención;

La Fig. 4 es un diagrama esquemático de un ejemplo de dispositivo de revelado en un procedimiento de formación de imagen de la presente invención, que aplica un campo alterno;

La Fig. 5 es un diagrama esquemático de un ejemplo de procedimiento de formación de imagen que usa un cargador electrostático por contacto;

La Fig. 6 es un diagrama esquemático de otro ejemplo de procedimiento de formación de imagen que usa un cargador electrostático por contacto; y

La Fig. 7 es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo de aparato de formación de imagen que comprende un cartucho del procedimiento de la presente invención.

Descripción de las formas de realización preferidas

El tóner seco de la presente invención comprende un aglutinante de tóner, partículas orgánicas finas, un colorante, cera, un agente de control de carga y un aditivo externo. En el tóner, la cera se concentra en las inmediaciones de una superficie de un núcleo de tóner que comprende el aglutinante de tóner, el colorante y la cera, y las partículas orgánicas finas se adhieren a la superficie del núcleo de tóner para formar una partícula de base de tóner. Las partículas finas del agente de control de carga se adhieren a la superficie de la partícula de base de tóner, y el aditivo externo está dispuesto sobre la superficie del artículo resultante. Esta estructura del tóner puede conseguir los dos objetos principales de la presente invención.

La estructura del tóner puede verificarse, por ejemplo, del siguiente modo. Específicamente, las partículas de tóner se incrustan en una resina epoxi, y la resina epoxi se endurece a continuación. La resina epoxi con las partículas de tóner incrustadas se recorta en forma muy fina de manera que se obtenga una sección ultrafina con un grosor de aproximadamente 100 \mum. Las partículas de tóner en el interior de la sección ultrafina se tiñen con tetróxido de rutenio. La sección recortada ultrafina se observa bajo un microscopio electrónico de transmisión (TEM) a un aumento de 10.000 veces, y se toman fotografías de las partículas de tóner. Se observan visualmente veinte fotografías (veinte partículas de tóner).

En un tóner, las partículas de cera deberían estar preferentemente dispersadas en forma estable en condiciones apropiadas. En el tóner seco de la presente invención, las partículas de tóner se dispersan en forma estable. Esto se debe probablemente a que un lugar de enlace de un grupo polar en el aglutinante de tóner (específicamente en un poliéster modificado) induce una adsorción negativa en la interfaz con la cera para permitir con ello que la cera tenga una baja polaridad a fin de dispersarse en forma estable. La configuración estructural del tóner puede impedir además la exposición de las partículas de cera respecto a la superficie de tóner, cuando se prepara el tóner disolviendo o dispersando una composición de tóner en un disolvente orgánico y se dispersa a continuación en un medio acuoso para obtener partículas de tóner, aunque el sitio de enlace polar tenga una pequeña afinidad con el agua y pueda migrar de este modo en forma selectiva hacia la superficie del tóner.

De acuerdo con la presente invención, las partículas de cera se dispersan en el tóner ubicándose selectivamente en las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner. Más específicamente, a condición de que las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner sean una zona sobre una sección transversal arbitraria del núcleo de tóner, teniendo sobre las mismas el centro del núcleo de tóner, en las que la zona se extiende entre una circunferencia externa de la sección transversal arbitraria y una circunferencia interna cuyo radio es la mitad de un radio de la circunferencia externa, las partículas de cera que aparecen en la zona deberían ocupar preferentemente el 80% en número o más de las partículas totales de cera. Alternativamente, a condición de que las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner sean una zona sobre una sección transversal arbitraria del núcleo de tóner, teniendo sobre las mismas el centro del núcleo de tóner, en las que la zona se extiende entre una circunferencia externa de la sección transversal arbitraria y una circunferencia interna cuyo radio es dos tercios de un radio de la circunferencia externa, las partículas de cera que aparecen en la zona deberían ocupar preferentemente el 70% en número o más de las partículas totales de cera. En esta invención, la circunferencia externa es una circunferencia externa del núcleo de tóner. De ese modo, la cera se exuda suficientemente durante la fijación, y el tóner, incluso un tóner de color brillante, puede fijarse por "fijación sin aceite" que no requiere un aceite de fijación. El tóner de la presente invención manifiesta una durabilidad, estabilidad y aptitud para el almacenamiento excelentes, puesto que difícilmente aparece cera alguna sobre la superficie de la partícula de tóner en una condición general de uso.

Las proporciones anteriormente mencionadas de partículas de cera pueden determinarse mediante cálculo analizando fotografías por TEM como anteriormente.

Se prefiere que la relación de superficies de las partículas de cera que aparecen en una zona sea desde 5% hasta 40%, zona que se extiende sobre una sección transversal arbitraria que tiene sobre la misma un centro de la partícula de tóner y que esté entre la superficie del núcleo de tóner y una profundidad en su interior de 1 \mum. Si es inferior al 5%, el tóner puede tener una resistencia al offset insuficiente. Si rebasa el 40%, el tóner puede tener una resistencia al calor y/o durabilidad insuficientes.

La distribución del diámetro de partícula de cera dispersada en el tóner de la presente invención es tal que el 70% en número o más de las partículas de cera tienen un diámetro de 0,1 \mum a 3 \mum, y preferentemente tal que el 70% en número o más de las partículas de cera tienen un diámetro de 1 \mum a 2 \mum. Si un gran número de partículas de cera tiene un diámetro de menos de 0,1 \mum, la cera difícilmente podrá exudarse de la partícula de tóner, por lo que no puede obtenerse una propiedad de liberación suficiente. Si un gran número de partículas de tóner tiene un diámetro de más de 3 \mum, la cera puede exudarse excesivamente de la partícula de tóner. Una exudación excesiva de la cera conduce a una agregación de las partículas de tóner, lo que da como resultado una fluidez insuficiente, aparición de formación de película y una disminución de la capacidad de reproducción del color y del brillo en el caso de un tóner de color.

La dispersión de la cera puede controlarse controlando la energía de dispersión de la cera en un medio y/o añadiendo un agente dispersante apropiado.

Determinación de la ubicación y el diámetro promedio en número de partícula dispersada de cera

En la presente invención, un diámetro de una partícula de cera dispersada (diámetro promedio en número de una partícula dispersada) se define como un promedio en número de los diámetros más grandes de las partículas de cera dispersadas. El diámetro de una partícula de cera dispersada se mide en la presente invención por el siguiente procedimiento. Específicamente, las partículas de tóner se incrustan en una resina epoxi, y la resina epoxi se endurece a continuación. La resina epoxi en la que están incrustadas las partículas de tóner se recorta en forma muy fina de manera que se obtenga una sección ultrafina con grosor de aproximadamente 100 \mum. Las partículas de tóner en el interior de la sección ultrafina se tiñen con tetróxido de rutenio. Después de ello, la sección recortada ultrafina se observa bajo un microscopio electrónico de transmisión (TEM) a un aumento de 10.000 veces, y se toman fotografías de las partículas de tóner. Se observan visualmente veinte fotografías (veinte partículas de tóner), se observan las condiciones de dispersión de la cera de las mismas y se determina un diámetro de la partícula de cera dispersada.

La cera, que no está situada sobre la superficie de la partícula de tóner, sino que está situada en la porción superficial de la partícula de tóner, se define como sigue. A saber, en las fotografías mencionadas anteriormente, dicha cera son las partículas de cera dispersadas, que están situadas en una zona entre una circunferencia externa del núcleo de tóner, es decir, la superficie del núcleo de tóner, y una circunferencia interna cuyo radio es la mitad de la circunferencia externa. Cuando las partículas de cera están situadas sobre la circunferencia interna, se considera que tales partículas de tóner están situadas en una porción céntrica del núcleo de tóner.

Para una buena fijación de imagen a bajas temperaturas, un pico endotérmico de la cera medido con un calorímetro por exploración diferencial (DSC) con temperatura en aumento, es preferentemente de aproximadamente 65ºC a aproximadamente 115ºC. Si el pico endotérmico del tóner es inferior a aproximadamente 65ºC, el tóner puede tener una disminución de fluidez. Si éste es superior a aproximadamente 115ºC, el tóner puede tener unas propiedades de fijación de imagen deterioradas.

Los efectos técnicos pueden obtenerse exudando suavemente la cera de la superficie de la partícula de tóner. Para obtener una función satisfactoria como agente de liberación, la cera es preferentemente cera de carnauba, cera de arroz, cera estérica montana o cera estérica exenta de los ácidos grasos libres, teniendo cada una un índice de acidez de 5 KOH-mg/g o menos, puesto que la cera que tiene un índice de acidez elevado puede tener bajas propiedades de liberación.

Aplicando partículas orgánicas finas a la superficie de la partícula de base de tóner, la cera que sirve como agente de liberación puede exudarse sólo en un procedimiento de fijación de imagen. Así, cuando se expone el tóner a una fuerza o un esfuerzo externo tal como agitación en un dispositivo de revelado, puede impedirse el deterioro de la capacidad de carga del tóner debido a la exudación de la cera de la superficie de tóner.

Partículas orgánicas finas

Las resinas para uso como partículas orgánicas finas en la presente invención no están limitadas específicamente, siempre que puedan formar una dispersión acuosa o a base de agua, y pueden ser cualquiera de las resinas termoplásticas y resinas termoendurecibles. Ejemplos de las resinas incluyen resinas vinílicas, resinas de poliuretano, resinas epoxi, resinas poliéster, resinas poliamidas, resinas poliimidas, resinas silicónicas, resinas fenólicas, resinas de melamina, resinas de urea, resinas de anilina, resinas ionómeras y resinas de policarbonato. Las partículas orgánicas finas pueden comprender dos o más tipos de estas resinas. Entre ellas, para obtener una dispersión acuosa de finas partículas de resina esféricas, se prefieren las resinas vinílicas, resinas de poliuretano, resinas epoxi, resinas poliéster y mezclas de las mismas.

Son ejemplos de resinas vinílicas los homopolímeros y copolímeros de monómeros vinílicos, tales como resinas de estireno-éster (met)acrílico, copolímeros de estireno-butadieno, copolímeros de ácido (met)acrílico-éster acrílico, copolímeros estireno-acrilonitrilo, copolímeros de estireno-anhídrido maleico, y copolímeros de estireno-ácido (met)acrílico.

Dispersando, en un medio acuoso, una composición de tóner disuelto o dispersado en un disolvente orgánico, las partículas orgánicas finas se fijan a gotitas en fase oleosa para impedir con ello la agregación de las gotitas en fase oleosa. Las gotitas en fase oleosa pueden tener un tamaño de partícula uniforme y pueden dispersarse en forma estable.

Las partículas orgánicas finas pueden aplicarse a la superficie de la partícula de base de tóner por cualquier procedimiento no limitado específicamente. Para una aplicación uniforme, se aplican partículas finas de resina que tienen un pequeño diámetro de partícula a la superficie de la partícula de base de tóner y se calientan y fusionan a continuación. Alternativamente, la partícula de base de tóner se sumerge en un líquido que contiene las partículas orgánicas finas.

Las partículas finas del agente de control de carga se aplican y fijan sobre la superficie del núcleo de tóner resultante. Así, se puede modificar las partículas de tóner con más uniformidad y estabilidad que aquéllas en las que el agente de control de carga se dispersa en el interior de los núcleos de tóner. Las partículas finas del agente de control de carga pueden aplicarse por cualquier procedimiento no limitado específicamente. Para una aplicación uniforme, se aplican partículas finas del agente de control de carga que tienen un pequeño diámetro de partícula a la superficie del núcleo de tóner y se agitan aplicando una energía elevada. Alternativamente, las partículas finas se aplican a la superficie del núcleo de tóner en un líquido.

Agente de control de carga

Los agentes de control de carga para uso en el tóner de la presente invención incluyen agentes de control de carga conocidos tales como tintes nigrosina, tintes de trifenilmetano, tintes complejos metálicos que contienen cromo, pigmentos de quelato de ácido molíbdico, tintes de rodamina, alcoxiaminas, sales de amonio cuaternario que incluyen sales de amonio cuaternario modificadas con flúor, alquilamidas, sustancia elemental o compuestos de fósforo, sustancia elemental o compuestos de tungsteno, agentes activos que contienen flúor, sales metálicas de ácido salicílico y sales metálicas de derivados de ácido salicílico. Los ejemplos de los agentes de control de carga incluyen productos que pueden adquirirse en el mercado bajo los nombres comerciales de BONTRON 03 (tintes Nigrosina), BONTRON P-51 (sal de amonio cuaternario), BONTRON S-34 (tinte azoico que contiene metales), BONTRON E-82 (complejo metálico de ácido oxinaftoico), BONTRON E-84 (complejo metálico de ácido salicílico), BONTRON X-II, y
BONTRON E-89 (condensado fenólico) disponible en Orient Chemical Industries Co., Ltd.; TP-302 y TP-415 (complejo de molibdeno de sal de amonio cuaternario) disponible en Hodogaya Chemical Co., Ltd.; COPY CHARGE PSY VP2038 (sal de amonio cuaternario), COPY BLUE PR (derivado de metano de trifenilo), COPY CHARGE NEG VP2036 y COPY CHARGE NX VP434 (sal de amonio cuaternario) disponible en Hoechst AG; LRA-901, y LR-147 (complejo de boro) disponible en Japan Carlit Co., Ltd.; así como pigmentos de ftalocianina de cobre, pigmentos perileno, pigmentos de quinacridona, pigmentos azoicos y compuestos poliméricos que tienen un grupo funcional tal como grupo sulfónico, grupo carboxílico, y sal de amonio cuaternario.

La cantidad del agente de control de carga no está limitada específicamente, puede ajustarse dependiendo del tipo de aglutinante de tóner, aditivos, si los hubiera, usados según la necesidad, y el procedimiento de preparación del tóner incluye un procedimiento de dispersión y tiene preferentemente desde 0,1 partes en peso hasta 10 partes en peso, y más preferentemente desde 2 partes en peso hasta 5 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de la resina aglutinante. Cuando se aplica el agente de control de carga a la superficie del núcleo de tóner, su cantidad va preferentemente desde 0,1 partes en peso hasta 5 partes en peso, y más preferentemente desde 0,2 partes en peso hasta 3 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de la matriz de tóner. Si la cantidad rebasa 5 partes en peso, el tóner puede tener una capacidad de carga excesivamente elevada, favoreciendo de este modo una disminución de la fluidez y una disminución de la densidad de las imágenes.

Aglutinante de tóner

Los aglutinantes de tóner preferidos para su uso en la presente invención son los poliésteres modificados.

El término "poliéster modificado" para el uso en esta invención implica e incluye una resina poliéster que tiene otro grupo de enlace diferente de los enlaces éster o que comprende un componente de resina que tiene una composición diferente combinada, por ejemplo, a través de un enlace covalente o un enlace iónico. Más específicamente, el poliéster modificado implica e incluye un poliéster que tiene un terminal de poliéster modificado preparado para introducir un grupo funcional tal como grupo isocianato que puede reaccionar con un grupo carboxílico y/o grupo hidroxilo y que permite que la sustancia resultante reaccione con un compuesto que contiene hidrógeno activo.

Los ejemplos de los poliésteres modificados (i) son poliésteres modificados con urea obtenidos como resultado de la reacción entre un prepolímero de poliéster (A) que tiene un grupo isocianato y una amina (B). El prepolímero de poliéster (A) que tiene un grupo isocianato puede ser uno preparado, por ejemplo, dejando que un poliéster siendo como un policondensado entre un poliol (1) y un ácido policarboxílico (2) y que tiene un grupo hidrógeno activo reaccione con un poliisocianato (3). El grupo hidrógeno activo del poliéster incluye, por ejemplo, grupos hidroxilos (grupos hidroxilo alcohólicos y grupos hidroxilo fenólicos), grupos amino, grupos carboxílicos y grupos mercapto, de los que se prefieren los grupos hidroxilo alcohólicos.

Los ejemplos del poliol (1) incluyen dioles (1-1) y polioles trihídicos o superiores (1-2). Como poliol (1), se prefiere un diol (1-1) solo o una mezcla de un diol (1-1) y una pequeña cantidad de un poliol (1-2).

Los ejemplos de dioles (1-1) incluyen alquilenglicoles tales como etilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,3-propilenglicol, 1,4-butanodioI y 1,6-hexanodioI; éter de alquilenglicoles tales como dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, polietilenglicol, polipropilenglicol y politetrametilenglicol de éter; dioles alicíclicos tales como 1,4-ciclohexanodimetanol y bisfenol A hidrogenado; bisfenoles tales como bisfenol A, bisfenol F y bisfenol S; compuestos de inclusión de óxido de alquileno (por ejemplo óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno) de los dioles alicíclicos anteriormente mencionados; y compuestos de inclusión de óxido de alquileno (por ejemplo óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno) de los bisfenoles anteriormente mencionados. Entre ellos, se prefieren los alquilenglicoles que tienen cada uno de 2 a 12 átomos de carbono, y los compuestos de inclusión de óxido de alquileno de bisfenoles, de los que se prefieren típicamente los compuestos de inclusión de óxido de alquileno de bisfenoles solos o en combinación con cualquiera de los alquilenglicoles que tienen de 2 a 12 átomos de carbono.

Los polioles trihídricos o superiores (1-2) incluyen, por ejemplo, alcoholes alifáticos trihídricos o superiores tales como glicerol, trimetilol etano, trimetilol propano, pentaeritritol y sorbitol; fenoles trihídricos o superiores tales como trisfenol PA, novolacas de fenol y novolacas de cresol; y compuestos de inclusión de óxido de alquileno de estos polifenoles trihídricos o superiores.

El ácido policarboxílico (2) incluye, por ejemplo, ácidos dicarboxílicos (2-1) y ácidos policarboxílicos tri- o superiores (2-2). Como ácido policarboxílico (2), se prefiere un ácido dicarboxílico (2-1) solo o en combinación con una pequeña cantidad de ácido policarboxílico tri- o superior (2-2). Los ácidos dicarboxílicos (2-1) incluyen, pero no están limitados a, ácidos alquilenodicarboxílicos tales como ácido succínico, ácido adípico y ácido sebácico; ácidos alquenilenodicarboxílicos tales como ácido maleico y ácido fumárico; ácidos dicarboxílicos aromáticos tales como ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico y ácido naftalenodicarboxílico. Entre ellos, se prefieren los ácidos alquenilenodicarboxílicos que tienen cada uno de 4 a 20 átomos de carbono y los ácidos dicarboxílicos aromáticos que tienen cada uno de 8 a 20 átomos de carbono. Los ácidos policarboxílicos tri- o superiores (2-2) incluyen, por ejemplo, ácidos policarboxílicos aromáticos que tienen cada uno de 9 a 20 átomos de carbono, tales como ácido trimelítico y ácido piromelítico. Para reaccionar con el poliol (1) puede usarse, como ácido policarboxílico (2), un anhídrido de ácido o éster de alquilo inferior (por ejemplo, éster de metilo, éster de etilo y éster de propilo) de cualquiera de los ácidos policarboxílicos.

La relación del poliol (1) al ácido policarboxílico (2), en términos de relación de equivalencia [OH]/[COOH] de los grupos hidroxilo [OH] a los grupos carboxílicos [COOH] va generalmente desde 2/1 a 1/1, preferentemente desde 1,5/1 hasta 1/1, y más preferentemente desde 1,3/1 hasta 1,02/1.

El poliisocianato (3) incluye, pero no está limitado a, poliisocianatos alifáticos tales como diisocianato de tetrametileno, diisocianato de hexametileno y caproato de 2,6-diisocianatometilo; poliisocianatos alicíclicos tales como diisocianato de isoforona y diisocianato de ciclohexilmetano; diisocianatos aromáticos tales como diisocianato de toluileno y diisocianato de difenilmetano; diisocianatos aromáticos-alifáticos tales como diisocianato de \alpha,\alpha,\alpha',\alpha'-tetrametilxilileno; isocianuratos; productos bloqueados de los poliisocianatos con, por ejemplo, derivados de fenol, oximas o caprolactamas; y mezclas de estos compuestos.

La cantidad del poliisocianato (3) en términos de relación de equivalencia [NCO]/[OH] de los grupos isocianato [NCO] a los grupos hidroxilo [OH] del poliéster va generalmente desde 5/1 a 1/1, preferentemente desde 4/1 hasta 1,2/1, y más preferentemente desde 2,5/1 hasta 1,5/1.

Si la relación [NCO]/[OH] es mayor de 5, las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas pueden deteriorarse. Si la relación [NCO/[OH] es menor que 1, disminuye el contenido de urea del poliéster modificado, y el tóner puede tener una resistencia al offset en caliente deteriorada. El contenido de poliisocianato (3) en el prepolímero (A) que tiene un grupo isocianato va generalmente desde 0,5% en peso hasta 40% en peso, preferentemente desde 1% en peso hasta 30% en peso, y más preferentemente desde 2% en peso hasta 20% en peso. Si el contenido es menor que 0,5% en peso, la resistencia al offset en caliente puede deteriorarse, y no pueden obtenerse simultáneamente una estabilidad en almacenamiento satisfactoria a temperaturas elevadas y propiedades de fijación de imagen satisfactorias a bajas temperaturas. Si el contenido es mayor que 40% en peso, las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas pueden deteriorarse.

El prepolímero (A) tiene generalmente, de promedio, 1 o más, preferentemente 1,5 a 3, y más preferentemente 1,8 a 2,5 grupos isocianato por molécula.

Si el número de grupos isocianato por molécula es menor que 1, el poliéster modificado con urea puede tener un bajo peso molecular y puede deteriorarse la resistencia al offset en caliente.

La amina (B) incluye, por ejemplo, diaminas (B1), poliaminas tri- o superiores (B2), alcoholes aminados (B3), aminomercaptanos (B4), ácidos aminados (B5), y productos bloqueados con aminas (B6) de las aminas (B1) a (B5).

Las diaminas (B1) incluyen, pero no están limitadas a, diaminas aromáticas tales como fenilodiamina, dietiltoluenodiamina y diamino 4,4'-difenilmetano; diaminas alicíclicas tales como 4,4'-diamino-3,3'-dimetildiciclohexilmetano, diaminociclohexanos e isoforonadiamina; y diaminas alifáticas tales como etilenodiamina, tetrametilenodiamina y hexametilenodiamina.

Las poliaminas tri- o superiores (B2) incluyen, por ejemplo, dietilenotriamina y trietilenotetramina.

Los alcoholes aminados (B3) incluyen, pero no están limitados a, etanolamina e hidroxietilanilina.

Los aminomercaptanos (B4) incluyen, por ejemplo, mercaptano de aminoetilo, y mercaptano de aminopropilo.

Los ácidos aminados (B5) incluyen, pero no están limitados a, ácido aminopropiónico y ácido aminocaproico.

Los productos bloqueados con aminas (B6) de las aminas (B1) a (B5) incluyen compuestos de cetimina y compuestos de oxazolina obtenidos a partir de las aminas (B1) a (B5) y cetonas tales como acetona, metiletilcetona y metilisobutilcetona. Entre estas aminas (B), se prefieren la diamina (B1) sola o en combinación con una pequeña cantidad de poliamina (B2).

Cuando sea necesario, puede controlarse el peso molecular del poliéster modificado usando un terminador de alargamiento. Tales terminadores de alargamiento incluyen, pero no están limitados a, monoaminas tales como dietilamina, dibutilamina, butilamina y laurilamina; y productos bloqueados (compuestos de cetimina) de estas monoaminas.

El contenido de amina (B) en términos de relación de equivalencia [NCO]/[NHx] de los grupos isocianato [NCO] en el prepolímero [A] a los grupos amino [NHx] de la amina (B) va generalmente desde 1/2 hasta 2/1, preferentemente desde 1/1,5 hasta 1,5/1, y más preferentemente desde 1,2/1 hasta 1/1,2.

Si la relación [NCO]/[NHx] rebasa 2/1 o es menor que 1/2, el poliéster modificado con urea (i) puede tener un bajo peso molecular, y la resistencia al offset en caliente puede deteriorarse. El poliéster modificado con urea (i) puede comprender adicionalmente enlaces de uretano además de enlaces de urea. La fracción molar del enlace de urea al enlace de uretano va generalmente desde 100/0 hasta 10/90, preferentemente desde 80/20 hasta 20/80, y más preferentemente desde 60/40 hasta 30/70. Si la fracción molar del enlace de urea al enlace de uretano es menor que 10/90, puede deteriorarse la resistencia al offset en caliente.

El poliéster modificado (i) destinado al uso en la presente invención puede prepararse, por ejemplo, por un procedimiento de un solo paso o un procedimiento de prepolimerización. El peso molecular promedio en peso del poliéster modificado (i) es generalmente de 10.000 o más, preferentemente desde 20.000 hasta 10.000.000, y más preferentemente desde 30.000 hasta 1.000.000. En esta invención, el pico de peso molecular va preferentemente desde 1.000 hasta 10.000. Si el pico de peso molecular es menor que 1.000, el poliéster modificado es resistente a una reacción de alargamiento, y la elasticidad del tóner resultante puede disminuir y, con ello, puede deteriorarse la resistencia al offset en caliente del tóner. Si éste rebasa 10.000, pueden deteriorarse las propiedades de fijación de imagen, y puede resultar difícil un procedimiento de granulación o pulverización en la producción del mismo. El término "pico de peso molecular" según se usa en este documento significa un peso molecular en el que se observa un pico en un análisis por GPC (cromatografía de exclusión molecular). El peso molecular promedio en número del poliéster modificado (i) no está limitado específicamente cuando se usa un poliéster no modificado (ii) mencionado posteriormente en combinación, y puede ser un peso molecular promedio en número tal que obtenga el peso molecular promedio en peso especificado anteriormente. Si el poliéster modificado (i) se usa solo, el peso molecular promedio en número del mismo es generalmente de 20.000 o menos, preferentemente desde 1.000 hasta 10.000, y más preferentemente desde 2.000 hasta 8.000. Si el peso molecular promedio en número es superior a 20.000, pueden deteriorarse las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas y el brillo con el uso en un aparato a todo color.

En la presente invención, el poliéster modificado (i) puede usarse solo o en combinación con un poliéster no modificado (ii) como el componente de aglutinante de tóner del tóner. El uso en combinación del poliéster modificado (i) con el poliéster no modificado (ii) puede mejorar las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas y el brillo con el uso en un aparato a todo color y se prefiere más que el uso del poliéster modificado (i) solo. Son ejemplos y ejemplos preferidos del poliéster no modificado (ii) los policondensados de un poliol (1) y un ácido policarboxílico (2) como en los componentes poliéster del poliéster modificado (i). Los poliésteres no modificados (ii) incluyen poliésteres no modificados así como poliésteres modificados con un enlace de uretano y otros enlaces químicos excepto enlaces de urea. Para unas mejores propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas y una mejor resistencia al offset en caliente, el poliéster modificado (i) y el poliéster no modificado (ii) son, preferentemente, al menos parcialmente compatibles o miscibles entre sí. En consecuencia, los componentes poliéster del poliéster modificado (i) y del poliéster no modificado (ii) tienen, preferentemente, composiciones similares entre sí. La relación en peso del poliéster modificado (i) al poliéster no modificado (ii), si lo hubiera, va generalmente desde 5/95 hasta 80/20, preferentemente desde 5/95 hasta 30/70, más preferentemente desde 5/95 hasta 25/75, y típicamente preferentemente desde 7/93 hasta 20/80. Si la relación en peso es menor que 5/95, la resistencia al offset en caliente puede deteriorarse, y no pueden obtenerse simultáneamente una estabilidad en almacenamiento satisfactoria a temperaturas elevadas y propiedades de fijación de imagen satisfactorias a bajas temperaturas.

El pico de peso molecular del poliéster no modificado (ii) va generalmente desde 1.000 hasta 10.000, preferentemente desde 2.000 hasta 8.000, y más preferentemente desde 2.000 hasta 5.000. Si el pico de peso molecular es menor que 1.000, puede deteriorarse la estabilidad en almacenamiento a temperaturas elevadas, y si es mayor que 10.000, pueden deteriorarse las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas. El índice de hidroxilo del poliéster no modificado (ii) es preferentemente de 5 o más, más preferentemente desde 10 hasta 120, y típicamente preferentemente desde 20 hasta 80. Si el índice de hidroxilo es menor que 5, no pueden obtenerse simultáneamente una estabilidad en almacenamiento satisfactoria a temperaturas elevadas y propiedades de fijación de imagen satisfactorias a bajas temperaturas. El índice de acidez del poliéster no modificado (ii) va generalmente desde 1 hasta 5, y preferentemente desde 2 hasta 4. Como cera se usa una cera que tiene un índice de acidez elevado y, por consiguiente, se prefiere, como aglutinante destinado al uso en un tóner de dos componentes, un aglutinante que tenga un bajo índice de acidez, puesto que tal aglutinante que tiene un bajo índice de acidez puede obtener cargas satisfactorias y una elevada resistencia transversal.

En la presente invención, el punto de vitrificación Tg del aglutinante de tóner va generalmente desde 40ºC hasta 70ºC, y preferentemente desde 55ºC hasta 65ºC. Si el punto de vitrificación es inferior a 40ºC, puede deteriorarse la estabilidad en almacenamiento del tóner a temperaturas elevadas, y si es mayor que 70ºC, las propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas pueden ser insuficientes. Usando el poliéster modificado con urea, el tóner de la presente invención, incluso con un bajo punto de vitrificación, muestra una aptitud para el almacenamiento resistente al calor más satisfactoria que los tóneres de poliéster convencionales.

Colorantes

Como colorante de la presente invención puede usarse cualquier tinte y pigmento convencional o conocido. Tales tintes y pigmentos incluyen, pero no están limitados a, negro de humo, tintes Nigrosina, óxido negro de hierro, Amarillo de Naftol S, Amarillo Hansa (10G, 5G y G), amarillo de cadmio, amarillo de óxido de hierro, ocre amarillo, amarillo de cromo, amarillo Titán, Amarillo Poliazo, Aceite de Amarillo, Amarillo Hansa (GR, A, RN y R), Pigmento Amarillo L, Amarillo de Bencidina (G, GR), Amarillo Permanente (NCG), Amarillo Sólido Vulcan (5G, R), Laca de Tartracina, Laca de Amarillo de Quinolina, Amarillo de Antraceno BGL, amarillo de isoindolinona, óxido rojo, óxido de plomo rojo, minio, rojo de cadmio, rojo de mercurio-cadmio, rojo de antimonio, Rojo Permanente 4R, Para Red, Rojo Fuego, rojo de p-cloro-o-nitroanilina, Escarlata Sólido de Litol G, Escarlata Sólido Brillante, Carmín Brillante BS, Rojo Permanente (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Escarlata Sólido VD, Rubina Sólida Vulcan B, Escarlata Brillante G, Litol Rubina GX, Rojo Permanente F5R, Carmín Brillante 6B, Pigmento Escarlata 3B, Burdeos 5B, Marrón de Toluidina, Burdeos Permanente F2K, Burdeos Helio BL, Burdeos 10B, Marrón Claro BON, Marrón Medio BON, laca de eosina, Laca de Rodamina B, Laca de Rodamina Y, Laca de Alizarina, Rojo de Tioíndigo B, Marrón de Tioíndigo, Aceite de Rojo, rojo de quinacridona, Rojo Pirazolona, Rojo Poliazo, Bermellón de Cromo, Naranja de Bencidina, Naranja de Perinona, Aceite de Naranja, azul de cobalto, azul cerúleo, Laca de Azul Álcali, Laca de Azul Peacock, Laca de Azul Victoria, azul de ftalocianina libre de metales, Azul de Ftalocianina, Azul Cielo Sólido, Azul de Indantreno (RS, BC), índigo, ultramar, azul de Prusia, Azul Antraquinina, Violeta Sólido B, Laca de Metil Violeta, violeta de cobalto, violeta de manganeso, violeta de dioxazina, Violeta Antraquinona, verde de cromo, verde de cinc, óxido de cromo, verde esmeralda viridian, Pigmento Verde B, Verde de Naftol B, Oro Verde, Laca de Verde Ácido, Laca Verde Malaquita, Verde de Ftalocianina, Verde Antraquinona, óxido de titanio, blanco de cinc, y litopón, y mezclas de los mismos. El contenido de colorante va generalmente desde 1% en peso hasta 15% en peso, y preferentemente desde 3% en peso hasta 10% en peso del tóner.

Un colorante destinado al uso en la presente invención puede ser una mezcla madre preparada mezclando y amasando un pigmento con una resina. Los ejemplos de resina aglutinante destinada al uso en la producción de la mezcla madre o en el amasado con la mezcla madre son, además de las resinas poliéster modificadas y no modificadas anteriormente mencionadas, los poliestirenos, poli-p-cloroestirenos, toluenos de polivinilo y otros polímeros de estireno y estirenos sustituidos; copolímeros de estireno-p-cloroestireno, copolímeros de estireno-propileno, copolímeros de estireno-tolueno de vinilo, copolímeros de estireno-vinilftaleno, copolímeros de estireno-acrilato de metilo, copolímeros de estireno-acrilato de etilo, copolímeros de estireno-acrilato de butilo, copolímeros de estireno-acrilato de octilo, copolímeros de estireno-metacrilato de metilo, copolímeros de estireno-metacrilato de etilo, copolímeros de estireno-metacrilato de butilo, copolímeros de estireno-\alpha-clorometacrilato de metilo, copolímeros de estireno-acrilonitrilo, copolímeros de estireno-cetona de vinilo metilo, copolímeros de estireno-butadieno, copolímeros de estireno-isopreno, copolímeros de estireno-acrilonitrilo-indeno, copolímeros de estireno-ácido maleico, copolímeros de estireno-éster maleico, y otros copolímeros estirénicos; poli(metacrilato de metilo), poli(metacrilato de butilo), poli(cloruro de vinilo), poli(acetato de vinilo), polietilenos, polipropilenos, poliésteres, resinas epoxi, resinas epoxi de poliol, poliuretanos, poliamidas, poli(vinilbutiral), resinas de poli(ácido acrílico), colofonia, colofonia modificada, resinas terpénicas, resinas de hidrocarburo alifáticas o alicíclicas, resinas aromáticas de petróleo, parafinas cloruradas y ceras de parafina. Cada una de estas resinas puede usarse sola o en combinación.

La mezcla madre puede prepararse mezclando y amasando una resina destinada a la mezcla madre y el colorante mediante una elevada fuerza de cizallamiento. En este procedimiento, puede usarse un disolvente orgánico para una mayor interacción entre el colorante y la resina. Asimismo, se emplea preferentemente un "procedimiento de limpieza por descarga de agua", en el que se mezcla y amasa una pasta acuosa que contiene el colorante y agua con un disolvente orgánico para transferir con ello el colorante al componente de resina, y el agua y el disolvente orgánico se eliminan a continuación. De acuerdo con este procedimiento, puede usarse una torta húmeda intacta sin secado. En el mezclado y amasado puede usarse preferentemente un aparato de dispersión con un elevado cizallamiento tal como un molino de tres rodillos.

Aditivo externo

Como aditivo externo para mejorar o potenciar la fluidez, las propiedades de revelado y la capacidad de carga de las partículas de tóner pueden usarse preferentemente partículas inorgánicas finas como aditivo externo. Entre ellas, se prefiere típicamente la sílice hidrófoba y/o el óxido de titanio hidrófobo. Las partículas inorgánicas finas tienen un diámetro de partícula primaria desde 5 nm hasta 2 \mum, y más preferentemente desde 5 nm hasta 500 nm y tienen preferentemente una superficie efectiva según se determina por el procedimiento BET desde 20 m^{2}/g hasta 500 m^{2}/g. La cantidad de las partículas inorgánicas finas va preferentemente desde 0,01% en peso hasta 5% en peso, y más preferentemente desde 0,01% en peso hasta 2,0% en peso del tóner.

Los ejemplos de partículas inorgánicas finas aparte de la sílice hidrófoba y el óxido de titanio hidrófobo son alúmina, titanato de bario, titanato de magnesio, titanato de calcio, titanato de estroncio, óxido de cinc, óxido de estaño, arena de sílice, arcilla, mica, wolastonita, tierra de diatomeas, óxido de cromo, óxido de cerio, óxido rojo de hierro, trióxido de antimonio, óxido de magnesio, óxido de circonio, sulfato de bario, carbonato de bario, carbonato de calcio, carburo de silicio y nitruro de silicio.

Otros ejemplos del aditivo externo son partículas polímeras tales como poliestireno, copolímeros de ésteres metacrílicos o ésteres acrílicos preparados por polimerización por emulsionamiento sin jabón, polimerización por suspensión o polimerización por dispersión; resinas silicónicas, resinas de benzoguanamina, resinas de nailon, y otras resinas policondensadas o termoendurecibles.

Se realiza un tratamiento de la superficie en forma conveniente sobre estos aditivos externos para mejorar la propiedad hidrofóbica de modo que se impida que se degrade la fluidez y la capacidad de carga, incluso en una atmósfera con una humedad elevada. Los agentes convenientes para el tratamiento de la superficie son, por ejemplo, un agente de acoplamiento con silano, un agente de de acoplamiento con silicio, un agente de acoplamiento con silano que tiene un grupo alquílico fluorado, un agente de acoplamiento con titanato orgánico, un agente de acoplamiento con aluminio, un aceite de silicona y un agente de silicona modificado.

También puede añadirse un agente limpiador (agente para mejorar el limpiado) a fin de eliminar el revelador que ha permanecido sobre un fotoconductor o sobre un elemento de transferencia primario tras la transferencia. Los agentes limpiadores convenientes son, por ejemplo, sales metálicas de ácido esteárico y otros ácidos grasos tales como estearato de cinc y estearato de calcio; y partículas finas de poli(metacrilato de metilo), partículas finas de poliestireno, y otras partículas polímeras finas preparadas mediante, por ejemplo, polimerización por emulsionamiento sin jabón. Tales partículas polímeras finas tienen preferentemente una distribución de partículas relativamente estrecha y un diámetro de partícula promedio en volumen de 0,01 \mum a 1 \mum.

Procedimientos de producción

El aglutinante de tóner puede producirse por ejemplo, mediante el siguiente procedimiento. Se calienta un poliol (1) y un ácido policarboxílico (2) a entre 150ºC y 280ºC en presencia de un catalizador de esterificación conocido tal como titanato de tetrabutilo u óxido de dibutilestaño, y se elimina por destilación, si fuera necesario, el agua producida bajo una presión reducida, para obtener con ello un poliéster que tiene un grupo hidroxilo. Se deja reaccionar el poliéster con un poliisocianato (3) entre 40ºC y 140ºC, con lo que se obtiene un prepolímero (A) que tiene un grupo isocianato. Se deja reaccionar el prepolímero (A) con una amina (B) entre 0ºC y 140ºC, con lo que se obtiene un poliéster (i) modificado con urea. En las reacciones entre el poliéster y el poliisocianato (3) y entre el prepolímero (A) y la amina (B), pueden usarse disolventes, según la necesidad. Tales disolventes destinados al uso en esta invención incluyen, por ejemplo, disolventes aromáticos tales como tolueno y xileno; cetonas tales como acetona, metiletilcetona y metilisobutilcetona; ésteres tales como acetato etílico; amidas tales como dimetilformamida y dimetilacetamida; y éteres tales como tetrahidrofurano, y otros disolventes inertes frente al isocianato (3). Cuando se usan los poliésteres no modificados (ii) en combinación con el poliéster modificado con urea (i), el poliéster no modificado (ii) se prepara del mismo modo que en el poliéster que tiene un grupo hidroxilo, y el poliéster no modificado se disuelve entonces (ii) y se mezcla dentro de la solución tras concluir la reacción del poliéster modificado con urea (i).

El tóner seco de la presente invención puede prepararse, por ejemplo, mediante el siguiente procedimiento.

Producción de tóner en medio acuoso

Se disuelve o dispersa en un disolvente orgánico una composición de tóner que contiene un poliéster modificado o prepolímero de poliéster, y se dispersa la solución o dispersión resultante en un medio acuoso para obtener partículas de núcleo de tóner.

Los disolventes orgánicos preferidos para el uso en esta invención son aquellos que tienen un punto de ebullición de menos de 150ºC y que, de este modo, son volátiles al objeto de una elevada aptitud para la eliminación. Tales disolventes incluyen, pero no están limitados a, tolueno, xilenos, benceno, tetracloruro de carbono, cloruro de metileno, 1,2-dicloroetano, 1,1,2-tricloroetano, tricloroetilenos, cloroformo, monoclorobenceno, dicloroetilideno, acetato metílico, acetato etílico, metiletilcetona y metilisobutilcetona. Cada uno de estos disolventes puede usarse solo o en combinación.

Los medios acuosos destinados al uso en esta invención pueden comprender agua sola o en combinación con un disolvente orgánico que es miscible en agua. Tales disolventes orgánicos miscibles incluyen, pero no están limitados a, alcoholes tales como metanol, alcohol isopropílico y etilenglicol; dimetilformamida; tetrahidrofurano; Cellosolves tales como metil Cellosolve; y cetonas inferiores tales como acetona y metiletilcetona.

Las partículas del núcleo de tóner se preparan disolviendo o dispersando en un disolvente orgánico materiales destinados al núcleo de tóner que no sean las partículas orgánicas finas, y dispersando la solución o dispersión en un medio acuoso que contiene las partículas orgánicas finas. De este modo se forman las gotitas en fase oleosa de la dispersión de los materiales destinados al núcleo de tóner, y las partículas orgánicas finas recubren entonces las gotitas en fase oleosa. Cuando se usa una gran cantidad de partículas orgánicas finas, las partículas orgánicas finas recubren más eficazmente la superficie de las gotitas, y las gotitas resultantes tienen un tamaño pequeño. El poliéster modificado con urea (i) puede formarse en este procedimiento dejando reaccionar una dispersión que contiene el prepolímero (A) que tiene grupos isocianato con la amina (B). Alternativamente, el poliéster modificado con urea (i) puede prepararse previamente. Para formar una dispersión que comprende el poliéster modificado con urea (i) o el prepolímero (A) con estabilidad, se dispersa la composición de tóner que contiene el poliéster modificado con urea (i) o el prepolímero (A) en un medio acuoso bajo una fuerza de cizallamiento. Se prefiere que las otras partículas de tóner tales como el colorante y la cera se añadan durante la formación de las partículas del núcleo de tóner en el medio acuoso y que el agente de control de carga se añada después de la formación de las partículas del núcleo de
tóner.

El procedimiento de dispersión no está limitado específicamente e incluye procedimientos conocidos tales como cizallamiento a velocidad elevada, cizallamiento a baja velocidad, dispersión por fricción, emisión de chorro a alta velocidad, y dispersión por ultrasonidos. Para permitir que las partículas dispersadas tengan un diámetro promedio de partícula de 2 \mum a 20 \mum, se prefiere el procedimiento de cizallamiento a velocidad elevada. Cuando se usa una máquina de dispersión por cizallamiento a velocidad elevada, el número de rotaciones no está limitado específicamente y va generalmente desde 1.000 rpm hasta 30.000 rpm, y preferentemente desde 5.000 rpm hasta 20.000 rpm. El tiempo no está limitado específicamente y va generalmente desde 0,1 hasta 5 minutos en un sistema por lotes. La temperatura de dispersión va generalmente desde 0ºC hasta 150ºC bajo presión (bajo una carga) y preferentemente desde 40ºC hasta 98ºC. Se prefiere una temperatura de dispersión elevada, puesto que la dispersión que comprende el poliéster modificado con urea (i) o el prepolímero (A) tiene una baja viscosidad y puede dispersarse con más facilidad.

La cantidad del medio acuoso va generalmente desde 50 partes en peso hasta 2.000 partes en peso, y preferentemente desde 100 partes en peso hasta 1.000 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de la composición de tóner que contiene el poliéster modificado con urea (i) o el prepolímero (A). Si la cantidad es menor que 50 partes en peso, la composición de tóner puede no dispersarse suficientemente, y las partículas de tóner resultantes pueden no tener un diámetro de partícula de destino. Si ésta es mayor que 2.000 partes en peso, no resulta económico. Para un afinamiento de la distribución de partículas y una dispersión más estable de las partículas de tóner, se usa preferentemente en el procedimiento de dispersión un agente dispersante.

Los ejemplos de tales agentes dispersantes destinados a emulsionar y dispersar la fase oleosa que contiene la composición de tóner dispersada en un medio acuoso son sulfonatos de alquilbenceno, solfanatos de \alpha-olefina, ésteres fosfóricos y otros tensioactivos aniónicos; sales de alquilamina, derivados de ácidos grasos de alcohol amínico, derivados de ácidos grasos de poliamina, imidazolina y otros tensioactivos catiónicos de sales aminadas, sales de alquiltrimetilamonio, sales de dialquildimetilamonio, sales de alquildimetilbencilamonio, sales de piridinio, sales de alquilisoquinolinio, cloruro de bencetonio, otros tensioactivos catiónicos de sales de amonio cuaternario, y otros tensioactivos catiónicos; derivados amídicos de ácidos grasos, derivados de polialcohol, y otros tensioactivos no iónicos; alanina, dodecil di(aminoetil) glicina, di(octilaminoetil) glicina, N-alquil-N/N-dimetilamonio betaínas y otros tensioactivos anfóteros.

Puede obtenerse una pequeña cantidad de los efectos de los tensioactivos usando un tensioactivo que tiene un grupo alquilo fluorado. Los ejemplos preferidos de tensioactivos que contienen alquilos fluorados son los ácidos alquilcarboxílicos fluorados conteniendo cada uno de 2 a 10 átomos de carbono, y las sales metálicas de los mismos, perfluorooctanosulfonil glutamato disódico, 3-[omega-fluoroalquil (C_{6}-C_{11}) oxi]-1-alquil (C_{3}-C_{4}) sulfonato sódico, 3-[omega-fluoroalcanoil (C_{6}-C_{8})-N-etilamino]-1-propanosulfonato sódico, ácidos alquil (C_{11}-C_{20}) carboxílicos fluorados y sus sales metálicas, ácidos alquilcarboxílicos perfluorados (C_{7}-C_{13}) y sus sales metálicas, ácidos alquil (C_{4}-C_{12}) sulfónicos perfluorados y sus sales metálicas, dietanolamida de ácido perfluorooctanosulfónico, N-propil-N-(2-hidroxietil) perfluorooctanosulfonamida, sales amónicas perfluoroalquil (C_{6}-C_{10}) sulfonamida propiltrimetil, sales de perfluoroalquil (C_{6}-C_{10})-N-etilsulfonil glicina, y ésteres fosfóricos de monoperfluoroalquil (C_{6}-C_{16}) etil.

Tales tensioactivos aniónicos que contienen alquilos fluorados pueden adquirirse en el mercado bajo los nombres comerciales de, por ejemplo, SURFLON S-111, S-112 y S-113 (de Asahi Glass Co., Ltd.), FLUORAD FC-93, FC-95, FC-98 y FC-129 (de Sumitomo 3M Limited), UNIDYNE DS-101 y DS-102 (de Daikin Industries, Ltd.), MEGAFAC F-110, F-120, F-113, F-191, F-812 y F-833 (de Dainippon Ink & Chemicals, Incorporated), EFTOP EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201 y 204 (de JEMCO Inc.), y FTERGENT F-100 y F-150 (de Neos Co., Ltd.).

Los ejemplos de tensioactivos catiónicos que contienen alquilo fluorado destinados al uso en la presente invención incluyen ácidos amícticos alifáticos primarios, secundarios y terciarios cada uno de los cuales posee un grupo alquilo fluorado; sales de amonio cuaternario alifáticas tales como sales de perfluoroalquilo (C_{6}-C_{10}) sulfonamida propiltrimetilamonio; sales de benzalconio; cloruro de bencetonio; sales de piridinio; y sales de imidazolinio. Tales tensioactivos catiónicos que contienen alquilos fluorados pueden adquirirse en el mercado, por ejemplo, bajo los nombres comerciales de SURFLON S-121 (de Asahi Glass Co., LTD.), FLUORAD FC-135 (de Sumitomo 3M Limited), UNIDYNE DS-202 (de Daikin Industries, LTD.), MEGAFAC F-150, y F-824 (de Dainippon Ink & Chemicals, Incorporated), EFTOP EF-132 (de JEMCO Inc.), y FTERGENT F-300 (de Neos Co., Ltd.).

Asimismo, también pueden usarse como agente dispersante compuestos orgánicos insolubles en agua tales como fostato tricálcico, carbonato de calcio, óxido de titanio, sílice coloidal, e hidroxiapatita.

Para estabilizar aún más las partículas primarias en la dispersión, puede usarse un coloide protector polimérico. Los ejemplos de los coloides protectores poliméricos incluyen homopolímeros y copolímeros de ácidos tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido \alpha-cianoacrílico, ácido \alpha-cianometacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, ácido maleico, y anhídrido maleico; monómeros (met)acrílicos que contienen un grupo hidroxilo tales como acrilato de \beta-hidroxietilo, metacrilato de \beta-hidroxietilo, acrilato de \beta-hidroxipropilo, metacrilato de \beta-hidroxipropilo, acrilato de \gamma-hidroxipropilo, metacrilato de \gamma-hidroxipropilo, acrilato de 3-cloro-2-hidroxipropilo, metacrilato de 3-cloro-2-hidroxipropilo, éster monoacrílico de dietilenglicol, éster monometacrílico de dietilenglicol, éster monoacrílico de glicerol, éster monometacrílico de glicerol, N-metilolacrilamida, y N-metilolmetacrilamida; alcohol vinílico y sus éteres tales como vinilmetiléter, viniletiléter y vinilpropiléter; ésteres de alcohol vinílico y un compuesto que contiene un grupo carboxilo, tal como acetato de vinilo, propionato de vinilo y butirato de vinilo; acrilamida, metacrilamida, diacetona acrilamida, y sus compuestos metilol; cloruros de ácido tales como cloruro de acriloilo, y cloruro de metacriloilo; átomo de nitrógeno tal como vinilpiridina, vinilpirrolidona, vinilimidazol, etilenimina; compuestos de polioxietileno tales como polioxietileno, polioxipropileno, polioxietileno alquilaminas, polioxipropileno alquilaminas, polioxietileno alquilamidas, polioxipropileno alquilamidas, polioxietileno nonilfenil éter, polioxietileno laurilfenil éter, polioxietileno estearilfenil éster, y polioxietileno nonilfenil éster; y derivados de celulosa tales como metilcelulosa, hidroexietilcelulosa, e hidroxipropilcelulosa.

Cuando se usa fosfato de calcio u otro estabilizante de la dispersión que sea soluble en ácidos o bases, el estabilizante de la dispersión se elimina de las partículas finas disolviendo el estabilizante de la dispersión por la acción de un ácido tal como ácido clorhídrico y lavando las partículas finas. Alternativamente, el componente puede eliminarse, por ejemplo, mediante descomposición enzimática.

El agente dispersante, si se usa, se elimina preferentemente por lavado después de la reacción de alargamiento y/o reticulación para unas mejores propiedades de carga del tóner, aunque también es aceptable que el agente dispersante permanezca sobre la superficie de las partículas de tóner.

A fin de disminuir la viscosidad de la composición de tóner y a fin de aumentar la finura de la distribución de partículas, se usa preferentemente un disolvente que pueda disolver el poliéster modificado con urea (i) y/o el prepolímero (A). Tales disolventes destinados al uso en esta invención son preferentemente volátiles y, para una eliminación más fácil con respecto a las partículas de tóner, tienen un punto de ebullición de menos de 100ºC. Tales disolventes incluyen, pero no están limitados a, tolueno, xilenos, benceno, tetracloruro de carbono, cloruro de metileno, 1,2-dicloroetano, 1,1,2-tricloroetano, tricloroetilenos, cloroformo, monoclorobenceno, dicloroetilideno, acetato metílico, acetato etílico, metiletilcetona y metilisobutilcetona. Cada uno de estos disolventes puede usarse solo en combinación. Entre ellos, se prefieren los disolventes tolueno, xilenos y otros disolventes aromáticos, cloruro de metileno, 1,2-dicloroetano, cloroformo, tetracloruro de carbono, y otros hidrocarburos halogenados.

La cantidad del disolvente va generalmente desde 0 hasta 300 partes en peso, preferentemente desde 0 hasta 100 partes en peso, y más preferentemente desde 25 hasta 70 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del prepolímero de poliéster (A). El disolvente, si se usa, se elimina mediante calentamiento a una presión atmosférica normal o bajo una presión reducida después de la reacción de alargamiento y/o reticulación.

El tiempo de reacción para el alargamiento y/o la reticulación se ajusta en forma apropiada en función de la reactividad obtenida de la combinación de la estructura del isocianato del prepolímero de poliéster (A) y la amina (B) y va generalmente desde 10 minutos hasta 40 horas y, preferentemente, desde 2 hasta 24 horas. La temperatura de la reacción va generalmente desde 0ºC hasta 150ºC y preferentemente desde 40ºC hasta 98ºC. Cuando fuera necesario, puede usarse un catalizador conocido tal como laurato de dibutilestaño y laurato de dioctilestaño.

A fin de eliminar el disolvente orgánico de la dispersión emulsionada obtenida, puede calentarse gradualmente la totalidad de la misma de manera que el disolvente orgánico se evapore completamente. El disolvente orgánico también puede eliminarse atomizando la dispersión emulsionada en una atmósfera seca para eliminar completamente un disolvente orgánico insoluble en agua de las gotitas de la dispersión emulsionada para formar las partículas finas de tóner. En este caso, el agente dispersante acuoso también puede evaporarse y eliminarse junto con el disolvente orgánico. Los ejemplos de la atmósfera seca son gases calentados tales como aire, nitrógeno, dióxido de carbono y gas de combustión. De forma especial, es preferible el uso de una corriente de los gases mencionados anteriormente que se calienta a una temperatura más elevada que el punto de ebullición más elevado de los disolventes usados. Una calidad de destino se alcanza eficazmente con un tratamiento a velocidad elevada, por ejemplo, un secador por atomización, un secador de cinta sin fin o un horno rotatorio.

Si la distribución del diámetro de partículas es amplia en el momento del emulsionamiento y la dispersión e igualmente en el momento del lavado y secado, las partículas se clasifican de manera que alcancen la distribución de diámetro de partículas de destino.

La clasificación de las partículas puede llevarse a cabo en la solución usando un dispositivo tal como un ciclón, un recipiente de decantación o una centrifugadora de manera que se alcance la distribución de diámetro de partículas predeterminada. Aunque la clasificación puede llevarse a cabo sobre partículas secadas, después del secado, desde el punto de vista de la eficacia del procedimiento se prefiere aún más que se lleve a cabo la clasificación en una solución. Las partículas de tóner irregulares y partículas gruesas obtenidas, como resultado de la clasificación, son devueltas a la etapa de amasado de manera que se recirculen. En este caso, las partículas finas o las partículas gruesas pueden estar en una condición húmeda.

Preferentemente, el agente dispersante se elimina de la dispersión obtenida y, más preferentemente, se elimina en el mismo momento de la clasificación.

Las partículas secadas del núcleo de tóner se mezclan con otras partículas tales como partículas finas del agente de control de carga y partículas finas del aditivo externo. Después de ello, se aplica una fuerza mecánica de impacto a las partículas mezcladas de manera que se fijen o se fusionen las partículas sobre la superficie de la partícula de tóner. De esta manera, la partícula de tóner compleja obtenida puede impedir que otras partículas caigan de la misma.

Los procedimientos específicos de aplicación de una fuerza de impacto son, por ejemplo, un procedimiento en el que se aplique la fuerza de impacto a las partículas mezcladas usando una paleta de rotor puesta en rotación a velocidad elevada, un procedimiento en el que las partículas mezcladas se sitúen en un flujo a velocidad elevada de manera que las partículas mezcladas o las partículas complejas sean sometidas a un rumbo de colisión con una placa de colisión conveniente. Los ejemplos de aparato al tal efecto incluyen angmill (disponible en Hosokawa Micron Corporation), un molino de tipo 1 modificado (disponible en Nippon Pneumatic MFG., Co., Ltd.) que es a presión de aire de pulverización reducida, un sistema de hibridación (disponible en Nara Machine Corporation), el sistema Kryptron System (disponible en Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), y un mortero automático.

Distribución del diámetro de partículas

El diámetro de partícula promedio en volumen Dv del tóner de la presente invención es de aproximadamente 3 \mum a aproximadamente 8 \mum, y la relación (Dv/Dn) del diámetro de partícula promedio en volumen Dv al diámetro de partícula promedio en número Dn es de aproximadamente 1,00 a aproximadamente 1,20. Se prefiere que el diámetro de partícula promedio en volumen Dv sea de 3 \mum a 6 \mum y que la relación (Dv/Dn) sea de 1,00 a 1,15, desde los puntos de vista de una excelente aptitud para el almacenamiento resistente al calor, unas excelentes propiedades de fijación de imagen a bajas temperaturas, y una excelente resistencia al offset en caliente. Satisfaciendo los intervalos preferidos mencionados anteriormente, especialmente el brillo de una imagen se vuelve excelente cuando se usa el tóner en una copiadora a todo color. Además, cuando se usa el tóner en un revelador de doble componente, se reduce al mínimo la variación del diámetro de partículas de tóner incluso después de ciclos repetidos de consumo y adición del tóner con respecto al portador. Al tiempo que el tóner conserva un estrecho diámetro promedio de partícula sin verse afectado por la agitación en un dispositivo de revelado durante un período prolongado, el tóner puede conservar unas propiedades de revelado estables y excelentes. Cuando se usa el tóner como revelador de un único componente, la variación de las partículas de tóner se reduce al mínimo como en el revelador de doble componente. Asimismo, se impide igualmente la formación de película en un rodillo de revelado y la unión con tóner de los elementos tales como la pala del tóner que controla el grosor del tóner sobre el rodillo de revelado. Por lo tanto, incluso si el tóner es usado (agitado) en el revelador de imágenes durante un período de tiempo prolongado, el tóner puede conservar propiedades de revelado estables y excelentes para formar imágenes de alta calidad en forma estable.

Generalmente se cree que se puede obtener una resolución de imagen y una calidad de imagen más elevadas cuanto más pequeño sea el diámetro del tóner. Sin embargo, el tóner que tiene un diámetro más pequeño puede tener una capacidad de transferencia y una aptitud al limpiado insuficientes. Cuando un diámetro de partícula promedio en volumen del tóner es más pequeño que el intervalo especificado en la presente invención, el tóner como revelador de doble componente tiende a fusionarse sobre la superficie del portador al ser agitado en el dispositivo de revelado de imágenes durante un período de tiempo prolongado y, por lo tanto, la capacidad de carga del portador se degrada. Asimismo, en el caso de un revelador de un único componente, tienden a producirse una formación de película del tóner en el rodillo de revelado y una unión del tóner a los elementos tales como una pala que controla el grosor del tóner sobre un rodillo de revelado.

Estas tendencias están ampliamente relacionadas con un contenido de partículas finas. Si un tóner contiene partículas de tóner que tienen un diámetro de 3 \mum o menos en una cantidad superior a 10% en número con respecto al número total de las mismas sobre la sección transversal, el tóner es más susceptible a fusionarse sobre el portador. Por consiguiente, se producen problemas cuando existe una gran necesidad de estabilidad de carga.

Cuando un diámetro de partícula promedio en volumen del tóner es más grande que el intervalo especificado en la presente invención, no pueden obtenerse imágenes de alta calidad con resolución elevada. Asimismo, la variación del diámetro de partículas de tóner se hace grande, puesto que el tóner se consume y suministra repetidamente con el fin de ajustar la cantidad de tóner con respecto al portador en el dispositivo de revelado durante el revelado. Si la relación Dv/Dn rebasa 1,20, el tóner puede ver disminuida su resolución. Además, cuando las partículas de tóner tienen un diámetro menor que 3 \mum, las partículas de tóner pueden flotar en el aire y pueden dañar el cuerpo humano. Cuando las partículas de tóner tienen un diámetro que rebasa los 8 \mum, puede disminuir la nitidez de la imagen de tóner sobre un fotoconductor con una resolución de imagen disminuida.

Por lo general, un diámetro promedio de partícula y una distribución de partículas de un tóner se miden mediante un procedimiento de contador Coulter. El procedimiento de contador Coulter puede llevarse a cabo con, por ejemplo, un contador Coulter TA-II, Coulter Multisizer II (nombres comerciales, disponibles en Beckman Coulter, Inc.). En la presente invención, un diámetro promedio de partícula y una distribución de diámetro de partículas de un tóner se determinan usando el contador Coulter TA-II conectado con un ordenador personal PC 9801 (nombre comercial, disponible en NEC Corporation) en el que está instalado Inter Face (nombre comercial, disponible en el Institute of Japanese Union of Scientists & Engineers). Inter Face es un software capaz de analizar y generar la distribución en número y la distribución en volumen de un tóner.

Circularidad

La circularidad del tóner seco se determinó preferentemente mediante un procedimiento por banda de detección óptica, en el que se dejó pasar la suspensión que contiene las partículas a través de una banda de detección fotográfica sobre una placa, y las imágenes de las partículas se detectaron/analizaron con una cámara CCD (dispositivo de acoplamiento de carga). La circularidad de promedio se obtuvo dividiendo una longitud límite de un círculo correspondiente que tiene un área proyectada igual por una longitud límite de la partícula medida. Los presentes inventores han descubierto que un tóner que tiene una circularidad de promedio de 0,93 o más es efectiva para formar imágenes con una densidad apropiada y una precisión elevada y reproducibilidad apropiadas. Más preferentemente, la circularidad de promedio va desde 0,980 hasta 1,000.

Es muy importante que el tóner de la presente invención tenga una cierta forma y una cierta distribución de la forma. Cuando una circularidad de promedio del tóner es menor que aproximadamente 0,93, a saber el tóner configurado irregularmente lejos de una forma redonda, no pueden obtenerse una capacidad de transferencia e imágenes de alta calidad suficientes sin difusión del tóner. El tóner configurado irregularmente posee fuerzas de atracción tales como la fuerza de Van der Waals y fuerza virtual, hacia un medio liso tal como un fotoconductor, superiores que las partículas relativamente esféricas a causa de que este tóner posee más porciones cóncavas que constituyen puntos de contacto con el soporte, y la carga se concentra y permanece en las porciones cóncavas. En la etapa de transferencia electrostática, por consiguiente, las partículas de tóner conformadas irregularmente se transfieren selectivamente dentro del tóner que contiene partículas de tóner conformadas irregularmente y partículas de tóner esféricas, dando como resultado una imagen a la que le faltan caracteres o porciones de líneas. El tóner que ha quedado sobre el soporte tiene que eliminarse para una etapa subsiguiente de revelado, a cuyo efecto es necesario dotarlo de un limpiador, y un rendimiento del tóner (una tasa de utilización del tóner para la formación de imágenes) es bajo. Una circularidad del tóner pulverizado es generalmente de 0,910 a 0.920.

La circularidad del tóner seco de la presente invención se mide con un analizador de imagen de partículas de tipo por flujo FPIA-2000 (disponible en Sysmex Corporation).

Tóner elíptico

El tóner de la presente invención puede tener una forma de huso.

Cuando la forma de un tóner es irregular o comprimida y el tóner, por su forma, tiene una fluidez de partículas mediocre, se producen los siguientes problemas. El tóner se sedimenta sobre el fondo de las imágenes, como resultado de una carga por fricción insuficiente. En la etapa de revelado, tal tóner defectuosamente configurado resulta difícil de situar con precisión y uniformidad sobre imágenes de puntos latentes muy finas. Por consiguiente, un tóner tal tiene generalmente una reproducibilidad de puntos mediocre. Además, el tóner tiene una eficacia de transferencia insuficiente en un sistema de transferencia electrostática latente, puesto que al tóner configurado irregularmente le es difícil recibir la línea eléctrica de fuerza.

El tóner en forma de huso tiene una fluidez controlada apropiadamente, puede cargarse por fricción suavemente y evita con ello la sedimentación del tóner sobre el fondo de las imágenes. La imagen de tóner puede revelarse con precisión en armonía exacta con las imágenes de puntos latentes finas y puede transferirse eficazmente a, por ejemplo, un soporte de grabación, manifestando de este modo una excelente reproducibilidad de los puntos. La apropiada fluidez del tóner también puede impedir que las partículas de tóner se difundan durante estos procedimientos. Asimismo, el tóner elíptico es más resistente a los fallos de limpiado que el tóner esférico, puesto que el tóner esférico sale rodando fácilmente al interior del espacio entre el fotoconductor y un elemento de limpiado.

Un ejemplo del tóner con forma de huso se muestra en las Figs. 1A, 1B y 1C. El tóner elíptico 101 tiene preferentemente una forma de uso con un eje mayor r1, un eje menor r2 y un grosor r3, en el que la relación (r2/r1) del eje menor al eje mayor r1 es de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 0,8 (Fig. 1B), y la relación (r3/r2) de un grosor r3 al eje menor r2 es de aproximadamente 0,7 a aproximadamente 1,0 (Fig. 1C). Si la relación (r2/r1) es menor que aproximadamente 0,5, una propiedad de limpiado del tóner es elevada, dada la menor forma esférica de las partículas de tóner. Sin embargo, éste tiene una reproducibilidad de puntos y una eficacia de transferencia insuficientes, por lo que no pueden obtenerse imágenes de alta calidad.

Si la relación (r2/r1) rebasa aproximadamente 0,8, pueden producirse fallos de limpiado, especialmente en una atmósfera de bajas temperaturas y baja humedad, puesto que la forma de las partículas de tóner se vuelve más cercana a la esfera.

Especialmente cuando la relación (r3/r2) es de 1,0, una forma del tóner se vuelve casi un rotador que tiene el eje principal como eje de rotación. Satisfaciendo esta exigencia numérica, el tóner tiene una forma de partícula distinta de una forma irregular, una forma comprimida y una esfera. Ésta es la forma que puede alcanzar conjuntamente la capacidad de carga por fricción, la reproducibilidad de puntos, la eficacia de transferencia, la inhibición de la difusión y la aptitud al limpiado.

Las longitudes que se muestran con r1, r2 y r3 pueden supervisarse y medirse con un microscopio electrónico de barrido (SEM) tomando fotografías desde diferentes ángulos.

Las partículas de tóner que tienen una forma de huso y tienen las relaciones r2/r1 y r3/r2 especificadas en la presente invención pueden prepararse controlando condiciones de agitado tales como número de revoluciones y duración de agitado y la concentración del disolvente en un procedimiento destinado a eliminar el disolvente en la producción de la partícula de base de tóner. Si la concentración del disolvente es excesivamente elevada, difícilmente las partículas de tóner podrán tener una forma de huso. Si ésta es excesivamente baja, las partículas de tóner tienden a volverse esféricas, aunque se vuelvan una vez elípticas. El tóner de la presente invención que tiene una forma de huso puede prepararse mediante agitación en una concentración apropiada de disolvente.

Portadores de dos componentes

El tóner de la presente invención puede usarse en combinación con un portador magnético en un revelador de dos componentes. La cantidad del tóner en el revelador va preferentemente desde 1 hasta 10 partes en peso con respecto a 100 partes en peso del portador. Tales portadores magnéticos incluyen, por ejemplo, partículas magnéticas convencionales con un diámetro de partícula de aproximadamente 20 a aproximadamente 200 \mum, hechas de hierro, ferrita, magnetita y resinas magnéticas. Los materiales de recubrimiento destinados al uso en esta invención incluyen, pero no están limitados a, aminas resínicas tales como resinas de formaldehído de urea, resinas de melamina, resinas de benzoguanamina, resinas de urea, resinas poliamidas y resinas epoxi; resinas polivinílicas y de polivinilideno tales como resinas acrílicas, resinas de poli(metacrilato de metilo), resinas de poliacrilonitrilo, resinas de poli(acetato de vinilo), resinas de poli(alcohol vinílico), resinas de poli(vinilbutiral), resinas de poliestireno, resinas de copolímeros estireno-acrílicas, y otras resinas estirénicas; resinas de poli(cloruro de vinilo) y otras resinas de olefina halogenadas; resinas de poli(tereftalato etilénico), resinas de poli(tereftalato de butileno), y otras resinas poliéster; resinas de policarbonato; resinas de polietileno; resinas de poli(fluoruro de vinilo), resinas de poli(fluoruro de vinilideno), resinas de politrifluorobetileno, resinas de polihexafluoropropileno, copolímeros de fluoruro de vinilideno y monómero acrílico, copolímeros de fluoruro de vinilideno-fluoruro de vinilo, terpolímeros de tetrafluoroetileno, fluoruro de vinilideno, y un monómero no fluorado, y otros fluoroterpolímeros; y resinas silicónicas. La resina destinada al uso en el material de recubrimiento puede comprender además un polvo conductor según la necesidad. Tales polvos conductores incluyen, por ejemplo, polvos de metales, negro de carbón, óxido de titanio, óxido de estaño y óxido de cinc. Estos polvos conductores tienen preferentemente un diámetro promedio de partícula de 1 \mum o menos. Si el diámetro promedio de partícula rebasa 1 \mum, la resistencia eléctrica del revelador no puede controlarse suficientemente.

El tóner de la presente invención también puede usarse como tóner magnético o no magnético de un solo componente sin usar un portador.

Para mejorar aún más la fluidez, la estabilidad en almacenamiento, las propiedades de revelado y las propiedades de transferencia del revelador, pueden añadirse al revelador anteriormente preparado las partículas finas de sílice hidrófoba anteriormente mencionadas y otras partículas inorgánicas finas. Estos aditivos externos pueden mezclarse con las partículas de tóner usando un mezclador corriente para polvos. El mezclador destinado al uso en esta invención tiene preferentemente una camisa u otra unidad a fin de regular su temperatura interna. Para cambiar la histéresis de una carga aplicada a aditivo externo, el aditivo externo puede añadirse en el transcurso del proceso de mezclado o secuencialmente durante el proceso de mezclado. Alternativamente, puede cambiarse el número de revoluciones, la velocidad de volteo, el período de tiempo y la temperatura del mezclador a fin de cambiar la histéresis de la carga. Es conveniente que se aplique una carga relativamente elevada en estadios adelantados, y que se aplique a continuación una carga relativamente baja, o éstas pueden aplicarse en orden retrógrado.

Los ejemplos de sistemas de mezclado destinados al uso en esta invención son mezcladores en V, mezcladores oscilantes, mezcladores Ledige, mezcladores Nauta y mezcladores Henshel.

Preferentemente, el dispositivo de fijación destinado al uso en el procedimiento de formación de imagen de la presente invención es un dispositivo de fijación que comprende un calentador que tiene una pieza de calentamiento, una película que está en contacto con el calentador, y un elemento de aplicación de presión que está en contacto con el calentador, con la interposición de la película. En el dispositivo de fijación está un soporte de grabación portador de una imagen de tóner no fijada insertado entre la película y el elemento de aplicación de presión, de manera que caliente y fije la imagen de tóner sobre el soporte de grabación. Usando el dispositivo de fijación, el procedimiento de formación de imagen puede formar imágenes con mayor eficacia con un tiempo de reacción más corto.

En referencia a la Fig. 2, el dispositivo de fijación es un dispositivo de fijación SURF (fusión rápida a la superficie) en el que la fijación se lleva a cabo haciendo girar una película de fijación. Específicamente, la película de fijación 22 es una película resistente al calor en forma de correa sin fin, y la película de fijación 22 se extiende alrededor de un rodillo impulsor 20 que es un rotador de soporte de la película de fijación, un rodillo accionado 21, y un elemento de calentamiento 23 que está dispuesto en el lado inferior. En medio del rodillo impulsor 20 y del rodillo accionado 21, la película de fijación 22 está sostenida por un sustrato plano 25.

El rodillo accionado 21 también actúa como rodillo tensor de la película de fijación 22. La película de fijación 22 es accionada, y gira de este modo en un sentido de rotación horario, por el rodillo impulsor 21, como se muestra en la figura. Esta velocidad de rotación se controla de manera que recorra a la misma velocidad que un soporte de transferencia S una zona de línea de contacto L en la que el rodillo de aplicación de presión 2 y la película de fijación 22 entran en contacto entre sí.

El rodillo de aplicación de presión 2 tiene una capa elástica de caucho que posee una excelente capacidad de liberación, tal como caucho silicónico. El rodillo de aplicación de presión 2 gira en sentido contrario a las agujas del reloj de manera que ajuste una presión de contacto a entre 4 kg y 10 kg con respecto a la zona de línea de contacto de fijación L.

La película de fijación 22 tiene preferentemente unas excelentes resistencia al calor, capacidad de liberación y resistencia al desgaste. El grosor de la misma es generalmente de 100 \mum o menos, y preferentemente de 40 \mum o menos. Los ejemplos de película de fijación son una película de una única capa o de múltiples capas de resinas resistentes al calor tales como poliimida, poli(eterimida), PES (poli(sulfuro de éter)), y PFA (copolímero de tetrafluoroetileno-perfluoroalquil viniléter). Los ejemplos específicos pueden ser una película que tiene un grosor de 20 \mum en la que está dispuesta una capa de recubrimiento de liberación de 10 \mum de grosor, formada de resina de fluoruro con un agente electroconductor añadido tal como PTFE (resina de politetrafluoroetileno), PFA, o una capa elástica tal como un caucho fluorocarbonado o un caucho silicónico sobre el lado de contacto con una imagen.

En la Fig. 2, el elemento de calentamiento 23 según la presente invención contiene el sustrato plano 25 y un calentador de fijación 24. El sustrato plano 25 está formado por un material con conductividad térmica elevada y una elevada resistencia eléctrica, tal como alúmina. Sobre la superficie del elemento de calentamiento 23 en el que la película de fijación 22 está en contacto con él, el calentador de fijación 24 formado por una pieza resistente al calor está dispuesto de modo que el lado más largo del calentador de fijación se extiende a lo largo de la dirección de recorrido de la película de fijación. Tal calentador de fijación 24 se serigrafía, por ejemplo, con material resistente a la electricidad tal como Ag/Pd o Ta_{2}N en tira de forro o tira a bandas. Además, dos electrodos (no mostrados) están dispuestos a ambos extremos del calentador de fijación 24 de modo que la pieza resistente al calor genere un calor por excitación entre los electrodos. Adicionalmente, sobre un lado del sustrato plano 25 opuesto al calentador de fijación 24, está dispuesto un sensor térmico de fijación 26 formado por un termistor.

El sensor térmico de fijación 26 detecta la información térmica del sustrato plano 25 y la envía a un controlador, de modo que se controle la cantidad de electricidad aplicada al calentador de fijación 24 y se controle así el elemento de calentamiento 23 a una temperatura predeterminada.

El elemento portador de la imagen electrostática latente (fotoconductor) destinado al uso en el procedimiento de formación de imagen de la presente invención es preferentemente un fotoconductor de silicio amorfo. Tales fotoconductores de silicio amorfo tienen una sensibilidad elevada con luz con una longitud de onda larga, tal como la luz de láser de semiconductor (770 nm a 800 nm), son resistentes a la degradación provocada por el uso repetitivo y, de ese modo, se usan como fotoconductores electrofotográficos, por ejemplo, en copiadoras de alta velocidad e impresoras láser (LBP).

Fotoconductor de silicio amorfo

En la presente invención, se usa un fotoconductor de silicio amorfo como fotoconductor para electrofotografía. El fotoconductor de silicio amorfo (denominado en lo sucesivo fotoconductor de a-Si) tiene un sustrato y una capa fotoconductora formada por a-Si. La capa fotoconductora se forma sobre el sustrato mediante un procedimiento de formación de película tal como deposición en vacío, pulverización catódica, recubrimiento iónico, depósito químico en fase vapor térmico, depósito químico en fase vapor óptico, depósito químico en fase vapor por plasma, o análogos. Entre ellos es preferible el procedimiento de depósito químico en fase vapor por plasma en el que un gas de materia prima es descompuesto por descarga luminiscente de corriente continua, alta frecuencia o microondas, y el a-Si es depositado a continuación sobre el sustrato de manera que forme una película de a-Si.

Estructura de capas

Los ejemplos de la estructura de capas del fotoconductor de silicio amorfo son como sigue. Las Figs. 3A, 3B, 3C y 3D son diagramas esquemáticos que explican la estructura de capas del fotoconductor de silicio amorfo. En referencia a la Fig. 3A, un fotoconductor para electrofotografía 500 tiene un sustrato 501 y una capa fotoconductora 502 sobre el sustrato 501. La capa fotoconductora 502 está formada de a-Si: H, X, y manifiesta fotoconductividad. En referencia a la Fig. 3B, un fotoconductor para electrofotografía 500 tiene un sustrato 501, una capa fotoconductora 502 formada de a-Si: H, X y una capa superficial de silicio amorfo 503 dispuesta sobre el sustrato 501. En referencia a la Fig. 3C, un fotoconductor para electrofotografía 500 tiene un sustrato 501 y, sobre el sustrato 501, una capa fotoconductora 502 formada de a-Si: H, X, una capa superficial de silicio amorfo 503 y una capa inhibidora de inyección de carga de silicio amorfo 504. En referencia a la Fig. 3D, un fotoconductor para electrofotografía 500 tiene un sustrato 501 y una capa fotoconductora 502 sobre el sustrato 501. La capa fotoconductora 502 comprende una capa de generación de cargas formada de a-Si: H, X 505 y una capa de transporte de cargas 506. El fotoconductor para electrofotografía 500 tiene además una capa superficial de silicio amorfo 503 sobre la capa fotoconductora 502.

Sustrato

El sustrato del fotoconductor puede ser eléctricamente conductor o aislante. Los ejemplos del sustrato conductor incluyen metales como Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd y Fe, y sus aleaciones tales como acero inoxidable. También puede usarse como sustrato un sustrato aislante en el que al menos una superficie enfrentada a una capa fotoconductora es tratada para obtener la conductividad. Los ejemplos de tales sustratos aislantes son una película u hoja de resina sintética tal como poliéster, polietileno, policarbonato, acetato de celulosa, polipropileno, policloruro de vinilo, poliestireno o poliamida, vidrio, o cerámica.

La forma del sustrato puede ser cilíndrica, placa, o correa sin fin, que tenga una superficie lisa o irregular. El grosor de la misma puede ajustarse de manera que forme un fotoconductor predeterminado. En el caso en que se requiera que el fotoconductor tenga flexibilidad, el sustrato puede ser tan fino como sea posible dentro de intervalos que sean eficaces para funcionar como sustrato. El grosor del sustrato es generalmente de 10 \mum o más desde el punto de vista de, por ejemplo, la fabricación, el manejo y la resistencia mecánica.

Capa inhibidora de inyección de carga

En el fotoconductor usado en la presente invención, resulta efectivo disponer una capa inhibidora de inyección de carga entre el sustrato conductor y la capa fotoconductora (Fig. 3C). La capa inhibidora de inyección de carga inhibe una inyección de carga desde el sustrato conductor. La capa inhibidora de inyección de carga depende de la polaridad. A saber, cuando se aplican cargas de una polaridad específica a una superficie libre del fotoconductor, la capa inhibidora de inyección de carga funciona de manera que inhibe una inyección de corriente desde el sustrato conductor a la capa fotoconductora, y cuando se aplican cargas de polaridad opuesta, la capa inhibidora de inyección de carga no funciona. A fin de alcanzar tal función, la capa inhibidora de inyección de carga contiene cantidades relativamente grandes de átomos que controlan una conductividad, en comparación con la capa fotoconductora.

Para unas propiedades electrofotográficas deseadas y un mejor rendimiento económico, el grosor de la capa inhibidora de inyección de carga es preferentemente de, aproximadamente, 0,1 \mum a 5 \mum, más preferentemente de 0,3 \mum a 4 \mum y aún más preferentemente de 0,5 \mum a 3 \mum.

Capa fotoconductora

La capa fotoconductora 502 puede estar dispuesta por encima del sustrato 501 según la necesidad. El grosor de la capa fotoconductora 502 no está limitado particularmente, siempre que se obtengan las propiedades electrofotográficas deseadas y un elevado rendimiento del coste. El grosor es preferentemente de aproximadamente 1 \mum a aproximadamente 100 \mum, más preferentemente de 20 \mum a 50 \mum, y aún más preferentemente de 23 \mum a 45 \mum.

Capa de transporte de cargas

Cuando, por sus funciones, la capa fotoconductora se divide en múltiples capas, la capa de transporte de cargas funciona principalmente para transportar corrientes. La capa de transporte de cargas comprende al menos átomos de silicio, átomos de carbono y átomos de flúor como sus componentes principales. Si fuera necesario, la capa de transporte de cargas puede comprender además átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno de modo que la capa de transporte de cargas esté formada de a-SiC(H,F,O). Una capa de transporte de cargas tal manifiesta una fotoconductividad deseable, especialmente una propiedad de retención de cargas, una propiedad de generación de cargas y una propiedad de transporte de cargas. Es preferible particularmente que la capa de transporte de cargas contenga un átomo de oxígeno.

El grosor de la capa de transporte de cargas se ajusta en forma conveniente de manera que obtenga una propiedad electrofotográfica y un rendimiento de coste deseables. El grosor de la misma es preferentemente de aproximadamente 5 \mum a aproximadamente 50 \mum, más preferentemente de 10 \mum a 40 \mum, y con especial preferencia de 20 \mum a 30 \mum.

Capa de generación de cargas

Cuando, por sus funciones, las capas fotoconductoras se dividen en múltiples capas, la capa de generación de cargas funciona principalmente para generar cargas. La capa de generación de cargas contiene al menos átomos de silicio como componente esencial y no contiene sustancialmente un átomo de carbono. Si fuera necesario, la capa de generación de cargas puede comprender además átomos de hidrógeno, de modo que la capa de generación de cargas esté formada de a-Si:H. Una capa de generación de cargas tal manifiesta una fotoconductividad deseable, especialmente una propiedad de generación de cargas y una propiedad de transporte de cargas.

El grosor de la capa de generación de cargas se ajusta en forma conveniente de manera que obtenga una propiedad electrofotográfica y un rendimiento de coste deseables. El grosor de la misma es preferentemente de aproximadamente 0,5 \mum a aproximadamente 15 \mum, más preferentemente de 1 \mum a 10 \mum, y con especial preferencia de 1 \mum a 5 \mum.

Capa superficial

El fotoconductor de silicio amorfo destinado al uso en la presente invención puede contener además una capa superficial dispuesta sobre la capa fotoconductora del sustrato, como se ha mencionado anteriormente. La capa superficial es preferentemente una capa de silicio amorfo. La capa superficial tiene una superficie libre, de modo que se obtengan unas propiedades deseables tales como resistencia a la humedad, aplicabilidad en un uso continuo repetido, resistencia dieléctrica, estabilidad en el entorno de funcionamiento y durabilidad.

El grosor de la capa superficial es generalmente de aproximadamente 0,01 \mum a aproximadamente 3 \mum, preferentemente de 0,05 \mum a 2 \mum, y más preferentemente de 0,1 \mum a 1 \mum. Si el grosor es menor que aproximadamente 0,01 \mum, la capa superficial se desgasta durante la utilización del fotoconductor. Si éste rebasa aproximadamente 3 \mum, las propiedades electrofotográficas se degradan, como un aumento de la carga remanente.

En el procedimiento de formación de imagen de la presente invención, se aplica preferentemente un campo alterno cuando se revela sobre el fotoconductor una imagen electrostática latente. De este modo, se aplica una tensión de polarización vibratoria que comprende tanto una tensión de corriente continua como una tensión de corriente alterna al revelar una imagen electrostática latente sobre el conductor, y la imagen resultante tiene una apariencia lisa con una precisión elevada.

En un dispositivo de revelado de imagen según la presente forma de realización mostrada en la Fig. 4, una fuente de alimentación 17 aplica una tensión de polarización de vibración como polarización de revelado, en la que se superponen una tensión de corriente continua y una tensión alterna, a un manguito de revelado 15 durante el revelado. El potencial de la parte del fondo y el potencial de la parte de la imagen se posicionan entre el máximo y el mínimo del potencial de polarización de vibración. Esto forma un campo alterno, cuya dirección cambia alternadamente, en la zona de revelado 16. En este campo alterno, un tóner y un portador en el revelador son sometidos a una vibración intensa, de forma que el tóner sobrepase la fuerza electrostática de esfuerzo procedente del manguito de revelado 15 y el portador, y salte al fotoconductor 11. El tóner se acopla a continuación al fotoconductor conforme a una imagen electrostática latente sobre el mismo.

La diferencia entre la tensión de polarización de vibración máxima y la mínima (tensión de cresta a cresta) va preferentemente de 0,5 kV a 5 kV, y la frecuencia va preferentemente de 1 kHz a 10 kHz. La forma de onda de la tensión de polarización de vibración puede ser una onda en rectángulo, una onda sinusoidal, o una onda en triángulo. La tensión de corriente continua de la tensión de polarización de vibración está en un intervalo entre el potencial en el fondo y el potencial en la imagen, como se ha mencionado anteriormente, y se ajusta preferentemente más próxima al potencial en el fondo, desde el punto de vista de la inhibición de la sedimentación de tóner sobre el fondo.

Cuando la tensión de polarización de vibración es una onda en rectángulo, se prefiere que un factor de marcha sea de 50% o menos. El factor de marcha es un factor del momento en el que el tóner salta al fotoconductor durante un ciclo de la polarización de vibración. De esta manera, la diferencia entre el valor de cresta del tiempo cuando el tóner salta al fotoconductor y el valor promedio de tiempo de la polarización puede hacerse muy grande. Como consecuencia, el movimiento del tóner se vuelve más activado, por lo que el tóner se acopla con precisión a la distribución del potencial de la imagen electrostática latente, y los depósitos rugosos y la resolución de imagen pueden mejorarse. Además, puede disminuirse la diferencia entre el valor de cresta de tiempo, cuando el portador que tiene una polaridad opuesta de corriente a la del tóner salta al fotoconductor, y el valor de promedio de tiempo de polarización. Como consecuencia, el movimiento del portador puede limitarse y se reduce ampliamente la posibilidad de sedimentación del portador sobre el fondo.

El cargador electrostático destinado al uso en el procedimiento de formación de imagen de la presente invención es preferentemente un cargador por contacto. Un cargador tal contiene un elemento de carga electrostática, y el elemento de carga electrostática es puesto en contacto con el fotoconductor y aplica tensión de manera que cargue el fotoconductor. Usando este cargador, el procedimiento de formación de imagen puede realizarse con menos formación de ozono.

Rodillo cargador

La Fig. 5 es un diagrama esquemático de un ejemplo del aparato de formación de imagen que lleva equipado un cargador por contacto. El fotoconductor 11 que debe cargarse como elemento portador de imagen es puesto en rotación a una velocidad predeterminada (velocidad del procedimiento) en la dirección mostrada con la flecha en la figura. El rodillo de carga 12, que es puesto en contacto con el fotoconductor 11, contiene una varilla central y una capa conductora de caucho formada sobre la varilla central en forma de círculo concéntrico. Los dos terminales de la varilla central están sostenidos por cojinetes (no mostrados) de modo que el rodillo de carga permita girar libremente al rodillo de carga, y se presiona el rodillo de carga 12 hacia el fotoconductor 11 a una presión predeterminada mediante un elemento de aplicación de presión (no mostrado). Por consiguiente, en esta figura, el rodillo de carga 12 gira siguiendo la rotación del fotoconductor 11. Por lo general, el rodillo de carga 12 está formado con un diámetro de 16 mm en el que la varilla central 28 que tiene un diámetro de 9 mm está recubierta de una capa de caucho 29 que tiene una resistencia moderada de aproximadamente 100.000 \Omega\cdotcm.

La fuente de alimentación 27 mostrada en la figura está conectada eléctricamente con la varilla central 28, y la fuente de alimentación aplica una polarización predeterminada a la varilla central 28. Así, la superficie del fotoconductor se carga uniformemente a una polaridad y un potencial predeterminados.

Como cargador destinado al uso en la presente invención, la forma del mismo no está limitada específicamente y puede estar, por ejemplo, separado de un rodillo, un cepillo magnético o un cepillo de piel. Éste puede seleccionarse en forma conveniente conforme a una especificación o configuración de un aparato de formación de imagen. Cuando se usa como cargador un cepillo magnético, el cepillo magnético contiene un cargador electrostático formado por varias partículas de ferrita tales como ferrita de Zn-Cu, un manguito conductor no magnético destinado a soportar el cargador electrostático, y un rodillo magnético contenido en el manguito conductor no magnético. Cuando se usa como cargador un cepillo de piel, un material del cepillo de piel es, por ejemplo, una piel que se vuelve conductora mediante tratamiento con, por ejemplo, carbono, sulfuro de cobre, un metal o un óxido de metal, y la piel se enrolla o se monta en un metal u otra varilla central que se vuelve conductora mediante tratamiento.

Cepillo de piel cargador

La Fig. 6 es un diagrama esquemático de otro ejemplo del aparato de formación de imagen que lleva equipado un cargador por contacto. El fotoconductor 11, como objeto que debe cargarse y como elemento portador de imagen, es puesto en rotación a una velocidad predeterminada (velocidad del procedimiento) en la dirección mostrada con la flecha en la figura. El rodillo del cepillo 12 que tiene un cepillo de piel es puesto en contacto con el fotoconductor 11, con un ancho de línea de contacto predeterminado y una presión predeterminada con respecto a la elasticidad de la parte de cepillo.

El rodillo de cepillo de piel 12 como cargador por contacto usado en la presente invención, tiene un diámetro externo de 14 mm y un largo longitudinal de 250 mm. En este cepillo de piel, una cinta con una pila de fibra de rayón conductora REC-B (nombre comercial, disponible en Unitika Ltd.), como parte de cepillo, está enrollada en espiral alrededor de una varilla central metálica 28 que tiene un diámetro de 6 mm, que también se hace funcionar como un electrodo. El cepillo de la parte de cepillo 29 es de 300 denieres/50 filamentos, y una densidad de 151 fibras por 1 milímetro cuadrado. Este cepillo de rodillo se inserta una vez dentro de un tubo que tiene un diámetro interno de 12 mm con rotación en una determinada dirección, y se ajusta de manera que sea un círculo concéntrico con respecto al tubo. Después de ello, el cepillo de rodillo en el tubo se deja en una atmósfera de humedad elevada y temperatura elevada de manera que se tuerzan las fibras de la piel.

La resistencia del rodillo de cepillo de piel 12' es 1 x 10^{5} \Omega a una tensión aplicada de 100 V. La resistencia se calcula a partir de la corriente obtenida cuando el cepillo de piel bobinado se pone en contacto con un tambor metálico que tiene un diámetro de 30 mm con un ancho de línea de contacto de 3 mm, y se le aplica una tensión de 100 V.

La resistencia del rodillo de cepillo de piel 12 debería ser 10^{4} \Omega o más con el fin de impedir la imperfección de imagen provocada por una carga insuficiente en la parte de línea de contacto de carga, cuando ocurre que el fotoconductor 11 que debe cargarse tiene sobre su superficie defectos por baja resistencia dieléctrica, tales como picaduras y una corriente de fuga excesiva, y por consiguiente se hace funcionar en los defectos. Además, ésta debería ser de 10^{4} \Omega o menos con el fin de cargar suficientemente la superficie del fotoconductor 11.

Los ejemplos del material de la piel incluyen, además de REC-B (nombre comercial, disponible en Unitika Ltd.), REC-C, REC-M1, REC-M10 (nombres comerciales, disponibles en Unitika Ltd.), SA-7 (nombre comercial, disponible en Toray Industries, Inc.), Thunderon (nombre comercial, disponible en Nihon Sanmo Dyeing Co., Ltd.), Beltron (nombre comercial, disponible en Kanebo Gohsen, Ltd.), Kuracarbo, en el que se dispersa carbono en rayón (nombre comercial, disponible en Kuraray Co., Ltd.), y Roval (nombre comercial, disponible en Mitsubishi Rayon Co., Ltd.). Preferentemente, el cepillo es de 3 a 10 denieres por fibra, 10 a 100 filamentos por haz, y 80 a 600 fibras por milímetro cuadrado. La longitud de la piel es preferentemente de 1 a 10 mm.

El rodillo de cepillo de piel 12' es puesto en rotación en la dirección contraria (opuesta) a la dirección de rotación del fotoconductor 11 a una velocidad periférica predeterminada, y entra en contacto con el fotoconductor 11 con una diferencia de velocidad. La fuente de alimentación 27 aplica una tensión de carga predeterminada al rodillo de cepillo de piel 12' de modo que la superficie del fotoconductor 11 se carga uniformemente a una polaridad y un potencial predeterminados. En la carga por contacto del fotoconductor 11 mediante el rodillo de cepillo de piel 12 de la presente forma de realización, las cargas se inyectan principalmente en forma directa y la superficie del fotoconductor 11 se carga a la tensión sustancialmente igual a la tensión de carga de aplicación al rodillo de cepillo de piel 12.

Cepillo magnético cargador

La Fig. 6 es un diagrama esquemático de otro ejemplo todavía del aparato de formación de imagen que lleva equipado un cargador por contacto. El fotoconductor 11 que debe cargarse como elemento portador de imagen es puesto en rotación a una velocidad predeterminada (velocidad del procedimiento) en la dirección mostrada con la flecha en la figura. El rodillo de cepillo 12 que tiene un cepillo magnético es puesto en contacto con el fotoconductor 11, con un ancho de línea de contacto predeterminado y una presión predeterminada con respecto a la elasticidad de la parte de cepillo.

El cepillo magnético 29, como cargador por contacto de la presente forma de realización, está formado por partículas magnéticas. En las partículas magnéticas, están mezcladas partículas de ferrita de Z-Cu con un diámetro promedio de partícula de 25 \mum y partículas de ferrita de Z-Cu con un diámetro promedio de partícula de 10 \mum en una relación de 1/0,05 de manera que formen partículas de ferrita con picos en cada diámetro promedio de partícula, y un diámetro promedio de partícula total de 25 \mum. Las partículas de ferrita están recubiertas de una capa de resina que tiene una resistencia moderada, de manera que formen las partículas magnéticas. El cargador por contacto de esta forma de realización está formado por las partículas magnéticas recubiertas mencionadas anteriormente, un manguito conductor no magnético 28 que soporta las partículas magnéticas recubiertas, y un rodillo de imán que está incluido en el manguito conductor no magnético 28. Las partículas magnéticas recubiertas están dispuestas sobre el manguito con un grosor de 1 mm de manera que formen una línea de contacto de carga de 5 mm de ancho con el fotoconductor 11. El ancho entre el manguito conductor no magnético 28 y el fotoconductor 11 se ajusta a aproximadamente 500 \mum. El rodillo magnético 12' es puesto en rotación de manera que obligue al manguito conductor no magnético 28 a girar a dos veces la velocidad con respecto a la velocidad periférica de la superficie del fotoconductor 11, y en la dirección opuesta al fotoconductor 11. Por consiguiente, el cepillo magnético 29 está uniformemente en contacto con el fotoconductor 11.

La Fig. 7 es un diagrama esquemático de un aparato de formación de imagen que tiene el cartucho del procedimiento según la presente invención. El cartucho del procedimiento 10 soporta la unidad de revelado que retiene el tóner de la presente invención.

El cartucho del procedimiento comprende al menos un fotoconductor 11 y una unidad de revelado 13 y puede comprender además otros componentes tales como cargador 12 y limpiador 14. Estos componentes se integran como cartucho del procedimiento que es desmontable de un cuerpo principal de un aparato de formación de imagen tal como una copiadora o una impresora.

La presente invención también se refiere a un aparato de formación de imagen que tiene una unidad de revelado que retiene el tóner de la presente invención. Un dispositivo de fijación destinado al uso en el aparato de formación de imagen es preferentemente el dispositivo de fijación anteriormente mencionado, que comprende un elemento de calentamiento, una película en contacto con el elemento de calentamiento, y un elemento de aplicación de presión en contacto con el elemento de calentamiento con la interposición de la película, en el que el dispositivo de fijación está configurado de tal modo que permita que un soporte de grabación portador de una imagen no fijada pase entre la película y el elemento de aplicación de presión. Usando el dispositivo de fijación, el aparato de formación de imagen puede formar imágenes con mayor eficacia, con un tiempo de reacción más corto.

La presente invención se ilustrará más detalladamente a continuación en referencia a varios ejemplos y ejemplos comparativos, que en ningún caso están destinados a limitar el alcance de la presente invención; "parte" y "partes" escritos en lo sucesivo se refieren a "parte en peso" y "partes en peso", respectivamente.

Ejemplo de preparación 1

Preparación de una emulsión de partículas orgánicas finas

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 653 partes de agua, 11 partes de una sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico ELEMINOL RS-30 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), 83 partes de estireno, 83 partes de ácido metacrílico, 110 partes de acrilato de butilo, y 1 parte de persulfato de amonio, y se agitó la mezcla a 400 rpm durante 15 minutos para obtener una emulsión blanca. Se calentó la emulsión a una temperatura interna de 75ºC, seguido de una reacción durante 5 horas. Se trató posteriormente la mezcla reactiva con 30 partes de una solución acuosa al 1% de sulfato de amonio, se dejó envejecer a 75ºC durante 5 horas y se obtuvo con ello una dispersión acuosa [Dispersión de partículas finas 1] de una resina vinílica (un copolímero de estireno-ácido metacrílico-acrilato de butilo-sal de sodio de un éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico). La Dispersión de partículas finas 1 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 105 nm al medirla con un analizador de distribución de tamaño por difracción y dispersión de láser LA-920 (marca comercial, disponible en Horiba, Ltd., Japón). Se secó parte de la Dispersión de partículas finas 1 para aislar el componente de resina. El componente de resina tenía un Tg de 59ºC y un peso molecular promedio en peso de 15 x 10^{4}.

Ejemplo de preparación 2

Preparación de fase acuosa

Se preparó la Fase acuosa 1 como líquido opaco combinando y agitando 990 partes de agua, 99 partes de la Dispersión de partículas finas 1, 35 partes de solución acuosa al 48,5% de dodecildifeniléter disulfonato de sodio ELEMINOL MON-7 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), y 70 partes de acetato etílico.

Ejemplo de preparación 3

Preparación de poliéster de bajo peso molecular

En un recipiente de reacción equipado con un condensador, un agitador y un tubo de alimentación de gas nitrógeno se colocaron 229 partes de un compuesto de inclusión de óxido de etileno (2 moles) de bisfenol A, 529 partes de un compuesto de inclusión de óxido de propileno (3 moles) de bisfenol A, 208 partes de ácido tereftálico, 46 partes de ácido adípico, y 2 partes de óxido de dibutilestaño. Se hizo reaccionar la mezcla a 230ºC a presión atmosférica normal durante 8 horas y se hizo reaccionar posteriormente a una presión reducida de 10 mmHg a 15 mmHg durante 5 horas. Se trató adicionalmente la mezcla reactiva con 44 partes de anhídrido trimelítico a 180ºC a presión atmosférica normal durante 1,8 horas y se obtuvo con ello el Poliéster de bajo peso molecular 1. El Poliéster de bajo peso molecular 1 tenía un peso molecular promedio en número de 2500, un peso molecular promedio en peso de 6700, un pico de peso molecular de 5.000, un Tg de 43ºC, y un índice de acidez de 25.

Ejemplo de preparación 4

Preparación del Prepolímero 1

En un recipiente de reacción equipado con un condensador, un agitador y un tubo de alimentación de gas nitrógeno se colocaron 682 partes de un compuesto de inclusión de óxido de etileno (2 moles) de bisfenol A, 81 partes de un compuesto de inclusión de óxido de propileno (2 moles) de bisfenol A, 283 partes de ácido tereftálico, 22 partes de anhídrido trimelítico, y 2 partes de óxido de dibutilestaño. Se hizo reaccionar la mezcla a 230ºC a presión atmosférica normal durante 8 horas, se hizo reaccionar posteriormente bajo una presión reducida de 10 mmHg a 15 mmHg durante 5 horas y se obtuvo con ello un Poliéster intermedio 1 con un peso molecular promedio en número de 2100, un peso molecular promedio en peso de 9500, un Tg de 55ºC, un índice de acidez de 0,5 y un índice de hidroxilo
de 51.

En un recipiente de reacción equipado con un condensador, un agitador y un tubo de alimentación de gas nitrógeno se colocaron 410 partes de Poliéster intermedio 1, 89 partes de diisocianato de isoforona, y 500 partes de acetato etílico, seguido de una reacción a 100ºC durante 5 horas para obtener el Prepolímero 1 con un contenido de isocianatos libres de 1,53% en peso.

Ejemplo de preparación 5

Síntesis de Compuesto de cetimina 1

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 170 partes de isoforonadiamina y 75 partes de metiletilcetona, seguido de una reacción a 50ºC durante 5 horas para obtener el Compuesto de cetimina 1 con un índice de amina de 418.

Ejemplo de preparación 6

Preparación de Mezcla madre

Se mezcló un total de 1200 partes de agua, 800 partes de negro de carbón Regal 400 R (nombre comercial, disponible en Cabot Corp.; poder de absorción de aceite de DBP: 71 ml/100-mg), y 1200 partes de una resina poliéster en un mezclador Mitsui Henschel (nombre comercial, disponible en Mitsui Mining Co., Ltd.). Se amasó la mezcla a 150ºC durante 30 minutos en un molino de dos cilindros, se laminó en frío, se pulverizó en un pulverizador y se obtuvo con ello la Mezcla madre 1.

Ejemplo de preparación 7

Preparación de fase oleosa

En un reactor equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 378 partes del Poliéster de bajo peso molecular 1, 110 partes de cera de carnauba, y 947 partes de acetato etílico. Se calentó la mezcla a 80ºC durante 5 horas con agitación y luego se enfrió a 30ºC durante 1 hora. Se trató la mezcla adicionalmente con 400 partes de la Mezcla madre 1 y 500 partes de acetato etílico con agitación durante 1 hora y se obtuvo con ello la Solución de material 1.

A continuación, se colocaron en un recipiente 1324 partes del Material de solución 1, y se dispersó el negro de carbón y los componentes de cera de su interior usando un molino de perlas (ULTRAVISCO-MILL disponible en Aimex Co., Ltd., Japón) a una velocidad de alimentación de líquido de 1 kg/h, una velocidad de rotación del disco de 6 m/s, usando perlas de circona de 0,5 mm de diámetro cargadas al 80% en volumen en un número repetitivo. Se repitió el procedimiento de dispersión un total de tres veces. Se trató adicionalmente la dispersión con 1324 partes de una solución al 65% de acetato etílico del Poliéster de bajo peso molecular 1, y se dispersó la mezcla en las condiciones anteriores, excepto que el procedimiento de dispersión se realizó una vez a fin de obtener una Dispersión de cera de pigmento 1. La Dispersión de cera de pigmento 1 tenía un extracto seco de 50% según se determinó calentando la dispersión a 130ºC durante 30 minutos.

Ejemplo 1 Emulsionamiento y eliminación del disolvente

Se colocaron en un recipiente 749 partes de Dispersión de cera de pigmento 1, 115 partes de Prepolímero 1, y 2,9 partes de Compuesto de cetimina 1, y se mezcló la mezcla a 5.000 rpm durante 1 minuto usando un T.K. HOMO MIXER (nombre comercial, disponible en Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., Japón). A continuación, se le adicionaron 1.200 partes de Fase acuosa 1, se dispersó la mezcla a 12500 rpm durante 30 minutos usando un T.K. HOMO MIXER y se obtuvo con ello la Pasta emulsionada 1.

Se colocó la Pasta emulsionada 1 en un recipiente equipado con un agitador y un termómetro y se calentó a 35ºC durante 7 horas para eliminar de ella los disolventes. Se dejó envejecer la pasta a 45ºC durante 4 horas y se obtuvo con ello la Pasta dispersada 1.

Lavado y secado

Se filtró un total de 100 partes de Pasta emulsionada 1 bajo una presión reducida y se lavó mediante los siguientes procedimientos.

(1) Se mezcló la torta filtrada con 100 partes de agua desionizada en un T.K. HOMO MIXER a 12.000 rpm durante 10 minutos, y se filtró la mezcla.

(2) Se mezcló la torta filtrada preparada en (1) con 100 partes de solución acuosa al 10% de hidróxido sódico en un T.K. HOMO MIXER a 12.000 rpm durante 30 minutos, y se filtró la mezcla bajo una presión reducida.

(3) Se mezcló la torta filtrada preparada en (2) con 100 partes de ácido clorhídrico al 10% en un T.K. HOMO MIXER a 12.000 rpm durante 10 minutos, y se filtró la mezcla.

(4) Se mezcló la torta filtrada preparada en (3) con 300 partes de agua desionizada en un T.K. HOMO MIXER a 12.000 rpm durante 10 minutos, y se filtró la mezcla, en la que se repitió dos veces más el procedimiento de lavado para obtener la Torta filtrada 1.

Se secó la Torta filtrada 1 a 45ºC durante 48 horas en un secador por circulación de chorro de aire, se tamizó con un tamiz de malla de 75 \mum y se obtuvo con ello la Partícula de base de tóner 1. La Partícula de base de tóner 1 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 4,5 \mum y un diámetro de partícula promedio en número de 3,5 \mum. Se constató que las partículas orgánicas finas se adherían a la superficie de la Partícula de base de tóner 1.

Adición de agente de control de carga y aditivo externo

A continuación, se mezclaron 100 partes de Partícula de base de tóner 1 y 0,5 partes de un complejo metálico de ácido salicílico Bontron E-84 (nombre comercial, disponible en Orient Chemical Industries, Ltd., Japón) como agente de control de carga a 1.000 rpm en un mezclador Henschel y se mezcló posteriormente a 6.000 rpm en un mezclador Q (disponible en Mitsui Mining Co., Ltd., Japón) para aplicar con ello el agente de control de carga a la superficie de la partícula de base de tóner. Se mezcló el artículo resultante con 0,7 partes de óxido de titanio hidrófobo a 1500 rpm con un mezclador Henschel y se obtuvo con ello el Tóner 1.

Ejemplo de preparación 8

Preparación de una emulsión de partículas orgánicas finas

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 683 partes de agua, 11 partes de una sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico ELEMINOL RS-30 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), 80 partes de estireno, 83 partes de ácido metacrílico, 110 partes de acrilato de butilo, 12 partes de tioglicolato de butilo y 1 parte de persulfato de amonio, y se agitó la mezcla a 400 rpm durante 15 minutos para obtener una emulsión blanca. Se calentó la emulsión a una temperatura interna de 75ºC, seguido de una reacción durante 5 horas. Se trató posteriormente la mezcla reactiva con 30 partes de una solución acuosa al 1% de sulfato de amonio, se dejó envejecer a 75ºC durante 5 horas y se obtuvo con ello una dispersión acuosa, Dispersión de partículas finas 2, de una resina vinílica (un copolímero de estireno-ácido metacrílico-acrilato de butilo-sal de sodio de un éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico). La Dispersión de partículas finas 2 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 120 nm al medirla con un analizador de distribución de tamaño por difracción y dispersión de láser LA-920. Se secó parte de la Dispersión de partículas finas 2 para aislar el componente de resina. El componente de resina tenía un Tg de 42ºC y un peso molecular promedio en peso de 3 x 10^{4}.

Ejemplo 2

Se preparó el Tóner 2 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de partículas finas 2 en lugar de la Dispersión de partículas finas 1.

Ejemplo de preparación 9

Preparación de una dispersión de partículas orgánicas finas

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 683 partes de agua, 11 partes de una sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico ELEMINOL RS-30 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), 103 partes de estireno, 83 partes de ácido metacrílico, 90 partes de acrilato de butilo, 12 partes de tioglicolato de butilo y 1 parte de persulfato de amonio, y se agitó la mezcla a 400 rpm durante 15 minutos para obtener una emulsión blanca. Se calentó la emulsión a una temperatura interna de 75ºC, seguido de una reacción durante 5 horas. Se trató posteriormente la mezcla reactiva con 30 partes de una solución acuosa al 1% de sulfato de amonio, se dejó envejecer a 75ºC durante 5 horas y se obtuvo con ello una dispersión acuosa [Dispersión de partículas finas 3] de una resina vinílica (un copolímero de estireno-ácido metacrílico-acrilato de butilo-sal de sodio de un éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico). La Dispersión de partículas finas 3 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 110 nm al medirla con un analizador de distribución de tamaño por difracción y dispersión de láser LA-920. Se secó parte de la Dispersión de partículas finas 3 para aislar el componente de resina. El componente de resina tenía un Tg de 78ºC y un peso molecular promedio en peso de 2,5
x 10^{4}.

Ejemplo 3

Se preparó el Tóner 3 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de partículas finas 3 en lugar de la Dispersión de partículas finas 1.

Ejemplo de preparación 10

Preparación de una emulsión de partículas orgánicas finas

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 683 partes de agua, 11 partes de una sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico ELEMINOL RS-30 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), 78 partes de estireno, 83 partes de ácido metacrílico, 115 partes de acrilato de butilo, 2 partes de tioglicolato de butilo y 1 parte de persulfato de amonio, y se agitó la mezcla a 400 rpm durante 15 minutos para obtener una emulsión blanca. Se calentó la emulsión a una temperatura interna de 75ºC, seguido de una reacción durante 5 horas. Se trató posteriormente la mezcla reactiva con 30 partes de una solución acuosa al 1% de sulfato de amonio, se dejó envejecer a 75ºC durante 5 horas y se obtuvo con ello una dispersión acuosa [Dispersión de partículas finas 4] de una resina vinílica (un copolímero de estireno-ácido metacrílico-acrilato de butilo-sal de sodio de un éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico). La Dispersión de partículas finas 4 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 115 nm al medirla con un analizador de distribución de tamaño por difracción y dispersión de láser LA-920. Se secó parte de la Dispersión de partículas finas 4 para aislar el componente de resina. El componente de resina tenía un Tg de 51ºC y un peso molecular promedio en peso de 10 x 10^{4}.

Ejemplo 4

Se preparó el Tóner 4 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de partículas finas 4 en lugar de la Dispersión de partículas finas 1 y que se usó sílice hidrófoba como aditivo externo en lugar de óxido de titanio hidrófobo.

Ejemplo de preparación 11

Preparación de una emulsión de partículas orgánicas finas

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 683 partes de agua, 11 partes de una sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico ELEMINOL RS-30 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), 68 partes de estireno, 93 partes de ácido metacrílico, 115 partes de acrilato de butilo, y 1 parte de persulfato de amonio, y se agitó la mezcla a 400 rpm durante 15 minutos para obtener una emulsión blanca. Se calentó la emulsión a una temperatura interna de 75ºC, seguido de una reacción durante 5 horas. Se trató posteriormente la mezcla reactiva con 30 partes de una solución acuosa al 1% de sulfato de amonio, se dejó envejecer a 75ºC durante 5 horas y se obtuvo con ello una dispersión acuosa [Dispersión de partículas finas 5] de una resina vinílica (un copolímero de estireno-ácido metacrílico-acrilato de butilo-sal de sodio de un éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico). La Dispersión de partículas finas 5 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 90 nm al medirla con un analizador de distribución de tamaño por difracción y dispersión de láser LA-920. Se secó parte de la Dispersión de partículas finas 5 para aislar el componente de resina. El componente de resina tenía un Tg de 56ºC y un peso molecular promedio en peso de 15 x 10^{4}.

Ejemplo de preparación 12

Preparación de fase oleosa

Se preparó la Solución de material 2 por el procedimiento del Ejemplo de preparación 7, excepto que se usó cera de arroz en lugar de cera de carnauba.

A continuación, se colocaron en un recipiente 1324 partes del Material de solución 2, y se dispersó el negro de carbón y los componentes de cera de su interior usando un molino de perlas (ULTRAVISCO-MILL disponible en Aimex Co., Ltd., Japón) a una velocidad de alimentación de líquido de 1 kg/h, una velocidad de rotación del disco de 6 m/s, usando perlas de circona de 0,5 mm de diámetro cargadas al 80% en volumen en un número repetitivo. Se repitió el procedimiento de dispersión un total de tres veces. Se trató adicionalmente la dispersión con 1324 partes de una solución al 65% de acetato etílico del Poliéster de bajo peso molecular 1, y se dispersó la mezcla en las condiciones anteriores, excepto que el procedimiento de dispersión se realizó una vez a fin de obtener una Dispersión de cera de pigmento 2. La Dispersión de cera de pigmento 2 tenía un extracto seco de 50% según se determinó calentando la dispersión a 130ºC durante 30 minutos.

Ejemplo 5

Se preparó la Partícula de base de tóner 5 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de partículas finas 5 y la Dispersión de cera de pigmento 2 en lugar de la Dispersión de partículas finas 1 y la Dispersión de cera de pigmento 1, respectivamente.

A continuación, se mezclaron 100 partes de Partícula de base de tóner 5 y 0,5 partes de un complejo metálico de ácido salicílico Bontron E-84 (nombre comercial, disponible en Orient Chemical Industries, Ltd., Japón) como agente de control de carga a 1.000 rpm en un mezclador Henschel y se mezcló posteriormente a 6.000 rpm en un mezclador Q (disponible en Mitsui Mining Co., Ltd., Japón) para aplicar con ello el agente de control de carga a la superficie de la partícula de base de tóner.

A continuación se preparó el Tóner 5 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó el artículo preparado anteriormente y que se usó sílice hidrófoba en lugar de óxido de titanio hidrófobo.

Ejemplo de preparación 13

Preparación de fase oleosa

Se preparó la Solución de material 3 por el procedimiento del Ejemplo de preparación 7, excepto que se usó cera montana en lugar de cera de carnauba.

A continuación, se colocaron en un recipiente 1324 partes del Material de solución 3, y se dispersó el negro de carbón y los componentes de cera de su interior usando un molino de perlas (ULTRAVISCO-MILL disponible en Aimex Co., Ltd., Japón) a una velocidad de alimentación de líquido de 1 kg/h, una velocidad de rotación del disco de 6 m/s, usando perlas de circona de 0,5 mm de diámetro cargadas al 80% en volumen en un número repetitivo. Se repitió el procedimiento de dispersión un total de tres veces. Se trató adicionalmente la dispersión con 1324 partes de una solución al 65% de acetato etílico del Poliéster de bajo peso molecular 1, y se dispersó la mezcla en las condiciones anteriores, excepto que el procedimiento de dispersión se realizó una vez a fin de obtener la Dispersión de cera de pigmento 3. La Dispersión de cera de pigmento 3 tenía un extracto seco de 50% según se determinó calentando la dispersión a 130ºC durante 30 minutos.

Ejemplo de preparación 14

Se colocaron en un recipiente 753 partes de Dispersión de cera de pigmento 3, 154 partes de Prepolímero 1, y 3,8 partes de Compuesto de cetimina 1, y se mezcló la mezcla a 5.000 rpm durante 1 minuto usando un (mezclador) T.K. HOMO MIXER (nombre comercial, disponible en Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., Japón). A continuación, se le adicionaron 1.200 partes de Fase acuosa 1, se dispersó la mezcla a 13,000 rpm durante 20 minutos usando un T.K. HOMO MIXER y se obtuvo con ello la Pasta emulsionada 6.

Ejemplo 6

Se preparó el Tóner 6 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Pasta emulsionada 6 en lugar de la Pasta emulsionada 1 y que la muestra se transfirió a un T.K. HOMO MIXER en el transcurso de la eliminación de los disolventes, se agitó en su interior a 12.500 rpm durante 40 minutos y se obtuvo con ello un tóner con forma de huso.

Ejemplo de preparación 15

Síntesis del Poliéster de bajo peso molecular

En un recipiente de reacción equipado con un tubo de condensador, un agitador y un tubo de alimentación de gas nitrógeno se colocaron 196 partes de un compuesto de inclusión de óxido de propileno (2 moles) de bisfenol A, 553 partes de un compuesto de inclusión de óxido de etileno (2 moles) de bisfenol A, 210 partes de ácido tereftálico, 79 partes de ácido adípico, y 2 partes de óxido de dibutilestaño. Se hizo reaccionar la mezcla a 230ºC a presión atmosférica normal durante 8 horas y se hizo reaccionar posteriormente a una presión reducida de 10 mmHg a 15 mmHg durante 5 horas. Se trató adicionalmente la mezcla reactiva con 26 partes de anhídrido trimelítico a 180ºC a presión atmosférica normal durante 2 horas y se obtuvo con ello el Poliéster de bajo peso molecular 2. El poliéster de bajo peso molecular 2 tenía un peso molecular promedio en número de 2.400, un peso molecular promedio en peso de 6.200, un pico de peso molecular de 5.200, un Tg de 43ºC, y un índice de acidez de 15.

Ejemplo de preparación 16

Preparación de fase oleosa

Se preparó la Solución de material 4 por el procedimiento del Ejemplo de preparación 7, excepto que se usó cera estérica en lugar de cera de carnauba.

A continuación, se colocaron en un recipiente 1324 partes del Material de solución 4, y se dispersó el negro de carbón y los componentes de cera de su interior usando un molino de perlas (ULTRAVISCO-MILL disponible en Aimex Co., Ltd., Japón) a una velocidad de alimentación de líquido de 1 kg/h, una velocidad de rotación del disco de 6 m/s, usando perlas de circona de 0,5 mm de diámetro cargadas al 80% en volumen en un número repetitivo. Se repitió el procedimiento de dispersión un total de tres veces. Se trató adicionalmente la dispersión con 1324 partes de una solución al 65% de acetato etílico del Poliéster de bajo peso molecular 1, y se dispersó la mezcla en las condiciones anteriores, excepto que el procedimiento de dispersión se realizó una vez a fin de obtener una Dispersión de cera de pigmento 4. La Dispersión de cera de pigmento 4 tenía un extracto seco de 50% según se determinó calentando la dispersión a 130ºC durante 30 minutos.

Ejemplo 7

Se preparó el Tóner 7 por el procedimiento del Ejemplo 5, excepto que se usó el Poliéster de bajo peso molecular 2 y la Dispersión de cera de pigmento 4 en lugar del Poliéster de bajo peso molecular 1 y la Dispersión de cera de pigmento 2, y que la muestra se transfirió a un T.K. HOMO MIXER en el transcurso de la eliminación de los disolventes, se agitó en su interior a 13.000 rpm durante 30 minutos y se obtuvo con ello un tóner con forma de huso.

Ejemplo de preparación 17

Preparación de fase oleosa

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 378 partes del Poliéster de bajo peso molecular 1, 100 partes de un complejo metálico de ácido salicílico Bontron E-84 (nombre comercial, disponible en Orient Chemical Industries, Ltd., Japón), 110 partes de cera de carnauba, y 947 partes de acetato etílico. Se calentó la mezcla a 80ºC durante 5 horas con agitación y luego se enfrió a 30ºC durante 1 hora. Se trató la mezcla adicionalmente con 400 partes de la Mezcla madre 1 y 500 partes de acetato etílico con agitación durante 1 hora y se obtuvo con ello la Solución de material 5.

A continuación, se colocaron en un recipiente 1324 partes del Material de solución 5, y se dispersó el negro de carbón y los componentes de cera de su interior usando un molino de perlas (ULTRAVISCO-MILL disponible en Aimex Co., Ltd., Japón) a una velocidad de alimentación de líquido de 1 kg/h, una velocidad de rotación del disco de 6 m/s, usando perlas de circona de 0,5 mm de diámetro cargadas al 80% en volumen en un número repetitivo. Se repitió el procedimiento de dispersión un total de tres veces. Se trató adicionalmente la dispersión con 1324 partes de una solución al 65% de acetato etílico del Poliéster de bajo peso molecular 1, y se dispersó la mezcla en las condiciones anteriores, excepto que el procedimiento de dispersión se realizó una vez a fin de obtener una Dispersión de cera de pigmento 5. La Dispersión de cera de pigmento 5 tenía un extracto seco de 50% según se determinó calentando la dispersión a 130ºC durante 30 minutos.

Ejemplo de preparación 18

Preparación de fase acuosa

Se preparó la Fase acuosa 6 como líquido opaco combinando y agitando 990 partes de agua, 62 partes de la Dispersión de partículas finas 1, 37 partes de una solución acuosa al 48,5% de dodecildifeniléter disulfonato de sodio ELEMINOL MON-7 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), y 90 partes de acetato etílico.

Ejemplo comparativo 1

Se preparó el Tóner 8 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de cera de pigmento 5 y la Fase acuosa 6 en lugar de la Dispersión de cera de pigmento 1 y la Fase acuosa 1, respectivamente.

Ejemplo de preparación 19

Preparación de fase acuosa

Se preparó la Fase acuosa 7 como líquido opaco combinando y agitando 990 partes de agua, 77 partes de la Dispersión de partículas finas 1, 37 partes de solución acuosa al 48,5% de dodecildifeniléter disulfonato de sodio ELEMINOL MON-7 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), y 90 partes de acetato etílico.

Ejemplo comparativo 2

Se preparó el Tóner 9 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de cera de pigmento 5 y la Fase acuosa 7 en lugar de la Dispersión de cera de pigmento 1 y la Fase acuosa 1, respectivamente.

Ejemplo de preparación 20

Preparación de una emulsión de partículas orgánicas finas

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 683 partes de agua, 11 partes de una sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico ELEMINOL RS-30 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), 138 partes de estireno, 38 partes de ácido metacrílico, y 1 parte de persulfato de amonio, y se agitó la mezcla a 400 rpm durante 15 minutos para obtener una emulsión blanca. Se calentó la emulsión a una temperatura interna de 75ºC, seguido de una reacción durante 5 horas. Se trató posteriormente la mezcla reactiva con 30 partes de una solución acuosa al 1% de sulfato de amonio, se dejó envejecer a 75ºC durante 5 horas y se obtuvo con ello una dispersión acuosa [Dispersión de partículas finas 6] de una resina vinílica (un copolímero de estireno-ácido metacrílico-acrilato de butilo-sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico). La Dispersión de partículas finas 6 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 140 nm al medirla con un analizador de distribución de tamaño por difracción y dispersión de láser LA-920. Se secó parte de la Dispersión de partículas finas 6 para aislar el componente de resina. El componente de resina tenía un Tg de 152ºC y un peso molecular promedio en peso de 40 x 10^{4}.

Ejemplo comparativo 3

Se preparó el Tóner 10 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de cera de pigmento 5 y la Dispersión de partículas finas 6 en lugar de la Dispersión de cera de pigmento 1 y la Dispersión de partículas finas 1, y que la muestra se transfirió a un T.K. HOMO MIXER en el transcurso de la eliminación de los disolventes, se agitó en su interior a 13.000 rpm durante 30 minutos y se obtuvo con ello un tóner con forma de huso.

Ejemplo de preparación 21

Preparación de una emulsión de partículas orgánicas finas

En un recipiente de reacción equipado con una varilla agitadora y un termómetro se colocaron 683 partes de agua, 11 partes de una sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico ELEMINOL RS-30 (nombre comercial, disponible en Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón), 63 partes de estireno, 83 partes de ácido metacrílico, 130 partes de acrilato de butilo, 12 partes de tioglicolato de butilo y 1 parte de persulfato de amonio, y se agitó la mezcla a 400 rpm durante 15 minutos para obtener una emulsión blanca. Se calentó la emulsión a una temperatura interna de 75ºC, seguido de una reacción durante 5 horas. Se trató posteriormente la mezcla reactiva con 30 partes de una solución acuosa al 1% de sulfato de amonio, se dejó envejecer a 75ºC durante 5 horas y se obtuvo con ello una dispersión acuosa [Dispersión de partículas finas 7] de una resina vinílica (un copolímero de estireno-ácido metacrílico-acrilato de butilo-sal de sodio de éster de ácido sulfúrico de compuesto de inclusión de óxido de etileno de ácido metacrílico). La Dispersión de partículas finas 7 tenía un diámetro de partícula promedio en volumen de 130 nm al medirla con un analizador de distribución de tamaño por difracción y dispersión de láser LA-920. Se secó parte de la Dispersión de partículas finas 7 para aislar el componente de resina. El componente de resina tenía un Tg de 30ºC y un peso molecular promedio en peso de 5
x 10^{3}.

Ejemplo comparativo 4

Se preparó la Partícula de base de tóner 11 por el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que se usó la Dispersión de cera de pigmento 5 y la Dispersión de partículas finas 7 en lugar de la Dispersión de cera de pigmento 1 y la Dispersión de partículas finas 1, respectivamente.

A continuación, se mezclaron 100 partes de Partícula de base de tóner 11 y 0,7 partes de sílice hidrófoba en un mezclador Henschel y se obtuvo con ello el Tóner 11.

Ejemplo comparativo 5

Resina aglutinante 1 (resina poliéster; THF insoluble contenido 0% en peso)	80 partes
\begin{minipage}[b]{135mm} Resina aglutinante 2 (resina poliéster modificada con urea; THF insoluble contenido 10% en peso) \end{minipage}	20 partes
Cera (cera de carnauba)	5 partes
\begin{minipage}[b]{135mm} Agente de control de carga (complejo de cinc de derivado de ácido salicílico, Bontron E-84, de Orient Chemical Industries, Ltd.)\end{minipage}	2 partes
Colorante (negro de carbón Regal 1400R de Cabot)	10 partes

Se mezclaron suficientemente los anteriores materiales en una mezcladora, y se fundió y amasó la mezcla con un molino de dos cilindros calentado a 110ºC hasta 120ºC. Se dejó reposar el producto amasado para que se enfriara, se pulverizó en forma tosca con una granuladora de cuchillos, se pulverizó posteriormente con un sistema de disco triturador por chorro, se sometió a una separación por aire mediante la acción de una corriente rotatoria y se obtuvo con ello partículas de tóner. Se convirtieron las partículas de tóner en partículas esféricas con un aparato modificador de superficies NPK Surfusing System (nombre comercial, disponible en Nippon Pneumatic Mfg. Co.,
Ltd.).

A continuación, se mezclaron 100 partes de las partículas de tóner y 0,7 partes de sílice hidrófoba como aditivo externo en un mezclador Henschel y se obtuvo con ello el Tóner 12.

Se determinó el diámetro de partícula promedio en volumen, el diámetro de partícula promedio en número, la circularidad, la relación (r2/r1) de un eje menor r2 a un eje mayor r1, la relación (r3/r2) de un grosor r3 a un eje menor r2, y la dispersión de la cera de los tóneres preparados anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

Procedimiento de determinación Distribución del diámetro de partículas

Se adicionó inicialmente un dispersante, es decir, de 0,1 ml a 5 ml de tensioactivo (preferentemente sulfonato de alquilbenceno) a entre 100 ml y 150 ml de solución electrolítica. La solución electrolítica era solución acuosa al 1% aproximadamente de NaCl de cloruro sódico extrapuro, tal como ISOTON-II (nombre comercial, disponible en Beckman Coulter, Inc.). A continuación, se adicionó a la solución electrolítica entre 2 mg y 20 mg de una muestra de ensayo. Se dispersó la solución electrolítica con la muestra de ensayo en suspensión mediante un dispersador por ultrasonidos durante aproximadamente 1 minuto hasta 3 minutos. Después de ello, se midieron las partículas de tóner, o el volumen y número del tóner mediante el aparato mencionado anteriormente, es decir, el contador Coulter TA-II (nombre comercial, disponible en Beckman Coulter, Inc.) con una abertura de 100 \mum, y se calculó de ese modo la distribución de partículas en volumen y la distribución de partículas en número.

Se usaron como canales 13 canales de 2,00 \mum hasta menos de 2,52 \mum; 2,52 \mum hasta menos de 3,17 \mum; 3,17 \mum hasta menos de 4,00 \mum; 4,00 \mum hasta menos de 5,04 \mum; 5,04 \mum hasta menos de 6,35 \mum; 6,35 \mum hasta menos de 8,00 \mum; 8,00 \mum hasta menos de 10,08 \mum; 10,08 \mum hasta menos de 12,70 \mum; 12,70 \mum hasta menos de 16,00 \mum; 16,00 \mum hasta menos de 12,70 \mum; 12,70 \mum hasta menos de 16,00 \mum; 16,00 \mum hasta menos de 20,20 \mum; 20,20 \mum hasta menos de 25,40 \mum; 25,40 \mum hasta menos de 32,00 \mum; y 32,00 \mum hasta menos de 40,30 \mum. En este caso, el objeto eran partículas con un intervalo de diámetros de 2,00 \mum hasta menos de 40,30 \mum. Se calculó el diámetro de partícula promedio en volumen Dv a partir de la distribución de partículas en volumen, se calculó el diámetro de partícula promedio en número Dn a partir de la distribución de partículas en número, y a partir de estos se calculó luego una relación Dv/Dn.

Circularidad

Se determinó la circularidad como la circularidad como promedio mediante un analizador de imagen de partículas de tipo por flujo FPIA-2000 (fabricante: Toa Medical Electronics). Específicamente, se efectuó la medición adicionando entre 0,1 ml y 0,5 ml de un tensioactivo tal como un sulfonato de alquilbenceno como agente dispersante a entre 100 ml y 150 ml de agua en un recipiente del que se habían eliminado previamente las impurezas sólidas, y adicionando a continuación aproximadamente entre 0,1 g y 0,5 g de la porción de ensayo. Se sometió la porción, en la que estaba dispersada la porción de ensayo, a un tratamiento de dispersión durante aproximadamente 1 minuto hasta 3 minutos mediante un dispersador por ultrasonidos, y se determinó la forma y la distribución de las partículas de tóner mediante el anterior aparato a una concentración de dispersión de 3.000 partículas por microlitro hasta 10.000 partículas por microlitro.

Dispersión de cera

Se incrustaron las partículas de tóner en una resina epoxi, y a continuación se endureció la resina epoxi. Se recortó en forma muy fina la resina epoxi con las partículas de tóner incrustadas de manera que se produjera una sección ultrafina con un grosor de aproximadamente 100 \mum. Se tiñeron las partículas de tóner en el interior de la sección ultrafina con tetróxido de rutenio. Después de ello, se observó bajo un microscopio electrónico de transmisión (TEM) la sección ultrafina a un aumento de 10.000 veces, y se tomaron fotografías de las partículas de tóner. Se evaluaron visualmente veinte fotografías (veinte partículas de tóner), y se observaron a partir de éstas las condiciones de dispersión de
la cera.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

Se preparó una serie de reveladores mezclando 5 partes de cada uno de los tóneres preparados anteriormente con 95 partes de un portador en una mezcladora durante 10 minutos. El portador usado en estos contenía partículas esféricas de ferrita con un diámetro promedio de partícula de 50 \mum como núcleo recubierto de material de recubrimiento. El portador se había preparado dispersando un agente de acoplamiento con aminosilano y una resina de silicio en tolueno para obtener una dispersión, atomizando la dispersión al núcleo con calentamiento, y luego cociendo, y enfriando para obtener un portador con una capa de resina recubierta con un grosor medio de 0,2 \mum.

Se determinó la temperatura más baja de fijación, la temperatura de aparición de offset en caliente, y la cantidad de carga de los reveladores preparados anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Temperatura más baja de fijación

Se llevó a cabo una prueba de copiado sobre papel Type-6200 (nombre comercial, disponible en Ricoh Company Limited) mediante el dispositivo de fijación modificado de Copiadora imagio MF-200 (nombre comercial, disponible en Ricoh Company Limited) como rodillo de fijación usando un rodillo de teflón (marca registrada) como rodillo de fijación. Se definió la temperatura más baja de fijación (ºC) como una temperatura del rodillo de fijación a la que una tasa
de conservación de la densidad de imagen tras frotar la imagen fijada con una pasada de la mano era de 70% o más.

Temperatura de aparición de offset en caliente (HOT)

Se efectuó una prueba de copiado de la misma manera que en la prueba anterior de temperatura más baja de fijación, y se observó visualmente la aparición de offset en caliente en la imagen fijada. Se definió la temperatura de aparición de offset en caliente como una temperatura del rodillo de fijación a la que aparecía el offset en caliente.

Cantidad de carga

Se determinó la cantidad de carga del revelador antes del uso (cantidad de carga inicial) y después de imprimir 100.000 copias en una impresora Preter 650 (nombre comercial, disponible en Ricoh Company Limited) mediante el procedimiento de eliminación por soplado usando un electrómetro.

TABLA 2

10

El tóner seco de la presente invención puede usarse en un revelador destinado a revelar imágenes electrostáticas latentes, por ejemplo, en electrofotografía, grabación electrostática o impresión electrostática y posee una amplia zona de fijación en un aparato de fijación de bajo consumo de energía y excelente aptitud para el almacenamiento. El tóner seco puede cargarse con estabilidad y puede obtener con estabilidad imágenes con una alta resolución y una precisión elevada.

Claims

1. Un tóner seco que comprende una partícula de base de tóner, partículas finas de un agente de control de carga sobre la superficie de la partícula de base de tóner y un aditivo externo sobre la superficie de la misma,

comprendiendo la partícula de base de tóner un núcleo de tóner y partículas orgánicas finas sobre la superficie del núcleo de tóner,

comprendiendo el núcleo de tóner al menos un aglutinante de tóner, un colorante y una cera,

en el que la cera se concentra en las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner.

2. Un tóner seco según la reivindicación 1, en el que las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner es una zona sobre una sección transversal arbitraria del núcleo de tóner, que tiene sobre ella el centro del núcleo de tóner, en el que la zona se extiende entre una circunferencia externa de la sección transversal arbitraria y una circunferencia interna cuyo radio es dos tercios de un radio de la circunferencia externa.

3. Un tóner seco según la reivindicación 1,

en el que las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner es una zona sobre una sección transversal arbitraria del núcleo de tóner, que tiene sobre ella el centro del núcleo de tóner, en el que la zona se extiende entre una circunferencia externa de la sección transversal arbitraria y una circunferencia interna cuyo radio es la mitad del radio de la circunferencia externa, y

en el que la cera en forma de partículas dispersadas que aparecen en la zona ocupa el 80% en número o más de la cera total.

4. Un tóner seco según la reivindicación 1,

en el que las inmediaciones de la superficie del núcleo de tóner es una zona sobre una sección transversal arbitraria del núcleo de tóner, que tiene sobre ella el centro del núcleo de tóner, en la que la zona se extiende entre una circunferencia externa de la sección transversal arbitraria y una circunferencia interna cuyo radio es dos tercios de un radio de la circunferencia externa, y

en el que la cera en forma de partículas dispersadas que aparecen en la zona ocupa el 70% en número o más de la cera total.

5. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el tóner no está expuesto desde la superficie de la partícula de base de tóner.

6. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la cera en forma de partículas dispersadas que tienen un diámetro de partícula promedio en número de 0,1 a 3 \mum ocupa el 70% en número o más de la cera total.

7. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la cera es al menos una seleccionada del grupo formado por cera de carnauba exenta de ácidos grasos libres, cera de arroz, cera montana y cera estérica.

8. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el aglutinante de tóner comprende al menos un poliéster modificado (i).

9. Un tóner seco según la reivindicación 8, obtenible mediante un procedimiento en el que una composición de tóner que contiene el aglutinante de tóner que comprende el poliéster modificado (i) se disuelve y/o dispersa en un disolvente orgánico y a continuación se dispersa dentro de un medio acuoso para formar la partícula de tóner.

10. Un tóner seco según la reivindicación 8, obtenible mediante un procedimiento en el que el poliéster modificado (i) se forma al tiempo que una composición de tóner que contiene un prepolímero de poliéster se disuelve o se dispersa en un disolvente orgánico y a continuación se dispersa dentro de un medio acuoso para formar la partícula de tóner.

11. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el aglutinante de tóner comprende adicionalmente un poliéster no modificado (ii) además del poliéster modificado (i), y en el que la relación en peso del poliéster modificado (i) al poliéster no modificado (ii) va desde 5:95 a 80:20.

12. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que el aglutinante de tóner tiene un pico de peso molecular de 1.000 a 10.000.

13. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que el aglutinante de tóner tiene un punto de vitrificación Tg de 40ºC a 70ºC.

14. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el tóner tiene un diámetro de partícula promedio en volumen Dv de 3,0 \mum a 8,0 \mum y una relación (Dv/Dn) del diámetro de partícula promedio en volumen Dv a un diámetro de partícula promedio en número Dn de 1,00 a 1,20.

15. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el tóner tiene una circularidad media de 0,93 a 1,00.

16. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la partícula de tóner tiene una forma de huso.

17. Un tóner seco según la reivindicación 16, en el que la partícula de tóner tiene una forma de huso que tiene un eje mayor r1, un eje menor r2 y un grosor r3, en el que la relación (r2/r1) del eje menor r2 al eje mayor r1 es de 0,5 a 0,8, y la relación (r3/r2) del grosor r3 al eje menor r2 es de 0,7 a 1,0.

18. Un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que el aditivo externo comprende al menos uno entre sílice hidrófoba y óxido de titanio hidrófobo.

19. Un procedimiento de formación de imagen, que comprende las etapas de: carga un fotoconductor;

irradiar el fotoconductor con radiación para formar sobre él una imagen electrostática latente;

revelar la imagen electrostática latente usando un tóner para formar una imagen de tóner;

transferir la imagen de tóner sobre un soporte de grabación; y

fijar la imagen de tóner transferida, no fijada sobre el soporte de grabación;

siendo la etapa de fijación una etapa de fijación por calor que comprende pasar el soporte de grabación portador de la imagen de tóner no fijada entre una película y un elemento de presurización de un dispositivo de fijación, comprendiendo el dispositivo de fijación:

un elemento de calentamiento que tiene una pieza de calentamiento,

la película en contacto con el elemento de calentamiento, y

el elemento de aplicación de presión en contacto con el elemento de calentamiento con la interposición de la película,

en el que el tóner es un tóner seco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.

20. Un procedimiento de formación de imagen según la reivindicación 19, en el que el fotoconductor es un fotoconductor de silicio amorfo.

21. Un procedimiento de formación de imagen según una de las reivindicaciones 19 y 20, que comprende además la aplicación de un campo alterno en la etapa de revelado de la imagen de tóner.

22. Un procedimiento de formación de imagen según una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, en el que la etapa de cargar el fotoconductor comprende hacer que el fotoconductor entre en contacto con un cargador electrostático, y aplicar una tensión al cargador electrostático.

23. Un cartucho del procedimiento, que comprende al menos un fotoconductor y una unidad de revelado, y que es desmontable de un aparato de formación de imagen,

en el que la unidad de revelado contiene un tóner seco,

comprendiendo el tóner seco una partícula de base de tóner, partículas finas de un agente de control de carga sobre la superficie de la partícula de base de tóner y un aditivo externo sobre la superficie de la misma,

24. Un aparato de formación de imagen que comprende:

un fotoconductor;

un cargador destinado a cargar el fotoconductor;

un irradiador destinado a irradiar el fotoconductor con radiación para formar sobre él una imagen electrostática latente;

una unidad de revelado destinada a revelar la imagen electrostática latente con un tóner para formar una imagen de tóner;

una unidad de transferencia destinada a transferir la imagen de tóner sobre un soporte de grabación; y

un fijador destinado a fijar sobre el elemento de grabación la imagen de tóner transferida,

en el que el tóner es un tóner seco que comprende una partícula de base de tóner, partículas finas de un agente de control de carga sobre la superficie de la partícula de base de tóner y un aditivo externo sobre la superficie de la misma,

25. Un aparato de formación de imagen según la reivindicación 24, en el que el fijador es un dispositivo de fijación que comprende:

un elemento de calentamiento que tiene una pieza de calentamiento,

una película en contacto con el elemento de calentamiento, y

un elemento de aplicación de presión en contacto con el elemento de calentamiento con la interposición de la película, y

en el que el dispositivo de fijación está configurado de tal modo que permita que un soporte de grabación portador de una imagen no fijada pase entre la película y el elemento de presurización.