KR0180729B1 - 현상액 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐리어액과 전하 디렉터로 된 제1조성물을 현상액내로 이동시키고 토너입자, 캐리어액 및 전자 디렉터로 된 제2조성물을 현상액내로 이동시키는 것으로 이루어진 현상액 보충 공정, 및 그 공정에 의한 만들어지는 현상액에 관한 것이다.

각각의 제1 및 제2조성물내의 전하 디렉터의 양은 현상액이 정전 사진 복사 또는 인쇄겅정에서 이용될 때 현상액내의 전하 디렉터의 수준을 일정하게 유지하게 하는 소정비율내에서 존재한다.

Description

[발명의 명칭]

현상액

[발명의 배경]

본 발명은 정전 인쇄 공정에 관한 것으로 특히 복사의 질을 지속적으로 유지하기 위한 개선된 현상액에 관한 것이다. 기판상에 정전하 패턴으로서 존재하는 정전화상을 형성하는 공정은 잘 알려져 있다.

정전 인쇄 또는 복사시, 먼저 화상면을 균일한 속도로 전하 코로나(charge corona)를 지나도록 이동시키므로서 광전도 화상면이 균일한 정전하를 공급받는다.

다음으로 화상면이 복사되는 원본의 광학적 화상에 노출된다.

이 광학적 화상은 패턴내에서 화상면을 선택적으로 방전하여 정전 잠상을 형성한다.

옅은 배경상에 짙은 인쇄를 한 원본인 경우 이 잠상은 원본상에 도시된 것에 해당하는 방전되지 않은 인쇄 부분과, 노광에 의해 방전된 배경 부분으로 구성된다.

잠상은 반대로 하전되고 착색된 토너 입자에 노출되어 현상되며 토너 입자는 원본의 인쇄부분에 해당하는 패턴내에서 잠상의 인쇄부분 상에 디포지트 된다.

현상액 사진 복사기 내에서 이들 하전된 토너 입자들은 유전체 액내로 분산된다.

분산성분들은 캐리어액, 토너입자 및 전하 디렉터(charge director)이다.

현상액내의 하전된 토너 입자들은 반대로 하전된 잠상의 인쇄 부분으로 이동하여 광전도성 면상에 패턴을 형성한다.

다음으로, 이러한 패턴과, 화상 상의 해당 토너 입자와 잔여 캐리어, 및 배경이 시트로 전송되어 가시 화상을 만든다.

이러한 공정후에 광전도성 면상에 남은 현상액 용기내로 재순환된다. 전하 디렉터는 현상액내에 토너입자를 하전시켜서 상기 전기이동(electrophoretic)현상공정에서 중요한 역할을 한다.

하전된 현상액의 안정된 전기특성은 특히 현상액을 바꾸지 않고 많은 수의 인쇄를 할 때 고질의 화상을 얻는데 특히 중요하다.

전하 디렉터의 부분은 고체 토너 입자로 흡착된다. 흡착 메카니즘을 경유하여 고체로 토너입자와 결합되어 남은 전하 디렉터의 전체량은 흡착율의 분석으로 부터 정해질 수 있다.

분석기술의 상세는 다음에 기술하기로 한다.

사진 복사물당 이용되는 토너 입자의 양은 원본내에서 인쇄 부분의 백분율에 비례하여 변화하고 반면에 이동되는 캐리어 액의 양은 인쇄부분의 함수로써 더욱 천천히 증가한다.

인쇄 부분이 많은 원본은 인쇄 부분이 작은 원본보다 토너입자를 더욱 크게 격감시키게 된다.

따라서 옅은 원본, 즉 커버된 영역이 거의 없는 종이라면 토너입자를 상대적으로 덜 소모할 것이다.

짙은 원본 즉 그래픽 화상 또는 문자가 많이 적힌 원본이라면, 토너입자를 상대적으로 많이 소모할 것이다.

현상액을 광전도성면에 인가하면, 현상액 용기내에 있는 현상액 전체량을 소모한다. 용기는 2개의 분리된 소스로부터 보충되며 제1소는 캐리어 액을 함유하고 제2소스는 캐리어 액내에 토너입자의 고농축 분산물을 함유하고 있다.

전하 디렉터는 캐리어 액이나 또는 토너입자 분산물과 함께 첨가되며 그러나 둘다와 함께는 첨가되지 않는다.

캐리어 액의 보충속도는 현상액의 전체량을 모니터 하므로서 재어된다.

토너입자의 보충속도는 광학적 센싱에 의해 현상액내의 토너입자 농도를 모니터 하므로서 제어된다.

그러므로 현상액 분산물내의 토너입자 농도는 상대적으로 일정하게 남는다.

그러나 전하 디렉터가 캐리어 액이나 농축된 토너입자 분산물과 함께 첨가되고, 둘 다와 함께는 첨가되지 않으므로 현상액내의 전하 디렉터의 농도는 상이한 복사물 피복율에서의 작업으로 현상액 용기내에서 전하 디렉터의 불균형을 초래하는 동안은 일정하게 남아있지 않게 된다.

현상액 내에서의 이러한 전하 디렉터의 불균형의 결과로서 저질의 복사물이 만들어진다는 것을 알게되었다.

현상액내의 최적전하 디렉터의 농도는 명목상의 인쇄영역을 갖는 원본으로부터 만들어지는 복사물 내에서의 고질의 복사를 이룰 수 있는 농도로서 정해진다.

전술한 바와 같이 사진복사당 이용되는 토너입자의 양은 원본의 인쇄 영역에 비례하여 변화한다.

작은 인쇄 영역을 갖는 많은 수의 원본들은 토너입자를 아주 작게 이용하게 된다.

그러나 복사당 이용되는 현상액의 전체양은 인쇄영역에 따라 더 천천히 변화하므로 많은 수의 옅은 복사물들은 현상액의 전체양을 소모하게 된다.

이것에 응답하여 캐리어 액이 현상액 용기에 첨가되게 된다.

옅은 복사물들의 매우 적은 양의 토너 입자를 이용하므로 용기에 첨가되는 캐리어액의 양은 토너입자 분산량보다 더 크게 된다.

전하 디렉터가 캐리어 액으로만 첨가되도록 사진 복사기가 설계된다면 많은 수의 옅은 복사물들의 결과로서 현상액내의 전하 디렉터의 농도가 증가할 것이다.

최적값 이상으로 전하 디렉터의 농도가 증가되면 토너입자의 최적 분산보다 낮게 된다.

그 결과 복사물의 질이 저하된다.

전하 디렉터가 토너입자 용액으로만 첨가되도록 사진복사기가 설계된다면 많은 수의 옅은 복사물의 결과로서 현상액 내에서의 전하 디렉터의 농도가 감소되게 된다.

또한 이렇게 감소된 농도는 복사물의 질에 반대로 영향을 미치게 된다.

유사하게 인쇄 영역이 많은(이하 짙은 복사물이라 한다)원본들이라면 복사질을 저하시키게 된다.

짙은 복사물을 만들려면 현상액 내에서의 토너입자량을 격감시켜서 현상액 용기에 농축된 토너입자 분산물을 첨가시키게 된다.

전하 디렉터가 토너 입자분산물로 첨가된다면 현상액 내의 전하 디렉터의 농도가 증가되게 된다.

따라서 전하 디렉터의 최적 농도보다 크게 되면 복사물의 질을 저하시키게 된다.

전하디렉터가 캐리어 액으로 첨가되면 짙은 복사물들은 현상액 내에서의 전하 디렉터의 농도를 감소시킬 것이다.

이렇게 전하 디렉터의 최적 농도보다 적으면 복사물의 질을 저하시키게 된다.

현상액 내에서의 전하 디렉터 불균형 문제에 대한 최적의 해결책은 현상액 내에서의 전하 디렉터의 농도를 분리 모니터하여 토너입자 용액 또는 캐리어 액으로부터 분리하여 전하 디렉터를 현상액 용기에 첨가시키는 것이다.

이러한 해결방법은 가능할지라도 고가의 전도도 또는 다른 측정장치들과 추가적인 보충 메카니즘을 사용해야 한다.

이들 장치들과 메카니즘은 많은 상황, 특히 현재의 사진 복사기의 설계시 추가되므로 비실용적이다.

따라서 더 간편한 해결방법이 필요하다.

본 발명의 하나의 목적은 현상액 내에서의 전하 디렉터 불균형 문제를 해결하기 위해서 인쇄영역의 변화에 따라 원본들로부터 고질의 복사물을 유지하므로서 공지기술인 사진 복사공정에서의 고유의 문제점들을 극복하거나 아니면 완화시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 전하 디렉터가 캐리어 액과 농축된 토너입자 분산물 둘다를 가진 현상액 용기에 첨가되도록 하는 신규한 정전 사진복사 공정을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 캐리어액과 농축된 토너입자 분산물과 결합되는 전하 디렉터의 보정비를 계산하기 위한 수학공식을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 복사되는 원본상의 인쇄영역의 백분율과 관계없이 현상액 내에서의 전하 디렉터의 농도를 일정하게 유지하게 하는 비율로 전하 디렉터가 캐리어 액과 농축된 토너입자 분산물 둘다와 결합되도록 하여 변화하는 인쇄영역의 백분율을 가진 원본으로부터 지속적인 고질의 복사물을 만들기 위한 신규한 정전 사진 복사공정을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적들 및 잇점들은 본 발명의 다음 설명으로 명백하게 될 것이다.

[발명의 개요]

본 발명은 정전 사진 복사 또는 인쇄공정에서 사용하기 위하여 일정수준의 전하 디렉터를 갖는 현상액 공식으로 이루어진다.

캐리어 액과 현상액내의 농축된 토너입자 분산물과 결합되는 전하 디렉터의 보정비율을 계산하면 적절한 비율이 전하 디렉터를 함유하도록 하여 모든 복사조건에서 현상액 시스템의 균형을 이룰 수 있게한다.

본 발명에 있어서 옅은 복사물의 전하 디렉터의 소비는 캐리어 액 내에서의 전하 디렉터에 의해 만족되고 짙은 복사물의 전하 디렉터의 소비는 현상액에 대한 토너입자 대 현상액의 비율에 비례한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 2가지 수용액에 대한 전도도 대 전하 디렉터 양의 그래프이다.

[발명의 상세한 설명]

농축된 토너 분산물과 캐리어 액에 필요한 전하 디렉터의 보정된 양을 정하기 위해 공식을 유도하였다.

식을 사용하기 위하여 현상용액의 함수를 정해야 한다.

이러한 상수 K는 흡착 메카니즘을 경유하여 토너입자와 결합되는 전자 디렉터의 양을 반영한다.

본 발명에 따른 식은 현상액 공식의 상수 및 변수와 관련된 것이다.

이 식은 토너입자 농축물 추가와 분산제 추가에 필요한 전하 디렉터의 보정량을 정하는데 사용된다.

농축된 토너입자 분산물내의 전하 디렉터의 보정량에 대한 식은 다음과 같다 :

C = SK +ID

여기서, C = 전하 디렉터의 양(mg)

S = 토너입자의 무게(g)

K = 고체 상태로 결합되는 전하 디렉터의 양을 반영하는 토너의 각각의 생산 배치(batch)를 위한 상수(mg/g)

I = 현상액 시스템내의 캐리어액의 무게(g)

D =그램(gram) 캐리어액(캐리어액 내의)당 전하 디렉터의 양(mg/g)

캐리어액 내의 전하 디렉터의 보정량을 계산하기 위한 식은 다음과 같다 :

A = DL

여기서, A =캐리어액내의 전하 디렉터의 양(mg)

L = 캐리어액의 양(g)

상기 관계를 정하기 위해서는 K와 D를 알아야 한다.

K는 현상액내에서 사용되는 토너의 각각의 생산 배치에 대한 흡착분석을 경유하여 결정된다.

이러한 분석을 수행하는 한가지 방법은 전하 디렉터의 양에 대한 전도도를 나타낸 그래프를 만드는 것이다.

먼저 토너입자를 포함하지 않는 상이한 전하 디렉터 용액의 전도도를 측정하여서 보정 곡선을 만든다.

다음으로 특정량의 전하 디렉터를 분산물내의 토너입자에 첨가한다.

통상적으로 0-100mg의 전하 디렉터가 토너입자 분산물에 그램당 첨가된다.

다음으로 전하 디렉터 토너분산물을 제외하고 약 24시간 동안 평형화되도록 내버려 둔다.

다음으로 평형화된 분산물을 15분동안 약 10000rpm에서 원심분리하고 얻어진 상청액(supernatant)의 전도도를 측정한다.

토너 입자 분산물에 첨가되는 전하 디렉터의 양에 대한 상청액의 전도도를 미리 만든 보정곡선을 포함하는 그래프상에 그려 넣는다.

다음으로 새로운 양의 전하 디렉터를 토너입자 분산물에 첨가하여 그래프상에 상청 곡선을 생성시키면서 공정을 반복한다.

2가지의 경우 즉 상청액(supernatant)인 경우와 조절제(토너가 없는)인 경우에 대한 주어진 전도도에 도달하는데 필요한 전하 디렉터 양 간의차이는 토너 입자에 연결되는 전하 디렉터의 양을 나타내며 제1도상에서 A로서 표시된다.

상기 식들에 필요한 K값을 구할려면 A값을 분산물내의 토너의 무게로 나누어야 한다.

D는 다음식을 사용하여 실험적으로 얻어진다.

D = (T-KS) / (I +L)

여기서, T =최적 현상액내에 있는 전하 디렉터의 전체량(mg)

T값을 정하기 위하여 현상액의 작업 분산물을 만들고 최적 성능이 정해질때까지 전하 디렉터를 첨가한다.

실제로 작업 분산물은 사진 복사기의 현상액 용기내에 위치하고 복사물이 만들어진다.

만들어진 복사물의 복사질을 조사한다.

복사질이 받아들일 수 없는 것이라면 작은 양의 약 20mg의 전하 디렉터를 용기내의 현상액에 첨가하고 다른 복사물을 만든다.

다음으로 이 복사물의 복사질을 조사한다.

복사질이 받아들일 수 없는 것이라면 또 다른 20mg의 전하 디렉터를 현상액에 첨가한다.

이러한 공정은 최적 복사질이 얻어질때까지 계속한다.

본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 공정의 개시부 쪽에서는 20mg이상의 전하 디렉터를 첨가하고 본 공정의 끝부분쪽에서는 20mg이하의 전하 디렉터를 첨가할 수 있음은 물론이다.

다음으로 현상액내의 각 재료의 무게를 기록한다.

[실시예]

1477.5g의 Isopar-H(상표등록된 엑손사의 이성질화된 지방족 탄화수소) 및 22.5g의 토너입자로 현상액의 작업분산물을 제조한다.

본 발명의 식을 사용하여 분산물의 흡착능을 분석하여 K =4.4 mg/g를 정한다.

전술한 공정을 사용하여 409.5mg의 전하 디렉터가 최적의 복사질을 얻을 수 있다.

따라서 최적 분산물내의 전하 디렉터의 전체량 T은 409.5와 같다.

이러한 정보로부터 D는 다음과 같이 계산될 수 있다.

D = (T-KS) / (I+L)

S = 22.5g 의 고체

I + L = 1477.5g 의 액체

T = 409.5mg

K = 4.4mg/g

그러므로 D = (409.5-(4.4 × 22.5) / 1477.5

= 0.21mg/g이고

전하 디렉터의 평형상태를 유지할려면 캐리어 액에 대한 전하 디렉터의 농도가 분산제의 0.21mg/g이어야 한다.

따라서 210mg의 전하 디렉터가 각 kg의 분산제에 첨가되어야 한다.

이러한 정보로부터 사진 복사기내의 토너입자 용액내에 놓이는 전하 농축물(C)의 보정량을 계산할 수 있다.

전술한 바와 같이 C =SK + ID

7.5%고형물을 함유하는 1kg의 토너 농축물을 만들고 다음과 같이 C을 계산한다 :

K =4.4mg/g

D = 0.21mg/g

S = 7.5% × 1kg =75g

I = 1kg-S = 925g

C = 75 × 4.4 + 0.21 × 925 = 524.2mg

따라서 524.2mg의 전하 디렉터를 토너입자 농축물에 첨가한다.

이렇게 하여 변화하는 인쇄영역을 가진 원본의 사진 복사시 전하 디렉터의 안정된 수준을 유지하는 현상액을 얻을 수 있다.

전술한 설명은 단지 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 다음의 특허청구의 범위의 범위내에 떨어지는 모든 변형을 포함함은 물론이다.

Claims (5)

1. 현상액의 전체량의 측정에 응답하여 캐리어액과 전화 디렉터로된 제1조성물을 현상액내로 옮겨놓고, 상기의 현상액내의 토너입자의 측정에 응답하여 토너입자, 캐리어액 및 전하 디렉터로 된 제2조성물을 현상액내로 옮겨놓는 것으로 이루어지며, 여기서 챠지디렉터는 상기 제1조성물과 제2조성물에 미리 예정된 비율로 존재하며 정전 사진 복사 또는 인쇄공정에 이용되는 것을 특징으로 하는 현상액 보충 공정.
2. 제1항에 있어서, 상기의 미리 예정된 비율이 현상액이 정전 사진복사 또는 인쇄공정에 이용될 때 현상액내에서 전하 디렉터를 일정한 수준으로 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 공정.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전하 디렉터가 다음식에 따라 정해진 양으로 제2조성물내에 있는 것을 특징으로 하는 조성물. C = SK + ID 여기서, C = 제2조성물 내에서의 전하 디렉터의 양(mg) S = 토너입자의 무게(g) K d흡착 메카니즘을 경유하여 토너입자와 결합되는 전하 디렉터의 양을 나타내는 토너입자의 각각의 생산단위를 위한 상수(mg) I = 현상액 시스템내의 캐리어액의 무게(g) D = 캐리어액내에 있는 그램(gram) 캐리어액 당 전하 디렉터의 양(mg/g).
4. 제3항에 있어서, 제1조성물내의 전하 디렉터의 양이 다음식에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 조성물. M =DL 여기서, M =제1조성물 내의 전하 디렉터의 양(mg) D = 캐리어액내에 있는 그램 캐리어액당 전하 디렉터의 양(mg) L = 캐리어액의 (g).
5. 제1항에 있어서, K값은 흡착분석에 의해 정해지고 D값은 다음식에 따라서 실험적으로 얻어지는 것을 특징으로 하는 조성물. D = (T-KS) / (I + L) 여기서, T = 최적 현상액내에 있는 전하 디렉터의 전체량(mg).