KR100211268B1 - 화상 형성 방법 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감광 부재를 대전시키고, 감광 부재를 노광시켜 정전 잠상을 형성시키고, 토너 담지 부재의 표면에 담지된 토너를 감광 부재의 표면과 접촉시켜 정전 잠상을 현상시키고 감광 부재 상에 토너상을 형성시키고, 감광 부재 상의 토너상을 종이와 같은 전사재 상에 전사시키고, 전사 공정 후에 감광 부재 상에 잔류하는 잔류 토너를 토너 담지 부재 상에서 회수하는 동시 현상-클리닝 방법을 수행함으로써, 토너의 소비량을 크게 감소시키고, 고화질을 동시에 유지할 수 있는 화상 형성 방법 및 화상 형성 장치에 관한 것이다. 상기 감광 부재의 표면의 물에 대한 접촉각이 85°이상이고, 상기 토너는 적어도, 결합제 수지 및 착색제를 갖는 토너 입자 및 무기 미분말을 함유하고, 토너의 체적 평균 입경 Dv(㎛)은 3㎛D_v8㎛이고, 중량 평균 입경 D₄(㎛) 3.5㎛≤D4≤9㎛이고, 수 기준 입경 분포에서 5㎛보다 작은 입경을 갖는 입자 비(Nr)는 17 수%≤Nr≤90 수%이다.

Description

화상 형성 방법 및 화상 형성 장치

제1도는 감광 부재의 단면도.

제2도 내지 제6도는 전기 사진법을 예시하는 설명도.

제7도는 물에 대한 감광 부재 표면의 접촉각에 관한 설명도.

제8도는 4번 감광 부재의 노광 강도-표면 전위 곡선의 개략도.

제9도는 토너의 마찰 전기화의 양을 특정하기 위한 장치의 설명도.

제10도 내지 제12도는 평가용 화상 패턴의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 코로나 대전기 22, 32, 42 : 현상 용기

23 : 토너 규제 블레이드 24 : 토너 담지 부재

25 : 도포 롤러 26 : 감광부재

27 : 전사롤러 28 : 전사재

43 : 토너 담지 부재 48 : 자석

49 : 자성 블레이드 72 : 측정 용기

73 : 메쉬 스크린 74 : 금속 리드

75 : 진공 게이지 76 : 공기압 조절 밸브

100 : 감광드럼 102 : 토너 담지 부재

103 : 제한 블레이드 114 : 전사 대전 롤러

126 : 정착 어셈블리 127 : 전사재

140 : 현상 어셈블리 141 : 교반봉

142 : 토너

본 발명은 프린터, 복사기, 팩스밀리 등에 적용되는 화상 형성 방법 및 화상 형성 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 정전 잠상의 현상 및 전사 후의 잔류 토너의 수거를 동일한 수단에 의해 수행할 수 있는 프린터, 복사기, 팩스 밀리 등에 적용되는 화상 형성 방법 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

지금까지, 다수의 방법들이 전지 사진법으로서 공지되어 있는데, 일반적으로는 정전 잠상을 감광 물질 및 다양한 수단을 사용하여 감광 부재(잠상 보유 부재) 상에 형성시킨 후, 정전 잠상을 토너로 현상시켜 토너상을 형성시키고, 이 토너상을 종이와 같은 전사재로 전사시키며, 이어서 필요한 경우, 전사재 상에 가열, 가압 또는 열압에 의해 토너상을 정착시켜 복사물 또는 인쇄물을 얻는다.

정전 잠상을 가시화하는 방법으로서, 캐스케이드 현상법, 자기 브러쉬 현상법 및 가압 현상 방법 등이 공지되어 있다. 또한, 자성 토너 및 회전 슬리브가 사용되고, 슬리브 상의 자성 토너가 전기장에서 감광 부재에 유인되는 방법도 사용되고 있다.

2 성분 현상계와는 달리, 1성분계는 유리 비드 또는 철 분말과 같은 캐리어 입자를 요구하지 않기 때문에, 현상 장치 자체는 소형화, 경량화할 수 있다. 또한, 2성분계의 경우, 현상제 중의 토너 농도가 일정하게 유지되어야 하기 때문에 토너 농도 검출 및 토너 공급용 장치가 필요하다. 따라서, 현상 장치는 대형화되고, 무거워진다. 1성분 현상계의 경우, 상기 장치는 필요하지 않기 때문에 현상 장치가 더욱 소형화 및 경량화가 가능하다.

최근에는, LBP프린터 및 LED프린터는 전기 사진법을 사용하는 가장 일반적인 인쇄 장치이다. 이 분야의 기술은 종래의 240 및 300dpi로부터 400, 600 및 800dpi로, 즉 고해상도 쪽으로 나아가고 있다. 고해상도의 결과로서, 고도로 정확한 현상계가 요구된다. 복사기는 보다 기능적으로 되기 때문에, 이들은 디지탈화되고 있다. 상기 추세에 따라, 정전 잠상은 해상도를 보강하기 위해서 주로 레이저의 사용에 의해 형성된다. 따라서 복사기 및 프린터는 높은 정확도를 요한다. 상기와 같은 이유로, 토너 입자의 입경은 점차 작아지는 추세이다. 특정의 입도분포의 입경이 작은 토너들이 일본국 특허 출원 공개 평1-112253호, 동 평1-191156호, 동 평2-284158호, 동 평 3-181952호 및 동 평4-162048호에 각각 제안되어 있다.

최근에는, 접촉 1성분 현상 방법이 제안되었는데, 이 방법에서는 반(半)도전성 현상 롤러 및 표면에 절연층을 형성하는 현상 롤러를 사용하여 감광 부제 표면층에 압착시키는 구성에 의해 가압하여 현상을 수행한다. 상기 1성분계 접촉 현상법에 대한 기술은 예를 들면 Japan Hardcopy 1989 논문집, p25-28, FUJITSU Sci, Tech. J., 28, 4, p473-480, 일본국 특허 출원 공개 평5-188765호 및 동 평5-188752호에 기재되어 있다.

접촉 1성분 현상법은 감광 부재의 표면과 현상 전극이 매우 근접하게 배치되기 때문에 현상의 에지(edge)효과가 저하될 수 있다는 잇점을 갖는다.

자원 절감에 대한 관심이 높아지는 상황하에서, 토너 소비량(화상 면적이 일정하게 고정될 때 사용되는 토너량)은 더욱 감소될 필요가 있다.

감광 부재의 클리닝 단계에서 사용되는 통상적인 수단은 대표적으로 블레이드 클리닝, 퍼 브러쉬 클리닝 및 롤러 클리닝이 사용되고 있다. 이들 수단에 의해, 전사 후의 잔류 토너는 감광 부재로부터 역학적으로 긁어 떨어뜨려 수거되어 페토너 용기에 저장된다. 따라서, 감광 부재 표면에 대한 상기 수단으로 구성되는 부재의 가압으로 인한 문제가 발생하는 경향이 있다. 예를 들면, 클리닝 부재의 강한 가압은 감광 부재 표면을 마모시킨다. 또한, 제공되는 클리닝 수단로 인해 장치 전체의 확대가 불가피해짐에 따라 장치의 소형화에 방해가 된다. 더욱이, 환경학적인 측면에서, 폐토너를 방출하지 않는 장치가 매우 요망되고 있다.

일본국 특허 공개 평2-51168호에 기재된 바와 같이, 통상적으로현상 동시 클리닝(cleaning simulatneous with develping) 또는 클리너레스(cleanerless)이라 불리는 기술은 전사 후에 잔류하는 잔류 토너로 인한 토너상의 포기티브 메모리 또는 네가티브 메모리에 초점이 집중된다. 그러나, 근래에 전기 사진법이 다양한 목적으로 사용되기 때문에, 토너상은 다양한 전사재로 전사되는 것이 요구된다. 이러한 관점으로부터, 선행 기술은 만족스럽지 못하다.

일본국 특허 출원 공개 평2-51168호에는, 안정한 대전성을 부여하기 위해 구형 토너 및 구형 캐리어가 클리너레스 전기 사진 인쇄법에 사용된다. 그러나, 상기 문헌에는 입도 분포에 대해 인용된 바가 없다. 더욱이, 클리너레스 유형과 관련되는 기술이 일본국 특허 출원 공개 소59-133573호, 동 소62-203182호, 동 소63-133179호, 동 소64-20587호, 동 평2-302772호, 동 평5-53482호 및 동 평5-61383호에 기재되어 있지만, 클리너레스 기법에 적합한 감광 부재의 구성은 언급되어 있지 않다.

에지 효과는 감광 부재와 토너 담지 부재를 서로 매우 근접시킴으로써 억제시킬 수 있지만, 감광 부재와 토너 담지 부재간의 간격을 토너 담지 부재 상의 토너층보다 더 작게 설정하는 것은 매우 어렵다.

토너 담지 부재가 에지 효과를 억제하기 위해서 감광 부재에 대하여 가압되는 경우, 토너 담지 부재의 표면 이동 속도가 감광 부재의 표면 이동 속도와 동일다면, 감광 부재 상의 토너로 현상하기 어려워 양호한 토너상을 제공할 수 없다. 이들 표면 이동 속도 간에 차이가 있는 경우, 토너 담지 부재 상의 토너는 정전 잠상에 대응하는 감광 부재로 전사되고, 정전 잠상에 매우 충실하고 에지 효과가 없는 토서 화상이 만들어질 수 있다. 그러나, 종래의 접촉 현상 방법은 현상과 동시에 전사후에 잔류하는 잔류 토너를 회수하는 효율이 불충분하다.

종래의 동시 현상-클리닝법 또는 클리너레스 화상 형성법은 판지 및 오버헤드용 투명 필름과 같은 각종의 전사재에 대하여 충분한 성능을 갖지 않는다.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하는 화상 형성 방법 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 현상과 동시에 클리닝을 위한 구성을 갖고 전사후 잔류하는 잔류 토너로 인한 포지티브 또는 네가티브 메모리의 영향이 없는 화상 형성 방법 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 판지 및 오버헤드용 투명 필름과 같은 각종의 전사재 상으로의 전사성이 양호하도록 고안된 계를 갖는 화상 형성 방법 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 토너 소비량을 통상적인 방법과 비교하여 감소시킬 수 있는 화상 형성 방법 및 장치 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작은 스폿 잠상에 대해서도 명확하고 선명한 화상이 얻어지고, 화상 농도가 높은 화상 형성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 정전 잠상이 감광 잠상이 감광 부재 상에 형성되고, 정전 잠상이 현상될 때, 토너 담지 부재 상의 토너가 감광 부재와 접촉하여 토너가 열화되는 것을 억제하는 화상 형성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 토너 담지 부재의 표면이 열화되는 것을 억제하는 화상 형성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 현상 장치의 속도를 증가시킬 수 있는 화상 형성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 열화에 강한 감광 부재가 사용되는 화상 형성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 목적들이 기본적으로 감광 부재를 대전시키는 대전 단계, 대전된 감광 부재를 노광시켜 정전 잠상을 형성시키는 노광단계, 토너 담지 부재의 표면에 담지된 토너를 감광 부재의 표면과 접촉시켜 정전잠상을 현상시키고 감광 부재 상에 토너상을 형성시키는 현상 단계, 감광 부재 상의 토너상을 전사재에 전사시키는 전사 단계, 전사 단계 후에 감광 부재 상에 잔류하는 잔류 토너를 토너 담지 부재로 회수하는 현상 동시 클리닝 단계으로 이루어지고, 상기 감광 부재의 표면의 물에 대한 접촉각이 85°이상이고, 상기 토너가 적어도, 결합제 수지 및 착색제를 갖는 토너 입자 및 무기 미분말을 함유하고, 토너의 체적 평균 입경Dv(㎛)이 3㎛≤Dv≤8㎛이고, 중량 평균 입경D4(㎛)이 3.5㎛≤D4≤9㎛이고, 수 기준 입경 분포에서 5㎛보다 작은 입경을 갖는 입자 비(Nr)이 17%수 ≤Nr≤90수%인 화상 형성 방법을 제공함으로써 실현될 수 있음을 알아냈다.

또한, 본 발명은 기본적으로 감광 부재를 대전시키는 대전 수단, 대전된 감광 부재를 노광시켜 정전 잠상을 형성시키는 노광 수단, 토너 담지 부재의 표면의 담지된 토너를 감광 부재의 표면과 접촉시켜 정전 잠상을 현상시키고 감광 부재 상에 토너를 형상시키는 현상 수단, 감광 부재 상의 토너상을 전사재 상에 전사시키는 전사 수단으로 이루어지고, 상기 현상 수단이 감광 부재 상에 잔류하는 잔류 토너를 전사재로 클리닝시키는 클리닝 수단을 갖고, 상기 감광 부재의 표면의 물에 대한 접촉각이 85°이상이고, 상기 토너가 적어도, 결합제 수지 및 착색제를 갖는 토너 입자 및 무기 미분말을 함유하고, 토너의 체적 평균 입경Dv(㎛)이 3㎛≤Dv≤8㎛이고, 중량 평균 입경 D4(㎛)이 3.5㎛≤D4≤9㎛이고, 수 기준 입경 분포에서 5㎛보다 작은 입경을 갖는 입자비(Nr)이 17수%≤Nr≤90수%인 화상 형성 장치를 제공함으로써 실현될 수 있음을 밝혀냈다.

본 발명은 높은 이형성을 갖는 표면을 보유함으로써 감광 부재와 토너 또는 토너 담지 부재 간의 마찰을 감소시키고, 장기간의 사용으로 인한 토너의 열화를 방지하며, 고해상도를 제공하고, 토너 담지 부재 표면의 열화를 방지하는 감광 부재를 사용한다.

또한, 본 발명은 높은 이형성을 갖는 표면을 보유함으로써 전사 후에 잔류하는 잔류 토너의 양을 현저히 감소시키고, 잔류 토너로 인한 차광(shading)이 없기 때문에 네가티브 고스트상의 발생을 억제하며, 현상시의 잔류 토너의 클리닝 효율을 증가시킴으로써 포지티브 고스트상의 발생이 충분히 억제될 수 있는 감광 부재를 사용한다.

고스트상의 발생 기작은 다음과 같다. 전사 후의 잔류 토너로 인한 차광은 감광 부재(예를 들면, 감광 드럼 또는 감광 벨트)표면이 한장의 전사재에 대해 반복적으로 사용되는 경우, 문제를 야기한다. 감광 부재의 원주가 전사재가 공급되는 방향에서 전사재의 길이보다 짧을 경우, 감광 부재는 한장의 전사재로 통과하는 동안, 전사후에 감광 부재 상에 잔류하는 잔류 토너를 갖는 상태에서 후속되는 대전-노광-현상 공정이 수행되어야 한다. 그 결과, 현상 콘트라스트는 불충분할 수 있는데, 그 이유는 잔류 토너를 갖는 감광 표면으로부터 충분히 제거되지 않기 때문이다. 반전 현상법의 경우, 잔류 토너가 존재하는 경우 주위 영역의 밀도보다 낮은 밀도를 갖는 네가티브 고스트로서 화상에 나타난다. 잔류 토너의 제거가 현상시에 불충분한 경우, 토너는 잔류 토너가 존재하는 감광 부재 표면에 부착하게 됨에따라, 주위 영역보다 더 높은 밀도를 갖는 포지티브 고스트가 발생하게 된다. 본 발명은 특정 감광 부재 및 특정 토너의 사용으로 인해, 고스트 화상 발생을 양호하게 제어할 수 있다.

본 발명은 감광 부재 표면이 주로 고분자 결합제로 구성되는 경우, 예를 들면 주로 셀렌 또는 비정질 실리콘과 같은 무기 감광 부재 상에 수지를 주체로한 보호막을 설치하는 경우, 기능 분리형 유기 감광 부재의 전하 운송층으로서 전하 운송제 및 수지로 형성된 표면층을 갖고, 전하 운송층에 보호층을 제공하는 경우 효과적이다.

상기 최외각 층에 이형성을 부여하기 위한 수단으로서, (i) 최외각 층 자체를 형성하기 위한 수지로서 낮은 표면 에너지를 갖는 수지를 사용하거나, (ii) 최외각층에 첨가제를 첨가하여 여기에 발수성 또는 친유성을 부여하거나, (iii) 높은 이형성을 갖는 재료를 미분쇄하고 최외각 층으로 재료를 분산시키는 수단을 들 수 있다. (i)의 경우, 이 수단은 염소 함유 및 리디칼 및(또는) 실리콘 함유 리디칼을 수지의 구조에 도입시켜 수행할 수 있다. (ii)의 경우, 이 수단은 첨가제로서 계면 활성제를 첨가하여 수행할 수 있다. (iii)의 경우, 불소 원자 함유 화합물(예, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 불화탄소 등)이 상기 재료로서 거론될 수 있다. 이 중 폴리테트라플루오로에틸렌 분말이 특히 바람직하다. 본 발명에서, 불소 함유 수지와 같은 높은 이형성을 갖는 분말을 최외각 층에 분산시키는 것이 바람직하다.

상기 수단을 사용하여, 감광 부재의 물에 대한 접촉각이 85°이상 (바람직하게는 90°이상)이 될 수 있다. 이 각도가 85°미만인 경우, 토너 전사 속도의 저하 및 토너 및 토너 담지 부재의 열화가 발생할 수 있다.

최외각 층에 상기 분말을 함유시키기 위해서, 결합제 수지 내에 분산된 분말층이 감광 부재의 최외각 표면 상에 형성된다. 또한, 감광 부재가 원래부터 주로 수지로 이루어지는 OPC감광 부재인 경우, 분말은 새로운 층을 제공함이 없이 최외각 층에 분산될 수 있다. 첨가되는 양은 최외각 층의 총 중량 기준으로 1내지 60 중량%, 2내지 50 중량%이다. 1 중량% 미만인 경우, 잔류 토너의 감소는 충분하지 않고, 전사 잔류 토너는 제거되기 어려워 고스트의 억제 효과를 감소시키고, 또한 현상 공정에서의 토너 회수율을 감소시킨다. 60 중량%보다 큰 경우, 최외각 층의 강도는 저하되고, 감광 부재에 대한 입사 광량이 감소하는데, 이는 바람직하지 않다. 화질을 고려해 볼 때, 분말의 입경이 1㎛미만, 바람직하게는 0.5㎛미만인 것이 바람직하다. 입경이 1㎛보다 큰 경우, 선 해상도는 입사광의 분산으로 인하여 열화되기 쉽다.

본 발명은 대전 수단이 감광 부재와 접촉하게 되는 직접 대전법에서 효과적이다. 잔류 토너가 다량인 경우에는 후속 단계, 즉 대전 단계에서 이들 토너가 직접 대전 수단에 부착되어 대전 불량이 발생할 수 있다. 따라서 대전 수단이 감광 부재와 접촉하지 않는 코로나 대전 등과 비교하면 대전 단계에서 잔류 토너의 양을 감소시키는 것이 더욱 중요하다.

본 발명에 사용되는 감광 부재의 한 가지 바람직한 실시태양을 하기에 서술한다. 도전성 기체 재료로서는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속, 알루미늄 합금 또는 산화인듐-산화주석 합금, 금속 또는 합금으로 코팅된 플라스틱, 도전성 입자로 함침시킨 종이 또는 플라스틱, 도전성 중합체를 함유한 원통상 플라스틱 및 필름 등을 들 수 있다.

이러한 도전성 기체 상에는 감광층의 접착성을 증가시키고, 도포 특성을 개선하며, 기체(基體)를 보호하고, 기체 상의 결합부를 코팅하고, 기체 물질로부터의 전하 주입상을 증가시키며, 감광층을 전기적 파괴에서 보호하는 등의 목적으로 하도층을 설치할 수도 있다. 하도층은 폴리비닐 알코올, 폴리-N-비날 이미다졸, 폴리에틸렌 옥사이드, 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리비닐 부티랄, 페놀수지, 카제인, 폴리아미드, 공중합 나일로, 아교, 젤라틴, 폴리우레탄, 산화알루미늄 등과 같은 재료로 형성된다. 막의 두께는 일반적으로 1내지 10㎛이며, 바람직하게는 0.1 내지 3㎛이다.

전하 발생층은 전하 발생 물질을 적절한 결합체에 분산시킨 다음 코팅 또는 증착에 의해 형성된다. 여기서, 전하 발생 물질은 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 인디고계 안료, 페릴렌계 안료, 폴리시클릭계 퀴논, 스쿼릴륨 염료, 피릴륨 안료, 티오피릴륨염 및 트리페닐 메탄계 안료와 같은 유기 물질, 또는 비정질 실리콘와 같은 무기 물질이다. 결합제에는 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 비닐 아세테이트가 포함된다. 전하 발생층에 함유되는 결합제의 양은 80중량%이하이며, 바람직하게는 0내지 40중량%이다. 전하 발생층의 막두께는 5㎛이하이며, 바람직하게는 0.05내지 2㎛이다.

전하 운송층은 전기장의 존재 하에 전하 발생층으로부터 전하 캐리어를 수용하고, 이 캐리어를 운송하는 기능을 한다. 전하 운송층은 전하 운송 물질을 필요에 따라서는 결합제 수지와 함께 용매에 용해시킨 다음 코팅을 수행함으로써 형성된다. 전하 운송층의 막두께는 일반적으로 5내지 40㎛이다. 전하 운송 물질에는 그의 주쇄 또는 측쇄에 비페닐렌, 안트라센, 피렌 또는 페난트렌과 같은 구조를 갖는 폴리시클릭 방향족 화합물; 인돌, 카르바졸, 옥사디아졸, 피라졸과 같이 질소를 함유한 헤테로시클릭 화합물; 히드라존 화합물; 스티릴 화합물; 및 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 비정질 실리콘, 황화카드뮴과 같은 무기 화합물 등이 있다.

전하 운송 물질이 분산되는 결합제에는 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리메타크릴레이트 에스테르, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 및 폴리아미드 수지와 같은 수지, 및 폴리-N-비닐 카르바졸 및 폴리비닐 안트라센과 같은 유기광도전성 중합체 등이 있다.

보호층을 표면층으로서 설치할 수도 있다. 이 보호층에 사용되는 수지에는 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 또는 이들과 경화제의 혼합물 등이 있다. 이들 수지는 단독으로 사용하거나 두 가지 이상을 병용할 수 있다.

보호층의 수지 중에 도전성 미립자를 분산시킬 수도 있다. 도전성 미립자는 금속제 또는 금속 산화물로 제조될 수 있다. 산화아연, 산화티탄, 산화주석, 산화안티몬, 산화인듐, 산화비스무스, 산화주석으로 피복된 산화티탄, 주석으로 피복된 산화인듐, 안티몬으로 피복된 산화주석, 및 산화지르코늄과 같은 물질로 제조된 초미립자가 바람직하다. 이들은 단독으로 사용하거나 두 가지 이상을 병용할 수 있다. 일반적으로, 보호층 내로 입자를 분산시킬 때, 분산된 입자로 인한 입사광의 확산을 방지하기 위해 입자의 입경이 입사광의 파장보다 작은 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 보호층 내로 분산되는 도전성 입자 또는 절연성 입자의 입경이 0.5㎛이하인 것이 바람직하다. 보호층 내에 함유되는 이러한 입자의 양은 보호층의 총중량을 기준으로 2내지 90중량%인 것이 바람직하며, 5내지 80중량%인 것이 더욱 바람직하다. 보호층의 두께는 0.1내지 10㎛인 것이 바람직하며, 1내지 7㎛인 것이 더욱 바람직하다. 표면층의 코팅은 수지 분산액으로 분무 코팅, 빔 코팅 또는 침투 코팅에 의해 수행할 수 있다.

본 발명의 현상 유닛의 한 예로는 토너가 감광 부재 표면과 접촉하게 되는 탄성 롤러의 표면에 도포되는 일성분식을 채용한 현상 유닛이 있다. 이 경우, 자성 토너든 비자성 토너든 간에 토너 담지 부재 상의 토너가 감광 부재와 접촉하는 것이 중요하다. 그러나, 미량의 잔류 토너가 차광에 미치는 영향을 더 배제하기 위해 자성 물질 함량이 보다 작은 것이 바람직하다. 또한 자성 물질 입자의 입경이 보다 작은 것이 바람직하다. 토너 담지 부재는 실제로는 감광 부재 표면의 표면과 접촉한다. 이것은 토너가 토너 담지 부재에서 제거되면, 토너 담지 부재가 감광 부재와 접촉하게 된다는 것을 의미한다. 이 때, 클리닝을 동시에 수행하면서 감광 부재와 토너 담지 부재 사이에서 토너를 통해 작용하는 전기장 중에서 에지 효과가 없는 화상을 얻을 수 있다. 탄성 롤러의 표면이나 그 표면의 근방 중 하나가 전위를 가지며, 감광 부재 표면과 토너 담지 부재 표면 사이에 전기장이 존재하는 것이 필수적이다. 이것은 또한 탄성 롤러의 탄성 고무가 중간 저항 범위로 저항 제어되어 롤러와 감광 부재 사이의 연속성을 방해하면서 전기장이 유지되도록 하는 방법, 또는 얇은 유전층을 도전성 롤러의 표면에 제공하는 방법을 사용함으로써 이룰 수 있다. 또한 감광 부재의 대향면에 절연 물질로 코팅된 도전성 수지 슬리브를 도전성 롤러에 설치하거나, 절연 슬리브의 감광 부재의 대향면에 도전층을 설치하는 구성을 취할 수도 있다.

일성분형 현상법을 사용하는 경우, 토너를 담지하는 토너 담지 롤러는 감광 부재의 경우와 동일한 방향 또는 반대 방향으로 회전할 수 있다. 회전 방향이 감광 부재와 동일한 경우에는 감광 부재에 대한 토너 담지 롤러의 주변 선속도 비가 100% 이상인 것이 바람직하다. 이 비가 100% 이하이면, 화질에 선화상 선명도의 저하와 같은 문제가 발생한다. 주변 선속도 비가 클수록 현상 영역에 더 많은 토너가 공급되고, 정전 잠상에 대한 토너 부착과 제거 빈도가 증가하며, 불필요한 영역에 부착된 토너가 긁어져 나오고 필요한 영역에 토너가 부착되는 것이 반복됨으로써 정전 잠상에 충실한 화상을 얻을 수 있다. 주변 선속도 비가 110%이상인 것이 더욱 바람직하다. 현상과 동시적인 클리닝 면에서 볼 때, 감광 부재 표면과 토너가 부착된 영역 사이의 주변 선속도 차이에 의해 감광 부재 상에 부착된 잔류 토너를 물리적으로 이탈시키는 효과 및 전기장 중에서 토너를 수집하는 효과가 기대되므로 감광 부재에 대한 토너 담지 부재의 주변 선속도비가 클수록 잔류 토너의 수집이 더 양호해진다. 본 발명에서는 또한 전사와 대전 사이에 감광 부재와 접촉하게 되는 부재를 사용할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 토너는 토너 입자의 표면에 무기 미분말이 있는 것이다. 이것은 현상 효율, 정전 잠상 재현성 및 전사 효율의 개선 및 포그의 감소에 효과를 보인다.

본 발명에서 사용되는 무기 미분말에는 콜로이드 실리카, 산화티탄, 산화철, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 티탄산칼슘, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산마그네슘, 산화세륨, 산화지르코늄 등으로 형성된 무기 미분말이 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 티타니아, 알루미나 또는 실리카가 바람직하다. 이들 무기 미분말 소수성이 되도록 처리하는 것이 바람직하다. 무기 미분말이 실리콘 오일로 표면처리된 것이 특히 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 토너는 토너 입자와 무기 미분말 물질 등의 혼합물로서, 평균 입경이 토너의 평균 입경보다 작은 미분말 또는 수지 미분말을 첨가할 수 있다.

또한, 이 토너는 특정한 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 입경이 5㎛이하인 토너 입자가 17 수%이하이면, 소비량 절감의 효과가 쇠퇴하며, 체적기준 평균 입경Dv(㎛)이 8㎛이상이고, 중량 기준 평균 입경D4(㎛)이 9㎛이상이면, 100㎛ 또는 그보다 미세한 도트의 해상성이 저하된다. 현상이 현상 조건의 제어 등에 의해 강제되는 경우, 선의 과장 및 토너 비산이 일어나기 쉬우며, 토너 소비량이 증가한다. 입경이 5㎛ 이하인 토너 입자가 90 수%를 초과하면, 화상 농도가 저하된다. 60수%Nr≤88수%가 바람직하다. 해상성을 더욱 개선하기 위해서는 입경이 3.0≤Dv≤6.0㎛, 3.5㎛≤D46.5㎛인 것이 바람직하다. 또한, 3.2㎛≤Dv≤5.8㎛, 3.6㎛≤6.3㎛인 것이 더욱 바람직하다.

소비량을 줄이고 보다 작은 고립 도트들의 해상성을 향상시키기 위해서는 체적 기준 평균 입경 Dv(㎛)가 3㎛≤Dv≤6㎛이고, 중량 기준 평균 입경D4(㎛)가 3.5㎛≤D46.5㎛이고, 수 기준 입자 크기 분포에서 입경이 5㎛이하인 입자비 Nr이 60수%≤Nr≤90수%이며, 체적 기준 입자 크기 분포에서 8㎛이상인 입자의 체적비가 15체적%이하이고, 수 기준 입자 크기 분포 중 3.17㎛ 이하인 입자비 Nm대 체적 기준 입자 크기 분포 중 3.17㎛이하인 입자비 Nr이 60수%≤Nr≤88수%이고, Dv가 3.2㎛≤Dv≤5.8㎛이며, D4가 3.6㎛≤D4≤6.3㎛인 것이 더욱 바람직하다.

수 기준 입자 크기 분포 중 입경이 3.17㎛이하인 토너 입자비 Nm대 체적 기준 입자 크기 분포 중 입경이 3.17㎛이하인 토너 입자비 Nv의 비 Nm/Nv가 2.0이하이면, 포그가 발생하기 쉽고, 8.0이상이면 50㎛정도 분리된 점들의 해상성이 저하되는 경향이 있다. 이 비가 3.0내지 7.0인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 수 기준 입자 크기 분포중 입경이 3.17㎛이하인 토너 입자비 Nm은 5내지 40%, 바람직하게는 7 내지 35%이다.

체적 기준 토너 입자 크기 분포에서 입경이 8㎛이상인 입자의 체적비는 비산을 감소시키고, 장기간 동안의 처리를 통한 현상 장치에서의 입자 크기 변화를 제어하며, 안정한 농도를 얻기 위해 10체적% 이하인 것이 바람직하다.

토너 전하의 절대치(mC/g)는 14≤Q≤80(Q는 철 분말에 대한 마찰 대전에서 마찰 전하의 양을 나타냄)이고, 24≤Q≤60인 것이 바람직하다. Q14인 경우에는 양이 너무 작고 토너 소비량 저감의 효과가 감소한다. 80Q인 경우에는 양이 너무 많고 농도 저하가 발생하기 쉽다.

토너의 작은 입경으로 인해 더욱 더 높은 화질이 구현되고, 전하량이 더 큰 5㎛이하의 미분말의 양을 증가시키고 현상 단계에서 전수 후에 남아 있는 전류 토너를 회수함으로써 소비량이 훨씬 적어지며, 물에 대해 접촉각이 85도 이상인 감광 부재를 사용함으로써 입경이 미소한 토너의 전사능이 개선된다. 차광에 대한 잔류 토너의 영향 또한 토너 입경을 보다 작게 만들고 잔류 토너를 감소시킴으로써 감소시킬 수 있다. 노광의 산란으로 인한 정전 잠상의 동요가 감소되고, 고화질의 화상을 얻을 수 있다.

일반적으로 현상에 사용되는 단위 화상 영역 당 토너가 베타 화상 부분보다 선 화상 영역에서 더 큰 이유는 다음과 같이 설명될 수 있다. 감광 부재 상의 선 화상 영역의 정전 잠상에서는 베타 화상 영역과는 달리 선 잠상의 외측면으로부터 선 잠상의 내측면을 향해 전기력선이 조밀하게 구부러져서 선 화상 영역에서는 감광 부재 잠상 표면으로 토너를 유인하고 압착하는 힘이 크고, 따라서 선 잠상을 현상하는데 보다 많은 토너가 사용되기 쉽다.

토너가 대전성이 높은 입경 5㎛ 이하의 토너 입자를 고비율로 함유하면 정전 잠상이 소량의 토너로도 채워질 수 있으므로 감광 부재의 선 화상 영역에서 일단 현상된 과량의 토너는 잠상 전기력선의 내향 만곡력에 저항함으로써 토너 담지 부재로 되돌아오게 할 수 있어서 적당량의 토너만이 선 화상 부분에 잔류할 수 있다. 입경이 5㎛ 이하인 토너 입자는 단위 중량 당 더 큰 전하를 가지므로, 소량으로도 현상 전기장을 약화시켜 다른 토너 입자가 안쪽으로 굽어지는 잠상 전기력선에 의해 쉽사리 영향을 받지 않도록 한다. 이 외에도 현상 단계에서 잔류 토너의 회수로 인해 토너 소비량이 크게 절감될 수 있다.

토너에 사용되는 결합제 수지에는 폴리스티렌; 폴리-p-클로로스티렌 또는 폴리비닐톨루엔과 같은 치환된 스티렌의 단독중합체; 스티렌-p-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-메타크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-α-메틸 클로로메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐 메틸 에테르 공중합체, 스티렌-비닐 에틸 에테르 공중합체, 스티렌-비닐 메틸 케론 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴-인덴 공중합체 같은 스티렌 공중합체; 폴리비닐 클로라이드, 페놀 수지, 천연 변성된 페놀 수지, 천연 수지로 변성된 말레산 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드 수지, 푸란 수지, 에폭시 수지, 엑스렌(exlane)수지, 폴리비닐 부티랄, 테르펜 수지, 쿠마론-인덴수지, 석유 수지 등이 있다. 가교 결합된 스티렌 중합체 또는 가교 결합된 스티렌 공중합체와 같은 스티렌 수지 또한 바람직한 결합제 수지이다.

스티렌 공중합체에서 스티렌 단량체와 함께 사용되는 공단량체에는 이중 결합을 가진 치환 또는 비치환 모노카르복실산, 예를 들면 아크릴산, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 또는 아크릴아미드; 이중 결합을 가진 치환 또는 비치환 디카르복실산, 예를 들어 말레산, 부틸 말레에이트, 메틸 말레에이트, 또는 디메틸 말레에이트; 비닐 에스테르, 예를 들면 비닐 클로라이드, 비닐 아세테이트 , 또는 비닐 벤젠 에이트; 에틸렌계 올레핀, 예를 들면 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌; 비닐 케톤, 예를 들면 비닐 메틸 케톤 또는 비닐 헥실 케톤; 및 비닐 에테르, 예를 들면 비닐 디메틸에테르, 비닐 디에틸 에테르, 또는 비닐 이소부틸 에테르 등이 있다. 이들 비닐 단량체는 단독으로 사용되거나 병용된다. 가교제로는 2개 이상의 중합 가능한 이중결합을 가진 화합물이 주로 사용된다. 이러한 화합물에는 방향족 디비닐 화합물, 예를 들면 디비닐 벤젠 또는 디비닐 나프탈렌; 두 개의 이중 결합을 갖는 카르복실산 에스테르, 예를 들면 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 또는 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트; 디비닐 화합물, 예를 들면 디비닐 에테르, 디비닐 술파이드 또는 디비닐 술폰; 및 3개 이상의 비닐 라디칼을 가진 화합물이 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.

입력 정착식 토너의 결합제 수지에는 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-에스테르 아크릴산 에스테르 공중합체, 고급 지방산, 폴리아미드 수지 및 폴리에스테르 수지가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.

정착 부재로부터의 이형성 및 정착성을 개선한다는 측면에서, 토너에 다음왁스를 포함시키는 것이 바람직하다. 파라핀 왁스 및 그의 유도체, 미세결정성 왁스 및 그의 유도체, 피셔-트롭쉬(Fisher-Tropsch)왁스 및 그의 유도체, 폴리올레핀 왁스 및 그의 유도체, 카르노바 왁스 및 그의 유도체 등. 이들 유도체로는 산화물, 비닐 단량체와의 블록 공중합체 및 그라프트 변성된 것들을 들 수 있다. 또한 장쇄 알코올, 장쇄 지방산, 산 아미드 화합물, 에스테르 화합물, 케톤 화합물, 경화 피마자유 및 그의 유도체, 식물성 왁스, 동물성 왁스, 광물성 왁스, 페트로락탐 등도 사용할 수 있다.

통상적으로 공지된 유기 안료 및 무기 안료가 착색제용으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 즉 카본 블랙, 이닐린 블랙, 아세틸렌 블랙, 나프톨 엘로우, 한사 엘로우, 로다민 레이크, 알리자린 레이크, 산화철 레드, 프탈로시아닌 블루, 인단트렌 블루 등을 들 수 있다. 이들은 일반적으로 결합제 수지의 100중량부당 0.5내지 20중량부로 사용된다.

자성 물질을 토너 성분으로 사용할 수 있다. 철, 코발트, 니켈, 구리, 마그네슘, 망간, 알루미늄, 규소 등과 같은 원소를 함유하는 자성 금속 산화물을 자성 물질로 열거할 수 있다. 특히, 주 성분으로서 사산화삼철 또는 τ-산화철 등의 자성 산화철을 함유하는 물질이 바람직하다. 니그로신 염료, 4급 암모늄염, 살리실산-금속착물 실리실레이트, 금속 살리실레이트, 살리실산 유도체-금속 착물, 살리실산, 아세틸 아세톤 등이 토너 충전을 제어하는 목적을 위해 사용될 수 있다.

다른 첨가물을 상기 토너가 실질적으로 영향을 받지 않는 범위내에서 토너에 첨가할 수 있다. 예를 들어, 테플론 분말, 아연 스테아레이트 분말, 불화폴리비닐리덴 분말 등의 윤활 분말; 산화 세륨 분말, 탄화 실리콘 분말, 스트론튬 티타네이트 분말 등의 연마제; 산화 티타늄 분말 또는 산화 알루미늄 분말 등의 유동성 부여제, 케이크 방지제; 카본 블랙 분말, 산화 아연 분말, 또는 산화 주석 분말 등의 도전성 부여제; 및 토너에 반대되는 극성을 갖는 유기 및 무기 미립자 등의 현상성 부여제를 첨가제로 열거할 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 토너는 현상과 동시에 세정을 수행하기 위한 평활성이 있는 물질을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 물질로는, 고체 윤활제 및 액체 윤활제가 있다. 고체 윤활제에는 폴리테트라플루오로에틸렌 분말, 아연 스테아레이트 분말, 폴리비닐리덴 플루오라이드 분말, 또는 실리콘 수지 미립자 등의 윤활 분말; 또는 이황화 몰리브덴, 흑연 또는 질화 붕소 등의 개열성 소유 미분말이 포함된다.

액체 윤활제에는 동물성 오일, 식물성 오일, 석유 윤활제, 합성 윤활제 등이 포함된다. 합성 윤활제는 안정성 때문에 유리하게 사용된다. 합성 윤활제에는 디메틸 실리콘 오일, 메틸 페닐 실리콘 오일, 또는 각종 변성 실리콘 오일등의 실리콘 오일; 펜타에리트리톨 에스테르 또는 트리메틸올프로판 에스테르 등의 액체 폴리올 에스테르; 폴리에틸렌, 폴리프로틸렌, 폴리부텐, 또는 폴리-α올레핀 등의 액체 폴리올레핀; 폴리에틸글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜 등의 액체 폴리글리콜; 테트라데실 실리케이트 또는 테트라옥틸 실리케이트 등의 액체 에스테르 실리케이트; 디-2-에틸헥실 세바케이트 또는 디-2-에틸헥실 아디페이트 등의 액체 디에스테르; 프로필페닐 포스페이트 등의 에스테르 포스페이트; 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 또는 폴리플루오로에틸렌 등의 불화 탄화 수소 화합물; 폴리페닐 에테르; 알칼나프텐; 및 알킬 방향족 화합물 등이 포함된다. 이들 중에서, 액체 실리콘 또는 불화 탄화수소가 열 안정성 및 산화 안정성면에서 바람직하다. 액체 실리콘에는 아미노-변성, 에폭시-변성, 카르복실 변성, 카르비놀-변성, 메타크릴-변성, 메르캅토-변성, 페놀-변성 또는 상이한 기능기-변성된 반응성 실리콘; 폴리에테르-변성, 메틸스티릴-변성, 알킬-변성, 지방산 변성, 알콕시 변성, 또는 불소-변성된 비반응성 실리콘; 및 디메틸 실리콘, 메틸 페닐 실리콘, 또는 메틸 수소 실리콘 등의 직쇄 실리콘이 있다.

상기 액체 윤활제는 토너입자의 표면에 존재하는 캐리어 입자에 담지되거나 그로부터 유리될때 그의 효과가 나타난다. 결과적으로, 상기 효능은 그의 성질로 인하여 경화형 실리콘에 의해 감소된다. 반응성 실리콘 또는 극성기를 가지는 실리콘이 있으면, 그의 유리량이 감소하거나 효능은 떨어질 수 있고, 입자를 담지하는 액체 윤활제에 대한 부착성이 강화되거나 또는 결합제 수지와 혼화되는 징후가 나타나기 때문에 효과가 떨어질 수 있다.

심지어 비반응성 실리콘으로도 측쇄의 구조에 따라 결합수지와의 혼화가 일어날 수 있어, 상기 효과의 저하를 초래한다. 결과적으로, 액체 디메틸 실리콘, 액체 불소-변성 실리콘, 액체 불화 탄화수소가 반응성 및 극성이 작고 부착성이 강하지 않으며 결합제 수지와의 혼화성이 없기 때문에 바람직하게 사용된다.

액체 윤활제의 점도는 25℃에서 100,1000내지 200,000cSt, 바람직하게는 200,000내지 100,000cSt및 특히 500,000내지 70,000cSt일 것이 요구된다. 그의 점도는 비스코테스터(Viscotestor) VT500 (MAKEH사 제조)로 측정된다. VT500용 점도 센서중 하나를 임의로 선택하고, 시료용 센서용 셀에 놓아서 측정을 한다. 장치(PaxSec)에 전위된 점도는 cSt로 전환된다.

본 발명에서, 액체 윤활제는 외부 첨가제에 의해 상기 윤활제를 담지하거나 또는 토너 입자에 포함된 자성 또는 비자성 착색제에 의해 상기 윤활제를 담지함으로써 바람직하게 사용된다. 이것은 토너 입자의 내부 및 외부에 대한 상기 액체 윤활제의 분산성 면에서 윤활제만을 첨가하는 경우보다 우수하다. 토너 입자의 표면에 대한 액체 윤활제의 양은 외부 첨가제의 표면에 액체 윤활제를 보유시키고, 액체 윤활제가 토너 입자의 표면에 또는 그의 근처에 존재하게 함으로써 적절하도록 조절할 수 있다.

상기 액체 윤활제가 캐리어 입자의 표면에 담지되도록 하는 특정의 수단으로써, 휠형 혼련기 또는 혼련기를 사용한다. 휠형 혼련기를 사용하는 경우에는 캐리어 입자들 사이에 존재하는 액체 윤활제를 담지하는 입자들의 표면에 대하여 압축되게 하고, 또한 입자들 사이의 공간을 압축에 의해 개방하여 액체 윤활제와 입자들 사이의 밀접한 접촉을 증가시키는 압축 작용; 전단력이 입자군을 부수고 재배치하는 동안 액체 윤활제를 퍼지게 하는 전단 작용; 또한, 스패튤라(spatula)를 이용하여 입자의 표면에 존재하는 액체 윤활제를 균일하게 퍼지게 하는 평활 작용이 반복되며; 반복적으로 수행된 이들 3가지 작용으로 인하여 담지제 덩어리가 깨어져 액체 윤활제가 각 입자의 표면에 운송된다. 따라서 이 방법이 특히 바람직하다. 바람직하게 사용될 수 있는 휠형의 혼련기는 심리 혼합-몰러(maller), 멀티말(Multimal), 스톡-밀(Stock-mill), 이리히-밀(Irich-mill)및 역류 혼합기이다.

또한, 헨셀 믹서(Henschel mixer) 및 볼-믹서(ball-mixer)등의 혼련기를 사용하여, 그대로 또는 용매로 희석시켜 캐리어 입자와 직접 혼합시켜서 캐리어 입자가 액체 윤활제를 담지하게 하거나, 또는 액체 액체 윤활제를 캐리어 입자에 직접 분무하여, 캐리어 입자가 액체 윤활제를 담지하게 하는 방법들이 공지되어 있다. 그러나, 캐리어 입자가 미분말이면, 캐리어 입자가 그에 소량의 액체 윤활제를 담지하게 하는데 어려움이 있을 수 있거나, 또는 국부적인 전단 또는 열이 발생하여 액체 윤활제가 강력하게 부착되게 할 수 있거나, 또는 추가로 달라 붙게 하여 액체 윤활제가 담지하는 입자로부터 효율적으로 유리되지 못할 수 있으므로 상기 방법에는 주의가 요구된다.

캐리어 입자에 대한 액체 윤활제의 양에 관하여 말하자면, 결합제 수지의 양에 대한 액체 윤활제의 양은 그의 효과면에서 중요하다. 그의 최적 범위는 캐리어 입자가 액체 윤활제의 양이 결합제 수지 100중량부를 기준으로 하여 0.1내지 7중량부, 바람직하게는 0.2내지 5중량부, 특히 0.3내지 2중량부가 되도록 액체 윤활제를 담지하는 범위이다.

액체 윤활제를 갖고 있는 윤활 입자들은 액체 윤활제를 갖고 있는 착색제 뿐만 아니라 유기 화합물 또는 무기 화합물의 미립자를 과립화하거나 응고시켜 만든다. 유기 화합물에는 스티렌 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌 수지, 및 불소수지 등의 수지 입자가 포함된다. 무기 화합물에 대해서는, SiO₂, BeO₂, TiO₂, SnO₂, Al₂O₃또는 B₂O₃등의 산화물, 규산염, 붕산염, 인산염, 보로실리케이트, 알루미노실리케이트, 알루미노보레이트, 알루미노로실리케이트, 텅스텐산염, 몰리브덴산염, 또는 텔루르산염 등의 금속산화물; 및 그의 착화합물, 탄화 규소, 질화 규소, 비정질 탄소를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다.

건식 방법이나 습식 방법으로 생산한 무기 미분말 물질을 무기 미분말 물질로 사용할 수 있다. 여기서 건식 방법으로 언급되는 방법이란 증기상의 할로겐화물에 의해 생산되는 무기 미분말의 제조방법을 의미한다. 이는 예를 들어, 산소/수소 중의 할로겐화물 가스의 열분해 산화 반응을 사용하는 방법이다. 그의 기본적인 반응은 다음과 같다.

이는, 예를 들어, M이 금속 또는 준금속을 나타내고, X가 할로겐 원소를 나타내고, n은 정수를 나타내는 반응식이다. 특히, AlCl₃, TiCl₃, TiCl₄, GeCl₄, SiCl₄, POCl₃및 BBr₃를 사용하면, 각각 Al₂Cl₃, TiCl₂, TiCl₂, GeO₂, SiCl₂, P₂O₅및 B₂O₃를 얻을 수 있다. 이때에 할로겐화물이 혼합되면 착화합물을 얻을 수 있다.

건식 방법을 사용하여 미분말을 얻는 다른 제조방법에는 열 CVD및 플라즈마 CVD가 있다. 특히, 바람직하게는 SiO₂, Al₂O₃및 TiO₂가 사용된다.

습식 방법을 사용하여 무기 미분말 물질을 제조하는데에는 각종의 통상적으로 공지된 방법을 사용할 수 있다. 한가지 예로서 다음의 산에 의한 규산 나트륨의 분해반응이다.

다음의 방법, 즉 암모니아염 또는 알칼리염에 의한 규산 나트륨의 분해, 규산 나트륨으로부터 알칼리 토금속 규산염을 만들고 이후 이를 산으로 분해하여 규산을 만드는 방법, 규산 나트륨 용액으로부터 이온 교환 수지에 의해 규산을 만드는 방법, 및 천연 규산 또는 규산염을 사용하는 방법이 있다. 금속 알콕시화물의 가수분해를 사용하는 또 다른 방법이 있다. 일반적인 반응식은 다음과 같다.

상기 식에서, 예를 들어, M은 금속 또는 준금속을 나타내고, R은 알킬기를 나타내고, n은 정수를 나타낸다. 이때 2개 이상의 금속 알콕시화물을 사용하면 착물을 얻을 수 있다. 상기 주어진 화합물 중에서 무기 화합물이 바람직하고, 금속 산화물이 특히 바람직한 것은 이들이 적절한 전기적 저항을 갖고 있기 때문이다. Si, Al, 또는 Ti의 산화물 또는 이산화물이 훨씬 더 바람직하다.

사전에 결합제로 소수성이 되도록 표면을 처리한 물질을 또한 사용할 수 있다. 그러나, 액체 윤활제 중의 일부는 토너 입자의 표면을 덮을때 과충전되는 경향이 있다. 캐리어 입자로 소수성이 되도록 처리하지 않은 물질을 사용하면 적절하게 전하누출이 되므로, 양호한 현상 특성을 유지하는 것을 용이하게 한다. 결과적으로, 소수성이 되도록 처리하지 않은 캐리어 입자를 사용하는 것이 가장 바람직한 형태중의 하나이다.

캐리어 미립자의 입자 입경은 0.001내지 20㎛인 것이 바람직하고, 특히 0.005내지 10㎛인 것이 바람직하다. BET법에 의한 질소 흡착법으로 측정한 그의 비표면적은 5내지 500㎡/g, 더 바람직하게는 10내지 400㎡/g일 것이 요구되고, 20내지 350㎡/g인 것이 더욱 바람직하다. 그의 비표면적이 5㎡/g미만이면, 요구되는 입자 입경의 윤할 입자로서 본 발명의 액체 윤활제를 유지하기는 어렵게 된다.

윤활 입자에 대한 액제 윤활제의 양은 20중량% 내지 90중량%, 더 바람직하게는 27중량%내지 87중량%, 특히 바람직하게는 40중량%내지 80중량%일 것이 요구된다.

이를 유지하면서 액체 윤활제를 방출시키도록 윤활 입자의 입자 입경이 0.5㎛이상인 것이 바람직하고, 1㎛이상인 것이 더욱 바람직하며, 표준 체적 분포에 의한 주성분의 입경이 토너 입자의 입경 보다 큰 것이 또한 바람직하다. 윤활 입자가 액체 윤활제와 함께 과중하게 부하되어 부서지기 쉽고, 따라서 입자의 일부가 토너의 제조 중에 붕괴되어 토너를 통하여 균일하게 분산되고, 동시에 액체 윤활제를 방출시켜, 토너 입자에 윤활 특성 및 방출 특성을 부여한다. 한편, 윤활 입자는 액체 윤활제-함유능을 보유하는 상태로 토너내에 존재하며, 따라서 토너 입자내에서 이의 입경은 제한되지 않는다.

액제 윤활제는 토너 입자의 표면으로 과도하게 이동하지 않으며, 토너의 유동성 또는 현상성이 열화되지 않는다. 한편, 액체 윤활제의 일부가 토너 입자의 표면으로 부터 손실된다 하더라도, 윤활 입자로부터 동일한 것을 보충할 수 있으며, 이에 의해 연장된 기간 동안 토너 입자의 분리성 또는 방출 특성 및 유활성을 유지할 수 있다. 이들 윤활 입자는 액체 윤활제 또는 캐리어 입자상에 흡착시키기에 바람직한 용매중에 희석된 액체 윤활제의 용액의 소적을 이루게 함으로써 혼합기중에서 제조할 수 있다. 펠릿화시킨 다음 용매를 증발시킬 수 있으며, 생성물은 경우에 따라 추가로 분쇄할 수 있다. 액체 윤활제 또는 이의 희석액을 캐리어 입자에 가한 다음 혼련기에서 혼련하고, 이어서 펠릿화시키기 위하여 분쇄시킬 수 있으며 이후 계속해서 용매를 증발시키는 방법을 사용할 수 있다. 결합제 수지 100중량부에 대해 0.01내지 50중량부의 비율로 상기 언급한 윤활 입자를 함유시키는 것이 바람직하고, 0.05내지 50중량부를 함유시키는 것이 더욱 바람직하며, 0.1내지 20중량부를 함유시키는 것이 특히 바람직하다. 0.01중량부 미만인 경우, 윤활 및 분리성 효가가 수득될 수 없으며, 50중량부를 초과하는 경우, 대전 안정성 및 생산성에 문제점이 일어나는 경향이 있다.

윤활 입자는 액체 윤활제가 함침되어 있거나 함유되어 있는 다공성 분말 물질의 형태로 사용할 수 있다. 다공성 입자 물질의 경우, 하기와 같은 것이 있다: 제올라이트와 같은 분자체, 벤토나이트와 같은 점토 무기물, 산화 알루미늄, 산화 티탄, 산화 아연, 및 수지 겔, 다공성 분말 물질의 경우라 하더라도, 이의 입자 입경은 이의 입자가 토너 제조중 훈련 공정에서, 수지 겔의 경우에서와 같이 분쇄되는한, 제한되지 않는다. 한편, 분쇄가 어려운 다공성 분말 입자의 주 입경은 15㎛이하인 것이 바람직하다. 액체 윤활제를 함침시키기 전에 BET방법을 사용하여 질소흡착법에 의해 측정한 다공성 분말의 비표면적은 10내지 50㎡/g인 것이 바람직하다. 다공성 분말 물질을 감압하에서 처리하고 이를 액체 윤활제에 침지시킴으로써 다공성 분말 물질을 액체 윤활제로 함침시킨다. 액체 윤활제로 함침시킨 다공성 분말 물질의 경우 결합체 수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 또한, 액체 윤활제가 함유되어 있는 캡슐형 윤활 입자, 및 여기에 분산, 함유, 팽창 또는 함침되어 있는 수지 입자를 사용할 수 있다.

윤활 입자의 형태로 토너 입자내에 액체 윤활제를 분산시키는 것이 필수적이지만, 윤활 입자 및 이의 분쇄된 입자가 토너 입자를 통하여 균일하게 분산됨에 따라, 액체 윤활제가 각 토너 입자에 균질하게 분산될 수 있다. 통상적으로, 토너를 통하여 실리콘을 균질하게 분산시키기 위하여 여러가지 캐리어 상에 흡착된 실리콘을 사용하는데, 이 방법은 실리콘을 단순히 직접 가하는 방법 보다 더 균질하게 분산시킨다. 그러나 본 발명의 목적은 분산성을 개선시키는 것이지만, 윤활 효과 및 분리성 효과를 효과적으로 발휘토록 하기 위하여 캐리어 입자로부터 유리되도록 하여야 하며, 동시에 캐리어 입자에 적절한 보유 강도를 부여함으로써 과도한 방출을 방지하여야 한다. 상기 목적을 위하여, 윤활 입자를 사용하는 것이 바람직하고, 액체 윤활제를 포함하는 여러 가지 캐리어 입자와 함께 윤활 입자를 사용한다.

자성 물질 또는 토너 입자의 표면상에 또는 이와 근접한 곳에 존재하는 기타 미립자를 사용하여 토너 입자의 표면상에서 액체 윤활제의 양을 적절하게 조정할 수 있다. 액체 윤활제를 윤활 입자로부터 분리시키고 토너 입자의 표면으로 이동시킨다. 캐리어 입자의 보유력이 강한 경우, 액체 윤활제를 유리시키기 어렵고, 토너 입자의 표면으로 이들이 약간만 이동하게 되어 토너 입자의 윤활 및 분리성 또는 방출 특성을 수득하기 어렵다. 한편, 보유력이 약한 경우, 액체 윤활제가 용이하게 유리되어, 토너 입자의 표면으로 과도하게 이동하게 되며, 그 결과 충전이 불안정해지고, 현상성에 문제를 일으키는 경향이 있다. 토너의 유동성이 또한 나빠져, 화상 농도에서의 불규칙성과 같은 문제점을 일으키는 경향이 있다. 또한, 액체 윤활제가 모두 캐리어 입자로부터 유리되는 경우, 윤활 효과 및 분리성을 소실한다. 윤활입자의 보유력이 적절하기 때문에, 액제 윤활제가 토너 입자의 표면으로 부터 소실된다 하더라도 액체 윤활제가 토너 입자의 표면으로 서서히 제공됨에 따라, 액체 윤활제가 캐리어 입자로부터 적절하게 분리되며, 토너 입자의 윤활성 및 분리성이 유지된다. 자성 물질 또는 미립자의 캐리어 입자가 토너의 표면상에 또는 이와 밀접한 곳에 존재하기 때문에, 토너 입자의 표면으로 이동한 액체 윤활제가 다시 흡착될 수 있으며, 이에 의해 액체 윤활제의 과도한 삼출이 방지된다. 결과적으로, 캐리어 입자에 대해 토너 입자의 표면상에 또는 이와 밀접한 곳에 존재도록 하여, 토너 입자의 표면상에 액체 윤활제의 양이 적절한 수준으로 유지되도록 하는 것이 중요하다. 이는 과량의 액체 윤활제가 흡수되는 기능에 대해 제공되지만, 소비된 액체 윤활제는 신속하게 공급된다.

상기로부터, 일정 시간 경과됨으로써 토너가 윤활 효과 및 분리성에서의 평형점(여기서 이들의 효과는 최대로 됨)에 도달한다. 이는 이의 효과가 토너 제조후 일정 시간 경과됨으로써 증가되고, 캐리어 입자상에 흡착시킴으로써 평형 상태에 도달하여, 과량의 액체 윤활제가 토너 입자의 표면으로 가는 것을 방지한다. 한편, 30내지 45℃의 가열 기간을 토너 입자에 적용시키는 것이 바람직한데, 이는 상기와 같은 기간을 단축시킬 수 있으며 안정한 방법으로 최대 효과를 수득할 수 있기 때문이고, 또한 가열 기간으로 평형에 도달하여, 역효과를 발생시키지 않고 일정 효과를 유지시킨다. 가열 기간은 토너 입자의 제조에 따라 일정 시점에서 적용시킬 수 있고, 분쇄법의 경우, 분쇄 공정 이후 적용시킬 수 있다.

자성 물질 또는 윤활 입자를 가하여 액체 윤활제의 양이 결합제 수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 7 중량부, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 5 중량부, 특히 바람직하게는 0.3 내지 2 중량부일 수 있도록 가하는 것이 중요하고 바람직하다. 실리콘 오일과 같은 유기 실리콘 화합물을 흡착하는, SiO₂, Al₂O₃, 또는 TiO와 같은 금속 산화물의 토너 미립자에 가하는 방법이 다른 바람직한 형태이다.

규산, 산화 티탄, 또는 산화 알루미늄의 미분과 같은 무기 미분 물질은 본 발명에 사용되는 무기 미분 물질용으로 바람직하다. 예를 들면, 할로겐화 실리콘의 증기상 산화법에 의한 건식 방법으로 제조한, 훈증 실리카로도 명명되는 무수 실리카를 사용할 수 있는 규산의 미분; 및 물-유리로 부터 제조되는 소위 습 실리카 형이 있지만; 표면 상 및 실리카 미분 물질내에 실란올기가 더욱 적게 있으며, Na₂O또는 SO₃ ²-와 같은 제조 잔여물이 적기 때문에 무수 실리카가 바람직하다. 무수 실리카의 경우, 염화 알루미늄, 및 염화 티탄과 같은 기타 금속 할로겐화 화합물을 할로겐화 실리콘 화합물과 함께 사용하는 제조 공정으로 실리카와 기타 금속 산화물의 합성 미분 물질을 수득할 수 있다.

본 발명의 토너는 환경적 안정성, 대전 안전성, 현상성, 유동성, 및 보존성의 관점에서 유기적으로 처리한 무기 미분 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 유기적으로 처리하고, 교반시켜 헨셀 혼합기와 같은 혼합기중에서 혼합한 무기 미분 물질로부터 수득한다.

상기와 같은 유기 처리 방법으로서, 하기 방법이 제공될 수 있다: 반응 또는 물리적 흡착이 무기 미분 물질 및 실란 커플링제 또는 티탄 커플링제와 같은 유기금속 화합물 사이에서 일어나는 방법; 및 실란 커플링제로 처리한 다음 또는 실란 커플링제로 처리함과 동시에, 실리콘 오일과 같은 유기 실리콘 화합물로 수행하는 방법.

유기 가공에 사용되는 실란 커플링제로 하기와 같은 것이 제공될 수 있다: 헥사메틸 디실라잔, 트리메틸 실란, 트리메틸 클로로실란, 트리메틸 에톡시실란, 디메틸 디클로로실란, 메틸 트리클로로실란, 알릴 디메틸 클로로실란, 알릴페닐 디클로로실란, 벤젠 디메틸클로로실란, 브르모메틸 디메틸클로로실란, α-클로로에틸 트리클로로실란, β-클로로에틸 트리클로로실란, 클로로메틸 디메틸클로로실란, 트리오르가노실릴 메르캅탄, 트리메틸실릴 메르캅탄, 트리오르가노실릴 아크릴레이트, 비닐 디메틸 아세톡시실란, 디메틸 디에톡시실란, 디메틸 디메톡시실란, 디페닐 디에톡시실란, 헥사메틸 디실록산, 1,3-디비닐 테트라메틸 디실록산, 1,3-디페닐 테트라메틸 디실록산, 및 분자당 실록산 단위가 2 내지 12개이며 말단에 위치한 단위에서 실리콘 원자 하나에 결합된 각각의 히드록사이드기가 있는 디메틸 폴리실록산.

질소 원자를 함유하는 실란 커플링제로 하기와 같은 것이 제공될 수 있다: 아미노프로필 트리메톡시실란, 아미노프로필 트리에톡시실란, 디메틸 아미노프로필 트리메톡시실란, 디에틸 아미노프로필 트리메톡시실란, 디프로필 아미노프로필 트러메톡시실란, 디부틸 아미노프로필 트리메톡시실란, 모노부틸 아미노프로필 트리메톡시실란, 디옥틸 아미노프로필 디메톡시실란, 디부틸 아미노프로필 디메톡시실란, 디부틸 아미노프로필 모노메톡시실란, 디메틸 아미노페닐 트리에톡시실란, 트리메톡시실릴-τ프로필페닐아민, 및 트리메톡시실릴-τ-프로필벤질아민. 제공될 수 있는 바람직한 실란 커플링제는 헥사메틸 디실라잔 (HMDS)이다.

무기 미분 표면을 실리콘 오일 또는 와니스로 처리하는 것이 바람직하다. 25℃에서의 점도가 0.5내지 10000 센티스토크, 바람직하게는 1 내지 1000 센티스토크인 와니스를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일, α-메틸스티렌 변성된 실리콘 오일, 클로로페닐 실리콘 오일, 및 불화물 변성된 실리콘 오일이 특히 바람직하다. 실리콘 오일 가공 방법으로 사용되는 것으로, 실란 커플링제로 처리한 실리콘 미분 물질을 실리콘 오일과 함께 헨셀 혼합기와 같은 혼합기 중에서 직접 혼합하는 것; 또는 실리콘 오일을 기체 실리카 미분 물질상에 분무하는 방법이 있다. 또한, 실리콘 오일을 적합한 용매중에 용해 또는 분산시킨 다음 실리카 미분을 가하고 용매와 혼합한 다음 이어서 제거하는 방법을 사용할 수 있다.

무기 미분 물질은 BET 방법을 사용하여 질소 흡착법에 의해 측정한 이의 비표면적 30㎡/g 이상, 특히 50 내지 400㎡/g 범위내인 경우 바람직한 결과를 나타낸다. 소수적으로 처리된 무기 물질을 토너 입자 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 8 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부, 특히 바람직하게는 0.2 내지 3 중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.

공지된 토너 제조 방법을 사용한다. 예를 들면, 본 발명에서 사용되는 토너는 결합제 수지, 왁스, 금속 염 또는 금속 착화합물, 안료, 염료, 또는 금속 물질과 같은 색제, 경우에 따라 전하 조절제, 및 기타 첨가제를 헨셀 혼합기 또는 볼 믹서와 같은 혼합기 중에서 철저히 혼합한 다음, 가열 롤러, 혼련기, 또는 압출기와 같은 가열 혼련 기계를 사용하여 상기 언급한 성분을 용융 및 혼련하고 수지가 상호 혼화성이 되도록 하여, 여기에 금속 화합물, 안료, 염료, 및 자성 물질을 용해시킨 다음, 정확한 방법으로 분쇄 및 분급하여 수득할 수 있다. 생산성 증가라는 관점에서, 분급 공정에 다중 등급 분급기를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 토너는 자성 1-성분계 현상제 또는 비-자성 1-성분계 현상제로서 사용되거나, 캐리어 입자와 혼합되어 2-성분계 현상제로서 사용될 수 있다.

본 발명의 경우, 현상제와 감광 부재 표면을 접촉시키고, 더욱 바람직하게는 반전 현상법을 사용한다. 토너 및 자성 캐리어 입자를 사용하는, 자성 브러쉬 현상법의 경우, 여기에 사용되는 자성 입자가 자성 아철산염, 자철광, 철 충전물, 또는 아크릴 수지, 실리콘 수지, 또는 불소 수지와 같은 수지로 피복된 것이다. 여기서, DC 또는 AC 성분의 바이어스는 현상중 또는 현상 전 및 이후 블랭크 상태일 때 부과되어 감광 부재가 도전될 수 있을 때 현상 공정 및 잔류 토너의 회수시 토너 함유 부재를 조정할 수 있도록 한다. 토너 함유 부재에 부가된 DC 성분은 명부 전위와 암부 전위 사이에 위치하게 된다.

여기에서 중요한 인자 중 하나는 여러가지 전자 사진 공정에 있어서 대전 극성 및 대전량이다. 예를 들면, 음하전 감광 부재 및 음하전 토너를 사용하고, 토너가 전이 물질의 종류에 따라(두께, 저항치, 도전성 등에서의 차이) 포지티브 극성의 전이 전위에 의해 전이 물질로 전이될 경우, 잔류 토너의 대전 극성이 포지티브에서 네가티브로 변화된다. 그러나, 감광 부재 뿐만 아니라 잔류 토너가 전이 과정중에 포지티브 극성으로 동요된다 하더라도, 음으로 하전된 감광 부재의 충전중에 일어나는 네가티브 코로나 샤워(corona shower)에 기인하여 둘 다 네가티브 극성으로 대전된다. 결과적으로, 토너가 현상되어야 하는 명부 전위상에 음으로 하전된 나머지 토너가 남게되는 반면, 토너가 현상되어서는 안되는 암부 전위부에는, 현상 전기장에 기인하여 토너 함유 기체 방향으로 토너가 끌려가게 되어, 암부 전위를 갖는 감광 부재 상에 토너가 남게 되지 않는다.

반전 현상법의 경우, 현상-클리닝을 동시에 수행하기에 바람직한 조건은 하기와 같이 수득될 수 있다: 감광 부재 표면상의 암부 전위 (V_d)의 명부 전위(V₁), 및 토너 함유 부재에 부과된 DC 바이어스 (V_DC)사이의 관계가 이들이 하기식을 만족시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다:

의 값이 의의 값 보다 10 V 이상 초과하는 것이 바람직하다.

정밀한 조사를 통하여 본 발명의 발명자는 반감(半減) 노광 강도의 5배 이하이고 하기 선: 감광 부재 노광 강도-표면 전위 특성 곡선 V_D및 (V_D+V_r)/2를 연결하는 직선의 기울기의 1/20이고; 제8도에 나타낸 바와 같은 노광 광도-표면 전위 특성을 갖는 직선이 접점의 노광 강도보다 큰 노광 강도에서 정전 잠상을 형성하는 데 기인하여, 현상-클리닝 동시 방법으로 계조성과 고립 도트의 재현성이 양호한 그래픽 화상을 수득할 수 있다.

노광 방법은 특정 방법으로 제한되지는 않지만, 작은 스폿의 직경과 전력면에서 레이저가 바람직하게 사용된다.

노광량이 약한 경우, 선 부위의 내로우잉(narrowing)및 블로칭(blothcing)이 일어나고; 노광량이 반감 광량 보다 5배 이상 큰 경우, 결과가 바람직하지 못하고, 생성된 그래픽 화상은 고스트 화상이 발생ㄷ하지 않는다 하더라도, 고립 도트가 붕괴되고 계조성이 없게 된다.

또한, 본발명의 경우, 고립 도트의 재현성이란 관점에서, 감광 부재의 반감 노광량 강도가 0.5cJ/㎠이하로 되는 경우 도트 재현성이 개선된다. 이의 이유는 잔류 토너에 기인하여 노광 차광에 대해, 상대적으로 높은 감응성을 갖는 감광 부재가 상대적으로 낮은 감응성을 갖는 것 보다 노광 강도에 대해 전위 동요를 감소시키도록 사용하는 것이다. 0.3cJ/㎠이하의 반감 노광 강도인 경우 더욱 바람직한 결과가 수득된다.

더욱 넓은 선택 범위의 노광이 제공되고 또한(노광범위)/(반감 노광량)의 계수가 증가되는 경우 장치 고안에 바람직한 영향을 줄 수 있는데, 여기서 노광 범위는 V_d및 (V_d+V_r)/2를 연결하는 직선의 기울기의 1/20인 기울기를 가지며 감광 부재 특정 선이 만나게 되고 반감 노광 강도의 5배 이하인 점의 노광 강도보다 크고, 반감 노광 강도는 단위 노광 강도로서 사용한다. 상기 계수의 경우 0.7이상인 것이 바람직하고, 1.0이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 사진 감광 부재 노광 강도-표면 전위 특성 곡선은 감광 부재가 실제적으로 사용되는 장치의 공정 조건하에서 측정된 값을 기준으로 한다. 측정 방법은 다음과 같다: 전위계 프로브를 노광 위치 바로 뒤에 위치시킨다. 먼저, 광이 없을때 감광 부재 전위의 암부 전위를 V_d로 기록한다. 이후, 노광량을 점차적으로 변화시키고, 이때 감광 부재 표면 전위를 기록한다. 반감 노광 강도는 감광 부재 표면 전위가 V_d의 반, 즉, V_d/2가 되는 노광 강도를 가리킨다. 또한 반감 노광 강도에서 30분간 노광시킨 경우 감광 부재 표면 전위는 잔류 전위V_r로 정의한다.

제8도를 참고로 하여 상세하게 기술하는데, 제8도는 이후 언급되는 4번 감광부재의 노광 강도-표면 전위 특성 곡선을 나타낸다. 4번 감광 부재의 감광 특성은 전자 사진 장치용 레이저 빔 프린터(LBP-860: Canon Inc 제조)를 사용하여 측정한다. 처리 속도는 47㎜/초이다. 정전 잠상 형성은 300dpi 및 이중이 되도록 한다. 감광 부재의 충전 부재는 충전 롤러에서 코로나 충전기로 바꾼다.

감광 부재 특성의 측정은 레이저 빔의 광량을 변화시키고 (대략 780㎜), 이의 전위를 모니터함으로써 수행한다. 여기서, 레이저 노광은 서브-스캐닝의 방향으로 연속적으로 조사시키는데 기인하여 전체 표면을 포괄한다.

4번 감광 부재의 변화된 표면 전위를 측정하고, 또한, 여러가지 노광 강도하에서 이의 표면 전위를 측정하여, 노광 강도-표면 전위 특성 곡선을 만든다.

제8도에 나타낸 바와 같이, 4번 감광 부재의 암부 전위(V_d)는 -800V이고, 이의 잔류 전위 (V_r)는 -60 V이다. 그러므로, (V_d+V_r)/2이 -430 V이고, 노광 강도가 0.09 cJ/m2이다. 상기 2개의 점, 즉, 전위 -800V및 전위 -430V를 연결하는 직선의 기울기는 대략 4100V㎡/cJ이다. 그러므로, 기울기 4100V㎡/cJ의 1/20 값은 205 V㎡/cJ이다. 기울기 205V㎡/cJ의 직선과 노광 강도-표면 전위 특성 곡선이 마주치는 점은 0.43cJ/㎡이다. 한편, 4번 감광 부재의 암부 전위(V_d)의 1/2은 -400V이고, 여기에서 노광 강도(즉, 반감 노광 강도)은 0.10cJ/㎡이고, 반감 노광 강도의 5배는 0.50cJ/㎡이다. 결과적으로, 4번 감광 부재는 0.43 내지 0.50cJ/㎡의 노광 강도에서 대략 -100V의 명부 전위(V1)을 갖는다.

토너 입경의 측정 방법 및 마찰 하전 측정 방법을 하기에 기술한다.

토너의 평균 입자 입경 및 입도 분포를 측정하는 여러가지 방법이 있으며, 쿨터 계수기(Coulter Counter)TA-II 또는 쿨터 확장기(Coulter Multisizer; Coulter 제조)를 사용하지만, 실시예 및 비교 실시예에서는 쿨터 확장기를 사용한다. 수 분포 및 체적 분포를 산출하는 인터페이스(HITACHI 제조) 및 PC9801 개인용 컴퓨터(NEC 제조)를 연결하고, 전해질 용액용으로 1등급 염화 나트륨을 사용하여 1%NaCl 수용액을 제조한다. 예를 들면 ISOTON R-II(Coulter Scientific Japan 제조)을 사용할수 있다. 하기와 같이 측정한다: 세제(바람직하게는 알킬벤젠 술포네이트) 0.1 내지 5ml를 분산제로서 전해질 용액 100 내지 150ml에 가한 다음, 측정시료 2 내지 20mg을 추가로 가한다. 시료중으로 분산되는 전해질 용액을 초음파 분산기를 사용하여 1내지 3분간 분산 가공한 다음, 입경이 2㎛ 이상인 토너 입자의 체적 및 수를 상기 언급한, 구경이 100㎛인 쿨터 확장기를 사용하여 측정한다. 이후 토너 입자의 체적 분포 및 수 분포를 계산한다. 상기 데이타를 기본으로 하여, 체적 분포로부터 계산된 체적 기준치의 체적 평균 입경(Dv: 각 채널의 증선이 채널의 대표치이도록 함), 및 중량 평균 입경(D₄)를 계산한 다음, 수 분포로 부터 계수에 의한 평균 입경 또는 평균 입자 길이 (D₁), 체적 분포로 부터 계산된 입자 체적% (8.00㎛ 이상 및 3.17㎛ 이하), 및 수 분포로 부터 계산된 입자 수% (5㎛ 이상 및 3.17㎛ 이하)를 계산한다.

철 분말 캐리어에 대한 토너의 마찰 전기값 측정 방법에 대한 기술이 제9도에 따라서 제시된다. 23℃, 60% 상대 습도하에서, 철 분말 캐리어용 EFV 200/300(POWDERTEC)를 사용하는데, 토너1.0g 및 캐리어 9.0g의 혼합물을 용량이 50 내지 100ml인 폴리에틸렌 병에 넣고 손으로 50회 진탕시킨다. 다음, 상기 언급한 혼합물 1.0 내지 1.2g을 기저부에 #500메쉬 스크린(73)이 제공되어 있는 금속 측정 용기(72)에 넣고, 금속 리드(74)로 밀폐시킨다. 이 시점에서, 측정 용기(72)의 전체 중량을 측정하고; 이는 W1(g)으로 나타낸다. 다음, 아스피레이터(71), 측정용기(72)와 연결된 부위는 적어도 절연체임)를 사용하여, 진공 배기구(77)로 부터 진공시키고 공기압 조절 밸브(76)으로 진공 게이지(75)의 압력을 2450hPa(250㎜Ag)로 조정한다. 이 상태에서 1분간 계속 진공시키면서, 이에 의해 토너를 제거한다. 이 싯점에서 전위계(79)의 전위는 V(볼트)이다. 여기서, (78)은 콘덴서이고, 이의 용량은 C(㎌)이다. 또한, 진공시킨 다음 측정 용기의 전체 중량을 W₂(g)으로 나타낸다. 상기 토너의 마찰 전하 (mC/g)는 하기식에서 나타낸 바와 같이 계산한다:

바람직한 실시태양

다음은 실시태양을 참고로 하여 본 발명을 설명하기 위한 것이다. 그러나, 본 발명은 여기에 제한되는 것은 아니다.

[감광 부재의 제조예 1]

감광 부재의 기판으로서 직경 30㎜ 및 길이 254㎜의 알루미늄 실린더를 사용하였다. 감광 부재 제1번은 연속 침지 코팅에 의해 제1도에 나타낸 것과 같은 구조층을 기판 상에 형성시킴으로써 제조하였다.

(1) 도전성 피복층: 사용한 주성분은 페놀계 수지 중에 분산된 산화주석 및 산화티타늄 분말이었다. 그의 두께는 15㎛이었다.

(2) 하도층 : 사용한 주성분은 변성 나일론 및 공중합체 나일론이었다. 그의 두께는 0.6㎛이었다.

(3) 전하 발생층: 사용한 주성분은 긴 파장 길이 범위에서 흡수를 나타내는 부티랄 수지 중에 분산된 아조 안료였다. 그의 두께는 0.6㎛이었다.

(4)전하 운송층: 주성분은 폴리카보네이트 수지 중에 8:10의 중량비로 용해되고, 여기에 폴리테트라플루오로에틸렌 분말 (평균 입경 0.2㎛)을 총 고형분의 10중량%로 첨가하고, 균일하게 분산시켜 사용한 구멍-운송 트리페닐아민 화합물 (오츠워드(Ostwald)의 점도법으로 측정하여 분자량이 20,000임)이었다. 그의 두께는 25㎛였다. 감광 부재 표면의 수분과의 접촉각은 95°였다.

접촉각은 순수(純水) 및 교와 가이멘 가가꾸 가부시끼가이샤(Kyowa Kaimen Kagaku K.K.)제품인 접촉각 미터 모델 CA-DS를 사용하여 측정하였다.

[감광부재의 제조예 2(비교예)]

폴리테트라플루오로에틸렌 분말을 첨가하지 않는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 감광 부재 제2번을 제조하였다. 감광 부재 표면의 수분과의 접촉각은 74°였다.

[감광부재의 제조예 3]

전하 운송층의 제조 단계까지는 제조예 1에 따라, 감광 부재 제3번을 제조하였다. 전하 운송층을 위해, 폴리카보네이트 수지 중에 10:10의 중량비로 용해된 구멍-운송 트리페닐아민 화합물을 두께 20㎛로 피복하였다. 또한, 그 위에 보호층으로서, 중량비를 5:10으로 한 동일한 성분을 용해시키고, 여기에 폴리테트라플루오로에틸렌 분말(평균 입경 0.2㎛)을 고형분의 30중량%로 첨가하여 균일하게 분산시킨 것을 전하 운송층 상에 분무 코팅에 의해 피복하였다. 그의 두께를 5㎛로 조절하였다. 감광 부재 표면의 수분과의 접촉각은 102°였다. 상기 감광 부재 제1-3번의 노광 강도-표면 전위 특성의 곡선을 레이저빔 프린터(LBP-8 Mark IV)를 사용하여 결정하였다.

[감광부재의 제조예 4]

(1) 도전성 피복층: 사용한 주성분은 페놀계 수지 중에 분산된 산화주석 및 산화티타늄 분말이었다. 그의 두께는 15㎛이었다.

(2)하도층: 사용한 주성분은 변성 나일론 및 공중합체 나일론이었다. 그의 두께는 0.6㎛이었다.

(3) 전하 발생층: 사용한 주성분은 긴 파장 길이 범위에서 흡수를 나타내는 티타닐 프탈로시아닌계 안료였다. 그의 두께는 0.6㎛이었다.

(4) 전하 운송층: 사용한 주성분은 폴리카보네이트 수지 중 9:10의 중량비로 용해되고, 여기에 폴리테트라플루오로에틸렌 분말 (평균 입경 0.2㎛)을 총 고형분의 10중량%로 첨가하고, 균일하게 분산시켜 사용한 구멍-전달 트리페닐아민 화합물이었다. 그의 두께는 25㎛였다. 감광 부재 제4번의 수분과의 초기 접촉각은 95°였다.

[감광부재의 제조예 5]

감광 부재는 전하 운송층의 제조 단계까지 제조예 1에 따라 제조하였다. 폴리카보네이트 수지 중에 10:10의 중량비로 용해된 구멍-운송 트리페닐아민 화합물을 전하 운송층으로 사용하였다. 그의 두께는 20㎛였다. 또한, 그 위에 보호막으로서, 중량비 5:10의 동일한 성분을 용해시키고, 여기에 폴리테트라플루오로에틸렌 분말(평균 입경 0.1㎛)을 총 고형분의 30중량%로 첨가하고 균일하게 분산시킨 것을 분무 코팅으로 피복하였다. 그의 두께는 5㎛였다. 감광 부재 제5번의 수분과의 접촉각은 102°였다. 감광 부재 제1-5번의 전위 특성 및 수분과의 접촉각을 하기 표 1에 나타내었다.

[토너제조예 A]

상기 재료를 건조 혼합한 후, 혼합물을 130℃로 세팅된 쌍스크류 압출기로 혼련시켰다. 혼련된 재료를 냉각시킨 후, 공기 제트 미분기로 미분하고, 다중 분리 분급기로 분급하여, 중량 평균 입경이 5.2㎛이고 입자 분포가 바람직한 토너 입자를 얻었다. 이렇게 얻은 토너 입자를 98.5 중량%의 양으로, 그 표면을 실리콘유로 처리한 1.5중량%의 소수성 실리카 미분 (BET 200㎡/g)과 혼합하여, 토너A를 제조하였다.

[토너제조예 B]

그 입자 크기 분포를 제외하고는 토너A와 동일한 방법으로 제조한 토너 입자를 99 중량%의 양으로, 소수성 실리카 미분(BET 250㎡/g) 1.0중량%와 혼합하여, 중량 평균 입경이 5.2㎛인 토너B를 제조하였다.

[토너제조예 C-F]

상기 재료를 건조 혼합한 후, 혼합물을 130℃로 세팅한 쌍스크류 압출기로 훈련시켰다. 이렇게 얻은 혼련된 재료를 냉각시킨 후, 공기 제트 미분기로 미분하고, 공기-분급하여, 입자 분포가 바람직하고 중량 평균 직경이 각각 4.0㎛, 5.0㎛, 6.8㎛, 및 9.8㎛인 토너 입자 C-F를 얻었다. 얻은 토너 입자를, 그의 각 표면을 실리콘유로 처리한 소수성 실리카 미립자(BET 200/'㎡/g) 1.5 중량%와 혼합하여 토너 C, D, E 및 F를 제조하였다.

[토너 제조예G]

제조예 A에서 제조한 토너 입자를 98.8중량%의 양으로, 그의 표면을 실리콘 유로 처리한 소수성 실리카 미립자(BET 200㎡/g) 1.0 중량% 및 소수성 티타니아 미립자(BET 100㎡/g) 0.2중량%과 혼합하여, 중량 평균 입경이 5.2㎛인 토너 G를 제조하였다.

[토너 제조예H]

제조예 A에서 제조한 토너 입자를 98.9중량%의 양으로, 그 표면을 실리콘유로 처리한 소수성 실리카 미립자(BET 200㎡/g) 1.0중량% 및 소수성 알루미나 미립자(BET 100㎡/g) 0.2중량%와 혼합하여, 중량 평균 입경이 5.2㎛인 토너 H를 제조하였다.

[토너 제조예I]

상기 재료를 건조 혼합한 후, 혼합물을 130℃로 세팅한 쌍스크류 압출기로 혼련시켰다. 이렇게 얻은 혼련된 재료를 냉각시킨 후, 공기 제트 미분기를 사용하여 미분하고, 공기-분급하여, 입자 분포가 바람직하고 중량 평균 직경이 5.5㎛인토너를 얻었다. 얻은 토너 입자를 98.5중량%의 양으로 소수성 실리카 미립자(BET 200㎡/g) 1.5 중량%와 혼합하여, 토너 I를 제조하였다.

상기 토너 A 내지 I의 특성을 하기 표 2에 나타내었다.

[2성분 현상제의 제조예]

2성분 현상제 J는 중량 평균 입경이 5.2㎛인 토너 5 중량부, 및 토너가 제조예 A에서 제조한 토너 98 중량% 및 소수성 콜로이드상 실리카 미립자(BET 200㎡/g) 2.0 중량%의 혼합물인 자성 페라이트 캐리어(중량 평균 입경50㎛)를 혼합하여 제조하였다.

제2도를 참고로 하여, 본 발명에 따른 화상 형성 방법을 시행하기위한 한 시스템을 다음에 설명한다. 제2도에서 (100)은 수분과의 접촉각이 85°이상인 감광 드럼이고, 그 주위에는 주 대전 롤러(117), 현상 어셈블리(140), 전사 대전 롤러(114) 및 레지스터 롤러(14)가 제공되어 있다. 감광 드럼(100)은 주 대전 롤러(117)에 의해 예를 들면 -700V로 하전된다. 이 위치에서의 인가 전압은 AC -2.0kVpp및 DC-700V_dc이다. 레이저 발생 장치(121)에 의해 발생된 레이저빔(123)은 감광 드럼(100)으로 방사되어 정전 잠상을 노광 및 형성시킨다. 감광 드럼 상의 정전 잠상은 현상 어셈블리(140)을 사용하여 토너(142)에 의해 현상되고, 이는 전사재(127)을 통해 감광 드럼과 접촉하도록 위치한 전사 롤러(114)에 의해 전사재(127)상으로 전사된다. 전사 화상이 전사된 전사재는 이동 벨트(125)에 의해 정착 어어셈블리(126)로 이동하고, 여기서 전사된 화상이 전사재에 정착된다. 현상 에셈블리(14)에서, 금속 맨드릴(mandrel)를 갖는 탄성 롤러인 토너 담지 부재(102)는 감광 드럼(100)에 대하여 가압하도록 위치한다. 토너 담지 부재(102)에 부착된 전사된 토너의 양을 제한하는 부재로서 토너 제한 블레이드(103)가 제공되며, 즉 토너 제한 블레이드(130)은 토너 담지 부재(120)에 대한 접촉 압력에 의해 현상 영역으로 전사되는 토너의 양을 조절한다. 교반봉(141)가 현상 어셈블러(14)내에 제공된다. 현상부에서, AC또는 DC중 하나의 현상 바이어스가 감광 드럼(100) 및 토너 담지 부재(102) 사이에 부과되고, 여기서 토너 담지 부재(102) 상의 토너가 정전 잠상을 따라 감광 드럼(100)상으로 이동하여, 토너 화상이 형성된다.

[실시예 1]

전자사진 장치로서 600dpi 레이저빔 프린터(LBP-8 Mark IV: CANON제품)를 사용하였다. 프린터는 처리 속도가 24㎜/sec(토너 담지 부재의 원주 속도는 다양함)가 되도록 하고, 분당 레터 크기의 종이 4장을 프린트하도록 변형시켰다. 또한 LBP-8 Mark IV의 프로세스 카트리지에 제공된 세정 고무 블레이드를 제거하고, 감광 부재를 대전시키기 위한 대전 어셈블리를 코로나 대전 유닛(21)으로 대체하였다.

제5도에 따라 장치의 개요를 상세히 설명한다. 장치에서, 감광 부재(26)(직경30㎜)는 코로나 대전 어셈블리(21)에 의해 균일하게 대전된다. 대전 후, 레이저 빔(20)에 의한 화상 방식 노광에 의해 정전 잠상이 형성되고, 토너(32)에 의한 정전 잠상을 기초로 하여 반전 현상 방법에 의한 토너 화상이 형성된 후, 토너 화상이 바이어스 부과 수단(26)으로부터의 전압이 인가되는 전사 롤러(27)에 의해 전사재(28)로 전사된다.

다음, 프로세스 카트리지 중의 현상 용기(22)를 개조시켰다. 토너 담지 부재(24)로서, 자석을 싸고 있는 알루미늄 슬리이브 대신 중간 저항의 고무 롤러(직경이 16㎜이고, 그의 금속 코어의 직경이 6㎜이며, 전기 저항값이 5×10₅Ω.㎝인, 발포 실리콘 고무로부터 형성시킨 것)를 사용하고, 감광 부재(26)와 접촉하도록 위치시켰다. 토너 담지 부재의 원주 속도를 감광 부재의 원주 속도의 200%로 하고, 접촉 부분에서의 회전 방향은 동일하게 하였다. 토너 담지 부재의 원주 속도는 48㎜/s였고, 감광 부재의 원주 속도는 24㎜/s였다.

도포 롤러(25)는 그 위에 토너를 피복시키기 위한 수단으로서 토너 담지 부재(24)와 접촉하도록 제공되었다. 도포 롤러를 토너 담지 부재와 반대 방향으로 회전시킴으로써, 토너를 토너 담지 부재(24)의 표면에 피복하였다. 또한, 수지로 피복된 스테인레스강 블레이드(23)를 토너 담지 부재(24)상의 토너층을 조절하는 수단으로서 부착시켰다. 바이어스 부여 수단(3)에 의해 토너 담지 부재(24)의 금속 코어에 소정의 전압을 가하였다.

감광 부재로서 감광 부재 제1번을 사용하고 토너로서 토너 A를 사용하며, 처리 조건을 다음의 현상 조건을 만족시키도록 설정하였다.

전사재 상의 토너 화상을 열 및 가압 수단(31)에 의해 정착시켰다.

A4 크기의 전사재의 상단부에서 출발하여 감광 부재의 1회 회전에 대응하는 5㎜의 간격으로 배열된 5×5㎜의 베타 흑색 사각형을 형성시킨 후, 나머지 영역을 하나의 점선과 두개의 도트 간격으로 이루어진 토너 화상으로 채운 출력(output) 패턴을 사용하여, 토너 화상을 평가하였다.

전사재(28)로서, 75g/㎡의 보통지, 130g/㎡의 배치 및 오버헤드 프로젝터 필름을 사용하였다. 평가는 화상 영역(프린트된 부분)에 대응하는 감광 부재의 2차 회전 영역 및 감광 부재의 1차 회전 동안의 프린트 화상이 형성되지 않은 영역(비프린트 영역)간의 농도차를, 멕베드(Macbeth)반사 농도계를 사용하여 측정함으로써 행하였다. 반사 농도차는 화상 영역에 대응하는 영역의 반사 농도로부터 비화상 영역에 대응하는 영역의 반사 농도를 감하여 계산하였다. 반사 차이가 적을수록, 고스트 수준이 양호하였다. 고스트의평가는 개시 단계 및 500장 상의 구동 시험 후에 행하였고, 양호한 결과를 얻었다. 또한 다른 화상 평가 시험을 행한 결과, 포그, 도트 분산 및 해상력에 있어서 양호하였으며, 따라서 화질 품질이 개시시의 화질처럼 양호하였다.

본 발명에서 도트 분산 평가는 도식 화상의 화질에 영향을 미치는 미세한 곡선 주위의 도트 분산, 즉 활자선보다 더 뚜렷이 분산이 발생하는 1-점선 주위의 분산에 대하여 행하였다.

제11도에 설명된 바와 같이, 재현을 어렵게 만드는 전기장이 쉽게 폐쇄되는 작은 고립된 도트 패턴의 제현성에 대한 해상력을 평가하였다. 포그는 반사계(REFLECTOMETER MODEL TC-6DS, TOKYO DENSHOKU CO., LTD. 제품)를 사용하여 평가하였다. 포그의 양은 프린트 후 용지 백지부의 가장 불량한 반사 농도값인 Ds로부터 프린트 전 종이의 평균 반사 농도치인 Dr을 감하여 계산하였다. 2% 미만의 포그는 실제적인 포그를 나타내지 않는 양호한 화상이고, 5% 이상은 뚜렷한 포그를 나타내는 불선명한 화상이었다.

A4 용지에 프린트된 영역이 4%인 문자 패턴을 500장에 연속적으로 프린트한 후, 현상 어셈블리 중의 토너양의 변화로부터 토너의 소비량을 계산하였다. 이는 종이 당 토너 0.025g이었다. 또한, 감광 부재 상에서 레이저 노광에 의해 600dpi 10-도트 수선 패턴의 잠상(선폭420㎛, 간격 1㎝)을 제조하고, 이를 토너로 현상한 후, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 (PET) OHP 필름에 전사하고, 정착시켰다. 화상의 수선 상의 토너의 상태를 표면 조도 프로필로서 표면 조도계인 설프코더(Surfcorder) SE-30H(Kosaka Kendyusho 제품)을 사용하여 얻고, 이 프로필 폭으로부터 선폭을 결정하였다. 그 결과 선폭이 430㎛로서 선이 고농도로 선명하게 재현되고, 잠상 재현성이 유지되며, 토너의 소비량 저감을 달성할 수 있는 것을 확인하였다. 평가 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

[실시예 2]

다음 사항을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가하였다.

토너 담지 부재(24)를 감광 부재(26)와의 접촉 부분에서 동일한 방향으로 감광 부재의 원주 속도의 250%로 회전시켰다. 토너 담지 부재(24)의 원주 속도는 60㎜/sec이고, 감광 부재(26)의 원주 속도는 34㎜/sec였다.

감광 부재(26)로서 감광 부재 제3번을 사용하고, 토너(32)로서 토너 B를 사용하며, 처리 조건은 하기 현상 조건을 만족시키도록 설정하였다.

제3도에 나타나는 바와 같이, 대전 어셈블리로서 접촉 롤러 대전 유닛(32)를 사용하여(DC단독에 1400V부과), 감광부재(26)을 균일하게 대전시켰다. 대전 후, 레이저빔(20)으로 화상 부분을 노광시켜 정전 잠상을 형성시키고, 이를 토너(32)에 의해 가시 화상으로 제조한 후, 전압이 인가되는 전사 롤러(27)에 의해 전사재로 전사함으로써 정전 잠상을 형성시켰다.

500장 상에 화상 형성 시험을 행하여, 고스트 현상, 화성 농도, 포그, 분산, 해상력 및 토너 소비량에 있어서 양호한 결과를 얻었으며, 따라서 개시 화질과 동일한 양호한 화상 품질을 유지하였다. 평가 결과를 표 4에 나타내었다.

[실시예 3]

다음 사항을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가하였다.

토너 담지 부재(24)를 감광 부재(26)와의 접촉 부분에서 동일한 방향으로, 감광 부재(26)의 원주 속도의 150%의 원주 속도로 회전시켰다. 감광 부재 제3번 및 토너 I를 사용하며, 처리 조건은 하기 현상 조건을 만족시키도록 설정하였다:

500장 상에 화상 형성 시험을 행하여, 고스트 현상, 화상 농도, 포그, 분산, 해상력 및 토너 소비량에 있어서 양호한 결과를 얻었으며, 따라서 개시 화질과 동일한 양호한 품질을 유지하였다. 평가 결과를 표 4에 나타내었다.

[실시예 4-6]

토너 C, D및 E를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가하였다. 토너 E를 사용할 경우, 폭이 약 50㎛인 정전 선 잠상의 재현성이 약간 불량하고, 토너 소비량은 약간 높았으나, 실시예 1과 같은 양호한 화질을 얻었다.

평가 결과를 표 4에 나타내었다.

[실시예 7 및 8]

토너 G 및 H를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가하였다. 화상 농도는 약간 옅었으나, 실제적으로는 양호한 화상을 얻었다. 평가 결과를 표 4에 나타내었다.

[실시예 9]

전자사진 장치로서, 600dpi 레이저빔 프린터(LBP-8 Mark IV: CANON 제품)를 코로나 대전기를 갖도록 개조시켰다. 그 도면을 제6도에 나타내었다. 또한, 그 내부에 자석(48)을 갖고 있는 토너 담지 부재(43)와 감광 부재 간의 최근접 거리(S-D)를 500㎛로 하고, 현상시 DC성분(-350V)에 대해 AC성분(2000 Vpp, 200㎐)를 중첩한 것으로서 바이어스 부과 수단(30)에 전압을 인가하여, 감광 부재(26)의 전하 전위를 암부(Vd)에 대해서는 -800V로 하고 명부 전위(VI)에 대해서는 -100V로 하였다.

현상제로는 이성분 현상제 J를 사용하고, 감광부재로서는 제조예 3의 감광부재 제3번을 사용하였다.

다음, 프로세스 카트리지 중의 현상 용기(42)를 개조시켰다. 토너 담지 부재로서는 자석(48)을 싸고 있는 LBP-9 Mark IV를 개조하지 않고 그대로 사용하였다. 토너 담지 부재(43)을 감광 부재(26)와 이성분 현상제층의 접촉 부분에서 동일한 회전 방향으로, 감광 부재의 원주 속도의 150%의 원주 속도로 회전시켰다. 토너 담지 부재의 원주 속도는 72㎜/s이고, 감광부재의 원주 속도는 48㎜/s였다.

토너 담지 부재 상의 자성 토너의 형성 규제 브로쉬 형성의 수단으로서, 접촉 탄성 고무 블레이드를 자성 블레이드(49)로 대체하는데, 이는 자석(48)에 대향하여 300㎛의 간격으로 토너 담지 부재(43)(현상 슬리이브)중에 싸여 있도록 위치시켰다. 개조된 장치에서, 감광 부재를 코로나 대전기(21)에 의해 균일하게 대전시키고, 레이저빔에 의해 화상 방식으로 노광시켜 정전 잠상을 형성시킨 후, 이를 이성분 현상제를 사용한 반전 현상에 의해 토너 화상으로 현상시키고, 이어서 토너 화상을 전압이 인가되는 전사 롤러(46)에 의해 전사재(28)로 전사시키고, 이어서 열 및 압력을 가하여 전사재에 정착시켰다. 그의 처리 속도는 24㎜/s(토너 담지 부재의 원주 속도의 가변)였으며, 분당 레터 크기의 용지 4장을 프린트하였다. 결과를 표 4에 나타내었다.

[비교실시예 1]

감광 부재 제2번(수분과의 접촉각: 74°)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가하였다. 처리 조건을 하기 현상 조건을 만족시키도록 설정하였다.

500장 상에 화상 형성 시험을 행하여, 전사 후 상당량의 토너가 잔류하였다. 감광 부재 제2번의 노광을 방해하는 잔류 토너로 인한 고스트 화상 및 토너의 불충분한 회수로 인한 포그가 발생하였다. 평가 결과를 표 4에 나타내었다.

[비교실시예 2]

토너 F 및 감광 부재 제2번을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가하였다. 처리 조건을 하기 현상 조건을 만족시키도록 설정하였다.

500장 상에 화상 프린트를 행하여, 전사 후 상당량의 토너가 잔류하였다. 감광 부재 제2번의 노광을 방해하는 잔류 토너로 인한 고스트 화상 및 토너의 불충분한 회수로 인한 포그가 발생하였다. 평가 결과를 표 4에 나타내었다.

직경 100㎛이하의 고립된 단일 도트는 재현이 불충분하였고, 선 화상에서는 분산이 뚜렷하였다. 평가 결과를 표 4에 나타내었다.

[비교실시예 3]

토너 A를 무기 미분 재료는 첨가하지 않은 채로 토너 A와 동일한 방법으로 제조한 토너로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가하였다. 초기부터, 토너 전사 실패로 인해 화상 농도가 0.8로 밝았고, 토너 유입 실패로 인해 진한 흑색부에서 불균일한 화상 농도가 관찰되었다. 또한 다수의 비전사 잔류 토너가 있었고, 감광 부재의 노광의 차광으로 인한 고스트 및 불충분한 토너의 회수로 인한 포그가 관찰되었다. 현상 조건은 표 3에 나타내었고, 평가 결과는 표 4에 나타내었다.

상기에서 뚜렷이 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 토너는 선 화상 상의 과다한 토너 축적을 방지하고, 또한 토너의 소비량이 크게 감소되었는데, 이는 전사후 잔류한 토너가 우수한 효율로 현상 공정 중에 회수됨으로써 분산 또는 포그가 없는 고화질을 계속적으로 제공하는 반면 미세한 잠상의 재현은 유지하기 때문이었다. 또한, 프로세스 카트리지는 제3도에 설명된 프로세스 카트리지가 제4도에 설명된 프로세스 카트리지에서와 같이 세정부가 없도록 개조될 경우 더 작아질 수 있다.

[액상 윤활제-보유 미립자의 제조예]

액상 윤활제를 보유하는 윤활 미립자 A를 다음과 같이 얻었다. 액상 윤활제-캐리어인 캐리어 입자(실리카)를 헨셸 믹서 중에서 교반하면서, n-헥산으로 희석한 액상 윤활제를 여기에 적하하였다. 첨가 후, 교반하면서 압력을 감소시키 n-헥산을 제거하고, 이어서 생성된 물질을 해머밀을 사용하여 미분하여 액상 윤활제-보유 미립자 A를 얻었다. 동일한 방법을 사용하여, 각종 액상 윤활제를 각종 캐리어 입자에 부과하였다. 생성된 액상 윤활제-보유 원활 미분 A및 B의 물성을 하기 표 5에 나타내었다.

[액상 윤활제-보유 자성 물질의 제조예]

액상 윤활제를 보유하는 가공된 자성 물질 A를 다음과 같이 얻었다. 자성 산화철 100 중량부 (BET값 7.8㎡/g, δ=60.5A㎡/kg(emu/g)) 및 소정량의 액상 윤활제를 심슨 막서-밀러(Simpon Mixer-maller; MPVU-2, Matsumoto Chuzo 제품)에 유입하고, 실온에서 30분간 처리한 후, 해머밀을 사용하여 추가 분쇄하여 액상 윤활제를 보유하는 자성 물질 A를 얻었다. 동일한 방법을 사용하여, 각종 윤활제를 각종 자성 물질 상에 부과하였다. 이렇게 생성된 액상 윤활제를 보유하는 가공된 자성 물질 A 및 B의 물성을 표 5에 나타내었다.

[토너제조예 J]

상기 물질들을 건조 혼합한 후, 혼합물을 150℃로 세팅한 쌍스크류 압출기 중에서 훈련시켰다. 얻은 물질을 냉각시키고, 공기 제트 미분기를 사용하여 미분시키고, 다중-분리 분급기를 사용하여 분급함으로써, 입자 분포가 바람직하고 입경이 8.3㎛인 비자성 토너 입자를 얻었다. BET 비표면적이 200㎡/g이고, 그 표면을 헥사메틸디실라잔으로 처리한 실리카 미분을 1.5중량%의 양으로, 얻은 토너입자에 첨가함으로써 토너 J를 제조하였다.

[토너제조예 K]

제조예 J에서와 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다. 얻은 토너를 98.5중량%의 양으로, 그 표면을 헥사메틸디실라잔 및 디메틸 실리콘유로 처리한 소수성 실리카 미분(BET 200㎡/g)1.5 중량%와 혼합함으로써, 중량 평균 입경이 8.3㎛인 토너를 얻었다.

[토너 제조예 L]

윤활 입자 B를 사용한 것을 제외하고는 제조예 J에서와 동일한 방법으로 중량 평균 입경이 8.5㎛인 토너 입자를 제조하였다.

[토너 제조예 M]

토너M은 먼제 제조예 J에서와 동일한 방법으로 평균 입경 7.1㎛중량의 토너 입자를 얻고, 이어서 이를 그 표면을 헥사메틸디실라잔으로 처리한 BET 비표면적 200㎡/g의 실리카 미분 2.0중량%와 혼합하였다. 얻은 자성 토너 M을 페라이트 캐리어(평균 입경 50㎛)와 5:100의 비율로 혼합하여 현상제를 제조하였다.

[토너 제조예 N]

제조예 M에서와 동일한 방법으로, 그 표면을 디메틸실리콘으로 처리한 소수성 콜로이드상 실리카 입자(BET 200㎡/g)를 2.5중량%의 양으로, 자성 토너 입자 97.5중량%와 혼합함으로써 평균 입경이 7.0㎛중량인 자성 토너 입자 N을 얻었다. 얻은 자성 토너 입자 N을 자성 페라이트 캐리어(평균 입경 50㎛)과 5:100의 비율로 혼합하여 현상제를 제조하였다.

[토너 제조예O]

평균 입경이 6.8㎛중량인 자성 토너 및 현상제를 제조예 M에서와 동일한 방법으로 제조하되, 가정 물질 A대신 그 표면을 1.8 중량%의 메틸페닐 실리콘으로 처리한 팔면체 마그네타이트 자성 물질 B를 사용하였다.

얻은 토너 J 내지 O의 물성을 하기 표 6에 나타내었다.

[실시예 10]

전자사진 장치로서 로이저빔 프린터(LBP-860: CANON 제품)을 사용하였다. 그의 처리 속도는 47㎜/s였다. 상기 프린터의 프로세스 카트리지 중의 세정 고무 블레이드를 제거하고, 감광 부재의 대전 어셈블리를 코로나 대전기로 대체하였다.

다음, 프로세스 카트리지 중의 현상 어셈블리를 개조시켰다. 토너 담지 부재로서, 스테인레스강 슬리이브 대신 그 내부에 금속 코어 및 그 위에 발포 우레탄층을 갖는 중간 저항의 고무 롤러(직경 16㎜)를 사용하고, 이를 감광 부재와 접촉하도록 하였다. 토너 담지 부재를 감광 부재와의 접촉 부분에서 동일한 회전 방향으로, 회전 속도의 120%의 원주 속도로 회전시켰다.

토너를 토너 담지 부재에 인가하는 수단으로서, 도포 롤러를 제공하고, 이를 토너 담지 부재와 접촉하도록 위치시켰다. 또한, 토너 담지 부재 상의 토너층을 조절하기 위해 수지로 피복된 스테인레스강 블레이드를 제공하였다. 현상시의 인가 전압은 DC성분(-400V)단독으로 하였다. 감광 부재의 대전 전위는 암부 전위에 대해서는 -800V로 하고 명부 전위에 대해서는 -100V로 표준화하였다.

전자사진 장치를 개조시키고, 이렇게 개조된 프로세스 카트리지에 적합하도록 그의 처리 조건을 결정하였다.

개조된 장치에 의해, 코로나 대전 유닛을 사용하여 감광 부재를 균일하게 대전 시켰다. 대전 후, 화상 영역을 레이저빔으로 노광시킴으로써 정전 잠상을 형성시키고, 이를 토너에 의한 반전 현상법을 사용하여 토너 화상으로 형성시킨 후, 전압이 인가되는 전사 롤러에 의해 토너 화상을 전사재로 전사시키고, 이어서 토너 화상을 열 및 압력을 가하여 전사재에 정착시켰다.

감광 부재로서 감광 부재 제4번을 사용하고, 토너로서 토너 J를 사용하였다. 잠상을 형성시키기 위한 감광 부재 상의 노광 강도를 표 7 및 표 8에 나타낸 바와 같이 4등급으로 설정하였다. 상기 등급은 다음과 같이 결정하였다. 감광 부재의 감광 특성 곡선 중 Vd와(Vd+Vr)/2를 연결하는 직선의 경도를 계산하고는(Vd는 암부의 전위이고 Vr는 잔류 전위임), 이어서 노광 강도를 알기 위해 감광 특성 곡선에서 상기 결정된 경도의 1/20의 경도를 갖는 점을 결정하였다. 0.35cJ/㎡는 상기 점에서의 노광 강도 이하이고, 0.80cJ/㎡는 반노광 강도의 5배 이상이었으며, 상기 두가지간에 두개의 노광 강도가 있었다. 표준화된 노광 강도가 0.50cJ/㎡일 경우, 명부전하는 약-100V였다.

고스트 현상의 평가 결과를 하기 표 7에 나타내었다. 또한 하기 표 8에 나타낸 바와 같이, 고립된 도트 재현성 및 계조 재현성은 우수하였다.

토너 부착에 관하여, 하기 표 9에 나타낸 바와 같이, 2000회의 단속적인 프린트 후에도 토너에 의한 화상의 오염이 없었으며, 감광 부재 상의 토너 부착도 관찰되지 않았다. 또한, 4000회 프린트에서 감광 부재 상에 약간의 토너 부착이 관찰되었지만, 프린트된 화상 자체 상에서는 토너 부착으로 인한 화상의 오염이 관찰되지 않았다.

평가방법:

정전 잠상 담지 부재상의 토너 부착에 관하여, 프린트된 영역이 4%인 레터 패턴을 1000장, 2000장 및 4000장 상에 단속적으로 프린트하여, 프린트된 화상의 화상 오염 및 감광 부재 상의 토너 부착의 평가하였다.

그 결과를 표 3에 나타내었다. 반사차가 작을수록, 고스트 수준이 양호하였다. 화상 고스트의 평가는 감광 부재의 1회 회전에 대응하는 상부 말단에서 시작되는 백색 영역 중의 진한 흑색 출무늬를 형성한 후, 나머지 영역은 하나의 점선 및 두개의 도트 간격으로 이루어진 반색조 화상으로 채우는 출력 패턴을 사용하여 행하였다. 패턴의 개략을 하기 표 10에 나타내었다.

전사재로서, 75g/㎡의 보통지, 130g㎡의 배치 및 오버헤드 프로젝터 필름을 사용하였다. 평가는 화상 영역(프린터부)에 대응하는 감광 부재의 2차 회전 영역 및 감광 부재의 1차 회전 동안의 프린트 화상이 형성되지 않는 영역(비프린트부)간의 반사 농도차를 맥베드(Mecbeth)반사 농도계를 사용하여 측정함으로써 행하였다. 반사 농도차는 화상 영역에 대응하는 영역의 반사 농도로부터 비화상 영역에 대응하는 영역의 반사 농도를 감하여 계산하였다. 반사차가 작을 수록, 고스트 수준이 양호하였다. 결과는 표 3에 나타내었다.

계조 재현성은 8개의 상이한 패턴의 화상 농도를 측정함으로써 평가하였다.

계조 재현성 면에서, 각 패턴의 바람직한 농도 범위는 다음에 나타낸 바대로인 것이 바람직하고, 따라서 이러한 관점에서 평가하였다.

판단 기준은 상기 범위 모두를 충족시키는 것을 우수로 하고, 1개를 충족시키지 못하는 것을 양호로 하고, 2또는 3개를 충족시키지 못하는 것을 가능이라고 하고, 4개 이상을 충족시키지 못하는 것을 불가로 하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.

도식 화상의 고립된 도트의 재현성에 대해 패턴 1을 평가하였다. 이는 정전 잠상이 더 흐릿해질수록, 현상 영역이 더 넓어지고 농도는 증가하기 때문이다. 판단 기준은 0.10-0.15가 우수하고, 0.16-0.17은 가능하며, 0.18 이상은 불가능한 것으로 설정하였다.

[실시예 11]

토너 K를 사용한 것을 제외하고는 실시예 10에서와 동일한 방법으로 평가하였다.

그 결과, 표 7에 나타낸 바와 같이, OHP 필름 상에서는 약간의 고스트가 관찰되었으나 130g/㎡의 후지 또는 75g/㎡의 박지에서는 관찰되지 않았다. 또한, 표 8에 나타낸 바와 같이, 고립된 도트 재현성 및 그의 계조 재현성이 우수하였다. 또한, 토너 부착에 관해, 표 9에서 나타낸 바와 같이 4000장 복사 후에도 감광 부재 상의 토너 부착이 없었고, 프린트된 화상 자체 상에 발생된 토너 부착으로 인한 화상의 오염이 관찰되지 않은 점에서 본 실시태양은 실시예 10보다 양호하였다.

[실시예 12]

토너 L을 사용한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일한 방법으로 평가하였다. 그 결과, 고스트, 고립된 도트 재현성, 계조 재현성 및 토너 부착에 있어서, 실시예 11과 거의 유사한 우수한 특성을 나타내었다.

[실시예 13]

감광 부재로서 폴리테트라플루오로에틸렌 분말이 분산된 보호층을 갖는 감광 부재 제5번을 사용한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일한 방법으로 평가하였다.

고스트에 대한 평가 결과를 표 7에 나타내었다. 또한 표 8에 나타낸 바와 같이, 고립된 도트 재현성 및 계조 재현성이 우수하였다. 또한 토너 부착에 관해서는 표 9에 나타낸 바와 같이, 4000장에서도 감광 부재 상의 토너 부착이 없었고 프린트 된 화상 자체 상에 발생된 토너 부착으로 인한 화상의 오염이 없었다는 점에서 본 실시태양이 실시예 1보다 양호하였다.

[실시예 14]

전자사진 장치로서 레이저빔 프린터(LBP-8 IV: CANON 제품)을 준비하였다. 그의 처리 속도는 47㎜/S였다. 이 프린터는 프로세스 카트리지 중의 세정 고무 블레이드는 제거하지 않았다. 대전 방법은 고무 롤러를 접촉시키는 직접 대전이었다. 인가 전압은 DC성분(-1400V)으로 세팅하였다.

다음, 프로세스 카트리지 중의 현상 어셈블리를 개조시켰다. 토너 공급 부재인 스테인레스강 슬리이브 대신, 그 표면을 도전성 처리한 후 발포 우레탄의 중간저항 고무로 둘러싼 다극성의 자성 롤러로 이루어진 롤러(직경 16㎜)를 담지 부재로 사용하고, 감광부재와 접촉시켰다. 토너 담지 부재를 감광 부재와의 접촉 부분에서 회전 방향이 동일하도록 하고, 감광 부재의 원주 속도의 200%의 원주 속도를 갖도록 구동시켰다.

또한, 수지로 피복된 스테인레스강 블레이드를 제공하여 토너 담지 부재 상의 토너층을 조절하였다. 현장시의 인가 전압은 DC성분 단독(-400V)이 되도록 하였다.

감광 부재 대전 전위는 암부 전위에 대해서는 -800V이고, 명부 전위에 대해서는 -100V로 하였다.

전자사진 장치를 개조시키고, 그의 처리 조건을 이러한 개조가 프로세스 카트리지에 적합하도록 설정하였다. 개조된 장치로, 롤러 대전 어셈블리(DC성분 단독을 부과함)를 사용하여 감광부재를 균일하게 대전시켰다. 장치는 다음의 처리를 행하였다. 대전 후, 레이저빔 으로 화상 영역을 노광시켜 정전 잠상을 형성시키고, 이를 토너에 의해 가시 화상으로 전환시킨 후, 전압이 인가된 전사 롤러에 의해 토너 화상을 전사재로 전사시켰다.

감광 부재로서 감광 부재 제4번을 사용하고, 현상제로서 현상제 함유 토너 N을 사용하였다. 표 7및 8에 나타낸 바와 같이, 잠상을 형성하기 위한 감광 부재 상의 노광 강도를 4 등급으로 설정하였다. 상기 등급은 다음과 같이 결정하였다.

감광 부재의 감광 특성 곡선중 Vd 및 (Vd+Vr)/2를 연결하는 직선의 경도를 계산하고(Vd는 암부 전위이고 Vr은 잔류 전위임), 이어서 노광 강도를 알기 위히 상기 결정한 경도의 1/20의 경도를 갖는 감광 특성 곡선의 지점을 결정하였다. 0.20 cJ/m²는 상기 지점의 노광 강도 이하이고, 3.10 cJ/m²는 반노광 강도의 5배를 초과하였으며, 상기 두가지 사이에는 노광 강도 2개가 있었다. 표준화한 노광 강도가 2.80 cJ/m²일 경우, 명부의 전위는 약 -150 V였다.

표 7 및 8에 나타낸 실시예 10에서와 동일한 방법으로 행한 평가 결과에서 설명된 바와 같이, 고스트는 최소였고, 우수한 고립된 도트 재현성 및 계조 재현성을 갖는 양호한 화상을 얻었다.

또한, 4000장의 내구성 시험 후에도, 토네에 의한 화상의 오염이 없었고, 감광 부재 상의 토너 부착도 관찰되지 않았다.

[실시예 15]

토너로서 토너 N을 사용한 것을 제외하고는 실시예 14에서와 동일한 방법으로 평가하였다.

그 결과, 표 7에 나타낸 바와 같이, OHP 필름 상에서는 약간의 고스트가 관찰되었으나, 130 g/m²의 농지 또는 75 g/m²의 박지 상에서는 관찰되지 않았다. 또한 고립된 도트 재현성 및 그의 계조 재현성이 우수하였다. 또한, 토너 부착에 관해서는 표 9에 기재된 바와 같이, 4000장에서도 감광 부재 상의 토너 부착이 없었고 프린트된 화상 자체 상에 발생한 토너 부착으로 인한 화상의 오염이 없었다는 점에서 본 실시태양은 실시예 14보다 양호하였다.

[실시예 16]

현상제 중에 토너 O를 사용한 것을 제외하고는 실시예 14와 동일한 방법으로 평가하였다. 그 결과, 고스트 현상, 고립된 도트 재현상, 계조 재현성 및 토너 부착에 있어서, 실시예 6과 거의 동일한 우수한 특성을 나타내었다. 표 7, 8및 9를 참조한다.

Claims (57)

1. 감광 부재를 대전시키는 대전 공정; 상기 대전된 감광 부재를 노광시켜 정전 잠상을 형성시키는 노광 공정; 토너 담지 부재의 표면에 담지된 토너 또는 2성분 현상제를 상기 감광 부재의 표면과 접촉시켜 상기 정전 잠상을 현상시키고 상기 감광 부재 상에 토너상을 형성시키는 현상 공정; 상기 감광 부재 상의 토너상을 전사재에 전사시키는 전사 공정; 및 상기 전사 공정 후에 상기 감광 부재 상에 잔류하는 잔류 토너를 상기 토너 담지 부재로 회수하는 동시 현상-클리닝 공정으로 이루어지고, 상기 감광 부재의 표면의 물에 대한 접촉각이 85°이상이고, 상기 토너가 적어도, 결합제 수지 및 착색제를 갖는 토너 입자 및 무기 미분말을 함유하고, 상기 토너의 체적 기준 평균 입경 Dv(㎛)이 3㎛≤Dv≤8㎛이고, 중량 기준 평균 입경 D4(㎛)이 3.5㎛≤D4≤9㎛이고, 수 기준 입경 분포에서 5㎛보다 작은 입경을 갖는 입자 비(Nr)가 17수%≤Nr≤90수%인 화상 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 감광 부재 표면의 물에 대한 접촉각이 90°이상인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 감광 부재의 표면층이 불소 함유 윤활 분말을 함유하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 토너의 체적 기준 평균 입경 Dv(㎛)이 3㎛≤Dv≤6㎛이고, 중량 기준 평균 입경D4(㎛)가 3.5㎛≤D4≤6.5㎛이고, 수 기준 입경 분포에서 5㎛보다 작은 입경을 갖는 입자비(Nr)가 60수%Nr≤90수%인 방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 토너의 수 기준 입도 분포에서 입경이 3.17㎛이하인 토너 입자비(Nm)와 체적 기준 입도 분포에서 입경이 3.17㎛이하인 토너 입자비(Nv)의 비율인 Nm/Nv가 2.0내지 8.0이고, 체적 입자 분포에서 입경이 8㎛이상인 입자의 체적 비율이 10체적%이하인 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 Nm/Nv의 비율이 3.7내지 7.0인 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 무기 미분말이 티타니아, 알루미나, 실리카 및 그의 복산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 방법.
8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 무기 미분말의 표면이 실온에서 액체인 윤활제로 처리되는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 무기 미분말의 표면이 실리콘유로 처리되는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 토너가 철 분말 캐리어에 대한 마찰 전기 대전량(Q)의 절대값이 14내지 80mC/kg인 마찰 전기 특성을 갖는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 토너가 철 분말 캐리어에 대한 마찰 전기 대전량(Q)의 절대값이 24내지 60mC/kg인 마찰전기 특성을 갖는 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 토너가 윤활 물질을 갖는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 토너가 적어도 결합제 수지, 액체 윤활제 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 유기 처리된 무기 미분말로 이루어지고, 그의 표면에 액체 윤활제를 보유하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 착색제가 액체 윤할제를 담지하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 착색제가 자성 물질인 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 액체 윤활제가 윤활 입자의 총 중량의 20내지 90중량%의 윤활제를 함유하는 윤활 입자의 형태로 토너 입자 중에 함유되는 방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 윤활제의 점성이 25℃에서 100,000cSt내지 200,000cSt인 방법.
18. 제12항에 있어서, 상기 토너가 적어도, 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 유기 처리 무기 미분말 및 고체 윤활 미분말로 이루어지는 방법.
19. 제13항에 있어서, 상기 무기 미분말의 표면이 적어도 실리콘유 또는 실리콘 와니스로 처리되는 방법.
20. 제1항에 있어서, 상기 정전 잠상이, 감광 부재의 노광 강도-표면 감광 전위 특성의 곡선 상에서, 암부 전위 Vd와, 암부 전위 Vd와 잔류 전위 Vr의 평균인 (Vd+Vr)/2을 연결하는 직선의 기울기의 1/20의 기울기를 갖는 직선이 노광강도-표면 감광 전위 특성 곡선과 만나는 접점에 대응하는 노광 강도 이상이고 반감(半減) 노광 강도의 5배보다 작은 노광 강도에 의해 형성되는 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 감광 부재의 반감 노광 강도가 0.5cJ/㎡이하인 방법.
22. 제1항에 있어서, 상기 감광 부재가 프탈로시아닌계 안료를 함유하는 OPC감광 부재인 방법.
23. 제1항에 있어서, 상기 정전 잠상이 반전 현상법에 의해 현상되는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 감광 부재가 암부 전위 Vd및 명부 전위 Vl을 갖고, DC바이어스 VDC가 |Vd-VDC| |Vl-VDC|의 조건을 충전시키도록 토너 담지 부재에 인가되는 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 DC바이어스 VDC가 암부 전위 Vd와 명부 전위 Vl사이의 전압을 갖는 방법.
26. 제24항에 있어서, 상기 절대값 |Vd-VDC|이 절대값 |Vl-VDC|보다 10V 이상 더 큰 방법.
27. 제1항에 있어서, 상기 토너가 비자성 토너이고, 상기 정전 잠상이 비자성 1성분계 현상 방법에 의해 현상되는 방법.
28. 제1항에 있어서, 상기 토너가 자성 캐리어와 혼합된 비자성 토너이고, 상기 정전 잠상이 자기 브러쉬 현상법에 의해 현상되는 방법.
29. 제1항에 있어서, 상기 토너가 자성 토너인 방법.
30. 제1항에 있서서, 상기 토너상이 바이어스가 인가되는 가압 전사 수단에 의해 전사재에 전사되는 방법.
31. 제1항에 있어서, 상기 토너 담지 부재가 감광 부재의 원주 속도보다 더 빠른 원주 속도로 회전되는 방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 토너 담지 부재가 감광 부재의 원주 속도의 110% 이상의 원주 속도로 회전되는 방법.
33. 감광 부재를 대전시키는 대전 수단; 상기 대전된 감광 부재를 노광시켜 정전 잠상을 형성시키는 노광 수단; 토너 담지 부재의 표면에 담지된 토너 또는 2성분 현상제를 상기 감광 부재의 표면과 접촉시켜 상기 정전 잠상을 현상시키고 상기 감광 부재 상에 토너상을 형성시키는 수단; 상기 감광 부재 상의 토너상을 전사재에 전사시키는 전사 수단으로 이루어지고, 상기 현상 수단이 감광 부재 상에 잔류하는 잔류 토너를 전사재로 클리닝시키는 클리닝 수단을 갖고, 상기 감광 부재의 표면에 물에 대한 접촉각이 85°이상이고, 상기 토너가 적어도, 결합제 수지 및 착색제를 갖는 토너 입자 및 무기 미분말을 함유하고, 토너의 체적 기준 평균 입경 Dv(㎛)이 3㎛≤Dv≤8㎛이고, 중량 기준 평균 입경 D4(㎛)이 3.5㎛≤D4≤9이고, 수 기준 입경 분포에서 5㎛보다 작은 입경을 갖는 입자 비(Nr)이 17수%≤Nr≤90수%인 화상 형성 장치.
34. 제33항에 있어서, 상기 감광 부재 표면의 물에 대한 접촉각이 90°이상인 장치.
35. 제33항에 있어서, 상기 감광 부재의 표면층이 불소 함유 윤활 분말을 함유하는 장치.
36. 제33항에 있어서, 상기 토너의 체적 기준 평균 입경 Dv(㎛)이 3㎛≤Dv≤6㎛이고, 중량 기준 평균 입경 D4(㎛)가 3.5≤D4≤6.5㎛이고, 수 기준 입경 분포에서 5㎛보다 작은 입경을 갖는 입자바(Nr)이 60수%Nr≤90수%인 장치.
37. 제33항 또는 제36항에 있어서, 상기 토너의 수 기준 입도 분포에서 입경이 3.17㎛이하인 토너 입자 비(Nm)와 체적 기준 입도 분포에서 입경이 3.17㎛ 이하인 토너 입자비(Nv)의 비율인 Nm/Nv가 2.0내지 8.0이고, 체적 입자 분포에서 입경이 8㎛ 이상인 입자의 체적 비율이 10체적% 이하인 장치.
38. 제37항에 있어서, 상기 Nm/Nv의 비율이 3.0내지 7.0인 장치.
39. 제33항에 있서서, 상기 무기 미분말이 티타니아, 알루미나, 실리카 및 그의 복산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 장치.
40. 제33항 또는 제39항에 있어서, 상기 무기 미분말의 표면이 실온에서 액체인 윤활제로 처리되는 장치.
41. 제40항에 있어서, 상기 무기 미분말의 표면이 실리콘유로 처리되는 장치.
42. 제33항에 있어서, 상기 토너가 철 분말 캐리어에 대한 마찰 전기 대전량(Q)의 절대값이 14내지 80mC/kg인 마찰 전기 특성을 갖는 장치.
43. 제42항에 있어서, 상기 토너가 철 분말 캐리어에 대한 마찰 전기 대전량(Q)의 절대값이 24내지 60mC/kg인 마찰전기 특성을 갖는 장치.
44. 제33항에 있어서, 상기 토너가 윤활 물질을 갖는 장치.
45. 제44항에 있어서, 상기 토너가 적어도 결합제 수지, 액체 윤활제 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 유기처리된 무기 미분말로 이루어지고, 그의 표면이 액체 윤활제를 보유하는 장치.
46. 제45항에 있어서, 상기 착색제가 액체 윤할제를 담지하는 장치.
47. 제45항에 있어서, 상기 착색제가 자성 물질인 장치.
48. 제45항에 있어서, 상기 액체 윤활제가 윤활 입자의 총 중량의 20내지 90중량%의 윤활제를 함유하는 윤활 입자의 형태로 토너 입자 중에 함유되는 장치.
49. 제45항에 있어서, 상기 액체 윤활제의 점성이 25℃에서 100,000cSt내지 200,000cSt인 장치.
50. 제44항에 있어서, 상기 토너가 적어도, 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 유기 처리 무기 미분말 및 고체 윤활 미분말로 이루어지는 장치.
51. 제45항에 있어서, 상기 무기 미분말의 표면이 적어도 실리콘유 또는 실리콘 와니스로 처리되는 장치.
52. 제33항에 있어서, 상기 감광 부재가 프탈로시아닌계 안료를 함유하는 OPC 감광 부재인 장치.
53. 제33항에 있어서, 상기 전사 수단이 바이어스로 인가되고, 전사 매체를 감광 부재에 가압하기 위해 설치된 것인 장치.
54. 제1항에 있어서, 상기 전사 공정 및 대전 공정 사이에 잔류 토너를 제거하기 위한 부가적 클리닝 공정이 실시되지 않는 방법.
55. 제1항 또는 54항에 있어서, 상기 감광 부재가 예정된 방향으로만 회전하는 방법.
56. 제33항에 있어서, 상기 전사 수단 및 대전 수단 사이에 잔류 토너를 제거하기 위한 클리닝 수단이 구비되지 않은 장치.
57. 제33항 또는 제56항에 있어서, 상기 감광 부재가 예정된 방향으로만 회전하는 장치.