KR100469597B1 - 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법 - Google Patents

Abstract

현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법에 있어서, 특정 현상제 및 특정 현상제 담지체가 조합되어 사용된다. 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 전도성 미립자를 포함하며, 상기 토너 입자는 하기 수학식 1로 나타낸 0.970 미만의 원형도를 갖는다.

식 중, L₀는 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.

현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 함유한다.

Description

현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법 {Developing Assembly, Process Cartridge and Image-Forming Method}

본 발명은 전자사진 장치, 정전 기록 장치, 자기 기록 장치등에 사용되는 현상 장치, 이 현상 장치를 사용하는 프로세스 카트리지 및 화상 현상 방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 미리 화상 담지체 상에 토너상 (현상제상)을 형성한 후, 전사재와 같은 기록 매체 상에 토너상을 전사시켜 화상을 형성하는 복사기, 프린터, 팩시밀리 또는 플로터등의 화상 형성 장치에 사용되는 현상 장치, 이 현상 장치를 포함하고 상기 화상 형성 장치에 착탈 가능한 프로세스 카트리지 및 상기 현상 장치를 사용하는 화상 형성 방법에 관한 것이다.

최근에는, 전자사진법에 의한 화상 형성 방법에 있어서, 잠상 담지체 등의 피대전체를 정전 대전하는 장치로서, 코로나 대전기에 비하여 저오존 및저전력 등의 이점이 있는 접촉 대전 장치가 많이 제안되고 있으며, 또한 실용화되어 있다.

접촉 대전 장치는 화상 담지체 등의 피대전체에 롤러형 (대전 롤러), 퍼 브러쉬형, 자기 브러쉬형, 블레이드형 등의 전도성의 대전 부재 (접촉 대전 부재 또는 접촉 대전기)를 접촉시키고, 이 접촉 대전 부재에 소정의 바이어스 전압을 인가하여 피대전체면을 소정의 극성 및 전위로 대전시키는 것이다.

대전 롤러는 도전성 또는 중저항의 고무재 또는 발포체를 사용하여 제작된다. 몇몇 롤러는 이러한 고무재나 발포체를 적층하여 목적하는 특성을 얻는 것도 있다.

대전 롤러는 피대전체와의 일정한 접촉 상태를 얻기 위해서 탄성을 갖게 하고 있지만, 그 때문에 마찰 저항이 크고, 많은 경우 피대전체 회전에 종동 또는 약간의 속도차를 가지며 구동된다. 따라서, 직접 주입 대전하더라도, 절대적 대전성의 저하, 접촉성의 부족이나 롤러 형상에 의한 접촉 불균일, 피대전체의 부착물에 의한 대전 불균일은 피할수 없다.

도 2는 전자사진법에 있어서의 접촉 대전의 대전 효율예를 나타낸 그래프이다. 횡축에 접촉 대전 부재에 인가한 바이어스 전압, 종축에 그 시간에 얻어진 피대전체 (이하, 감광체라고 함)의 대전 전위를 나타내고 있다.

롤러 대전의 경우의 대전성은 A로 나타낸다. 즉, 인가 전압이 대개 -50 O V의 역치를 초과한 후, 감광체의 표면 전위가 상승하기 시작하고, 역치보다 높은 전압에서 인가 전압에 대하여 기울기 1의 선형으로 감광체의 표면 전위가 증가한다. 이 역치 전압을 대전 개시 전압 V_th로 정의한다. 따라서, -500 V로 대전하는 경우는 -1000 V의 직류 전압을 인가하거나, 또는 -500 V의 직류의 대전 전압 이외에, 방전역치 이상의 전위차를 항상 갖도록, 예를 들면 피크간 전압 1200 V의 교류 전압을 인가하여 감광체 전위를 대전 전위에 수렴시키는 방법이 일반적이다.

즉, 전자사진에 필요한 감광체의 표면 전위 V_d를 얻기 위해서는, "V_d+ V_th"라는 필요 이상의 DC 전압을 대전 롤러에 인가해야한다. 이러한 방식으로 DC 전압만을 접촉 대전 부재에 인가하여 대전하는 방법을 "DC 대전 방식"이라고 칭한다.

그러나, DC 대전에 있어서는 환경 변동 등에 의해서 접촉 대전 부재의 저항치가 변동하고, 또한 감광체가 마모됨에 따라 막 두께가 변화하여 V_th가 변동하기 때문에 감광체의 전위를 목적하는 값으로 조절하는 것이 어려웠다.

균일한 대전을 위해 AC 대전을 행한 경우에는 오존이 더 발생하고, AC 전압의 전계에 의해 접촉 대전 부재와 감광체 사이의 진동 소음 (AC 대전음)이 발생하며, 또한 방전에 의한 감광체 표면의 열화 등이 한층 더 현저하게 되어, 새로운 문제점으로 대두되었다.

또한, 퍼 브러쉬 대전은 접촉 대전 부재로서 전도성 섬유의 브러쉬부를 갖는 부재 (퍼 브러쉬 대전기)를 사용하여, 전도성 섬유의 브러쉬부를 피대전체로서의 감광체에 접촉시키고, 전도성 섬유의 브러쉬부에 소정의 대전 바이어스를 인가하여 감광체면을 소정의 극성 및 전위로 대전시키는 것이다.

퍼 브러쉬 대전기는 고정형과 롤형이 실용화되어 있다. 중저항의 섬유를 원단에 접어 넣어 파일형으로 형성한 것을 전극에 접착한 것이 고정형이고, 롤형은파일을 심축에 감아서 형성한다. 섬유 밀도로서는 1OO 가닥/mm²정도의 것이 비교적 쉽게 얻어지지만, 직접 주입 대전에 의해 충분한 균일 대전을 행하기 위해서는 여전히 접촉성이 불충분하다. 직접 주입 대전에 의해 충분한 균일 대전을 행하기 위해서 퍼 브러쉬 대전기는 기계를 구성하기에 곤란할 정도로 감광체와 속도차를 갖게 할 필요가 있고, 이는 현실적이지 않다.

상기 퍼 브러쉬 대전의 직류 전압 인가시의 대전성을 도 2의 B로 나타낸다. 따라서, 퍼 브러쉬 대전의 경우에 있어서도 고정형, 롤형 모두 많은 경우 높은 대전 바이어스 전압을 인가하여 방전 현상을 사용하므로써 대전을 행하고 있다.

이에 반하여, 자기 브러쉬 대전은 접촉 대전 부재로서 전도성 자성 입자를 마그네트 롤 (magnet roll)에 의해 자기적으로 구속하여 형성한 자기 브러쉬부를 갖는 부재 (자기 브러쉬 대전기)를 사용하여, 자기 브러쉬부를 피대전체로서의 감광체에 접촉시키고, 소정의 대전 바이어스를 인가하여 감광체면을 소정의 극성 및 전위로 대전시키는 것이다. 이 자기 브러쉬 대전의 경우, 그 대전 메카니즘은 직접 주입 대전 메카니즘이 지배적이다.

자기 브러쉬부를 구성하는 전도성 자성 입자로서 입경 5 내지 50 ㎛의 것을 사용할 수 있고, 감광체와 충분한 속도차를 제공할 수 있으므로, 균일하게 직접 주입 대전을 수행할 수 있다.

자기 브러쉬 대전의 직류 전압 인가시의 대전성은 도 2의 C로 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 인가 바이어스 전압과 사실상 비례하는 대전 전위를 얻는것이 가능하다.

그러나, 자기 브러쉬 대전에는 자기 브러쉬부를 구성하고 있는 전도성 자성 입자가 탈락하여 감광체에 부착되는 폐해도 있다. 따라서, 오존등의 방전 생성물의 생성이 실질적으로 없고, 낮은 인가 전압으로 균일한 대전이 얻어지는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 작동될 수 있는, 간단하고 안정하며 균일한 대전을 제공하는 장치가 요망되고 있다.

한편, 자원 절약, 폐기물 감소의 관점 및 토너 (현상제)의 유효 활용이라는 측면에서 폐토너가 발생하지 않는 화상 형성법이 요망되고 있다. 예를 들면, 잠상 담지체 상의 잠상을 토너에 의해 현상하여 가시상으로서 토너상을 형성하고, 종이등의 기록 매체에 토너상을 전사한 후에, 기록 매체에 전사되지않고 잠상 담지체 상에 잔류한 임의의 토너가 다양한 방법으로 세정 제거되며, 이 토너를 현상 장치내에 순환시키고 재사용하는, 소위 토너 재활용이라는 것이 실용화되어 있다. 그러나, 세정 부재가 잠상 담지체 표면을 가압하므로써 잠상 담지체가 마모되어 수명이 단축되는 문제점이 있다. 또한, 장치의 관점에서는 이러한 토너 재활용 장치 및 세정 장치를 구비하기 위해서는 화상 형성 장치의 크기가 커져야만 하므로, 장치를 소형화하기가 곤란하다.

이에 대한 대책으로, 폐토너를 발생하지 않는 시스템으로서 현상 동시 세정또는 무세정 시스템이라고 불리는 기술이 제안되어 있다. 현상 동시 세정 또는 무세정 시스템에 관한 종래의 기술은 일본 특허 공개 평5-2287호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 전사 잔류 토너가 화상에 영향을 주기 때문에 상에 나타나는 포지티브 메모리 또는 네가티브 메모리에 촛점을 맞추고 있다. 그러나, 전자사진의 사용이 진행되고 있는 근래에는 다양한 기록 매체에 토너상을 전사할 필요성이 대두되고 있으며, 이러한 측면에서 상기 기술은 다양한 기록 매체에 대하여 만족스러운 것이 아니었다.

무세정 시스템에 관한 기술을 개시하고 있는 것으로 일본 특허 공개 평2-302772호 공보, 일본 특허 공개 평5-2289호 공보, 일본 특허 공개 평5-53482호 공보, 일본 특허 공개 평5-61383호 공보 등이 있지만, 이들은 바람직한 화상 형성 방법에 대해 언급하지도 않고, 토너 구성에 관해서도 언급하고 있지 않다.

본질적으로 세정 장치를 갖지 않는, 현상 동시 세정 또는 무세정 시스템에 바람직하게 적용되는 현상 시스템으로서 종래는 잠상 담지체면을 토너 및 토너 담지체로 마찰하는 구성이 필수라고 생각되었다. 따라서, 토너 또는 현상제가 잠상 담지체에 접촉되는 접촉 현상 시스템이 많이 검토되어 왔다. 이것은 현상 수단에 있어서 전사 잔류 토너를 회수하기 위해서, 토너 또는 현상제가 잠상 담지체에 접촉되어 마찰하는 구성이 유리하다고 생각되었기 때문이다. 그러나, 접촉 현상 시스템을 적용한 현상 동시 세정 또는 무세정 공정은 장기간 사용에 의해 토너의 열화, 토너 담지체면의 열화, 감광체면의 열화 또는 마모 등이 야기되지만, 내구성에 대한 만족스러운 해법이 이루어져 있지 않다. 따라서, 비접촉 현상 시스템에 의한 현상 동시 세정 방법이 요망되고 있었다.

상기 현상 동시 세정 시스템, 무세정 화상 형성 방법에서는 현상 공정에서 안정적으로 전사 잔류 토너를 회수하고, 회수 토너가 현상성을 악화시키지 않도록감광체 상의 전사 잔류 토너의 대전 극성 및 대전량을 조절하는 것이 요점이다. 따라서, 감광체 상의 전사 잔류 토너의 대전 극성 및 대전량은 대전 부재에 의해서 조절된다. 이것에 관해서 일반적으로 사용중인 레이저 프린터의 경우를 예로서 구체적으로 설명한다.

음의 극성 전압을 인가하는 대전 부재, 음대전성 감광체 및 음대전성 토너를 사용하는 반전 현상의 경우, 그 전사 공정에서 양의 극성 전압을 인가하는 전사 부재에 의해서 가시화된 상이 기록 매체에 전사된다. 기록 매체의 유형 (두께, 저항, 유전율 등의 차이)와 화상 면적 등의 관계로 인해, 전사 잔류 토너의 대전 극성이 변동하여 양대전성 토너 및 심지어는 음대전성 토너가 생성된다. 그러나, 감광체가 음의 극성을 갖는 대전 부재로 대전될 경우, 전사 잔류 토너의 극성이 전사 공정에서 양의 측으로 이동할지라도, 전사 잔류 토너의 대전 극성은 감광체면에 의해 음의 측으로 균일하게 조절될 수 있다. 따라서, 현상 방법으로서 반전 현상을 사용한 경우, 음으로 대전된 전사 잔류 토너는 토너에 의해 현상될 수 있는 명부 전위부에 잔류한다. 이와는 달리, 토너에 의해 현상되어서는 안되는 암부 전위부에 존재하는 토너는 현상 전계와 관련된 토너 담지체쪽으로 끌려가고, 암부 전위를 갖는 감광체 상에 잔류함이 없이 회수된다. 즉, 대전 부재에 의해서 감광체가 대전됨과 동시에 전사 잔류 토너의 대전 극성을 조절하므로써 현상 동시 세정 또는 무세정 화상 형성 방법이 달성될 수 있다.

그러나, 전사 잔류 토너가 접촉 대전 부재의 토너 대전 극성의 조절능 이상으로 접촉 대전 부재에 부착 또는 혼입되면 전사 잔류 토너의 대전 극성을 균일하게 조절할 수 없고, 현상 공정에서 토너를 회수하는 것이 어려워진다. 또한, 전사 잔류 토너가 마찰 등의 기계력에 의해서 토너 담지체에 회수되었다고 해도, 전사 잔류 토너의 대전이 균일하게 조절되지 않으면, 토너 담지체 상의 토너의 마찰대전성에 악영향을 미쳐, 현상성을 저하시킨다. 보다 구체적으로, 현상 동시 세정 또는 무세정 화상 형성 방법에서는 전사 잔류 토너의 대전 부재 통과시의 대전 조절성 및 대전 부재에의 부착 또는 혼입성이 내구성 및 화상 품질에 밀접히 연관된다.

현상 동시 세정 화상 형성 방법은 전사 잔류 토너의 대전 부재 통과시의 대전 조절성을 향상시키므로써 현상 동시 세정능을 향상시키는 것으로서, 일본 특허 공개 평11-15206호 공보에는 특정한 카본 블랙 및 특정한 아조계 철 화합물을 포함하는 토너 입자와 무기 미분말을 갖는 토너를 사용한 화상 형성 방법이 제안되어 있다. 또한, 현상 동시 세정 화상 형성 방법에 있어서, 토너의 형상 계수를 규정한 전사 효율이 우수한 토너에 의해 전사 잔류 토너량을 감소시키므로써 현상 동시 세정능을 향상시키는 것도 제안되어 있다. 그러나, 여기서 사용된 접촉 대전도 방전 대전 매카니즘에 의한 것으로 직접 주입 대전 메카니즘이 아니기 때문에 방전 대전에 의한 상기한 문제점이 있다. 또한, 이러한 제안은 전사 잔류 토너로 인한 접촉 대전 부재의 대전성 저하를 억제하는 효과는 있더라도, 대전성을 적극적으로 높이는 효과는 기대할 수 없다.

또한, 시판중인 전자사진 프린터 중에는 현상시 전사 잔류 토너 회수성을 보조 또는 조절하도록 전사 공정과 대전 공정의 사이에 감광체에 접촉하는 롤러 부재가 제공되는 현상 동시 세정 화상 형성 장치도 있다. 이러한 화상 형성 장치는 양호한 현상 동시 세정성을 나타내며, 폐토너량을 대폭 감소시킬 수 있지만, 비용이 비싸게 되고 소형화의 측면에서도 현상 동시 세정의 고유한 이점을 손상시킬 수 있다.

또한, 대전 불균일을 방지하여 안정하고 균일한 대전을 행하기 위해서, 접촉 대전 부재의 피대전체면과의 접촉면에 분말을 피복하는 구성도 일본 특허 공개 평7-99442호 공보에 개시되어 있다. 그러나, 접촉 대전 부재 (대전 롤러)가 피대전체 (감광체)에 종동 회전 (속도차 구동)하는 구성이고, 스코로트론 (Scorotron) 등의 코로나 대전기와 비교하여 오존 생성물의 발생은 현저하게 감소하고 있지만, 상기한 롤러 대전의 경우와 같이, 대전 원리는 여전히 방전 대전 메카니즘을 주로 한다. 특히, 보다 안정한 대전 균일성을 얻기 위해서는 DC 전압에 AC 전압을 중첩한 전압을 인가하기 때문에 방전에 의한 오존 생성물의 발생은 보다 많아질 수 있다. 따라서, 장기간 동안 장치를 사용한 경우에는 오존 생성물에 의한 화상 얼룩 등의 폐해가 나타나기 쉽다. 또한, 상기 구성을 무세정 화상 형성 장치에 적용한 경우에는 전사 잔류 토너의 혼입 때문에 피복한 분말이 대전 부재에 균일하게 부착되는 것이 어려워져, 균일 대전을 수행하는 효과가 감소될 수 있다.

또한, 일본 특허 공개 평5-150539호 공보에는 접촉 대전을 사용한 화상 형성 방법에 있어서, 장시간 화상 형성을 반복하는 중에 블레이드 세정에 의해 완전하게 제거될 수 없는 경우 토너 입자나 실리카 미립자가 대전 수단의 표면에 부착 및 축적되므로써 야기될 수 있는 대전 저해를 방지하기 위해서, 토너 중에 적어도 화상 현상 입자와 화상 현상 입자보다 작은 평균 입경을 갖는 전도성 입자를 함유하는것이 개시되어 있다. 그러나, 여기서 사용된 접촉 대전 또는 근접 대전은 방전 대전 메카니즘에 의한 것이고 직접 주입 대전 메카니즘이 아니기 때문에 방전 대전에 의한 상기의 문제점이 있다. 또한, 이 구성을 무세정 화상 형성 장치에 적용한 경우에는 세정 메카니즘을 갖는 경우와 비교하여, 다량의 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너가 대전 공정을 통과할 경우 대전성에의 영향, 이들 다량의 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너의 현상 공정에서의 회수성, 회수된 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너에 의한 현상제의 현상성에의 영향에 관해서는 어떠한 것도 고려되고 있지 않다. 또한, 접촉 대전에 직접 주입 대전 메카니즘을 적용한 경우에는 전도성 미립자가 접촉 대전 부재에 필요량으로 공급되지 않고, 전사 잔류 토너의 영향에 의한 대전 불량을 발생시킨다.

또한, 근접 대전에서는 다량의 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너 때문에 감광체를 균일 대전하는 것이 어렵고, 전사 잔류 토너의 패턴을 고르게 하는 효과가 얻어질 수 없기 때문에 전사 잔류 토너가 패턴 화상의 노광을 차광하여 패턴 고스트가 생긴다. 화상 형성 중의 전원의 순간 차단 또는 종이 걸림 시에는 현상제에 의한 기내 오염이 추가로 발생할 수 있다.

이에 대한 대책으로, 일본 특허 공개 평10-307456호 공보에는 토너 입자 및 토너 입경의 1/2 이하의 입경을 갖는 전도성 대전 촉진 입자를 함유하는 현상제를 직접 주입 대전 메카니즘을 사용한 현상 동시 세정 화상 형성 방법에 적용한 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 이 제안에 따르면 폐토너량을 대폭 감소시키는 것이 가능하고, 저비용으로 소형화에 유리한 현상 동시 세정 화상 형성 장치를 얻을 수있고, 대전 불량, 화상 노광의 차광 또는 비산을 일으키지 않는 양호한 화상을 얻을 수 있다. 그러나, 이 방법도 한층 더 개량이 요구된다.

또한, 일본 특허 공개 평10-307421호 공보에는 토너 입경의 1/50 내지 1/2의 입경을 갖는 전도성 입자를 함유하는 현상제를 직접 주입 대전 메카니즘을 사용한 현상 동시 세정 화상 형성 방법에 적용하여 전도성 입자에 전사 촉진 효과를 갖게 한 화상 형성 장치가 개시되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 평10-307455호 공보에는 전도성 미분말의 입경을 구성 화소 1 화소의 크기 이하로 조절하고, 보다 양호한 대전 균일성을 얻기 위해서 전도성 미분말의 입경을 10 nm 내지 50 ㎛으로 하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평10-307457호 공보에는 사람의 시각 특성을 고려하여 대전 불량부의 화상에의 영향을 시각적으로 인식되기 어려운 상태로 하기 위해서 전도성 미립자의 입경을 약 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 20 nm 내지 5 ㎛으로 하는 것이 개시되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 평10-307458호 공보에는 전도성 미분말의 입경을 토너 입경 이하로 조절하여, 전도성 미분말이 현상시에 토너에 의한 현상을 저해하는 것이나 현상 바이어스가 전도성 미분말을 통하여 누설되는 것을 방지하는 것이 개시되어 있다. 동시에, 전도성 미분말의 입경을 O.1 ㎛보다 크게 조절하므로써, 화상 담지체에 전도성 미분말이 매립되어 노광 광을 차광하는 폐해도 해결하여 우수한 화상 기록을 실현하는, 직접 주입 대전 메카니즘을 사용한 현상 동시 세정 화상 형성 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법도 한층 더 개량이 요구된다.

일본 특허 공개 평10-307456호 공보에는 토너에 전도성 미분말을 외첨하여, 적어도 가요성 접촉 대전 부재와 화상 담지체 사이의 접촉 영역에 상기 토너중에 포함된 전도성 미분말이 현상 공정에서 화상 담지체에 부착하여 전사 공정 후에도 화상 담지체 상에 운반 및 담지될 수 있어 이들 사이에 개재되어 있는 것으로, 대전 불량 또는 화상 노광의 차광을 일으키지 않는 양호한 화상이 얻어지는 현상 동시 세정 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 제안도 장기간에 걸쳐 반복하여 사용될 경우 안정된 성능 및 해상성을 높이기 위해서 보다 작은 입경의 토너 입자를 사용하는 경우의 성능에 한층 더 개량의 여지가 있다.

또한, 평균 입경을 규정한 전도성 입자의 외첨도 제안되어 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 평9-146293호 공보에는 평균 입경 5 내지 50 nm의 미분말 A 및 평균 입경 0.1 내지 3 ㎛의 미분말 B를 외첨제로 하여, 4 내지 12 ㎛의 입경을 갖는 토너 모입자에 특정한 정도 이상으로 강하게 부착시킨 토너가 제안되어 있으며, 이는 유리된 미분말 B 및 토너 모입자로부터 이탈된 것의 비율을 감소시키는 것을 의도하고 있다. 또한, 일본 특허 공개 평11-95479호 공보에는 입경을 규정한 전도성 실리카 입자 및 소수화된 무기 산화물을 함유하는 토너가 제안되어 있지만, 토너에 지나치게 축적되는 전하의, 전도성 실리카 입자에 의한 외부에의 누설 작용을 목적으로 한 것일 뿐이다.

또한, 일본 특허 공개 평11-194530호 공보에는 입경 0.6 내지 4 ㎛의 외첨제 미립자 A 및 무기 미분말 B를 갖고, 또한 입도 분포가 규정된 토너가 제안되어 있지만, 외첨제 미립자 A의 개재에 의한 무기 미분말 B의 토너 모입자로의 매립 등에의한 토너 열화의 방지를 목적으로 하고 있고, 따라서 토너 모입자에의 외첨제 미립자 A의 부착 또는 토너 모입자로부터의 유리에 대해서는 고려되어 있지 않다. 또한, 일본 특허 공개 평10-83096호 공보에는 착색제가 내포된 구형 수지 미립자 표면에 실리카 미립자가 첨가된 토너가 제안되어 있지만, 토너 입자 표면에 전도성을 갖게 하여 토너 입자 사이의 전하의 이동 및 교환을 신속화시켜, 토너의 마찰대전의 균일성을 높이는 것을 목적으로 하고 있다.

즉, 주입 대전 공정을 갖는 화상 형성 방법 또는 현상 동시 세정 화상 형성 방법 또는 무세정 화상 형성 방법에 사용하기 위한 현상제에 대해서는 외첨제에 대한 검토가 충분히 이루어지지 않았고, 외첨제를 포함시킨 현상제의 제안에서도 현상 동시 세정 화상 형성 방법 또는 무세정 화상 형성 방법에 적용하기 위한 충분한 검토가 이루어진 것이 없다.

현재, 화상 형성 장치는 보다 고속이고 보다 저비용인 것이 점점더 요구되고 있다. 예를 들면, 보급되어 있는 전자사진 시스템을 사용한 레이저 프린터로서 로우엔드 (low-end)라고 불리는 개인용 입문 기종의 인쇄 속도가 1분당 6 내지 8매이던 것이 1분당 10 내지 15매 정도까지 고속화되고, 또한 저가격화가 진행되고 있다. 인쇄 속도를 화상 담지체의 이동 속도 (공정 속도)로 환산하면 5O mm/초 정도에서 1OO mm/초 근처에까지 고속화되어 있고, 앞으로도 더욱 고속화되어 갈 것으로 생각된다.

공정 속도가 빨라지면, 일반적으로는 현상 동시 세정에 있어서의 전사 잔류토너의 회수성이 저하되는 경향이 있다. 이는 공정 속도가 빨라져서 1차 대전에서의 전사 잔류 토너의 대전이 충분히 조절되기 어려워지므로, 1차 대전으로부터 토출되어 현상시에 회수되는 전사 잔류 토너가 불균일하게 대전되는 경향 및 현상시에 회수된 전사 잔류 토너의 혼입에 의한 현상제의 마찰대전성에의 영향을 억제하는 것이 어려워지는 경향 때문인 것으로 생각된다. 특히, 이러한 경향은 비접촉 현상법에 있어서 현저하다. 이는 접촉 현상법에 있어서의 전사 잔류 토너의 회수시에 현상제 담지체와 화상 담지체와의 접촉에 의해 정전기력이 보다 유효하게 기능하고, 또한 마찰에 의한 물리력이 기능하기 때문에, 공정 속도의 증대로 인한 전사 잔류 토너의 회수성의 저하를 보충하기 쉽기 때문인 것으로 추측된다.

또한, 직접 주입 대전의 대전성도 공정 속도의 증대에 따라 저하하는 경향이 있다. 이는 전도성 미분말을 통한 화상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 확률의 저하, 및 전하를 주입하여 화상 담지체를 정전 대전시키기 위한 대전 시간의 단축 때문인 것으로 추측된다. 또한, 공정 속도의 증대와 더불어, 화상 담지체의 이동 속도에 대한 대전 부재의 이동 속도비를 유지 또는 증대시키면, 토크의 대폭적인 증대가 비용 상승 요인이 되고, 화상 담지체 및 대전 부재의 긁힘 및 대전 부재에 부착 또는 혼입되는 전사 잔류 토너의 비산에 의한 기내 오염 등의 문제가 야기된다. 따라서, 보다 빠른 공정 속도를 유지하면서 부재의 이동 속도를 느리게 하여, 패턴 회수 불량과 화상 오염이 발생하지 않고, 반복 사용 후의 화상 담지체의 대전성 저하를 충분히 작게 할 수 있는 현상제 및 화상 형성 방법이 요구된다.

본 발명은 상기 문제점에 감안하여 이루어진 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 현상 동시 세정 시스템에 의해 현상제상을 형성할 수 있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오존등의 방전 생성물의 생성이 실질적으로 없고, 낮은 인가 전압으로 균일한 대전이 얻어지는 직접 주입 대전 메카니즘에 의한, 간단하고 안정하며 균일한 대전을 가능하게 하는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 폐토너량을 대폭 감소시키는 것이 가능하고, 저비용 및 소형화에 유리한 현상 동시 세정 공정을 가능하게 하는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 해상성을 높이기 위해서 보다 작은 입경의 토너 입자를 사용할 경우에도 양호한 화상이 안정적으로 얻어질 수 있는 현상 동시 세정 공정을 갖는 화상 형성 방법 및 이 화상 형성 방법을 사용하는 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 반복된 복사 또는 인쇄에 의한 현상제 담지체 표면의 전도성 피복층의 열화가 생기기 어렵고, 고내구성을 지니고, 안정한 화상을 형성할 수 있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상이한 환경 조건 하에서도 장기간에 걸쳐 화상 농도 저하, 슬리브 고스트 및 포그와 같은 문제점이 발생하지 않고, 문자 라인의 선명성이 양호하고, 화상 농도가 높은 고품위의 화상을 안정적으로 얻을 수 있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 입경이 작은 토너 또는 현상제를 사용하는 경우에 나타날 수 있는, 현상제 담지체 표면에서의 토너의 불균일한 대전을 조절하고, 토너 또는 현상제에 신속 또는 적절한 대전을 제공할 수 있는, 상기 현상제 담지체, 및 이 현상제 담지체를 사용하는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 특정한 현상제 및 특정한 현상제 담지체를 조합하여 사용하는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공한다.

상기 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 전도성 미립자를 포함하고, 상기 토너 입자는 하기 수학식으로 나타낸 원형도 a가 0.970미만이다.

<수학식 1>

식 중, L₀은 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.

상기 현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 함유한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된 화상 형성 장치의 구조를 나타내는 개략도.

도 2는 대전 부재의 대전성을 나타내는 그래프.

도 3은 공간 주파수에 따른 사람의 시각 특성을 나타내는 그래프.

도 4는 본 발명에서 사용된 현상제의 마찰 전기의 전하량을 측정하기 위한 장치를 개략적으로 나타내는 개략도.

도 5는 본 발명에서 화상 담지체로 사용되는 감광체의 층 구조를 나타내는 개략도.

도 6은 본 발명의 실시예에서 사용된, 토너 입자를 구형으로 만들기 위한 장치의 구조를 나타내는 개략도.

도 7은 본 발명의 실시예에서 사용된, 토너 입자를 구형으로 만들기 위한 장치의 처리부의 개략도.

도 8은 수지 피복층의 대전 극성을 측정하기 위한 표면 대전량 측정 장치의 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명>

1: 감광체 (화상 담지체, 피대전체) 2: 대전 롤러 (접촉 대전 부재)

3: 레이저빔 스캐너 (잠상 형성 수단, 노광 장치)

4: 현상 장치 4a: 현상 슬리브 (현상제 담지체)

4c: 탄성 블레이드 (현상제층 두께 조절 부재)

5: 전사 롤러 (전사 부재) 6: 정착 장치

7: 프로세스 카트리지 11: 알루미늄 기재

12: 도전층 13: 양전하 주입 방지층

14: 전하 발생층 15: 전하 수송층

16: 전하 주입층 16a: 도전성 입자 (도전성 충전제)

21: 흡인기 22: 측정 용기

23: 도전성 스크린 24: 뚜껑

25: 진공계 26: 풍량 조절

27: 흡인구 28, 56: 컨덴서

29, 55: 전위계 51: 철 분말

52: 적하기 53: 샘플판

54: 수용기

I: 처리부 72a 내지 72d: 회전 로터

73: 회전 구동축 77: 측벽

78a 내지 78d: 유도판 79a 내지 79d: 블레이드

80: 분말 공급구 81: 분말 공급관

82: 호퍼 84: 전동 모터

85: 흡인 송풍기 86: 공급기

89a 내지 89d: 제1 내지 제4 원통형 처리실

90a 내지 90d: 제1 내지 제4 분말 배출구

91: 사이클론 92: 백필터

93: 전달관 97: 파이프

상기 목적은 하기 본 발명의 구성에 의해서 달성된다.

본 발명의 현상 장치는

현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 현상 용기에 수용되어 있는 현상제를 담지하고, 현상 영역으로 현상제를 수송하기 위한 현상제 담지체, 및 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제층 두께 조절 부재를 함유하며,

상기 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 전도성 미립자를 포함하고, 상기 토너 입자는 하기 수학식 1로 나타낸 원형도 a가 0.970미만이고,

상기 현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

<수학식 1>

식 중, L₀은 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.

상기 현상제 담지체의 기재 상에 형성된 수지 피복층은 적어도 피복층용 결합제 수지, 상기 피복층용 결합제 수지중에 분산된 전도성 물질을 함유하는 것이바람직하다.

상기 현상제 담지체의 기재 상에 형성된 수지 피복층은 적어도 피복층용 결합제 수지, 상기 피복층용 결합제 수지중에 분산된 윤활성 물질을 함유하는 것이 바람직하다.

상기 현상 장치에 있어서, 상기 현상제 담지체의 기재 상에 형성된 수지 피복층은 적어도 함질소 헤테로시클릭 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

함질소 헤테로시클릭 화합물이 이미다졸 화합물인 것이 바람직하다.

이미다졸 화합물이 하기 화학식 1 또는 2로 나타내지는 화합물인 것이 바람직하다.

식 중, R₁및 R₂는 각각 수소 원자이거나, 또는 알킬기, 아랄킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기를 나타내고, R₁및 R₂는 동일하거나 상이할 수 있으며, R₃및 R₄는 각각 탄소수 3 내지 30의 직쇄상 알킬기를 나타내고, R₃및 R₄는동일하거나 상이할 수 있다. R₅및 R₆은 각각 수소 원자이거나, 또는 알킬기, 아랄킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기를 나타내고, R₅및 R₆은 동일하거나 상이할 수 있으며, R₇은 탄소수 3 내지 30의 직쇄상 알킬기를 나타낸다.

상기 수지 피복층이 전도성 물질 및 함질소 헤테로시클릭 화합물 외에 수 평균 직경 0.3 내지 30 ㎛의 구형 입자를 함유하는 것이 바람직하다.

구형 입자가 수지 입자인 것이 바람직하다.

구형 입자가 진밀도 3 g/cm³이하의 전도성 구형 입자인 것이 바람직하다.

상기 현상 장치에 있어서, 상기 현상제 담지체의 기재 상에 형성된 상기 수지 피복층은 적어도 함질소 비닐 단량체를 함유하는 공중합체를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 함질소 비닐 단량체는 중합성 비닐 단량체를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 공중합체의 중량 평균 분자량 (Mw)은 3,000 내지 50,000인 것이 바람직하다.

상기 공중합체의 수 평균 분자량 (Mn)에 대한 중량 평균 분자량 (Mw)의 비 (Mw/Mn)는 3.5 이하인 것이 바람직하다.

상기 함질소 비닐 단량체는 (메트)아크릴계 단량체 및 함질소 헤테로시클릭식 N-비닐 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 함질소 비닐 단량체는 하기화학식 3으로 나타내지는 것이 바람직하다.

식 중, R₇, R₈, R₉및 R₁₀은 각각 수소 원자이거나, 또는 탄소수 1 내지 4의 포화탄화수소기를 나타내며, n은 1 내지 4의 정수를 나타낸다.

상기 현상 장치에 있어서, 상기 현상제 담지체의 기재 상에 형성된 상기 수지 피복층은 적어도 결합제 수지 및 중합성 비닐 단량체와 술폰산함유 아크릴아미드계 단량체와의 공중합체를 함유하며, 상기 결합제 수지는 그 일부 또는 모두가 분자 구조중에 적어도 -NH₂기, =NH기, 또는 -NH- 결합중 어느 것을 갖는 것이 바람직하다.

공중합체가 공중합비 (중량％) 98:2 내지 80:20 중합성 비닐 단량체와 술폰산함유 아크릴아미드계 단량체를 함유하고, 중량 평균 분자량 Mw가 2,000 내지 50,000인 것이 바람직하다.

공중합체가 중합성 비닐 단량체와 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산과의 공중합체인 것이 바람직하다.

결합제 수지가 적어도 페놀 수지를 함유하는 것이 바람직하다.

페놀 수지가 촉매로서 함질소 화합물을 사용하여 제조되고, 그 구조중에 -NH₂기, =NH기, 또는 -NH- 결합 중 어느 것을 갖는 것이 바람직하다.

결합제 수지가 적어도 폴리아미드 수지를 함유하는 것이 바람직하다.

결합제 수지가 적어도 폴리우레탄 수지를 함유하는 것이 바람직하다.

수지 피복층이 피복층 표면에 불균일 (요철)을 형성하기 위해서 수 평균 입경 0.3 내지 3O ㎛의 입자를 추가로 함유하는 것이 바람직하다.

피복층 표면에 요철을 형성하기 위한 입자가 구형이고, 또한 진밀도가 3 g/cm³이하인 것이 바람직하다.

피복층 표면에 요철을 형성하기 위한 입자가 전도성의 구형 입자인 것이 바람직하다.

본 발명의 현상 장치의 현상제층 두께 조절 부재가 자성 블레이드 또는 탄성 블레이드인 것이 바람직하다.

현상제가 자성 토너 입자를 갖는 자성 현상제인 것이 바람직하다.

현상제의 중량 평균 입경 (D4)이 4 ㎛ 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다.

현상제가 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경을 갖는 입자의 개수 기준의 입도 분포에 있어서, 1.00 ㎛ 내지 2.00㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 60 개수％ 함유하고, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 70 개수％ 함유하는 것이 바람직하다.

현상제가 부피 평균 입경 O.1 ㎛ 내지 1O ㎛의 전도성 미립자를 함유하는 것이 바람직하다.

현상제가 부피 저항치 1O⁰Ω·cm 내지 1O⁹Ω·cm, 보다 바람직하게는 1O¹Ω·cm 내지 1O⁶Ω·cm의 전도성 미립자를 함유하는 것이 바람직히다.

전도성 미립자가 비자성인 것이 바람직하다.

전도성 미립자가 산화 아연, 산화 주석 및 산화 티탄으로부터 선택되는 1종 이상의 산화물을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 프로세스 카트리지는 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상제상으로 가시화하고, 이 가시화된 현상제상을 전사재에 전사하므로써 화상을 형성하는 프로세스 카트리지이다.

즉, 본 발명의 프로세스 카트리지는

정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체,

잠상 담지체를 대전하기 위한 대전 수단, 및

잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상하므로써 현상제상을 형성하기 위한 현상 장치를 포함하며,

상기 현상 장치 및 상기 잠상 담지체는 하나의 장치로 일체화되어 세트를 이루며, 화상 형성 장치의 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되도록 구성되고,

상기 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 전도성 미립자를 포함하고, 상기 토너 입자는 하기 수학식 1로 나타낸 원형도 a가 0.970미만이고,

상기 현상 장치는 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 현상 용기에 수용되어 있는 현상제를 담지하고, 현상 영역으로 현상제를 수송하기 위한 현상제 담지체,및 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제층 두께 조절 부재를 포함하며,

상기 현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 함유하는 것을 특징으로 한다.

<수학식 1>

식 중, L₀은 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.

본 발명의 제1의 형태의 프로세스 카트리지에서, 현상 장치는 현상제를 사용하여 잠상 담지체상에 형성된 정전 잠상의 현상을 수행하여 현상제상으로 가시화하는 동시에 현상제상을 기록 매체 전사재에 전사한 후 잠상 담지체상에 잔류하는 현상제를 회수한다.

대전 수단은 바람직하게는 접촉 영역으로의 전압의 인가시 잠상 담지체와 접촉하여 잠상 담지체를 정전 대전시키는 대전 부재일 수 있다.

잠상 담지체는 바람직하게는 상기 현상제가 갖는 전도성 미립자가 적어도 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에 개재된 상태로 전압을 인가하므로써 대전될 수 있다.

상기 프로세스 카트리지에서, 앞서 기재된 본 발명의 현상 장치가 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명의 화상 형성 방법은

잠상 담지체를 정전 대전하는 대전 공정,

상기 대전 공정에서 대전된 잠상 담지체의 대전면에 화상 정보를 정전 잠상으로서 기록하는 잠상 형성 공정,

상기 정전 잠상을 현상제를 담지하면서 상기 잠상 담지체와 대향하는 현상 영역으로 현상제를 수송하는 현상제 담지체를 구비한 현상 장치에 의해 현상하여 현상제상으로서 가시화하는 현상 공정,

상기 현상제상을 전사재에 전사하는 전사 공정, 및

상기 전사재 상에 전사된 현상제상을 정착 수단에 의해 정착하는 정착 공정

를 적어도 포함하고, 이들 각 공정을 반복하여 화상을 형성하고, 상기 현상제는 결합제 수지 및 착색제를 적어도 함유하는 토너 입자와 전도성 미립자를 포함하고, 상기 토너 입자는 하기 수학식 1로 나타낸 원형도 a가 0.970 미만이고,

상기 현상 장치는 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 현상 용기에 수용되어 있는 현상제를 상부에 담지하고, 현상 영역으로 현상제를 수송하기 위한 현상제 담지체, 및 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제층 두께 조절 부재를 적어도 포함하며,

상기 현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 함유하는 것을 특징으로 한다.

<수학식 1>

식중, L₀는 입자상과 동일 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내며, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.

본 발명의 화상 형성 방법에서, 현상 공정은 정전 잠상을 가시화하는 동시에 현상제상을 기록 매체 전사재에 전사한 후 잠상 담지체상에 잔류하는 현상제를 회수하는 공정을 포함한다.

대전 공정에서, 대전 수단은 바람직하게는 접촉 영역으로의 전압의 인가시 잠상 담지체와 접촉하여 잠상 담지체를 정전 대전시킬 수 있다.

대전 공정에서, 잠상 담지체는 바람직하게는 상기 현상제가 갖는 전도성 미립자가 적어도 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에 개재된 상태로 전압을 인가하므로써 대전될 수 있다.

상기 화상 형성 방법에서, 앞서 기재된 바와 같이 본 발명의 현상 장치가 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명의 실시 양태는 하기 더욱 상세히 기재된다.

(현상제)

본 발명에 사용되는 현상제로서, 적어도 토너 입자 및 전도성 미립자를 갖는 1성분 현상제가 바람직하다.

본 발명에 사용되는 현상제는 적어도 i) 1종 이상의 결합제 수지 및 착색제및 ii) 전도성 미립자를 갖고, 바람직하게는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 60 개수％ 함유하며 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 70 개수％ 함유할 수 있다. 또한, 현상제는 또한 바람직하게는 외첨제로서 평균 1차 입경이 4 nm 내지 80 nm인 무기 미분말을 함유할 수 있다.

상기 현상제를 사용하므로써 양호한 대전성을 안정적으로 현상제에 부여할 수가 있어 현상제를 장기간에 걸쳐 반복하여 사용함에 있어서도 임의의 대전 불량이 생기지 않고서 양호한 화상을 얻을 수 있고, 또한 폐토너량을 대폭 감소시킬 수 있는 현상 동시 세정 공정을 갖는 화상 형성 방법이 가능해져서 저비용이 달성될 수 있고 장치를 소형화하는데 유리하다.

또한, 상기 현상제를 사용하므로써, 오존등의 방전 생성물이 실질적으로 없고 낮은 인가 전압으로 균일한 대전을 달성할 수 있는 직접 주입 대전 메카니즘을 사용한 대전을 간단한 구성으로 유리하게 행할 수 있고, 또한 현상제를 장기간에 걸쳐 반복하여 사용함에 있어서도 임의의 대전 불량을 초래하지 않으면서 양호한 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 방법이 가능해진다. 또한, 그러한 현상제를 사용하므로써, 현상제 성분이 다량으로 접촉 대전 부재에 부착 또는 혼입하더라도 균일한 대전성의 저하를 억제할 수 있고, 잠상 담지체의 임의의 대전 불량으로 인해 발생하는 화상 불량을 억제할 수가 있는 접촉 대전에 의해 수행되는 화상 형성 방법이 가능해진다.

또한, 그러한 현상제를 사용한 현상 동시 세정 화상 형성 방법에 있어서, 양호한 마찰대전성을 안정하게 나타낼 수 있는 현상제가 얻어질 수 있고, 현상제를 장기간에 걸쳐 반복하여 사용함에 있어서도 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량 또는 균일한 대전 또는 잠상 형성의 저해에 의한 임의의 화상 불량이 생기는 일없이 양호한 화상이 얻어질 수 있고, 또한 폐토너량을 대폭 감소시킬 수 있고, 저비용을 달성하고 장치의 소형화에 유리한 현상 동시 세정 공정을 갖는 화상 형성 방법이 이루어질 수 있다.

현상제가 갖는 전도성 미립자는 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상이 현상될 때에 토너 입자와 함께 적당량이 현상제 담지체로부터 잠상 담지체로 이동한다. 정전 잠상이 현상됨으로써 잠상 담지체 상에 형성된 현상제상은 전사 공정에서 종이와 같은 전사재에 전사된다. 이 때, 잠상 담지체상의 전도성 미립자도 부분적으로 전사재에 부착되지만, 나머지는 잠상 담지체 상에 부착하여 유지되어 잔류한다. 토너 입자의 대전 극성과 역극성의 전사 바이어스를 인가하여 전사를 행하는 경우에는 토너 입자는 전사재 측면으로 끌려져서 적극적으로 전사된다. 그러나, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자는 전도성이기 때문에 어렵게 전사될 수 있다. 따라서, 전도성 미립자는 부분적으로 전사재에 부착하나 나머지는 잠상 담지체상에 부착되고 유지되어 잔류한다.

잠상 담지체 상에 부착되고 유지되어 잔류한 전도성 미립자를 세정 공정에서와 같이 잠상 담지체의 표면으로부터 제거하는 어떠한 공정도 갖지 않은 화상 형성 방법에 있어서, 전사 공정후 잠상 담지체의 표면에 잔류한 토너 입자 (이하, 토너입자는 "전사 잔류 토너 입자"라 불림) 및 전도성 미분말은 화상이 잠상 담지체에 보유되는 면 (이하, 이 면은 "화상 보유면"이라 불림)의 이동에 따라 대전부에 운반된다. 더 구체적으로, 대전 공정에 접촉 대전 부재를 사용하는 경우 전도성 미립자는 잠상 담지체와 접촉 대전 부재가 접촉하여 형성되는 접촉 영역으로 운반되고, 접촉 대전 부재에 부착되거나 그와 혼입된다. 따라서, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉 영역에 전도성 미립자가 개재된 상태로 잠상 담지체의 접촉 대전이 행하여진다.

본 발명에서, 전도성 미립자를 대전부에 적극적으로 (의도적으로) 운반하는 것에 의해 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 혼입되어 그를 오염시킴에도 불구하고 접촉 대전 부재의 접촉 저항을 유지할 수 있다. 따라서, 잠상 담지체를 접촉 대전 부재에 의해 양호하게 대전시킬 수 있다.

그러나, 전도성 미립자가 접촉 대전 부재의 대전부에 충분량으로 개재하지 않은 경우, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 그와 혼입되어 잠상 담지체의 대전 저하가 쉽게 초래하여 화상 오염을 발생시킬 수 있다.

이외에, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재의 접촉에 의해 형성되는 접촉 영역에 적극적으로 (의도적으로) 운반된 전도성 미립자가 잠상 담지체상에서 접촉 대전 부재의 긴밀한 접촉성 및 접촉 저항을 유지할 수 있기 때문에, 접촉 대전 부재에 의한 잠상 담지체의 직접 주입 대전을 양호하게 행할 수 있다.

또한, 접촉 대전 부재에 부착되거나 그와 혼입된 전사 잔류 토너 입자는 접촉 대전 부재로부터 서서히 잠상 담지체 상으로 배출되어 화상 보유면의 이동과 함께 현상 영역에 도달하고, 여기서 현상 동시 세정이 현상 공정에서 수행되고, 즉 전사 잔류 토너 입자가 거기서 회수된다. 접촉 대전 부재에 부착되거나 그와 혼입된 전도성 미립자도 마찬가지로 접촉 대전 부재로부터 서서히 잠상 담지체 상으로 배출되고, 화상 보유면의 이동과 함께 현상 영역에 도달한다. 즉, 전사 잔류 토너 입자와 함께 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 존재하고, 현상 공정에서 전사 잔류 토너 입자가 회수된다. 현상 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수가 현상 바이어스 전계를 사용하는 것인 경우 전사 잔류 토너 입자가 현상 바이어스 전계의 도움으로 회수되는 반면, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자는 전도성이기 때문에 어렵게 회수된다. 따라서, 전도성 미립자는 부분적으로 회수되나 나머지는 잠상 담지체상에 부착되고 유지되어 잔류한다.

본 발명자들에 의한 연구에 따르면, 현상 공정에서 어렵게 회수된 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 존재하는 특징으로 인해 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 향상되는 효과가 얻어지는 것이 드디어 밝혀졌다. 더욱 구체적으로, 잠상 담지체상의 전도성 미립자가 잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자를 회수하기 위한 보조제로서 작용하여 현상 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수를 보다 확실하게 하여 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 및 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수가 있다.

종래, 현상제에 전도성 미립자를 외첨하는 것이 대개 전도성 미립자가 토너 입자 표면에 부착되게 하므로써 토너의 마찰대전성을 조절하도록 의도되었다. 토너 입자로부터 유리 또는 이탈하는 전도성 미립자는 현상제 특성의 변화 또는 열화를 초래하는 폐해로서 취급되어 왔다. 이와 대조적으로, 본 발명의 현상제는 전도성 미립자를 토너 입자 표면으로부터 적극적으로 (의도적으로) 유리시킨다. 이 점에서, 종래 많이 연구되어 온 현상제에 전도성 미립자를 외첨하는 것과는 상이하다. 전사후 잠상 담지체 표면을 경유하여 전도성 미립자는 잠상 담지체와 접촉 대전 부재가 접촉하여 형성하는 접촉 영역인 대전부에 운반 및 개재되어 잠상 담지체상의 대전성이 적극적으로 향상되는 것에 의해 안정적이고 요철이 없는 균일한 대전을 수행될 수 있고 잠상 담지체의 대전 저하에 의한 임의의 화상 불량의 발생이 방지될 수 있다. 또한, 현상 공정에서 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 존재하기 때문에, 전도성 미립자가 잠상 담지체에 존재하는 전사 잔류 토너 입자를 회수하기 위한 보조제로서 작용하여 현상 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수를 보다 확실하게 하여 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 및 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수가 있다.

본 발명에 사용되는 현상제에 있어서, 토너 입자 표면에 부착하여 토너 입자와 함께 거동하는 전도성 미립자는 본 발명의 현상제가 효과로서 발현할 수 있는 잠상 담지체의 대전성의 촉진 및 현상 동시 세정능의 향상에 대하여 덜 기여할 수 있어서 토너 입자의 현상성의 저하, 현상 동시 세정 공정에서의 전사 잔류 토너 입자 회수성의 저하 및 전사성의 저하 때문에 전사 잔류 토너 입자량이 증가할 수 있다. 이는 균일한 대전을 저해하는 어려움을 초래할 수 있다.

본 발명에서 현상제에 함유되는 전도성 미립자는 화상 형성의 반복에 의해 대전 공정 및 현상 공정을 거쳐 화상 보유면에 이동하고, 또한 화상 보유면의 이동에 따라 전사 공정을 거쳐 다시 대전부에 운반된다. 따라서, 전도성 미립자가 대전부에 연속하여 공급되기를 계속한다. 따라서, 전도성 미립자가 예를 들어 대전부에서 이탈하는 결과로서 감소하거나 균일한 대전성을 촉진하는 전도성 미립자의 능력이 열화한 경우라도 전도성 미립자가 대전부에 연속하여 공급되기를 계속한다. 따라서, 장치가 장기간에 걸치는 반복하여 사용됨에 있어서도 잠상 담지체상의 대전성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 양호한 균일 대전이 안정적으로 유지될 수 있다.

현상제에 첨가하는 전도성 미립자의 입경이 잠상 담지체의 대전성 촉진 효과 및 현상 동시 세정능에 어떠한 영향을 주는지에 대한 본 발명자들의 연구에 따르면, 전도성 미립자중 입경이 매우 작은 것 (예를 들면 약 O.1 ㎛ 이하의 것)은 토너 입자 표면에 강하게 부착되는 경향이 있어서 현상 공정에서 잠상 담지체 상의 비화상부에 전도성 미립자를 충분히 공급할 수가 없다. 또한, 전사 공정에서도 토너 입자 표면으로부터 전도성 미립자가 유리되지 않는다. 따라서, 전사후 잠상 담지체 상에 전도성 미립자를 적극적으로 (의도적으로) 잔류시킬 수 없고, 대전부에 전도성 미립자를 적극적으로 (의도적으로) 공급할 수 없다. 따라서, 잠상 담지체의 대전성을 향상시키는 효과가 얻어질 수 없고, 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착되거나 혼입된 경우에는 잠상 담지체의 대전성 저하에 의한 화상 불량이 생길 수 있다.

또한, 현상 동시 세정 공정에 있어서도, 잠상 담지체 상으로 전도성 미립자를 공급할 수 없기 때문에, 잠상 담지체 상에 공급되었다고 해도 전도성 미립자의입경이 지나치게 작기 때문에 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 향상시키는 효과가 얻어질 수 없다. 따라서, 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 또는 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수 없다.

또한, 전도성 미립자중 입경이 지나치게 큰 것 (예를 들어, 약 4 ㎛ 이상의 것)은 대전부에 공급되더라도 입경이 크기 때문에 전도성 미립자가 대전 부재로부터 이탈하는 경향이 있다. 이로 인해, 안정적으로 충분한 입자수로 전도성 미립자를 대전부에 개재시키기를 계속하는 것이 어려워져 잠상 담지체의 균일한 대전을 촉진할 수 없다. 더욱이, 단위 중량당의 전도성 미립자의 입자수가 감소하기 때문에, 잠상 담지체의 균일한 대전 촉진 효과를 충분히 얻어지기에 충분히 큰 수로 전도성 미립자를 대전부에 개재시키기 위해 전도성 미립자를 현상제에 다량으로 가하는 것이 불가피해진다 (대전부에서 잠상 담지체와 전도성 미립자의 접촉점 수를 많이하므로써 잠상 담지체의 균일한 대전을 촉진하는 효과가 커질 수 있기 때문에 대전부에 개재하는 전도성 미립자의 입자수가 많은 것이 요구된다). 그러나, 너무 큰 양으로 전도성 미립자를 첨가하면 현상제 전체로서의 마찰대전능 또는 현상성을 저하시켜 화상 농도 저하 또는 토너 비산을 초래한다. 또한, 전도성 미립자의 입경이 크기 때문에, 현상 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서의 효과가 충분히는 얻어질 수 없다. 전사 잔류 토너 입자의 회수를 향상시키기 위해서 전도성 미립자의 잠상 담지체 상에서의 존재량을 지나치게 크게 하면, 입경이 크기 때문에 잠상 형성 공정에의 악영향, 예를 들면 화상 노광을 차단하는 것에 의한 화상 결함을 초래할 수 있다.

본 발명자들은 전도성 미립자의 입경의 연구로부터 또한 실제 현상제의 거동에 직접 관여하는 외첨제를 함유하는 현상제의 입도 분포의 연구로 진행시켰다. 그 후, 광범위한 연구의 결과로서 본 발명에 이르렀다.

더욱 구체적으로, 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 1차 입자의 수 평균 입경이 4 내지 80 nm인 무기 미분말 및 전도성 미립자를 적어도 갖고, 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 60 개수％ 함유하고, 또한 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 70 개수％ 함유하는 것으로 구성된다. 이는 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 대전 불량을 유효하게 방지할 수 있고, 직접 주입 대전에서의 잠상 담지체 상의 균일한 대전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 현상 동시 세정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수를 향상시킬 수 있고, 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 및 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수가 있다.

보다 상세히 설명하면, 본 발명에서 현상제가 갖는 1차 입자의 수 평균 입경이 4 내지 80 nm인 무기 미분말은 토너 입자 표면에 부착하여 토너 입자와 함께 거동하여 현상제의 유동성을 개선시키고 토너 입자의 마찰대전성을 균일화시킨다. 따라서, 토너 입자의 전사성을 향상시킬 수 있고, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재와 소량으로 혼입될 수 있고, 잠상 담지체의 대전성 저하를 방지할 수 있고, 현상 공정에서 전사 잔류 토너 입자가 회수될 때 임의의 부하를 저감할 수 있다.

이 무기 미분말은 토너 입자 표면에 부착하여 토너 입자와 함께 거동하고, 1차 입자의 수 평균 입경이 4 내지 80 nm 만큼 작다. 토너 입자에 부착되어 있는 상태에서, 1차 입자의 입경을 가지며 심지어 응집체로서도 O.1 ㎛ 이하의 입경을 갖는다. 따라서, 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 개수 기준의 입도 분포에 실질적으로 영향을 주지 않는다.

이와 대조적으로, 본 발명에서 현상제가 갖는 전도성 미립자는 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준 입도 분포에서 입경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만인 입자 15 내지 60 개수％로 현상제의 혼입에 기여한다. 보다 구체적으로는, 본 발명에서 현상제가 갖는 전도성 미립자는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 갖는 것으로 사용되고, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 상기 범위에 들어가는 양으로 현상제중에 함유되도록 상기 전도성 미립자를 현상제중에 혼입시키는 것에 의해, 상기 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명자들의 연구에 따르면, 1.00 ㎛ 내지 2.OO ㎛ 미만의 입경 범위의 전도성 미립자가 현상제중에 존재하는 특징이 접촉 대전에 있어서 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착되거나 혼입되는 경우 초래되는 잠상 담지체의 대전 불량을 방지하고, 직접 주입 대전에 있어서 잠상 담지체의 균일한 대전성을 향상시키고, 현상 동시 세정을 사용한 화상 형성 방법에 있어서의 대전 불량 및 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는데 있어 효과가 큰 것이 드디어 판명되었다. 또한, 전도성 미립자의 입경이 현상 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서의 효과에 크게 관여하여 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서 최적인 전도성 미립자의 입경 범위가 존재하고, 특히 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입경을 갖는 전도성 미립자의 함유량 (개수％)가 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서 효과에 깊게 관여하는 것이 드디어 판명되었다.

1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 전도성 미립자의 입자는 토너 입자 표면에 강하게 부착하기 어려울 수 있고, 현상 공정에서 잠상 담지체 상의 비화상부에까지 충분히 공급되어 전사 공정에서 토너 입자 표면에서 적극적으로 유리된 후 전사후의 화상 보유면을 지나서 양호한 효율로 대전부에 공급된다. 또한, 대전부에서 균일하게 분산된 상태로 개재될 수 있는 상기 전도성 미립자는 잠상 담지체의 대전 촉진 효과가 높고, 대전부에 안정적으로 보유된다. 따라서, 화상 형성 장치가 장기간에 걸쳐 반복하여 사용됨에 있어서도 잠상 담지체의 대전성의 저하를 방지할 수 있고, 양호한 균일 대전이 안정적으로 유지된다. 또한, 현상 동시 세정 화상 형성 방법에서와 같이 전사 잔류 토너 입자에 의한 대전 부재가 불가피하게 오염되는 경우라도 잠상 담지체 상의 대전성의 저하를 방지할 수가 있다. 또한, 전도성 미립자가 전사후 잠상 보유면으로 효율있게 공급되어 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서 특히 우수한 효과를 발휘할 수 있기 때문에, 현상 동시 세정 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 15 내지 60 개수％인 것을 특징으로 한다. 상기 입경 측정 범위에서의 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량을 상기 범위내로 조절하므로써 대전 공정에서 잠상 담지체 상의 균일한 대전성의 향상을 달성할 수 있다. 또한, 전도성 미립자를 적절한 양으로 대전부에 안정적으로 존재시킬 수 있기 때문에, 후속적인 노광 공정에서 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 과도하게 존재하는 것에 의한 임의의 노광 불량을 방지할 수가 있다.

1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 현상제중에 상기 범위보다도 낮게 너무 적은 양으로 함유되는 경우, 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 충분히 향상시킬 수 없고, 현상 동시 세정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과가 충분히 얻어질 수 없다. 또한, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 현상제중에 상기 범위보다도 너무 많은 양으로 함유되는 경우, 과잉의 전도성 미립자가 대전부에 공급되고, 따라서 대전부에 완전하게 보유되지 않는 임의의 전도성 미립자가 노광 광을 차광하는 정도로 잠상 담지체 상에 배출되어 노광 불량에 의한 화상 결함을 초래하거나 또는 비산하여 기계 내를 오염하는 등의 어려움을 현저히 크게 초래하는 경향이 있을 수 있다.

본 발명에 사용되는 현상제에서, 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에 있어서 입경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입자의 함유량은 바람직하게는 20 내지 50 개수％, 더욱 바람직하게는 20 내지 45 개수％일 수 있다. 상기 입자의 함유량을 이 범위내로 조절하므로써 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 보다 향상시키고, 또한 현상 동시 세정 화상 형성 방법에 있어서 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과가 보다높아진다. 더욱이, 전도성 미립자가 대전부에 과잉으로 공급되는 것을 방지할 수 있고 대전부에 완전하게 보유되지 않는 임의의 전도성 미립자가 다량으로 잠상 담지체상으로 배출되는 경우 초래되는 노광 불량에 의한 화상 결함의 발생을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 현상제에 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 60 개수％ 혼입시키기 위해서는, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 현상제중에 상기 범위내에 드는 양으로 함유되도록 이 전도성 미립자를 현상제중에 혼입시킬 수 있다. 그러나, 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자는 상기 전도성 미립자에만 한정되는 것은 아니다. 대신에, 토너 입자 또는 현상제에 첨가되는 다른 입자가 함유될 수 있다.

본 발명에 사용되는 현상제에 함유되는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자는 공지된 제조 방법에 의해서 얻을 수 있다. 토너 제조 방법 및 제조 조건 (예를 들면, 토너의 평균 입경 및 미분쇄법에 의해서 제조되는 경우의 미분쇄 조건)에 따라 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 토너 입자 양이 변화한다. 그러나, 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 토너 입자에 기인하는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 1O 개수％를 초과하는 경우, 1.OO ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 토너 입자가 갖는 마찰대전성이 평균 입경 부근의 입경을 갖는 임의의 토너입자가 갖는 마찰대전성과 크게 상이할 수 있다. 따라서, 넓은 마찰대전 분포가 초래될 수 있어서 현상성이 저하되는 경향이 있다.

즉, 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 전도성 미립자에 기인하는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입자를 5 내지 60 개수％ 함유하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 70 개수％ 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 현상제에 있어서, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자는 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상하여 현상제상을 형성하고 이 현상제상을 전사재에 전사하므로써 전사재 상에 현상제상을 형성하기 위해서 소정량으로 존재해야 한다. 또한, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자에는 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상에 입자를 정전적으로 부착하여 정전 잠상을 충실히 현상제상으로서 현상하는데 알맞은 마찰대전성을 갖게 할 수 있다.

3.00 ㎛ 미만의 입경의 입자는 지나친 대전을 보유하거나 또는 과도한 마찰대전 전하를 감쇠시킬 수 있어 안정된 마찰대전성을 갖게 하는 것이 곤란하여 진다. 따라서, 그러한 입자는 잠상 담지체 상의 정전 잠상이 없는 부분 (화상의 흰 바탕부에 상응함)에 다량으로 부착되는 경향이 있어서 충실히 정전 잠상을 현상제상으로서 현상하는 것이 곤란하다. 또한, 3.00 ㎛ 미만의 입경을 갖는 상기 입자는 표면에 요철을 갖는 전사재 (예를 들면, 섬유로 인해 표면에 요철을 갖는 종이)에 대하여는 양호한 전사성을 유지하는 것이 곤란하여져서 전사 잔류 토너 입자가 증가한다. 따라서, 전사 잔류 토너 입자가 잠상 담지체에 다량 부착된 상태로 잠상 담지체가 대전 공정으로 올 수 있다. 더욱이, 접촉 대전 부재에 다량의 전사 잔류 토너 입자가 부착 또는 혼입될 수 있고, 따라서 잠상 담지체의 대전이 저해되어 전도성 미립자를 통해 접촉 대전 부재가 잠상 담지체와 긴밀한 접촉성을 갖는 것으로 잠상 담지체의 대전성을 높이는 본 발명의 효과를 저해하는 경향이 있을 수 있다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 입경이 작아짐에 따라, 현상 공정에서 전사 잔류 토너 입자에 작용하는 기계적, 정전적 및 자성 토너의 경우 자기 회수력이 작아지고, 따라서 전사 잔류 토너 입자와 잠상 담지체 사이의 부착력이 상대적으로 커져 현상 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 및 포그 등의 화상 결함을 생기게 하는 경향이 있을 수 있다.

또한, 8.96 ㎛ 이상의 입경의 입자는 충분히 높은 마찰대전성을 갖게 하는 것이 곤란하다. 일반적으로, 현상제의 입경이 클수록 얻어지는 생성된 현상제상의 해상도가 낮아진다. 그러나, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량이 소정의 범위가 되게 전도성 미립자를 혼입시킨 본 발명의 현상제에서, 현상제는 다량으로 전도성 미립자를 함유하고, 특히 입경이 큰 토너 입자의 마찰대전량이 보다 낮아지는 경향이 있다. 8.96 ㎛ 이상의 입경의 입자는 정전 잠상을 충실히 현상제상으로서 현상하는데 충분히 높은 마찰대전성을 갖게 하는 것이 곤란해져 양호한 해상도를 갖는 현상제상을 얻는 것이 보다 곤란하여진다.

따라서, 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량을 상기 범위로 하므로써 정전 잠상을 충실히 현상제상으로서 현상하는데 알맞은 마찰대전성을 갖게 하는 토너 입자를 보장할 수 있다. 따라서, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량이 소정의 범위가 되게 전도성 미립자를 혼입시킨 본 발명의 현상제를 사용하여 고 화상 농도 및 우수한 해상도를 갖는 화상을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 현상제중의 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 상기 범위보다도 지나치게 적은 경우에는 정전 잠상을 충실히 현상제상으로서 현상하는데 알맞은 마찰대전성을 갖는 토너 입자를 보장하는 것이 곤란해진다. 따라서, 얻어지는 화상은 많은 포그, 낮은 화상 농도 또는 낮은 해상도를 가질 수 있다.

또한, 현상제중의 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 상기 범위보다도 지나치게 많은 경우는 상술한 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량을 본 발명에 있어서 규정하는 범위내로 조절하는 것이 곤란하여진다. 또한, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위내에 있다고 해도, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량에 대하여 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 상대적으로 부족하다. 따라서, 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 충분히 향상시킬 수 없고, 현상 동시 세정에서의 전사잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과가 충분히 얻어질 수 없다.

본 발명의 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에 있어서 입경이 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량은 바람직하게는 20 내지 65 개수％, 보다 바람직하게는 25 내지 60 개수％일 수 있다. 상기 입자의 함유량을 이 범위내로 조절하므로써 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 보다 향상시키고 또한 현상 동시 세정 화상 형성 방법에 있어서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과를 보다 높이고, 또한 고 화상 농도, 적은 포그 및 우수한 해상도를 갖는 화상을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 정전 잠상을 충실히 현상제상으로서 현상하는데 알맞은 마찰대전성을 갖게 하는 토너 입자를 보장하고, 고 화상 농도, 적은 포그 및 우수한 해상도를 갖는 화상을 얻기 위해서, 본 발명에서 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 70 개수％ 함유한다. 따라서, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량은 바람직하게는 토너 입자에 기인할 수 있다. 그러나, 현상제중의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자는 토너 입자에만 한정되는 것은 아니다. 대신에, 전도성 미립자 또는 현상제에 첨가되는 다른 입자가 함유될 수 있다.

본 발명의 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 8.96 ㎛ 이상의 입경을 갖는 입자를 0 내지 20 개수％ 함유하는 것이 바람직할 수 있다.

상술한 바와 같이, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위가 되게 전도성 미립자를 혼입시킨 본 발명에 사용되는 현상제에서, 현상제는 전도성 미립자의 입자를 다량으로 함유하여 8.96 ㎛ 이상의 입경의 입자에 정전 잠상을 충실히 현상제상으로서 현상하는데 충분히 높은 마찰대전성을 갖게 하는 것이 곤란하여진다. 이러한 상기 입경 측정 범위에서의 8.96 ㎛ 이상의 입자가 현상제중에 상기 범위보다도 지나치게 많이 함유되어 있는 경우는, 현상제 전체로서 정전 잠상을 충실히 현상제상으로서 현상하는데 충분히 높은 마찰대전성을 갖게 하는 것이 곤란해진다. 따라서, 얻어지는 화상의 해상성이 낮아지는 경향이 있다.

또한, 입경이 8.96 ㎛ 이상의 입자는 토너 입자 표면에서 국소적으로 높은 마찰대전 전하를 보유하는 경향이 있다. 이러한 부위에 전도성 미립자가 부착되면, 전도성 미립자가 토너 입자로부터 유리되지 않고서 토너 입자와 함께 거동할 수 있어서 전사후의 잠상 담지체상으로 공급되는 전도성 미립자가 감소하는 경향이 있다.

따라서, 대전부에 전도성 미립자가 개재되는 것에 의한 잠상 담지체의 대전 촉진 효과가 몇몇 경우에 충분히는 얻어지지 않을 수 있다. 또한, 전사후의 잠상 담지체상에 공급되는 전도성 미립자가 감소하는 경향이 있기 때문에, 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 향상시키는 효과가 몇몇 경우에 얻어지지 않을 수 있다.

더욱이, 입경이 큰 토너 입자가 전사 잔류 토너 입자로서 대전부에 운반되는 경우, 접촉 대전 부재의 잠상 담지체에의 접촉성을 손상하여 잠상 담지체의 대전 불량을 초래하는 경향이 있을 수 있다. 즉, 전도성 미립자를 통해 접촉 대전 부재가 잠상 담지체와 긴밀한 접촉성을 갖기 때문에 잠상 담지체의 균일한 대전성을 향상시키는 본 발명의 효과가 몇몇 경우에 얻어지지 않을 수 있다. 또한, 입경이 큰 임의의 전사 잔류 토너 입자를 현상 공정에서 회수하려고 하는 경우에도, 입경이 큰 상기 전사 잔류 토너 입자가 회수되지 않아서 화상 결함이 생기거나 또는 잠상 형성 공정에서 노광을 차단하여 몇몇 경우에 화상 결함을 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명의 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 8.96 ㎛ 이상의 입경을 갖는 입자를 바람직하게는 0 내지 10 개수％, 보다 바람직하게, 0 내지 7 개수％ 함유할 수 있다. 상기 입자의 함유량을 이 범위내로 조절하므로써, 고 화상 농도, 적은 포그 및 우수한 해상도를 갖는 화상을 형성할 수 있다. 또한, 이는 전도성 미립자를 통해 접촉 대전 부재가 잠상 담지체와 긴밀한 접촉성을 갖기 때문에 잠상 담지체의 균일한 대전성을 향상시키는데 있어서 보다 유리하고, 현상에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량 및 잠상 형성 공정에서의 노광의 차광으로 인한 화상 결함의 발생을 억제하는데에 있어서 유리하다.

또한, 본 발명에서 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량을 A 개수％, 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량을 B 개수％로 한 경우, 바람직하게는 A> B의 관계를 만족할 수 있다. 본 발명에서 현상제는 더욱 바람직하게는 A> 2B의 관계를 만족할 수 있다.

더욱 구체적으로, 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 B 개수％는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 A 개수％보다도 적은 것이 바람직할 수 있다. 본 발명에서 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 개수 기준의 입도 분포가 상기 관계를 만족하는 경우, 대전부에서 전도성 미립자가 균일하게 분산된 상태로 개재될 수가 있고, 양호한 균일한 대전성이 달성될 수 있다.

상기 A 및 B가 A> B의 관계를 만족하지 않은 경우에는, 대전부에 개재된 전도성 미립자의 균일한 분산성이 저하할 수 있거나 또는 전도성 미립자가 접촉 대전 부재에 불량하게 보유될 수 있어서, 잠상 담지체의 대전 균일화 효과가 저하되는 경향이 있다. 또한, 전도성 미립자가 대전부로 불량하게 공급될 수 있어서, 장기간에 걸쳐 반복하여 사용한 결과 잠상 담지체의 대전 촉진 효과가 저하될 수 있고 잠상 담지체가 불안정하게 대전되는 경향이 있다. 또한, 상기 A> B의 관계가 성립하지 않은 경우에는 전사성이 비교적 낮은 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 보다 다량으로 대전부에 공급되어 보유된다. 따라서, 전도성 미립자의 대전부에서의 보유성이 상대적으로 저하될 수 있고, 화상 형성 방법을 장기간에 걸쳐 반복하여 사용하는 동안 잠상 담지체의 균일한 대전이 저해될 수 있다. 또한, 전사 잔류 토너 입자중의 토너 입자의 미립자가 증가할 수 있고, 이는 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 저하시켜 포지티브 고스트 및 포그를 초래하는 경향이 있을수 있다.

즉, 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자중의 전도성 미립자는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입경을 갖는 전도성 미립자보다도, 대전부에 전도성 미립자가 개재되기 때문에 얻어질 수 있는 대전 촉진 효과가 대폭 뒤떨어진다. 또한, 전자는 후자보다도 전사 잔류 토너 입자의 현상에서의 회수성 향상 효과에도 뒤떨어진다. 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자중의 토너 입자는 마찰대전성이 불안정하고, 따라서 포그를 초래하는 경향이 있고 또한 낮은 전사성을 갖는 경향이 있다. 따라서, 보다 많은 전사 잔류 토너 입자가 대전부에 공급되는 것이 되어 잠상 담지체의 균일한 대전을 저해하는 경향이 있다. 또한, 전사 잔류 토너 입자가 증가할 수 있고 전사 잔류 토너 입자가 불안정한 마찰대전성을 갖기 때문에, 현상에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하되는 경향이 있다. 따라서, 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입경을 갖는 입자의 함유량이 적은 것이 바람직할 수 있다. 더욱 구체적으로, 현상제의 입도 분포 전체에 있어서 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입경을 갖는 입자의 함유 비율이 적은 것이 바람직할 수 있다.

이러한 관점으로부터, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 A 개수％가 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 B 개수％보다도 많은 것이 바람직할 수 있다. 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 A 개수％가 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 B 개수％의 2배보다도 큰 것이 보다 바람직할 수 있다.

또한, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량을 C 개수％로 할 때, 이 C 개수％가 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 B 개수％의 2배보다도 큰 것이 바람직하고, 3배보다도 큰 것이 더욱 바람직할 수 있다.

0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 2.00 ㎛ 내지 3.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량 B 개수％는 바람직하게는 20 개수％ 이하, 보다 바람직하게는 10％ 이하이고, 특히 바람직하게는 5％ 이하일 수 있다.

또한, 본 발명에서 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 하기 수학식 2로 표시되는 개수 분포 (개수 기준 입도 분포)의 변동 계수 K_n이 바람직하게는 5내지 40일 수 있다.

식 중, S_n은 3.00 ㎛ 내지 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 개수 분포의 표준 편차를 나타내고, D₁은 3.00 ㎛ 내지 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 개수 기준의 평균 원 상당 직경(㎛)을 나타낸다.

상기 변동 계수 K_n을 5 내지 40으로 조절하므로써 토너 입자와 전도성 미립자와의 균일한 혼합성을 달성할 수 있고, 전도성 미립자가 잠상 담지체 상으로 보다 균일하게 공급될 수 있다. 이로 인해, 잠상 담지체의 대전 균일화 효과를 보다 개선시킬 수 있다. 또한, 토너 입자의 대전량 분포가 날카롭게 될 수 있고, 포그를 초래하는 토너 입자 및 전사 잔류 토너 입자가 감소할 수 있고, 따라서 잠상 담지체의 대전 저해를 보다 안정적으로 억제할 수 있다. 또한, 현상 공정에서의 전사 잔류 토너 입자를 보다 안정적으로 회수할 수 있고, 따라서 회수 불량에 기인하는 임의의 화상 결함을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 토너 입자의 대전량 분포를 더욱 날카롭게 만들기 위해서는 상기 변동 계수 K_n이 5 내지 30인 것이 보다 바람직할 수 있다.

또한, 본 발명에서 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 부피 기준의 입도 분포로부터 결정되는 중량 평균 입경 (D₄)이 바람직하게는 4 내지 10 ㎛일 수 있고, 3.00 ㎛ 내지 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서 하기 수학식 3으로 표시되는 부피 기준의 입도 분포의 변동 계수 K_v가 10 내지 30인 것이 바람직할 수 있다.

식 중, S_v는 3.00 ㎛ 내지 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 부피 분포의 표준 편차를 나타내고, D₄는 3.00 ㎛ 내지 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 부피 기준의 부피 평균 입경 (㎛)을 나타낸다.

상기 부피 기준의 입도 분포의 변동 계수 K_v가 10 내지 30인 한, 현상제의 3.00 ㎛ 내지 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 토너 입자의 대전량 분포가 날카롭게 될 수 있고, 포그를 초래하는 토너 입자 및 전사 잔류 토너 입자가 감소할 수 있어서 보다 안정적으로 잠상 담지체의 대전 저해를 억제할 수 있다. 또한, 현상 동시 세정 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 향상시킬 수 있고, 따라서 회수 불량에 의해 초래된 임의의 화상 결함을 유효하게 방지할 수 있다. 따라서, 상기 변동 계수 K_v는 10 내지 25인 것이 바람직할 수 있다.

상기 변동 계수 K_n또는 K_v가 상기 범위보다도 지나치게 작은 경우에는, 토너입자의 제조가 어렵게된다. 상기 변동 계수 K_n또는 K_v가 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 토너 입자와 무기 미분말 및 전도성 미분말과의 균일한 혼합성이 얻어지기 어렵고, 잠상 담지체의 안정한 대전 촉진 효과가 얻어지기 어렵다. 또한, 현상제 전체로서의 대전량 분포가 넓어져, 화상 농도의 저하, 포그의 증가 등에 의한 화질 저하를 유발한다. 게다가, 전사 잔류 토너 입자량이 증가되어 대전성을 저해할 수 있고 현상 동시 세정 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수율이 감소할 수 있다. 상기 변동 계수 K_v를 15 내지 30으로 조절하므로써, 현상제의 3.00 ㎛ 이상 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 토너 입자의 대전량 분포가 좁아질 수 있고, 포그의 원인이 되는 토너 입자 및 전사 잔류 토너 입자가 더욱 감소할 수있으므로, 잠상 담지체의 대전이 저해되는 것을 보다 안정적으로 억제할 수 있다. 또한, 현상 동시 세정 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 높일 수 있기 때문에, 회수 불량에 의한 임의의 화상 결함을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 변동 계수 K_v는 더욱 바람직하게는 15 내지 25일 수 있다.

본 발명의 현상제는 더욱 바람직하게는 하기 수학식 1로 나타낸 0.970 미만의 원형도 (평균 원형도)를 가질 수 있다.

<수학식 1>

식중, L₀는 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내며, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.

현상제가 0.970 이상의 평균 원형도를 갖는다면, 외첨제가 토너 입자의 표면에 보유되기 어렵게 되므로 대전이 불균일하게 되어 포그를 형성하기 쉬워진다. 또한, 내구 사용중 현상제의 교반 및 온도의 상승으로 인해 임의의 외첨제가 토너 입자 표면에 매립될 수 있으므로 토너 입자 표면이 현저하게 열화되어 내구성 등에 문제를 일으킨다.

본 발명의 현상제는 3.00 ㎛ 이상 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서 하기 수학식 4에 따라 0.045 이하의 원형도 분포의 표준 편차 SD를 갖는 것이 바람직할 수 있다.

식중, a_i는 3.00 ㎛ 이상 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 각각의 입자의 원형도를 나타내고, a_m은 3.00 ㎛ 이상 15.04 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 입자의 평균 원형도를 나타내며, n은 3.00 ㎛ 이상 15.04 ㎛ 미만의 입경을 갖는 모든 입자의 수를 나타낸다.

현상제가 0.045 이하의 원형도 분포의 표준 편차 SD를 갖는다면, 토너 입자로부터의 전도성 미립자의 유리성이 안정화될 수 있고, 전도성 미립자는 더욱 안정하게 잠상 담지체로 공급될 수 있다. 따라서, 잠상 담지체의 대전이 저해되지 않고 더욱 안정하게 유지될 수 있고, 현상 및 세정을 수행하는 공정 (즉, 현상-세정 공정)에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 더욱 안정화될 수 있다.

본 발명에 있어서, 현상제의 입경, 입도 분포 및 원형도 분포는 플로우식 입상 분석 장치 FPIA-1000 (도아 이요우 덴시사 (Toa Iyou Denshi K.K.) 제조)로 측정된 원-상당 직경을 "입경"이라 정의하여, 입경 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 개수 기준 입도 분포 및 원형도 분포를 사용하여 측정한 값이다.

플로우식 입자상 분석 장치에 의한 측정은 다음과 같이 수행된다: 필터를 통해 미세 먼지를 제거하고, 그 결과 10³cm³중에 측정 범위 (예를 들어 원-상당 직경이 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만)의 입자 수가 20 개 이하로 한 물 10 ml 중에희석한 계면활성제 (바람직하게는 알킬벤젠술포네이트를 미세 먼지를 제거한 물로 약 1/10으로 희석하여 제조한 것)을 수 방울 적가하였다. 생성된 분산액에, 특정 시료를 적당량 (예를 들어 0.5 내지 20 mg) 첨가하여, 초음파 호모게나이저 (출력: 50 W; 6 mm 직경의 스텝형 칩)로 3 분간 분산 처리하고, 측정 시료의 입자 농도를 7,000 내지 10,000 입자 /10^-3cm³(측정되는 원-상당 입경 범위의 입자에 대해)로 조절하여 시료 분산액을 제조하였다. 시료 분산액을 사용하여, 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만의 원-상당 입경을 갖는 입자의 입도 분포 및 원형도 분포를 측정하였다.

도아 이요우 덴시사 발행의 FPIA-1000 (1995년 6월호)의 카탈로그, 측정 장치의 조작 매뉴얼 및 일본 특허 공개 8-136439호 공보에 측정값이 요약되어 있으며, 다음과 같다.

시료 분산액은 편평하고 투명한 플로우셀 (두께 약 200 ㎛)의 유로 (흐름 방향에 따라 넓어짐)를 통과시킨다. 플로우셀의 두께에 대해 교차하여 통과하는 광로를 형성하도록 스트로브와 CCD (전하 결합 소자) 카메라가 플로우셀에 대하여 서로 반대측에 위치하도록 장착된다. 시료 분산액이 흐르는 도중, 스트로브광이 플로우셀을 흐르고 있는 입자상을 얻기 위해서 1/30 초 간격으로 조사되어 각각의 입자는 플로우셀에 평행인 일정 범위를 갖는 2차원 화상으로서 촬영된다. 각각의 입자의 2차원 화상의 면적으로부터, 이 2차원 화상의 면적과 동일한 면적을 갖는 원의 직경을 원-상당 직경으로서 계산한다.

각각의 입자의 원주 길이는 각각의 입자의 2차원 화상으로부터 측정되며, 2차원 화상의 면적과 동일한 면적을 갖는 원의 원주의 비율을 계산하여 원형도 분포를 구한다.

결과 (입도 분포 및 원형도 분포의 빈도 ％ 및 누적 ％)는 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 0.06 ㎛ 내지 400 ㎛ 범위를 (1 옥타브에 대해 30 채널로 분할된) 226 채널로 분할하여 얻을 수 있다. 실제 측정에서, 입자는 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만의 원-상당 입경의 범위에서 측정된다.

하기 표 1에서, 각각의 입경 범위 중 상한값은 상한값 자체를 포함하지 않으므로, "미만"을 나타내는 것을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 측정 장치 "FPIA-1000"은 각각의 입자의 원형도를 계산한 후 평균 원형도를 계산할 때, 입자를 0.40 내지 1.00을 61 분할한 군으로 나눠, 분할점의 중심값과 빈도를 사용하여 평균 원형도를 계산하는 계산법을 도입한다. 그러나, 이 계산법으로 계산된 평균 원형도의 값과 각각의 입자의 원형도의 산수 평균에 의해 계산되는 평균 원형도와의 오차는 매우 적고, 실질적으로는 무시할 수 있는 정도의 것이다. 따라서, 본 발명에서는 예를 들어 계산 시간을 단축시키고 계산을 위한 연산식을 단순화시키기는 것과 같이 데이터 취급의 이유로 그러한 계산법이 사용될 수도 있다.

본 발명의 현상제는 바람직하게는 0.1 내지 10 ㎛의 입경을 갖는 전도성 미립자를, 토너 입자 100 개에 대해 5 내지 500 개의 입자의 수로 함유할 수 있다. 0.1 내지 10 ㎛의 입경을 갖는 전도성 미립자의 입자는 토너 입자로부터 유리하여 거동하기 쉽고, 접촉된 대전 부재에 균일하게 부착하여 안정하게 유지된다. 따라서, 전도성 미립자의 입자가 입경 0.1 내지 10 ㎛의 전도성 미립자의 입자를 토너 입자 100 개에 대해 5 내지 500 개를 가지므로, 잠상 담지체로의 전도성 미립자의 공급은 현상 공정 및 전사 공정 중에 더욱 촉진되고, 잠상 담지체의 대전성은 더욱 안정하게 균일화될 수 있다. 또한, 현상제가 입경 0.1 내지 10 ㎛의 전도성 미립자의 입자를 토너 입자 100 개에 대해 5 내지 500 개를 가지므로, 현상 동시 세정 공정에 있어서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 안정화될 수 있다.

본 발명의 현상제에 있어서, 입경 0.1 내지 10 ㎛의 전도성 미립자의 입자가 토너 입자 100 개당 5 개 미만의 경우에는, 전도성 미립자에 기인하는 1.00 ㎛ 이상 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 5 내지 60 개수％ 함유시키는 것이 어렵다. 일부의 경우에 있어서, 상술한 1.00 ㎛ 이상 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 60 개수％ 함유하는 것에 의한 잠상 담지체의 대전 촉진 효과 및 현상 동시 세정에 있어서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성 향상 효과 등의 본 발명의 효과가 현저히 감소한다.

한편, 본 발명의 현상제에 있어서, 입경 0.1 내지 10 ㎛의 전도성 미립자의 입자가 토너 입자 100 개당 500 개보다 훨씬 많으면, 토너 입자에 대한 전도성 미립자의 비율이 너무 높기 때문에, 토너 입자의 마찰대전을 저해하여, 현상제로서의 현상성 및 전사성을 저하시켜, 화상 농도의 저하, 포그의 증가, 전사 잔류 토너 입자의 증가에 의한 균일한 대전성의 저하 및 현상 동시 세정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량의 발생을 유발하기 쉽게 된다.

이러한 관점에서, 현상제는 입경 0.1 내지 10 ㎛의 전도성 미립자의 입자를 토너 입자 100 개당 5 내지 300 개, 더욱 바람직하게는 10 내지 200 개 함유할 수 있다.

본 발명의 현상제 중 토너 입자 100 개당 0.1 내지 10 ㎛의 전도성 미립자의 수는, 이하와 같이 측정하므로써 얻어지는 값이다. 즉, i) 주사 전자 현미경에 의해 확대한 현상제의 사진과, 주사 전자 현미경에 부속시킨 XMA (X-선 마이크로 분석기) 등의 원소 분석 수단에 의해서 전도성 미립자가 함유하는 원소로 맵핑된 현상제의 추가의 사진을 대조하고, ii) 토너 입자 100 개에 대하여, 토너 입자 표면에 부착 또는 유리하여 존재하는 전도성 미립자를 특정하고, iii) 특정된 전도성 미립자 가운데 화상 처리 장치(예를 들어 히타치사 (Hitachi Ltd.) 제조 FE-SEMS-800로부터, 3,000 내지 10,000 배로 확대한 화상 정보를 인터페이스를 통해, 예를 들면 니레코사 (Nireko Co.) 제조 화상 분석 장치 LUZEX-III에 도입하고 해석함)에 의해서 얻어지는 원-상당 직경 0.1 내지 10 ㎛의 전도성 미립자의 입자 수를 계수하여 얻어지는 값이다.

본 발명의 현상제에 있어서, 전도성 미립자의 함량은 바람직하게는 현상제 전체의 0.1 내지 10 중량％일 수 있다. 전도성 미립자의 함량을 상기 범위로 조절하므로써, 잠상 담지체의 대전을 촉진하기 위한 적절한 양의 전도성 미립자를 대전부에 공급할 수가 있으며, 현상 동시 세정에 있어서 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 개선하기 위해 필요한 양의 전도성 미립자를 잠상 담지체 상에 공급할 수 있다.

현상제의 전도성 미립자의 함유량이 상기 범위보다 너무 작은 경우에는, 대전부에 공급되는 전도성 미립자량이 부족하기 쉬워져 잠상 담지체가 안정된 대전 촉진 효과를 얻기 어렵다. 이 경우, 현상 동시 세정을 사용하는 화상 형성에 있어서도, 현상시에 전사 잔류 토너 입자와 동시에 잠상 담지체 상에 존재하는 전도성 미립자가 부족하기 쉽고, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 충분하지 않게 된다.

현상제의 전도성 미립자의 함량이 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 과잉의 전도성 미립자가 대전부에 공급되기 쉬워지고, 따라서 대전부에 완전하게 유지되지 않는 임의의 전도성 미립자가 다량으로 잠상 담지체 상에 배출되어 노광 불량을 유발하기 쉽게 된다. 또한, 이는 토너 입자의 마찰대전성을 저하시키거나 저해하며, 또는 화상 농도 저하나 포그의 증가의 원인이 될 수 있다.

이러한 관점에서, 현상제 중 전도성 미립자의 함량은 0.1 내지 10 중량％, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 5 중량％일 수 있다.

또한, 전도성 미립자의 저항은 잠상 담지체의 대전 촉진 효과 및 전사 잔류 토너 입자 회수성의 향상 효과를 현상제에 제공하기 위해서, 10⁹Ω·cm 이하인 것이 바람직하다. 전도성 미립자의 저항이 상기 범위보다도 지나치게 크면, 전도성 미립자를 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉 영역 또는 그 근방의 대전 영역에 개재시켜, 전도성 미립자를 통하여 잠상 담지체로의 접촉 대전 부재의 친밀한 접촉성을 유지시키더라도, 우수하고 균일한 대전성을 얻기 위한 잠상 담지체의 대전 촉진 효과가 작을 수 있다. 현상 동시 세정에 있어서도, 전도성 미립자가 전사 잔류 토너 입자와 동일한 극성의 전하를 갖기 쉽게 된다. 전도성 미립자의 전하가 전사 잔류 토너 입자와 동일한 극성하에 커지는 경우, 전사 잔류 토너 입자 회수성의 향상 효과가 현저하게 저하한다.

전도성 미립자에 의한 잠상 담지체의 대전 촉진 효과를 충분히 얻고 잠상 담지체가 우수하며 균일한 대전성을 안정적으로 얻기 위해서는, 전도성 미립자의 저항이 접촉 대전 부재의 표면부 또는 잠상 담지체와의 접촉 영역의 저항보다도 작은 것이 바람직하고, 이 접촉 대전 부재의 저항의 1/100 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 전도성 미립자의 저항은 10⁶Ω·cm 이하일 수 있으며, 이는 절연성의 전사 잔류 토너 입자의 접촉 대전 부재에의 부착 또는 혼입에 의한 임의의 대전 저해를 극복하고 잠상 담지체를 보다 양호하고 균일하게 대전시키고 현상 동시 세정에 있어서 전사 잔류 토너 입자의 회수성의 향상 효과를 보다 안정적으로 얻는 데에 있어서 바람직하다. 이 전도성 미립자의 저항은 바람직하게는 10⁰내지 10⁵Ω·cm일 수 있다.

본 발명에 있어서, 전도성 미립자의 저항은 정제법에 의해 측정하여 정규화하여 결정할 수 있다. 더욱 구체적으로, 바닥 면적 2.26 cm²의 원통 내에 약 0.5 g의 분말 시료를 넣었다. 이어서 분말 시료의 상하로 배치된 상하 전극 사이에 147 N (15 kg)의 압력을 가하면서 동시에 100 V의 전압을 인가하여 저항치를 측정하였다. 이어서 측정값을 정규화하여 비저항 (고유 저항)을 계산하였다.

또한, 전도성 미립자는 투명, 백색 또는 담색의 전도성 미립자일 수 있다. 이는 전사재에 전사되는 전도성 미립자가 포그로서 눈에 띄지 않기 때문에 바람직하다. 잠상 형성 공정에서의 노광을 저해하는 것을 방지하는 관점으로부터도, 전도성 미립자는 투명, 백색 또는 담색의 전도성 미립자인 것이 바람직하다. 또한, 전도성 미립자는 이 정전 잠상을 형성하는 상노광 광에 대한 투과율이 30 ％ 이상인 것이 바람직하다. 이 투과율은 35 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

이하, 전도성 미립자의 광 투과율의 측정 방법의 일례를 표시한다. 한 면에 접착층을 갖는 투명한 필름의 접착층에 전도성 미립자를 한층으로 고정한 상태로 투과율을 측정한다. 광은 필름에 대해 수직 방향으로 인가된다. 필름 배면까지 투과한 광을 집광하여 그 광량을 측정한다. 필름만을 사용한 경우와 전도성 미립자를 필름에 부착한 경우의 광량의 차에 기초하여, 순수한 광량으로서의 광투과율을 계산하였다. 실제로는, X-Rite사 제조 310T 투과형 농도계를 사용하여 광투과율을 측정할 수 있다.

또한, 전도성 미립자는 비자성인 것이 바람직하다. 전도성 미립자가 비자성이므로, 투명, 백색 또는 담색의 전도성 미립자를 쉽게 얻을 수 있다. 반대로, 자성을 갖는 전도성 재료는 투명, 백색 또는 담색으로 하는 것이 어렵다. 또한, 현상제 담지를 위해 자기력에 의한 현상제의 반송 및 유지를 행하는 화상 형성법에 있어서는, 자성을 갖는 전도성 미립자는 거의 현상에 참여하지 않을 수 있다. 따라서, 잠상 담지체로의 전도성 미립자의 공급이 부족하거나, 현상제 담지체 표면에 전도성 미립자가 축적되므로써 토너 입자의 현상을 방해하는 등의 어려움을 유발하기 쉽다. 게다가, 자성 토너 입자에 자성을 갖는 전도성 미립자를 첨가하면, 자기적 응집력에 의해 토너 입자로부터 전도성 미립자가 유리되는 경향이 있어, 전도성 미립자의 잠상 담지체로의 공급성이 저하되기 쉽다.

본 발명에 있어서의 전도성 미립자로서는, 예를 들면 카본 블랙 및 그라파이트 등의 탄소 미분말; 구리, 금, 은, 알루미늄, 니켈 등의 금속 미분말; 산화 아연, 산화 티탄, 산화 주석, 산화 알루미늄, 산화 인듐, 산화 규소, 산화 마그네슘, 산화 바륨, 산화 몰리브덴, 산화 철, 산화 텅스텐 등의 금속 산화물 분말; 황화 몰리브덴, 황화 카드뮴, 티탄산 칼륨 등의 금속 화합물 분말 및 이들의 복합 산화물 등을 임의로 입경 및 입도 분포를 조절하여 사용할 수 있다.

이중에서도 전도성 미립자는 산화 아연, 산화 주석, 산화 티탄으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 적어도 표면에 산화 아연, 산화 주석, 산화 티탄 등의 무기 산화물을 갖는 미립자가 특히 바람직하다. 이러한 산화물은 전도성 미립자로서 저항을 낮게 설정하는 것이 가능하고, 비자성이고, 백색 또는 담색이며 전도성 미립자가 포그로서 눈에 띄지 않기 때문에 바람직하다.

또한, 전도성 미립자가 전도성 무기 산화물로 이루어지거나 전도성 무기 산화물을 함유하는 경우에는, 저항치를 조절하는 등의 목적으로, 상기 전도성 무기 산화물의 주 금속 원소와는 상이한 안티몬, 알루미늄 등의 원소를 함유시킨 금속 산화물이나, 전도성 재료를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 알루미늄을 함유하는 산화 아연, 안티몬을 함유하는 산화 주석 미립자, 및 산화 티탄, 황산 바륨 또는 붕산 알루미늄의 표면을 안티몬을 함유하는 산화 주석으로 처리하여 얻어지는 미립자 등이다. 전도성 무기 산화물에 안티몬 또는 알루미늄 등의 원소를 바람직하게는 0.05 내지 20 중량％, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 10 중량％, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량％의 양으로 혼입시킬 수 있다.

또한, 상기 전도성 무기 산화물을 산소 결손형으로 한 전도성 무기 산화물도 바람직하게 사용할 수 있다.

산화 주석 또는 안티몬으로 처리된 시판의 전도성 산화 티탄 미립자로는, 예를 들면 EC-300 (티탄 고교사 (Titan Kogyo K.K.) 제조), ET-300, HJ-1 및 Hl-2 (이상 이시하라산교사 (Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) 제조) 및 W-P (미쯔비시마테리알사 (Mitsubish Material Co., Ltd) 제조) 등을 들 수 있다.

시판중인 안티몬 도핑의 전도성 산화 주석으로는, 예를 들면 T-1 (미츠비시마테리알사) 및 N-100P (이시하라산교사) 등을 들 수 있다. 또한 시판의 산화 주석 입자로는 SH-S (니혼 가가꾸 산교사 (Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) 제조)등을 들 수 있다.

특히 바람직한 것으로는, 알루미늄을 함유하는 산화 아연 등의 금속 산화물,산소 결손형의 산화 아연, 산화 주석, 산화 티탄 등의 금속 산화물, 및 이들을 적어도 표면에 갖는 미립자를 들 수 있다.

또한, 전도성 미립자의 부피 평균 입경은 0.1 내지 10 ㎛ 인 것이 바람직하다. 전도성 미립자의 부피 평균 입경이 상기 범위보다도 지나치게 작으면 현상성의 저하를 방지하기 위해서 전도성 미립자의 현상제에 대한 함량을 작게 설정해야만 한다. 전도성 미립자의 함량을 너무 작게 설정하면, 전도성 미립자의 유효량을 확보할 수 없다. 따라서 대전 공정에서 절연성 전사 잔류 토너 입자의 부착 및 혼입에 의한 접촉 대전 부재로의 임의의 대전 저해를 극복하고 잠상 담지체의 대전을 양호하게 행하게 하는데 충분한 양의 임의의 전도성 미립자를, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체 사이의 접촉 영역 또는 그 근방의 대전 영역에 개재시킬 수 없다. 이러한 관점에서, 전도성 미립자의 부피 평균 입경은 0.1 ㎛ 이상, 바람직하게는 0.15 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.2 ㎛ 이상이다.

또한, 전도성 미립자의 부피 평균 입경이 상기 범위보다도 지나치게 크면, 접촉 대전 부재로부터 탈락한 임의의 전도성 미립자가, 정전 잠상을 형성하는 노광 광을 차광 또는 비산시키기 때문에, 정전 잠상에 결함이 생겨 화상의 품질을 바람직하지 않게 저하시키는 경우가 있다. 또한, 전도성 미립자의 부피 평균 입경이 상기 범위보다도 지나치게 크면, 단위 중량당 전도성 미립자의 입자수가 감소하기 때문에, 전사 잔류 토너 입자의 회수성 향상이 충분히 얻어질 수 없다. 또한, 전도성 미립자의 입자수가 감소하기 때문에, 접촉 대전 부재로부터의 전도성 미립자의 탈락 등에 의한 접촉 대전 부재 및 그 근방에 개재하는 전도성 미립자의 감소,열화를 고려하면, 전도성 미립자를 접촉 대전 부재와 잠상 담지체 사이의 접촉 영역 또는 그 근방의 대전 영역에 연속 공급을 계속하기 위해서, 또한, 접촉 대전 부재가 전도성 미립자를 통해 잠상 담지체와의 친밀한 접촉성을 유지하여 우수하며 균일한 대전성을 안정적으로 얻기 위해서는, 현상제에 대한 전도성 미립자의 함유량을 크게 설정해야 한다. 그러나, 전도성 미립자의 함유량을 지나치게 크게 설정하면, 특히 고습 환경 하에서의 전체 현상제의 대전성, 현상성을 저하시켜, 화상 농도 저하나 토너 비산을 유발한다. 이러한 관점에서, 전도성 미립자의 부피 평균 입경은 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5 ㎛ 이하인 것이 가장 바람직하다.

전도성 미립자의 부피 평균 입경 및 입도 분포의 측정법을 예시한다. 코울터 일렉트로닉사 (Coulter Electronics Inc.) 제조, 모델 LS-230 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 액체 모듈을 부착하였다. 0.04 내지 2,000 ㎛의 입경을 측정 범위로 하여, 얻어지는 부피 기준의 입도 분포로부터 전도성 미립자의 부피 평균 입경을 계산한다. 측정 순서로서는, 순수한 물 10 cc에 미량의 계면활성제를 첨가하고, 이것에 전도성 미립자의 시료 10 mg을 가하여, 초음파 분산기 (초음파 호모게나이저)로 10 분간 분산시킨 후, 측정 시간 90 초, 측정 횟수 1 회로 측정한다.

토너 또는 현상제로부터의 측정에 있어서는, 순수한 물 100 g에 미량의 계면활성제를 첨가하고 2 내지 10 g의 토너를 가하여, 초음파 분산기 (초음파 호모게나이저)로 10 분간 분산시킨 후, 원심분리기 등에 의해, 토너 입자와 전도성 미립자를 분리한다. 자성 토너 또는 현상제의 경우는 자석을 사용할 수도 있다. 분리한 전도성 미립자의 분산액을 측정 시간 90 초, 측정 횟수 1 회로 측정한다.

본 발명에 있어서, 전도성 미립자의 입경 및 입도 분포의 조정 방법으로서는, 전도성 미립자의 1차 입자가 제조될 때 원하는 입경 및 입도 분포가 얻어지도록 제조법, 제조 조건을 설정하는 방법 외에도 1차 입자의 작은 입자를 응집시키는 방법, 1차 입자의 큰 입자를 분쇄하는 방법 또는 분쇄하는 방법을 사용할 수 있다. 다른 사용 가능한 방법으로는 원하는 입경 및 입도 분포를 갖는 기재 입자의 표면의 일부 또는 전부에 전도성 입자를 부착 또는 고정시키는 방법, 원하는 입경 및 입도 분포를 갖는 입자에 전도성 성분이 분산된 형태를 갖는 전도성 미립자를 사용하는 방법 등도 가능하다. 이러한 임의의 방법들을 조합하여 전도성 미립자의 입경 및 입도 분포를 조정하는 것도 가능하다.

전도성 미립자의 입자가 응집체로서 형성되어 있는 경우의 입경은, 그 응집체로서의 평균 입경으로서 정의된다. 전도성 미립자는 아무 문제 없이 1차 입자의 상태로 존재하는 것뿐만 아니라 2차 입자의 응집 상태로 존재할 수 있다. 어떠한 응집 상태인가에 관계없이 응집체로서 접촉 대전 부재와 잠상 담지체 사이의 접촉 영역 또는 그 근방의 대전 영역에 개재되고, 대전 보조 또는 촉진의 기능을 실현할 수 있으면 그 형태는 문제되지 않는다.

본 발명의 현상제는 상기한 바와 같이 1차 입자의 수 평균 입경이 4 내지 80 nm인 무기 미분말을 더 포함한다. 무기 미분말의 1차 입자의 수 평균 입경이 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우, 또는 상기 범위의 입경을 갖는 무기 미분말이 첨가되어 있지 않은 경우에는, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착하였을 때에 접촉 대전 부재에 고착하기 쉽게 되어, 잠상 담지체가 우수하며 균일한 대전성을 안정적으로 얻는 것이 어렵게 된다. 또한, 전도성 미립자를 현상제 중의 토너 입자에 대하여 균일하게 분산시키는 것이 어려워져, 전도성 미립자의 잠상 담지체로의 불균일한 공급을 유발하기 쉽다. 접촉 대전 부재에 이러한 불균일한 공급이 발생한 경우에는 전도성 미립자의 공급이 부족한 부분에 대응한 잠상 담지체의 대전 불량이 발생하여 화상 결함을 유발하기 쉽다. 또한, 현상 동시 세정시에 있어 잠상 담지체로의 전도성 미립자의 개재량이 불균일한 경우에는, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 일시적 또는 부분적으로 저하하는 것에 의한 회수 불량이 일어날 수 있다. 게다가, 현상제가 양호한 유동성을 전혀 얻을 수 없고, 토너 입자로의 마찰대전이 불균일하게 된다. 따라서, 포그의 증대, 화상 농도의 저하, 토너 비산 등의 문제가 생기기 쉽다.

무기 미분말의 1차 입자의 수 평균 입경이 4 nm보다 작은 경우에는, 무기 미분말의 응집성이 강해져, 1차 입자가 아니고 붕해 처리에 의해서도 분해되기 어려운 강고한 응집성을 갖는 입도 분포가 넓은 응집체로서 거동하기 쉽게 된다. 이는 무기 미분말 응집체의 현상에 의한 화상 결손, 및 잠상 담지체, 현상제 담지체 또는 접촉 대전 부재의 긁힘 등에 의한 화상 결함을 유발하는 경향이 있다.

이러한 관점에서, 무기 미분말의 1차 입자의 수 평균 입경은 6 내지 50 nm 인 것이 보다 바람직하고, 8 내지 35 nm 인 것이 더욱 바람직하다.

즉, 본 발명에 있어서, 상기 1차 입자의 평균 입경을 갖는 무기 미분말은 토너 입자의 표면에 부착시키는 것으로 현상제의 유동성을 개선하고, 토너 입자의 마찰대전을 균일화하기 위해서 첨가될 뿐만이 아니라, 전도성 미립자를 현상제 중에토너 입자에 대하여 균일하게 분산시켜, 잠상 담지체 상에 균일하게 전도성 미립자를 공급하게 하는 효과도 갖는다.

본 발명에 있어서, 무기 미분말의 1차 입자의 수 평균 입경은 이하의 방법에 의해 측정하므로써 얻어지는 값이다. 즉, 주사 전자 현미경에 의해 확대 촬영한 현상제의 사진과, 추가로 주사 전자 현미경에 부착시킨 XMA (X-선 마이크로 분석기) 등의 원소 분석 수단에 의해서 무기 미분말이 함유하는 원소로 맵핑된 현상제의 사진을 대조하여, 토너 입자 표면에 부착 또는 유리하여 존재하고 있는 무기 미분말의 1차 입자를 100 개 이상 측정하여, 수 평균 입경을 결정한다.

또한, 본 발명에 있어서 무기 미분말은, 1차 입자의 수 평균 입경 4 내지 80 nm의 실리카, 티타니아, 알루미나로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 실리카 미분말로서는 규소 할로겐화물의 증기상 산화에 의해 생성된 소위 건식법 또는 발연 실리카로 지칭되는 실리카 미분말, 및 워터 글래스 등으로부터 제조되는 소위 습식 실리카의 실리카 미분말의 모두가 사용 가능하다. 표면 및 실리카 미분말의 내부에 있는 실란올기가 적고, Na₂O, SO₃ ^-등의 제조 잔류물을 적게 남기는 건식 실리카 쪽이 바람직하다. 또한 건식 실리카에 있어서는, 제조 공정에서 예를 들면, 염화알루미늄, 염화티탄 등 다른 금속 할로겐 화합물을 규소 할로겐화물과 같이 사용하므로써, 실리카와 다른 금속 산화물의 복합 미분말을 얻는 것도 가능하다. 실리카 미분말은 이들도 포함한다.

또한, 본 발명에 있어서 무기 미분말은, 소수화 처리되어 있는 것이 바람직하다. 무기 미분말의 소수화 처리는 무기 미분말의 고습 환경에서의 대전성의 저하를 방지하고, 무기 미분말이 표면에 부착한 토너 입자의 마찰대전량의 환경 안정성을 향상시킨다. 이는 현상제로서 요구되는 화상 농도, 포그 등의 현상성의 환경 안정성을 보다 높일 수 있다. 무기 미분말의 대전성, 및 무기 미분말이 표면에 부착한 토너 입자의 마찰대전량의 환경에 의한 변동이 억제되므로, 전도성 미립자가 토너 입자로부터 유리하여 쉽게 변동하는 것을 방지할 수 있고, 전도성 미립자의 잠상 담지체로의 공급량을 안정화하여, 잠상 담지체의 대전성 및 전사 잔류 토너 입자 회수성의 환경 안정성을 높일 수 있다.

소수화 처리의 처리제로서는 실리콘 바니시, 각종 변성 실리콘 바니시, 실리콘 오일, 각종 변성 실리콘 오일, 실란 화합물, 실란 커플링제, 기타 유기 규소 화합물 및 유기 티탄 화합물와 같은 처리제를 단독으로 또는 병용하여 처리해도 좋다. 그 중에서도, 무기 미분말은 실리콘 오일로 처리되어 있는 것이 특히 바람직하다.

상기 실리콘 오일은 25 ℃에서의 점도가 바람직하게는 10 내지 200,000 mm²/s, 더욱 바람직하게는 3,000 내지 80,000 mm²/s이다. 실리콘 오일의 점도가 상기 범위보다도 지나치게 작은 경우에는, 무기 미분말의 처리에 안정성이 없고, 처리한 실리콘 오일이 열 및 기계적인 응력에 의해 이탈, 전이 또는 열화하여 화질이 열화하는 경향이 있다. 또한, 점도가 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 무기 미분말의 균일한 처리가 어렵게되는 경향이 있다.

사용되는 실리콘 오일로서는, 예를 들면 디메틸실리콘 오일, 메틸페닐실리콘 오일, α-메틸스티렌 변성 실리콘 오일, 크로로페닐실리콘 오일, 불소 변성 실리콘 오일 등이 특히 바람직하다.

실리콘 오일로 무기 미분말을 처리하는 방법으로서는, 예를 들면 실란 화합물로 처리된 무기 미분말과 실리콘 오일을 헨쉘 믹서 등의 혼합기를 사용하여 직접 혼합하거나 무기 미분말에 실리콘 오일을 분무하는 방법을 사용할 수 있다. 별법으로서, 적당한 용매에 실리콘 오일을 용해 또는 분산시키고 무기 미분말을 가하여 혼합하고 용매를 제거하는 방법을 사용할 수 있다. 무기 미분말의 응집체의 생성이 비교적 적다는 관점에서, 분무기를 사용하는 방법이 보다 바람직하다.

실리콘 오일은 무기 미분말 100 중량부에 대해 1 내지 23 중량부, 바람직하게는 5 내지 20 중량부를 처리에 사용할 수 있다. 실리콘 오일의 양이 상기 범위보다도 지나치게 적으면 무기 미분말의 양호한 소수성이 얻어지지 않고, 지나치게 많으면 포그 발생 등의 문제점이 생기는 경향이 있다.

또한, 본 발명에 있어서 무기 미분말은 적어도 실란 화합물로 처리함과 동시에, 또는 그 후에 실리콘 오일로 처리되어 있는 것이 바람직하다. 무기 미분말의 처리에 실란 화합물을 사용하는 것이, 실리콘 오일의 무기 미분말에의 부착성을 높여, 무기 미분말의 소수성 및 대전성을 균일화하는 데에 있어서 특히 바람직하다.

무기 미분말의 처리 방법으로서는, 예를 들면 제 1 단 반응으로서 무기 미분말에 실릴화 반응을 행하여 실란올기를 화학적 커플링에 의해 소실시킨 후, 제 2 단 반응으로서 실리콘 오일에 의해 입자 표면에 소수성의 박막을 형성할 수 있다.

본 발명의 현상제 중 무기 미분말의 함량이 현상제 전체의 0.1 내지 3.0 중량％인 것이 바람직하다. 무기 미분말의 함량이 상기 범위보다 지나치게 적은 경우에는, 무기 미분말을 첨가하는 것의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 또한 상기 범위보다 지나치게 많은 경우에는, 토너 입자에 대하여 과량의 무기 미분말이 전도성 미립자를 피복하여, 전도성 미립자가 저항이 높은 경우와 마찬가지인 거동을 나타낼 수 있고, 잠상 담지체 상으로의 전도성 미립자의 공급성의 저하, 대전 촉진 효과의 저하, 전사 잔류 토너 입자의 회수성의 저하 등의 본 발명의 효과를 손실하게 된다. 무기 미분말의 함유량은, 현상제 전체의 0.3 내지 2.0 중량％인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량％이다.

본 발명에 사용되는 1차 입자의 수 평균 입경이 4 내지 80 nm인 무기 미분말은, BET 법으로 측정한 질소 흡착에 의한 비표면적이 20 내지 250 m²/g인 것이 바람직하고, 40 내지 200 m²/g인 것이 보다 바람직하다. 비표면적은 BET 법에 따라서, 비표면적 측정 장치 AUTOSOBE 1 (유아사 이오닉스사 (Yuasa Ionics Co.) 제조)를 사용하여 시료 표면에 질소 가스를 흡착시켜, BET 다점법을 사용하여 계산할 수 있다.

본 발명에 있어서, 토너 입자는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 착색된 수지 입자이다. 토너 입자의 저항은 10¹⁰Ω·cm 이상인 것이 바람직하고 10¹²Ω·cm 이상인 것이 보다 바람직하다. 토너 입자가 실질적으로 절연성을 표시하지 않으면, 현상성과 전사성을 동시에 달성하는 것이 어렵다. 또한, 현상 전계에 의한 토너 입자로의 전하의 주입이 생기기 쉬워져서 현상제의 대전을 저해하여 포그를 생성한다.

본 발명에 사용되는 토너 입자가 함유하는 결합제 수지의 종류로서는, 예를 들면, 스티렌계수지, 스티렌계 공중합 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 페놀 수지, 천연 수지 변성 페놀 수지, 천연 수지 변성 말레산 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 푸란 수지, 에폭시 수지, 크실렌 수지, 폴리비닐부티랄, 테르펜수지, 쿠마론인덴 수지, 석유계 수지 등이 사용 가능하다.

스티렌계 공중합체의 스티렌 단량체에 공중합 가능한 공단량체로서는, 예를 들면, 비닐톨루엔 등의 스티렌 유도체; 아크릴산 또는 아크릴레이트, 예컨대 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산도데실, 아크릴산옥틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산페닐; 메타크릴산 또는 메타크릴레이트, 예컨대 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산옥틸; 말레산 또는 말레산부틸, 말레산메틸, 말레산디메틸 등과 같은 이중 결합을 갖는 디카르복실산 또는 그의 에스테르; 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 부타디엔; 염화비닐; 아세트산비닐, 벤조산비닐; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등과 같은 에틸렌계 올레핀류 예를 들면, 비닐메틸케톤 및 비닐헥실케톤 등과 같은 비닐케톤류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 비닐이소부틸에테르 등과 같은 비닐에테르류를 들 수 있다. 임의의 이들 비닐계 단량체가 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.

여기에서, 가교제로서는 주로 2 개 이상의 중합 가능한 이중 결합을 갖는 화합물이 사용될 수 있으며, 예를 들어 디비닐벤젠 및 디비닐나프탈렌 등과 같은 방향족 디비닐 화합물; 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 및 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 등과 같은 이중 결합을 2 개 갖는 카르복실산에스테르; 디비닐아닐린, 디비닐에테르, 디비닐술피드, 디비닐술폰 등의 디비닐 화합물; 및 3 개 이상의 비닐기를 갖는 화합물이 단독 또는 혼합물로서 사용된다.

결합제 수지의 유리 전이 온도 (Tg)는 50 내지 70 ℃인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 상기 범위보다도 지나치게 낮은 경우에는 현상제의 보존성이 저하하고, 너무 높은 경우에는 불량한 정착성을 가질 수 있다.

본 발명에 사용되는 현상제는 바람직하게는 시차 열 분석기 (시차 주사 열량계 DSC)를 사용하여 작성한 DSC 차트의 흡열 곡선에서, 70 ℃ 이상 120 ℃ 미만의 온도 범위 내의 최대 흡열 피크를 가질 수 있다. 현상제가 상기 온도 범위에서 최대 흡열 피크를 갖기 위해서는 토너 입자에 왁스 성분이 혼입되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 토너 입자에 함유되는 왁스로서는, 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체, 미소 결정성 왁스, 파라핀 왁스 및 피셔-트롭시 왁스의 지방족 탄화수소계 왁스; 산화 폴리에틸렌 왁스 등의 지방족 탄화수소계 왁스의 산화물; 또는 이들의 블록 공중합체; 카르나우바 왁스 및 몬타네이트 왁스 등의 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 왁스류; 탈산 카르나우바 왁스 등의 지방산 에스테르류를 일부 또는 전부를 탈산화한 것 등을 들 수 있다. 또한, 팔미트산, 스테아르산, 몬탄산, 또는 더욱 장쇄의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬카르복실산류 등의 포화 직쇄 지방산류; 브라시드산, 엘레오스테아르산, 파리나르산 등의 불포화 지방산류; 스테아릴 알코올, 아랄킬 알코올, 베헤닐 알코올, 카르나우빌 알코올, 세릴 알코올, 멜리실 알코올 및 더욱 장쇄의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬알코올류 등의 포화 알코올류; 소르비톨 등의 다가 알코올류; 리놀산아미드, 올레산아미드, 라우르산아미드 등의 지방산 아미드류; 메틸렌비스(스테아르산아미드), 에틸렌비스(카프르산아미드), 에틸렌비스(라우르산아미드) 및 헥사메틸렌비스(스테아르산아미드) 등의 포화 지방산 비스아미드류; 에틸렌비스(올레산아미드), 헥사메틸렌비스(올레산아미드), N,N'-디올레일아디프산아미드 및 N,N'-디올레일세박산아미드 등의 불포화 지방산 아미드류; m-크실렌비스스테아르산아미드 및 N,N'-디스테아릴이소프탈산아미드 등의 방향족계 비스아미드류; 스테아르산칼슘, 라우르산칼슘, 스테아르산아연 및 스테아르산마그네슘 등의 지방산 금속염 (금속비누라고 지칭되는 것); 지방족 탄화수소계 왁스에 스티렌이나 아크릴산 등의 비닐계 단량체를 사용하여 그래프트화시켜 수득한 왁스류; 베헨산 모노글리세라이드 등의 지방산과 다가 알코올의 부분 에스테르화물; 식물성 지방 및 오일의 수소 첨가 등에 의해서 얻어지는 히드록실기를 갖는 메틸에스테르화 생성물 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 왁스를 결합제 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.5 내지 20 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부의 범위에서 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 토너 입자가 함유하는 착색제로서는, 카본 블랙, 램프 블랙, 철흑, 군청, 니그로신 염료, 아닐린 블루, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 한자 옐로우 G, 로다민 6G, 칼코오일 블루, 크롬 옐로우, 퀴나크리돈, 벤지딘 옐로우, 로즈벤갈, 트리아릴메탄계 염료, 모노아조 및 디스아조계 염료 등의 종래 공지의 착색제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 현상제는, 자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도가 10 내지 40 Am²/kg 인 자성 현상제인 것이 바람직하다. 현상제의 자화 강도는 20 내지 35 Am²/kg 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서 자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도를 규정하는 이유는 이하와 같다. 통상, 자성체의 자기 특성을 나타내는 양으로서는 자기 포화에 있어서의 자화 강도 (포화 자화)가 사용된다. 그러나 본 발명에 있어서 중요한 것은 화상 형성 장치 내에서 실제로 자성 현상제에 작용하는 자장에서의 자성 현상제의 자화 강도이다. 화상 형성 장치에 자성 현상제가 사용되는 경우, 자성 현상제에 작용하는 자장은 시판되어 있는 대부분의 화상 형성 장치에 있어서 수십 내지 백수십 kA/m이다. 따라서, 화상 형성 장치 내에서 실제로 자성 현상제에 작용하는 자장의 대표적인 값으로서 자장 79.6 kA/m (1,000 오르스테드)를 선택하고, 자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도를 규정하였다.

자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도가 상기 범위보다 지나치게 작은 경우에는,자기력에 의해 현상제를 수송하는 것이 어려워져, 현상제 담지체에 균일하게 현상제를 담지시키는 것이 불가능하게 된다. 또한, 자기력에 의해 현상제를 수송하는 경우에는, 1성분계 자성 현상제의 이삭서기 (rise of ears)를 균일하게 형성할 수 없기 때문에, 전도성 미립자의 잠상 담지체로의 공급성이 저하하고 전사 잔류 토너 입자의 회수성도 저하한다.

자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도가 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 토너 입자의 자기 응집성이 높아져, 전도성 미립자의 현상제 중에서의 균일한 분산 및 잠상 담지체로의 공급이 어려워져, 본 발명의 효과인 잠상 담지체의 대전 촉진 효과 및 전사 잔류 토너 입자의 토너 회수성 촉진 효과가 손상된다.

이러한 자성 현상제를 얻는 수단으로서, 토너 입자에 자성체를 함유시킨다. 현상제를 자성 현상제로 하기 위해 토너 입자에 함유시키는 자성체로서는, 마그네타이트, 마그헤마타이트 및 페라이트 등의 자성 산화철, 철, 코발트 및 니켈 등의 금속 또는 이러한 금속과 알루미늄, 코발트, 구리, 납, 마그네슘, 주석, 아연, 안티몬, 베릴륨, 비스무스, 카드뮴, 칼슘, 망간, 셀레늄, 티탄, 텅스텐, 바나듐 등의 금속의 합금 및 그 혼합물을 들 수 있다.

이러한 자성체의 자기 특성으로서는, 자장 795.8 kA/m 인가하에 포화 자화가 10 내지 200 Am²/kg, 잔류 자화가 1 내지 100 Am²/kg, 항자력이 1 내지 30 kA/m 인 것이 바람직하게 사용된다. 이러한 자성체는 결합제 수지 100 중량부에 대하여, 20 내지 200 중량부로 사용될 수 있다. 이러한 자성체 중에서도 마그네타이트를주로 함유하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서 자성 현상제의 자화 강도는, 진동형 자력계 VSMP-1-10 (도에이 고교사 (Toei Kogyo K.K.) 제조)를 사용하고, 외부 자장 79.6 kA/m에서 측정할 수 있다. 또한, 자성체의 자기 특성은, 25 ℃의 실온에서 외부 자장 796 kA/m하에 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 현상제는 149 ㎛ 메쉬의 체를 통과하고 74 ㎛ 메쉬의 체를 통과하지 않는 (149 ㎛ 메쉬-통과 및 74 ㎛ 메쉬-비통과) 입경의 구형 철 분말에 대한 마찰대전량이 절대치로 20 내지 100 mC/kg 인 것이 바람직하다. 현상제의 마찰대전량이 절대치로 상기 범위보다도 지나치게 작은 경우에는, 토너 입자의 전사성이 저하하여 전사 잔류 토너 입자가 증대하기 때문에, 잠상 담지체의 대전성이 저하하기 쉽고, 전사 잔류 토너 입자의 회수의 부하가 커져 회수 불량을 일으키기 쉽게 된다. 현상제의 마찰대전량이 절대치로 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 현상제의 정전적 응집성이 높아져, 전도성 미립자의 현상제 중에서의 균일한 분산 및 잠상 담지체로의 공급이 어려워져, 본 발명의 효과인 잠상 담지체의 대전 촉진 효과 및 전사 잔류 토너 입자의 토너 회수성 촉진 효과가 손상된다.

특히 자성 현상제의 경우에는, 현상제가 자기 응집성을 더불어 갖기 때문에 정전적 응집성을 보다 억제하는 것이 필요하다. 따라서, 자성 현상제의 149 ㎛ 메쉬-통과 및 74 ㎛ 메쉬-비통과의 철 분말에 대한 마찰대전량은 절대치로 25 내지 50 mC/kg인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 현상제의 마찰대전량의 측정법을 도면을 참조하여 상술한다. 도 4는 본 발명에 사용된 현상제의 마찰대전량을 측정하는 장치를 도시한 것이다. 23 ℃ 및 상대 습도 60％의 환경하에, 우선 마찰대전량을 측정하려고 하는 현상제와 149 ㎛ 메쉬-통과 및 74 ㎛ 메쉬-비통과의 입경의 구형의 철 분말 담체 (예를 들어, 도와 테푼사 (Dowa Teppun K.K.) 제조 구형 철 분말 DSP138을 사용할 수 있음)의 중량비 5:95 (예를 들어, 현상제 0.5 g에 철 분말 담체 9.5 g)의 혼합물을 50 내지 100 ml 용량의 폴리에틸렌 제조의 병에 넣어 100 회 진탕한다. 이어서 바닥에 메쉬 31 ㎛의 전도성 스크린 (23)을 구비하는 금속제의 측정 용기 (22)에 상기 혼합물 약 0.5 g을 넣어, 금속제의 뚜껑 (24)으로 용기를 밀봉한다. 이 때의 측정 용기 (22) 전체의 중량을 칭량하여 이것을 W1 (g)로 한다. 다음에, 흡인기 (21) (적어도 측정 용기 (22)와 접하는 부분은 절연체로 제조한 것임)에 있어서, 흡인구 (27)로부터 흡인하고, 풍량 조절 밸브 (26)를 조정하므로써 진공계 (25)가 지시하는 압력을 2,450 Pa로 한다. 이 상태로 충분히 (약 1 분간) 흡인을 행하여 토너를 흡인 제거한다. 이 때의 전위계 (29)의 전위를 V (볼트)로 한다. 여기에서 (28)은 컨덴서이고 용량을 C (㎌)로 나타낸다. 또한, 흡인이 종결된 후의 측정 용기 전체의 중량을 칭량하여 W2 (g)로 한다. 이 현상제의 마찰대전량 (마찰 전기량)은 하기 수학식 5로 계산된다.

마찰대전량 (mC/kg)= (C ×V)/(W1 - W2)

본 발명에 있어서 현상제는 대전 제어제를 함유하는 것이 바람직하다. 대전 제어제 가운데, 현상제를 양대전성으로 조절하는 것으로서, 예를 들면 하기의 물질이 있다.

니그로신 및 지방산 금속염에 의한 변성물; 트리부틸벤질암모늄 1-히드록시-4-나프토술포네이트 및 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트 등의 4급 암모늄염, 및 이들의 유사체, 즉 포스포늄염 등의 오늄염 및 이들의 레이크 안료; 트리페닐메탄 염료 및 이들의 레이크 안료 (레이크화제로서는, 인 텅스텐산, 인 몰리브덴산, 인 텅스텐 몰리브덴산, 탄닌산, 라우르산, 갈산, 페리시안산 및 페로시안산이 있다); 고급 지방산의 금속염; 디부틸 산화 주석, 디옥틸 산화 주석 및 디시클로헥실 산화 주석 등의 중유기 산화 주석; 디부틸붕산염 주석, 디옥틸붕산염 주석 및 디시클로헥실붕산염 주석 등의 중유기붕산염 주석류; 구아니딘 화합물; 및 이미다졸 화합물. 이들을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 트리페닐메탄 염료 화합물 및 카운터 이온이 할로겐이 아닌 4급 암모늄염이 바람직하게 사용된다. 또한, 하기 화학식 4로 표시되는 단량체의 단독 중합체 및 상술한 스티렌, 아크릴레이트, 메타크릴레이트와 같은 중합성 단량체와의 공중합체를 플러스 대전 제어제로서 사용할 수 있다. 이 경우 이러한 대전 제어제는 (전부 또는 일부로서) 결합제 수지로서의 작용도 갖는다.

식 중, R¹, R²및 R³는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 4의 포화 탄화수소기를 나타낸다.

본 발명의 구성에 있어서, 하기 화학식 5로 나타내는 화합물은 양대전 제어제로서 특히 바람직하다.

식 중, R¹, R₂, R₃, R₄, R₅및 R₆는 동일하거나 서로 상이할 수 있고, 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환 알킬기 또는 치환 또는 비치환 아릴기를 나타낸다. R⁷, R₈및 R₉는 동일하거나 서로 상이할 수 있고, 각각 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기 또는 알콕시기를 나타낸다. A-는 술페이트 이온, 니트레이트 이온, 보레이트 이온, 포스페이트 이온, 히드라이드 이온, 오르가노술페이트 이온, 오르가노술포네이트 이온, 오르가노포스페이트 이온, 카르복실레이트 이온, 오르가노보레이트 이온 또는 테트라플루오로보레이트 이온과 같은 음이온을 나타낸다.

음성으로 대전되는 현상제를 조절할 수 있는 대전 제어제에는 다음과 같은 물질이 포함될 수 있다: 예를 들어, 모노아조 금속 착물, 아세틸릴아세톤 금속 착물, 방향족 히드록시카르복실산 및 방향족 디카르복실산 타입 금속 착물을 비롯한,유기 금속 착염 및 킬레이트 화합물이 효과적이다. 또한, 상기 대전 제어제에는 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 모노카르복실산, 방향족 폴리카르복실산 및 금속염, 무수물 또는 그의 에스테르, 및 비스페놀과 같은 페놀 유도체도 포함될 수 있다.

특히, 하기 화학식 6으로 나타낸 아조 타입 금속 착물이 바람직하다.

식 중, M은 Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn 또는 Fe를 비롯한, 배위의 중심 금속을 나타낸다. Ar은 치환체를 가질 수 있는 페닐기 또는 나프틸기로 예시되는 아릴기를 나타낸다. 이러한 경우, 상기 치환체에는 니트로기, 할로겐 원자, 카르복실기, 아닐리도기, 및 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 18의 알콕시기가 포함된다. X, X', Y 및 Y' 각각은 -O-, -CO-, -NH- 또는 -NR- (여기서, R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기임)를 나타낸다. K는 수소, 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 지방족 암모늄 이온을 나타낸다.

중심 금속으로는 Fe 또는 Cr이 특히 바람직하다. 치환체로는 할로겐 원자, 알킬기 또는 아닐리도기가 바람직하다. 짝이온으로는 수소, 암모늄 또는 지방족 암모늄 이온이 바람직하다.

또한, 하기 화학식 7로 나타내는 염기성 유기산 금속 착염은 음대전성을 부여할 수 있고 본 발명에 사용될 수 있다.

식 중, M은 Cr, Co, Ni, Mn, Fe, Zn, Al, Si, B 또는 Zr를 비롯한, 배위의 중심 금속을 나타낸다. A는 하기 식의 기를 나타내고;

(알킬기와 같은 치환체를 가질 수 있음)

(X는 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기 또는 알킬기를 나타냄)

(R은 수소 원자, 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기를 나타냄)

Y⁺는 수소, 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 지방족 암모늄을 나타내고;

Z는또는을 나타낸다.

상기 화학식 7에서, 중심 금속으로는 Fe, Al, Zn, Zr 또는 Cr이 특히 바람직하다. 치환체로는 할로겐 원자, 알킬기 또는 아닐리도기가 바람직하다. 짝이온으로는 수소, 알칼리 금속, 암모늄 또는 지방족 암모늄 이온이 바람직하다. 다양한 반대이온을 갖는 착염의 혼합물도 바람직하게 사용될 수 있다.

대전 제어제를 현상제에 혼입하는 방법으로는, 대전 제어제를 토너 입자에 내첨하는 방법 및 대전 제어제를 토너 입자에 외첨하는 방법이 있다. 사용되는 대전 제어제의 양은 결합제 수지의 타입, 임의의 다른 첨가제의 존재, 및 절대적으로 특정화될 수 없는, 분산 방식을 비롯한 토너 생산 방식에 달려 있다. 바람직하게는, 대전 제어제는 결합제 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명에 따라 토너 입자를 생성시키는 데 있어서, 상기 성분 재료들을 볼 분쇄기 또는 임의의 다른 혼합기로 철저히 혼합한 후, 수득된 혼합물을 열 롤, 혼련기 또는 압출기와 같은 열 혼련기로 잘 혼련시키고, 혼련된 생성물을 냉각시켜 고화시킨 후 제분, 분류 및 임의로 표면 처리, 예컨대, 토너 입자의 형상 조절을 수행하여 토너 입자를 얻는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

토너 입자의 형상 조절을 위한 처리로는 제분에 의해 얻어진 토너 입자를 물 또는 유기 용매에 분산시켜 이들 입자를 가열시키거나 팽윤시키는 방법, 토너 입자를 열기 흐름에 통과시키는 열 처리 방법, 및 기계적 에너지를 토너 입자에 인가하는 기계적-충격 방법을 사용할 수 있다. 기계적 충격력을 인가하는 방법으로는 호소카와 마이크론 코포레이션 (Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작된 기계융합 시스템 또는 나라 기까이 세이사꾸쇼 (Nara Kikai Seisakusho)에 의해 제작된 혼성화 시스템과 같은 장치 중에서 고속 회전 블레이드에 의한 원심력으로 주형 내벽에 토너 입자를 압착시켜 압착력 또는 마찰력과 같은 힘에 의해 기계적 충격력을 토너 입자에 부여하는 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에서, 기계적 충격을 부여하기 위한 처리를 수행할 때, 처리시의 대기 온도는 토너 입자의 유리 전이 온도 Tg 근처의 온도 (Tg + 또는 - 30℃)로 맞출 수 있다. 이것은 응집의 예방 및 생산성의 관점에서 바람직하다. 보다 바람직하게는, 열기계적 충격에 의해 구형 토너 입자를 만드는 처리는 Tg + 또는 - 20℃에서 수행할 수 있다. 이것은 전도성 미립자 기능을 효율적으로 하는 데 바람직하다.

열기계적 충격을 반복적으로 부여하므로써 구형 토너 입자를 제조하기 위한 처리 (이하, "구형화 처리")를 수행하는 방법의 예를 도 6 및 7를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 토너 제조 실시예 2 내지 4의 주어진 층에 사용된, 구형 토너 입자를 만들기 위한 처리 장치의 제작을 보여주는 도식적인 개략도이다. 도 7은 도 6에 나타낸 처리 구획 1의 제작을 보여주는 도식적인 부분 단면도이다.

구형 토너 입자를 제조하기 위한 이 처리 장치는 토너 입자를 고속 회전 블레이드에 의한 원심력에 의해 주형 내벽에 압착시킴으로써 적어도 압착력 및 마찰력에 의한 열기계적 충격을 토너 입자에 부여하는 장치이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 처리 구획 1에는 4개의 로터 (72a, 72b, 72c 및 72d)가 수직 방향으로 배열되어 있다. 이들 로터 (72a, 72b, 72c 및 72d)는 이들의 최외 모서리의 선단 속도가 100 m/초가 되도록 하는 방식으로 전기 모터 (84)에 의해 회전 구동축 (73)을 회전시킴으로써 회전한다. 여기서, 로터 (72a, 72b, 72c 및 72d)의 회전수는 예를 들어, 130s^-1이다. 그 다음, 로터 (72a, 72b, 72c 및 72d) 각각이 내부에 장착된 블레이드 (79a 내지 79d)의 회전에 의해 생성되는 공기 흐름 속도와 실질적으로 같거나 상기 공기 흐름 속도보다 더 빠른 공기 흐름 속도로 공기를 흡입하도록 흡입 송풍기 (85) (도 6 참조)를 작동시킨다. 토너 입자는 공기와 함께 공급기 (86)으로부터 호퍼 (82) 내로 흡입되고, 호퍼 내의 토너 입자는 제1 원통형 처리실 (98a)의 중심으로 들어간다. 이들 토너 입자들은 제1 원통형 처리실 (89a)에서 블레이드 (79a) 및 측벽 (77)에 의해 구형화 처리된다. 이어서, 구형화 처리된 토너 입자들은 유도판 (78a)의 중심에 있는 제1 분말 배출구 (90a)를 통해 제2 원통형 처리실 (89b)의 중심으로 들어가고, 블레이드 (79b) 및 측벽 (77)에 의해 구형화 처리된다.

제2 원통형 처리실 (89b)에서 구형화 처리된 토너 입자들은 유도판 (78b)의 중심에 있는 제2 분말 배출구 (90b)를 통해 제3 원통형 처리실 (89c)의 중심으로 들어가고, 블레이드 (79c) 및 측벽 (77)에 의해 구형화 처리된다. 또한, 이렇게처리된 토너 입자들은 유도판 (78c)의 중심에 있는 제3 분말 배출구 (90c)를 통해 제4 원통형 처리실 (89d)의 중심으로 들어가고, 블레이드 (79d) 및 측벽 (77)에 의해 구형화 처리된다. 또한, 이렇게 처리된 입자들은 유도판 (78d)의 중심에 있는 제4 분말 배출구 (90d)를 통해 전달관 (93)로 들어간다. 토너 입자들을 전달하는 공기는 제1 원통형 처리실 (89a)부터 제4 원통형 처리실 (89d)까지 통과한 후 전달관 (93), 사이클론 (91), 백 필터 (92) 및 흡입 송풍기 (85)를 통해 장치 시스템으로부터 배출된다.

원통형 처리실 (89a 내지 89d) 내로 들어간 토너 입자들은 블레이드 (79a 내지 79d) 각각에 의해 즉시 기계적 충격 작용을 받고, 측벽 (77)과 충돌하여 기계적 충격력을 받는다. 로터 (72a, 72b, 72c 및 72d) 각각에 맞춰진, 상술된 크기를 갖는 각 블레이드 (79a 내지 79d)는 로터면 상의 상부 공간에서 대류 전류를 중심에서 주변으로, 그리고 주변에서 중심으로 회전시킨다. 토너 입자들은 원통형 처리실 (89a 내지 89d)에서 정체되어 구형화 처리를 받는다. 이러한 기계적 충격력에 의해 발생되는 열로 인해, 토너 입자들은 토너 입자 표면이 토너 입자들을 구성하는 결합제 수지의 유리 전이 온도에 가깝게 가열될 때 기계적 충격력에 의해 구형으로 만들어진다. 각 원통형 처리실 (89a 내지 89d)를 통과하므로써 토너 입자들은 우수한 효율로 연속해서 구형으로 만들어진다.

토너 입자들의 구형도는, 예를 들어 구형화 처리 구획에서의 토너 입자들의 체류 시간 및 온도에 의해 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 구형도는 로터의 회전 속도 및 회전수, 블레이드의 높이, 넓이 및 수, 블레이드 주변과 측벽 사이의투명도, 및 흡입 송풍구의 흡입 공기 흐름 속도뿐만 아니라, 토너 입자들이 구형화 처리 구획으로 들어갈 때 토너 입자들의 온도, 공기 수송 토너 입자들의 온도 등에 의해 조절된다.

배치 타입 장치로는 나라 기까이 세이사쿠쇼 가부시끼가이샤에 의해 제작된, 시판되는 혼성화 시스템을 사용하는 것이 바람직한 예 중 하나이다.

제분 공정에 의해 수득된 토너 입자들의 형상을 조절하도록, 결합제 수지와 같은 토너 입자 성분 물질을 선택하고 제분시의 조건을 적절하게 조정할 수 있다. 그러나, 공기 연마기에 의해 토너 입자의 순환성을 더 높이기 위한 시도에서 생산성이 더 낮아지는 경향이 있기 때문에, 기계적 연마기를 사용하고 토너 입자들의 순환성이 더 높아질 수 있는 조건으로 맞추는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 토너 입자들의 입도 분포의 편차 계수를 낮게 유지하기 위해, 분류의 공정에서 다중-분할 분류기를 사용하는 것이 생산성 면에서 바람직하다. 또한, 토너 입자 중 임의의 초미립자를 직경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만인 입자로 축소시키기 위해, 제분 공정에서 기계적 연마기를 사용하는 것이 바람직하다.

이렇게 수득된 토너 입자에게 외첨제를 첨가한 후, 이들을 혼합기로 혼합하고, 이어서 임의로 체질한다. 이로써, 본 발명에 사용된 현상제를 제조할 수 있다.

토너 입자들이 제분 공정에 의해 생산되는 경우 사용되는 생산 장치로서 혼합기에는 헨쉘 믹서 [(Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.)에 의해 제작됨]; 수퍼 믹서 [(Kawata K.K.)에 의해 제작됨]; 리보콘 [(Ohkawara Seisakusho K.K.)에의해 제작됨]; 나우타 믹서, 터뷸라이저 및 사이클로믹스 [(Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작됨]; 스피랄 핀믹서 [(Taiheiyo Koko K.K.)에 의해 제작됨]; 및 레디지 믹서 [(Matsubo K.K.)에 의해 제작됨)이 포함될 수 있다. 혼련기에는 KRC 혼련기 [(Kurimoto Tekkosho K.K.)에 의해 제작됨]; 부스 코-혼련기 [(Buss Co.)에 의해 제작됨]; TEM-타입 압출기 [(Toshiba Machine Co., Ltd.)에 의해 제작됨]; TEX 트윈-스크류 압출기 [(Nippon Seiko K.K.)에 의해 제작됨); PCM 혼련기 [(Ikegai Tekkosho K.K.)에 의해 제작됨]; 3-롤 분쇄기, 혼합 롤 분쇄기 및 혼련기 [(Inoue Seisakusho K.K.)에 의해 제작됨]; 니이덱스 [(Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.)에 의해 제작됨]; MS-타입 압력 혼련기, 혼련기 루더 [(Moriyama Seisakusho K.K.)에 의해 제작됨]; 및 반버리 믹서 [(Kobe Seikosho K.K.)에 의해 제작됨]이 포함될 수 있다. 연마기에는 카운터 제트 분쇄기, 마이크론 제트 및 이노마이저 [(Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작됨]; IDS-타입 분쇄기 및 PJM 제트 연마 분쇄기 [(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 크로스 제트 분쇄기 [(Kurimoto Tekkosho K.K.)에 의해 제작됨]; 울맥스 [(Nisso Engineering K.K.)에 의해 제작됨]; SK 제트 O-분쇄기 [(Seishin Kigyo K.K.)에 의해 제작됨]; 크립트론 [(Kawasaki Heavy Industries, Ltd.)에 의해 제작됨]; 및 터보 분쇄기 [(Turbo Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]이 포함될 수 있다. 이들 중, 크립트론 및 터보 분쇄기와 같은 기계적 연마기를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 분류기에는 클래실, 마이크론 분류기 및 스페딕 분류기 [(Seishin Kigyo K.K.)에 의해 제작됨]; 터보 분류기 [(Nisshin Engineering K.K.)에 의해 제작됨]; 마이크론분리기, 터보프렉스 (ATP) 및 TSP 분리기 [(Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작됨]; 엘보우 제트 [(Nittestsu Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 분산 분리기 [(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 및 YM 마이크로컷트 [(Yasukawa Shoji K.K.)에 의해 제작됨]이 포함될 수 있다. 조분말 등을 체질하는 데 사용되는 체에는 울트라소닉 [(Koei Sangyo K.K.)에 의해 제작됨]; 레조나 시브 및 기로시프터 [(Tokuju Kosakusho K.K.)에 의해 제작됨]; 바이브라소닉 시스템 [(Dulton Co.)에 의해 제작됨]; 소니클린 [(Shinto Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 터보 스세정 [(Turbo Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 마이크로시프터 [(Makino Sangyo K.K.)에 의해 제작됨]; 및 순환 진동 스크린이 포함될 수 있다.

본 발명에 사용되며 다양한 성질을 부여하기 위해 현상제에 첨가하는 첨가제로는 예를 들어, 하기 첨가제가 사용될 수 있다:

(1) 마찰제로는 산화 세륨, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 산화 크롬과 같은 금속 산화물, 질화 규소와 같은 질화물, 탄화 규소와 같은 탄화물, 및 티탄산 스트론튬, 황산 칼슘, 황산 바륨 및 탄산 칼슘과 같은 금속염을 사용할 수 있다.

(2) 윤활제로는 비닐리덴 플루오라이드 및 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 불소 수지 분말, 실리콘 수지 분말, 및 스테아르산 아연 및 스테아르산 칼슘과 같은 지방산 금속염을 사용할 수 있다.

이들 첨가제 중 어떠한 것도 토너 입자 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 이들 첨가제는 단독으로 사용되거나 다수의 다른 것과 함께 사용될 수 있다.

(현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법)

본 발명의 현상제가 유익하게 사용되는 본 발명의 현상 장치 및 화상 형성 방법은 아래에 기재되어 있다. 본 발명의 프로세스 카트리지도 아래에 기재되어 있다.

본 발명의 현상 장치는 (I) 내부에 현상제를 보유하는 현상 용기, (II) 현상 용기에 보유되어 있는 현상제를 담지하고 현상 영역으로 현상제를 수송하는 현상제 담지체, 및 (III) 현상제 담지체 상에 현상제가 보유되도록 현상제의 층 두께를 조절하는 현상제층 두께 조절 부재 중 하나 이상을 갖는 현상 장치이다.

본 발명의 화상 형성 방법은 (I) 잠상 담지체를 정전 대전하는 대전 공정, (II) 대전 공정에서 대전된 잠상 담지체의 대전면 상에 정전 잠상으로서 화상 정보를 기록하는 잠상 형성 공정, (III) 현상제를 담지하며, 잠상 담지체와 대향하는 현상 영역으로 현상제를 수송하는 현상제 담지체를 포함하는 현상 장치에 의해 정전 잠상을 현상하여 현상제상으로 가시화하는 현상 공정, (IV) 현상제 상을 전사재에 전사하는 전사 공정, 및 (V) 전사재 상에 전사된 현상제상을 정착 수단으로 정착하는는 정착 공정을 포함한다. 이들 공정들을 반복하여 화상을 형성한다.

또한, 본 발명의 화상 형성 방법의 제1 형태는 접촉 대전을 사용하는 방법으로, 대전 공정은 잠상 담지체를 정전 대전하고, 대전 수단을 잠상 담지체와 접촉시키는 공정이며, 잠상 담지체는 대전 수단과 잠상 담지체와의 접촉 영역에 전도성 미립자를 함유하는 현상제가 개재된 상태로 대전 수단에 전압을 인가하므로써 대전된다.

본 발명의 화상 형성 방법의 제2 형태에서, 현상 공정은 정전 잠상을 가시화하는 동시에 현상제상이 기록 매체 전사재에 전사된 후에 잠상 담지체에 잔류하는 현상제를 회수하는 공정이다.

보다 구체적으로, 이러한 제2 형태에 따른 화상 형성 방법은 이른바 현상 동시 세정 시스템을 사용하는 방법으로, 여기서 현상 공정은 현상제상이 기록 매체 전사재에 전사된 후에 잠상 담지체에 잔류하는 현상제를 회수하는 공정로도 작용한다.

본 발명의 프로세스 카트리지는 정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체, 이 잠상 담지체를 정전 대전하기 위한 대전 수단, 및 이 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상을 본 발명의 현상제를 사용하여 현상하므로써 현상제상을 형성하는 현상 장치를 적어도 지니며, 이 현상 장치 및 잠상 담지체는 하나의 장치로서 일체로 형성되어 있고, 화상 형성 장치의 본체에 탈착가능하게 장착될 수 있도록 구성된다.

본 발명의 프로세스 카트리지의 제1 형태는 접촉 대전을 사용하는 형태인데, 대전 수단은 잠상 담지체와 접촉하고 있고, 잠상 담지체는 대전 수단과 잠상 담지체와의 접촉 영역에 전도성 미립자를 함유하는 현상제가 개재된 상태로 전압을 인가하므로써 대전된다.

본 발명의 프로세스 카트리지의 제2 형태에서, 현상 장치는 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상을, 그를 현상제상으로 가시화하는 현상제를 사용하므로써 현상함과 동시에 현상제상이 기록 매체 전사재에 전사된 후에 잠상 담지체에 잔류하는 현상제를 회수한다.

본 발명의 현상 장치는 바람직하게는 i) 잠상 담지체에 대하여 대향하여 배치된 현상제 담지체, 및 ii) 이러한 현상제 담지체 상에 현상제층을 박층으로 형성하는 현상제층 두께 조절 부재를 적어도 지니는 현상 장치일 수 있으며, 여기서 현상제는 현상제 담지체상에 형성된 현상제층으로부터 잠상 담지체로 이동하여 현상제상을 형성한다.

이하, 본 발명의 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법에 관하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 화상 형성 방법에 있어서의 대전 공정은, 대전 수단으로서 코로나 대전기 등의 비접촉형의 대전 장치, 또는 피대전체인 잠상 담지체에 롤러형 (대전 롤러), 퍼 브러쉬형, 자기 브러쉬형 또는 블레이드형 등의 전도성의 대전 부재 (접촉 대전 부재 또는 접촉 대전 장치)를 접촉시키고 이 접촉 대전 부재 (이하 "접촉 대전 부재"라고 부름)에 소정의 대전 바이어스를 인가하여 피대전체면을 소정의 극성 및 전위로 정전 대전시키는 접촉 대전 장치를 사용하여 수행한다. 본 발명에 있어서, 코로나 대전기 등의 비접촉형 대전 장치보다 오존 발생이 적고 전력 소비가 적은 것 등의 이점이 있는 접촉 대전 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자는 형성되는 화상의 패턴에 대응하는 것과, 화상이 형성되어 있지 않은 부분의 이른바 포그 토너에 기인하는 것을 포함하는 것으로 생각된다. 형성되는 화상 패턴에 대응하는 전사 잔류 토너 입자에 대한 것으로는, 현상 동시 세정에서의 완전한 회수가 곤란하다. 회수가 불충분할 경우, 회수 불량의 전사 잔류 토너 입자가 그대로 다음에 형성되는 화상에 나타나 패턴 고스트를 일으킬 수 있다. 화상 패턴에 대응하는 이러한 전사 잔류 토너 입자에 대하여, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하므로써 현상 동시 세정에서의 회수성을 대폭 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 현상 공정이 접촉 현상 공정이면, 현상제를 담지하는 현상제 담지체의 이동 속도와 이 현상제 담지체에 접촉하고 있는 잠상 담지체의 이동 속도 사이에 상대적 속도차를 설정하므로써 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하면서 동시에 전사 잔류 토너 입자를 좋은 효율로 회수할 수 있다. 그러나, 화상 형성 동안의 순간적인 전원 차단 또는 종이 걸림 시와 같이 다량의 전사 잔류 토너 입자가 잠상 담지체상에 잔류하는 경우에는, 전사 잔류 토너 입자의 패턴이 잠상 담지체상에 잔류하여 화상 노광에 의한 잠상 형성을 저해하기 때문에 패턴 고스트가 나타날 수 있다. 그에 대한 대책으로서, 접촉 대전 장치를 사용하는 경우, 접촉 대전 부재에 의해 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 할 수 있다. 즉, 현상 공정이 비접촉 현상 공정인 것만으로도 전사 잔류 토너 입자를 좋은 효율로 회수할 수 있어, 회수 불량으로 인한 패턴 고스트의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 다량의 전사 잔류 토너 입자가 잠상 담지체 상에 잔류하는 경우에도, 마찬가지로 접촉 대전 부재가 일단 전사 잔류 토너 입자를 막고, 이어서 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하여, 전사 잔류 토너 입자를 잠상 담지체 상에 서서히 방출시킨다. 따라서, 잠상 형성의 어떤 저해로 인한 패턴 고스트를 방지할 수 있다. 다량의 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 의해 막히는 경우 접촉 대전 부재의 어떤 오염으로 인한 잠상 담지체의 대전성의 저하에 관하여는, 본 발명의 특정한 현상제를 사용하므로써 잠상 담지체 상의 일정한 대전성의저하를 실제적인 사용에 문제되지 않는 수준으로 감소시킬 수 있다. 이러한 점으로부터, 본 발명에 있어서 접촉 대전 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에, 상대적 속도차를 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에 상대적 속도차를 설정하면, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 사이에서 토크가 대폭적으로 증대되고 접촉 대전 부재와 잠상 담지체의 표면에 긁힘이 현저하게 발생될 수 있다. 그러나, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉 영역에 현상제가 갖는 성분을 개재시킴으로써 윤활 효과 (마찰 저감 효과)를 얻을 수 있다. 이로서 어떠한 대폭적인 토크의 증대 및 현저한 긁힘도 유발시키지 않으면서 속도차를 설정할 수 있게 된다.

접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉 영역에 개재된 현상제가 갖는 성분은 적어도 전술한 전도성 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 이 접촉 영역에 개재된 현상제 성분 전체에 대한 전도성 미립자의 함유 비율이, 상기 본 발명의 현상제에 함유되는 전도성 미립자 (즉, 본 발명의 화상 형성에 사용되기 전의 현상제중의 전도성 미립자)의 함유 비율보다 높을 수 있다. 상기 접촉 영역에 개재된 현상제가 갖는 성분이 적어도 전도성 미립자를 함유하게 되면, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 사이에 전도 통로가 확보되어, 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착 또는 혼입되는 것에 의한 잠상 담지체의 일정한 대전성의 저하를 억제할 수가 있다. 또한, 상기 접촉 영역에 개재된 현상제 성분 전체에 대한 전도성 미립자의 함유 비율이 상기 본 발명의 현상제에 함유되는 전도성 미립자의 함유 비율보다 높게 되면, 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착 또는 혼입되는 것에 의한 잠상 담지체의 일정한 대전성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 사이에 상대적 이동 속도를 비교적 크게 설정한 경우라도, 우수한 윤활성을 발휘하는 1.OO ㎛ 이상 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 다량 포함하는 전도성 미립자가 대전부에 공급되기 때문에, 접촉 대전 부재 및 잠상 담지체가 깎이거나 긁히는 것을 억제할 수 있다.

접촉 대전 부재에 인가된 대전 바이어스는 DC 전압만일 수 있다. 이러한 직류 전압에 의한 것만으로도, 잠상 담지체에 대한 양호한 대전성을 달성할 수 있다. 이것은 DC 전압에 교번 전압 (AC 전압)을 중첩하여 형성된 전압일 수도 있다. 이러한 교번 전압의 파형으로는 정현파 (sinusoidal waveform), 구형파 (rectangular waveform) 및 삼각파 (triangular waveform) 중 어떤 것을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 교번 전압은 DC 전원을 주기적으로 온/오프하므로써 형성된 펄스파의 전압이어도 무방하다. 이와 같이, 교번 전압으로는 주기적으로 전압 수치가 변화하는 파형을 갖는 바이어스가 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 접촉 대전 부재에 인가된 대전 바이어스는,어떠한 방전 생성물도 형성되지 않는 범위에서 인가되는 것이 바람직할 수 있다. 보다 구체적으로, 접촉 대전 부재와 피대전체 (잠상 담지체)와의 사이에서 발생하는 방전 개시 전압보다 낮은 것이 바람직할 수 있다. 또한, 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 조절되는 대전 시스템이 바람직하다.

현상 동시 세정 방법으로는 잠상 담지체상에 잔류하는 절연성 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재와 접촉하고 부착 또는 혼입되어 잠상 담지체의 대전성이 저하될 수 있다. 방전 대전 메카니즘에 의해 주로 조절되는 대전 시스템의 경우에는 접촉 대전 부재 표면에 부착된 토너층이 방전 전압을 저해할 수 있는 저항을 갖게 되는 시점 근처에 잠상 담지체의 대전성이 급격하게 저하되는 경향이 있다. 한편, 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 조절되는 대전 시스템의 경우에는 접촉 대전 부재에 부착 또는 혼입된 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재 표면과 피대전체와의 접촉 확률을 저하시키는 것에 의해 피대전체 (잠상 담지체)의 일정한 대전성이 저하될 수 있다. 이것은 정전 잠상의 콘트라스트 및 균일성을 저하시켜, 화상 농도를 저하시키고 포그를 상당히 증대시킬 수 있다.

방전 대전 메카니즘 및 직접 주입 대전 메카니즘의 대전성 저하 메카니즘에 따르면, 잠상 담지체와 이 잠상 담지체와 접촉하는 대전 부재와의 접촉 영역에 적어도 전도성 미립자를 개재하는 것에 의한 잠상 담지체의 대전성 저하 방지 효과 및 대전 촉진 효과는 직접 주입 대전 메카니즘에 있어서 보다 현저하다. 따라서, 직접 주입 대전 메카니즘에 본 발명의 현상제를 적용하는 것이 바람직할 수 있다.

보다 구체적으로, 방전 대전 메카니즘에 있어서, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착 또는 혼입되어 형성되는 토너층이 접촉 대전 부재로부터 잠상 담지체로 공급되는 방전 전압을 저해할 수 있는 저항을 갖지 않도록 하기위해, 잠상 담지체와 이 잠상 담지체에 접촉하는 대전 부재와의 접촉 영역에 적어도 전도성 미립자를 개재시킴으로써, 잠상 담지체와 이 잠상 담지체에 접촉하는 대전 부재와의 접촉 영역 및 그 근방의 대전 영역에 개재된 현상제 성분 전체에 대하여 전도성 미립자의 함유 비율을 더 크게해야 한다. 따라서, 접촉 대전 부재에 부착 또는 혼입된 토너층이 방전 전압을 저해할 수 있는 저항을 갖지 않도록 부착 또는 혼입된 전사 잔류 토너 입자량을 제한하기 위해, 잠상 담지체상에 훨씬 더 많은 전사 잔류 토너 입자가 방출되어야 한다. 이는 잠상 형성을 제한하는 경향이 있다.

한편, 직접 주입 대전 메카니즘에 있어서는 잠상 담지체와 이 잠상 담지체에 접촉하는 대전 부재와의 접촉 영역에 적어도 전도성 미립자를 개재시키는 것에 의해 전도성 미립자를 통해 접촉 대전 부재와 피대전체와의 접촉점을 쉽게 확보할 수 있다. 즉, 접촉 대전 부재에 부착 또는 혼입된 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재와 피대전체와의 접촉 확률을 저하시키는 것을 방지하여, 잠상 담지체의 대전성 저하를 억제할 수 있다.

특히, 접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에 상대적 속도차를 설정하는 경우, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 영역에 개재된 현상제 성분 전체의 양이 접촉 대전 부재와 잠상 담지체 사이의 마찰에 의해서 제한될 수 있다. 이는 잠상 담지체의 대전 저해를 보다 확실하게 억제할 수 있고, 또한 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉 영역에서 전도성 미립자가 잠상 담지체에 접촉하는 기회를 특별히 증가시킬 수도 있다. 따라서, 전도성 미립자를 통한 잠상 담지체로의 직접 주입 대전을 보다 촉진시킬 수 있다. 한편, 방전 대전에 있어서, 방전은 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 영역에서 일어나는 것이 아니라 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 비접촉 영역에서 일어나며, 미소 간극을 갖는다. 따라서, 접촉 영역에 개재된 현상제 성분 전체의 양이 제한되는 것에 의해서는 대전 저해를 억제하는 효과를 기대할 수 없다.

이러한 관점으로부터, 또한, 본 발명에 있어서는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 조절되는 대전 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 방전 대전에 의존하지 않는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 조절되는 대전 시스템이 바람직하다.

이러한 대전 시스템을 실현하기 위해, 접촉 대전 부재에 인가되는 대전 바이어스는 접촉 대전 부재와 피대전체 (잠상 담지체)와의 사이에서 발생하는 방전 개시 전압보다 낮은 것이 바람직할 수 있다.

접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에 상대적 속도차를 설정하는 구성으로는 접촉 대전 부재를 회전 구동하므로써 속도차를 설정하는 것이 바람직할 수 있다.

접촉 대전 부재 표면에서의 이동 방향과 잠상 담지체 표면에서의 이동 방향은 서로 역방향인 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체가 서로 역방향으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 잠상 담지체에 남겨져 접촉 대전 부재로 운반되는 전사 잔류 토너 입자를 접촉 대전 부재에 일시적으로 회수하여 고르게 하기 위해서는 접촉 대전 부재 및 잠상 담지체가 서로 역방향으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 접촉 대전 부재를 회전 구동시키고, 또한, 잠상 담지체 표면의 이동 방향과 역방향으로 이들 사이의 접촉 영역에서 회전되도록 접촉 대전 부재를 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자가 역방향 회전으로 먼저 분리된 상태에서 대전을 수행한다. 이는 주로 직접 주입 대전을 수행하고, 잠상 담지체 형성의 저해를 억제하는 것을 가능하게 한다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과를 높임으로써 전사 잔류 토너 입자에서의 회수성을 높여 회수 불량에 의한 패턴 고스트의 발생을 더욱 확실하게 방지하는 것이 가능해진다.

접촉 대전 부재를 잠상 담지체 표면의 이동 방향과 동일 방향으로 이동시켜 상대적 속도차를 갖도록 하는 것도 가능하다. 그러나, 직접 주입 대전의 대전성은 접촉 대전 부재의 이동 속도에 대한 잠상 담지체의 상대 이동 속도비에 따라 달라진다. 따라서, 역방향의 경우와 동일한 상대 이동 속도비를 얻기 위해서는, 동일 방향으로 회전하는 접촉 대전 부재의 이동 속도가 역방향의 경우보다 커져야 한다. 따라서, 이동 속도 면에서는 대전 부재를 역방향으로 이동시키는 것이 더욱 유리하다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과에 있어서도, 대전 부재를 잠상 담지체 표면의 이동 방향과 역방향으로 이동시키는 것이 더욱 유리하다.

본 발명에 있어서는, 접촉 대전 부재의 이동 속도에 대한 잠상 담지체의 이동 속도비 (상대 이동 속도비)는 10 % 내지 500 %가 바람직하고, 20 % 내지 400 %가 더욱 바람직하다.

상대 이동 속도비가 상기 범위보다 지나치게 작은 경우에는, 접촉 대전 부재 표면과 잠상 담지체와의 접촉 확률을 충분히 증가시킬 수 없어 직접 주입 대전에 의한 잠상 담지체의 대전성을 유지하는 것이 어려운 경우가 있다. 더욱이, 상기한잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 영역에 개재된 전도성 미립자의 양이 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 마찰에 의해서 제한될 수 있고, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하여 현상 동시 세정에서 현상제의 회수성을 높이는 효과가 얻어지지 않는 경우도 있다.

상대 이동 속도비가 상기 범위보다 지나치게 큰 경우에는, 접촉 대전 부재의 이동 속도가 더 높아진다. 따라서, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 영역으로 운반되는 현상제 성분은 비산되어 장치내에 오염이 생기게 하고, 또한 잠상 담지체와 접촉 대전 부재가 마모되기 쉽거나 긁히기 쉬워져 수명이 단축되는 경향이 있다.

접촉 대전 부재의 이동 속도가 0인 경우 (접촉 대전 부재가 정지하고 있는 상태)에는, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉점이 고정점이 된다. 따라서, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉 영역이 마모되거나 열화되기 쉽고, 현상 동시 세정에서 현상제의 회수성을 높이는, 잠상 담지체의 대전 저해를 억제하는 효과 및 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과가 저해되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다.

본원에 기재한 상대적 속도차를 표시하는 상대 이동 속도비는 하기 수학식 6으로 나타낼 수 있다.

상대 이동 속도비 (%) = ｜[(Vc-Vp)/Vp]×100｜

식 중, Vc는 접촉 대전 부재 표면의 이동 속도이고, Vp는 잠상 담지체 표면의 이동 속도이며, 접촉 대전 부재 표면이 잠상 담지체 표면과 동일한 방향으로 접촉 영역에서 이동하는 경우, 접촉 대전 부재 표면의 이동 속도 Vc는 잠상 담지체 표면의 이동 속도 Vp와 동일한 부호로 나타내지는 값이다.

본 발명에 있어서는, 잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자를 일시적으로 접촉 대전 부재에 회수하고, 또한 전도성 미립자를 접촉 대전 부재에 담지하여 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 영역을 제공하므로써 직접 주입 대전을 주로 실행하기 위해서는 접촉 대전 부재가 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 접촉 대전 부재에 의해 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하므로써 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 높이기 위해서는 접촉 대전 부재가 탄성을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 대전 부재에 전압을 인가하므로써 잠상 담지체를 대전시켜, 대전 부재가 전도성이 되는 것이 바람직하다. 따라서, 대전 부재는 전도성 탄성 롤러, 및 롤러에 자성 입자를 자기 구속시킨 자기 브러쉬부를 갖고 상기 자기 브러쉬부를 피대전체에 접촉시킨 자기 브러쉬 접촉 대전 부재, 또는 전도성 섬유로 이루어지는 브러쉬 부재인 것이 바람직하다. 대전 부재의 구성을 간단하게 할 수 있다는 이점에서, 대전 부재는 전도성 탄성 롤러 또는 전도성을 갖는 브러쉬 롤러인 것이 바람직하다. 대전 부재에 부착 또는 혼입하는 현상제 성분 (예를 들면, 전사 잔류 토너 입자 및 전도성 미립자)을 비산없이 쉽게 안정적으로 유지할 수 있다는 점에서, 대전 부재는 전도성 탄성 롤러인 것이 바람직하다.

롤러 부재로서 전도성 탄성 롤러의 경도가 지나치게 낮으면 롤러 부재의 모양을 불안정하게 하여 피대전체와의 접촉을 불량하게 한다. 또한, 롤러 부재와 잠상 담지체간의 접촉 영역에 개재된 전도성 미립자가 전도성 탄성 롤러 표면을 깎거나 긁기 때문에, 안정한 대전성을 얻을 수 없다. 반면에, 경도가 너무 높으면 롤러 부재와 피대전체와의 사이에 대전 접촉 영역을 확보할 수 없을 뿐 아니라 피대전체 (잠상 담지체)의 표면과의 마이크로-접촉성을 불량하게 한다. 따라서, 잠상 담지체에 안정한 대전성을 얻을 수 없다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과가 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 높일 수 없게 한다. 따라서, 전도성 탄성 롤러와 잠상 담지체와의 접촉압을 더 높게 할 수 있다. 그러나, 이는 롤러 접촉 대전 부재 또는 잠상 담지체의 긁힘, 상처 등을 일으키는 경향이 있다. 이러한 점에서, 롤러 부재로서 전도성 탄성 롤러의 아스커-C 경도는 20 내지 50인 것이 바람직하고, 25 내지 50인 것이 더욱 바람직하며, 25 내지 40인 것이 가장 바람직하다. 여기서, 아스커-C 경도는 JISK-6301로 규정되는 스프링식 경도계 아스커-C (고분자 계량기 주식회사 제조)를 사용하여 측정되는 경도이다. 본 발명에 있어서는, 9.8 N의 하중에서 롤러 형태로 측정하였다.

본 발명에 있어서, 접촉 대전 부재로서의 롤러 부재 표면은 전도성 미립자가 안정적으로 유지되도록 미소한 셀 또는 요철을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 전도성 탄성 롤러가 잠상 담지체와의 충분한 접촉 상태를 얻도록 탄성을 갖고, 동시에 이동하는 잠상 담지체를 충전하는데 충분히 낮은 저항을 갖는 전극으로 기능하는 것이 중요하다. 한 면으로는, 잠상 담지체에 핀홀과 같은 결함 부위가 존재하는 경우에는, 전압 누설을 방지할 필요가 있다. 피대전체로서 전자사진용 감광체와 같은 잠상 담지체를 사용한 경우, 충분한 대전성과 내누설을 얻기위해서는 전도성 탄성 롤러 부재의 저항은 10³내지 10⁸Ωㆍ㎝이 바람직하고, 10⁴내지 10⁷Ωㆍ㎝인 것이 더욱 바람직하다.

전도성 탄성 롤러 부재의 부피 저항은 다음과 같은 방법으로 측정된다: 49 N/m의 접촉압을 롤러에 인가하여 직경 30 ㎜의 원통형 알루미늄 드럼에 롤러를 압착한 상태로 코어와 알루미늄 드럼 사이에 100 V의 전압을 인가하여 측정할 수 있다.

예를 들면, 전도성 탄성 롤러는 심축상에 가요성 부재로서 고무 또는 발포체의 중저항층을 형성하므로써 제작된다. 중저항층은 수지 (예를 들면, 우레탄), 전도성 입자 (예를 들면, 카본 블랙), 경화제, 발포제 등으로 이루어져 심축상에 롤러 형으로 제공될 수 있다. 이후에, 형성된 롤러는 임의로 절삭할 수 있고, 그 표면을 목적하는 모양으로 연마하여 전도성 탄성 롤러를 제작할 수 있다.

전도성 탄성 롤러의 재료로서는 탄성 발포체로 한정되지 않는다. 탄성체로서는 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리에틸렌 (EPDM), 우레탄, 부타디엔 아크릴로니트릴 고무 (NBR), 실리콘 고무 및 이소프렌 고무와 같은 고무 물질이 포함된다. 저항 조절을 위해, 카본 블랙 또는 금속 산화물과 같은 전도성 물질을 분산시킬 수도 있다. 이들을 발포시켜 얻어진 물질을 사용할 수도 있다. 또한, 전도성 물질을 분산시키지 않고 이온 전도성 재료를 사용하거나, 전도성 물질을 상기 물질들과 조합하여 사용하므로써 저항을 조절하는 것도 가능하다.

전도성 탄성 롤러는 탄성에 대항하여 소정의 압력에서 피대전체인 잠상 담지체와 접촉한다. 이 대전 접촉 영역의 폭은 특별히 제한되지 않는다. 전도성 탄성 롤러와 잠상 담지체간의 안정하고 친밀한 밀착성을 얻기 위해서, 폭은 1 ㎜ 이상이 바람직하고, 2 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명의 대전 공정에서 사용되는 대전 부재는, 전도성 섬유 (브러쉬 부재)로 이루어진 브러쉬에 전압을 인가하여 잠상 담지체를 대전하는 것일 수 있다. 이러한 접촉 대전 부재로서의 대전 브러쉬는 일반적으로 사용되는 섬유 및 저항 조절을 위해 섬유에 전도성 물질을 분산시킨 것일 수 있다. 섬유로서는, 일반적으로 알려져 있는 섬유를 사용할 수 있고, 예를 들면 나일론, 아크릴, 레이온, 폴리카르보네이트 또는 폴리에스테르가 포함된다. 전도성 물질로는, 일반적으로 알려져 있는 전도성 물질을 사용할 수 있고, 예를 들면, 니켈, 철, 알루미늄, 금 및 은과 같은 금속; 산화철, 산화 아연, 산화 주석, 산화 안티몬 및 산화 티탄과 같은 금속 산화물; 및 카본 블랙과 같은 전도성 분말이 포함된다. 이러한 전도성 분말은 경우에 따라서는 소수화 또는 저항 조절의 목적으로 미리 표면 처리될 수 있다. 이들 전도성 분말을 사용하는 경우, 전도성 분말은 섬유와의 분산성 및 생산성을 고려하여 선택한다.

접촉 대전 부재로 사용되는 대전 브러쉬에는 고정형과 회전 가능한 롤형이 포함된다. 롤형의 대전 브러쉬로는 예를 들어, 전도성 섬유를 파일지로 만든 테이프를 금속제의 심축 주변에 나선형으로 감아 얻어진 롤 브러쉬가 포함된다. 전도성 섬유는 섬유의 굵기가 1 데니어 내지 20 데니어 (직경 약 10 ㎛ 내지 500 ㎛의 섬유)이고, 브러쉬 섬유 길이가 1 ㎜ 내지 15 ㎜이며, 브러쉬 밀도가 1 평방 인치당 10,000 내지 300,000 본 (1 평방 미터당 1.5 ×10⁷내지 4.5 ×10⁸본)이다.

대전 브러쉬는, 브러쉬 밀도가 가능한 한 높은 것을 사용하는 것이 바람직하고, 1개의 섬유를 수가닥 내지 수백가닥의 미세 섬유로부터 만드는 것이 또한 바람직하다. 예를 들면, 300 데니어/50 필라멘트와 같이, 300 데니어의 미세 섬유 50본을 묶고, 1개의 섬유로 식모할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 직접 주입 대전의 대전점을 결정하는 것은 주로 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 대전부 및 그 근방의 전도성 미립자의 밀도에 의존한다. 따라서, 접촉 대전 부재의 선택 범위는 넓다.

대전 브러쉬의 저항은 전도성 탄성 롤러의 경우와 같이, 충분한 대전성과 내누설을 얻기 위해서는 10³내지 10⁸Ωㆍ㎝이 바람직하고, 10⁴내지 10⁷Ωㆍ㎝인 것이 더욱 바람직하다.

대전 브러쉬의 재료로서는 유니치카(주) (Unichika. Ltd.) 제조의 전도성 레이온 섬유 REC-B, REC-C, REC-M1 및 REC-M10; 도레이(주) (Toray Industries, Inc.) 제조의 SA-7; 일본 산모(주) (Sanmo K. K.) 제조의 선데론(Thunderon); 가네보(주) (Kanebo, Ltd.) 제조의 벨트론(Beltoron); 크라레이(주) (Claray Co., Led.) 제조의 크라카보(Clacarbo); 레이온에 카본을 분산시킨 것; 및 미츠비시 레이온(주) (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)의 로아발(Roabal)이 포함된다. 환경 안정성 면에서 REC-b, REC-C, REC-M1 및 REC-M10을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 접촉 대전 부재가 가요성을 가질 수도 있다. 이는 접촉 대전 부재와잠상 담지체의 접촉 영역에서 전도성 미립자가 잠상 담지체와 접촉하는 기회를 증가시켜 높은 접촉성을 얻고 직접 주입 대전성을 향상시키는 점에서 바람직하다. 즉, 접촉 대전 부재는 전도성 미립자를 통해 잠상 담지체와 밀하게 접촉하고, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체의 접촉 영역에 존재하는 전도성 미립자가 잠상 담지체 표면을 단단히 마찰한다. 따라서, 접촉 대전 부재에 의한 잠상 담지체의 대전은 임의의 방전 현상을 사용하지 않고, 전도성 미립자를 통한 안전하고 안정한 직접 주입 방전이 지배적이다. 따라서, 종래의 방전 대전에 의한 롤러 대전 등으로 얻어지지 않는 높은 대전 효율이 전도성 미립자를 통한 직접 주입 대전을 적용하므로써 얻어질 수 있고, 접촉 대전 부재에 인가한 전압과 거의 동등한 전위를 잠상 담지체에 제공할 수 있다. 또한, 접촉 대전 부재가 가요성을 갖기 때문에, 다량의 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 공급되는 경우에는 전사 잔류 토너 입자를 일시적으로 막는 효과 및 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과를 높일 수 있다. 따라서, 잠상 형성 저해 및 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량에 의한 임의의 화상 불량의 발생을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량이 지나치게 적으면, 전도성 미립자에 의한 윤활 효과가 충분히 얻어지지 않고, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 마찰이 커지기 때문에 접촉 대전 부재를 잠상 담지체에 대하여 상이한 속도로 회전 구동시키는 것이 어려워진다. 즉, 전도성 미립자의 재개량이 적으면 구동 토크가 지나치게 커져 무리하게 회전시키면 접촉 대전 부재 또는 잠상 담지체가 긁히기 쉽다. 더욱이, 전도성 미립자에 의한 접촉 기회 증가의 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있어, 양호한 잠상 담지체의 대전 성능이 얻어지지 않는 경우도 있다. 반면에, 접촉 영역에서의 전도성 미립자의 개재량이 지나치게 많으면, 접촉 대전 부재로부터 전도성 미립자의 탈락이 현저하게 증가한다. 이는 화상 노광과 같은 잠상 형성 저해를 일으켜 화상 형성에 불리한 영향을 일으키기 쉽다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 영역에서의 전도성 미립자의 개재량은 1,000 개/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 10,000 개/㎟ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 전도성 미립자의 개재량이 1,000 개/㎟ 이상이기 때문에, 구동 토크가 지나치게 커지는 일이 없고, 전도성 미립자에 의한 윤활 효과가 충분하게 얻어진다. 개재량이 1,000 개/㎟ 보다 지나치게 적으면 접촉 기회 증가의 목적하는 효과를 얻을 수 없고, 잠상 담지체의 대전성 저하를 일으키는 경향이 있다.

또한 현상 동시 세정 화상 형성 방법에서 화상 담지체의 균일한 대전을 행하기 위해 직접 주입 대전 방식을 사용하는 경우, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 또는 혼입되어 화상 담지체 상에서의 대전 성능을 저하시킬 수 있다. 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 또는 혼입되는 것을 억제하므로써, 또는 전사 잔류 토너 입자의 접촉 대전 부재에의 부착 또는 혼입에 의한 화상 담지체 상의 임의의 대전 방해에 저항하므로써 우수한 직접 주입 대전을 수행하기 위해, 화상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량은 바람직하게는 10,000 개/㎟ 이상일 수 있다. 개재량이 10,000 개/㎟보다 크게 적으면, 전사 잔류 토너 입자가 다량인 경우 화상 담지체 상의 대전 성능이 낮아지기 쉽다.

대전 공정에서 화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량의 적정 범위는 화상 담지체 상에 전도성 미립자를 어느 정도의 밀도로 피복하므로써 화상 담지체 상의 균일한 대전성의 효과가 어느 정도 얻어질 수 있는지에도 달려 있다.

말할 것도 없이, 화상 담지체의 대전시 적어도 기록 해상도보다는 균일한 접촉 대전이 필요하다. 그러나, 사람의 시각 특성 (시력)을 나타내는 그래프로서 도 3에 나타낸 바와 같이, 화상 상의 식별가능한 계조수가 10 주기/㎜ 이상의 공간주파수에서는 비제한적으로 1에 접근하여, 즉 임의의 농도 불균일이 식별불가능하게 된다. 이러한 특성을 적극적으로 사용하여, 전도성 미립자를 화상 담지체 상에 부착시키는 경우, 전도성 미립자는 적어도 10 주기/㎜의 밀도로 화상 담지체 상에 존재할 수 있으며, 이 상태에서 직접 주입 대전을 행할 수 있다. 전도성 미립자가 존재하지 않는 부분에서 화상 담지체 상에 임의의 미세한 대전불량이 발생할지라도, 그와 같은 대전불량에 의해 발생되는 화상의 농도 불균일은 사람의 시각 특성을 초월한 공간주파수 영역에서 발생하기 때문에 문제가 되지 않는다.

화상 담지체 상의 전도성 미립자의 피복 밀도가 변하면, 화상 상에 농도 불균일로서 대전불량이 인지되는지 아닌지에 대해서는, 비록 소수 (예를 들어, 10 개/㎟)일지라도 전도성 미립자가 그 위에 피복되는 한, 대전 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있는 효과가 관찰되나, 이러한 효과는 사람에게 허용될 수 있는 화상 상의 농도 불균일이건 아니건 간에 그 효과가 여전히 불충분하다. 그러나, 전도성미립자 100 개/㎟ 이상이 피복되는 경우, 화상의 객관적 평가에 있어서 급격하게 바람직한 결과가 수득된다. 피복량이 1,000 개/㎟ 이상으로 더 증가하면, 결함있는 대전으로 인한 화상 상의 어떠한 문제도 발생하지 않는다.

방전 방식과는 기본적으로 상이한 직접 주입 대전 방식에 의한 대전시, 대전은 접촉 대전 부재가 피대전체와 확실히 접촉하는 상태에서 행한다. 그러나, 전도성 미립자가 화상 담지체 상에 과잉으로 피복된 경우라도, 접촉할 수 없는 부분이 반드시 존재한다. 그러나, 이 문제는 본 발명에 따른 사람의 시각 특성을 적극적으로 사용하면서 전도성 미립자를 피복하므로써 실질적으로 해결할 수 있다.

화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량의 상한치는 전도성 미립자가 화상 담지체 상에 1층으로 균일하게 피복될 때까지이다. 이보다 더 피복되어도, 그 효과가 향상되는 것은 아니다. 역으로, 과잉의 전도성 미립자가 대전 공정 후에 토출되어 입자가 노광 광원을 폐쇄시키거나 비산시키는 문제점을 일으킬 수 있다.

피복 밀도의 상한치는 예를 들어, 전도성 미립자의 입경 및 전도성 미립자의 접촉 대전 부재 상에서의 보유성에 따라 상이할 수 있으며, 일괄적으로 기재할 수 없다. 그러나, 굳이 기재하자면, 전도성 미립자가 화상 담지체 상에 1층으로 균일하게 피복되는 양이 상한으로서 간주될 수 있다.

화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량이 500,000 개/㎟보다 크면, 전도성 미립자의 입경 등에 따라 전도성 미립자가 매우 다량으로 화상 담지체로부터 탈락하여 화상 형성 장치의 외관을 오염시키는 경향이 있으며, 또한 특정 경우, 전도성 미립자 자체의 광투과성에 관계없이 화상 담지체 상에 노광량의 부족을 일으킨다. 이 존재량이 500,000 개/㎟ 이하인 한, 탈락하는 입자량을 소량으로 조절할 수 있어, 전도성 미립자의 비산으로 인한 기계 오염을 감소시킬 수 있고, 또한 노출 저해가 더 잘 억제될 수 있다.

또한, 화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량과 관련된 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 개선시키는 효과에 관한 실험 결과, 대전 후 및 현상 전의 화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량이 100 개/㎟보다 큰 경우, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 전도성 미립자가 화상 담지체 상에 존재하지 않는 경우와 비교해 명백히 향상되며, 현상 동시 세정에 의해 화상결함이 없는 화상이 전도성 미립자가 화상 담지체 상에 1층으로 균일하게 피복되는 정도까지 수득됨이 밝혀졌다. 전사 후 및 대전 전의 화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량의 경우와 마찬가지로, 화상 담지체로부터 탈락한 전도성 미립자가 전도성 미립자의 존재량이 500,000 개/㎟ 이상이 되는 수준에서 점차 현저해져 잠상 형성에 영향을 미쳐 포그를 증가시키는 경향이 있는 것을 발견하였다.

더욱 구체적으로, 화상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량을 1,000 개/㎟ 이상으로 설정할 수 있으며, 화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량은 100 개/㎟ 이상이며 500,000 개/㎟보다는 크지 않게 설정할 수 있다. 이는 화상 담지체에 대한 대전성이 우수하고, 전사 잔류 토너 입자에 대한 회수성이 우수하며, 기계 오염 또는 노광 저해로 인한 어떠한 화상 결함도 없는 화상을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 화상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량은 10,000 개/㎟ 이상으로 설정하는것이 바람직하다.

화상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량과 화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량 간의 관계는, (1) 전도성 미립자의 화상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉 영역에의 공급량, (2) 화상 담지체와 접촉 대전 부재에의 전도성 미립자의 부착성, (3) 접촉 대전 부재의 전도성 미립자에 대한 보유성 및 (4) 화상 담지체의 전도성 미립자에 대한 보유성과 같은 인자가 존재하기 때문에 일괄적으로는 결정될 수 없다. 실험적으로는 화상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량이 1,000 내지 1,000,000 개/㎟인 범위 내에서, 화상 담지체 상에서 탈락한 입자의 존재량 (잠상 형성 공정에서 화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량)을 측정하니 100 내지 100,000 개/㎟였다.

접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량 및 화상 담지체 상에서 전도성 미립자의 존재량의 측정 방법은 다음과 같다.

접촉 영역에서 전도성 미립자의 개재량을 알기 위해 접촉 대전 부재와 화상 담지체 사이의 접촉 영역에서 그 값을 직접적으로 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 접촉 영역을 형성하는 접촉 대전 부재의 표면의 이동 방향이 화상 담지체의 표면의 이동 방향과 반대인 경우, 접촉 대전 부재와 접촉하기 전에 화상 담지체 상에 존재하는 입자들의 대부분이 반대방향으로 움직이면서 접촉하게 되는 접촉 대전 부재에 의해 탈락하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 접촉 영역에 도달하기 적전의 접촉 대전 부재 표면의 입자량을 개재량으로서 간주한다.

구체적으로, 대전 바이어스를 인가하지 않은 상태로 화상 담지체 및 전도성 탄성 롤러 (접촉 대전 부재)의 회전을 중지하고, 화상 담지체 및 전도성 탄성 롤러의 표면을 비디오현미경 (OVM100N, 올림푸스(Olympus) 제조) 및 디지털 스틸 기록기 (SR-3100, 델티스(Deltis)제조)를 사용하여 촬영한다. 전도성 탄성 롤러는 전도성 탄성 롤러를 화상 담지체와 접촉시키는 것과 동일한 조건 하에 슬라이드 글래스와 접촉시키고, 접촉 면적을 슬라이드 글래스의 뒷면으로부터 10군데 이상에서 비디오현미경을 사용하여 1,000 배의 대물 렌즈를 통해 촬영한다. 수득한 디지털 화상으로부터 개별 입자를 영역 분리하기 위해, 데이타를 특정 임계치로 이원화하고, 입자가 존재하는 영역의 수를 원하는 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 측정한다. 화상 담지체 상의 존재량도 화상 담지체의 표면을 비디오현미경으로 촬영하여 동일한 처리를 행하여 측정한다.

화상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량은 상기와 동일한 수단으로 전사 후 및 대전 전, 및 대전 후 및 현상 전에 화상 담지체의 표면을 촬영하고 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 측정한다.

본 발명에서, 화상 담지체는 각각 1 ×10⁹Ω·㎝ 내지 1 ×10¹⁴Ω·㎝, 바람직하게는 1 ×10¹⁰Ω·㎝ 내지 1 ×10¹⁴Ω·㎝의 최표면층의 부피 저항을 갖는다. 이는 대전성을 화상 담지체 상에 더 잘 부여할 수 있기 때문에 바람직하다. 전하의 직접 주입을 사용하는 대전 방식에 있어서, 피대전체측의 저항을 낮게 조절하므로써 우수한 효율로 전하를 운반 및 수용할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 최표면층이 1 ×10¹⁴Ω·㎝ 이하의 부피 저항을 갖는 것이 바람직하다. 반면, 화상 담지체의 역할로서 일정 시간 동안 정전 잠상을 보유하기 위해, 최표면층은 1 ×10⁹Ω·㎝ 이상의 부피 저항을 갖는 것이 바람직하다. 고습에서 어떠한 잠상 장애도 일으키지 않고 정전 잠상을 보유하기 위해, 1 ×10¹⁰Ω·㎝ 이상의 부피 저항을 갖는 것이 바람직하다.

화상 담지체는 전자사진 감광체일 수 있으며, 전자사진 감광체의 최표면층은 1 ×10⁹Ω·㎝ 내지 1 ×10¹⁴Ω·㎝의 부피 저항을 가질 수 있다. 이는 처리 속도가 고속인 장치에서조차 충분한 대전성을 전자사진 감광체 상에 제공할 수 있기 때문에 더욱 바람직하다.

화상 담지체는 또한 비정질 셀레늄, CdS, ZnO₂또는 비정질 실리콘과 같은 광전도성 절연물질로 형성된 광전도성 절연 물질층을 갖는 감광 드럼 또는 감광 벨트가 바람직하다. 비정질 실리콘 감광층 또는 유기 감광층을 갖는 감광체가 특히 바람직하게 사용될 수 있다.

유기 감광층은 감광층이 전하 발생 물질 및 전하 수송 물질을 동일층에 함유하는 단일층 형태일 수 있거나, 또는 전하 수송층 및 전하 발생층으로 이루어진 기능 분리형 감광층일 수 있다. 전도성 기재, 및 그 위에 전하 발생층 및 전하 수송층이 이 순서대로 적층되어 있는 다층형 감광층이 바람직한 일례이다.

화상 담지체의 표면 저항을 조정하여 화상 담지체의 균일한 대전을 더욱 안정된 성능으로 행할 수 있다.

화상 담지체의 표면 저항을 조정하므로써 전하 주입을 더욱 효율적으로 하거나, 또는 촉진시키기 위해, 전자사진 감광체의 표면 상에 전하 주입층을 제공하는 것이 또한 바람직하다. 전하 주입층은 바람직하게는 전도성 미립자를 수지 내에 분산시킨 형태를 가질 수 있다.

전하 주입층을 제공하는 형태로서는 예를 들면,

(ⅰ) 전하 주입층을 셀레늄 또는 비정질 실리콘 무기 감광체, 또는 단일층형 유기 감광체 상에 제공하는 형태;

(ⅱ) 기능 분리형 유기 감광체의 전하 수송층으로서 전하 수송제 및 수지를 갖는 표면층을 갖는 것을 전하 주입층으로서 기능하도록 하는 형태 (예를 들면, 전하 수송층으로서, 전하 수송제 및 전도성 미립자를 수지 내에 분산시키거나, 또는 전하 수송제 자체에 의해 또는 그 존재 상태에 의해 전하 수송층에 전하 주입층으로서의 기능을 갖게 하는 형태); 및

(ⅲ) 전하 주입층을 기능 분리형 유기 감광체 상에 최표면층으로서 제공하는 형태가 있을 수 있다.

단, 최표면층이 바람직한 범위 내의 부피 저항을 갖도록 하는 것이 중요하다.

전하 주입층은 예를 들어, 금속 증착막과 같은 무기재료층, 또는 결합제 수지 내에 분산된 전도성 미립자를 갖는 전도성 분말 분산 수지층으로 구성될 수 있다. 증착막은 진공 증착에 의해 형성할 수 있으며, 전도성 분말 분산 수지층은 딥피복, 분무 피복, 롤 피복 및 빔 피복과 같은 적절한 피복 공정에 의해 피복하므로써 형성할 수 있다.

또한, 높은 광 투과 특성을 갖는 이온 전도성 수지와 절연성 결합제의 혼합물 또는 공중합체로 이루어질 수 있거나, 또는 중간 저항 및 광전도성을 갖는 수지 단체로 이루어질 수 있다.

특히, 화상 담지체의 최표면층은 적어도 금속 산화물로 이루어진 전도성 미립자 (이하, "산화물 전도성 미립자"라고도 함)가 분산되어 있는 수지층이다. 더욱 구체적으로, 이러한 방식으로 화상 담지체의 최표면층을 구성하는 것은, 전자사진 감광체가 낮은 표면 저항을 가질 수 있어 전하가 보다 좋은 효율로 운반 및 수용될 수 있고, 또한 낮은 표면 저항 때문에 탁해지거나 더럽혀진 잠상이 화상 담지체가 정전 잠상을 보유하는 동안 잠상 전하의 비산을 일으키는 것을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

산화물 전도성 미립자가 분산되어 있는 수지층의 경우, 입사광이 분산된 입자에 의해 비산되는 것을 방지하기 위해, 산화물 전도성 미립자를 입사광의 파장보다 더 적은 입경을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 분산될 산화물 전도성 미립자는 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하의 입경을 가질 수 있다. 산화물 전도성 미립자의 함유량은 바람직하게는 최외층의 전체 중량 기준으로 2 중량％ 내지 90 중량％, 더욱 바람직하게는 5 중량％ 내지 70 중량％일 수 있다. 산화물 전도성 미립자의 함유량이 상기 범위보다 지나치게 적은 경우, 목적하는 부피 저항을 달성하기 어렵다. 한편, 이 함량이 상기 범위보다 지나치게 큰 경우, 낮은 막 강도가 생성된다. 따라서, 전하 주입층이 소실되어 감광체의 수명을 단축시키는 경향이 있다. 또한 지나치게 낮은 저항은 잠상 전위의 유동으로 인한 화상 불량을 일으키는 경향이 있다.

전하 주입층은 또한 잠상의 윤곽을 뚜렷이 하기 위해 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하일 수 있다. 전하 주입층의 내구성 면에서 층 두께는 바람직하게는 1 ㎛ 이상이다.

전하 주입층의 결합제는 하층의 결합제와 동일한 것일 수 있다. 그러나 이 경우, 하층 (예를 들어, 전하 수송층)의 피복 표면을 어지럽힐 수 있기 때문에 피복 방법을 특별히 선택할 필요가 있다.

여기서, 본 발명의 화상 담지체의 최표면층의 부피 저항은 다음과 같은 방법으로 측정한다: 화상 담지체의 최표면층과 동일한 조성을 갖는 층을 표면에 금이 증착된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름 상에 형성하고, 이 층의 부피 저항을 온도 23 ℃ 및 습도 65 ％의 환경에서 100 V의 전압 인가 하에 표면 저항 측정 장치 (4140 BpAMATER, 휴렛 팩커드사 제조)를 사용하여 측정한다.

본 발명에서, 화상 담지체 표면에는 바람직하게는 이형성을 부여할 수 있으며, 화상 담지체 표면은 바람직하게는 85 °이상의 물에 대한 접촉각을 가질 수 있다. 더욱 바람직하게는 화상 담지체 표면은 90°이상의 물에 대한 접촉각을 가질 수 있다.

화상 담지체 표면이 큰 접촉각을 갖는다는 사실은 화상 담지체 표면이 이형성이 크다는 것을 보여준다. 이러한 효과 때문에, 현상 동시 세정 공정에서 현상제 회수 효율이 향상된다. 또한 전사 잔류 토너 입자량을 크게 감소시킬 수 있어, 화상 담지체 상의 대전성이 전사 잔류 토너 입자에 의해 낮아지는 것을 억제할 수 있다.

화상 담지체 표면에 이형성을 부여하기 위한 수단으로서는, 예를 들면

(ⅰ) 낮은 표면 에너지를 갖는 수지를 최외층을 구성하는 수지 자체에 사용하며;

(ⅱ) 발수성 또는 친유성을 부여할 수 있는 첨가제를 최표면층에 첨가하며;

(ⅲ) 높은 이형성을 갖는 재료를 분말 형태로 최외층에 분산시키는 것을 들 수 있다.

(ⅰ)의 경우, 수지의 구조 중에 불소 함유기 또는 실리콘 함유기를 도입하므로써 성취될 수 있다. (ⅱ)의 경우, 계면활성제를 첨가제로서 첨가할 수 있다. (ⅲ)의 경우, 폴리에틸렌 테트라플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 불화탄소와 같은 불소원자 함유 화합물, 실리콘 수지 또는 폴리올레핀 수지를 사용할 수 있다.

이들 수단에 의해 화상 담지체의 표면이 85°이상의 물에 대한 접촉각을 가질 수 있다.

이들 중, 화상 담지체의 최표면층은 바람직하게는 불소 수지, 실리콘 수지 및 폴리올레핀 수지로부터 선택된 1종 이상의 재료로 이루어진 윤활제 미립자가 분산되어 있는 층일 수 있다. 특히, 불소 함유 수지, 예컨대 폴리에틸렌 테트라플루오라이드 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 불소 함유 수지가 (3)항목의 분말로서 사용되는 경우, 이는 최표면층에 분산되는 것이 바람직할 수 있다.

이러한 분말을 표면층에 함유시키기 위해서는, 결합제 수지중에 상기 분말을 분산시킨 층을 화상 담지체의 최표면층에 설치할 수 있다. 또는 별법으로 원래 수지가 주체로서 구성되어 있는 유기 감광체인 경우, 새롭게 표면층을 설치하지 않고 단지 최표면층에 상기 분말을 분산시킬 수 있다.

상기한 이형성을 갖는 분말의 화상 담지체의 표면층에의 첨가량은, 표면층 전체 질량에 대하여, 1 내지 60 질량％인 것이 바람직하며, 2 내지 50 질량％인 것이 보다 바람직하다. 첨가량이 상기 범위보다도 지나치게 적으면 전사 잔류 토너 입자를 충분히 감소시킬 수 없고, 현상 동시 세정 장치에서의 현상제의 회수 효율이 충분하지 않다. 첨가량이 상기 범위보다도 지나치게 크면 막의 강도가 저하하거나, 화상 담지체에 대한 입사광량이 현저히 저하하여 화상 담지체의 대전성을 손상시키기도 하기 때문에 바람직하지 않다. 상기 분말의 입경에 관하여는, 화질의 면에서 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 입경이 상기 범위보다도 지나치게 크면 입사광의 비산에 의해 라인의 조각이 불량해지기 쉬워 해상성을 손상시키기 쉽다.

본 발명에 있어서, 접촉각의 측정은 순수한 물을 사용하였으며, 장치는 교와계면과학(주)제조 접촉각계 CA-DS 형을 사용하였다.

본 발명에 사용되는 화상 담지체로서의 감광체의 바람직한 형태중 하나를 이하에 설명한다.

이는 기본적으로 전도성 기재, 및 전하 발생층과 전하 수송층으로 기능적으로 분리된 감광층을 포함한다.

전도성 기재로서는, 알루미늄 또는 스테인레스강과 같은 금속; 알루미늄 합금 또는 산화인듐-산화 주석 합금에 의한 피복막층을 갖는 플라스틱; 전도성 입자를 함침시킨 종이 또는 플라스틱; 전도성 중합체를 갖는 플라스틱의 원통형 원통 및 필름을 사용한다.

이들 전도성 기재 상에는, 감광층의 접착성 향상, 피복성 개량, 기재의 보호, 기재 상의 결함의 피복, 기재로부터의 전하 주입성 개량, 또는 감광층의 전기적파괴로부터의 보호를 목적으로서 하도층을 설치할 수 있다.

하도층은 폴리비닐알콜, 폴리-N-비닐이미다졸, 폴리에틸렌옥시드, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 에틸렌-아크릴산공중합체, 폴리비닐부티랄, 페놀 수지, 카제인, 폴리아미드, 공중합나일론, 아교, 젤라틴, 폴리우레탄 또는 산화알루미늄 등의 재료에 의해서 형성할 수 있다. 하도층의 막 두께는 통상 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛일 수 있다.

전하 발생층은 전하 발생 물질을 적당한 결합제에 분산하여 제조한 분산액을 피복하거나, 또는 증착시킴으로써 형성한다. 전하 발생 물질에는 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 인디고계 안료, 페릴렌계 안료, 다환퀴논계 안료, 스쿠아릴륨 색소, 피릴륨 염류, 티오피릴륨 염류, 트리페닐메탄계 색소, 또는 셀레늄이나 비정질 실리콘과 같은 무기 물질 등이 있다. 그중에서도 특히 프탈로시아닌계 안료가 감광체 감도를 본 발명에 적합한 감도로 조정하기 위해 바람직하다. 결합제로서는, 예를 들면, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 아세트산비닐 수지를 들 수 있다. 전하 발생층 중에 함유된 결합제의 양은 80 질량％ 이하, 바람직하게는 0 내지 40 질량％일 수 있다. 전하 발생층의 막 두께는 5 ㎛ 이하, 특히 0.05 ㎛ 내지 2 ㎛가 바람직하다.

전하 수송층은, 전하 발생층으로부터 전하 캐리어를 취하여, 이것을 수송하는 기능을 갖고 있다. 전하 수송층은 전하 수송 물질을 필요에 따라서 결합제 수지와 함께 용매 중에 용해하여 제조된 용액을 피복하므로써 형성되고, 그 막 두께는 일반적으로는 5 ㎛ 내지 40 ㎛ 이다. 전하 수송 물질로서는, 주쇄 또는 측쇄에 비페닐렌, 안트라센, 피렌 및 페난트렌과 같은 구조를 갖는 다환 방향족 화합물; 인돌, 카르바졸, 옥사디아졸 및 피라졸린와 같은 함질소 환식 화합물; 히드라존 화합물; 스티릴 화합물; 및 셀레늄, 셀레늄-텔루늄, 비정질 실리콘 및 황화 카드뮴 등을 들 수 있다.

이들 전하 수송 물질을 분산시키는 결합제 수지로서는, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지 및 폴리아미드 수지와 같은 수지; 폴리-N-비닐카르바졸 및 폴리비닐안트라센과 같은 유기 광전도성 중합체를 들 수 있다.

표면층으로서, 전하 주입을 보다 효율적으로 하거나 또는 촉진하기 위해서 수지 중에 전도성 미립자를 분산시킨 층을 설치할 수도 있다. 표면층의 수지로서는, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지, 또는 이러한 수지의 경화제를 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 전도성 미립자의 예로서는, 금속 또는 금속 산화물 입자를 들 수 있다. 바람직하게는, 산화 아연, 산화 티탄, 산화 주석, 산화 안티몬, 산화 인듐, 산화 비스무스, 산화 주석 피복막 산화 티탄, 주석 피복막 산화 인듐, 안티몬 피복막 산화 주석 또는 산화 지르코늄 등의 초미립자가 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

도 5는, 표면층으로서 전하 주입층을 설치한 화상 담지체 (감광체)의 층 구성 모형도이다. 즉 감광체는, 전도성 기재 (알루미늄 드럼 기재) (11) 상에 전도층 (12), 양전하 주입 방지층 (13), 전하 발생층 (14) 및 전하 수송층 (15)이 순서대로 적층 피복된 일반적인 유기 감광체 드럼에 전하 주입층 (16)을 피복하므로써, 전하 주입에 의한 대전성능을 향상시킨 것이다.

화상 담지체의 최면표층에 형성된 전하 주입층 (16)으로서 중요한 점은, 표면층의 부피 저항이 1 ×1O⁹Ω·cm 내지 1 ×1O¹⁴Ω·cm의 범위에 있다는 것이다. 본 구성과 같이 전하 주입층 (16)을 설치하지 않은 경우라도, 예를 들면 최표면층으로서 기능하는 전하 수송층 (15)이 상기 저항 범위에 있는 경우는 동등한 효과가 얻어진다. 예를 들면, 표면층의 부피 저항이 약 1 ×1O¹³Ω·cm 인 비정질 실리콘 감광체를 사용하더라도 마찬가지로 전하 주입에 의한 양호한 대전성이 얻어진다.

본 발명에 있어서는, 화상 담지체의 대전면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 공정 및 잠상 형성 수단이, 화상 담지체 표면에 정전 잠상으로서의 화상 정보를화상 노광에 의해 기록하는 공정 및 화상 노광 수단인 것이 바람직하다. 화상 노광 수단으로서는, 디지털적인 잠상을 형성하는 레이저 주사 노광 수단에 한정되는 것이 아니며, 통상의 아날로그적인 화상 노광이나 LED 등의 다른 발광 소자일 수도 있다. 또한, 형광등 등의 발광 소자와 액정 셔터 등의 조합에 의한 것일 수도 있다. 화상 정보에 대응하는 정전 잠상을 형성할 수 있는 것이면 어느 것이나 상관 없다.

화상 담지체는 정전 기록 유전체일 수 있다. 이 경우, 화상 담지체면으로서의 유전체면을 소정의 극성 및 전위에 균일하게 일차 대전한 후, 제전 바늘 헤드, 전자총 등의 제전 수단으로 선택적으로 제전하여 목적하는 정전 잠상을 형성한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 현상제에서, 토너 입자는 원형도 (평균 원형도)가 0.970 미만인 것이 바람직하다. 그러나 토너 입자의 원형도가 낮으면 대전량이 불충분해질 수 있어, 전사 효율의 저하를 일으키는 경향이 있다. 또한 토너 입자에 첨가하는 전도성 미립자의 입경을 잘 조절하였다고 해도, 토너 입자의 마찰대전성의 저하를 완전히 막지 못하는 경우가 많다. 그 때문에 이러한 평균 원형도가 0.970 미만이며 전도성 미립자가 외첨된 토너를 사용하는 경우, 현상제 담지체에 의한 대전 부여성을 향상시킬 필요가 있다.

따라서, 본 발명에 있어서, 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 갖는 현상제 담지체는 적어도 양대전성 물질을 함유하는 것이 바람직하다. 현상제의 과잉대전을 방지하여 대전량을 적정화하기 위해서, 이 수지 피복층 중에, 적어도 전도성 물질로서 전도성 미립자를 함유하여, 이 수지 피복층을 전도성 수지 피복층으로 하는 것이 바람직하다.

피복층 결합제 수지 (즉, 수지 피복층에 사용된 결합제 수지)로서, 통상적으로 공지된 임의의 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 열경화성 수지, 예컨대 스티렌 수지, 비닐 수지, 스티렌-디엔 수지, 폴리에테르 술폰 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리페닐렌 옥시드 수지, 폴리아미드 수지, 불소 수지, 셀룰로오스 수지 및 아크릴 수지; 및 열경화성 또는 광경화성 수지, 예컨대 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 페놀계 수지, 멜라민 수지, 폴리우레탄 수지, 우레아 수지, 실리콘 수지 및 폴리이미드 수지가 유용하다. 특히 우수한 이형성을 갖는 것, 예컨대 실리콘 수지 및 불소 수지, 또는 우수한 기계적 강도를 갖는 것, 예컨대 폴리에테르 술폰 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리페닐렌 옥시드 수지, 폴리아미드 수지, 페놀계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 스티렌 수지 및 아크릴 수지가 더욱 바람직하게 사용가능하다.

이들 수지에 양대전성 물질을 첨가하여 사용하는 것도 바람직하다.

양대전성 물질은 철 분말과 단독으로 혼합하여 마찰대전되는 경우 양의 극성으로 하전될 수 있는 임의의 것일 수 있다. 또한, 분산되는 피복층 결합제 수지 내에서 양 전하를 나타내고 상기 수지와 조합하여 사용되는 한, 철 분말과 단독으로 혼합되고 마찰대전되는 경우 양대전성으로 제한될 필요는 없다.

이와 같은 양대전성 물질에는 니그로신계 염료, 트리페닐메탄계 염료, 4급 암모늄 염, 구아니딘 유도체, 이미다졸 유도체, 아민계 및 폴리아민계 화합물 등의 양 대전 제어제; 무기 분말, 예컨대 합성실리카, 석영 분말, 알루미나 분말 및 히드로탈사이트 화합물; 및 술폰산기를 함유하는 아크릴아미드를 구성 단량체로서 갖는 공중합체가 있다. 또한 이들 무기 분말을 아미노실란 커플링제로 처리한 후 사용하는 방법도 있다.

특히, 현상제를 양호하게 대전시키기 위해서, 다음과 같은 화합물들이 바람직할 수 있다.

(1) 양대전성 물질로서 함질소 헤테로시클릭 화합물이 혼입된 수지가 바람직할 수 있다.

여기서 사용된 함질소 헤테로시클릭 화합물로서는 20 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 15 ㎛의 수 평균 입경을 갖는 것들이 사용된다. 함질소 헤테로시클릭 화합물의 수 평균 입경이 20 ㎛를 초과하는 경우에는, 함질소 헤테로시클릭 화합물이 현상제 담지체로서 작용하는 현상 슬리브를 구성하는 전도성 수지 피복층에 불량하게 분산되어 대전성을 효과적으로 향상시키기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용할 수 있는 함질소 헤테로시클릭 화합물로서는, 이미다졸, 이미다졸린, 이미다졸론, 피라졸린, 피라졸, 피라졸론, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사졸론, 티아졸린, 티아졸, 티아졸론, 셀레나졸린, 셀레나졸, 셀레나졸론, 옥사디아졸, 티아디아졸, 테트라졸, 벤조이미다졸, 벤조트리아졸, 벤족사졸, 벤조티아졸, 벤조셀레나졸, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 옥사진, 티아진, 테트라진, 폴리아진, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 인돌, 이소인돌, 인다졸, 카르바졸, 퀴놀린, 피리딘, 이소퀴놀린, 시놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 프탈라진, 푸린, 피롤, 트리아졸 및 페나진과 같은 화합물을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 특히 이미다졸 화합물이, 본 발명에 사용되는 현상제 담지체와 현상제의 상호 작용에 의한 효과를 촉진시키기 위해 바람직하다.

본 발명에 있어서, 이미다졸 화합물 중에서도, 특히 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 이미다졸 화합물을 현상제 담지체의 전도성 수지 피복층에 사용할 수 있다. 이는 현상제가 신속하고 균일한 대전 부여성을 제공할 수 있어, 전도성 수지 피복층의 강도를 향상시킬 수 있기 때문에 보다 바람직하다.

<화학식 1>

식 중, R₁및 R₂는 각각 수소 원자, 또는 알킬기, 아르알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 치환체를 나타내며, R₁및 R₂는 동일 또는 상이할 수 있으며; R₃및 R₄는 각각 탄소수 3 내지 30개의 직쇄 알킬기를 나타내며, R₃및 R₄는 동일 또는 상이할 수 있다.

<화학식 2>

식 중, R₅및 R₆은 각각 수소 원자, 또는 알킬기, 아르알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 치환체를 나타내며, R₅및 R₆은 동일 또는 상이할 수 있으며; R₇은 탄소수 3 내지 30개의 직쇄 알킬기를 나타낸다.

상기 구조를 갖는 이미다졸 화합물을 사용하는 것이 바람직한 이유로서는, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 이미다졸 화합물은 치환기로서 탄소수 3 내지 30개의 직쇄상 알킬기를 가지므로 피복층 결합제 수지에 대한 분산성이 양호하기 때문에, 현상 슬리브의 전도성 수지 피복층의 다른 구성 재료와 함께 양호하게 분산되고, 특히 우수한 분산 상태의 전도성 수지 피복층 표면을 형성할 수 있어, 현상 슬리브가 더 양호한 마찰대전성을 갖는 현상제를 제공하기 때문인 것으로 생각되고 있다.

본 발명에서 적합하게 사용할 수 있는 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 함질소 헤테로시클릭 화합물은, 이 화합물을 구성하는 함질소 헤테로시클릭기가 단일환 또는 다른 기와 축합하고 있는 환일 수 있고, 또한 치환체를 가질 수 있다. 또한, 함질소 헤테로시클릭기가 치환되어 있는 경우에, 그 치환기로서는, 예를 들면, 알킬기, 아르알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 아릴기, 치환 아미노기, 우레이도기, 우레탄기, 아릴옥시기, 술파모일기, 카르바모일기, 알킬 또는 아릴티오기, 알킬 또는 아릴술포닐기, 알킬 또는 아릴술피닐기, 히드록시기, 할로겐원자, 시아노기, 술포기, 아릴옥시카르보닐기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아실옥시기, 카르복실아미드기, 술폰아미드기, 카르보실기, 인산아미드기, 디아실아미노기 및 이미드기 등일 수 있다. 이들 치환기 또한 치환기를 가질 수 있다. 이때 치환기의 예로서는, 함질소 헤테로시클릭 화합물의 치환기로서 상기에 예를 든 치환기를 사용할 수 있다.

전도성 수지 피복층의 함질소 헤테로시클릭 화합물 및 전도성 미립자의 함유량에 관해서 하기에 설명한다. 그러나, 이것은 본 발명에 있어서 특히 바람직한 범위이며, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다.

우선, 전도성 수지 피복층 중에 분산된 함질소 헤테로시클릭 화합물의 함유량은 피복층 결합제 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.5 내지 60 질량부, 보다 바람직하게는 1 내지 50 질량부의 범위로 한 경우에, 특히 바람직한 결과를 제공한다. 즉, 함질소 헤테로시클릭 화합물의 함유량이 0.5 질량부 미만인 경우에는 함질소 헤테로시클릭 화합물의 첨가 효과가 작고, 60 질량부를 초과하는 경우에는, 전도성 수지 피복층의 부피 저항을 낮게 조절하는 것이 어렵게 되어, 차지-업 (Charge-up) 현상이 발생하기 쉽다.

전도성 수지 피복층 중에 함질소 헤테로시클릭 화합물과 병용하여 분산 함유시키는 전도성 미립자의 함유량으로서는, 피복층 결합제 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 40 질량부 이하, 보다 바람직하게는 2 내지 35 질량부의 범위에서 사용하면 특히 바람직한 결과가 얻어진다. 즉, 전도성 미립자의 함유량이 40 질량부를 초과하는 경우에는, 전도성 수지 피복층의 피복막 강도의 저하, 및 현상제의 대전량의 저하가 나타나기 때문에 바람직하지 않다.

(2) 또한 본 발명의 현상제 담지체에 있어서 양대전성 물질로서 피복층 중에 함질소 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 그와 같은 화합물로서는 함질소 비닐단량체로부터 유도된 단위체를 함유하는 공중합체가 있다. 그러한 공중합체를 형성하는 중합체로서 중합성 비닐 단량체가 바람직하다. 수지 피복층이 함유하는 결합제 수지가, 기계적 강도가 높은 중합성 비닐 단량체와 현상제에 대하여 높은 음 마찰대전성을 갖는 함질소 비닐 단량체의 공중합체를 가져, 현상제 담지체는 수지 피복층의 내마모성, 토너 부착 또는 융착성이 높고, 다수매 내구 후까지 양호한 마찰대전 부여성을 갖는다.

또한, 이 공중합체는 함질소 비닐 단량체를 갖기 때문에 카본 블랙 및 그라파이트와 같은 전도성 미립자의 수지 피복층 중에서의 분산성이 향상된다. 따라서, 수지 피복층의 전기적 저항이 양호하게 저하되고, 또한 수지 피복층 표면에서의 마찰대전 부여성의 균일성이 향상되어, 현상제에 대한 마찰대전 부여성이 더 높아질 수 있고, 또한 현상제의 대전량 분포가 날카롭게 되고, 또한 수지 피복층 자체의 피복막 강도도 향상되기 때문에 바람직하며, 이는 다수매 내구성의 향상을 보정한다.

카본 블랙 및 그라파이트와 같은 전도성 미립자의 수지 피복층 중에서의 분산성이 향상하는 이유는 명확히 공지되어 있지는 않다. 이는 함질소 비닐 단량체에 함유된 질소원자에 기인한 극성기를 포함하는 것이, 용매, 특히 극성을 갖는 용매 중에서 수지의 분산성을 향상시켜 수지가 용해되어 있는 용액 중에서 전도성 미립자에 대한 습윤성이 향상되어, 용액 중에 분산된 전도성 미립자를 갖는 분산액을 피복하여 수지 피복층을 형성한 경우에, 형성된 수지 피복층 중에서의 전도성 미립자의 분산성이 향상되기 때문이라고 생각된다. 특히, 전도성 미립자가, 카본 블랙과 같은 극성기를 표면에 갖는 물질인 경우에는, 질소원자에 기인하는 극성기 때문에 친화성이 보다 향상되기 때문에 더 효과적이다.

본 발명에 있어서, 중합성 비닐 단량체 (M) 및 함질소 비닐 단량체 (N)를 갖는 공중합체의 공중합 몰비는 M:N= 4:1 내지 999:1을 만족시키는 것이 바람직하다. M의 비율이 999:1을 초과하는 경우에는, 함질소 비닐 단량체의 첨가 효과가 거의 없다. 즉 마찰대전 부여성을 향상시키는 효과가 매우 적어, 공중합시키는 효과를 거의 볼 수 없다. M의 비율이 4:1 미만인 경우, 예를 들면 Tg가 내려 가는 것에 의해 수지층이 안정되지 않고, 전자사진 장치 본체의 승온에 의해 수지 피복층의 대전부여성 및 내마모성이 손상되거나, 현상제가 쉽게 고착될 가능성이 있다. 또한, 이 이상 함질소 비닐 단량체의 비율을 증가시키더라도 대전부여 효과는 포화되기 때문에 특별히 그렇게 할 필요는 없다.

본 발명에 있어서, 상기 공중합체의 주성분이 될 수 있는 중합성 비닐 단량체로서는, 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌; 이중결합을 갖는 모노카르복실산 또는 그의 에스테르 화합물, 예컨대 아크릴산, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소-부틸 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 디메틸(아미노)에틸 아크릴레이트, 디에틸(아미노)에틸 아크릴레이트, 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소-부틸 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 디메틸(아미노)에틸 메타크릴레이트, 디에틸(아미노)에틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 및 아크릴아미드; 및 이중결합을 갖는 디카르복실산 및 그의 에스테르 화합물, 예를 들면, 말레산, 부틸 말레에이트, 메틸 말레에이트 및 디메틸 말레이트가 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 비닐기를 갖는 산 단량체 또는 산 에스테르 단량체를 함유시키면, 현상제 담지체 상에서의 현상제의 대전 안정성에 효과가 있다. 그 경우, 마찰대전량의 안정화 효과로서는, 산 에스테르 단량체보다도 산 단량체를 사용하는 쪽이 약간 양호하다.

본 발명에서 중합성 비닐 단량체로서 메틸메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 메틸메타크릴레이트는 중합체로서 사용된 경우, 기계적 강도가 우수하다. 또한 슬리브 표면층의 결합제 수지로서 사용한 경우에는, 현상제에 대한 마찰대전 부여성이 양호하다. 그러나, 단독중합체로서 사용한 경우에는 종종 마찰대전 부여성이 불충분할 수 있고, 카본 블랙 및 그라파이트등의 안료의 분산성도 우수하지 않다. 본 발명과 같이 함질소 비닐 단량체를 포함하는 공중합체로서 사용하므로써, 마찰대전 부여성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 있어서, 바람직하게는 메틸 메타크릴레이트 성분이 80％ 이상의 비율로 함유되고, 따라서 메틸 메타크릴레이트의 단독중합체와 비교하더라도 기계적 강도, 예를 들면 내마모성이 손상되지 않는다. 또한 함질소 비닐 단량체 성분이 함유되어 수지층 중에 전도성 미립자 등의 안료 성분이 분산된 경우에 있어서는, 분산성이 향상되며, 이 점에서도 내마모성 등에 대해 바람직하다.

함질소 비닐 단량체로부터 유도된 단위체를 함유하는 공중합체는 중량 평균 분자량 Mw로서, 3,000 내지 50,000 범위의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 분자량 Mw가 3,000 미만인 경우에는 저분자량 성분이 지나치게 많기 때문에, 토너가 슬리브에 부착 또는 고착하기 쉽게 되거나, 수지 피복층의 대전 부여성이 저하된다. 또한 50,000을 넘는 경우에는, 지나치게 분자량이 크고 용매 중의 수지 점도가 높기 때문에, 피복 불량이나, 또는 안료류를 첨가한 경우에는 분산 불량의 원인이 되어, 수지 피복층의 조성이 불균일하게 되어 현상제 대전이 불안정하게 되며, 표면거칠기가 불안정할 수 있어 내마모성이 감소하는 등의 원인이 된다.

함질소 비닐 단량체로부터 유도된 단위체를 함유하는 공중합체의 중량 평균 분자량과 수 평균 분자량의 비를 나타내는 Mw/Mn은 3.5 이하인 것이 바람직하다. Mw/Mn이 3.5를 초과한 경우, 저분자량 성분이 증가하기 때문에, 현상제의 부착성이나 융착이 빈번해지거나, 현상제에의 마찰대전 부여성의 저하가 발생하기 쉽다.

본 발명에서, 함질소 비닐 단량체로부터 유도된 단위체를 함유하는 공중합체의 GPC (겔 투과 크로마토그래피)에 의한 크로마토그램 상의 분자량 분포는 다음 방법으로 측정한다. 컬럼을 40 ℃의 가열실 내에서 안정화시킨다. 이 온도로 유지시킨 칼럼에 용매로서 THF (테트라히드로푸란)을 1 ㎖/분의 유속으로 흘려보내 약 100 ㎕의 THF 샘플 용액을 주입하여 측정한다. 샘플의 분자량 측정에 있어서 샘플의 분자량 분포는 수 종류의 단일분산 폴리스티렌 표준 샘플을 사용하여 작성된 검량곡선의 대수치 및 계수치의 관계로부터 계산된다. 검량곡선의 작성에 사용된 표준 폴리스티렌 샘플로서 분자량 100 내지 10,000,000인 샘플 (도소사(TosoCo., Ltd.) 또는 쇼와덴꼬사(Showa Denko K.K.)로부터 구입가능함)을 사용하여 약 10개 이상의 표준 폴리스티렌 샘플을 사용하는 것이 적합하다. RI (반사율) 검출기가 검출기로서 사용된다. 컬럼은 시판되는 폴리스티렌 겔 컬럼을 다수 조합하여 사용해야 한다. 예를 들면, 바람직하게는 쇼덱스(Shodex) GPC KF-801, KF-802, KF-803, KF-804, KF-805, KF-806, KF-807 및 KF-800P (쇼와덴꼬사로부터 구입가능)의 조합; 또는 TSKgel G1000H (H_XL), G2000H (H_XL), G3000H (H_XL), G4000H (H_XL), G5000H (H_XL), G6000H (H_XL), G7000H (H_XL) 및 TSK 가드 컬럼 (도소사로부터 구입가능)의 조합을 포함할 수 있다.

함질소 비닐 단량체의 대표적인 예로서, p-디메틸아미노스티렌, 디메틸아미노메틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 아크릴레이트, 디에틸아미노메틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노메틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노프로필 메타크릴레이트, 디에틸아미노메틸 메타크릴레이트 및 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트를 들 수 있다. 또한 함질소 헤테로시클릭 N-비닐 화합물, 예컨대 N-비닐이미다졸, N-비닐벤즈이미다졸, N-비닐카르바졸, N-비닐피롤, N-비닐피페리딘, N-비닐모르폴린 및 N-비닐인돌을 들 수 있다.

특히, 하기 화학식 3으로 나타내는 함질소 비닐 단량체, 예컨대 디메틸아미노메틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 아크릴레이트, 디에틸아미노메틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노메틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노메틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노프로필 메타크릴레이트, 디에틸아미노메틸 메타크릴레이트 및 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트 또는 4급 암모늄기 함유 비닐 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.

<화학식 3>

식 중, R₇, R₈, R₉및 R₁₀은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 4개의 포화 탄화수소기를 나타내며, n은 1 내지 4의 정수를 나타낸다.

특히, 하기 화학식 4로 나타내는 함질소 비닐 단량체, 예컨대 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.

<화학식 4>

식 중, R¹, R²및 R³은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 4개의 포화 탄화수소기를 나타낸다.

본 발명에 유용한 함질소 비닐 단량체로서 4급 암모늄기 함유 비닐 단량체를 사용할 수 있다. 4급 암모늄기 함유 비닐 단량체로서 하기 화학식 8로 나타내는 4급 암모늄기 함유 비닐 단량체를 들 수 있다.

식 중, R₅는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며; R₆은 탄소수 1 내지 4개의 알킬렌기를 나타내며; R₇, R₈및 R₉는 각각 메틸기, 에틸기 또는 프로필기를 나타내며; X₁은 -COO 또는 -CONH를 나타내며; A는 Cl^-또는 (1/2)SO₄ ^2-와 같은 음이온을 나타낸다.

본 발명에서, 함질소 비닐 단량체를 함유하는 공중합체는 그 자체로 피복층 결합제 수지로서 사용될 수 있거나, 또는 다른 결합제 수지에 첨가될 수 있다. 다른 결합제 수지에 첨가되는 경우, 상기 기재된 통상적으로 공지된 결합제 수지가 사용될 수 있다. 현상제 담지체에 요구되는 기계적 강도를 고려하면 열경화성 수지가 보다 바람직하다. 그러나, 충분한 기계적 강도를 갖는 한 열가소성 수지 또한 사용될 수 있다.

상기 수지는 또한 대전 제어제적으로 이들보다 기계적 강도가 훨씬 높은 열경화성 수지와 블렌딩하여 사용될 수 있다. 이 경우, 또한 현상제 담지체로서 슬리브의 양대전성이 함질소 비닐 단량체로 인한 우수한 효과를 가질 수 있다.

(3) 또한, 본 발명의 현상제 담지체에 있어서는, 현상제 담지체 표면의 수지 피복층 중에 양대전성 물질로서 적어도 비닐 중합성 단량체와 술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체와의 공중합체를 함유시키며, 동시에 그 분자 구조 중에 적어도 -NH₂기, =NH기 또는 -NH- 결합 중 어느 하나를 갖는 수지를 피복층 결합제 수지로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 수지 피복층이 양대전성 부여성을 나타내는 이유는 분명하지 않다. 비닐 중합성 단량체와 술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체와의 공중합체를 그 분자 구조 중에 적어도 -NH₂기, =NH기 또는 -NH- 결합 중 어느 하나를 갖는 피복층 결합제 수지에 첨가하여 균일하게 분산시키는 경우, 상기 공중합체와 결합제 수지와의 구조적인 상호 작용에 의해 수지 조성물 전체가 균일하고 충분한 양대전성 부여성을 갖게 되는 것이라고 추측된다.

본 발명에 있어서의 상기 공중합체는 비닐 중합성 단량체와 술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체와의 공중합비가 중량비로 98:2 내지 80:20이고, 중량 평균 분자량이 2,000 내지 50,000인 공중합체인 것이 바람직하다. 술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체의 비율이 2 중량%보다 적어지면, 현상제에 대하여 양전하를 유도하는 능력이 떨어진다. 그 비율이 20 중량%를 초과하면, 내습성 등의 환경 안정성의 악화, 피복막 특성의 저하가 생겨 바람직하지 않다. 또한, 중량 평균 분자량이 2,000 미만이 되면, 저분자량 성분의 양이 지나치게 많아져 현상제가 슬리브에 부착 또는 고착하기 쉬어지거나, 수지 피복층의 대전 부여성이 저하한다. 한편, 중량 평균 분자량이 50,000을 초과하면, 수지와의 상용성이 악화되어 환경 변화나 시간 경과에 의해 안정된 대전성이 얻어지지 않는다. 또한, 용매 중의 수지 점도가너무 높아 도공 불량이 유발되거나, 안료를 첨가한 경우에는 분산 불량을 유발하여 수지 피복층의 조성이 불균일하게 되어 현상제의 대전이 안정되지 않으며, 수지 피복층의 표면 조도가 안정되지 않아 내마모성이 감소하게 된다.

본 발명에서 사용되는 상기 술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체의 첨가량은 결합제 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부로 하는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만이면, 그 첨가에 의한 대전 부여성의 향상이 나타나지 않는다. 100 중량부를 초과하면, 결합제 수지 중에서의 불량한 분산이 피막 강도의 저하를 초래하기 쉽다.

본 발명에 있어서의 상기 공중합체를 제조하는 데 사용할 수 있는 비닐 중합성 단량체로서는 스티렌, α-메틸스티렌, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 디메틸(아미노)에틸 (메트)아크릴레이트, 디에틸(아미노)에틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산, 아세트산비닐 및 프로피온산비닐 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수가 있다. 아크릴산에스테르 또는 메트아크릴산에스테르와의 조합이 바람직하다. 또한, 토너 또는 현상제용 결합제 수지의 유리 전이점은 통상 70 ℃ 이하 또는 60 ℃ 이하인 경우가 많다. 따라서, 상기 비닐 중합성 단량체를 사용하는 경우, 수지 피복막 표면에 대한 현상제의 부착을 피하기 위해, 65 ℃ 이상, 바람직하게는 70 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ℃ 이상의 유리 전이점을 갖는 수지 피복막이 형성될 수 있도록 적절하게 선택하여피복층 결합제 수지를 형성하는 것이 바람직하다.

술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체로서는 2-아크릴아미도프로판술폰산, 2-아크릴아미도-n-부탄술폰산, 2-아크릴아미도-n-헥산술폰산, 2-아크릴아미도-n-옥탄술폰산, 2-아크릴아미도-n-도데칸술폰산, 2-아크릴아미도-n-테트라데칸술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도-2-페닐프로판술폰산, 2-아크릴아미도-2,2,4-트리메틸펜탄술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸페닐에탄술폰산, 2-아크릴아미도-2-(4-클로로페닐)프로판술폰산, 2-아크릴아미도-2-카르복시메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도-2-(2-피리딜)프로판술폰산, 2-아크릴아미도-1-메틸프로판술폰산, 3-아크릴아미도-3-메틸부탄술폰산, 2-메타크릴아미도-n-데칸술폰산 및 2-메타크릴아미도-n-테트라데칸술폰산 등을 들 수 있다. 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산이 바람직하다.

상기 비닐 중합성 단량체와 술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체를 공중합시키는 경우 사용할 수 있는 중합 개시제로서는 과산화물형 개시제 또는 아조계 개시제 등이 있다. 그 분해물이 카르복실기를 가지며, 음대전성에 효과가 있는 과산화물 개시제가 바람직하다. 개시제는 단량체 혼합물에 대하여 0.5 내지 5 중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 그 중합법으로서는 특별한 제한 없이 용액 중합, 현탁 중합, 괴상 중합 등 어떠한 방법이든 사용할 수 있다. 상기 단량체의 혼합물을 메탄올, 이소프로판올 또는 부탄올 등의 저급 알코올을 함유하는 유기 용제 중에서 공중합시키는 현탁 중합법을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 현상제 담지체에 있어서의 수지 피복층용 결합제 수지로서는 상기비닐 중합성 단량체와 술폰산 함유 아크릴아미드계 단량체와의 공중합체, 및 그 일부 또는 전부에 그 분자 구조 중에 적어도 -NH₂기, =NH기 또는 -NH 결합 중 어느 하나를 갖는 결합제 수지를 사용한다.

-NH₂기를 갖는 물질로서는 R-NH₂로 표시되는 제1 아민 또는 이들을 갖는 폴리아민, RCO-NH₂로 표시되는 제1 아미드 또는 이들을 갖는 폴리아미드 등; =NH기를 갖는 물질로서는 R=NH로 표시되는 제2 아민 또는 이들을 갖는 폴리아민, (RCO)₂=NH로 표시되는 제2 아미드 또는 이들을 갖는 폴리아미드 등; -NH 결합을 갖는 물질로서는 상술한 폴리아민 및 폴리아미드 외에 -NHCO- 결합을 갖는 폴리우레탄 등을 들수 있다. 이상의 물질을 1종 이상 함유하거나 공중합체로서 함유하며, 공업적으로 합성된 수지가 바람직하게 사용된다. 이들 중, 암모니아를 촉매로 하여 형성된 페놀 수지, 폴리아미드 수지 및 우레탄 수지 등이 바람직하다. 본 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, 본 발명에 있어서 사용되는 결합제 수지를 구성하는 페놀 수지로서 그의 제조 공정에서 함질소 화합물을 촉매로서 사용한 페놀 수지를 사용하는 것이 가열 경화시에 상기 공중합체와의 구조적인 상호 작용이 발생하기 쉽고, 수지 조성물 전체가 균일하고 충분한 양대전성 부여성을 갖게 된다는 것을 알게되었다.

따라서, 이러한 페놀 수지를 본 발명에 있어서의 현상제 담지체 상의 수지 피복층을 구성하는 재료의 하나로서 사용하므로써 양호한 음대전성 부여성이 얻어진다. 본 발명에 사용하는 페놀 수지의 제조 공정에서 촉매로서 사용되는 함질소 화합물로서는, 예를 들면 산성 촉매로서는 황산 암모늄, 인산 암모늄, 술파미드산암모늄, 탄산 암모늄, 아세트산 암모늄 및 말레산 암모늄과 같은 산의 암모늄염 또는 아미노염류를 들 수 있다. 염기성 촉매로서는 암모니아, 및 디메틸아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디이소부틸아민, 디아밀아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸아민, 트리아밀아민, 디메틸벤질아민, 디에틸벤질아민, 디메틸아닐린, 디에틸아닐린, n,n-디-n-부틸아닐린, n,n-디아밀아닐린, n,n-디-t-아밀아닐린, n-메틸에탄올아민, n-에틸에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 디에틸에탄올아민, 에틸디에탄올아민, n-부틸디에탄올아민, 디-n-부틸에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 에틸렌디아민 및 헥사메틸렌테트라민 등의 아미노 화합물; 피리딘, α-피콜린, β-피콜린, γ-피콜린, 2,4-루티딘 및 2,6-루티딘 등의 피리딘 및 그 유도체; 퀴놀린 화합물, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2,4-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸 및 2-헵타데실이미다졸 등의 함질소 헤테로시클릭 화합물 등이 있다.

본 발명에 있어서 사용되는 결합제 수지를 구성하는 폴리아미드 수지로서는 예를 들면 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 9, 나일론 13 및 Q2 나일론 등, 또는 이들을 주성분으로 하는 나일론의 공중합체 등, 또는 N-알킬 변성 나일론, N-알콕실알킬 변성 나일론 등 모두 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 폴리아미드 변성 페놀 수지 등과 같은 폴리아미드로 변성된 각종 수지를 사용할 수 있다. 또한, 폴리아미드 수지를 사용하는 에폭시 수지와 같은 폴리아미드 수지 성분을 함유하는 수지라면 모두 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서 사용하는 결합제 수지를 구성하는 우레탄 수지로서는 우레탄 결합을 포함하는 수지라면 모두 바람직하게 사용할 수 있다. 이 우레탄 결합은 폴리이소시아네이트와 폴리올의 중부가 반응에 의해서 얻어진다.

이 폴리우레탄 수지의 주원료가 되는 폴리이소시아네이트로서는 디페닐렌메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 카르보디이미드 변성 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 오르토톨루이딘 디이소시아네이트, 나프틸렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 파라페닐렌 디이소시아네이트, 라이신 디이소시아네이트 메틸 에스테르 및 디메틸 디이소시아네이트 등이 사용 가능하다.

폴리우레탄 수지의 주원료가 되는 폴리올로서는 폴리에틸렌 아디페이트 에스테르, 폴리부틸렌 아디페이트 에스테르, 폴리디에틸렌 글리콜 아디페이트 에스테르, 폴리헥센 아디페이트 에스테르 및 폴리카프로락톤 에스테르 등의 폴리에스테르 폴리올; 및 폴리테트라메틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 등의 폴리에테르 폴리올 등이 사용 가능하다.

본 발명에 있어서, 상기한 재료를 사용하여 현상제 담지체 표면에 형성된 수지 피복층의 부피 저항은 1O³Ω·cm 이하가 되도록 조정하는 것이 바람직하고, 1O³내지 1O^-2Ω·cm가 보다 바람직하다. 보다 구체적으로, 수지 피복층의 부피 저항이 1O³Ω·cm을 초과하는 경우에는, 차지-업 현상이 발생하기 쉬워져 고스트의 악화나화상 농도의 저하를 야기하는 경향이 있다. 따라서, 본 발명의 현상 장치에서 현상제 담지체 표면의 수지 피복층의 부피 저항을 상기한 것 같은 바람직한 범위로 조정하기 위해서, 수지 피복층의 피막 형성 재료인 결합제 수지 중에 전도성 재료를 분산 함유시킨다. 이 때에 사용하는 전도성 재료로서는 그 입경이 수 평균 입경으로 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1O ㎛ 이하인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 수지 피복층 표면에 형성되는 요철을 피하기 위해서 1 ㎛ 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이 때에 사용할 수 있는 전도성 재료로서는 예를 들면 퍼니스 블랙, 램프블랙, 서멀 블랙, 아세틸렌 블랙 및 채널 블랙 등의 카본 블랙; 산화 티탄, 산화 주석, 산화 아연, 산화몰리브덴, 티탄산칼륨, 산화안티몬 및 산화인듐 등의 금속 산화물 등; 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 등의 금속; 및 그라파이트, 금속 섬유 및 탄소 섬유 등의 무기계 충전제 등을 들 수 있다. 수지 피복층 중에 첨가할 수 있는 이러한 전도성 재료의 첨가량으로서는 결합제 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 첨가량이 100 중량부를 초과하면 수지 피복층 피막 강도의 저하가 발생하기 쉽다. 또한, 다량의 전도성 재료의 첨가는 현상제의 대전량의 저하를 야기하는 경향이 있다.

본 발명의 현상 장치에 있어서, 사용되는 현상제 담지체의 표면에 제공하는 수지 피복층의 구성으로서, 상기한 양대전성 재료나 전도성 재료 이외에 수 평균 입경이 0.3 내지 30 ㎛ 정도인 구형 입자를 수지 피복층 중에 추가로 함유하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하는 경우, 현상제 담지체의 표면 조도를 안정화시킬 수 있고, 현상제 담지체 상의 현상제 코트량을 최적화하는 것이 가능해진다. 또한, 구형 입자를 수지 피복층 중에 함유시킴으로써 현상제 담지체 표면에 균일한 표면 조도를 유지시키면서 동시에 수지 피복층의 표면이 마모한 경우라도 수지 피복층의 표면 조도의 변화를 적게 할 수 있다. 이 때문에, 현상제에 의한 오염이나 현상제 담지체 상의 현상제 융착의 발생을 어렵게 하는 효과가 얻어진다. 더우기, 상기한 것 같은 구형 입자를 함유시키면, 수지 피복층 중에 함유되어 있는 함질소 헤테로시클릭 화합물과의 상호 작용에 의해 함질소 헤테로시클릭 화합물이 갖는 대전 조절 효과가 보다 높아져 신속 및 균일한 대전 부여성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 대전 부여 성능을 안정화시키는 효과도 있다.

본 발명에 있어서 사용되는 구형 입자는 수 평균 직경이 0.3 내지 30 ㎛, 보다 바람직하게는 2 내지 20 ㎛이다. 보다 구체적으로, 수지 피복층 중에 함유되는 구형 입자의 수 평균 입경이 0.3 ㎛ 미만이라면, 현상제 담지체의 표면에 균일한 조도를 부여하는 효과와 대전 부여 성능을 높이는 효과가 적어지고, 현상제에 대한 신속 및 균일한 대전이 불충분하여 수지 피복층의 마모에 의해서 현상제의 차지-업이나 현상제 오염 및 현상제 융착이 발생하는 경향이 있어 고스트의 악화, 화상 농도 저하가 쉽게 발생한다. 이 때문에, 상기 입경은 바람직하지 않다. 한편, 수 평균 입경이 30 ㎛를 초과하는 구형 입자는 수지 피복층 표면의 조도가 지나치게 커지는 경향이 있어 현상제의 대전이 충분히 행해지기 어려우며 수지 피복층의 기계적 강도가 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 구형 입자로서는 그 진밀도가 3 g/cm³이하, 바람직하게는 2.7 g/cm³이하, 보다 바람직하게는 0.9 내지 2.3 g/cm³인 것을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 구형 입자의 진밀도가 3 g/cm³를 초과하는 경우에는, 수지 피복층 중의 구형 입자의 분산성이 불충분해져 수지 피복층 표면에 균일한 조도를 부여하기 어려우며 함질소 헤테로시클릭 화합물의 분산도 균일하게 행해지지 않게 되어 현상제에 대한 신속 및 균일한 대전 부여성 및 피복층의 강도가 불충분해지기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 구형 입자의 진밀도가 O.9 g/cm³보다 작은 경우에도, 피복층 중에서의 구형 입자의 분산성이 불충분해져 바람직하지 않다.

본 발명에서 언급되는 구형 입자에 있어서의 "구형"이란, 입자의 길이/폭의 비가 1.0 내지 1.5 정도인 입자를 의미한다. 실제 구형에 더욱 가까운, 길이/폭의 비가 1.0 내지 1.2인 구형 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 구형 입자의 길이/폭의 비가 1.5를 초과하는 경우에는, 수지 피복층 중에서의 구형 입자의 분산성이 저하되고, 상기 수지 피복층 중에서의 양대전성 재료의 분산성이 저하하며, 수지 피복층의 표면 조도가 불균일해지기 때문에, 현상제의 신속 및 균일한 대전 부여성 및 수지 피복층의 피막 강도 측면에서 바람직하지 않다.

본 발명에 사용되는 구형 입자로서는 공지의 구형 입자가 사용 가능하다. 예를 들면, 구형의 수지 입자, 구형의 금속 산화물 입자, 구형의 탄소화물 입자 등을 들 수 있다. 또한, 구형의 수지 입자로서는 예를 들면 현탁 중합, 분산 중합등에 의해서 직접 얻어지는 원하는 입경을 갖는 구형의 수지 입자를 들 수 있다. 본 발명에서는, 이들 중에서도 특히 구형의 수지 입자가 보다 적은 첨가량으로 적합한 표면 조도가 얻어지고, 더욱 균일한 표면 형상이 얻어질 수 있기 때문에 바람직하다. 이와 같은 구형의 수지 입자로서는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지 입자, 나일론 등의 폴리아미드계 수지 입자, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 입자, 실리콘계 수지 입자, 페놀계 수지 입자, 폴리우레탄계 수지 입자, 스티렌계 수지 입자 및 벤조구아나민 입자 등을 들 수 있다. 이러한 수지 입자는 상기한 중합법에 의해서 얻어지는 것으로 한정되지 않는다. 분쇄법에 의해 얻어진 수지 입자를 열적으로 또는 물리적으로 구형화 처리를 할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 상기한 구형 입자의 표면에 무기 미분말을 부착시키거나 또는 고착시켜 사용할 수 있다. 이 때에 사용하는 무기 미분말로서는 예를 들면 SiO₂, SrTiO₃, CeO₂, CrO, Al₂O₃, ZnO 및 MgO와 같은 산화물, Si₃N₄와 같은 질화물, SiC와 같은 탄화물, CaSO₄, BaSO₄및 CaCO₃와 같은 황산염이나 탄산염 등을 들 수 있다. 특히, 결합제 수지와의 밀착성을 향상시키고, 구형 입자에 소수성을 부여하는 등의 목적에 있어서 이러한 무기 미분말을 커플링제로 처리하는 것이 바람직하다.

이 때에 사용하는 커플링제로서는 예를 들면 실란 커플링제, 티탄 커플링제 및 지르코알루미네이트 커플링제 등이 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 실란 커플링제로서는 헥사메틸디실라잔, 트리메틸실란, 트리메틸클로로실란, 트리메틸에톡시실란, 디메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 알릴디메틸클로로실란, 알릴페닐디클로로실란, 벤질디메틸클로로실란, 브로모메틸디메틸클로로실란, α-클로로에틸트리클로로실란, β-클로로에틸트리클로로실란, 클로로메틸디메틸클로로실란, 트리오르가노실릴 메르캅탄, 트리메틸실릴 메르캅탄, 트리오르가노실릴 아크릴레이트, 비닐디메틸아세톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 헥사메틸디실록산, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 1,3-디페닐테트라메틸디실록산, 및 한 분자당 2 내지 12개의 실록산 단위를 지니며 말단에 위치하는 단위에 있는 Si 각각에 결합한 수산기를 함유하는 디메틸폴리실록산 등을 들 수 있다.

이상과 같이 바람직하게 커플링제로 처리된 무기 미분말을 구형 입자 표면에 부착 또는 고착하여 처리할 수 있다. 이러한 처리는 전도성 수지 피복층 중에서의 구형 입자의 분산성, 상기 수지 피복층 표면의 균일성이나 내오염성, 현상제에 대한 대전 부여성 및 전도성 수지 피복층의 내마모성 등을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기한 구형 입자로서 전도성 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 구형 입자에 전도성을 갖도록 하는 것은 그 전도성으로 인해 구형 입자 표면에 전하가 축적되는 것을 어렵게 만든다. 이 때문에, 현상제 담지체에 현상제가 부착하는 것을 경감시키거나, 현상제에 대한 대전 부여성을 향상시킬 수 있다. 이 때에 사용하는 구형 입자로서는 부피 저항치가 1O⁶Ω·cm 이하, 보다 바람직하게는 1O^-3내지 1O⁶Ω·cm의 전도성을 갖는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 사용하는 구형 입자의 부피 저항이 1O⁶Ω·cm을 초과하면, 마모에 의해서 수지 피복층 표면에 노출된 구형 입자가 핵으로 작용하여 현상제의 오염이나 융착이 발생하며, 신속 및 균일한 대전을 얻는 것이 어려워지기 때문에 바람직하지 않다.

이러한 부피 저항을 갖는 전도성 구형 입자를 얻는 방법으로서는 이하와 같은 방법을 사용하는 것이 바람직하지만, 반드시 이러한 방법으로 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 본 발명에서 바람직하게 사용할 수 있는 전도성 구형 입자를 얻는 방법으로서는 예를 들면 수지계 구형 입자나 메소카본 마이크로비드를 소성하여 탄소화 및(또는) 흑연화하여 저밀도 및 양호한 전도성을 갖는 구형 탄소 입자를 얻는 방법을 들 수 있다. 이 때에 사용하는 수지계 구형 입자로서는 예를 들면 페놀 수지, 나프탈렌 수지, 푸란 수지, 크실렌 수지, 디비닐벤젠 중합체, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체 및 폴리아크릴로니트릴 등의 수지를 들 수 있다. 또한, 메소카본 마이크로비드는 통상 메소피치를 가열 소성하는 과정에서 생성되는 구형 결정을 다량의 타르, 중질 오일 또는 퀴놀린과 같은 용제로 세정하므로써 제조할 수가 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 보다 바람직한 전도성 구형 입자를 얻는 방법으로서는 페놀 수지, 나프탈렌 수지, 푸란 수지, 크실렌 수지, 디비닐벤젠 중합체, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체 또는 폴리아크릴로니트릴 입자와 같은 구형 입자 표면에 기계 화학법에 의해서 벌크 메소상 피치를 피복하고, 이렇게 피복된 입자를 산화성분위기에서 열 처리한 후, 불활성 분위기하 또는 진공하에서 소성하여 탄소화 및(또는) 흑연화하여 전도성 구형 탄소 입자를 얻는 방법을 들 수 있다. 이 방법으로 얻어지는 구형 탄소 입자는 구형 탄소 입자의 피복부에서 결정화가 진행되어 전도성이 향상되기 때문에, 본 발명에서 사용하는 구형 입자로서 보다 바람직하다.

상기한 방법으로 얻어지는 전도성의 구형 탄소 입자는 어떠한 방법으로 제조하든지 소성 조건을 변화시키는 것에 따라 얻어지는 구형 탄소 입자의 전도성을 어느 정도 조절하는 것이 가능하기 때문에, 본 발명에 있어서 바람직하게 사용할 수 있는 구형 탄소 입자가 쉽게 얻어진다. 또한, 상기한 방법으로 얻어지는 구형 탄소 입자는 전도성을 향상시키기 위해서 전도성 구형 입자의 진밀도가 3 g/cm³을 초과하지 않는 정도의 범위에서 그 표면에 전도성 금속 및(또는) 금속 산화물을 도금할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 전도성 구형 입자를 얻는 다른 방법으로서는, 구형 수지 입자로 이루어지는 코어 입자에 대하여 코어 입자의 입경보다 작은 전도성 미립자를 적당한 배합비로 기계적으로 혼합하므로써, 반데르발스력 및 정전기력의 작용에 의해 코어 입자의 주위에 전도성 미립자를 균일하게 부착시킨 후, 예를 들면 기계적 충격력을 부여하므로써 생기는 국부적 온도 상승에 의해 코어 입자 표면을 연화시켜 코어 입자 표면에 전도성 미립자를 고착시켜 상기 입자로 코어 입자 표면을 피복하여 도전화 처리된 구형 수지 입자를 얻는 방법을 들 수 있다.

상기한 코어 입자로는 유기 화합물로 이루어지는 진밀도가 작은 구형의 수지 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 수지로서는 예를 들면 PMMA, 아크릴 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔 또는 이들의 공중합체, 벤조구아나민 수지, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 나일론, 불소계 수지, 실리콘 수지, 에폭시계 수지 및 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 이러한 재료로 이루어지는 코어 입자 (모입자)의 표면에 피복시키는 전도성 미립자 (피복 입자)로서는 전도성 미립자로 이루어지는 피막이 코어 입자 표면에 균일하게 제공되도록 하기 위해서, 그 입경이 모입자의 입경에 대하여 1/8 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 전도성 구형 입자를 얻는 다른 방법으로서는 구형 수지 입자 중에 전도성 미립자를 균일하게 분산시킴으로써 전도성 미립자가 분산된 전도성 구형 입자를 얻는 방법을 들 수 있다. 구형 수지 입자 중에 전도성 미립자를 균일하게 분산시키는 방법으로서는 예를 들면 결합제 수지와 전도성 미립자를 혼합하여 전도성 미립자를 분산시킨 후, 냉각 고화하고, 이어서 소정의 입경으로 분쇄하고, 기계적 처리 및 열적 처리에 의해 구형화하여 전도성 구형 입자를 얻는 방법; 및 중합성 단량체 중에 중합 개시제, 전도성 미립자 및 그 밖의 첨가제를 가하여 분산기에 의해서 균일하게 분산시킨 중합성 단량체 조성물을 분산 안정제를 함유하는 수상 중에 교반기에 의해서 소정의 입경이 얻어지도록 현탁 중합을 행하여 전도성 미립자가 분산된 구형 입자를 얻는 방법 등을 들 수 있다.

이러한 방법으로 얻어지는 결합제 수지 중에 전도성 미립자가 분산된 전도성구형 수지 입자의 경우에 있어서도, 이것을 코어 입자로 하여 상기한 바와 같이 상기코어 입자보다도 작은 입경의 전도성 미립자를 적당한 배합비로 기계적으로 혼합하여 반데르발스력 및 정전기력의 작용에 의해 전도성 구형 입자의 주위에 균일하게 전도성 미립자를 부착시킨 후, 기계적 충격력을 부여하므로써 생기는 국부적 온도 상승에 의해 전도성 구형 입자의 표면을 연화시켜 코어 입자 표면에 전도성 미립자를 고착시키고 전도성 미립자로 코어 입자 표면을 피복하여 전도성을 향상시킬 수 있다.

상기 전도성 수지 피복층 중에 분산된 구형 입자의 함유량은 피복층 결합제 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 2 내지 120 중량부, 보다 바람직하게는 2 내지 80 중량부의 범위로 한 경우에 특히 바람직한 결과가 얻어진다. 보다 구체적으로, 구형 입자의 함유량이 2 중량부 미만인 경우에는, 구형 입자의 첨가 효과가 작다. 이 함유량이 120 중량부를 초과하는 경우에는, 현상제의 대전성이 너무 낮아질 수 있다.

본 발명의 현상 장치에 있어서, 상기 구성 이외에 윤활성 물질을 현상제 담지체 표면에 제공된 수지 피복층에 추가로 분산시킬 수 있다. 이는 본 발명의 효과가 더 촉진될 수 있기 때문에 바람직하다. 이 때에 사용할 수 있는 윤활성 물질로서는 예를 들면 그라파이트, 이황화 몰리브덴, 질화 붕소, 운모, 불화 그라파이트, 은-셀레늄화 니오븀, 염화 칼슘-그라파이트, 탈크, 및 스테아린산아연 등의 지방산 금속염 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 그라파이트 입자는 전도성 수지 피복층의 전도성을 손상시키지 않기 때문에 바람직하게 사용된다. 또한, 이러한 윤활성 물질로서는 수 평균 입경이 바람직하게는 0.2 내지 20 ㎛ 정도, 보다 바람직하게는 0.3 내지 15 ㎛인 것을 사용할 수 있다.

상기 윤활성 물질의 첨가량으로서는 피복층 결합제 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 5 내지 120 중량부, 보다 바람직하게는 10 내지 100 중량부의 범위로 한 경우에 특히 바람직한 결과를 제공한다. 보다 구체적으로, 윤활성 입자의 함유량이 120 중량부를 초과하는 경우에는, 피막 강도의 저하 및 토너의 대전량의 저하할 수 있다. 이 함유량이 5 중량부 미만이면, 7 ㎛ 이하의 소립 직경을 갖는 현상제를 사용하여 장기간에 걸쳐 현상 장치를 사용한 경우 수지 피복층 표면에 현상제에 의한 오염이 쉽게 발생되는 경향이 있다.

본 발명에서 사용하는 현상제 담지체는 적어도 기재 및 그 위에 형성한 상기 설명한 재료로 이루어지는 전도성 수지 피복층으로 구성된다. 기재로서는 금속 원통관이 사용된다. 금속 원통관으로서는 예를 들면 스테인레스 스틸 및 알루미늄으로 제조된 원통관이 바람직하게 사용된다.

본 발명에 있어서, 상기한 구성 재료에 의해서 수지 피복층을 형성하는 경우에, 그 표면 조도를 중심선 평균 조도 (이하,"Ra"라고 칭함)로 나타낸 경우에, Ra의 값이 바람직하게는 0.3 내지 3.5 ㎛의 범위내, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3.0 ㎛의 범위내가 되게 조정하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 전도성 수지 피복층 표면의 Ra가 0.3 ㎛ 미만인 경우에는, 현상제의 반송성이 저하하여 충분한 화상 농도를 얻을 수 없게 된다. 한편, 전도성 수지 피복층 표면의 Ra가 3.5 ㎛를 초과하는 경우에는, 현상제의 수송량이 지나치게 많아져 현상제가 충분히 대전될수 없게 된다.

상기한 바와 같은 구성의 수지 피복층은 그 층 두께를 바람직하게는 25 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 4 내지 20 ㎛으로 할 수 있다. 이러한 두께가 균일한 막 두께를 얻는 데 바람직하다. 그러나, 특별히 이 층 두께로 한정되는 것은 아니다. 이러한 층 두께의 수지 피복층은 상기 수지 피복층의 형성 재료에도 좌우되며, 4,000 내지 20,000 mg/m²정도의 부착 중량으로 형성될 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 관한 물성 측정 방법에 관해서 진술한다.

(1) 수지 피복층의 대전 극성의 측정:

- 샘플판의 제작 방법:

대전 극성을 측정하고자 하는 수지 피복층(카본 및 그라파이트는 제외한 것) 형성용 수지 용액을 SUS 스레인레스 스틸 판상에 피복하고, 이것을 건조·가열 등에 의해서 막 형성시켜 (건조·가열 온도 및 시간은 열가소성 수지의 경우는 용액이 완전히 증발할 때까지, 열경화성 수지의 경우는 수지의 가교가 완전히 행해질 때까지로 함) 샘플판을 제작한다. 이 샘플판을 접지한 상태로 23 ℃, 상대 습도 60% RH 환경하에서 밤새 방치한다.

- 입자의 조절 방법:

철 분말(입경 약 100 ㎛)을 접지한 상태로 23 ℃, 상대 습도 60% RH 환경하에서 하룻밤 이상 방치한다.

- 측정 방법:

측정은 23 ℃, 상대 습도 60% RH 환경하에서 행한다. 우선, 상기한 바 대로 제작한 샘플판을 도 8에 나타낸 표면 대전량 측정 장치 TS-100AS(도시바 케미컬(주)제조)에 셋팅하였다. 전위계(55)를 접지하여 그 값을 0로 하였다. 상기한 바 대로 습도 조절된 철 분말(51)을 적하기(52)에 넣었다. START 스위치를 눌러 20초 동안 철 분말(51)을 샘플판(53) 상에 적하하여 미리 접지를 실시한 수용기(54)에 받았다. 이 때의 전위계(55)에 표시되는 극성을 대전 극성으로 한다. 또한, (56)은 컨덴서를 나타낸다.

(2) 중심선 평균 조도(Ra)의 측정:

JIS B0601의 표면 조도의 측정 방법에 기초하여, 고사카 연구소 제조 서프코더 SE-3300으로 (축방향 3군데)×(주위 방향 2군데)의 각 6군데에 관해서 측정하여 그 평균치를 잡았다.

(3) 입자의 부피 저항의 측정:

입상 시료를 40 mm 입경의 알루미늄 링에 넣고, 2,500 N에서 가압 성형하여, 저항율계 로우-레스타(LOW-RESTAR) AP 또는 하이-레스타(HI-RESTAR) IP (모두 미쓰비시 유화사 제조)에 의해 4 단자 프로브를 사용하여 부피 저항치를 측정하였다. 측정 환경은 20 내지 25 ℃, 50 내지 60% RH로 하였다.

(4) 수지 피복층의 부피 저항의 측정:

100 ㎛ 두께의 PET 시트 상에 7 내지 20 ㎛ 두께의 수지 피복층을 형성하여 측정용 샘플을 제작하였다. 상기 샘플에 관해서, ASTM 규격(D-991-82) 및 일본 고무 협회 표준 규격 SRIS(2301-1969)에 준하여 전도성 고무 및 플라스틱의 부피 저항 측정용의 4단자 구조의 전극을 설치한 전압 강하식 디지탈 오옴계(가와구치 전기 제작소 제조)를 사용하여 측정하였다. 측정 환경은 20 내지 25 ℃, 50 내지 60% RH로 하였다.

(5) 구형 입자의 진밀도의 측정:

본 발명에서 사용하는 구형 입자의 진밀도는 건식 밀도계 아큐픽(ACUPIC) 1330(시마즈 제작소 제조)를 사용하여 측정하였다.

(6) 구형 입자의 입경 측정:

레이저 회절형 입도 분포계인 코울터 LS-130형 입도 분포계(코울터사 제조)를 사용하여 하기와 같이 측정하였다. 측정 방법으로서는 수계 모듈을 사용하였다. 측정 용매로서는 순수한 물을 사용하였다. 우선, 순수한 물로 입도 분포계의 측정계 내를 약 5분간 세정하고, 소포제로서 아황산나트륨 10 내지 25 mg을 측정계 내에 가하여 백그라운드 기능을 실행하였다. 다음에, 순수한 물 1O m1 중에 계면활성제 3 내지 4 방울을 가하고, 측정 시료 5 내지 25 mg를 또한 가하였다. 이 시료를 현탁시킨 수용액을 초음파 분산기로 약 1 내지 3분간 분산 처리하여 측정용 시료액을 얻었다. 상기 측정 장치의 측정계 내에 시료액을 서서히 가하여 측정을 하였다. 이 때, 장치 화면상의 PlDS가 45 내지 55%가 되도록 측정계 내의 시료 농도를 조정하여 측정을 하였다. 그 후, 개수 분포로부터 산술하여 수 평균 입경을 구하였다.

(7) 현상제에 함유되어 있는 전도성 미립자의 입경 측정:

전도성 미립자의 입경은 전자 현미경을 사용하여 측정하였다. 촬영 배율은 6만배로 하였다. 이렇게 하는 것이 어려운 경우는, 저배율로 촬영한 후에 6만배가 되게 사진을 확대하였다. 사진상에서 1차 입자의 입경을 측정하였다. 이 때, 길이와 폭을 측정하여 평균한 값을 입경으로 하였다. 이것을 100개의 샘플에서 측정하여 50% 값을 평균 입경으로 하였다.

본 발명에서 바람직한 현상 조건을 이하에 기재한다.

본 발명에 있어서, 현상제 담지체 상에 3 내지 30 g/m²의 현상제층을 형성하는 것이 바람직하다. 현상제 담지체 상에 3 내지 30 g/m²의 현상제층을 형성하기 때문에, 균일한 현상제층을 형성하는 것이 쉽고, 전도성 미립자가 화상 담지체 상에 균일하게 공급될 수 있어 화상 담지체의 균일한 대전이 얻어지기 쉽다. 현상제 담지체 상의 현상제량이 상기 범위보다도 지나치게 적은 경우에는, 충분한 화상 농도가 얻어지기 어렵고, 현상제 담지체 상의 현상제층의 미소한 불균일이 화상 농도 불균일 및 전도성 미립자의 공급 불균일에 의한 화상 담지체의 대전 불균일로서 나타나는 경향이 있다. 현상제 담지체 상의 현상제량이 상기 범위보다도 지나치게 많은 경우에는, 토너 입자에 대한 마찰대전의 부여가 불충분해지는 경향이 있어 토너 비산이 생기고, 포그의 증가, 전사성의 저하에 의해 화상 담지체의 대전을 저해하기 쉽다.

또한, 현상제 담지체 상에 5 내지 25 g/m²의 현상제층을 형성하는 것이 보다바람직하다. 현상제 담지체 상에 5 내지 25 g/m²의 현상제층을 형성하기 때문에, 현상제 담지체 상의 현상제가 보다 균일하게 마찰대전되기 쉽고, 회수한 전사 잔류 토너 입자가 현상제 담지체 근방의 토너 입자의 마찰대전에 미치는 영향을 경감시켜, 현상 동시 세정성이 보다 안정하게 얻어질 수 있다. 현상제 담지체 상의 현상제량이 상기 범위보다도 지나치게 적은 경우에는, 회수한 전사 잔류 토너 입자가 현상제 담지체 근방의 토너입자의 마찰대전에 영향을 미쳐, 일부의 토너 입자의 마찰대전이 지나치게 되어 현상제층의 불균일을 유발하고, 따라서 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 불균일하게 되는 경우가 있다. 현상제 담지체 상의 현상제량이 상기 범위보다도 지나치게 많은 경우에는, 회수한 전사 잔류 토너 입자가 마찰대전이 충분히 부여되지 않고 다시 현상 영역에 반송되어 현상에 참여하게 되므로 포그가 보다 쉽게 생기게 된다.

본 발명에 있어서, 현상제를 담지하는 현상제 담지체 표면은 화상 담지체 표면의 이동 방향과 같은 방향으로 이동할 수 있으며, 역방향으로 이동할 수도 있다. 그 이동 방향이 같은 경우, 화상제 담지체 표면의 이동 속도는 화상 담지체의 이동 속도에 대하여 100% 이상의 비율인 것이 바람직하다. 100% 미만이라면, 화상 품질이 나빠질 수 있다.

화상 담지체 표면의 이동 속도에 대한 현상제 담지체 표면의 이동 속도 비가 100% 이상 (현상제 담지체 표면의 이동 속도가 화상 담지체 표면의 이동 속도보다 크거나 동일)이면, 현상제 담지체 측에서 화상 담지체 측으로 토너 입자의 공급이충분히 행해지기 때문에, 충분한 화상 농도를 얻기 쉽고, 전도성 미립자도 충분히 공급된다. 따라서, 화상 담지체가 양호한 대전성을 얻을 수 있다.

또한, 현상제 담지체 표면의 이동 속도가 화상 담지체 표면의 이동 속도에 대하여 1.05 내지 3.0배의 속도인 것이 바람직하다. 이동 속도비가 증가할수록 현상 부위에 공급되는 현상제의 양이 많아지고, 정전 잠상에 대한 현상제의 탈착 빈도가 증가하는데, 이때 반복적으로 불필요한 부분에서는 떨어져 나가고 필요한 부분에는 부여되어, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 향상되고, 회수 불량에 의한 패턴 고스트의 발생을 보다 확실하게 억제할 수가 있다. 더우기, 잠상에 충실한 화상이 얻어진다. 또한, 접촉 현상 공정에 있어서는, 이동 속도비가 증가할수록 화상 담지체와 현상제 담지체와의 마찰에 의해 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 보다 향상된다. 그러나, 이동 속도비가 상기 범위를 크게 초과하면, 현상제 담지체 표면으로부터 현상제의 비산에 의한 포그 및 화상 불균일이 생기기 쉽다. 따라서, 접촉 현상 공정에서는 화상 담지체 또는 현상제 담지체가 마찰에 의한 마모나 긁힘으로 인해 수명이 짧아지는 경향이 있다. 현상제 담지체 상의 현상제량을 조절하는 현상제층 두께 조절 부재가 현상제를 통해 현상제 담지체에 접촉되어 있는 경우에는, 현상제층 두께 조절 부재 또는 현상제 담지체가 마찰에 의한 마모나 긁힘으로 인해 수명이 짧아지는 경향이 있다. 상기 관점에서, 현상제 담지체 표면의 이동 속도가 화상 담지체 표면의 이동 속도에 대하여 1.1 내지 2.5배 정도인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 비접촉형 현상 방법을 적용하기 위해서는, 현상제 담지체상의 현상제층을 현상제 담지체의 화상 담지체에 대한 소정의 이격 거리보다도 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의해서, 종래에는 곤란하였던 비접촉형 현상 방법을 사용하여 현상 동시 세정 화상 형성을 높은 화상 품위로 실현하는 것이 가능해졌다. 현상 공정에서, 화상 담지체에 대하여 현상제층을 비접촉식으로 하고, 화상 담지체의 정전 잠상을 현상제상으로서 가시화하는 비접촉형 현상 방법을 사용한다. 따라서, 전기저항치가 낮은 전도성 미분말을 현상제 중에 다량 첨가하더라도, 현상 바이어스가 화상 담지체로 주입하는 것에 의한 현상 포그가 발생하지 않는다. 그 때문에, 양호한 화상을 얻을 수 있다.

이 경우, 현상제 담지체는 화상 담지체에 대하여 1OO 내지 1,OOO ㎛의 이격 거리를 갖도록 대향하여 설치되는 것이 바람직하다. 현상제 담지체의 화상 담지체에 대한 이격 거리가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 이격 거리의 변동에 대한 현상제의 현상 특성이 크게 변화한다. 이 때문에, 안정된 화상성을 만족하는 화상 형성 장치를 양산하는 것이 곤란하게 된다. 현상제 담지체의 화상 담지체에 대한 이격 거리가 상기 범위보다도 지나치게 크면, 화상 담지체 상의 잠상에 대한 토너 입자의 추종성이 저하하게 된다. 따라서, 해상성의 저하, 화상 농도의 저하 등 화질 저하를 초래하기 쉽다. 또한, 화상 담지체 상으로의 전도성 미분말의 공급성이 저하하기 쉽고, 화상 담지체의 대전성이 저하하기 쉽다.

이러한 관점에서, 현상제 담지체는 화상 담지체에 대하여 100 내지 600 ㎛의 이격 거리를 갖도록 대향하여 설치되는 것이 보다 바람직하다. 현상제 담지체의 화상 담지체에 대한 이격 거리가 100 내지 600 ㎛이기 때문에, 현상 동시 세정 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 보다 우세해질 수 있다. 이격 거리가 상기 범위보다 지나치게 크면, 현상 장치에 대한 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 회수 불량에 의한 포그가 쉽게 생기게 된다.

본 발명에서는, 현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 교번 전계 (AC 전계)를 형성하여 현상 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 교번 전계는 현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 교번 전압을 인가하므로써 형성할 수 있다. 인가하는 현상 바이어스는 DC 전압에 교번 전압(AC 전압)을 중첩하여 형성된 것일 수 있다.

교번 전압의 파형으로서는 정현파, 구형파, 삼각파 등 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 이들은 DC 전원을 주기적으로 온/오프하므로써 형성된 펄스파일 수도 있다. 이와 같이, 교번 전압의 파형으로서는 주기적으로 그 전압값이 변화하는 것 같은 바이어스가 사용될 수 있다.

현상 바이어스를 인가하므로써, 현상제를 담지하는 현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 적어도 피크간의 전계 강도로 3×10⁶내지 1Ox10⁶V/m, 주파수 10O 내지 5,0OO Hz의 AC 전계 (교번 전계)를 형성하는 것이 바람직하다. 현상 바이어스를 인가하므로써 상기 범위의 교번 전계를 형성하므로써 현상제 중에 첨가된 전도성 미립자가 균일하게 화상 담지체 측으로 이동하기 쉬워진다. 또한, 대전부에서 전도성 미립자를 통하여 접촉 대전 부재와 화상 담지체가 균일하고 친밀하게 접촉됨으로써 화상 담지체의 균일한 대전 (특히 직접 주입 대전)을 현저히 촉진시킬 수가 있다. 또한, 교번 전계를 현상 바이어스에 의해 형성하기 때문에, 현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 큰 전위차가 있는 경우라도, 현상 영역에서 화상 담지체로의 전하 주입이 생기지 않기 때문에, 전도성 미립자를 현상제 중에 다량 첨가하더라도 현상 바이어스가 화상 담지체로 전하 주입되는 것에 의한 현상 포그가 발생하지 않는다. 따라서, 양호한 화상을 얻을 수 있다.

현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가하므로써 형성되는 교번 전계의 강도가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 화상 담지체에 공급되는 전도성 미분말의 양이 부족하기 쉬워, 화상 담지체의 균일한 대전성이 저하하기 쉽다. 또한, 약한 현상력으로 인해 화상 농도가 낮은 화상이 형성된다. 한편, 교번 전계의 강도가 상기 범위보다 지나치게 크면, 현상력이 커져 미세선 뭉개짐에 의한 해상성의 저하, 포그 증대에 의한 화질 저하 및 화상 담지체의 대전성이 저하하기 쉬우며, 화상 담지체로의 현상 바이어스의 누설에 의한 화상 결함이 생기기 쉽다.

현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가하므로써 형성되는 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 화상 담지체에 전도성 미립자가 균일하게 공급되기 어렵고, 화상 담지체의 균일한 대전에서의 불균일이 발생하기 쉽다. 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 크면, 화상 담지체에 공급되는 전도성 미립자의 양이 부족하기 쉬워 화상 담지체의 균일 대전성이 저하하기 쉽다.

현상 바이어스를 인가하므로써, 현상제를 담지하는 현상제 담지체와 화상 담지체 사이에, 적어도 피크대피크의 전계 강도로 4×10⁶내지 10×10⁶V/m, 주파수500 내지 4,000 Hz의 AC 전계 (교번 전계)를 형성하는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위의 교번 전계를 현상 바이어스에 의해 형성하므로써, 현상제 중에 첨가된 전도성 미립자가 균등하게 화상 담지체 측으로 이동하기 쉽고, 전사 후 화상 담지체에 전도성 미립자를 균일하게 피복할 수가 있으며, 비접촉형 현상 방법을 적용한 경우에 있어서도 높은 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 유지할 수 있다.

현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가하므로써 형성된 교번 전계의 강도가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 현상 장치로의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 회수 불량에 의한 포그가 생기기 쉽다. 또한, 현상제 담지체와 화상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가하므로써 형성된 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 정전 잠상에 대한 현상제의 탈착 빈도가 적어져 현상 장치로의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하기 쉽고, 화상 품질도 저하하기 쉽다. 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 크면, 전계의 변화를 따를 수 있는 토너 입자가 적어지기 때문에, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트가 생기기 쉽다.

본 발명에 있어서, 전사 공정은 현상 공정에 의해서 형성된 현상제상 (토너상)을 중간 전사체에 전사한 후에, 종이 등의 기록 매체에 재전사하는 공정일 수 있다. 보다 구체적으로, 현상제상이 전사되는 전사재는 전사 드럼 등의 중간 전사체일 수도 있다. 전사재를 중간 전사체로 하는 경우, 중간 전사체로부터 종이 등의 기록 매체에 재차 전사하는 것으로 토너상이 얻어진다. 중간 전사체의 사용으로 보드지 등의 여러가지의 기록 매체에 상관 없이 화상 담지체 상의 전사 잔류 토너의 입자량을 저감할 수 있다.

본 발명에 있어서, 전사시에 중간 전사 부재가 전사재(기록 매체)를 통해 화상 담지체와 접촉하는 것이 바람직하다.

전사재를 통해 화상 담지체와 전사 수단을 접촉하면서 화상 담지체 상의 현상제상을 전사재에 전사하는 접촉 전사 공정에서는, 전사 수단의 접촉 압력이 선압 2.94 내지 980 N/m인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 19.6 내지 490 N/m이다. 전사 수단의 접촉압력이 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 전사재의 반송 어긋남이나 전사 불량이 발생하기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 접촉 압력이 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 화상 담지체 표면의 열화나 현상제의 부착을 초래하고, 그 결과로서 화상 담지체 표면에 현상제의 융착이 생기는 경우가 있다.

전사 공정에서의 전사 수단으로서는 전사 롤러 또는 전사 벨트를 갖는 장치가 바람직하게 사용된다. 전사 롤러는 적어도 심축과 심축을 피복하는 전도성 탄성층을 가지며, 전도성 탄성층은 폴리우레탄 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리에틸렌(EPDM)과 같은 탄성재료에, 카본 블랙, 산화 아연, 산화 주석 및 탄화규소 같은 전도성 부여제를 배합 분산하여 전기 저항치 (부피 저항율)을 1O⁶내지 1O¹⁰Ω·cm의 중저항으로 조정된 솔리드 또는 발포 재료층 등으로 구성된 탄성체인 것이 바람직하다.

전사 롤러에서의 바람직한 전사 공정 조건으로는 전사 롤러의 접촉압이 2.94내지 490 N/m일 수 있으며, 19.6 내지 294 N/m인 것이 보다 바람직하다. 접촉 압력으로서의 선압이 상기 범위보다도 지나치게 작은 경우에는, 전사 잔류 토너 입자가 증가하여 화상 담지체의 대전성을 저해하기 쉽다. 접촉 압력이 상기 범위보다도 지나치게 크면, 가압력에 의해 전자 잔토너 입자가 전사되기 쉬워져 전사 잔류 토너 입자의 화상 담지체 또는 접촉 대전 부재로의 공급량이 감소하므로써, 화상 담지체의 대전 촉진 효과가 저하하고, 현상 동시 세정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하한다. 또한, 화상상에서의 현상제 비산이 증가한다.

전사재를 통해 화상 담지체에 전사 수단을 접촉시키면서 현상제상을 전사재에 전사하는 접촉 전사 공정에서, 인가되는 DC 전압은 ±0.2 내지 ±10 kV인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 현상 장치는 직경이 30 mm 이하인 소직경의 드럼형 감광체를 갖는 화상 형성 장치에서 특히 유효하게 사용된다. 보다 구체적으로, 전사 공정 후 및 대전 공정 전에 독립적인 세정 공정이 없기 때문에, 대전, 노광, 현상 및 전사 각 공정의 배치 자유도가 높아지고, 직경이 30 mm 이하인 소직경의 감광체와 조합하여 화상 형성 장치의 소형화, 공간 절약화를 달성할 수 있다. 벨트형 감광체에서도 마찬가지로 각 공정의 배치 자유도가 높아진다. 따라서, 본 발명의 현상 장치는 접촉 영역에서의 곡률 반경이 25 mm 이하인 감광체 벨트를 사용한 화상 형성 장치에 대하여도 유효하다.

본 발명에서, 상기 기술된 잠상 담지체 1개 이상 및 현상 장치가 있는 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 본체에 분리가능하게 장착될 수 있다. 또한,이 프로세스 카트리지에는 추가로 상기 기술된 대전 수단이 있을 수 있다.

<실시예>

본 발명은 하기에서 실시예를 제시하므로써 보다 상세하게 기술된다. 본 발명은 이 실시예에 제한되지 않는다.

먼저, 본 발명에 사용되는 잠상 담지체로서의 감광체의 제조예를 하기에 제시된다.

<감광체 제조예>

음대전용 유기 광전도성 물질을 사용한 감광체 (이하 "OPC 감광체"로 칭함)를 제조하였다. 감광체의 기재로서, 직경 24 mm의 알루미늄제 원통을 사용하였다. 이 원통 위에 하기 제1 내지 제5 층을 차례대로 딥 피복하여 적층 형성하였다. 이와 같이, 도 5에 나타낸 것과 같은 층 구조의 감광체를 제조하였다.

제1 층은 알루미늄 기재 (11)의 임의의 표면 결함 등을 고르게 하고 또한 레이저 노광의 반사에 의해 발생되는 물결 무늬를 방지하기 위해 제공된 약 20 ㎛ 두께의 전도성 입자 분산 수지층 (산화 주석 및 산화 티탄 분말이 분산된 페놀 수지를 주성분으로 포함함)인 전도층 (12)이다.

제2 층은 알루미늄 기재 (11)로부터 주입된 양전하가 감광체 표면 상에 대전되어 생성된 음전하를 상쇄하는 것을 방지할 수 있는 기능이 있고, 메톡시메틸화된 나일론에 의해 약 10⁶Ω·cm로 저항이 조절된 약 1 ㎛ 두께의 중저항층인 양전하 주입 방지층 (13)이다.

제3 층은 디스아조 안료가 분산된 부티랄 수지로 형성된 약 0.3 ㎛ 두께의 층이며 레이저 노출시 양성-음성 전하 쌍을 발생시키는 전하 발생층 (14)이다.

제4 층은 히드라존 화합물이 분산된 폴리카르보네이트 수지로 형성된 약 25 ㎛ 두께의 층이며 p-형 반도체인 전하 수송층 (15)이다. 따라서, 감광체 표면에 대전되어 생성된 음전하는 이 층을 통과하여 이동할 수 없다. 단지 전하 발생층에서 발생된 양전하만이 감광체 표면으로 수송될 수 있다.

제5 층은 입자 직경이 약 0.25 ㎛인 전도성 초미세 산화 주석 및 테트라플루오로에틸렌 수지가 분산된 광경화성 아크릴 수지로 형성된 전하 주입층 (16)이다. 구체적으로는, 낮은 저항을 갖도록 안티몬을 도핑시킨 입자 직경 약 0.03 ㎛의 산화 주석 입자 100 중량％, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 입자 20 중량％ 및 분산제 1.2 중량％를 수지 중에 분산시켜 제조한 피복액을 분무 피복법에 의해 약 2.5 ㎛ 두께로 피복하여 전하 주입층 (16)을 형성한다.

이와 같이 수득된 감광체의 최외곽층의 부피 저항은 5×10¹²Ω·cm이었고, 물에 대한 감광체 표면의 접촉각은 102 도였다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 사용된 대전 부재의 제조예를 하기에 제시한다.

<대전 부재 제조예>

직경 6 mm, 길이 264 mm의 SUS 스테인레스강 롤러를 심축으로 사용하여, 전도성 입자로서의 카본 블랙, 경화제, 발포제 등과 함께 조성된 중저항 발포 우레탄층을 심축 상에 롤러 형태로 형성한 후, 절단하고 마광하여 형상 및 표면 특성을 조절하였다. 이와 같이, 가요성이 있는 발포 우레탄 롤러가 있는 직경 12 mm, 길이 234 mm의 대전 롤러를 제조하였다.

수득된 대전 롤러에서, 발포 우레탄 롤러의 저항은 10⁵Ω·cm이었고, 경도는 아스커(Asker)-C 경도로 30 도였다.

<토너 입자 제조예 Ts-1>

스티렌-부틸 아크릴레이트-부틸 말레에이트 하프 에스테르 공중합체(Tg: 63 ℃, 분자량: Mp 12,000, Mn 6,500, Mw 230,000) 100 중량부

자성 산화철(평균 입자 직경: 0.22 ㎛; 자기장 795.5 kA/m 하에서 항자력 Hc 5.2 kA/m, 포화 자화 σs 85 Am²/kg 및 잔류 자화 σr 0.5 Am²/kg) 90 중량부

모노아조철 착물(음대전 제어제) 2 중량부

저분자량 에틸렌-프로필렌 공중합체 4 중량부

상기 물질을 블렌더로 혼합하고, 수득된 혼합물을 130 ℃로 가열된 압출기를 사용하여 용융 혼연하고, 수득된 용융 혼연된 생성물을 냉각시키고, 수득된 냉각된 생성물을 파쇄하고, 수득된 파쇄된 생성물을 제트 기류를 사용한 미분쇄기(fine grinding mill)를 사용하여 분쇄하였다. 수득된 분쇄된 생성물을 코안다(Coanda) 효과를 사용한 다중 분할 분급기를 사용하여 분급하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입자 직경 범위에서의 개수 기준 입자 크기 분포로부터 측정된 중량 평균 입자 직경이 7.9 ㎛인 토너 입자 Ts-1을 수득하였다. 토너 입자 Ts-1의 저항은 10¹⁴Ω·cm 이상이었다.

구형도 분포는 본 발명의 실시양태에서 기술한 바와 같이 유체형 입자 화상 분석기 FPIA-1000(도아 이요우 덴시 가부시끼가이샤(Toa Iyou Denshi K.K.) 제품)으로 측정하였다. 보다 상세히 기술하면, 필터를 통하여 미세 먼지를 제거한 물(바람직하게는 10^-3cm³중에 입자 직경이 원 등가 직경으로 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 범위인 입자수가 20 미만인 것으로 평가되도록 함) 10 ㎖ 및 희석시킨 표면 활성제(바람직하게는 미세 먼지가 제거된 물로 알킬벤젠술포네이트를 약 1/10 농도가 되도록 희석시켜 제조한 것임) 몇 방울을 경질 유리로 제조된 내부 직경 30 mm, 높이 65 mm의 스크류 병마개가 달린 병(예를 들어, 니찌덴 리까가라쓰 가부시끼가이샤(Nichiden Rikagarasu K.K.)로부터 입수가능한 스크류 병마개가 달린 30 ㎖용 병인 SV-30)에 첨가하였다. 여기에, 적절한 양(예를 들어, 0.5 내지 20 mg)의 측정 시료를 첨가하여 측정 시료의 입자 농도가 측정된 원 등가 직경의 범위 내인 입자에 대하여 7,000 내지 10,000 입자/10^-3cm³이 되도록 첨가하고, 초음파 균질화기로 3 분 동안 분산시켜(직경 6 mm의 스텝형(step-type) 칩을 K.K. SMT 제품인 출력이 50 W이고 주파수가 20 kHz인 초음파 균질화기 UH-50에 적용하고, 동력 조절 부피의 눈금을 7로 설정하여, 즉 동일한 칩을 사용하였을 때 수득되는 최대 출력의 약 절반의 동력으로 처리하였음) 시료 분산액을 제조하였다. 이 시료 분산액을 사용하여, 입자 크기 분포 및 원 등가 직경이 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만인 입자의 구형도 분포를 측정하였다.

이렇게 수득된 입자 크기 분포로부터 입자 직경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만 범위인 입자의 함량 (개수％) 및 구형도를 측정하였다. 토너 입자 Ts-1의 이들 물성을 표 2에 나타내었다.

<토너 입자 제조예 Ts-2>

토너 입자 제조예 Ts-1에서 수득된 파쇄된 생성물을 기계식 분쇄기로 분쇄하였다. 수득된 분쇄된 생성물을 다중 분할 분급기를 사용하여 분급하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입자 직경 범위에서의 개수 기준 입자 크기 분포로부터 측정된 중량 평균 입자 직경이 6.8 ㎛인 토너 입자 Ts-2를 수득하였다. 토너 입자 Ts-2의 저항은 10¹⁴Ω·cm 이상이었다.

<토너 입자 제조예 Ts-3>

토너 입자 제조 실시예 Ts-2에서 수득된 분급된 생성물을 도 6 및 7에 나타낸 토너 입자 구형화 처리 장치로 입자에 열기계적 충격력을 반복적으로 적용하므로써 구형화 처리하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입자 직경 범위에서의 개수 기준 입자 크기 분포로부터 측정된 중량 평균 입자 직경이 6.5 ㎛인 토너 입자 Ts-3을 수득하였다.

<토너 입자 제조예 Ts-4>

토너 입자 제조 실시예 Ts-2에서 수득된 분급된 생성물을 입자를 300 ℃ 열풍에 순간적으로 통과시킴으로써 구형화 처리하여 중량 평균 입자 직경이 6.9 ㎛인 토너 입자 Ts-4를 수득하였다. 토너 입자 Ts-4의 저항은 10¹⁴Ω·cm 이상이었다.

<토너 입자 제조예 Tp-1>

폴리에스테르 수지(Tg: 60 ℃, 산가: 20 mg·KOH/g, 수산기가 30 mg·KOH/g, 분자량: Mp 7,000, Mn 3,000, Mw 55,000) 100 중량부

자성 산화철(평균 입자 직경: 0.20 ㎛, 자기장 795.5 kA/m 하에서 Hc 9.2 kA/m, σs 82 Am²/kg 및 σr 11.5 Am²/kg) 90 중량부

모노아조철 착물(음대전 제어제) 2 중량부

저분자량 에틸렌-프로필렌 공중합체 4 중량부

상기 재료를 토너 입자 제조 실시예 Tp-1에서와 동일한 방식으로 용융혼연시키고, 파쇄하고, 제트 기류를 사용한 미분쇄기로 분쇄하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입자 직경 범위에서의 개수 기준 입자 크기 분포로부터 측정된 중량 평균 입자 직경이 8.1 ㎛인 토너 입자 Tp-1을 수득하였다. 토너 입자 Tp-1의 저항은 10¹⁴Ω·cm 이상이었다.

<토너 입자 제조예 Tp-2>

토너 입자 제조예 Tp-1에서 수득된 파쇄된 생성물을 기계식 분쇄기로 분쇄하였다. 수득된 분쇄된 생성물을 다중 분할 분급기를 사용하여 분급하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입자 직경 범위에서의 개수 기준 입자 크기 분포로부터 측정된 중량 평균 입자 직경이 7.0 ㎛인 토너 입자 Tp-2을 수득하였다. 토너 입자 Tp-2의 저항은 10¹⁴Ω·cm 이상이었다.

<토너 입자 제조예 Tp-3>

토너 입자 제조 실시예 Tp-2에서 수득된 분급된 생성물을 도 6 및 7에 나타낸 토너 입자 구형화 처리 장치로 입자에 열기계적 충격력을 반복적으로 적용하므로써 구형화 처리하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입자 직경 범위에서의 개수 기준 입자 크기 분포로부터 측정된 중량 평균 입자 직경이 6.7 ㎛인 토너 입자 Tp-3을 수득하였다.

<토너 입자 제조예 Tp-4>

토너 입자 제조 실시예 Tp-2에서 수득된 분급된 생성물을 입자를 300 ℃ 열풍에 순간적으로 통과시킴으로써 구형화 처리하여 중량 평균 입자 직경이 7.2 ㎛인 토너 입자 Tp-4를 수득하였다. 토너 입자 Tp-4의 저항은 10¹⁴Ω·cm 이상이었다.

상기 토너 입자 Ts-1 내지 Ts-4 및 Tp-1 내지 Tp-4의 전형적인 물성 값을 표 2에 나타내었다.

<무기 미분말 제조예 I-1>

헥사메틸렌디실라잔으로 처리한 후 디메틸실리콘 오일로 처리한 소수성 건식 가공 실리카 미분말을 미분말 I-1로서 표시하였다. 이 무기 미분말 I-1의 1차 입자의 수 평균 입자 직경은 12 nm이었고, BET 비표면적은 120 m²/g이었다.

<무기 미분말 제조예 I-2>

헥사메틸디실라잔으로 처리된 건식 가공 실리카 미분말을 무기 미분말 I-2로서 표시하였다. 이 무기 미분말 I-2의 1차 입자의 수 평균 입자 직경은 16 nm이었고, BET 비표면적은 170 m²/g이었다.

상기 무기 미분말 I-1 및 I-2의 전형적인 물성 값을 표 3에 나타내었다.

<전도성 미립자 제조예 C-1 내지 C-3>

부피 평균 입자 직경이 0.07 ㎛, 1.52 ㎛ 및 2.03 ㎛인 산화 아연을 각각 전도성 미립자 C-1, C-2 및 C-3으로서 표시하였다. 본 발명의 실시양태에서 기술된 정제법으로 측정한 이 전도성 미립자들의 저항은 각각 1.2×10³Ω·cm, 8.9×10³Ω·cm 및 2.7×10⁴Ω·cm이었다.

<전도성 미립자 제조예 C-4 내지 C-6>

부피 평균 입자 직경이 0.50 ㎛, 1.15 ㎛ 및 5.22 ㎛인 산화 아연을 각각 전도성 미립자 C-4, C-5 및 C-6으로 표시하였다. 본 발명의 실시양태에서 기술된 정제법으로 측정한 이 전도성 미립자들의 저항은 각각 7.3×10⁴Ω·cm, 1.2×10⁵Ω·cm 및 1.8×10⁷Ω·cm이었다.

<전도성 미립자 제조예 C-7>

입자 직경 약 0.1 ㎛의 산화 티탄에 산화 주석을 50 중량％ 비율로 접착시킨 전도성 미립자를 전도성 미립자 C-7로서 표시하였다. 본 발명의 실시양태에서 기술된 정제법으로 측정한 이 전도성 미립자의 저항은 3.1×10²Ω·cm이었다.

상기 전도성 미립자 C-1 내지 C-7의 전형적인 물성 값을 표 4에 나타내었다.

<현상제 제조예 Rs-0>

토너 입자 제조예 Ts-1에서 수득된 자성 토너 입자 Ts-1 100 중량부에 무기미분말 I-1 1.23 중량부를 첨가한 후, 혼합기로 균일하게 혼합하여 현상제 Rs-0을 수득하였다.

자성 현상제 Rs-0의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입자 직경 범위에서의 개수 기준 입자 크기 분포를 상기 토너 입자 제조예에서 기술된 바와 같이 유체형 입자 화상 분석기 FPIA-1000 (도아 이요유 덴시 가부시끼가이샤 제품)으로 측정하였다.

<현상제 제조예 Rs-1>

토너 입자 제조예 Ts-1에서 수득된 자성 토너 입자 Ts-1 100 중량부에 무기 미분말 I-1 1.23 중량부 및 전도성 미립자 C-4 1.03 중량부를 첨가한 후, 혼합기로 균일하게 혼합하여 현상제 Rs-1을 수득하였다.

<현상제 제조예 Rs-2 내지 Rs-7>

현상제 제조예 Rs-1에서 전도성 미립자 C-4를 각각 전도성 미립자 C-5, C-2, C-3, C-7, C-6 및 C-1으로 바꾼 것을 제외하곤 현상제 제조예 Rs-1에서와 동일한 방식으로 현상제 Rs-2, Rs-3, Rs-4, Rs-5, Rs-6 및 Rs-7을 수득하였다.

<현상제 제조예 Rs-8 내지 Rs-10>

현상제 제조예 Rs-1에서 사용된 토너 입자 Ts-1 대신 각각 토너 입자 Ts-2, Ts-3 및 Ts-4를 사용한 것을 제외하곤 현상제 제조예 Rs-1에서와 동일한 방식으로 현상제 Rs-8, Rs-9 및 Rs-10을 수득하였다.

<현상제 제조예 Rp-0>

토너 입자 제조예 Tp-1에서 수득된 자성 토너 입자 Tp-1 100 중량부에 무기미분말 I-2 1.23 중량부를 첨가한 후, 혼합기로 균일하게 혼합하여 현상제 Rp-0을 수득하였다.

<현상제 제조예 Rp-1>

토너 입자 제조예 Tp-1에서 수득된 자성 토너 입자 Tp-1 100 중량부에 무기 미분말 I-2 1.23 중량부 및 전도성 미립자 C-4 1.03 중량부를 첨가한 후, 혼합기로 균일하게 혼합하여 현상제 Rp-1을 수득하였다.

<현상제 제조예 Rp-2 내지 Rp-7>

현상제 제조예 Rp-1에서 전도성 미립자 C-4를 각각 전도성 미립자 C-5, C-2, C-3, C-7, C-6 및 C-1로 바꾼 것을 제외하곤 현상제 제조예 Rp-1에서와 동일한 방식으로 현상제 Rp-2, Rp-3, Rp-4, Rp-5, Rp-6 및 Rp-7을 수득하였다.

<현상제 제조예 Rp-8 내지 Rp-10>

현상제 제조예 Rp-1에서 사용된 토너 입자 Tp-1 대신 각각 토너 입자 Tp-2, Tp-3 및 Tp-4를 사용한 것을 제외하곤 현상제 제조예 Rp-1에서와 동일한 방식으로 현상제 Rp-8, Rp-9 및 Rp-10을 수득하였다.

상기 현상제 Rs-0 내지 Rs-10 및 Rp-0 내지 Rp-10의 중량 평균 입자 직경, 및 입자 직경 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만 및 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만 범위의 입자의 함량(개수％)을 표 5에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 Dp-l-1>

양대전성 물질 함질소 헤테로시클릭 화합물로서, 화학식 9으로 표시되고 수 평균 입자 직경이 3 ㎛인 이미다졸 화합물 입자를 사용하였다.

레졸형 페놀 수지 용액(메탄올 50 ％ 함유) 400 중량부

함질소 헤테로시클릭 화합물 9(이미다졸 화합물) 15 중량부

이소프로필 알코올 335 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 유리 입자를 사용한 샌드 밀로 1 시간 동안 분산시킨 후, 유리 입자를 체질로 분리하였다. 이 수지 용액을 바 코터(#60)로 SUS 스테인레스강 위에 피복한 후 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켜 시료 시트(수지 피복층 있음)를 제조하였다. 이 시료 시트를 접지시킨 상태에서, 23 ℃, 60 ％RH 환경 하에 밤새 방치하였다. 그 후에, 시료 시트의 수지 피복층의 철 분말에 대한 마찰대전 극성을 상기한 방식으로 측정하여 수지 피복층이 양대전성을 나타냄을 발견하였다.

전도성 구형 입자로서는, 자동 유발기 (automated mortar)(이시까와 고교(Ishikawa Kogyo) 제품)를 사용하여 수 평균 입자 직경이 7.8 ㎛인 구형 페놀 수지 입자 100 부를 수 평균 입자 직경이 2 ㎛ 이하인 석탄계 벌크-메조페이스 피치 분말 14 부로 균일하게 피복하였다. 그 후에, 피복된 입자를 280 ℃, 공기 중에서 열 안정화 처리한 후, 2,000 ℃, 질소 분위기에서 태워 흑연화시키고, 분급하여 수 평균 입자 직경이 7.2 ㎛인 구형의 전도성 탄소 입자를 수득하였다.

전도성 카본 블랙 20 중량부

수 평균 입자 직경이 3.4 ㎛인 흑연 80 중량부

레졸형 페놀 수지 용액(메탄올 50 ％ 함유) 400 중량부

함질소 헤테로시클릭 화합물 9(이미다졸 화합물) 15 중량부

구형 탄소 입자(수 평균 입자 직경: 7.2 ㎛) 10 중량부

이소프로필 알코올 125 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 지르코니아 입자를 매질 입자로서 사용한 샌드 밀로 3 시간 동안 분산시켰다. 그 후에, 지르코니아 입자를 체질로 분리하였다. 이소프로필 알코올로 수득된 분산액의 고형분을 40 ％로 조절하여 피복액[c(탄소)/GF(흑연)/B(페놀 수지)/CA(함질소 헤테로시클릭 화합물 9)/R(구형 입자) = 0.2/0.8/2.0/0.15/0.1]을 수득하였다. 이 피복액을 바 코터로 절연 시트 위에 피복한 후 건조시켰다. 수득된 시료를 표준 형태로 절단하고, 시료의 부피 저항을 저저항 측정계 로우-레스타 (LOW-RESTAR) (미쓰비시 케미칼 코포레이션 (Mitsubishi Chemical Corporation) 제품)로 측정하여 시료의 부피 저항이 3.52 Ω·cm인 것을 발견하였다.

이 피복액을 사용하여, 직경 16 mm의 알루미늄 원통 위에 분무하여 피복 필름을 형성하였다. 이어서, 형성된 피복 필름을 열풍 건조 오븐으로 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켰다. 이와 같이, 현상제 담지체 Dp-l-1을 제조하였다. 이 현상제 담지체의 전도성 피복층 표면의 Ra (중심선 평균 조도)를 서프코더 (Surfcoader) SE-3300 (고사까 래버러토리 엘티디.(Kosaka Laboratory Ltd.) 제품)로 평가 길이 4 mm 상의 6개 지점에서 측정하였고, 그의 평균 값을 계산하여 Ra가1.21 ㎛임을 발견하였다.

<현상제 담지체 제조예 Dp-l-2 내지 Dp-l-4>

함질소 헤테로시클릭 화합물로서, 각각 화학식 10 내지 12로 표시되고 수 평균 입자 직경이 3 ㎛인 이미다졸 화합물 입자를 사용하였다.

현상제 담지체 제조예 Dp-l-1에서와 동일한 방식으로 이들 화합물을 함유하는 수지 피복층을 형성하고, 철 분말에 대한 피복층의 마찰대전 극성을 측정하여 모두 양대전성을 나타냄을 발견하였다.

이들을 사용하여, 현상제 담지체 제조예 Dp-l-1에서와 동일한 방식으로 분산 및 피복을 실시하여 현상제 담지체 Dp-l-2 내지 Dp-l-4를 제조하였고, 동일한 방식으로 이들의 물성을 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Dp-n-1>

레졸형 페놀 수지 용액(메탄올 50 ％ 함유) 600 중량부

함질소 헤테로시클릭 화합물 9(이미다졸 화합물) 20 중량부

이소프로필 알코올 447 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 유리 입자를 사용한 샌드 밀로 1 시간 동안 분산시킨 후, 유리 입자를 체질로 분리하였다. 이 수지 용액을 바 코터(#60)로 SUS 스테인레스강 위에 피복한 후 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켜 시료 시트(수지 피복층 있음)를 제조하였다. 이 시료 시트를 접지시킨 상태에서, 23 ℃, 60 ％RH 환경 하에 밤새 방치하였다. 그 후에, 시료 시트의 수지 피복층의 철 분말에 대한 마찰대전 극성을 상기한 방식으로 측정하여 수지 피복층이 양대전성을 나타냄을 발견하였다.

전도성 카본 블랙 20 중량부

수 평균 입자 직경이 3.4 ㎛인 흑연 80 중량부

레졸형 페놀 수지 용액(메탄올 50 ％ 함유) 600 중량부

함질소 헤테로시클릭 화합물 9(이미다졸 화합물) 20 중량부

구형 탄소 입자(수 평균 입자 직경: 3.7 ㎛) 10 중량부

이소프로필 알코올 700 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 지르코니아 비드를 매질 입자로서 첨가한 후의 샌드 밀로 2 시간 동안 분산시킨 후, 비드를 체질로 분리하였다. 이소프로필 알코올로 수득된 분산액의 고형분을 40 ％로 조절하여 피복액[c(탄소)/GF(흑연)/B(결합제 수지)/CA(함질소 헤테로시클릭 화합물 9)/R(구형 입자) = 0.2/0.8/3.0/0.2/0.1]을 수득하였다.

이 피복액을 현상제 담지체 제조예 Dp-l-1에서와 동일한 방식으로 피복하여 현상제 담지체 Dp-n-1을 제조하였고, 동일한 방식으로 그의 물성을 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Dp-n-2 내지 Dp-n-4>

현상제 담지체 제조예 Dp-n-1에서 함질소 헤테로시클릭 화합물을 각각 10 내지 12로 바꾼 것을 제외하곤 현상제 담지체 제조예 Dp-l-1에서와 동일한 방식으로 현상제 담지체 Dp-n-2 내지 Dp-n-4를 제조하였다. 이들의 물성을 동일한 방식으로 측정하였다.

측정의 결과값을 표 6에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 Dm-l-1>

레졸형 페놀 수지(고형분: 50 ％) 320 중량부

메틸 메타크릴레이트-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 P-1(고형분: 50 ％)(몰 비 90:10, Mw: 10,200, Mn: 4,500, Mw/Mn: 2.3) 80 중량부

MEK(메틸 에틸 케톤) 400 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 유리 입자를 사용한 샌드 밀로 1 시간 동안 분산시킨 후, 유리 입자를 체질로 분리하였다. 이 수지 용액을 바 코터(#60)로 SUS 스테인레스강 위에 피복한 후 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켜 시료 시트(수지 피복층 있음)를 제조하였다. 이 시료 시트를 접지시킨 상태에서, 23 ℃, 60％RH 환경 하에 밤새 방치하였다. 그 후에, 시료 시트의 수지 피복층의 철 분말에 대한 마찰대전 극성을 본 발명의 실시양태에서 기술한 방식으로 측정하여 수지 피복층이 양대전성을 나타냄을 발견하였다.

구형 입자로서, 자동 유발기(이시까와 고교 제품)를 사용하여 수 평균 입자 직경이 7.8 ㎛인 구형 페놀 수지 입자 100 부를 수 평균 입자 직경이 2 ㎛ 이하인 석탄계 벌크-메조페이스 피치 분말 14 부로 균일하게 피복하였다. 그 후에, 피복된 입자를 280 ℃, 공기 중에서 열 안정화 처리한 후, 2,000 ℃, 질소 분위기에서 태워 흑연화시키고, 분급하여 수 평균 입자 직경이 11.7 ㎛인 구형의 전도성 탄소 입자를 수득하였다.

카본 블랙 20 중량부

수 평균 입자 직경이 4.8 ㎛인 결정질 흑연 80 중량부

레졸형 페놀 수지(고형분 50 ％ 함유) 320 중량부

메틸 메타크릴레이트-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 P-1(고형분: 50 ％)(몰 비 90:10, Mw: 10,200, Mn: 4,500, Mw/Mn: 2.3) 80 중량부

구형 탄소 입자(수 평균 입자 직경: 11.7 ㎛) 30 중량부

MEK 130 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 지르코니아 입자를 매질 입자로서 사용한 샌드 밀로 3 시간 동안 분산시켰다. 그 후에, 지르코니아 입자를 체질로 분리하였다. MEK를 사용하여 수득된 분산액의 고형분을 40 ％로 조절하여 피복액 [c(탄소)/GF(흑연)/B(페놀 수지)/D(공중합체 P-1)/R(구형 입자) = 0.2/0.8/1.6/0.4/0.3]을 수득하였다. 이 피복액을 바 코터로 절연 시트 위에 피복한 후 건조시켰다. 수득된 시료를 표준 형태로 절단하고, 시료의 부피 저항을 저저항 측정계 로우-레스타 (미쓰비시 케미칼 코포레이션 제품)로 측정하여 시료의 부피 저항이 5.03 Ω·cm인 것을 발견하였다.

이 피복액을 사용하여, 직경 16 mm의 알루미늄 원통 위에 분무하여 피복 필름을 형성하였다. 이어서, 형성된 피복 필름을 열풍 건조 오븐으로 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켰다. 이와 같이, 현상제 담지체 Dm-l-1을 제조하였다. 이 현상제 담지체의 전도성 피복층 표면의 Ra를 서프코더 SE-3300(고사까 래버러토리 엘티디. 제품)로 평가 길이 4 mm 상의 6개 지점에서 측정하였고, 그의 평균 값을 계산하여 Ra가 1.27 ㎛임을 발견하였다.

<현상제 담지체 제조예 Dm-l-2 내지 Dm-l-4>

현상제 담지체 제조예 Dm-l-1에서 사용된 공중합체 P-1 대신 공중합체의 분자량 및(또는) 메타크릴레이트 대 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 몰 비를 하기에 나타낸 바와 같이 바꾼 공중합체 P-2 내지 P-4를 사용한 것을 제외하곤 현상제 담지체 제조예 Dm-l-1에서와 동일한 방식으로 현상제 담지체 Dm-l-2 내지 Dm-l-4를 제조하였다. 이들의 물성을 동일한 방식으로 측정하였다.

현상제 담지체 Dm-l-2에 사용된 공중합체:

메틸 메타크릴레이트-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 P-2(고형분: 40 ％)(몰 비 90:10, Mw: 40,000, Mn: 19,000, Mw/Mn: 2.1)

현상제 담지체 Dm-l-3에 사용된 공중합체:

메틸 메타크릴레이트-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 P-3(고형분: 40 ％)(몰 비 90:10, Mw: 3,700, Mn: 2,300, Mw/Mn: 1.6)

현상제 담지체 Dm-l-4에 사용된 공중합체:

메틸 메타크릴레이트-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 P-4(고형분: 40 ％)(몰 비 70:30, Mw: 8,500, Mn: 2,900, Mw/Mn: 2.9)

<현상제 담지체 제조예 Dm-n-1>

레졸형 페놀 수지(고형분: 50 ％) 460 중량부

메틸 메타크릴레이트-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 P-1(고형분: 50 ％) 140 중량부

MEK 400 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 유리 입자를 사용한 샌드 밀로 1 시간 동안 분산시킨 후, 유리 입자를 체질로 분리하였다. 이 수지 용액을 바 코터(#60)로 SUS 스테인레스강 위에 피복한 후 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켜 시료 시트(수지 피복층 있음)를 제조하였다. 이 시료 시트를 접지시킨 상태에서, 23 ℃, 60 ％RH 환경 하에 밤새 방치하였다. 그 후에, 시료 시트의 수지 피복층의 철 분말에 대한 마찰대전 극성을 본 발명의 실시양태에서 기술한 방식으로 측정하여 수지 피복층이 양대전성을 나타냄을 발견하였다.

카본 블랙 20 중량부

수 평균 입자 직경이 4.8 ㎛인 결정질 흑연 80 중량부

레졸형 페놀 수지(고형분 50 ％ 함유) 460 중량부

메틸 메타크릴레이트-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 P-1(고형분: 50 ％) 140 중량부

구형 탄소 입자(수 평균 입자 직경: 7.2 ㎛) 30 중량부

MEK 130 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 지르코니아 비드를 매질 입자로서 첨가한 후의 샌드 밀로 2 시간 동안 분산시킨 후, 비드를 체질로 분리하였다. MEK를 사용하여 수득된 분산액의 고형분을 40 ％로 조절하여 피복액[c(탄소)/GF(흑연)/B(결합제 수지)/D(공중합체 P-1)/R(구형 입자) = 0.2/0.8/2.3/0.7/0.3]을 수득하였다.

이 피복액을 현상제 담지체 제조예 Dm-l-1에서와 동일한 방식으로 피복하여 현상제 담지체 Dm-n-1을 제조하였고, 동일한 방식으로 그의 물성을 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Dm-n-2 내지 Dm-n-4>

현상제 담지체 제조예 Dm-n-1에서 공중합체를 각각 P-2 내지 P-4로 바꾼 것을 제외하곤 현상제 담지체 제조예 Dm-n-1에서와 동일한 방식으로 현상제 담지체 Dm-n-2 내지 Dm-n-4을 제조하였다. 이들의 물성을 동일한 방식으로 측정하였다.

측정의 결과값을 표 7에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 Df-l-1>

<전하 제어 수지의 제조>

메탄올 300 중량부

톨루엔 100 중량부

스티렌 468 중량부

2-에틸헥실 아크릴레이트 90 중량부

2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산 42 중량부

라우로일 퍼옥사이드 6 중량부

상기 재료를 플라스크에 충전하고, 교반기, 온도계 및 질소 공급기를 플라스크에 부착하였다. 65 ℃, 질소 분위기에서 용액 중합을 실시하여 중합이 완료되는 10 시간 동안 유지시켰다. 수득된 중합체를 감압 하에서 건조시킨 후, 분쇄하여 중량 평균 입자 직경이 10,000인 전하 제어 수지 F-1을 수득하였다.

이어서, 표 8에 나타낸 것과 같이 조성 비를 바꾸어 전하 제어 수지 F-2 및 F-3을 수득하였다.

전하 제어 수지 F-1 50 중량부를 메틸 에틸 케톤 50 중량부에 용해시켜 전하 제어 수지 용액 F-1을 수득하였다.

페놀 수지(메탄올 50 ％ 함유) 340 중량부

전하 제어 수지 용액 F-1(MEK 50 ％ 함유) 60 중량부

이소프로필 알코올 267 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 유리 입자를 사용한 샌드 밀로 1 시간 동안 분산시킨 후, 유리 입자를 체질로 분리하였다. 이 수지 용액을 바 코터(#60)로 SUS 스테인레스강 위에 피복한 후 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켜 시료 시트(수지 피복층 있음)를 제조하였다. 이 시료 시트를 접지시킨 상태에서, 23 ℃, 60 ％RH 환경 하에 밤새 방치하였다. 그 후에, 시료 시트의 수지 피복층의 철 분말에 대한 마찰대전 극성을 본 발명의 실시양태에서 기술한 방식으로 측정하여 수지 피복층이 양대전성을 나타냄을 발견하였다.

카본 블랙 20 중량부

수 평균 입자 직경이 5.5 ㎛인 흑연 80 중량부

암모니아를 촉매로서 사용하여 제조된 페놀 수지(메탄올 50 ％ 함유) 340 중량부

전하 제어 수지 용액 F-1(MEK 50 ％ 함유) 60 중량부

구형 탄소 입자(수 평균 입자 직경: 11.7 ㎛) 20 중량부

이소프로필 알코올 120 중량부

상기 재료를 직경 2 mm의 지르코니아 비드를 매질 입자로서 첨가한 후의 샌드 밀로 2 시간 동안 분산시킨 후, 비드를 체질로 분리하였다. 이소프로필 알코올로 수득된 분산액의 고형분을 40 ％로 조절하여 피복액[c(탄소)/GF(흑연)/B(결합제 수지)/CA(전하 제어 수지 F-1)/R(구형 입자) = 0.2/0.8/1.7/0.3/0.2]을 수득하였다. 이 피복액을 바 코터로 절연 시트 위에 피복한 후, 건조시켰다. 수득된 시료를 표준 형태로 절단하고 시료의 부피 저항을 저저항 측정계 로우-레스타(미쓰비시 케미칼 코포레이션 제품)로 측정하여 부피 저항이 2.13 Ω·cm임을 발견하였다.

이 피복액을 사용하여, 직경 16 mm의 알루미늄 원통 위에 분무하여 15 ㎛ 두께의 피복 필름을 형성하였다. 이어서, 형성된 피복 필름을 열풍 건조 오븐으로 150 ℃에서 30 분 동안 가열하고 경화시켰다. 이와 같이, 현상제 담지체 Df-l-1을 제조하였다.

이 현상제 담지체의 전도성 피복층 표면의 Ra를 서프코더 SE-3300 (고사까래버러토리 엘티디. 제품)로 평가 길이 4 mm 상의 6개 지점에서 측정하였고, 그의 평균 값을 계산하여 Ra가 1.07 ㎛임을 발견하였다.

<현상제 담지체 제조예 Df-l-2>

현상제 담지체 제조예 Df-l-1에서 암모니아를 촉매로서 사용하여 제조된 페놀 수지를 헥사메틸렌테트라민을 촉매로서 사용하여 제조된 페놀 수지로 바꾼 것을 제외하곤, 현상제 담지체 제조예 Df-l-1과 동일한 방식으로 현상제 담지체 Df-l-2를 제조하였다. 이것의 물성을 현상제 담지체 제조예 Df-l-1에서와 동일한 방식으로 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Df-l-3>

현상제 담지체 제조예 Df-l-1에서 사용된 전하 제어 수지 F-1 대신 표 8에 나타난 것과 같이 조성 비를 바꾸어 수득한 전하 제어 수지 F-2를 사용하고 암모니아를 촉매로서 사용하여 제조된 페놀 수지를 폴리아미드 수지로 바꾼 것을 제외하곤현상제 담지체 제조예 Df-l-1과 동일한 방식으로 현상제 담지체 Df-l-3을 제조하였다. 이것의 물성을 현상제 담지체 제조예 Df-l-1에서와 동일한 방식으로 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Df-l-4>

현상제 담지체 제조예 Df-l-1에서 사용된 전하 제어 수지 F-1 대신 표 8에 나타난 것과 같이 조성 비를 바꾸어 수득한 전하 제어 수지 F-3를 사용하고 암모니아를 촉매로서 사용하여 제조된 페놀 수지를 폴리우레탄 수지로 바꾼 것을 제외하곤현상제 담지체 제조예 Df-l-1과 동일한 방식으로 현상제 담지체 Df-l-4를 제조하였다. 이것의 물성을 현상제 담지체 제조예 Df-l-1에서와 동일한 방식으로 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Df-l-1>

페놀 수지(메탄올 50 ％ 함유) 500 중량부

전하 제어 수지 용액 F-1(MEK 50 ％ 함유) 100 중량부

이소프로필 알코올 400 중량부

상기 물질을 직경이 2 mm인 유리 입자를 사용하여 샌드 밀로 1 시간 동안 분산한 후, 유리 입자를 체로 분리하였다. 상기 수지 용액을 바 코터 (#60)로 SUS 스테인레스 강철 시트에 피복한 후, 30분 동안 150℃로 가열하여 경화하여 (수지 피복층이 있는) 시료 시트를 제조하였다. 이 상태에서, 상기 시료 시트를 분쇄하고, 23℃, 60％RH의 분위기에 밤새 방치하였다. 이어서, 시료 시트의 수지 피복층의 철 분말에 대한 마찰대전 극성을 본 발명의 실시양태에 기재된 방식으로 측정하여, 양대전성을 나타낸다는 것을 확인하였다.

카본 블랙 20 중량부

수 평균 분말 직경이 5.5 ㎛인 흑연 80 중량부

촉매로서 암모니아를 사용하여 제조한 페놀 수지(메탄올 50％ 함유)

500 중량부

대전 제어 수지 용액 F-1(MEK 50％ 함유) 100 중량부

구형 탄소 입자(수 평균 입자 직경: 7.2 ㎛) 20 중량부

이소프로필 알콜 120 중량부

상기 물질을 2 시간 동안 샌드 밀로 분산시킨 후, 직경이 2 mm인 매질 입자로서 지르코니아 비드를 첨가한 후 비드를 체로 분리하였다. 이소프로필 알콜을 사용하여, 수득된 분산액의 고형분을 40％로 조정하여 피복액 [c(탄소)/GF(흑연)/B(결합제 수지)/CA(대전 제어 수지 F-1)/R(구형 입자) = 0.2/0.8/2.5/0.5/0.2]를 수득하였다.

이 피복액을 현상제 담지체 제조예 Df-1-1에서와 동일한 방식으로 피복하여 현상제 담지체 Df-n-1을 제조하고, 그의 물성을 현상제 담지체 제조예 Df-1-1에서와 동일한 방식으로 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Df-n-2>

현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서 촉매로서 암모니아를 사용하여 제조한 페놀 수지를 촉매로서 헥사메틸렌테트라아민을 사용하여 제조한 페놀 수지로 변경한 것을 제외하곤, 현상제 담지체 Df-n-2를 현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서와 동일한 방식으로 제조하였다. 그의 물성을 현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서와 동일한 방식으로 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Df-n-3>

현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서 사용된 대전 제어 수지 F-1 대신에 표 8에 나타낸 바와 같이 조성비를 변경하여 수득한 대전 제어 수지 F-2를 사용하고, 암모니아를 사용하여 제조한 페놀 수지를 폴리아미드 수지로 변경한 것을 제외하곤, 현상제 담지체 Df-n-3을 현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서와 동일한 방식으로 제조하였다. 그의 물성을 현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서와 동일한 방식으로 측정하였다.

<현상제 담지체 제조예 Df-n-4>

현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서 사용된 대전 제어 수지 F-1 대신에 표 8에 나타낸 바와 같이 조성비를 변경하여 수득한 대전 제어 수지 F-3을 사용하고, 촉매로서 암모니아를 사용하여 제조한 페놀 수지를 폴리우레탄 수지로 변경한 것을 제외하곤, 현상제 담지체 Df-n-4를 현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서와 동일한 방식으로 제조하였다. 그의 물성을 현상제 담지체 제조예 Df-n-1에서와 동일한 방식으로 측정하였다.

측정 결과를 표 8에 나타내었다.

(화상 형성 장치)

도 1은 본 발명에서 사용된 화상 형성 장치 구성의 일 예를 나타낸 계략도이다. 이 화상 형성 장치는 전사 시스템 전자사진법을 사용하는, 현상 동시 세정 시스템 (cleaning-at-development system; 무세정 시스템)의 레이저빔 프린터 (기록 장치)이다. 이는 현상제로서 자성 1성분 현상제 (즉, 외첨제 및 자성 토너 입자가 있는 자성 토너)를 사용하고, 세정 블레이드와 같은 세정 부재가 있는 세정 유닛이 제거된 프로세스 카트리지가 있고, 현상제 담지체 상의 현상제 층이 잠상 담지체와 접촉하지 않도록 현상제 담지체와 잠상 담지체가 배치되어 비접촉 현상을 수행하는 화상 형성 장치의 일 예이다.

(1) 화상 형성 장치의 구성

참조 부호 1은 잠상 담지체로서 역할을 하며, 100 mm/초의 주속(프로세스 속도)로 시계 방향(화살표 방향)으로 회전 구동되는, 감광체 제조예의 회전 드럼식 OPC 감광체를 나타낸다.

참조 부호 2는 접촉 대전 부재로서 역할을 하며, 굴대 (2a) 및 탄성 층 (2b)를 주성분으로 포함하는, 대전 부재 제조예의 대전 롤러를 나타낸다. 대전 롤러 (2)는 소정의 압축력에서 탄성으로 감광체 (1)과 압축 접촉되도록 제공된다. 기호 n은 감광체 (1)과 대전 롤러 사이의 접촉 영역을 나타낸다. 본 실시예에서, 대전 롤러 (2)는 감광체 (1)과의 접촉 영역인 접촉 영역 (n)에서 141 mm/초의 주속(상대 이동 속도비: 250％)로 반대 방향(감광체 (1)의 이동 방향과 상반되는 방향)으로 회전 구동된다. 또한, 토너 입자 (t)에 외첨된 전도성 미립자 (m)과 동일한 전도성 미립자 (m)을 대전 롤러 (2)의 표면에 미리 피복한다.

대전 바이어스 인가 전원 (S1)로부터 -700V의 DC 전압을 대전 바이어스로서 대전 롤러 (2)의 굴대 (2a)에 인가한다. 본 실시예에서, 감광체 (1)의 표면을 직접 주입 대전 시스템으로 대전 롤러 (2)에 인가된 전압과 실질적으로 동등한 전위 (-680V)로 균일하게 대전한다. 이에 대해서 후에 상세하게 설명하겠다.

참조 부호 3은 레이저 다이오드, 폴리곤 미러 등이 있는 레이저빔 스캐너 (노광기)를 나타낸다. 이 레이저빔 스캐너는 목적하는 화상 정보의 시계예 전기 디지탈 화소 신호 (time-sequential electrical digital pixel signal)에 대응하게 강도 변조되는 레이저빔(파장: 740 nm)을 출력하고, 레이저광은 감광체 (1)의 균일하게 대전된 표면을 주사 노광한다. 이러한 주사 노광에 의해, 목적하는 화상 정보에 상응하는 정전하 잠상이 형성된다.

참조 부호 4는 현상 장치를 나타낸다. 감광체 (1)의 표면 상의 정전하 잠상은 이 현상 장치에 의해 현상제상으로서 현상된다. 본 실시예의 현상 장치 (4)는 음대전성 1성분 절연 현상제인 현상제 (4d)를 현상제로서 사용하는 비접촉형 반전 현상 장치이다. 현상제 (4d)는 토너 입자 (t) 및 전도성 미립자 (m)을 포함한다.

참조 부호 4s는 현상제 담지체/수송 부재로서 역할을 하는 자성 롤 (4b)가 내포되어 있는 직경 16 mm의 비자성 현상 슬리브를 나타낸다. 이 현상 슬리브 (4a)는 감광체 (1)에 대향하여 300 ㎛의 감광체 (1)과의 간격 거리로 제공되며, 감광체 (1)과의 대향부인 현상 영역(현상 영역) (a)에서 감광체 (1)의 회전 방향과 동일한 방향으로 감광체 (1)의 주속의 120％의 주속 (주속: 120 mm/초)로 회전한다.

이 현상 슬리브 (4a) 상에, 현상제 (4d)는 탄성 블레이드 (4c)에 의해 얇은 층으로 피복된다. 탄성 블레이드 (4c)는 현상 슬리브 (4a) 상의 현상제 (4d)의 층 두께를 조절하고, 또한 현상제에 전하를 부여한다.

현상 슬리브 (4a)에 피복된 현상제 (4d)는 현상 슬리브 (4a)가 회전할 때 현상 슬리브 (4a)가 감광체 (1)과 대향하여 있는 부분인 현상 영역으로 수송된다. 또한, 현상 바이어스 전압이 현상 바이어스 인가 전원 (S2)로부터 현상 슬리브 (4a)에 인가된다. 이때, -450V의 DC 전압을 주파수 1,600Hz, 피크 간의 전압 1,500V (전계 강도: 5 X 10⁶V/m)의 단형 AC 전압과 중접하여 형성한 전압을 현상 바이어스 전압로서 사용하였고, 현상 슬리브 (4a) 및 감광체 (1) 사이에서 1성분점핑 현상 (토너 투영 현상)을 수행하였다.

참조 부호 5는 접촉 전사 부재로서의 중간 저항 전사 롤러를 나타내며, 98 N/m의 선압에서 감광체 (1)과 접촉하여 전사 접촉 영역 (b)를 형성한다. 이 전사 접촉 영역 (b)에, 기록 매체로서의 전사 물질 (P)를 종이 공급부 (나타내지 않음)로부터 소정의 타이밍으로 공급하며, 또한 전사 바이어스 인가 전원 (S3)로부터 소정의 전사 바이어스 전압을 인가한다. 이로 인해, 감광체 (1) 측면에 보유된 현상제상이 전사 접촉 영역 (b)에 공급되는 전사 물질 (P)의 표면으로 순차적으로 전사된다.

본 실시예에서, 저항이 5 x 10⁸Ω·cm인 롤러를 전사 롤러 (5)로서 사용하여, +3,000 V의 DC 전압을 인가하므로써 전사를 수행하였다. 보다 구체적으로는, 전사 접촉 영역 (b)로 유도되는 전사 물질 (P)는 상기 전사 접촉 영역 (b)를 통해 샌드위치 수송되고, 감광체 (1)의 표면 상에 형성되어 보유된 현상제상은 정전기력 및 압축력에 의해 순차적으로 전사된다.

참조 부호 6은 열 정착 시스템 등의 정착 장치를 나타낸다. 전사 접촉 영역 (전사 닙)에 공급되고 감광체 (1)의 측면 상의 현상제상이 전사되는 전사 물질 (P)는 감광체 (1)의 표면으로부터 분리되고, 정착기로 유도되어, 현상제상이 정착된 후, 화상 형성물 (인쇄물 또는 복사물)로서 장치로부터 배출된다.

본 실시예에서 사용되는 화상 형성 장치는 임의의 세정 유닛이 제거되어 있다. 현상제상이 전사 물질 (P)에 전사된 후 감광체 (1)의 표면 상에 잔류하는 전사 후의 현상제 (전사 잔류 토너 입자)는 세정 수단에 의해 제거되지 않는다. 대신, 감광체 (1)이 회전할 때, 현상제는 대전 영역 (n)을 경유하여 현상 영역 (a)에 도달하였을 때 현상 장치 (4)에서 현상 동시 세정에 의해 제거(회수)된다.

본 실시예에서 화상 형성 장치는 감광체 (1), 대전 롤러 (2) 및 현상 장치 (4)의 3개의 프로세스 기기를 하나의 유닛으로서 포함하는, 화상 형성 장치의 본체 상에 탈착가능하게 탑재가능한 프로세스 카트리지 (7)로서 구성된다. 본 발명에서, 하나의 프로세스 카트리지화하는 프로세스 기기의 조합은 상기에 제한되지 않으며, 임의의 목적하는 조합을 사용할 수 있다. 도면에서, 참조 부호 8은 프로세스 카트리지 탈착/부착 안내 및 보유 부재를 나타낸다.

(2) 전도성 미립자의 거동:

현상 장치 (4)의 현상제 (4d)에 함유되어 있는 전도성 미립자 (m)은 토너 입자 (t)와 함께 적절한 양으로 감광체 (1) 측면으로 이동한다.

감광체 (1) 상의 현상제상(즉, 토너 입자)은 전사 바이어스의 영향에 의해 전사 영역 (b)에서 기록 매체 전사 물질 (P)에 부착되어 적극적으로 이동한다. 그러나, 감광체 (1) 상의 전도성 미립자 (m)은 이들이 전도성이므로 전사 물질 (P) 측면으로 적극적으로 이동하지 않으며, 실질적으로 감광체 (1) 상부에 부착되고 보유되어 잔류하게 된다.

본 실시예에서, 화상 형성 장치는 임의의 독립 세정 수단을 가지지 않기 때문에, 전사 후에 감광체 (1) 표면에 잔류하는 잔사 잔류 토너 입자 및 전도성 미립자는 감광체 (1)이 회전할 때 감광체 (1)과 접촉 대전 부재 대전 롤러 (2) 사이의접촉 영역인 대전 영역 (n)으로 운반되어, 대전 롤러 (2)에 부착된다. 따라서, 전도성 미립자 (m)이 감광체 (1)과 대전 롤러 (2) 사이의 접촉 영역 (n)에 존재하는 상태에서, 감광체 (1)의 직접 주입 대전이 실시된다.

전도성 미립자가 존재하기 때문에, 전사 잔류 토너 입자가 대전 롤러 (2)에 부착되어 있는 경우에도, 대전 롤러 (2)의 감광체 (1)로의 근접 접촉성 및 접촉 저항을 유지할 수 있어, 상기 대전 롤러 (2)는 감광체 (1)의 직접 주입 대전을 수행할 수 있다.

즉, 대전 롤러 (2)는 전도성 미립자 (m)을 통해 감광체 (1)과 근접하게 접촉하게 되고, 전도성 미립자 (m)은 감광체 (1) 표면과 밀접하게 마찰된다. 따라서, 대전 롤러 (2)에 의한 감광체 (1)의 대전은 어떠한 방전 현상도사용하지 않는 안정하고 안전한 직접 주입 대전에 의해 우세하게 좌우될 수 있어, 어떠한 종래 롤러 대전 등에 의해서도 수득되지 않았던 고도의 대전 효율이 수득될 수 있다. 따라서, 대전 롤러 (2)에 인가되는 전압과 실질적으로 동등한 전위가 감광체 (1)에 부여될 수 있다.

대전 롤러 (2)에 부착되는 전사 잔류 토너 입자는 대전 롤러 (2)부터 점차적으로 감광체 (1) 상에 토출되어, 감광체 (1) 표면의 이동과 함께 현상 영역 (a)에 도달된 후, 현상 장치 (4)에서 현상 동시 세정에 의해 제거(회수)된다.

현상 동시 세정은 전사 후 감광체 (1) 상에 잔류하는 토너 입자가 화상 형성 공정에서 이후의 현상시 (즉, 현상 후, 대전 공정 및 노광 공정을 경유한 후에 다시 실시하는 잠상의 현상시) 현상 장치의 포그 테이크-오프 바이어스 (fog take-off bias) (즉, 현상 장치에 인가되는 DC 전압과 감광체의 표면 전위 간의 전위 차이인 포그 테이크-오프 전위차 Vback)에 의해 회수되는 시스템이다. 본 실시예에서 사용되는 화상 형성 장치에서와 같은 반전 현상의 경우, 현상 바이어스에 의해 감광체의 암부 전위로부터 현상 슬리브로 토너 입자를 회수하는 전계와, 현상 슬리브로부터 감광체의 명부 전위로 토너 입자를 부착 (즉, 현상)하는 전계의 작용에 의해 현상과 동시에 세정된다.

화상 형성 장치가 작동될 때, 현상 장치의 현상제 중에 함유된 전도성 미립자는 또한 현상 영역에서 감광체 (1) 표면으로 이동하고 감광체 (1) 표면의 이동과 함께 전사 영역 (b)를 통해 대전 영역 (n)으로 운반된다. 따라서, 전도성 미립자는 대전 영역 (n)으로 순차적으로 새로이 계속 공급됨으로써, 전도성 미립자 (m)이 탈락 등에 의해 대전 영역에서 감소되거나 또는 대전 영역에서 전도성 미립자가 열화될 때조차 대전성의 임의의 저하가 발생되는 것이 방지될 수 있고 감광체 (1)의 양호한 대전성이 안정하게 유지될 수 있다.

따라서, 접촉 대전 시스템, 전사 시스템 및 토너 재순환 시스템의 화상 형성 장치에서, 접촉 대전 부재로서 간단한 대전 롤러 (2)를 사용하므로써 낮은 인가 전압에서 잠상 담지체로서의 감광체 (1)을 균일하게 대전시킬 수 있다. 또한, 전사 잔류 토너 입자가 대전 영역에 도달하였을 때조차, 무오존 직접 주입 대전을 장시간 동안 안정하게 유지할 수 있다. 따라서, 오존 생성물에 의한 장애, 대전 불량에 의한 장애와 같은 문제점이 없는, 간단한 구성 및 저렴한 가격의 화상 형성 장치가 수득될 수 있다.

상기한 바 같이, 전도성 미립자는 대전성이 저하되지 않도록 저항이 1 x 10⁹Ω·cm 이하이어야 한다. 전도성 미립자의 저항이 1 x 10⁹Ω·cm보다 높을 경우, 대전 롤러 (2)가 전도성 미립자를 통해 감광체 (1)과 근접하게 접촉하게 되어, 전도성 미립자가 감광체 (1) 표면과 밀접하게 마찰될 경우조차, 전하를 감광체 (1)로 충분히 주입할 수 없다. 이로 인해, 감광체 (1)을 목적하는 전위로 대전하기가 어렵다. 또한, 현상제가 감광체 (1)과 직접 접촉하게 되는 접촉 현상 장치를 사용하는 경우, 현상 영역 (a)에서 현상제에 존재하는 전도성 미립자를 통해 현상 바이어스에 의해 감광체 (1)에 전하가 주입될 수 있다.

본 실시예에서 현상 장치가 비접촉형 현상 장치이기 때문에, 현상 바이어스는 감광체 (1)에 결코 주입되지 않고, 양호한 화상이 수득될 수 있다. 또한, 감광체 (1)로의 전하의 주입은 현상 영역 (a)에서 절대 발생하지 않아, 예를 들어 AC 바이어스를 인가하므로써 현상 슬리브 (4a)와 감광체 (1) 사이에 큰 전위 차를 제공할 수 있다. 이로 인해 전도성 미립자 (m)이 쉽게 균일하게 현상될 수 있다. 따라서, 전도성 미립자 (m)은 감광체 (1) 표면에 균일하게 피복되어, 대전 영역에서 균일한 접촉 및 양호한 대전성을 수득할 수 있고 양호한 화상을 수득할 수 있다.

대전 롤러 (2)와 감광체 (1) 사이의 접촉 면에 개재되어 있는 전도성 미립자의 윤활 효과(마찰 저감 효과) 때문에, 대전 롤러 (2)와 감광체 (1) 사이의 속도 차를 용이하고 효과적으로 제공할 수 있다. 이러한 윤활 효과 때문에, 대전 롤러(2)와 감광체 (1) 사이의 마찰이 감소되어 구동 토크를 줄일 수 있고, 대전 롤러 (2) 또는 감광체 (1)의 표면이 마멸되거나 또는 긁히게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 속도 차를 제공하므로써, 감광체 (1)과 전도성 미립자의 접촉 기회를 대전 롤러 (2)와 감광체 (1) 사이의 상호 접촉 영역 (대전 영역)에서 증가시켜, 높은 접촉성을 수득할 수 있다. 따라서, 이로 인해 양호한 직접 주입 대전을 수행할 수 있다.

본 실시예에서, 대전 롤러 (2)는 회전 구동되며, 감광체 (1)의 이동 방향과 상반되는 방향으로 회전하도록 구성됨으로써, 대전 영역 (n)으로 운반되는 감광체 (1) 상의 전사 잔류 토너 입자가 대전 롤러 (2)에서 일시적으로 회수되어, 대전 영역 (n)에 개재되어 있는 전사 잔류 토너 입자의 존재 량을 균일하게 하는 효과를 얻는다. 따라서, 전사 잔류 토너 입자의 대전 영역에서의 편재에 의한 임의의 대전 불량 발생이 방지될 수 있고, 보다 안정한 대전성이 수득될 수 있다.

또한, 상반된 방향으로의 대전 롤러 (2)의 회전은 잠상 담지체 상에 있는 전사 잔류 토너 입자가 이러한 상반된 방향으로의 회전에 의해 먼저 당겨져 떨어지는 상태로 대전되게 하고, 직접 주입 대전 메카니즘이 우세하게 수행되게 할 수 있다. 또한, 이는 전도성 미립자가 대전 롤러 (2)로부터 과도하게 탈락할 때 발생할 수 있는 임의의 대전성 저하를 발생시키지 않는다.

<실시예 L-1>

현상제 Rs-1과 현상제 담지체 Dp-l-1의 조합물을 도 1에 나타낸 상기 화상 형성 장치에서 사용하여 인쇄 시험을 실시하였다. 이렇게 제조된 현상제 카트리지중에 현상제 Rs-1 120g을 충전하고, 현상제가 23℃/60％RH의 평가 환경에서 3,500매의 시트에 5％ 커버리지 화상을 연속 인쇄하므로써 현상제가 소량으로 남을 때까지 사용하였다. 전사 물질로서 A4 사이즈 복사지 90 g/m²를 사용하였다. 그 결과, 3,500매의 시트에 연속 인쇄한 후조차 화상 농도는 충분히 높았으며, 포그는 거의 없었으며 또한 현상성의 저하가 전혀 관찰되지 않았다.

3,500매의 시트에 연속적으로 인쇄한 후, 또한 대전 롤러와 감광체 (1) 사이의 대전 영역 (n)에 해당하는 대전 롤러의 부분을 관찰한 결과, 매우 소량의 전사 잔류 토너 입자가 관찰되었지만 접촉 영역에는 전도성 미립자 C-4로 실질적으로 완전히 피복되어 있다는 것을 발견하였다.

또한, 전도성 미립자 C-4는 감광체와 대전 롤러 사이의 접촉 영역 (n)에 존재하는 상태이고 또한 전도성 미립자 C-4는 저항이 충분히 높기 때문에, 개시 (초기 공정)에서부터 3,500매의 시트에 연속적으로 인쇄한 후까지도 대전 불량에 의한 임의의 화상 결함이 발생하지 않았으며 양호한 직접 주사 대전성이 수득되었다.

최외각 표면 층의 부피 저항이 5 x 10¹²Ω·cm인 감광체를 잠상 담지체로서 사용하므로써, 3,500매의 시트에 연속적으로 인쇄한 후조차도 정전 잠상이 안정하게 유지될 수 있고, 윤곽이 뚜렷한 문자 화상이 수득되고 충분한 대전성을 수득할 수 있는 직접 주입 대전을 실현할 수 있었다. 3,500매의 시트를 연속으로 인쇄한 후 직접 주입 대전한 후, 감광체의 표면 전위는 인가된 대전 바이어스 -700V에 비하여 -690V이었으며, 개시 (초기 공정)에서부터 어떠한 대전성 저하도 관찰되지 않았고, 대전성의 저하에 의한 화상 품질의 저하도 전혀 관찰되지 않았다.

또한, 물과의 그의 표면 접촉각이 102도인 감광체를 잠상 담지체로서 사용한 것과 함께, 전사 효율은 초기 공정 및 또한 3,500매의 시트에 연속적으로 인쇄한 후 모두 양호하였다. 또한, 전사 잔류 토너 입자가 전사 후 감광체 상에 소량 있는 것을 고려하면, 현상시 전사 잔류 토너 입자의 회수성은 전사 후 대전 롤러 상의 전사 잔류 토너 입자가 매우 소량이고 포그가 비화상부에서 거의 없는 점에서 양호한 것으로 판명되었다.

인쇄된 화상을 하기 방식으로 평가하였다.

(a) 화상 농도:

인쇄된 화상의 농도를, 초기 공정, 및 3,500매의 시트에 연속적으로 인쇄한 후, 2일 동안 방치하고 전원을 다시 가동한 후에 평가하였다. 이때, 화상 농도는 맥베쓰 반사 농도계 (Macbeth Reflection Densitometer, 맥베쓰사(Macbeth Co.) 제품)를 사용하여, 원고 농도 0.00의 백색지부에 인쇄된 화상에 대한 상대 농도로서 측정하였다. 평가 결과를 표 11에 나타내었다. 표 11에서, 각 기호는 각각 다음과 같은 평가를 의미한다.

A: 매우 양호; 그래픽 화상조차 고품질로 나타내기에 충분한 화상 농도 (1.40 이상).

B: 양호; 비그래픽 화상이 고품질로 수득되기에 충분한 화상 농도 (1.35 이상).

C: 보통; 문자 또는 글자를 인식하기에 충분히 높으며, 허용가능한 화상 농도 (1.20 내지 1.35 미만).

D: 열악; 매우 낮은 화상 농도 (1.20 미만).(b) 이미지 포그:

인쇄된 화상을 초기 공정 및 3,500매의 시트를 연속적으로 인쇄한 후에 견본 추출하였다. 포그 농도 (％)를 인쇄된 화상의 백색지부의 백색도와 전사지의 백색도의 차이로부터 계산하였다. 백색도는 "리플렉토미터 (Reflectometer, 도꾜 덴쇼꾸 가부시끼가이샤(Tokyo Denshoku K.K.) 제품)로 측정하였다. 평가 결과를 표 11에 나타내었다. 표 11에서, 각 기호는 각각 다음과 같은 평가를 의미한다.

A: 매우 양호; 육안으로는 일반적으로 인식할 수 없는 포그 (1.5％ 미만).

B: 양호; 자세히 응시하지 않을 경우 인식할 수 없는 포그 (1.5％ 내지 2.5％ 미만).

C: 보통; 용이하게 인식할 수 있으나 허용가능한 정도인 포그 (2.5％ 내지 4.0％ 미만).

D: 열악; 화상 오염을 인식할 있는 포그 (4.0％ 이상).

(C) 고스트:

충실 백색부와 충실 흑색부가 서로 인접하는 잠상을 현상한 후 하프톤 잠상을 현상하였다. 현상 하프톤 화상으로 나타나는, 충실 백색부와 충실 흑색부 사이의 경계에서 발생하는 농담 차를 육안으로 관찰하여 하기 기준에 따라 평가하였다.

A: 농담 차가 전혀 관찰되지 않음.

B: 약간의 농담 차가 관찰됨.

C: 농담 차가 다소 관찰되나, 실용상 허용가능함.

D: 농담 차가 현저하게 관찰됨.

(d) 전사성:

초기 공정 및 3,500매의 시트를 연속적으로 인쇄한 후 전사성을 평가하였다. 전사성을 평가하기 위하여, 충실 흑색 화상을 형성할 때 감광체에 남아 있는 전사 잔류 토너 입자를 마일러 테이프 (Myler tape)로 테이핑하므로써 제거하였다. 이렇게 제거된 토너 입자가 있는 마일러 테이프를 백색지에 부착하였다. 그의 상부로부터 측정된 맥베쓰 농도로부터, 백색지에 부착된 마일러 테이프 단독(토너 없음)에서 측정된 맥베쓰 농도를 공제한 수치를 수득하여 평가하였다. 평가 결과를 표 11에 나타내었다. 표 11에서, 각 기호는 각각 다음과 같은 평가를 의미한다.

A: 매우 양호 (0.05 미만).

B: 양호 (0.05 내지 0.10 미만)

C: 보통 (0.10 내지 0.20 미만).

D: 열악 (0.20 이상).

(e) 감광체의 대전성:

약 40 내지 50개 시트를 인쇄한 후 그리고 3,500매의 시트를 연속적으로 인쇄한 후, 통상적으로 감광체를 대전하고, 현상 장치 위치에 센서를 배치하여 감광체의 표면 전위를 측정하였다. 감광체 상의 대전성은 두 경우 사이의 전위 차로 평가하였다. 평가 결과를 표 11에 나타내었다. 차이가 음으로 더 커지는 것은 감광체의 대전성이 더욱 낮아진다는 것을 의미한다.

(f) (전사 토너 입자의 회수 불량에 의한) 패턴 회수 불량 (패턴 고스트):

세로선의 동일한 패턴 (2 도트 및 98 스페이스의 반복 세로선)을 연속적으로 인쇄한 후, 하프톤 화상 인쇄 시험을 실시하여 세로선의 패턴에 대응하는 임의의 농담 (고스트)이 생성되었는지 시각적으로 평가하였다. 평가 결과를 표 11에 나타내었다. 표 11에서, 각 기호는 각각 다음과 같은 평가를 의미한다.

A: 매우 양호; 어떠한 농담도 보이지 않음.

B: 양호; 농담이 약간 보임.

C: 보통; 농담이 약간 보이나, 실용상 허용가능한 정도의 범위 내임.

D: 열악; 농담이 현저하게 보음.

(g) 화상 오염:

화상 오염을 평가하기 위하여, 정착 후 화상을 시각적으로 관찰하여 하기 평가 기준에 따라 평가하였다. 평가 결과를 표 11에 나타내었다.

A: 어떠한 화상 오염도 발생하지 않음.

B: 화상 오염이 약간 발생하였으나, 화상에 단지 약간 영향을 줌.

C: 화상 오염이 상당하게 발생하였으나, 실용상 허용가능한 정도임.

D: 화상 오염이 상당히 발생함.

상기 결과를 실시예 L-1의 평가로서 표 11에 나타내었다.

<실시예 L-2 내지 60 및 85 내지 108>

표 9 및 10에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 11 내지 15에 나타내었다.

<실시예 L-61 내지 72>

표 10에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 13에 나타내었다. 본 실시예에서, 개시 (초기 공정)로부터 포그가 다소 많이 발생하였고, 패턴 고스트가 조금 보였다. 3,500매의 시트를 연속적으로 인쇄한 후 감광체의 대전성은 또한 다소 크게 감소되었으나, 실용상 허용가능한 범위이었다.

<실시예 L-73 내지 84>

표 10에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 14에 나타내었다. 본 실시예에서, 개시 (초기 공정)로부터 화상 농도가 다소 낮았으며, 또한 패턴 고스트의 발생이 관찰되었으나, 실용상 허용가능한 범위이었다.

<비교예 L-0>

임의의 전도성 미립자를 외첨하고, 현상제 Rs-0을 현상제 담지체 Dp-l-1과 조합하여 평가하였다. 결과로서, 표 11에 나타내져 있는 바와 같이, 감광체의 대전성은 매우 낮았으며 포그가 많이 발생하였다.

<비교예 L-1 내지 9 및 22>

#80 무정형 알루미나 입자로 블라스팅하여 Ra가 0.32인 직경 16 mm의 알루미늄 원통으로 이루어진 현상제 담지체를 사용하였다. 표 9 및 10에 나타낸 바와 같이 현상제와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 11 내지 15에 나타내었다. 화상 농도는 낮았다.

<비교예 L-10 내지 21>

표 10에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 15에 나타내었다. 토너 입자 표면의 전도성 미립자가 떨어져, 감광체의 대전성이 크게 낮아졌다. 포그 및 화상 오염이 또한 현저하였다.

<실시예 N-1 내지 60 및 85 내지 108>

표 16 및 17에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 18 내지 21에 나타내었다.

<실시예 N-61 내지 72>

표 17에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 20에 나타내었다. 본 실시예에서, 개시 (초기 공정)로부터 포그가 다소 크게 발생하였고, 패턴 고스트가 다소 보였다. 3,500매의 시트를 연속적으로 인쇄한 후 감광체의 대전성은 또한 다소 크게 저하되었으나, 실용상 허용가능한 정도이었다.

<실시예 N-73 내지 84>

표 17에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 21에 나타내었다. 본 실시예에서, 개시 (초기 공정)로부터 화상 농도가 다소 낮았고, 또한 패턴 고스트의 발생이 보였으나, 실용상 허용가능한 정도이었다.

<비교예 N-0>

임의의 전도성 미립자를 외첨하고, 현상제 Rp-0을 현상제 담지체 Dp-n-1과조합하여 평가하였다. 결과로서, 표 18에 나타낸 바와 같이, 감광체의 대전성이 크게 낮아졌고, 포그가 크게 발생하였다.

<비교예 N-1 내지 9 및 22>

비교예 L-1 내지 L-9 및 L-22에서와 동일한 알루미늄 블라스팅 현상제 담지체를 사용하였다. 표 16 및 17에 나타낸 바와 같이 현상제와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 18 내지 22에 나타내었다. 화상 농도가 낮았다.

<비교예 N-10 내지 21>

표 17에 나타낸 바와 같이 현상제를 현상제 담지체와 조합하여, 실시예 L-1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 22에 나타내었다. 토너 입자 표면의 전도성 미립자가 떨어져, 감광체의 대전성이 크게 낮아졌다. 포그 및 화상 오염이 또한 현저하였다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 우수한 현상 동시 세정 화상 형성 방법을 달성할 수 있고, 특히 종래에는 곤란하였던비접촉형 현상 시스템을 사용하였을 때조차 화상 품질이 우수한 현상 동시 세정 화상 형성 방법을 가능하게 하는 현상제를 수득하였다.

접촉 대전 시스템, 전사 시스템 및 토너 재순환 시스템의 화상 형성 장치에서, 잠상 형성의 저해를 억제하고, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 우수하고, 패턴 고스트의 발생을 억제하는 현상 동시 세정 화상 형성 장치를 제공하는 것이 가능하게 되었다.

또한, 접촉 대전 부재로의 전도성 미립자의 공급성을 제어할 수 있고, 전사 잔류 토너 입자의 접촉 대전 부재로의 부착 또는 혼입에 의한 임의의 대전 저해를 잠상 담지체가 극복하면서 충분히 대전되게 할 수 있는 현상제가 수득되었다. 또한, 양호한 현상 동시 세정 성능을 나타낼 수 있고, 폐토너의 양을 크게 감소시킬 수 있으며, 또한 저렴한 가격 및 소형화의 장점이 있는 프로세스 카트리지가 수득될 수 있다.

또한, 접촉 대전 부재로서 단순한 부재가 사용될 수 있고, 접촉 대전 부재의 전사 잔류 토너 입자에 의한 임의의 오염과 관련 없이 무오존 직접 주입 대전을 장시간 동안 안정하게 유지시킬 수 있고, 또한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 제공할 수 있다. 따라서, 오존 생성물에 의한 임의의 문제점 및 대전 불량에 의한 임의의 문제점이 없고, 구성이 단순하고 가격이 저렴한 프로세스 카트리지를 수득할 수 있다.

전도성 미립자를 접촉 대전 부재와 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에 개재시키면서, 잠상 담지체를 장시간 동안 반복하여 사용하는 경우, 그의 표면은 거의 긁히지 않으며, 화상 결함을 화상에 발생하지 않도록 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래 사용되는 현상제 담지체보다 균일하고 급속한 대전 부여성이 향상될 수 있고, 또한 내구성이 향상될 수 있다. 따라서, 양호한 화상이 장시간 동안 형성될 수 있는 상태로 유지될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 내구성이 높고, 대전 부여성이 양호하고, 반복된 복사 또는 인쇄의 결과로써 현상제 담지체의 표면에서 수지 피복층의 현상제에 의한 어떠한 마멸 또는 오염도 발생하지 않는 현상제 담지체로 인해, 상이한 환경 하에서도 화상 농도가 전혀 저하되지 않고, 슬리브 고스트 및 심각한 포그가 전혀 발생하지 않으면서 장시간 동안 높은 화상 농도 및 높은 화상 품질이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상이한 환경 하에서도 장시간 동안 현상제에 부대전 부여성을 안정하게 할 수 있고, 현상제 담지체 표면에서 전도성 수지 피복층의 어떠한 마멸도 유발하지 않으며, 현상제 및 슬리브로의 현상제의 융착에 의한 어떠한 오염도 발생하지 않는 현상제 담지체로 인해, 화상 농도가 전혀 저하되지 않고, 고스트 및 심각한 포그가 전혀 발생하지 않는 고품위 화상이 장시간 동안 형성될 수 있다.

Claims (38)

1. 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 현상 용기에 수용되어 있는 현상제를 담지하고, 현상 영역으로 현상제를 수송하기 위한 현상제 담지체, 및 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제층 두께 조절 부재를 포함하며,

   상기 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 전도성 미립자를 포함하고, 상기 토너 입자는 하기 수학식 1로 나타낸 원형도 a가 0.970미만이고,

   상기 현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 함유하는 현상 장치.

   <수학식 1>

   식 중, L₀은 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.
2. 제1항에 있어서, 상기 수지 피복층이 전도성 물질을 함유하는 현상 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 수지 피복층이 윤활성 물질을 함유하는 현상 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 수지 피복층이 전도성 물질 및 윤활성 물질을 함유하는 현상 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 양대전성 물질이 함질소 헤테로시클릭 화합물인 현상 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 함질소 헤테로시클릭 화합물이 이미다졸 화합물인 현상 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 이미다졸 화합물이 하기 화학식 1 또는 2로 나타내지는 화합물인 현상 장치.

   <화학식 1>

   <화학식 2>

   식 중, R₁및 R₂는 각각 수소 원자이거나, 또는 알킬기, 아랄킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기를 나타내고, R₁및 R₂는 동일하거나 상이할 수 있으며, R₃및 R₄는 각각 탄소수 3 내지 30의 직쇄상 알킬기를 나타내고, R₃및 R₄는 동일하거나 상이할 수 있으며, R₅및 R₆은 각각 수소 원자이거나, 또는 알킬기, 아랄킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기를 나타내고, R₅및 R₆은 동일하거나 상이할 수 있으며, R₇은 탄소수 3 내지 30의 직쇄상 알킬기를 나타낸다.
8. 제1항에 있어서, 상기 수지 피복층이 양대전성 물질로서 함질소 헤테로시클릭 화합물을 함유하고, 또한 전도성 물질 및 수 평균 입경이 0.3 내지 30 ㎛인 구형 입자를 함유하는 현상 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 구형 입자가 수지 입자인 현상 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 구형 입자가 진밀도 3 g/cm³이하의 전도성 구형 입자인 현상 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 양대전성 물질이 적어도 함질소 비닐 단량체로부터 유도된 단위를 함유하는 공중합체인 현상 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 공중합체의 중량 평균 분자량 (Mw)이 3,000 내지 50,000인 현상 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 공중합체의 수 평균 분자량 (Mn)에 대한 중량 평균 분자량(Mw)의 비 (Mw/Mn)가 3.5 이하인 현상 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 함질소 비닐 단량체가 함질소기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산 유도체 및 함질소 헤테로시클릭 N-비닐 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 함유하는 현상 장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 함질소 비닐 단량체가 하기 화학식 3으로 나타내지는 단량체인 현상 장치.

    <화학식 3>

    식 중, R₇, R₈, R₉및 R₁₀은 각각 수소 원자이거나, 또는 탄소수 1 내지 4의 포화 탄화수소기를 나타내며, n은 1 내지 4의 정수를 나타낸다.
16. 제1항에 있어서, 상기 양대전성 물질이 중합성 비닐 단량체와 술폰산 함유 아크릴아미드 단량체와의 공중합체이며, 상기 피복층 결합제 수지는 그의 분자 구조중에 하나 이상의 -NH₂기, =NH기, 및 -NH- 결합을 갖는 현상 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 공중합체가 공중합비 (중량％) 98:2 내지 80:20의 중합성 비닐 단량체와 술폰산 함유 아크릴아미드 단량체를 함유하고, 중량 평균 분자량 Mw가 2,000 내지 50,000인 현상 장치.
18. 제16항에 있어서, 상기 공중합체가 중합성 비닐 단량체와 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산과의 공중합체인 현상 장치.
19. 제16항에 있어서, 상기 피복층 결합제 수지가 적어도 페놀 수지를 함유하는 현상 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 페놀 수지가 촉매로서 함질소 화합물을 사용하여 제조되고, 그 구조중에 -NH₂기, =NH기 및 -NH- 결합 중 어느 것을 갖는 페놀 수지인 현상 장치.
21. 제16항에 있어서, 상기 피복층 결합제 수지가 적어도 폴리아미드 수지를 함유하는 현상 장치.
22. 제16항에 있어서, 상기 피복층 결합제 수지가 적어도 폴리우레탄 수지를 함유하는 현상 장치.
23. 제1항에 있어서, 상기 수지 피복층이 수 평균 입경 0.3 내지 30 ㎛의 입자를 함유하는 현상 장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 입자의 진밀도가 3 g/cm³이하인 현상 장치.
25. 제24항에 있어서, 상기 입자가 전도성 구형 입자인 현상 장치.
26. 제1항에 있어서, 상기 현상제가 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경을 갖는 입자에 대한 개수 기준의 입도 분포에 있어서, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 60 개수％ 함유하고, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 70 개수％ 함유하는 현상 장치.
27. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자의 부피 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛인 현상 장치.
28. 제27항에 있어서, 상기 전도성 미립자의 부피 저항이 10⁰Ω·cm 내지 10⁹Ω·cm인 현상 장치.
29. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자가 비자성인 현상 장치.
30. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자가 산화 아연, 산화 주석 및 산화 티탄으로부터 선택되는 1종 이상의 산화물을 함유하는 현상 장치.
31. 정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체,

    잠상 담지체를 정전 대전하기 위한 대전 수단, 및

    잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상하므로써 현상제상을 형성하기 위한 현상 장치를 포함하며,

    상기 현상 장치 및 상기 잠상 담지체는 하나의 장치로 일체화되어 세트를 이루며, 화상 형성 장치의 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되도록 구성되고,

    상기 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 전도성 미립자를 포함하고, 상기 토너 입자는 하기 수학식 1로 나타낸 원형도 a가 0.970미만이고,

    상기 현상 장치는 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 현상 용기에 수용되어있는 현상제를 담지하고, 현상 영역으로 현상제를 수송하기 위한 현상제 담지체, 및 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제층 두께 조절 부재를 포함하며,

    상기 현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.

    <수학식 1>

    식 중, L₀은 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.
32. 제31항에 있어서, 상기 현상 장치가 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상하므로써 현상제상으로 가시화하고, 동시에 현상제상이 기록 매체인 전사지에 전사된 후, 잠상 담지체 상에 잔류하는 현상제를 회수하는 프로세스 카트리지.
33. 제31항에 있어서, 상기 대전 수단이 상기 잠상 담지체에 접촉되어 있고, 적어도 접촉 영역에서 상기 현상제가 포함하는 상기 전도성 미립자가 개재된 상태로 전압을 접촉 영역에 인가하므로써 상기 잠상 담지체를 정전 대전하는 프로세스 카트리지.
34. 제31항에 있어서, 상기 현상 장치가 제2항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 현상 장치인 프로세스 카트리지.
35. 잠상 담지체를 정전 대전하는 대전 공정,

    대전 공정에서 대전된 잠상 담지체의 대전면 상에 정전 잠상으로서 화상 정보를 기록하는 잠상 형성 공정,

    현상제를 담지하며, 잠상 담지체와 대향하는 현상 영역으로 현상제를 수송하는 현상제 담지체를 포함하는 현상 장치에 의해 정전 잠상을 현상하여 현상제상으로 가시화하는 현상 공정,

    현상제상을 전사지에 전사하는 전사 공정, 및

    전사지 상에 전사된 현상제상을 정착 수단에 의해 정착하는 정착 공정을 포함하고,

    이러한 공정을 반복하여 화상을 형성하며,

    상기 현상제는 적어도 결합제 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자, 및 전도성 미립자를 포함하고, 상기 토너 입자는 하기 수학식 1로 나타낸 원형도 a가 0.970미만이고,

    상기 현상 장치는 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 현상 용기에 수용되어 있는 현상제를 담지하고, 현상 영역으로 현상제를 수송하기 위한 현상제 담지체,및 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제층 두께 조절 부재를 포함하며,

    상기 현상제 담지체는 적어도 기재, 및 이 기재 상에 형성된 수지 피복층을 가지며, 상기 수지 피복층은 적어도 피복층 결합제 수지 및 양대전성 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.

    <수학식 1>

    식 중, L₀은 입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주 길이를 나타낸다.
36. 제35항에 있어서, 상기 현상 공정이 정전 잠상을 가시화하는 공정, 및 동시에 현상제상이 기록 매체인 전사지에 전사된 후, 잠상 담지체 상에 잔류하는 현상제를 회수하는 공정을 포함하는 화상 형성 방법.
37. 제35항에 있어서, 상기 대전 공정이 대전 수단을 상기 잠상 담지체와 접촉 유지시키면서 상기 잠상 담지체를 정전 대전시키는 공정이며,

    상기 잠상 담지체는 적어도 상기 대전 수단과 상기 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에서 상기 현상제가 포함하는 상기 전도성 미립자가 개재된 상태로 대전 부재에 전압을 인가하므로써 대전되는 화상 형성 방법.
38. 제35항에 있어서, 상기 현상 장치가 제2항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 현상 장치인 화상 현상 방법.