KR100630589B1

KR100630589B1 - 화상 지지재, 그것을 사용하는 화상 형성 방법 및 그것을 사용한 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR100630589B1
Application number: KR1020040073698A
Authority: KR
Inventors: 이데오사무; 하야시시게루; 다이몬가츠미
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-10-04
Also published as: JP2005283654A; US20050214485A1; CN1673876A; JP4534550B2; US7267864B2; CN1673876B; KR20050095521A

Abstract

본 발명은 베이스재(1a)와, 이 베이스재(1a)상에 마련되고 또한 백색 안료와 열가소성 수지를 함유하는 광산란층과, 이 광산란층(1b)상에 마련되고 또한 열가소성 수지를 적어도 함유하는 칼라 토너 수용층을 구비하는, 칼라 토너상을 정착 가능하게 지지하는 화상 지지재를 제공하는 것으로서,

상기 광산란층의 열가소성 수지는 폴리올레핀계 또는 폴리올레핀계 공중합체로 이루어지며, 그 점도가 5×10³Pa·s로 되는 온도 Tb가 100℃이상이고, 또한, 상기 칼라 토너 수용층의 열가소성 수지는 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 용융 혼합한 수지로 이루어지며, 그 점도가 1O³Pa·s로 되는 온도 T₁가 65℃이상 80℃미만으로 된다.

화상 지지재, 화상 형성 장치, 열가소성 수지,

Description

화상 지지재, 그것을 사용하는 화상 형성 방법 및 그것을 사용한 화상 형성 장치{IMAGE SUPPORTING MATERIAL, IMAGE FORMING METHOD UTILIZING THE SAME AND IMAGE FORMING APPARATUS UTILIZING THE SAME}

도 1은 본 발명에 의한 화상 지지재 및 이것을 사용한 화상 형성 장치의 개요를 나타내는 설명도.

도 2는 실시 형태 1에 의한 화상 형성 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도.

도 3a는 본 실시 형태에 사용되는 화상 지지재의 단면 구조를 나타내는 설명도, 3b는 화상 지지재의 칼라 토너 수용층의 구성을 나타내는 설명도.

도 4는 본 실시 형태에 사용되는 화상 지지재의 칼라 토너 수용층의 용융 혼합성의 지표인 시감 반사율의 측정 장치예를 나타내는 설명도.

도 5a, 5b는 본 실시 형태에 사용되는 화상 지지재의 변형 형태의 단면 구조를 각각 나타내는 설명도.

도 6은 본 실시 형태에서의 화상의 정착 과정을 나타내는 설명도.

도 7은 실시예 1∼8 및 비교예 1∼5에 사용되는 칼라 토너 수용층의 결정성 폴리에스테르 수지(A∼G)를 나타내는 설명도.

도 8은 실시예 1∼8 및 비교예 1∼5에 사용되는 칼라 토너 수용층의 비정질 수지(H∼L)를 나타내는 설명도.

도 9는 칼라 토너 현상제(X∼Z)의 특성을 나타내는 설명도.

도 10은 실시예 1∼8을 나타내는 설명도.

도 11은 비교예 1∼5의 일례를 나타내는 설명도.

도 12는 실시예 1∼8 및 비교예 1∼5에 대한 화상 평가 결과를 나타내는 설명도.

[부호의 설명]

1···화상 지지재, 1a···베이스재, 1b···광산란층,

1c···칼라 토너 수용층, 2···화상 형성 유니트, 3···정착장치,

3a···정착부재, 3b···가열 가압 수단, 3c···냉각 박리 수단,

4··· 칼라 토너상, G···화상

본 발명은 복사기 또는 프린터 등의 화상 형성 장치에 사용되는 화상 지지재(image supporting material)에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 전자 사진 방식 등으로 칼라 화상 형성 시에 적합하게 사용되는 화상 지지재, 및 그 사용 방법 및 이것을 사용한 화상 형성 장치의 개량에 관한 것이다.

종래의 칼라 화상 형성 장치로, 예를 들면 전자 사진 방식을 채용하여 칼라 화상을 형성하는 경우에는, 통상 이하와 같은 화상 형성 공정이 채택되고 있다.

즉, 원고에 조명을 비춰, 그 반사광을 칼라 스캐너에 의해 색분해하고, 화상 처리 장치로 화상 처리, 색 보정을 행하여 얻어지는 복수색의 화상 신호를, 색별로, 예를 들면 반도체 레이저 등을 사용하여 변조시킨 레이저 광선으로 변환시킨다. 이 레이저 광선을, 셀레늄, 비정질 실리콘 등의 무기 감광체 또는 프탈로시아닌 안료, 비스아조 안료 등을 전하 발생층으로 사용한 유기 감광체 등으로 이루어지는 상(像)담지체에 한색씩 복수회 조사함으로써, 복수개의 정전 잠상을 형성한다. 이들 복수개의 정전 잠상을 예를 들면, 대전시킨 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안), 및 K(블랙)의 4색의 칼라 토너로 차례로 현상한다. 또한, 현상된 토너상(像)을 무기 또는 유기 감광체로 이루어지는 상담지체로부터 용지 등의 화상 지지재에 전사하여, 예를 들면 가열 가압 정착 방식의 정착 장치로 정착한다. 이렇게 하여, 화상 지지재상(上)에 칼라 화상을 형성하도록 하고 있다.

또한, 상기 경우에 있어서, 상기 칼라 토너는 예를 들면 폴리에스테르 수지, 스티렌/아크릴 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체 등의 결착 수지 중에, 착색제를 분산시켜 되는 평균 입경 1∼15㎛의 입자에, 평균 입경이 5∼100nm 정도의 미립자, 예를 들면 산화규소, 산화티탄, 산화알루미늄 등의 무기 미립자, 또는 PMMA, PVDF 등의 수지 미립자를 부착시킨 것이다.

또한, 상기 Y(옐로우) 칼라용 착색제로는 예를 들면 벤지딘 옐로우, 퀴놀린 옐로우 또는 한자 옐로우를 들 수 있고, M(마젠타) 칼라용으로는 로다민 B, 로즈 벵갈 또는 피그먼트 레드를 들 수 있고, C(시안) 칼라용로는 프탈로시아닌 블루, 아닐린 블루 또는 피그먼트 블루를 들 수 있으며, K(블랙) 칼라용으로는 카본 블랙, 아닐린 블랙 또는 칼라 안료의 배합물을 들 수 있다.

상기 화상 지지재로는 펄프를 주성분으로 하는 보통지, 보통지상에 백색 안료 등을 혼합한 수지를 피복한 코팅지, 폴리에스테르 등의 수지에 백색 안료를 혼합한 백색 필름 등이 사용되고 있다.

예를 들면, 일본 특개2000-010329호 공보, 특개2000-003060호 공보 및 특개2000-091212호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 특히 은염 사진 프린트와 동동한 고광택의 화상을 형성하는 경우에는 보통지, 코팅지 또는 백색 필름을 베이스로 하여, 그 위에 소정 두께의 열가소성 수지로 이루어지는 층을 마련한 화상 지지재가 바람직함이 알려져 있다.

또한, 사진 프린트 화상의 경우에는 일반적으로, 화상 지지재의 두께가 두꺼운 것이 바람직하다.

상기 전사 공정에서는 예를 들면 감광체 등으로 이루어지는 상담지체에 대향하여 미리 유전체 등으로 형성되는 전사 롤 또는 전사 벨트를 배설하고, 전사 롤 또는 전사 벨트상에 미리 화상 지지재를 흡착하여, 이 전사 롤에 바이어스를 인가하고, 또한, 전사 벨트의 배면에 소정의 전사 부재(전사 코로트론(corotron), 바이어스를 인가한 전사 롤 또는 바이어스를 인가한 전사 브러쉬 등)를 배설함으로써, 전사 롤 또는 전사 벨트의 배면으로부터 토너의 대전과 역극성(逆極性)의 전계를 부여하여, 화상 지지재에 대한 토너상을 1색씩 정전기적으로 전사하는 방법이 알려져 있다.

또한, 상기 전사 공정에서는, 예를 들면, 감광체 등으로 이루어지는 상담지체에 대향하여 유전체 등으로 형성되는 예를 들면 벨트 형상의 중간 전사체를 배설 하고, 소정의 일차 전사 부재(전사 코로트론, 바이어스를 인가한 전사 롤 또는 바이어스를 인가한 전사 브러쉬 등)을 사용하여, 중간 전사체 배면으로부터 토너의 대전과 역극성의 전계를 부여함으로써, 상(像)담지체상에 형성된 토너상(像)을 중간 전사체상에 1색씩 전사하여, 중간 전사체상에 일단 칼라 토너상을 형성한 뒤에, 소정의 2차 전사 부재(예를 들면 전사 코로트론, 바이어스를 인가한 전사 롤 또는 바이어스를 인가한 전사 브러쉬 등)을 사용하여, 기재 배면으로부터 토너의 대전과 역극성의 전계를 부여함으로써, 칼라 토너상을 기재에 정전기적으로 전사하는 방법도 알려져 있다.

또한, 상기 정착 공정에서는 예를 들면 서로 압접하는 한쌍의 정착롤에 백열 램프 등의 가열원을 내장시키고, 이 한쌍의 정착 롤 사이에 칼라 토너상이 전사된 화상 지지재를 통과시킴으로써, 상기 칼라 토너를 열용융하여 화상 지지재에 정착하는 가열 가압 정착 방식, 또는, 실리콘 고무 등의 이형층이 표면에 형성된 정착 벨트를 복수의 인장 롤(tension roller)에 걸어놓고, 이 정착 벨트를 사이에 끼워두고 한쌍의 정착 롤을 대향 배치하는 동시에, 상기 정착 롤에 백열 램프 등의 가열원을 내장시켜, 칼라 토너상이 전사된 화상 지지재에 상기 정착 벨트를 중합시킨 상태로, 한쌍의 정착 롤 사이로 상기 화상 지지재를 통과시켜 토너상을 가열 가압 정착하고, 토너상이 냉각된 후에 정착 벨트와 칼라 토너상을 분리함으로써, 상기 칼라 토너상을 기재에 정착하는 냉각 박리 정착 방식 등이 알려져 있다.

특히, 은염 사진 프린트와 동등한 고광택의 화상을 형성하는 경우에는 후자의 정착 방식이 바람직함이 알려져 있다. 또한, 후자의 정착 방식과 상기의 열가 소성 수지층을 마련한 기재를 조합함으로써, 화상 농도에 관계없이 균일한 고광택을 얻을 수 있다.

상기 내용은 일본 특개2000-010329, 일본 특개2000-003060, 일본 특개2000-091212 및 일본 특개2001-117259에 기재되어 있다.

그런데, 이러한 화상 형성 장치에서는, 상기 열가소성 수지층을 마련한 화상 지지재를 베이스로 채택한 경우, 백색의 PET 필름 또는 코팅지를 사용하면 화질은 양호해지지만, 화상 지지재가 매우 고가로 되어 버린다. 한편, 가격은 염가인 보통지를 사용하면 양호한 화질이 얻어지지 않는 기술적 과제가 생겨버린다.

또한, 상기의 열가소성 수지층의 주성분을 폴리에스테르계, 폴리스티렌계, 폴리아크릴계 등의 비정질 수지로 한 경우에는 저온 정착성, 내열성, 기계 강도를 동시에 만족할 수 없다는 기술적 과제가 생겨버린다.

더 구체적으로는, 화상 형성 시의 에너지 소비량을 저감하기 위해서는, 저온 정착성은 필수 과제로 되지만, 이 저온 정착성을 만족하기 위해서는 수지의 분자량 감소와 그 유리 전이점의 감소가 유효한 해결책이다.

한편, 사진과 같은 평활한 표면을 갖는 화상은 화상 표면과 이면, 화상 표면 끼리, 화상 표면과 앨범 재료 등이 접촉한 상태로, 여름의 자동차 내부나 창고내에서 보관되거나, 배 바닥에서의 수송 등의 고온 환경 하에 방치되면, 블로킹(blocking) 현상(접착하여 떨어지지 않게 되거나, 또는 떨어지더라도 표면이 손상됨)이 생길 우려가 있다.

이 경우, 고온에서의 내구성, 즉 내열성을 개선하기 위해서는 유리 전이점을 올리거나 또는 분자량을 높이는 것이 유효하다.

또한, 화상을 구부릴 때의 강도, 즉, 기계 강도의 향상도 중요한 과제이다. 기계 강도를 향상시키기 위해서는 분자량을 증가시키는 것이 유효한 해결책이다.

이와 같이, 기계 강도와 내열성의 개선 방향은, 저온 정착성의 개선방향과 상반되게 된다. 특히, 은염 사진과 같은 고광택의 화상을 형성하는 경우, 정착 온도를 보다 높게 할 필요가 있기 때문에, 3개의 요구를 동시에 만족하는 것이 더욱 곤란해진다.

또한, 일본 특개2001-117259호 공보에는 결정성의 폴리에스테르 수지를 도포한 화상 지지재를 사용하는 것이 제안되어 있다. 이 경우, 저온 정착성과 보존성은 개선할 수 있지만, 기계 강도가 약화된다. 또한, 은염 사진과 비교하면, 이 화상 지지재는 광택 및 백색도가 나빠서, 그 위에 칼라 토너상을 형성해도 만족스러운 사진 화질은 얻을 수 없다.

따라서, 본 발명자들은 적어도 펄프 원료로 이루어진 평량 150∼200g/㎡의 원지에, 폴리에틸렌 등의 폴리올레계 수지에 산화티탄 등의 백색 안료를 30중량% 정도 분산시켜 형성한 광확산층(광산란층에 상당)을 갖는 화상 지지재를 사용하는 시도를 하였다.

이 화상 지지재는 비교적으로 염가로 제조할 수 있으며, 또한 백색도가 높은 화상을 얻을 수 있다.

그러나, 이 경우에는, 정착 과정에서, 화상 지지재 표면의 광확산층의 용융 점도가 높기 때문에, 화상 전면에 걸쳐 균일한 고광택의 바람직한 표면 구조를 얻을 수 없다는 기술적 과제에 직면한다.

본 발명은 이상의 기술적 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 은염 사진과 같이 화상 전면에 균일한 고광택을 나타내고, 내열성, 기계 강도, 및 에너지 소비량이 작은 정착 장치에 적합한 저온 정착성을 용이하게 만족할 수 있는 화상 지지재 및 그 사용 방법 및 이것을 사용한 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 도 1에 나타내는 바와 같이, 열가소성 수지와 착색제를 적어도 함유하는 칼라 토너상(4)을 정착 가능하도록 지지하는 화상 지지재(1)에 있어서, 베이스재(1a)와, 이 베이스재(1a)상에 마련되고 또한 백색 안료와 열가소성 수지를 함유하는 광산란층(1b)과, 이 광산란층(1b)상에 마련되고 또한 열가소성 수지를 적어도 함유하는 칼라 토너 수용층(1c)을 구비하고, 상기 광산란층(1b)의 열가소성 수지는 폴리올레핀계 또는 폴리올레핀계 공중합체로 구성되며, 그 점도가 5×10³Pa·s로 되는 온도 Tb가 100℃ 이상이고, 상기 칼라 토너 수용층(1c)의 열가소성 수지로는 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 용융 혼합하여 얻은 수지로 이루어지며, 그 점도가 10³Pa·s로 되는 온도 T₁가 65℃이상 80℃미만인 것을 특징으로 한다.

이러한 기술적 구성에서, 화상 지지재(1)는 베이스재(1a)상에 적어도 광산란층(1b)과 칼라 토너 수용층(1c)을 구비하면 좋고, 필요에 따라서 또다른 층(예를 들면 젤라틴층, 대전 방지층 등)을 구비해도 물론 좋다.

여기서, 베이스재(1a)로는 사진 인화지에 일반적으로 사용되는 원지여도 좋고, 이 원지로는 손으로 집었을 때 만족스러움 감촉을 제공하는 관점에서, 평량이 100∼250gsm의 것이 바람직하다.

또한, 광산란층(1b)으로는, 그 열가소성 수지가, "그 점도가 5×10³Pa·s로 되는 온도 Tb가 100℃이상" 점도 조건을 만족하는 폴리올레핀계 또는 폴리올레핀계 공중합체로 이루어지는 것이 필요하다.

이러한 점도 조건에 의해, 정착 과정에서 베이스재(1a)로부터 발생하는 수증기 기포에 의해 광산란층(1b) 표면의 평활성이 손상하는 문제점을 회피할 수 있다.

광산란층(1b)의 바람직한 태양에서는, 화상 비침(image see-through) 방지와, 기계 강도 및 평면성을 확보하는 관점에서, 20∼40중량%의 백색 안료를 함유하며, 화상 비침 및 균열을 효과적으로 방지하는 관점에서, 그 두께가 20∼50㎛인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 칼라 토너 수용층(1c)으로는 그 열가소성 수지가 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 폴리에스테르 수지를 용융 혼합하여 얻어진 폴리에스테르계 수지이며, "그 점도 조건이 10³ Pa·s로 되는 온도 T₁가 65℃이상 80℃미만인 것"이 필요하다.

이러한 점도 조건에 의해서, 도 1에 나타내는 바와 같은 정착에 의해, 칼라 토너 수용층(1c) 중에 칼라 토너상(4)을 완전히 매몰시켜, 평활하고 광택이 높은 화상 표면을 얻을 수 있다.

이 때, 상기 10³ Pa·s로 되는 온도 T₁가 65℃ 미만인 경우에는, 내열성이 나쁘고, 고온에 방치하면 블로킹 등의 문제가 생긴다. 한편, 80℃ 이상인 경우에는 정착에 의해, 평활하고 광택이 높은 화상 표면을 얻을 수 없다. 특히, 정착된 화상 표면에서도, 고농도부와 저농도부의 경계에 단차가 남는 문제가 있다.

칼라 토너 수용층(1c)의 바람직한 태양에서는, 점성 및 내열성을 고려하여, 배합 비율이 70중량% 이상의 열가소성 수지를 함유한다.

또한, 칼라 토너 수용층(1c)의 두께는, 고광택을 성취하고 균열을 방지하는 관점에서, 5∼20㎛가 바람직하다.

또한, 칼라 토너 수용층(1c)의 열가소성 수지 중, 열가소성 수지의 바람직한 태양으로는 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 폴리에스테르 수지의 혼합 중량비가 35:65∼65:35의 범위인 것이 바람직하다.

또한 칼라 토너 수용층(1c)의 열가소성 수지의 용융 혼합에 대한 바람직한 태양으로는, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 용융 혼합하는 조건으로, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 시간 t₀(분)간, 용융 혼합하여 얻은 수지를 20㎛의 필름으로 했을 때, 이 필름의 시감 반사율(Y)이 1.5%로 되는 온도를 T_o(℃)로 하고, 용융 혼합에서의 온도를 T(℃), 시간을 t(분)로 하면, T(℃)가 T_o∼T_o+20의 범위이고, t(분)가 t_o∼10×t_o의 범위로 설정되는 것을 들 수 있다.

이러한 태양에서는, 내열성, 기계 강도의 관점에서, 온도 T(℃)가 T_o+5∼T_o+10의 범위이고, 시간 t(분)가 t_o∼3×t_o의 범위로 설정되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지는 양자의 용융 혼합성을 높이는 관점에서, 공통의 알콜유래 성분 또는 산유래 성분을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

여기서, 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분 및 산유래 성분의 바람직한 태양으로는 저온 정착성, 내열성, 용융 혼합성, 기계 강도의 관점에서, 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 탄소수 2∼12의 직쇄 지방족을 주성분으로 하며, 그 직쇄 지방족 성분은 전알콜유래 성분의 85∼100몰%의 범위이고, 상기 결정성 폴리에스테르 수지의 산유래 성분은 탄소수 4∼12의 직쇄 지방족을 주성분으로 하며, 그 직쇄 지방족 성분은 전산(全酸) 유래 성분의 90몰%이상의 범위인 태양을 들 수 있다.

이러한 태양에서, 결정성 폴리에스테르 수지로는 저온 정착성, 냉각 후의 짧은 고정 시간, 내열성의 관점에서, 지방족계의 모노머를 85% 이상의 몰비로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 저온 정착성의 관점에서, 결정성 폴리에스테르 수지의 산유래 성분은 탄소수 4∼12의 직쇄 지방족을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 태양에서, 비정질 수지로는 스티렌-아크릴계 수지 또는 폴리에 스테르계 수지가 사용되지만, 저온 정착성, 내열성, 용융 혼합성 등을 만족하는 폴리에스테르 수지가 바람직하다.

여기서, 비정질 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분 및 산유래 성분의 바람직한 태양에서는, 비정질 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분의 주성분인 탄소수 2∼12의 직쇄 지방족과 동일한 직쇄 지방족을 함유하며, 그 직쇄 지방족 성분은 전알콜유래 성분의 10∼30몰%의 범위이고, 상기 비정질 폴리에스테르 수지의 산유래 성분은 테레프탈산, 이소프탈산 또는 나프탈렌디카복실산 등의 방향족을 함유하며, 그 방향족 성분은 전산유래 성분의 90몰%이상의 범위인 태양을 들 수 있다.

또한, 비정질 수지로서, 스티렌-아크릴계 수지를 사용하는 태양에서는, 저온 정착성, 내열성이라는 관점에서, 스티렌계 수지와 아크릴계 수지를 80%이상 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지의 제3 성분으로, 알콜유래 성분인 방향족 성분을 함유하는 경우의 태양에서는 용융 혼합성, 내열성, 저온 정착성의 관점에서, 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 탄소수 2∼12의 직쇄 지방족 및 방향족계 디올유래 성분을 함유하며, 전알콜유래 성분에 대하여, 직쇄 지방족 성분이 85∼98몰%의 범위이고, 또한, 방향족계 디올 유래 성분이 2∼15몰%의 범위이고, 비정질 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분의 주성분과 동일한 직쇄 지방족 성분 및 방향족계 디올 유래 성분을 함유하고, 전알콜유래 성분에 대해서, 직쇄 지방족성분이 10∼30몰%의 범위이고, 또한, 방향족계 디올유래 성분이 70∼90몰%의 범위인 태양이 바람직하다.

또한, 결정성 및 비정질의 각 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량의 바람직한 태양으로는 저온 정착성, 기계 강도의 관점에서, 결정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량이 17,000∼30,000이고, 비정질 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량이 8,000∼40,000인 태양을 들 수 있다.

또한, 칼라 토너 수용층(1c)으로는, 정착 후의 수지의 고화를 가속화시키는 점에서 무기 미립자를 3∼30중량% 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 무기 미립자의 바람직한 태양으로는, 입경이 8∼400nm인 이산화티탄 또는 실리카를 들 수 있다.

또한, 화상 지지재(1)로는 반송 불량이나 먼지의 부착을 효과적으로 방지하는 관점에서, 화상 지지재(1)의 표면 및 이면의 적어도 한쪽에 대전방지층을 구비하는 것이 바람직하다.

더욱이, 화상 지지재(1)로서, 화상의 광택도를 높이는 관점에서, 광산란층(1b)과 칼라 토너 수용층(1c)의 사이에 젤라틴층을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 화상 지지재(1)의 바람직한 사용 방법으로는, 기포의 발생이나 화상 결함(입상성(粒狀性) 결손, 상 흐트러짐 등)을 효과적으로 방지하는 관점에서, 예를 들면 칼라 토너상(4)의 열가소성 수지는 그 점도가 10⁴Pa·s로 되는 온도 T₂(℃)가 T₁(℃)이상 T₁+20(℃)미만인 폴리에스테르계 또는 스티렌-아크릴계의 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 칼라 토너의 열가소성 수지는 결정성 폴리에스테르계 수지와 비정질 스티렌-아크릴계 수지의 2종류를 적어도 함유하는 수지인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상술한 화상 지지재(1)만이 아니라, 이 화상 지지재(1)를 사용한 화상 형성 장치도 대상으로 한다.

이 경우, 본 발명은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 열가소성 수지와 착색제를 적어도 함유하는 칼라 토너상(4)을 정착 가능하게 지지하는 화상 지지재(1)와, 이 화상 지지재(1)상에 칼라 토너상(4)을 형성하는 화상 형성 유니트(2)와, 이 화상 형성 유니트(2)로 형성된 칼라 토너상(4)을 화상 지지재(1)상에 정착하는 정착 장치(3)을 구비한 화상 형성 장치로서, 상기 화상 지지재(1)로는 베이스재(1a)와, 이 베이스재(1a)상에 마련되고 또한 백색 안료와 열가소성 수지를 함유하는 광산란층(1b)과, 이 광산란층(1b)상에 마련되고 또한 열가소성 수지를 적어도 함유하는 칼라 토너 수용층(1c)을 구비하고, 상기 광산란층(1b)의 열가소성 수지는 폴리올레핀계 또는 폴리올레핀계 공중합체로 이루어지며, 그 점도가 5×10³Pa·s로 되는 온도 Tb가 100℃ 이상이고, 상기 칼라 토너 수용층(1c)의 열가소성 수지는 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 용융 혼합한 수지로 이루어지며, 그 점도가 10³Pa·s로 되는 온도 T₁이 65℃이상 80℃미만인 것을 들 수 있다. 여기서, 비정질 수지로는 폴리에스테르계 수지 또는 스티렌-아크릴계 수지 등을 사용할 수 있다.

이러한 화상 형성 장치에서, 정착 장치(3)로는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 화상 지지재(1)상의 화상(G)을 사이에 끼워두고 화상 지지재(1)와 밀착 하는 정착부재(3a)를 갖고, 화상 지지재(1)상의 칼라 토너상(4)을 가열 가압하는 가열 가압 수단(3b)과, 가열 가압된 칼라 토너상(4)을 냉각하여 정착부재(3a)로부터 박리하는 냉각 박리 수단(3c)을 구비한 것을 들 수 있다.

본 태양에 의하면, 가열 가압 공정 후에 냉각 박리하면, 화상 지지재(1)상의 화상 표면부에는 정착부재(3a)의 표면 구조가 그대로 전사되기 때문에, 정착부재(3a)의 표면 구조가 양호하면 바람직한 화상 구조를 얻을 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 첨부 도면에 나타내는 실시 형태에 의거하여 이 발명을 상세히 설명한다.

[실시 형태 1]

도 2는 본 발명이 적용된 칼라 화상 형성 장치의 실시 형태 1을 나타낸다.

본 실시 형태에 의한 칼라 화상 형성 장치는 화상 지지재(11)에, 예를 들면 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 색성분으로 형성되는 칼라 토너상(12)(도 6 참조)을 형성하는 화상 형성 유니트(30)와, 이 화상 형성 유니트(30)로 형성된 칼라 토너상(12)을 화상 지지재(11)상에 정착시키는 정착 장치(40)와, 이 정착 장치(40)로 화상 지지재(11)를 반송하는 반송 장치(50)를 구비하고 있다.

본 실시 형태에서, 화상 지지재(11)는 예를 들면 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 평량 100∼250gsm의 원지(11a)상에, 20∼40중량%의 백색 안료를 적어도 함유하는 두께 20∼50㎛의 열가소성 수지로 이루어지는 광산란층(11b), 및, 그 상층에 적어도 열가소성 수지를 70중량%이상 함유하는 두께 5∼20㎛의 칼라 토너 수용층 (11c)을 적어도 구비하고 있다.

여기서, 상기 원지(11a)는 사진 인화지에 일반적으로 사용되는 재료에서 선택된다. 더 구체적으로는, 침엽수나 광엽수로부터 선택되는 천연 펄프나 합성 펄프를 주원료로 하여, 필요에 따라, 클레이, 탈크, 탄산칼슘, 요소 수지 미립자 등의 필러; 로진, 알킬케텐 다이머, 고급 지방산, 에폭시화 지방산 아미드, 파라핀 왁스, 알케닐숙신산 등의 사이즈제; 전분, 폴리아미드 폴리아민 에피클로로히드린, 폴리아크릴아미드 등의 지력(paper strength) 증강제; 황산알루미늄 또는 양이온성 폴리머 등의 정착제 등을 첨가한 것이 사용된다.

상기 원지(11a)의 평량은 100∼250gsm의 범위로 한다. 평량이 이 범위 외로 되면, 손으로 집는 감촉에 나빠진다. 원지(11a)는 평활성 및 평면성을 부여할 목적으로, 머신 캘린더, 수퍼 캘린더 등의 장치를 사용하여 열 및 압력을 가하여 표면 처리하는 것이 바람직하다.

또한, 원지(11a)에 광산란층(광확산층)(11b)을 형성할 때에는 원지(11a) 표면에, 미리 글로(glow) 방전 처리, 코로나 방전 처리, 화염 처리 또는 앵커 코팅 등의 사전 처리를 행하는 것이 광산란층(11b)과 원지(11a)의 밀착성을 향상시키는 관점에서 바람직하다.

또한, 상기 광산란층(11b)에 포함되는 백색 안료에는 산화티탄, 탄산칼슘 또는 황산바륨 등의 공지의 백색 안료의 미립자를 사용할 수 있다. 백색도를 높이는 관점에서 산화티탄을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 광산란층(11b)은 백색 안료를 적어도 20∼40중량% 함유한다.

백색 안료의 양이 20중량% 미만인 경우, 백색도가 낮고, 또한 이면에 문자 등을 기입하거나, 인쇄하거나 했을 때에 비치는 현상이 생기는 문제점이 있다. 한편, 4O중량%를 넘으면, 광산란층(11b)의 기계 강도가 부족하고, 평활한 표면을 갖는 층을 형성하기 어려운 등의 문제점이 생긴다.

또한, 상기 광산란층(11b)에 함유되는 열가소성 수지는, 폴리올레핀계 또는 폴리올레핀계 공중합체로 이루어진다. 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등을 들 수 있다.

또한, 상기 광산란층(11b)에 함유되는 열가소성 수지의 점도가 5×10³Pa·s로 되는 온도 Tb가 100℃이상일 필요가 있다. 이러한 조건을 만족함으로써, 정착 시에 원지(11a)로부터 발생하는 수증기에 의한 기포가 광산란층(11b)를 통과하여 화상 표면으로부터 발산되어, 화상 표면의 평활성을 손상시키는 문제점을 회피할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서의 광산란층(11b)의 두께는 20∼50㎛인 것이 바람직하다. 20㎛ 미만에서는 백색도가 낮고, 또한 이면에 문자 등을 기입하거나, 인쇄했을 때에 비치는 문제가 있다. 한편, 50㎛를 넘으면, 구부렸을 때에 광산란층(11b)이 균열하는 문제가 있다.

또한, 광산란층(11b)에는 자외선을 흡수하여 형광을 발하는 형광 증백제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 화상 지지재(11)는 백색도가 높고, 색이 선명 한 화상을 제공할 수 있다.

또한, 광산란층(11b)를 형성하는 수지, 백색 안료, 기타의 첨가물을 혼합하는 방법은, 수지 중에, 백색 안료와 기타의 첨가물을 균일하게 분산한다는 목적을 만족하면, 특별히 한정할 필요는 없다. 예를 들면, 광산란층(11b)을 용융 압출하여 도막할 때 직접 압출식 혼련기에 첨가하는 방법, 미리 마스터 펠렛을 제조하여 용융 압출하는 장치에 첨가하는 방법 등, 공지의 방법을 적용할 수 있다.

또한, 광산란층(11b)의 도막 방법은, 균일하고 평활한 광산란층(11b)을 형성하는 목적을 만족하는 한 특별히 한정할 필요는 없다.

예를 들면, 수지 중에, 백색 안료와 기타 첨가물을 균일하게 분산하는 것도 겸비한 용융 압출법에 의거하는 장치를 들 수 있다. 용융 압출법으로는, 가열된 압출기로부터 광폭의 슬릿 다이(이른바 T-다이)를 거쳐 압출시킨 용융 수지막을, 원지(11a)에 접촉시켜 롤로 연속적으로 압접하는 적층 방법이나, 용융 수지를 냉각 롤상에 압출하고, 권취하여 필름화하는 일반적인 방법 등을 들 수 있다. 용융 압출법에 의하면, 원지(11a)에, 상기 수지, 백색 안료, 기타의 첨가물로 이루어지는 균일한 막을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 용융 압출법에 사용되는 압출기는 1축의 것이어도, 2축의 것이어도 좋지만, 상기 수지 중에 백색 안료와 기타의 첨가물을 균일하게 혼합할 수 있는 능력을 가질 필요가 있다.

또한, 광산란층(11b)의 도막에서는, 슬릿 다이(이른바 T-다이)를 거쳐 압출시킨 용융 수지막의 한면 또는 양면을 화염 처리, 코로나 처리 또는 플라즈마 처리 등의 방법으로 처리하는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 원지(11a) 및 칼라 토 너 수용층(11c)의 밀착성을 개선할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 화상 지지재(11)는 광산란층(11b)의 상층에 칼라 토너 수용층(11c)를 구비하고 있다.

칼라 토너 수용층(11c)의 열가소성 수지는, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 결정성 폴리에스테르 수지(111)와 비정질 수지, 예를 들면 비정질 폴리에스테르 수지(112)를 용융 혼합한 폴리에스테르계 수지(110)로 이루어진다. 결정성 폴리에스테르 수지는 1종류여도 좋지만, 복수의 다른 결정성 폴리에스테르 수지를 혼합한 것이어도 좋다. 또한, 비정질 수지는 1종류여도 좋지만, 복수의 다른 비정질 수지를 혼합한 것이어도 좋다.

본 실시 형태에서, 칼라 토너 수용층(11c)은 그 점도가 1O³Pa·s로 되는 온도 T₁이 65∼80℃(65℃이상 80℃미만)로 될 필요가 있다. 65℃미만의 경우, 내열성이 나빠, 고온에서 방치하면 블로킹 등의 문제를 일으킨다. 80℃를 넘으면, 정착에 의해 평활하고 광택이 높은 화상 표면을 얻을 수 없다. 특히, 정착된 화상 표면에서도, 고농도부와 저농도부의 경계에 단차가 남는 문제가 있다.

또한, 본 실시 형태에서 칼라 토너 수용층(11c)의 두께는 5∼20㎛의 범위로 한다.

두께가 5㎛미만인 경우, 100℃를 넘으면, 정착에 의해 평활하고 광택이 높은 화상 표면을 얻을 수 없다. 특히, 정착된 화상 표면에서도, 고농도부와 저농도부의 경계에 단차가 남는 문제가 있다. 한편, 두께가 20㎛를 넘으면, 구부렸을 때에 칼라 토너 수용층(11c)이 균열하는 문제가 있다.

상기 칼라 토너 수용층(11c)의 열가소성 수지에서, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지의 중량비가 35:65∼65:35의 범위인 것이 바람직하다. 전(全)열가소성 수지의 중량에 대해서, 비정질 수지의 중량 비율이 35%미만인 경우, 내열성을 악화시킬 염려가 있다. 이 비율이 65%를 넘으면, 기계 강도와 용융 혼합성이 저하하여, 더 높은 용융 온도나 더 긴 용융 시간을 필요로 하므로, 제조성이 저하할 뿐만 아니라 내열성도 저하한다.

상기의 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지의 용융 혼합에서는, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 시간 t₀(분)간, 용융 혼합하여 얻은 폴리에스테르계 수지를 20㎛의 필름으로 했을 때, 이 필름의 시감 반사율(visual reflectance)(Y)이 1.5%로 되는 온도를 T₀(℃)로 하고, 용융 혼합에서의 온도를 T(℃), 시간을 t(분)로 하면, T는 T₀∼T₀+20(℃)의 범위, t는 t₀∼10×t ₀(분)의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. T가 T₀미만, 또는, t가 t₀미만인 경우, 혼합성이 불충분하여 기계 강도의 저하 및 내열성의 악화가 염려된다. T가 T₀+20를 넘고, 또는, t가 10×t₀를 넘는 경우, 수지의 가소화가 일어나, 내열성의 악화가 염려된다.

내열성 및 기계 강도의 관점에서, 상기 온도 T는 T₀+5∼T₀+10(℃)의 범위, t는 t₀∼3×t₀(분)의 범위로 설정하면 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에서, 상술한 시감 반사율(Y)의 측정은, 예를 들면 도 4 에 나타내는 바와 같이 행해진다.

동 도면에서, 먼저, 표면과 이면의 산란 성분을 제거하기 위해서, 측정하는 수지 필름(폴리에스테르계 수지로 이루어지는 필름)(123)을, 현미경 관찰용의 투명한 커버 글라스(121,122) 사이에 끼워넣고, 커버 글라스(121, 122)와 수지 필름(123) 사이를 도시하지 않은 굴절율 매칭액(테트라데칸)으로 채운다. 이 시료(120)(커버 글라스(121,122) + 수지 필름(123))를 라이트 트랩(125)상에 올려놓고, 광원(126)으로부터의 광을 상기 시료(120)에 조사하는 동시에, 0/45도의 기하학적 측색 조건을 만족하는 측색기(127)(예를 들면 X-rire 968 등)로 반사 측정한다. 또한, 라이트 트랩(125)으로는 예를 들면 일단이 개구한 통체(筒體)(131)의 개구측에 재치대(support table)(132)를 마련하는 동시에, 통체(131)의 내벽을 검은칠 등의 광흡수부(133)로 구성하여, 시료(120)를 투과한 광을 트랩하는 것이면 적당히 선정해도 문제없다.

이와 같이 하여 측정한 CIE XYZ 표색계에서의 Y의 값이 시감 반사율(Y)과 일치한다. 측정할 수지 필름(123)이 투명하고, 또한, 커버 글라스(121, 122)도 투명한 경우, Y는 거의 0으로 된다. 즉, Y의 값은 수지 필름(123) 내부의 산란 성분의 강도에 대응한다. 이 때, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지의 용융 혼합이 불충분하면, 이 수지로 이루어지는 수지 필름(123)의 산란 강도는 강하고 큰 Y값을 나타낸다. 한편, 상기 양(兩)수지의 혼합성이 높아지면 산란이 줄어들어, 이 수지 필름(123)의 Y는 작아진다. 따라서, Y는 용융 혼합성의 지표가 된다.

또한, 측정하는 수지 필름(123)의 막의 두께는 20㎛인 것이 바람직하지만, 산란이 2% 이하인 경우에는, Y의 크기는 막의 두께에 거의 비례하므로, 수지 필름(123)의 두께가 정확히 20㎛가 아닌 경우에는, 두께로 환산하여 Y를 산출해도 좋다.

여기서, 수지 필름(123)의 제조 방법은, 균일한 두께의 균질한 막을 형성할 수 있는 한, 특별히 한정하지 않는다. 그러나, 용제에 용해하여 도포하면 혼합한 수지가 분리되어, 균질한 막을 형성할 수 없다. 그런데, 핫 플레이트 등의 위에 평활하고 이형성이 좋은 기재를 배치하고, 이 기재 상에서 수지를 녹여 에릭센 코터나 바코터 등으로 도포하고, 기재로부터 막을 박리하는 방법으로 막을 얻을 수 있다. 이 때에 핫 플레이트의 온도가 용융 혼합 온도를 넘으면 혼합 상태가 변화하므로, 혼합 온도보다 20℃ 정도 낮은 온도로 설정할 필요가 있다.

또한, 기재상에 형성한 막(수지 필름(123))에 PET 필름 등의 투명 필름을 겹쳐서, 가열 가압한 뒤에 기재를 박리하여 투명 필름에 전사한 것을 사용하여, Y를 측정해도 좋고, 이 시료(120)의 반사율(Y_t)로부터 전사 필름 자체의 반사율(Y₀)을 빼면, 측정하고자 하는 수지 필름(123)에 대한 Y를 산출할 수 있다.

다음에, 칼라 토너 수용층(11c)을 구성하는 결정성 폴리에스테르 수지 및 비정질 수지에 대해서 설명한다.

[결정성 폴리에스테르 수지]

상기 결정성 폴리에스테르 수지는 융점이 65∼90℃이고, 바람직하게는 70∼80℃이다. 중량 평균 분자량은 15,000∼40,000이고, 저온 정착성 및 기계 강도의 관점에서 바람직하게는 17,000이상, 30,000이하이다. 또한, 본 실시 형태에서, 상기 폴리에스테르 수지의 융점의 측정에는, 시차주사 열량계(DSC)를 사용하여, 실온에서 150℃까지 매분 10℃의 온도상승 속도로 측정했을 때의 흡열 피크의 톱의 값을 사용하였다.

또한, 본 실시 형태에서, 「결정성 폴리에스테르 수지」의「결정성」이라 함은 시차주사 열량 측정(DSC)에서, 계단상의 흡열량 변화가 아니라, 명확한 흡열 피크를 갖는 것을 가리킨다. 또한, 상기 결정성 폴리에스테르 주쇄에 대해서 타성분을 공중합한 중합체의 경우, 타성분이 소량이고, 시차주사 열량 측정(DSC)에서 명확한 흡열 피크를 갖는다면, 이 공중합체도 결정성 폴리에스테르 수지라 부른다.

수지의 유연성을 높이기 위해, 상기 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 탄소수 2∼14의 직쇄 지방족인 것이 바람직하다.

상기 알콜유래 성분을 구성하는 알콜로는 지방족 디올이 바람직하다.

지방족 디올의 구체예로는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸디올, 1,13-트리데칸디올, 1,14-테트라데칸디올, 1,18-옥타데칸디올, 1,20-에이코산디올 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 정착성 및 내열성의 관점에서, 이들 중 탄소수가 2∼12인 직쇄 지방족계의 디올인 것이 바람직하고, 탄소수가 9인 노난디올을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

용융 혼합성 및 저온 정착성의 관점에서, 전알콜유래 성분에 대해서, 상기 탄소수가 2∼12인 직쇄 지방족계의 디올을 85∼100몰%의 범위로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 산유래 성분을 구성하는 산으로는 지방족계의 각종 디카복실산을 들 수 있다.

지방족 디카복실산으로는 예를 들면, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루탈산, 아디핀산, 피메린산, 스베린산, 아제린산, 세바신산, 1,9-노난디카복실산, 1,10-데칸디카복실산, 1,11-운데칸디카복실산, 1,12-도데칸디카복실산, 1,13-트리데칸디카복실산, 1,14-테트라데칸디카복실산, 1,16-헥사데칸디카복실산, 1,18-옥타데칸디카복실산 등, 또는, 그 저급 알킬에스테르나 산무수물이 저온 정착성 및 기계 강도의 관점에서 바람직하고, 용융 혼합성을 양호하게 유지하는 관점에서, 전(全)산유래 성분에 대해서 직쇄 지방족 성분이 90몰%이상의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 용융 혼합성을 높이기 위해, 2∼12.5몰%의 범위로 제3 성분을 공중합하는 것이 바람직하다. 제3 성분의 비율이 감소하면 용융 혼합성이 저하하여, 혼합 온도를 높이거나 혼합 시간을 길게 하지 않으면, 제조성이 악화함에 부가하여, 내열성을 악화시키게 된다. 또한, 제3 성분의 비율이 이 범위를 넘으면, 용융 혼합성은 높아지는 한편, 결정성이 저하하여 내열성이 나빠진다. 내열성이 악화하면, 앨범 등에 끼워서 보관하거나, 종이 자체를 고온의 창고나 차내에 방치한 상태로 보관 시, 블로킹 또는 오프셋 등의 문제를 일으킨다.

제3 성분으로는 용융 혼합성을 높이는 관점에서, 비스페놀 A, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물이나 수소 첨가 비스페 놀 A, 비스페놀 S, 비스페놀 S 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀 S 프로필렌 옥사이드 부가물 등의 디올 성분을 사용하는 것이 바람직하다. 내열성의 관점에서, 전(全)알콜유래 성분에 대해서, 알콜유래의 제3 성분이 2∼15몰%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직한 범위는 3∼8몰%의 범위이다.

또한, 제3 성분으로서, 용융 혼합성의 관점에서 산유래 성분을 첨가해도 좋다. 산유래 성분을 2종류이상 첨가함으로써 결정성이 저하하여 용융 혼합성이 높아진다. 결정성이 저하함에 의한 내열성 악화를 회피하기 위해서는 전(全)산유래 성분에 대한 이 제3 성분의 비율은 15%이하인 것이 바람직하다.

제3 성분으로는 방향족 디카복실산을 들 수 있고, 예를 들면, 테레프탈산, 테레프탈산디메틸, 이소프탈산, 이소프탈산디메틸, 2,6-나프탈렌디카복실산, 4,4'-비페닐디카복실산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 테레프탈산, 테레프탈산디메틸, 이소프탈산, 이소프탈산디메틸, 2,6-나프탈렌디카복실산이 바람직하다.

상기 결정성 폴리에스테르 수지의 제조 방법으로는, 특별한 제한은 없고, 산성분과 알콜 성분을 반응시키는 일반적인 폴리에스테르 중합법으로 제조할 수 있다. 즉, 2염기산과 2가알콜을 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응시킴으로써 올리고머를 얻은 다음, 진공 하에서 중축합 반응을 행하여 합성할 수 있다. 또한, 예를 들면 일본 특공소53-37920호 공보에 기재한 바와 같이, 폴리에스테르의 해(解)중합법에 의해서도 얻을 수 있다. 또한, 2염기산으로는 디카복실산의 알킬에스테르를 적어도 한쪽에 사용하여 에스테르 교환 반응을 행한 후, 중축합 반응을 행해도, 디카복실산을 사용하여 직접 에스테르화한 다음, 중축합 반응을 행해도 좋 다.

예를 들면, 2염기산과 2가알콜을, 대기압 하 180∼200℃에서 2∼5시간 반응 시켜, 물 또는 알콜의 유출을 종료시켜, 에스테르 교환 반응을 완결시킨다. 그 다음에, 반응계내의 압력을 1mmHg 이하의 고진공으로 함과 동시에, 200∼230℃로 온도상승하여, 이 온도에서 1∼3시간 가열하여 결정성 폴리에스테르 수지를 얻는다.

[비정질 수지]

상기 비정질 수지는 유리 전이점이 45∼80℃이고, 바람직하게는 55∼65℃이다. 비정질 수지는 스티렌-아크릴계 수지 또는 폴리에스테르계 수지가 바람직하다.

여기서, 비정질 수지의 중량 평균 분자량으로는, 8,000∼40,000이 바람직하고, 예를 들면 비정질 스티렌-아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은 20,000∼40,000의 범위가 바람직하다. 한편, 비정질 폴리에스테르계 수지의 중량 평균 분자량은 8,000∼20,000의 범위가 바람직하다.

또한, 저온 정착성 및 혼합성의 관점에서, 제3 성분을 공중합해도 좋다.

또한, 비정질 수지가 폴리에스테르계 수지인 경우, 상기 결정성 폴리에스테르 수지와 공통의 알콜유래 성분 또는 산유래 성분을 갖는 것이 용융 혼합성을 높이는데 있어서 바람직하다. 특히, 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분의 주성분이 직쇄 지방족 성분이고, 산유래 성분이 방향족계 성분을 함유하는 경우, 동일한 직쇄 지방족의 알콜유래 성분을 전디올에 대해서 10∼30몰%의 범위로 함유하고, 동일한 산유래 성분의 방향족계 성분을 전산유래 성분에 대해서 90몰%이상 함유함으로써, 저온 정착성을 만족하게 되고, 용융 혼합성을 높이고, 저온에서 용융 혼합할 수 있어, 내열성이 양호한 혼합물을 얻을 수 있다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지의 제3 성분으로서 알콜유래 성분인 방향족계 성분을 함유하는 경우, 같은 방향족계 성분을 비정질 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분의 주성분으로 하고, 이 방향족계 성분을 전알콜유래 성분에 대해서 70∼90몰%의 범위로 함유하는 것이, 용융 혼합성, 내열성, 및 저온 정착성의 관점에서 특히 바람직하다.

상기 비정질 폴리에스테르 수지의 제조 방법은 상기 결정성 폴리에스테르 수지의 제조 방법과 마찬가지로, 특별한 제한은 없고, 상술한 바와 같은 일반적인 폴리에스테르 중합법으로 제조할 수 있다.

상기 산유래 성분으로는, 결정성 폴리에스테르에 관해서 예들 든 방향족계 및 지방족계의 각종 디카복실산을 마찬가지로 사용할 수 있다. 상기 알콜유래 성분으로는 각종 디올을 사용할 수 있지만, 결정성 폴리에스테르에 관해서 예를 든 지방족 디올에 부가하여, 비스페놀 A, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물이나 수소 첨가 비스페놀 A, 비스페놀 S, 비스페놀 S 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀 S 프로필렌 옥사이드 부가물 등을 사용할 수 있다. 또한, 비정질 폴리에스테르 수지의 경우, 산유래 성분과 알콜유래 성분 각각이 복수의 성분을 함유해도 좋다.

또한, 칼라 토너 수용층(11c)은 열가소성 수지 외에, 왁스(wax), 무기 미립자, 유기 미립자 등을 첨가하는 것도 바람직하다.

단, 열가소성 수지 70중량% 이상의 비율로 구성하는 것이 바람직하다. 이것은, 70중량% 미만인 경우, 점도가 높아지고, 내열성이 저하하는 등의 문제를 일으킬 염려가 있기 때문이다.

또한, 무기 미립자를 3∼30중량% 첨가하는 것이 특히 바람직하다.

상기 무기 미립자로는, 백색도를 저해하지 않는 한 특별히 제한은 없고, 공지의 미립자 중에서 목적에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 그 재질로는, 예를 들면, 실리카, 이산화티탄, 황산바륨, 탄산칼슘 등을 들 수 있다. 또한, 수지로의 분산성을 고려하여, 이들 무기 미립자에 대해서, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등을 사용하여 소수화 처리한 것도 사용할 수 있다.

무기 미립자의 평균 입경은 0.005∼1㎛인 것이 특히 바람직하다. 상기 평균 입경이 0.005㎛미만이면, 수지와 혼합했을 때에 응집이 일어나, 소망한 효과가 얻어지지 않는 경우가 있는 한편, 1㎛를 넘었을 때에는 보다 고광택의 화상을 얻는 것이 곤란해진다.

또한, 무기 미립자를 첨가함으로써, 정착 후의 수지의 고화가 가속화된다.

첨가량이 3중량%를 하회하면 고화를 가속화시키는 효과가 거의 없고, 30중량%를 넘으면 정착 온도에서의 점도를 증가시키기 때문에, 소망한 정착 온도에서 고광택의 화상 표면을 형성할 수 없게 된다.

또한, 무기 미립자로는, 그 주성분이 입경 8∼400nm의 이산화티탄 또는 실리카인 것이 바람직하다. 이러한 무기 미립자는 백색도를 손상하지 않는 한, 첨가량이 소량이어도 고화를 앞당길 수 있다.

또한, 유기 미립자를 첨가해도 정착 후의 수지의 고화를 앞당길 수 있다.

상기 유기 미립자로는 백색도를 저해하지 않는 한 특별한 제한은 없고, 공지의 미립자 중에서 목적에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 그 재질로는, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 폴리스티렌계 수지, 탈크, 카올린클레이, 폴리아크릴계 수지, 비닐계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레아계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다.

유기 미립자의 평균 입경은 0.005∼1㎛인 것이 특히 바람직하다. 상기 평균 입경이 0.005㎛미만이면, 수지와 혼합했을 때에 응집이 일어나, 소망한 효과를 얻을 수 없는 한편, 1㎛를 넘었을 때는 보다 고광택의 화상을 얻는 것이 곤란해진다.

또한, 왁스의 조성으로는, 본 실시 형태의 효과를 해치지 않는 한 특별한 제한은 없고, 왁스로서 사용되고 있는 공지의 재료 중에서 목적에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 그 재질로서 예를 들면, 폴리에틸렌계 수지, 카르나우바 천연 왁스 등을 들 수 있다. 여기서, 융점 80℃∼110℃(80도 이상 110도 이하)의 왁스가 0.2중량%이상 8중량%미만의 비율로 첨가되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 칼라 토너 수용층(11c)을 형성하는 수지, 무기 미립자, 기타의 첨가물을 혼합하는 방법은, 수지 중에, 무기 미립자와 기타의 첨가물을 균일하게 분산하는 목적을 만족하면, 특별히 한정할 필요 없이, 공지의 혼합 방법을 사용할 수 있다.

예를 들면, 압출식 혼련기를 사용하여, 용융한 수지 중에, 백색 안료와 기타 첨가물을 혼합하는 방법, 또한, 수지, 무기 미립자, 기타의 첨가물, 또한 계면활성 제를 수(水)중에 넣고, 고속 교반하여 수분산하여 혼합하는 방법이 있다. 특히, 수지 중에, 무기 미립자와 기타의 첨가물을 균일하게 분산하는 관점에서, 용융 혼합하는 것이 바람직하다.

또한, 칼라 토너 수용층(11c)의 도막 방법은 균일하고 평활한 칼라 토너 수용층(11c)을 형성하는 목적을 만족하는 한 특별히 한정할 필요는 없다.

예를 들면, 수지 중에, 무기 미립자와 기타의 첨가물을 균일하게 분산하는 것도 겸비한 용융 압출법에 의거하는 장치를 들 수 있다.

용융 압출법에서는, 가열된 압출기로부터 광폭의 슬릿 다이(이른바 T-다이)를 거쳐서 압출한 용융 수지막을, 원지(11a)상의 광산란층(11b)에 접촉시켜, 롤로 연속적으로 압접하는 적층(laminating) 방법이나, 용융 수지를 냉각 롤상에 압출하고, 권취하여 필름화하고, 이것을 적층 장치로 광산란층(11b)상에 피복하는 등의 일반적인 방법 등을 들 수 있다.

용융 압출법에 의하면, 원지(11a)상의 산란층(11b)에, 상기의 수지, 무기 미립자, 기타의 첨가물로 이루어지는 균일한 막을 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 미리, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 소정의 조건 하에서 용융 혼합해 두고, 이 수지와 기타의 첨가물을 혼합하여 용융 압출법으로 성막할 수 있지만, 이 때에는 용융 압출하는 온도가 너무 높거나 시간이 너무 길어 혼합이 더 진행하여, 소망한 특성을 손상하지 않도록, 용융 압출하는 조건을 정할 필요가 있다. 보다 구체적으로는, 용융 혼합한 온도보다 낮은 온도로 단시간에 압출해야 한다.

용융 압출법을 사용하면, 혼합할 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를, 소정의 조건으로 용융 혼합하는 것을 겸할 수도 있다. 소망한 특성이 얻어지도록, 용융 온도와 압출 시간을 설정한 장치에, 수지와 첨가물을 주입하여 용융 압출하여 성막하면, 소망한 특성을 만족하는 균질한 막을 형성할 수 있다.

또한, 용융 압출법에 의한 피전사층의 형성에 사용하는 압출기는 1축의 것이어도, 2축의 것이어도 좋지만, 상기 수지 중에 백색 안료와 기타 첨가물을 균일하게 혼합할 수 있는 능력을 가진 것이 중요하다. 또한, 수지, 무기 미립자, 기타의 첨가물을 수중에 분산한 수 분산물을, 롤코터, 바코터, 스핀코터 등의 공지 방법으로 도포할 수도 있다.

또한, 본 실시 형태에 사용되는 화상 지지재(11)로는, 원지(1la), 광산란층(11b) 및 칼라 토너 수용층(11c)을 구비하고 있으면 좋지만, 이것 이외의 다른 층을 더 구비해도 상관 없다.

예를 들면 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 화상 지지재(11)가 원지(11a)의 이면에 폴리에틸렌 수지층으로 이루어지는 보강층(11d)을 형성하고, 또한, 그 외측에 대전 방지층(11e)을 구비한 것을 들 수 있다.

본 태양에 의하면, 이러한 화상 지지재(11)는 백색도가 높고, 표면이 평활하고 광택도 높고, 이면에 화상을 형성한 경우라도 비치지 않고, 또한, 색이 선명하여, 매끄러운 입상감의 양호한 화상을 제공할 수 있으며, 화상 지지재(11)의 반송성이 좋고, 먼지 오염이 부착하기 어려운 이점을 갖는다.

대전 방지층(11e)은 이면의 표면 저항값을 1O⁶∼1O¹⁰Ω/㎠ 정도로 유지하는 것을 목적으로 하는 것이며, 목적을 달성하는 한 특별히 한정할 필요는 없다.

예를 들면, 콜로이달 실리카, 콜로이달 알루미나 등의 도포층, 또는 알루미나, 실리카 등의 입자를 소량의 결착 수지에 혼합하여 도포한 층, 이온성의 계면활성제를 분산한 수지를 도포한 층 등을 들 수 있다.

또한, 화상 지지재(11)로는, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 광산란층(11b)과 칼라 토너 수용층(11c) 사이에 젤라틴층(11f)을 마련한 태양도 바람직하다.

본 태양은 칼라 토너 수용층(11c)과 광산란층(11b)의 접착성을 향상시키는 효과가 있다. 특히, 칼라 토너 수용층(11c)을, 구성하는 재료의 수분산체로서 도포할 때는, 젤라틴층(11f)은 균일한 칼라 토너 수용층(11c)을 형성하는 데 유효하게 작용한다.

또한, 본 실시 형태에서, 상기 칼라 토너는 적어도 열가소성의 결착 수지와 착색제를 함유하여 이루어지는 절연성의 입자로, 옐로우 토너, 마젠타 토너, 시안 토너, 블랙 토너 등을 들 수 있다.

상기 결착 수지로는, 목적에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 예를 들면, 폴리 에스테르계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아크릴계 수지, 기타 비닐계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레아계 수지 등의 일반 토너용으로 사용되는 공지의 수지와 그 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서, 저온 정착성, 정착 강도, 저장 안정성 등의 토너 특성 을 만족할 수 있는 점에서 폴리에스테르계 또는 스티렌-아크릴계 공중합체로 되는 수지가 바람직하다.

또한, 저온 정착성, 기계 강도와 내열성을 동시에 만족하는 관점에서, 결착 수지가 결정성 폴리에스테르 수지와 스티렌-아크릴 공중합체 또는 폴리에스테르계 중 어느 하나의 비정질 수지의 2종류를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 여기서 결정성 폴리에스테르 수지에는 지지체의 토너 수용층에 사용한 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, 표면의 평활성의 관점에서 토너 수용층에 사용한 결정성 폴리에스테르 수지와 동일한 조성(분자량이나 조성비는 적당히 변경해도 지장 없음)인 것이 바람직하다. 이러한 결착 수지로 이루어지는 칼라 토너를 사용하면, 저온 정착성, 기계 강도와 내열성을 동시에 만족할 수 있고, 또한 정착 과정에서의 칼라 토너상의 과잉 확대(기계적 도트 게인)를 막을 수 있어, 계조 재현성(gradational reproducibility), 해상성이나 입상성 등의 화질의 관점에서도 바람직한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 결착 수지는 중량 평균 분자량이 5,000이상 40,000이하, 또한, 유리 전이점이 50℃이상 75℃미만인 것이 바람직하다.

상기 착색제로는 일반적으로 칼라 화상 제조용으로 사용되는 색재를 사용할 수 있다.

염료계 또는 안료계 중 어느 것이라도 사용할 수 있지만, 내광성의 관점에서 안료계의 착색제가 바람직하다. 예를 들면, Y(옐로우)용으로서 벤지딘 옐로우, 퀴놀린 옐로우, 한자 옐로우 등, M(마젠타)용으로서 로다민 B, 로즈벤갈 및 피그먼트 레드등, C(시안)용으로서 프탈로시아닌 블루, 아닐린 블루 및 안료 블루 등, K(블랙)용으로서 카본 블랙, 아닐린 블랙 및 칼라 안료의 배합물 등이다.

바람직하게는, 색재현 범위를 넓히기 위해서는, 착색제의 안료와 바인더의 계면에서의 난반사를 억제하는 것이 중요하며, 예를 들면 일본 특개평4-242752호 공보에 나타난 소립경의 안료를 고분산한 착색제와의 조합이 유효하다.

또한, 토너 중의 색재량에 대해서는, 그 종류에 따라 분광 흡수 특성이나 발색이 다르므로 최적량도 다르다. 일반적인 범위인 3∼10중량% 정도 사이에서, 색재현 범위를 고려하여 적당히 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 칼라 토너에는 왁스가 첨가되어 있는 것이 바람직하다.

왁스의 조성으로는 실시 형태의 효과를 손상하지 않는 한 특별히 한정되지 않고, 왁스로서 사용되고 있는 공지의 재료 중에서 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 그 재질로서 예를 들면, 폴리에틸렌계 수지, 카르나우바 천연 왁스 등을 들 수 있다. 여기서, 융점 80∼110℃의 범위의 왁스가 2중량%이상 8중량%미만의 비율로 첨가되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 칼라 토너의 입경은, 특별히 한정할 필요는 없지만, 입상성이나 계조성이 양호한 화상을 얻는 관점에서, 4㎛이상 8㎛이하가 바람직하다.

또한, 입상성이나 계조 재현성이 양호한 화상을 얻기 위해서는, 토너의 유동성과 대전성의 제어가 필요하게 된다. 이 관점에서, 상기 칼라 토너의 표면에, 무기 미립자 및/또는 수지 미립자를 외부첨가 내지 부착시키는 것이 바람직하다.

상기 무기 미립자로는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 한 특별히 제한은 없 고, 외부첨가제로서 사용되고 있는 공지의 미립자 중에서 목적에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 그 재질로는, 예를 들면, 실리카, 이산화티탄, 산화주석, 산화몰리브덴 등을 들 수 있다. 또한, 대전성 등의 안정성을 고려하여, 이들 무기 미립자에 대해서, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등을 사용하여 소수화 처리한 것도 사용할 수 있다.

상기 유기 미립자로는, 본 실시 형태의 효과를 손상하지 않는 한 특별히 제한은 없고, 외부첨가제로서 사용되고 있는 공지의 미립자의 중에서 목적에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 그 재질로는, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아크릴계 수지, 비닐계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레아계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다.

무기 미립자 및 유기 미립자의 평균 입경은 0.005∼1㎛인 것이 특히 바람직하다. 상기 평균 입경이 0.005㎛미만이면, 토너의 표면에 그 무기 미립자 및/또는 수지 미립자를 부착시켰을 때에 응집이 일어나, 소망한 효과를 얻을 수 없는 한편, 1㎛를 넘었을 때에는 보다 고광택의 화상을 얻는 것이 곤란해진다.

또한, 칼라 토너상의 열가소성 수지는 점도가 10⁴Pa·s로 되는 온도 T₂(℃)가 T₁(칼라 토너 수용층(11c)의 점도가 10³Pa·s로 되는 온도)이상 T₁+20(℃) 미만의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한, 결정성 폴리에스테르 수지와 스티렌-아크 릴계 또는 폴리에스테르계의 비정질 수지의 2종류로 이루어지는 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한 정착된 화상의 평활성의 관점에서, 칼라 토너 수용층(11c)의 수지와 동일한 조성(분자량, 조성비는 적당히 변경해도 좋음)인 것이 바람직하다.

여기서, 점도가 10⁴Pa·s로 되는 온도 T₂가, 칼라 토너 수용층(11c)의 점도가 10³Pa·s로 되는 온도 T₁보다 20℃ 넘게 높으면, 칼라 토너상의 현상량이 많은 고농도 솔리드 화상부와 칼라 토너상이 없는 비화상부의 경계의 화상 에지 근방 부분에 기포를 발생하는 문제가 있다. 한편, T₂가 T₁미만인 경우, 중(中)농도부에서 칼라 토너상이 흐트러져 입상성을 손상하는 것, 선의 두꺼움이나 문자의 찌그러짐을 생기는 것 등의 문제를 일으킬 염려가 있다.

또한, 상기 칼라 토너상은 적당히 선택한 공지의 캐리어와 조합하여 현상제를 형성한 후에 사용된다. 또한, 1성분계 현상제로서, 현상 슬리브(sleeve) 또는 대전부재와 마찰 대전하여 대전 토너를 형성하여, 정전 잠상에 따라 현상하는 수단도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서, 화상 형성 유니트(30)로는, 공지의 전자 사진 방식의 토너 화상 형성 장치가 사용된다.

예를 들면 감광체, 감광체에 대향하는 대전 장치, 감광체를 노광하는 노광 장치, 칼라 화상을 형성하기 위한 화상 신호를 제어하기 위한 화상 신호 형성 장 치, 감광체에 대향하는 현상 장치, 감광체상(上)의 토너상을 화상 지지재(11)에 전사하는 전사 장치로 이루어지는 태양을 들 수 있다.

또한, 중간 전사체를 구비하고, 감광체상의 토너상을 일단 중간 전사체상에 전사한 뒤, 2차 전사 장치로 중간 전사체로부터 화상 지지재(11)로 토너상을 전사하는 태양도 있다.

여기서, 감광체로는, 특별한 제한 없이 공지의 것이어도 좋고, 단층 구조의 것이어도 좋고, 다층 구조로 기능 분리형의 것이어도 좋다. 또한, 재질로는 셀렌, 비정질 실리콘 등의 무기물이어도 좋고, 유기물이어도 좋다.

또한, 대전 장치로는, 예를 들면, 도전성 또는 반도전성의 롤, 브러쉬, 필름 또는 고무 블레이드 등을 사용한 접촉 대전, 코로나 방전을 이용한 코로트론 대전이나 스코로트론 대전 등의 공지의 수단을 사용할 수 있다.

또한, 노광 장치로는, 반도체 레이저, 주사 장치 및 광학계로 이루어지는 레이저 주사 장치(ROS: Raster 0utput Scanner), 또한, LED 헤드 등의 공지의 노광 수단을 사용할 수 있다. 균일하게, 해상도 높은 노광상을 제조하는 바람직한 실시 형태를 고려하면, ROS 또는 LED 헤드를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 화상 신호 형성 장치로는, 화상 지지재(11)상의 소망한 위치에 토너상을 현상하도록 신호를 형성하는 것이면, 공지의 수단을 적당히 사용할 수 있다.

또한, 현상 장치는 감광체상에 균일하게, 해상도 높은 토너상을 형성할 수 있는 목적을 이루는 한, 1성분, 2성분에 관계없이 공지의 현상 장치를 사용할 수 있다. 입상성이 양호하고, 매끄러운 계조 재현을 할 수 있는 관점에서, 2성분 현 상 방식의 현상 장치가 바람직하다.

또한, 전사 장치(중간 전사형에서는 일차 전사 장치)로는, 예를 들면, 전압을 인가한 도전성 또는 반도전성의 롤, 브러쉬, 필름, 고무 블레이드 등을 사용하여, 감광체와 화상 지지재(11) 또는 중간 전사체의 사이에 전계를 형성하여, 대전한 토너 입자로 이루어지는 토너상을 전사하는 수단, 코로나 방전을 이용한 코로트론 대전기나 스코로트론 대전기 등으로 화상 지지재(11) 또는 중간 전사체의 이면을 코로나 대전하여, 대전한 토너 입자로 이루어지는 토너상을 전사하는 수단 등, 공지의 수단을 사용할 수 있다.

또한, 중간 전사체로는 절연성 또는 반도전성의 벨트 재료, 절연성 또는 반도전성의 표면을 가진 드럼 형상의 것을 사용할 수 있다. 연속한 화상 형성 시에 안정적으로 전사성을 유지하고, 장치를 소형화할 수 있는 관점에서, 반도전성의 벨트 재료가 바람직하다. 이러한 벨트 재료로는 카본 섬유 등의 도전성의 필러를 분산한 수지 재료로 되는 벨트 재료가 알려져 있다. 이 수지로는, 예를 들면 폴리이미드 수지가 바람직하다.

또한, 2차 전사 장치로는, 예를 들면, 전압을 인가한 도전성 또는 반도전성의 롤, 브러쉬, 필름, 고무 블레이드 등을 사용하여, 중간 전사체와 화상 지지재(11) 사이에 전계를 형성하여, 대전한 토너 입자로 이루어지는 토너상을 전사하는 수단, 코로나 방전을 이용한 코로트론 대전기나 스코로트론 대전기 등으로 중간 전사체의 이면을 코로나 대전하여, 대전한 토너 입자로 이루어지는 토너상을 전사하는 수단 등, 공지의 수단을 사용할 수 있다.

또한, 정착 장치(40)로는 적당히 선정할 수 있지만, 벨트형상 정착부재(정착 벨트(41))를 갖고, 이 벨트형상 정착부재에서 화상 지지재(11)상의 화상을 가열 가압하는 가열 가압 장치와, 가열 가압한 후에 기재를 냉각 박리하는 냉각 박리 장치를 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 벨트형상 정착부재로는 폴리이미드 등의 수지 필름, 스텐레스 등의 금속 필름을 사용할 수 있다. 내열 온도가 높고, 이형성이 좋은 것이 요구되기 때문에, 내열성의 베이스 기재에 이형층을 적층한 것이 바람직하다. 베이스 기재로는 폴리이미드 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 등의 수지 필름, 스텐레스 벨트 등의 금속 벨트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이형층으로는 실리콘 고무, 불소 고무, 불소 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다.

안정한 박리성을 유지하거나, 먼지 등에 의한 오염을 경감하기 위해서는, 도전성 카본 입자나 도전성 중합체 등의 도전성 첨가제를 분산하는 등에 의해 저항값이 조정되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 벨트형상 정착 부재는 시트형상의 것이어도 좋으나, 무단 벨트 형상의 것을 사용하는 것도 바람직하다. 또한, 평활성의 관점에서, 75도 광택도계로 측정했을 때의 표면의 광택도가 60이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 가열 가압 장치로는 공지의 것을 사용할 수 있다.

예를 들면 일정 속도로 구동시킨 한 쌍의 롤 사이에 벨트형상 정착부재 및 화상이 형성된 화상 지지재(11)를 끼워넣어 구동하는 것을 들 수 있다.

상기 장치에서, 한쪽 또는 양쪽 롤은 내부에 열원을 구비하고 있으며, 그 표 면이 칼라 토너와 칼라 토너 수용층의 수지가 용융하는 온도로 가열되어 있고, 또한, 두개의 롤은 상호 압접되어 있다. 바람직하게는, 한쪽 또는 양쪽 롤 모두에는 실리콘 고무 또는 불소 고무로 된 표층이 마련되어 있어, 길이가 1∼8mm정도인 가열 가압된 영역을 형성한다.

또한, 정착에서의 가열 롤, 가압 롤의 표면 온도는 양롤이 압접하는 영역의 후단부(정착 니프역 출구측)에서의 칼라 토너 수용층(11c)의 점도가 1O²∼1O⁴Pa·s로 되도록 조절되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각 박리 장치로는, 벨트형상 정착 부재로 가열 가압시킨 화상 지지재(11)를 냉각한 뒤에 박리부재로 화상 지지재(11)를 박리하는 타입을 들 수 있다.

이 때, 냉각 수단으로는 자연 냉각이어도 좋지만, 장치의 크기의 관점에서, 히트 싱크 또는 히트 파이프 등의 냉각 부재를 사용하여 냉각 속도를 빠르게하는 것이 바람직하다. 또한, 박리 부재로는 박리 핑커를 벨트형상 정착부재와 화상 지지재(11)의 사이에 삽입하는 태양이나, 박리 위치에 곡율이 작은 롤(박리 롤)을 마련하여 박리시키는 태양이 바람직하다.

또한, 정착 장치(40)에 화상 지지재(11)를 반송하는 반송 장치(50)로는 공지의 반송 장치를 사용할 수 있다.

이 때, 반송 속도가 일정한 것이 바람직하므로, 예를 들면, 일정한 회전수로 회전하는 한쌍의 고무 롤의 사이에 상기 화상 지지재(11)를 끼워넣어 구동하는 장 치, 또는, 한쪽이 모터 등에 의해 일정 속도로 구동된 한쌍의 롤에 고무 등으로 만든 벨트를 감아, 이 벨트 위에 상기 화상 지지재(11)를 반송하여 정속 구동하는 장치를 사용할 수 있다.

특히, 미정착의 토너 화상이 형성되어 있는 경우는, 토너상을 흐트리지 않는 관점에서 후자의 장치가 바람직하다.

이하, 도 2에 나타내는 화상 형성 장치를 보다 구체적으로 설명한다.

동 그림에서, 화상 형성 유니트(30)로서는, 감광체 드럼(31)의 주위에, 도시하지 않은 대전기와, 원고(32)를 노광 주사하여 감광체 드럼(31)상에 정전 잠상을 형성하는 노광 장치(33)와, 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 각색 토너가 수용된 현상기(34a∼34d)를 탑재한 로터리형 현상 장치(34)와, 감광체 드럼(31)상의 화상을 일시적으로 유지하는 중간 전사 벨트(35)와, 감광체 드럼(31)상의 잔류 토너를 클리닝하는 도시하지 않은 클리닝 장치를 배설하고, 상기 중간 전사 벨트(35) 중 감광체 드럼(31)의 대향 부위에는 일차 전사 장치(예를 들면 전사 코로트론)(36)를 배설하는 동시에, 중간 전사 벨트(35) 중 화상 지지재(11)의 통과 부위에는 2차 전사 장치(본 예에서는 중간 전사 벨트(35) 및 화상 지지재(11)를 사이에 끼운 한 쌍의 전사 롤(37a) 및 백업 롤(37b)을 배설한 것)(37)이 사용된다.

여기서, 노광 장치(33)는 원고(32)에 조명 램프(331)로부터의 광을 조사하고, 원고(32)로부터의 반사광을 칼라 스캐너(332)로 색분해하여, 이것을 화상 처리 장치(333)에서 화상 처리한 뒤, 예를 들면 레이저 다이오드(334) 및 광학계(335)를 통해서 감광체 드럼(31)의 노광 포인트에 정전 잠상 기입광을 조사하는 것이다.

또한, 정착 장치(40)는 적당한 수(본 예에서는 3개)의 인장 롤(tension roller)(42∼44)에 걸려있는 정착 벨트(예를 들면 표면에 Si 고무가 도포된 벨트재를 사용)(41)와, 이 정착 벨트(41)의 입구측에 위치하는 인장 롤을 가열 가능하게 구성한 가열 롤(42)과, 이 정착 벨트(41)의 출구측에 위치하는 인장 롤을 화상 지지재(11)가 박리 가능하게 되도록 구성하는 박리 롤(44)과, 상기 가열 롤(42)에 대향하여 정착 벨트(41)를 사이에 끼워두고 압접 배치되는 가압 롤(필요에 따라서 열원을 부가해도 지장없음)(46)과, 정착 벨트(41)의 내측에 마련되고 또한 가열 롤(42)로부터 박리 롤(44)에 이르는 도중에 정착 벨트(41)를 냉각하는 냉각부재로서의 히트 싱크(47)를 구비하고 있다.

또한, 정착 장치(40)와 화상 형성 유니트(30)의 화상 형성 부위의 사이에는 예를 들면 반송 벨트로 이루어지는 반송 장치(50)가 배설되어 있다.

다음에, 본 실시 형태에 의한 화상 형성 장치의 작동에 대해서 설명한다.

도 2로 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 화상 형성 장치를 사용하여 칼라 카피를 형성하는 경우에는, 우선 카피를 형성하는 원고(32)에 조명 램프(331)로부터 광을 조사하고, 그 반사광을 칼라 스캐너(332)에 의해 색분해하여, 화상 처리 장치(333)에서 화상 처리하여 색보정을 행하여 얻어지는 복수색의 칼라 토너의 화상 데이터를 색별로 레이저 다이오드(334)를 사용하여, 변조된 레이저 광선으로 변환시킨다.

이 레이저 광선을 감광체 드럼(31)에 1색씩 복수회 조사하여 복수개의 정전 잠상을 형성한다. 이들 복수개의 정전 잠상에 대해서는 옐로우, 마젠타, 시안, 블 랙의 4색의 칼라 토너를 사용하고, 이들을 옐로우 현상기(34a), 마젠타 현상기(34b), 시안 현상기(34c), 블랙 현상기(34d)로 차례로 현상한다.

또한, 현상된 칼라 토너상(12)(도 6 참조)은 감광체 드럼(31)으로부터 중간 전사 벨트(35)상에 일차 전사 장치(전사 코로트론)(36)에 의해 순차 전사시키고, 중간 전사 벨트(35)상에 전사시킨 4색의 칼라 토너상(12)은 2차 전사 장치(37)에 의해 화상 지지재(11)에 일괄 전사시킨다.

이 후, 칼라 토너상(12)이 전사된 화상 지지재(11)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 반송 장치(50)를 거쳐 정착 장치(40)로 반송된다.

이 때, 칼라 토너상(12)은 화상 지지재(11)의 칼라 토너 수용층(11c)상에 미정착의 입자가 적층된 상태(요철한 상태)로 유지되어 있다.

다음에, 이 정착 장치(40)의 작동에 대해서 설명하면, 가열 롤(42) 및 가압 롤(46)은 모두 토너의 용융 온도로 미리 가열되어 있다. 또한, 2개의 롤(42,46) 사이에는 예를 들면 하중 100kg중의 힘이 가해져 있다. 또한, 2개의 롤(42,46)은 회전 구동되어 있고, 이것에 추종하여 정착 벨트(41)도 구동되어 있다.

또한, 정착 벨트(41)는 가열 롤(42)과 가압 롤(46)의 니프부에서, 칼라 토너상(12)이 전사된 화상 지지재(11)의 표면과 접촉하여, 칼라 토너상(12)이 가열 용융된다(가열 가압 공정).

이 때, 화상 지지재(11)상의 광산란층(11b) 및 칼라 토너 수용층(11c), 또는 칼라 토너상(12)의 용융 특성이 바람직한 범위로 선정되어 있기 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 칼라 토너상(12)이 칼라 토너 수용층(11c)내에 완전히 매몰하 고, 또한, 정착 벨트(41)의 평활성이 높은 표면 형상이 화상 지지재(11)의 표면부인 칼라 토너 수용층(11c)상에 그대로 복제(replicate)된다.

그러면, 화상 지지재(11)와 정착 벨트(41)는 용융한 토너층을 거쳐서 접착한 상태로 박리 롤(44)까지 옮겨지지만, 이 사이에, 정착 벨트(41), 칼라 토너상(12) 및 화상 지지재(11)는 히트 싱크(47)로 냉각시킨다(냉각 공정).

이 때문에, 화상 지지재(11)가 박리 롤(44)에 도달하면, 박리 롤(44)의 곡율에 의해, 칼라 토너상(12) 및 화상 지지재(11)는 일체로 되어 정착 벨트(41)로부터 박리된다(박리 공정).

이상에 의해, 화상 지지재(11)상에는, 평활하고 고광택의 칼라 화상이 형성된다. 이러한 성능에 대해서는 후술하는 실시예에서 뒷받침된다.

[실시예]

다음에, 이하의 실시예 1∼8 및 비교예 1∼5에서의 칼라 토너 수용층 및 칼라 토너에 사용되는 결정성 폴리에스테르 수지 A∼G, 및, 비정질 수지 H∼L에 대해서 미리 설명한다.

[결정성 폴리에스테르 수지의 제조]

결정성 폴리에스테르 수지 A: 세바신산/ND/BPA=100/95/5(몰비)

여기서, ND는 노난디올, BPA는 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물이다.

가열 건조한 3구 플라스크에, 세바신산 202중량부와, 1,9-노난디올 152중량부와, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물 15.8중량부와, 촉매로서 디부틸주석옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체 하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압 하에서 250℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조(粘稠)한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 결정성 폴리에스테르 수지 A로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 A의 중량 평균 분자량(Mw)은 22,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 11,000이었다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지 A의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 피크 톱의 온도가 72℃인 명확한 피크를 나타냈다.

결정성 폴리에스테르 수지 B: 도데칸디오익산/ND/BPS=100/95/5(몰비)

여기서, BPS는 비스페놀 S 에틸렌옥사이드 부가물이다.

가열 건조한 3구 플라스크에, 도데칸디오익산 230중량부와, 1,9-노난디올 152중량부와, 비스페놀 S 에틸렌옥사이드 부가물 16.9중량부와, 촉매로서 디부틸주석옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압 하에서 250℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 결정성 폴리에스테르 수지 B로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래프에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 B의 중량 평균 분자량(Mw)은 23,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 12,000이었다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지 A의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 피크 톱의 온도가 74℃인 명확한 피크를 나타냈다.

결정성 폴리에스테르 수지 C: 세바신산/에틸렌글리콜/BPS=100/95/5(몰비)

가열 건조한 3구 플라스크에, 세바신산 202중량부와, 에틸렌글리콜 62중량부와, 비스페놀 S 에틸렌옥사이드 부가물 31.6중량부와, 촉매로서 디부틸주석옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압 하에서 250℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 결정성 폴리에스테르 수지 C로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 C의 중량 평균 분자량(Mw)은 22000이고, 수평균 분자량(Mn)은 11000이었다.

결정성 폴리에스테르 수지 D: 세바신산/부탄디올=100/100(몰비)

가열 건조한 3구 플라스크에, 세바신산 202중량부와, 1,6-부탄디올 90중량부와, 촉매로서 디부틸주석 옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반을 행하였다.

그 후, 감압 하에서 250℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 결정성 폴리에스테르 수지 D로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 D의 중량 평균 분자량(Mw)은 24,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 13,000이었다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지 A의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 피크 톱의 온도가 68℃인 명확한 피크를 나타냈다.

결정성 폴리에스테르 수지 E: 도데칸디오익산/헥산디올=100/100(몰비)

가열 건조한 3구 플라스크에, 도데칸디오익산 230중량부와, 1,6-헥산디올 90중량부와, 에틸렌글리콜 136중량부와, 촉매로서 디부틸주석 옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

반응에 의해 생성한 메탄올과 과잉 에치렌글리콜을 감압하여 증류하여 제거한 후, 감압 하에서 250℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 결정성 폴리에스테르 수지 E로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 E의 중량 평균 분자량(Mw)은 30,000이고, 수평균 분자량(Mw)은 14,000이었다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지 A의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 피크 톱의 온도가 75℃인 명확한 피크를 나타냈다.

결정성 폴리에스테르 수지 F: 숙신산/에틸렌글리콜=100/100(몰비)

가열 건조한 3구 플라스크에, 숙신산 118중량부와, 에틸렌글리콜 62중량부와, 촉매로서 디부틸주석 옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반을 행하였다.

그 후, 감압 하에서 250℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 결정성 폴리에스테르 수지 F로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 F의 중량 평균 분자량(Mw)은 22,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 10,900이었다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지 A의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 피크 톱의 온도가 102℃인 명확한 피크를 나타냈다.

결정성 폴리에스테르 수지 G: 아디핀산/크실렌글리콜=100/100 (몰비)

가열 건조한 3구 플라스크에, 아디핀산 146중량부와, 크실렌글리콜 138중량부와, 촉매로서 디부틸주석옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압 하에서 250℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 결정성 폴리에스테르 수지 G로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 G의 중량 평균 분자량(Mw)은 19,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 9,000이었다.

또한, 결정성 폴리에스테르 수지 A의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 피크 톱의 온도가 86℃인 명확한 피크를 나타냈다.

여기서, 제조한 결정성 폴리에스테르 A∼G를 도 7에 나타낸다.

[비정질 수지의 제조]

비정질 수지 H: TPA/ND/BPA=100/25/75(몰비)

여기서, TPA는 테레프탈산디메틸이다.

가열 건조한 3구 플라스크에, 테레프탈산디메틸 194중량부와, 1,9-노난디올 40중량부와, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물 237중량부와, 촉매로서 디부틸주석 옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압 하에서 230℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 비정질 폴리에스테르 수지 H로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 비정질 폴리에스테르 수지 H의 중량 평균 분자량(Mw)은 13,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 6,000이었다.

또한, 비정질 폴리에스테르 수지 H의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 명확한 피크를 나타내지 않고, 계단상의 흡열 변화가 확인되었다. 계단상의 흡열 변화량의 중간점을 측정한 유리 전이점(Tg)은 58℃였다.

비정질 수지 I: TPA/ND/BPA=100/15/85(몰비)

가열 건조한 3구 플라스크에, 테레프탈산 디메틸 194중량부와, 1,9-노난디올 47중량부와, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물 136중량부와, 촉매로서 디부틸주석 옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압 하에서 230℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 비정질 폴리에스테르 수지 I로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 비정질 폴리에스테르 수지 I의 중량 평균 분자량(Mw)은 12,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 5,600이었다.

또한, 비정질 폴리에스테르 수지 I의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 명확한 피크를 나타내지 않고, 계단상의 흡열 변화가 확인되었다. 계단상의 흡열 변화량의 중간점을 측정한 유리 전이점(Tg)은 62℃였다.

비정질 수지 J: TPA/BPA=100/100(몰비)

가열 건조한 3구 플라스크에, 테레프탈산디메틸 194중량부와, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물 316중량부와, 촉매로서 디부틸주석 옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압하에서 230℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 비정질 폴리에스테르 수지 J로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 비정질 폴리에스테르 수지 J의 중량 평균 분자량(Mw)은 13,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 6,000이었다.

또한, 비정질 폴리에스테르 수지 J의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 명확한 피크를 나타내지 않고, 계단상의 흡열 변화가 확인되었다. 계단상의 흡열 변화량의 중간점을 측정한 유리 전이점(Tg)은 82℃였다.

비정질 수지 K: TPA/BPA/CHDM=100/80/20(몰비)

여기서, CHDM는 시클로헥산디메탄올이다.

가열 건조한 3구 플라스크에, 테레프탈산디메틸 194중량부와, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물 253중량부와, 시클로헥산디메탄올 28.8중량부와, 촉매로서 디부틸주석 옥사이드 0.15중량부를 넣은 뒤, 감압 조작에 의해 용기내의 공기를 질소 가스로 대체하여 불활성 분위기하로 하고, 기계 교반으로 180℃에서 5시간 교반하였다.

그 후, 감압 하에서 230℃까지 서서히 온도상승을 행하고 2시간 교반하여, 점조한 상태로 되었을 때 공기냉각하여, 반응을 정지시켰다. 얻어진 수지를 비정질 폴리에스테르 수지 K로 하였다.

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 분자량 측정(폴리스티렌 환산)으로, 얻어진 비정질 폴리에스테르 수지 K의 중량 평균 분자량(Mw)은 10,000이고, 수평균 분자량(Mn)은 4,500이었다.

또한, 비정질 폴리에스테르 수지 K의 융점(Tm)을, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 상술한 측정 방법으로 측정한 결과, 명확한 피크를 나타내지 않고, 계단상의 흡열 변화가 확인되었다. 계단상의 흡열 변화량의 중간점을 잡은 유리 전이 점(Tg)은 62℃였다.

비정질 수지 L: 스티렌/부틸아크릴레이트/아크릴산=100/57/3(몰비)

스티렌 328중량부

n-부틸아크릴레이트 72중량부

아크릴산 6중량부

도데칸티올 6중량부

4브롬화탄소 4중량부

상기 성분을 혼합한 용액과, 비이온성 계면활성제(산요카세이 사제, 노니폴 400) 6중량부, 및 음이온성 계면활성제(다이이치세이야쿠 사제, 네오겐 R) 10중량부를 이온 교환수 550중량부에 용해한 용액을 플라스크 중에 넣어 분산, 유화하고, 10분간 천천히 교반·혼합하면서, 과황산암모늄 4중량부를 용해한 이온 교환수 50중량부를 투입하였다. 그 후, 플라스크내를 질소로 충분히 치환하고나서 교반하면서 오일배스에서 계내가 70℃로 될 때까지 가열하고, 5시간 그대로 중합하였다.

얻어진 라텍스를 동결 건조하여 비정질 수지 L을 얻었다.

시차주사 열량계(시마츠세이사쿠쇼 사제, DSC-50)를 사용하여 온도상승 속도 10℃/초로 수지 유리 전이점(Tg)을 측정한 결과 58℃이고, 분자량 측정기(도소 사제, HLC-8020)를 사용하여, THF를 용매로서 중량 평균 분자량(폴리스티렌 환산)을 측정한 결과 33000이었다.

여기서, 제조한 비정질 수지 H∼L를 도 8에 나타낸다.

- 칼라 토너 현상제 -

칼라 토너 현상제 X:

결착 수지로, 테레프탈산 디메틸/비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물/시클로 헥산디메탄올로부터 얻은 직쇄 폴리에스테르(몰비=5:4:1, Tg=62℃, Mn=4,500, Mw=10,000)를 사용하고, 이것 100중량부에 대해서, 옐로우 토너의 경우, 착색제로서 벤지딘 옐로우 5중량부, 마젠타 토너의 경우, 착색제로서 피그먼트 레드 4중량부, 시안 토너의 경우, 착색제로서 프탈로시아닌 블루 4중량부, 블랙 토너의 경우, 착색제로서 카본 블랙 5중량부를 각각 혼합하여 밴버리 믹서를 사용하여 가열 용융 혼합하고, 이것을 제트 밀로 분쇄한 뒤, 풍력식 분급기로 분급함으로써, d50=7㎛의 미립자를 제조하였다.

이 미립자 1OO중량부에, 하기의 2종류의 무기 미립자 a 및 b를 고속 혼합기로 부착시켰다.

무기 미립자 a는 SiO₂(실란 커플링제로 표면을 소수화 처리, 평균 입경 O.O5㎛, 첨가량 1.0중량부)이다. 무기 미립자 b는 TiO₂(실란 커플링제로 표면을 소수화 처리, 평균 입경 0.02㎛, 굴절율 2.5, 첨가량 1.0중량부)이다.

이 토너의 T₂는 105℃로 되었다.

Acolor635(후지제록스(주)제)용의 블랙 현상제와 동일한 캐리어 100중량부와 이 토너 8중량부를 혼합하여, 2성분 현상제를 제조하였다.

칼라 토너 현상제 Y:

미리, 다음 방법으로 수지 미립자 분산액, 이형제 입자 분산액 및 안료 분산 액을 제조하였다.

수지 미립자 분산액(1)

스티렌 328중량부

n부틸 아크릴레이트 72중량부

아크릴산 6중량부

도데칸티올 6중량부

4브롬화탄소 4중량부

상기 성분을 혼합한 용액과, 비이온성 계면활성제(산요카세이 사제, 노니폴 4O0) 6중량부, 및 음이온성 계면활성제(다이이치세이야쿠 사제, 네오겐 R) 10중량부를 이온 교환수 550중량부에 용해한 용액을 플라스크 중에 넣어 분산, 유화하고, 10분간 천천히 교반·혼합하면서, 과황산암모늄 4중량부를 용해한 이온 교환수 50중량부를 투입하였다. 그 후, 플라스크내를 질소로 충분히 치환하고나서 교반하면서 오일배스에서 계내가 70℃로 될 때까지 가열하여, 5시간 그대로 중합을 행하였다.

얻어진 라텍스는 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(호리바세이사쿠쇼제, LA-700)로 수지 미립자의 체적 평균 입경(D50)을 측정한 결과 200nm이고, 시차주사 열량계(시마츠세이사쿠쇼 사제, DSC-50)를 사용하여 온도상승 속도 10℃/초로 수지의 유리 전이점(Tg)을 측정한 결과 58℃이고, 분자량 측정기(도소 사제, HLC-8020)를 사용하여, THF를 용매로서 중량 평균 분자량(폴리스티렌 환산)을 측정한 결과 33,000이었다.

이형제 미립자 분산액(1)

파라핀 왁스(니혼세이로 사제, HNP0190, 융점 85℃) 50중량부

음이온성 계면활성제(다이이치세이야쿠 사제, 네오겐 R) 3중량부

이온 교환수 150중량부

상기 성분을 호모게나이저(IKA사제, 울트라타락스 T50)로 95℃에서 가열하면서 충분히 분산한 뒤, 압력 토출형 호모게나이저에 옮겨 분산 처리를 행하여, 이형제 미립자의 체적 평균 입경(D50)이 200nm인 이형제 미립자 분산액을 얻었다.

안료 분산액(1)

구리프탈로시아닌 안료(BASF 사제) 50중량부

음이온성 계면활성제(다이이치세이야쿠 사제, 네오겐 R) 8중량부

이온 교환수 150중량부

상기 성분을 초음파 분산기(HONDA W-113)로 20분간 분산하여, 체적 평균 입경(D50)이 180nm인 청색 안료 분산액을 얻었다.

안료 분산액(2)

피그먼트 레드 122(다이니치세이카 사제) 50중량부

음이온성 계면활성제(다이이치세이야쿠 사제, 네오겐R) 8중량부

이온 교환수 200중량부

상기 성분을 호모게나이저(IKA 사제, 울트라타락스 T50)로 10분간 분산하고, 초음파 분산기(혼다 사제, W-113)로 30분간 분산하여, 체적 평균 입경(D50)이 150nm인 적색 안료 분산액을 얻었다.

안료 분산액(3)

피그먼트 옐로우 180(클라리안트 사제) 50중량부

이온 교환수 200중량부

상기 성분을 호모게나이저(IKA 사제, 울트라타락스 T50)로 10분간 분산한 뒤, 초음파 분산기(혼다 사제, W-113)로 30분간 분산하여, 체적 평균 입경(D50)이 200nm인 황색 안료 분산액을 얻었다.

안료 분산액(4)

카본 블랙(카보트 사제, 모걸 L) 50중량부

음이온성 계면활성제(다이이치세이야쿠 사제, 네오겐R) 6중량부

이온 교환수 200중량부

상기 성분을 초음파 분산기(혼다 사제, W-113)로 20분간 분산하여, 체적 평균 입경(D50)이 200nm인 흑색 안료 분산액을 얻었다.

응집 입자의 제조

수지 미립자 분산액(1) 260중량부

이형제 미립자 분산액(1) 40중량부

안료 분산액(1)∼(4)의 어느 하나 40중량부

폴리염화알루미늄 3중량부

상기 성분을 환형 스텐레스제 플라스크 중에 넣어 호모게나이저(IKA 사제, 울트라타락스 T50)로 충분히 혼합·분산한 뒤, 가열용 오일배스에서 플라스크를 교 반하면서 50℃까지 가열하고, 그 온도에서 30분간 유지한 뒤, 가열용 오일배스의 온도를 52℃까지 올리고 그 온도를 유지하여 응집 입자를 얻었다. 이 응집 입자의 체적 평균 입경(D50)을 콜터 카운터(니카기 사제, TAII)를 사용하여 측정한 결과 5.0㎛이고, 체적 평균 입경 분포(GSDv)는 1.24였다.

수지 미립자의 부착

상기의 응집 입자 분산액에 수지 미립자 분산액(1) 70중량부를 조금씩 첨가하고, 그대로 30분간 가열 교반을 행하여, 응집 입자 표면에 수지 미립자를 부착 시켰다. 이 부착 입자의 체적 평균 입경(D50)을 측정한 결과 5.5㎛이고, GSDv는 1.23이었다.

융합·합일

이 부착 입자 분산액에 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 pH를 5.0으로 조정하고, 입자의 분산을 안정화시킨 뒤 90℃로 될 때까지 가열하여, 가열 융합·합일하였다.

알칼리 처리

융합 합일 입자 분산액을 70℃까지 냉각한 뒤, 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 10으로 조정하고, 그대로 1시간 가열 처리를 행하여 계면활성제를 제거하였다.

제1 순수(純水)에 의한 세정

알칼리 처리 후의 융합 합일 입자 분산액을 여과하여 모액을 제거한 후, 토너 입자에 대해 6배량의 순수로 세정하여 여과하고, 이 조작을 3회 행하였다. 3회째의 여과액의 전도도를 측정한 결과 78uS/cm이었다. 또한, 그 때의 토너 입자를 건조하여 XPS(ESCAlab-2220I-XL VG사제)에 의해 측정한 결과, 입자 표면의 나트륨 양은 탄소와 산소의 합계량에 대해서 1.3%이었다.

산성 용액에 의한 세정

제1 순수에 의한 세정을 종료한 뒤, 입자를 다시 6배량의 순수에 분산시키고, 질산을 첨가하여 pH를 5로 조정하여 교반한 뒤 여과를 행하였다.

제2 순수에 의한 세정

또한, 입자를 다시 6배량의 순수(純水)에 분산하여 세정하여 여과하였다. 그 후, 건조하여 칼라 토너 형상제 Y의 4색의 토너 입자를 얻었다.

이 각색의 토너 입자의 체적 평균 입경(D50)을 콜터 카운터(콜터 사제)로 측정한 결과 5.4∼5.6㎛이고, 체적 평균 입도 분포 계수(GSDv)는 1.23∼1.25이었다. 또한, 시차 주사 열량계(시마즈세이사쿠쇼 사제, DSC-50)를 사용하여 온도상승 속도 10℃/초로 토너의 유리 전이점(Tg)을 측정한 결과 57℃였다.

이들 토너 입자 1OO중량부에, 하기의 2종류의 무기 미립자 a 및 b를 고속 혼합기로 부착하였다.

무기 미립자 a는 SiO₂(실란 커플링제로 표면을 소수화 처리, 평균 입경 O.O5㎛, 첨가량 1.5중량부)이다. 무기 미립자 b는 TiO₂(실란 커플링제로 표면을 소수화 처리, 평균 입경 0.02㎛, 굴절율 2.5, 첨가량 1.5중량부)이다.

이 토너의 T₂는 100℃로 되었다.

이들 토너 7중량부와 DocuCenter Color 500(후지제록쿠스(주)제)용의 각색의 현상제와 동일한 캐리어 100중량부를 혼합하여, 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 2성분 현상제를 제조하였다.

칼라 토너 현상제 Z:

수지 입자 분산액(1)의 제조

결정성 폴리에스테르 수지 B 150중량부를 증류수 850중량부 중에 넣고, 140℃에서 가열하면서 클레어 믹스(올가노(주)제)로 혼합 교반하여, 수지 입자 분산액(1)을 얻었다.

수지 입자 분산액(2)의 제조

비정질 수지 H 150중량부를 증류수 850중량부 중에 넣고, 140℃에서 가열하면서 클레어 믹스(올가노(주)제)로 혼합 교반하여, 수지 입자 분산액(2)을 얻었다.

착색제 분산액(1)의 제조

시안 안료 250중량부(다이니치세이카 사제, ECB-301), 음이온 계면활성제 20중량부(다이이치 고교 세이야쿠 사제, 네오겐 R), 이온 교환수 730중량부를 혼합하여, 용해시킨 뒤, 호모게나이저(IKA 사제, 울트라타락스 T50)를 사용하여 분산하여, 착색제(시안 안료)를 분산시켜 이루어지는 착색제 분산액(1)을 제조하였다.

착색제 분산액(2)의 제조

마젠타 안료 250중량부(다이니치세이카 사제, ECR-186Y), 음이온 계면활성제 20중량부(다이이치 고교 세이야쿠 사제, 네오겐 R), 이온 교환수 730중량부를 혼합하여, 착색제 분산액(1)과 동일한 방법으로 용해, 분산하여, 착색제(마젠타 안료)를 분산시켜 이루어지는 착색제 분산액(2)을 제조하였다.

착색제 분산액(3)의 제조

옐로우 안료 250중량부(클라리언트 재팬 사제, Hansa Brill. Yellow 5GX03), 음이온 계면활성제 20중량부(다이이치 고교 세이야쿠 사제, 네오겐 R), 이온 교환수 730중량부를 혼합하여, 착색제 분산액(1)과 동일한 방법으로 용해, 분산하여, 착색제(옐로우 안료)를 분산하여 되는 착색제 분산액(3)을 제조하였다.

착색제 분산액(4)의 제조

카본 블랙 250중량부(카보트 사제, 리갈 330), 음이온 계면활성제 20중량부(다이이치 고교 세이야쿠 사제, 네오겐 R), 이온 교환수 730중량부를 혼합하여, 착색제 분산액(1)과 같은 방법으로 용해, 분산하여, 착색제(카본 블랙)를 분산시켜 이루어지는 착색제 분산액(4)을 제조하였다.

이형제 분산액의 제조

이형제 350중량부(리켄 비타민 사제, 리케말 B-200, 융점:68℃), 음이온 계면활성제 15중량부(다이이치 고교 세이야쿠 사제, 네오겐 R), 이온 교환수 635중량부를 혼합하고, 워터 배스상에서 90℃에서 가열시킨 채로 호모게나이저(IKA 사제, 울트라타락스 T50)를 사용하여 분산시켜, 이형제 분산액을 제조하였다.

전자 사진용 토너의 제조

수지 입자 분산액(1) 800중량부, 수지 입자 분산액(2) 800중량부, 착색제 분산액 (1)∼(4)의 어느 하나를 52중량부, 이형제 분산액 66중량부, 염화칼슘 5중량부(와코준야쿠 사제), 이온 교환수 100중량부를 환형 스텐레스제 플라스크 중에 수용시키고, pH4.0으로 조정한 뒤, 호모게나이저(IKA 사제, 울트라타락스 T50)를 사 용하여 분산시켜, 가열용 오일 배스 중에서 65℃까지 교반하면서 가열하였다. 65℃에서 3시간 유지한 뒤, 광학 현미경으로 관찰하면, 평균 입경이 약 5.0㎛인 응집 입자가 형성되어 있음이 확인되었다.

또한, 1시간, 65℃에서 가열 교반을 유지한 뒤, 광학 현미경에서 관찰하면, 평균 입경이 약 5.5㎛인 응집 입자가 형성되어 있음이 확인되었다.

또한, 이 응집 입자 분산액의 pH는 3.8이었다. 거기서 탄산나트륨(와코쥰야쿠 사제)을 0.5중량%로 희석한 수용액을 조금씩 첨가하여, pH를 5.0로 조정하였다. 이 응집 입자 분산액의 교반을 계속하면서 80℃까지 온도 상승하여 30분간 유지한 뒤, 광학 현미경으로 관찰하면, 합일한 구형 입자가 관찰되었다. 그 후 이온 교환수를 첨가하면서 10℃/분의 속도로 30℃까지 온도를 내려 입자를 고화시켰다.

그 후, 반응 생성물을 여과하고, 이온 교환수로 충분히 세정한 뒤, 진공 건조기를 사용하여 건조시킴으로써 전자 사진용 토너 입자를 얻었다.

얻어진 토너 입자에 대해서, 콜터 카운터[TA-II]형(어퍼쳐(aperture) 지름:50㎛, 콜터 사제)를 사용하여 측정한 결과, 체적 평균 입경 5.5㎛, 개수 평균 입경은 4.6㎛이었다. 이 입자를 광학 현미경으로 관찰한 결과, 형상은 구형이었다.

전자 사진 토너 입자에, 표면 소수화 처리한, 평균 1차 입경 40nm의 실리카 미립자(니폰 아에로실 사제, 소수성 실리카 RX50) 0.8중량%와, 메타티탄산 100중량부에 이소부틸트리메톡시실란 40중량부와 트리플루오로프로필트리메톡시실란 10중량부로 처리한 반응 생성물인 평균 1차 입경 20nm의 메타티탄산 화합물 미립자 1.0중량%를, 헨셀 믹서로 5분간 첨가 혼합하였다. 그 후 45㎛의 절분(節分) 망으로 절분하여 전자 사진용 토너를 제조하였다.

이들 토너의 T₂는 80℃로 되었다. 또한, 토너의 유리 전이점(Tg)은 45℃, Tm는 75℃였다.

이들의 토너 7중량부와 DocuCenter Color 500(후지제록쿠스(주)제)용의 각색의 현상제와 동일한 캐리어 100중량부를 혼합하여, 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 2성분 현상제를 제조하였다.

제조한 칼라 토너 현상제 X∼Z의 특성을 도 9에 나타낸다.

또한, 도 9에서, PES는 폴리에스테르이고, St-BA는 스티렌-n부틸 아크릴레이트이다.

<실시예 1>

- 칼라 화상 형성 장치 -

화상 형성 장치로, 상술한 도 2의 칼라 화상 형성 장치를 사용하였다. 정착 과정을 제외한 화상 형성 과정의 속도는 160mm/초이다. 솔리드 화상 부분에서의 칼라 토너의 현상량이 0.5mg/㎠로 되도록, 토너와 캐리어의 중량 비율, 감광체 대전 전위, 노광량, 현상 바이어스를 조정하였다.

- 칼라 토너 현상제 -

칼라 토너 현상제 X를 사용하였다.

- 화상 지지재 -

(원지)

원지로는 펄프 원료로 이루어지는 두께 150㎛의 것을 사용하였다.

(광산란층)

폴리에틸렌 수지 100중량부에 대해서 이산화티탄(티탄고교(주)제 KA-10, 입경:300∼500nm)을 25중량부의 비율로 혼합하여, 200℃로 가열한 용융 압출기에 투입하고, T-다이로부터 토출시켜, 화염 처리한 원지 표면에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함에 의해, 30㎛의 두께의 광확산층을 제조하였다. 여기서, T-다이로부터 빼낸 후의 막의 양면은 코로나 처리 장치에서 코로나 방전 처리하였다. 이 광산란층에서 Tb는 130℃이다.

(칼라 토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지A 50 중량부와 비정질 폴리에스테르 수지H 50 중량부를, 230℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융 혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 170℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T―다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, T₀=220℃였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁은 75℃이다.

(이면층의 제조)

또한, 폴리에틸렌 수지를, 200℃로 가열한 용융 압출기에 투입하고, T-다이로부터 토출시켜, 화염 처리한 원지 이면에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 30㎛의 두께의 폴리에틸렌층을 형성하고, 그 위에 대전 방 지제로서 콜로이달 실리카를 바코터로 더 도포하여 대전 방지층을 형성하였다. 여기서, T-다이로부터 빼낸 뒤의 막의 양면은 코로나 처리 장치에서 코로나 방전 처리하였다.

- 벨트 기재 -

벨트 기재는 두께 80㎛의 도전성 카본이 분산된 폴리이미드 필름에, 50㎛ 두께의 KE4895 실리콘 고무(신에츠 가가쿠 고교 (주)제)를 도포한 것을 사용하였다.

또한, 두개의 가열 롤은 알루미늄제의 심재(心材) 위에 2mm 두께의 실리콘 고무층을 마련한 것을 사용하고, 그들의 중앙에 열원으로서 할로겐 램프를 배치하고 있다. 롤 표면의 온도는 양쪽 모두 100℃∼170℃의 사이로 변화시켰다.

정착 속도는 30mm/초로 하였다.

박리 위치에서의 지지체의 온도는 70℃로 되어 있다.

이상의 장치로, 얼굴(portrait) 사진 화상을 출력하였다.

여기서, 사용한 토너 재료의 평가는 이하와 같이 실시하였다.

분자량의 측정은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피를 사용하였다. 용제로는 테트라히드로푸란을 사용하였다.

토너의 평균 입경은 콜터 카운터(콜터 사제)를 사용하여 측정하여, 중량 평균 입자 크기 d50로 산출하였다.

또한, 수지의 점도는 회전 평판형 레오미터(레오메트릭스 사제, RDAII)를 사용하여, 각 속도 1rad/초로 측정하엿다.

시감 반사율 Y의 측정은 이하의 순서로 실시하였다(도 4 참조).

실시예와 비교예에서 얻은 칼라 토너 수용층 형성용의 열가소성 수지를 칼라용 OHP 시트(후지제록쿠스(주)제)상에, 각각의 예와 동일한 두께로 도포하여 투명 화상을 형성하였다.

이 투명 화상의 표면과 이면에 현미경 관찰용의 커버 글라스를 겹쳐놓고, 화상과 커버 글라스의 극간을 테트라데칸으로 채웠다.

이것을 라이트 트랩상에서, X-rite 968으로 측색하여 Y'를 측정하였다.

열가소성 수지를 도포하지 않은 OHP 시트의 표면과 이면에 현미경 관찰용의 커버 글라스를 겹쳐놓고, 화상과 커버 글라스의 극간을 테트라데칸으로 채워, 동일한 순서로 Y₀를 측정하였다.

Y는 Y'-Y₀로 산출하였다.

<실시예 2>

칼라 토너 수용층을 이하와 같이 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 칼라 화상을 형성하였다.

(토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지B 40 중량부와 비정질 폴리에스테르 수지I 60 중량부를, 240℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 170℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛ 의 두께의 칼라 토너 수용층을 형성하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, T₀=230℃였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁은 78℃이다.

[실시예 3]

칼라 현상제를 Y로 변경하고, 또한, 칼라 토너 수용층을 이하와 같이 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 칼라 화상을 형성하였다.

(칼라 토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지C 50 중량부와 비정질 폴리에스테르 수지H 50 중량부를, 250℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 170℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, T₀=270℃였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁는 75℃이다.

<실시예 4>

칼라 토너 현상제를 Y로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 칼라 화상을 형성하였다.

<실시예 5>

칼라 토너 현상제를 Z에 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 칼라 화상을 형성하였다.

<실시예 6>

칼라 토너 수용층을 이하와 같이 변경한 것 외에는 실시예 5와 동일하게 하여 칼라 화상을 형성하였다.

(칼라 토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지B 50 중량부와 비정질 폴리에스테르 수지L 50 중량부를, 220℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 170℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, 300℃까지 온도를 올려도 Y가 1.5이하로 되지 않았다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁은 79℃이다.

<실시예 7>

(칼라 토너 수용층)

졀정성 폴리에스테르 수지E 50 중량부와 비정질 폴리에스테르 수지K 50 중량부를, 210℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 170℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, T₀=270℃였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁는 78℃이다.

<실시예 8>

칼라 토너 수용층을 이하와 같이 변경한 것 외에는 실시예 5와 동일하게 칼라 화상을 형성하였다.

(칼라 토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지B 50 중량부와 비정질 폴리에스테르 수지J 50 중량부를, 220℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 170℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, T₀=280℃였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁는 80℃이다.

여기서, 실시예 1∼8을 도 10에 나타낸다.

<비교예 1>

화상 지지재를 미러 코트 골드지(평량:210gsm, 오지세이지(주)제)로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 장치로 칼라 화상을 형성하였다.

<비교예 2>

(칼라 토너 수용층)

비정질 폴리에스테르 수지 H를, 190℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 토너 수용층에서 T₁은 115℃이다.

<비교예 3>

칼라 토너 수용층을 이하와 같이 변경한 것 이외는 실시예 5와 동일하게 칼라 화상을 형성하였다.

(칼라 토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지F 50중량부와 비정질 폴리에스테르 수지J 50중량부를, 220℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 210℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, T₀=290℃였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁은 105℃이다.

<비교예 4>

(칼라 토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지G 50중량부와 비정질 폴리에스테르 수지J 50중량부 를, 220℃로 가열한 압출식 혼련기에서 10분간 용융혼련하고, 이것으로 얻은 펠렛을, 220℃로 가열한 용융압출기에 투입하여 T―다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 수지의 용융 혼합에서, t₀=5분으로 하면, T₀=250℃였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁는 90℃이다.

<비교예 5>

(칼라 토너 수용층)

결정성 폴리에스테르 수지 B를, 200℃로 가열한 용융 압출기에 투입하여 T-다이로부터 토출시켜, 광산란층을 형성한 원지에 대해서, 니프 롤과 냉각 롤 사이에서 니프하여 적층함으로써, 20㎛의 두께의 칼라 토너 수용층을 제조하였다. 이 칼라 토너 수용층에서 T₁은 74℃이다.

여기서, 비교예 1∼5를 도 11에 나타낸다.

(화상 평가)

- 기계 강도 -

실시예와 비교예에서 얻어진 화상 지지재를 반경이 다른 금속 롤에 감아, 균열이 발생하지 않는 최소 반경을 조사하였다. 이 반경이,

1Omm미만인 경우 : +

10mm이상 30mm미만인 경우 : ±

30mm이상인 경우 : -

로 하였다.

- 내열성 -

실시예와 비교예에서 얻어진 지지체의 표면과 표면을 접촉시켜 겹치고, 30g/㎠의 하중을 부가한 상태로, 일정 온도로 유지된 항온층에 넣어, 3일 경과한 뒤에, 약 22℃의 실온으로 되돌려 박리하였다. 온도를 변화시키면서 이 시험을 반복하였다. 화상 표면이 파괴한 온도가

55℃이상인 경우 : +

45℃이상 55℃미만인 경우 : ±

45℃이하인 경우 : -

로 하였다.

- 저온 정착성 -

·광택성의 평가

실시예와 비교예에서 얻어진 화상의 백지부의 광택도를 75도 광택도계(무라카미 시키사이 지주츠 겐큐쇼(주)제)로 측정하였다. 광택도가 90이상으로 된 정착 온도가,

90℃미만의 경우 : +

90℃이상 110℃미만인 경우: ±

110℃이상의 경우 : -

로 하였다.

· 평활성의 평가

실시예와 비교예에서 얻어진 화상 평활성을 육안으로 확인하였다. 화상 표면에서 기포를 확인할 수 없는 온도 범위가,

30℃이상인 경우 : +

10℃이상 30℃미만인 경우 : ±

10℃이하인 경우 : -

로 하였다.

- 고화 속도 -

고화의 속도는 이하와 같이 평가하였다.

+ : 정착 장치로부터 출력된 화상이 완전히 고화되어 있어, 손으로 만져도 지문 등이 남지 않는 경우

± : 정착 장치로부터 출력된 화상이 완전히 고화되어 있지 않지만, 화상 표면에 결함없이 출력할 수 있어, 다음 출력 화상이 겹쳐도 화상 표면의 평활성에 문제가 없는 경우

- : 정착 장치로부터 출력된 화상이 고화되어 있지 않아, 화상 표면이 평활하지 않고, 광택 불균일이 생겨, 박리 롤을 지나도 벨트에 화상이 들러붙어 박리할 수 없는 경우

- 종합 화질 -

실시예와 비교예에서 정착 온도 14O도에서 얻어진 화상의 종합적인 화질을, 이하의 5단계의 카테고리로 분류하여 평가하였다.

5 : 매우 좋음

4 : 좋음

3 : 보통

2 : 나쁨

1 : 매우 나쁨

피험자는 10명으로 하였으며, 10명의 점수의 평균점이,

3.5점 이상인 경우 : +

2.5점 이상 3.5점 미만인 경우 : ±

2.5점 미만인 경우 : -

로 하였다.

이상의 화상 평가 결과를 도 12에 나타낸다.

도 12에 의하면, 실시예 1∼8의 화상은 기계 강도, 내열성, 저온 정착성을 모두 만족하는 화상을 얻을 수 있었다. 또한, 종합 화질이 높은 만족스러운 화상이 얻어졌다.

이것에 대해서 비교예 1∼5의 화상은 기계 강도, 내열성, 저온 정착성 중에서 어느 하나의 특성을 만족할 수 없음을 알았다.

본 발명에 의한 화상 지지재에 의하면, 베이스재 상에 광산란층 및 칼라 토너 수용층을 구비하고, 광산란층 및 칼라 토너 수용층의 열가소성 수지를 특정하고 또한 그 점도 특성을 조정함으로써, 화상 정착성을 개선하도록 함으로써, 은염 사진과 같이 화상 전면에 균일한 고광택을 나타내고, 내열성, 기계 강도, 및 에너지 소비량이 작은 정착 장치에 의한 저온 정착성을 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 이러한 화상 지지재를 사용한 화상 형성 장치로는, 에너지 소비량이 적은 정착 장치를 사용할 수 있고, 저비용으로, 고화질의 화상을 용이하게 형성할 수 있다.

Claims

열가소성 수지와 착색제를 적어도 함유하는 칼라 토너상을 정착가능하도록 지지하는 화상 지지재에 있어서,

베이스재와,

이 베이스재상에 마련되고 또한 백색 안료와 열가소성 수지를 함유하는 광산란층과,

이 광산란층상에 마련되고 또한 열가소성 수지를 적어도 함유하는 칼라 토너 수용층을 구비하고,

상기 광산란층의 열가소성 수지는 폴리올레핀계 또는 폴리올레핀계 공중합체로 이루어지며, 그 점도가 5×10³Pa·s로 되는 온도 Tb가 100℃ 이상이고,

상기 칼라 토너 수용층의 열가소성 수지는 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 용융 혼합하여 얻은 수지로 이루어지며, 그 점도가 10³Pa·s로 되는 온도 T₁이 65℃ 이상 80℃ 미만인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 베이스재는 평량(坪量)이 100∼250gsm의 원지(原紙)인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 광산란층이 20∼40중량%의 백색 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 광산란층의 두께가 20∼50㎛인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 칼라 토너 수용층이 70중량% 이상의 열가소성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 칼라 토너 수용층의 두께가 5∼20㎛인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 칼라 토너 수용층의 열가소성 수지 중, 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지의 중량비가 35:65∼65:35의 범위인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 용융 혼합하는 조건으로서,

결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 시간 t₀(분)간, 용융 혼합하여 얻은 수지를 20㎛의 필름으로 했을 때, 이 필름의 시감반사율 Y가 1.5%로 되는 온도를 T₀(℃)로 하고, 용융 혼합에서의 온도를 T(℃), 시간을 t(분)으로 하면, T(℃)가 T₀∼T₀+20의 범위이고, t(분)가 t₀∼10×t₀의 범위인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제8항에 있어서,

온도 T(℃)가 T₀+5∼T₀+10의 범위이고, 시간 t(분)가 t₀∼3×t₀의 범위인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 비정질 수지가 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 비정질 수지가 스티렌계 수지와 아크릴계 수지를 80% 이상 함유하는 수지인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 탄소수 2∼12의 직쇄 지방족을 주성분으로 하며, 그 직쇄 지방족 성분이 전(全)알콜유래 성분의 85∼100몰%이고,

상기 결정성 폴리에스테르 수지의 산유래 성분은 탄소수 4∼12의 직쇄 지방족을 주성분으로 하며, 그 직쇄 지방족 성분이 전(全)산유래 성분의 90몰% 이상인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제10항에 있어서,

상기 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 폴리에스테르 수지는 공통의 알콜 유래 성분 또는 산유래 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제13항에 있어서,

상기 비정질 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분의 주성분인 탄소수 2∼12의 직쇄 지방족과 동일한 직쇄 지방족 성분을 함유하며, 그 직쇄 지방족 성분이 전(全)알콜유래 성분의 10∼30몰%의 범위이고,

상기 비정질 폴리에스테르 수지의 산유래 성분은 방향족 성분을 함유하며, 그 방향족 성분이 전(全)산유래 성분의 90몰% 이상인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제14항에 있어서,

상기 비정질 폴리에스테르 수지의 산유래 성분인 방향족 성분은 결정성 폴리에스테르 수지의 산유래 성분의 주성분인 테레프탈산 또는 이소프탈산 또는 나프탈렌디카복실산에서 유래하는 방향족 성분과 동일한 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제15항에 있어서,

상기 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 탄소수 2∼12의 직쇄 지방족 및 방향족계 디올유래 성분을 함유하며, 전(全)알콜유래 성분에 대하여, 직쇄 지방족 성분이 85∼98몰%이고, 방향족계 디올유래 성분이 2∼15몰%이고,

상기 비정질 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분은 결정성 폴리에스테르 수지의 알콜유래 성분의 주성분과 동일한 직쇄 지방족 성분 및 방향족계 디올 유래 성분을 함유하며, 전(全)알콜유래 성분에 대하여, 직쇄 지방족 성분이 10∼30몰%이고, 방향족계 디올 유래 성분이 70∼90몰%인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 결정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량이 17,000∼30,000이고, 상기 비정질 수지의 중량 평균 분자량이 8,000∼40,000인 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 칼라 토너 수용층은 무기 미립자를 3∼30중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제18항에 있어서,

상기 무기 미립자가 입경 8∼400nm의 이산화티탄 또는 실리카로 구성되는 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

표면 및 이면의 적어도 어느 한쪽에 대전 방지층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항에 있어서,

상기 광산란층과 칼라토너 수용층 사이에 젤라틴층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 지지재.
제1항 기재의 화상 지지재를, 열가소성 수지와 착색제를 적어도 함유하는 칼라 토너와 함께 사용하여, 상기 화상 지지재상(上)에 상기 칼라 토너의 상을 형성하는 화상 형성 방법에 있어서,

상기 칼라 토너의 열가소성 수지는 그 점도가 10⁴Pa.s로 되는 온도 T₂(℃)가 T₁(℃) 이상 T₁+20℃ 미만인 폴리에스테르계 또는 스티렌-아크릴계의 수지를 주성분으로 하는 것임을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제22항에 있어서,

상기 칼라 토너의 열가소성 수지는 결정성 폴리에스테르계 수지와 비정질 스티렌-아크릴계 수지를 적어도 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
열가소성 수지와 착색제를 적어도 함유하는 칼라 토너상을 정착가능하도록 지지하는 화상 지지재와,

이 화상 지지재상(上)에 칼라 토너상(像)을 형성하는 화상 형성 유니트와,

이 화상 형성 유니트로 형성된 칼라 토너상을 화상 지지재 상에 정착하는 정착 장치를 구비한 화상 형성 장치로서,

상기 화상 지지재는

베이스재와,

이 베이스재상에 마련되고 또한 백색 안료와 열가소성 수지를 함유하는 광산란층과,

이 광산란층상에 마련되고 또한 열가소성 수지를 적어도 함유하는 칼라 토너 수용층을 구비하고,

상기 광산란층의 열가소성 수지는 폴리올레핀계 또는 폴리올레핀계 공중합체로 이루어지며, 그 점도가 5×10³Pa·s로 되는 온도 Tb가 100℃ 이상이고,

상기 칼라 토너 수용층의 열가소성 수지는 결정성 폴리에스테르 수지와 비정질 수지를 용융 혼합하여 얻은 수지로 이루어지며, 그 점도가 10³Pa·s로 되는 온도 T₁이 65℃ 이상 80℃미만인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제24항에 있어서,

상기 정착 장치는,

화상 지지재상의 화상을 사이에 끼워 화상 지지재와 접촉하는 정착 부재;

화상 지지재상의 칼라 토너상을 가열 가압하는 가열 가압 수단; 및

가열 가압된 칼라 토너상을 냉각하여 정착 부재로부터 박리하는 냉각 박리 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.