KR100681743B1

KR100681743B1 - 전자사진용 토너 및 그것을 사용한 화상 형성 방법

Info

Publication number: KR100681743B1
Application number: KR1020057005405A
Authority: KR
Inventors: 요시히토 스와; 도루 나카무라
Original assignee: 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼; 티코나 게엠베하
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US7378209B2; TWI248564B; CN1685288A; TW200424814A; EP1548512B1; CN100418014C; CA2499935C; CA2499935A1; EP1548512A4; DE60332132D1; JP3942520B2; EP1548512A1; JP2004125918A; KR20050071526A; WO2004031864A1; US20050271962A1

Abstract

폴리벤즈이미다졸 함유 표층을 갖는 정착부재를 구비한 가열 압착식 정착기를 사용하는 화상 형성 방법에 사용하기 위한 전자사진용 토너로서, 결착 수지로서 적어도 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하는 것을 특징으로 한다. 시클로올레핀 공중합체 수지로서, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0∼75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5∼25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 것이 사용된다.

토너

Description

전자사진용 토너 및 그것을 사용한 화상 형성 방법{TONER FOR ELECTROPHOTOGRAPHY AND METHOD FOR FORMING IMAGE USING THE SAME}

본 발명은, 전자사진 기술을 사용한 복사기, 프린터 또는 팩시밀리 등의 화상 형성 장치에서 사용되는 전자사진용 토너 및 그것을 사용한 화상 형성 방법에 관한 것이다.

전자사진 기술을 사용한 화상 형성 장치의 현상에 적용되는 건식 현상제는, 토너와 페라이트분(粉), 철분, 유리 비드 등으로 이루어지는 캐리어가 혼합된 2 성분계 현상제, 토너 자신에 자성 분말을 함유시킨 자성 1 성분계 현상제, 및 비자성 1 성분 현상제로 대략 나눠진다. 이들 현상제에 사용되는 토너는, 결착 수지 및 착색제를 주성분으로 하고 있고, 그 외에, 기록 시트에 대한 저온 정착성이나 정착부재에서의 이형성을 향상시키기 위한 왁스, 극성 (정대전 또는 부(負)대전) 을 부여하기 위한 대전제어제 등이 첨가된다. 토너는 이들 재료가 소정의 배합으로 혼합된 후, 용융 혼련, 분쇄, 분급 등의 공정을 거쳐 분체(粉體)로 제조되고, 마지막에 유동성, 대전성, 클리닝성 및 보존성 등의 제어를 위해 실리카, 산화티탄, 알루미나 및 각종 수지 미립자 등과 같은 외첨제에 의한 표면 처리가 실시되어, 최종적으로 현상제로서 제공된다.

토너의 결착 수지로는 스티렌-아크릴산에스테르계 수지나 폴리에스테르계 수지가 주류이다. 그러나, 스티렌-아크릴산에스테르계 수지를 사용한 토너의 경우에는, 내환경 특성은 양호하지만, 파괴강도가 작아 미세 분말이 발생하기 쉽다는 문제를 갖고 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지를 사용한 토너는 파괴강도가 커 미세 분말이 발생하기 어렵지만, 내환경 특성이 떨어진다는 문제를 갖고 있다.

그런데 현재 판매되고 있는 현상제는, 당연히 인체 및 환경에 대한 안전성을 배려하여 제조되어 실질상 문제가 없는 것이지만, 최근, 현상제의 특징의 하나로서 인체 및 환경에 대한 안전성을 보다 배려하여 원재료가 선택되는 경향이 있다. 특히 토너의 대부분을 차지하는 결착 수지의 안전성 및 환경성은, 그 구성 모노머 및 잔류 용제 등을 배려하여 선택할 필요가 있게 되었다. 이와 같은 상황에서, 최근 주목받고 있는 토너용 결착 수지로서 시클로올레핀 공중합체 수지를 들 수 있고, 그것을 사용한 토너가 일본 공개특허공보 평9-101631호, 일본 공개특허공보 2000-284528호 및 일본 공개특허공보 2000-206732호에 개시되어 있다. 이 수지는, 모노머가 안전하고, 또한 스티렌-아크릴산에스테르계 수지나 폴리에스테르계 수지와 비교하여, 참(眞)비중이 작고, 체적 고유 저항도 높기 때문에, 현상성 및 전사성 (전사 효율) 이 우수하며, 단위 사용 중량당 인자 매수가 많다 (토너 소비량이 적다) 는 이점이 있다. 또 수지의 파괴강도가 크기 때문에 현상제의 긴 수명화를 달성할 수 있는 이점이 있으며, 광투과성이 우수하므로 풀 컬러 토너용 수지로서도 적합하다.

한편, 현상제를 기록 매체에 정착시키는 정착기는, 복사 속도의 고속화에 따 라서 가열 압착 방식이 주류로 되어 있다. 이 방식은, 토너와 접촉하는 측의 정착부재와 토너와 비접촉인 가압 롤 사이에 전사지를 통과시키고, 열과 압력을 동시에 가하여 토너를 전사지에 용융 정착시키는 방법이다. 이 방식에 있어서는, 정착부재는 열원이 내장된 롤이 많지만, 내열성 필름 등의 벨트도 사용되고 있다. 한편, 토너 비접촉측은 가압 롤이 일반적이다. 그리고, 토너의 정착시에 용융 토너가 정착부재의 표면에 부착하는 것을 방지하기 위해, 정착부재의 표면 재질에는 결착 수지인 스티렌-아크릴산에스테르계 수지나 폴리에스테르계에 대하여 이형성을 나타내는 물질이 선택된다. 특히, 토너와 접촉하는 정착부재에는 우수한 이형성이 요구된다. 그와 같은 이형성 물질 중 대표적인 것은, 폴리테트라플루오로에틸렌 (이하 「PTFE」라고도 한다) 및 실리콘 고무이다.

그러나, 이들 물질은 내열성이 낮기 때문에 정착부재의 표면 온도를 높게 설정할 수 없거나, 또는 표면 온도를 유지하기가 곤란하다. 그 결과 토너의 정착 속도를 높일 수 없기 때문에, 복사 속도를 높이는 것에 있어서는 한계가 있었다.

또, 시클로올레핀 공중합체 수지를 결착 수지로서 함유하는 토너는, 통상적인 가열 압착식 정착기의 정착부재나 가압 롤 표면에 사용되는 PTFE/실리콘이나 실리콘/실리콘 (화상 표면/화상 이면) 등의 재질의 조합을 사용하여 정착된 경우, 가령 이형제가 첨가되어 있는 토너라도 화상면이 정착부재로부터 박리되지 않고 감겨 버리는, 소위 감김 부착 현상이 발생한다. 이 문제는, 시클로올레핀 공중합체 수지의 저분자량 성분을 감량함으로써 개선되지만, 이 방책은 동시에 저온 정착성을 손상시키는 것으로도 이어지기 때문에, 최선책이라고는 하기 어려워, 완전한 감 김 부착 현상의 해결책으로는 되지 않는 것이 현실이다. 또한, 이 수지는, 스티렌-아크릴산에스테르계 수지, 폴리에스테르계 등의 토너용 결착 수지에 사용되는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 천연 왁스 등의 이형제와의 상용성이 대단히 양호하기 때문에, 이형제에 의해 정착부재와의 충분한 이형성을 확보할 수 없다는 문제점도 안고 있다. 그리고, 이 수지는 강인(强靭)하기 때문에, 정착부재의 표면을 마모시키기 쉽다는 문제점도 있었다.

한편, 최근 발매되고 있는 복사기 및 프린터는, 유지 보수를 간편하게 하기 위해 소모품의 수를 적게 하는 경향이 있기 때문에, 사용자가 교환할 수 없는 부재가 늘어나고, 정착부재도 그 중 하나이다. 이러한 부재는 장기간에 걸쳐 트러블을 일으키지 않아야 한다. 그러나, 정착기는 트러블이 발생하기 쉬운 것으로, 여기서 문제로 되어 있는 감김 부착 등이 빈발하는 경우에는, 사용시에 번잡함은 물론, 전문업자에 의한 부재의 교환이 필요하여, 일상의 사용에 지장을 초래한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 시클로올레핀 공중합체 수지를 결착 수지로서 사용하는 토너를 사용한 경우에, 정착시의 오프셋 및 감김 부착 현상이 다수장 연속 프린트시에도 발생하지 않고, 장기간 충분한 화상 농도 등을 유지할 수 있는 등, 현상성이 양호하고, 전사 효율 및 내구성이 우수하며, 또한, 토너의 소비량이 적은 전자사진용 토너 및 그것을 사용하는 화상 형성 방법을 제공하는 것, 나아가 풀 컬러 화상에도 적합한 전자사진용 토너 및 그것을 사용하는 화상 형성 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 전자사진용 토너는, 정착에 폴리벤즈이미다졸 함유 표층을 갖는 정착부재를 구비한 가열 압착식 정착기를 사용하는 화상 형성 방법에 사용하기 위한 토너로서, 결착 수지로서 적어도 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전자사진용 토너는, 결착 수지로서, 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하고, 그 시클로올레핀 공중합체 수지가, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0∼75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5∼25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 화상 형성 방법은, 결착 수지로서 적어도 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하는 토너를 사용하여 형성된 토너 화상을 갖는 전사지를, 폴리벤즈이미다졸 함유 표층을 갖는 정착부재를 구비한 가열 압착식 정착기에 공급하여 그 토너 화상을 정착시키는 것을 특징으로 한다.

그리고 또, 본 발명의 화상 형성 방법은, 결착 수지로서, 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하고, 그 시클로올레핀 공중합체 수지가, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0∼75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5∼25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 전자사진용 토너를 사용하여 형성된 토너 화상을 갖는 전사지를, 가열 압착식 정착기에 공급하고 그 토너 화상을 정착시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 화상 형성 방법에는, 전자사진법에 의해 형성된 정전잠상을 현상하고, 전사하여, 정착시키는 것으로 이루어지는데, 현상은, 자성 또는 비자성의 1 성분 현상 방식이나, 2 성분 현상 방식이나 모두 적용할 수 있다. 1 성분 현상 방식의 화상 형성 방법의 경우는 토너 그 자체가 현상제로서 사용되고, 2 성분 현상 방식의 화상 형성 방법의 경우는, 토너와 캐리어가 혼합된 것이 현상제로서 사용된다.

본 발명에 있어서, 화상 형성 방법에서 사용하는 전자사진용 토너는, 적어도 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하고 있어야 한다. 그리고, 그 토너를 전사지 등의 기록 매체에 정착시키는 방법으로서, 접촉 타입의 가열 압착식 정착기를 사용한다. 그 정착기의 정착부재 표면에 폴리벤즈이미다졸 (이하 「PBI」 라고 한다) 을 함유하는 표층을 갖고 있는 경우에 특히 적합하다. 정착부재의 형상은 롤이거나, 벨트일 수도 있다. 정착부재가 롤인 경우는, PBI 를 함유하는 표층은 도공에 의해 형성된 것이어도 되고, PBI 를 함유하는 심리스 튜브를 롤 위에 장착한 것이어도 된다. 또한 벨트의 경우는, PBI 를 함유하는 표층은 도공에 의해 형성된 것이어도 되고, PBI 를 함유하는 필름 그 자체여도 된다.

시클로올레핀 공중합체 수지를 결착 수지로서 사용한 본 발명의 전자사진용 토너를 사용하면, 정착부재로서 PBI 를 함유하는 표층을 갖는 정착부재를 구비한 가열 압착식 정착기를 사용하는 화상 형성 방법에 사용한 경우, 다수장 연속 프린트시에 있어서도, 정착시의 오프셋 및 감김 부착 현상이 발생하지 않고, 장기간 충분한 화상 농도 등을 유지할 수 있다는 효과가 발생한다. 또한, 전사 효율 및 내구성이 우수하고, 또한, 캐리어에 대한 스펜트가 적고, 토너의 소비량이 적으며, 정착부재의 열화도 없다는 효과를 발생한다.

도 1 은, 정착부재가 롤인 경우의 본 발명에 사용하는 가열 압착식 정착기의 모식도이다.

도 2 는, 정착부재가 벨트인 경우의 본 발명에 사용하는 가열 압착식 정착기의 모식도이다.

*부호의 설명*

1: 정착 롤

2: PBI 를 함유하는 표층

3: 알루미늄제 심관(芯管)

4: 열원

5: 가압 롤

6: 전사지

7: 토너 화상

8: PBI 로 이루어지는 필름의 벨트

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

상기한 화상 형성 방법에 사용하는 본 발명의 토너에 관해서 자세히 설명한다.

본 발명에 사용되는 토너는, 적어도 토너 입자로 구성되고, 필요에 따라 소 수성 실리카로 대표되는 유동화제 등이 첨가된다. 그리고 토너 입자는, 결착 수지로서, 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하고, 필요에 따라 착색제, 이형제, 대전제어제, 및 그 밖의 첨가제 등에 의해 구성된다.

본 발명의 토너 입자에 있어서, 결착 수지는 적어도 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유할 필요가 있다. 시클로올레핀 공중합체 수지는 환형 구조를 갖는 폴리올레핀 수지로서, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등의 α-올레핀 (비환식 올레핀) 과, 시클로헥센, 노르보르넨, 테트라시클로도데센 등의 2 중 결합을 갖는 시클로올레핀과의 공중합체이고, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중 어느 것이라도 상관없다. 이들 시클로올레핀 공중합체 수지는, 예를 들어 메타로센계, 치글러계 촉매를 사용하는 공지의 중합법에 의해 얻을 수 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 평5-339327호, 일본 공개특허공보 평5-9223호 및 일본 공개특허공보 평6-271628호 등에 개시된 방법에 의해 합성할 수 있다.

시클로올레핀 공중합체 수지에 있어서의 α-올레핀과 시클로올레핀의 공중합비는, 양자의 투입 몰비를 적절히 설정함으로써 원하는 것이 얻어지도록 광범위하게 변경할 수 있고, 구체적으로는, 시클로올레핀은, 양자의 합계량에 대하여 2∼98몰%, 바람직하게는 2.5∼50몰%, 보다 바람직하게는 2.5∼35몰% 의 범위로 설정된다. 예를 들어, α-올레핀으로서 에틸렌, 시클로올레핀으로서 노르보르넨을 반응시키는 경우, 반응 생성물인 시클로올레핀 공중합체 수지의 유리 전이점 (Tg) 은, 이들 양자의 투입 비율에 크게 영향을 받아, 노르보르넨의 투입 비율을 증가시키면 Tg 도 상승하는 경향이 있다. 구체적으로는, 노르보르넨의 투입 비율을 약 60중량% 로 하면, Tg 가 거의 60∼70℃ 의 범위인 것이 얻어진다.

본 발명에 있어서, 상기 시클로올레핀 공중합체 수지는, 상기 중합법에 의해 얻어진 1 종류의 것이어도 되고, 또한, 평균 분자량이 다른 복수의 것을 혼합한 것이어도 된다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 시클로올레핀 공중합체 수지는, 중량평균 분자량 (이하, 「Mw」로 약칭한다.) 15000 미만의 저분자량체 0∼75중량%, Mw 15000∼100000 의 중분자량체 5∼25중량%, 및 Mw 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 것을 들 수 있다. 그리고 Mw 15000 미만의 저분자량체 0∼70중량%, Mw 15000∼100000 의 중분자량체 10∼20중량%, 및 Mw 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.

상기 저분자량체가 75중량% 를 넘으면 고온 오프셋 및 감김 부착의 발생이 일어나기 쉬워진다. 또, 상기한 중분자량체가 5중량% 미만이면 정착부재에 대한 감김 부착 현상 및 고온 비오프셋 온도의 저하가 일어나며, 또한, 저분자량체와 고분자량체의 상용성의 저하를 초래하기 쉬워진다. 25중량% 를 넘으면 균일 혼련성이 저하되어 토너 성능에 지장을 초래하고, 또한 저온 정착성을 손상시키는 경향이 있다. 상기한 고분자량체가 20중량% 미만이면 정착부재에 대한 감김 부착 현상 및 고온 비오프셋 온도의 저하가 일어나고, 95중량% 를 넘으면 균일 혼련성이 저하되어 토너 성능에 지장을 초래하며, 또한 저온 정착성을 손상시키는 경향이 있다.

본 발명에 있어서, 시클로올레핀 공중합체 수지가 상기한 다른 중량평균 분자량을 갖는 3 개의 공중합체의 혼합물로 이루어지는 경우, 저분자량체는, Mw 5000∼10000 의 범위의 것이 보다 바람직하고, 6000∼8000 의 범위의 것이 더욱 바람직하다. 또한, 중분자량체는, Mw 50000∼90000 의 범위의 것이 보다 바람직하다. 그리고 고분자량체는, Mw 120000 이상인 것이 보다 바람직하다.

또, 저분자량체는, 많은 경우에서 결착 수지의 주요 부분을 구성하고, 저온 정착성을 발휘한다. 중분자량체는 저분자량체와 고분자량체의 중간에 있고, 저분자량체와 고분자량체의 상용성을 향상시키는 기능을 갖는다. 고분자량체는 고온 오프셋, 및 정착 롤에 대한 감김 부착 방지에 효과가 있다.

본 발명에 있어서 중량평균 분자량의 측정은 GPC 측정법에 의한다. 또, GPC 측정법은 하기와 같다. 즉, 칼럼 온도 40℃ 에서 테드라히드로푸란 (THF) 을 유속 1㎖/min 으로 흘려, 시료의 THF 용액을 주입하여 측정하고, 표준 물질로는 폴리스티렌을 사용하고, 이런 다음, 측정치를 폴리스티렌 환산치로 변환한다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 시클로올레핀 공중합체 수지에는, 용융 공기 산화법 또는 무수말레산 변성 또는 아크릴산 변성 등에 의해 카르복실기를 도입해도 된다. 그것에 의해, 다른 수지와의 상용성, 안료의 분산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 수산기, 아미노기를 공지된 방법에 의해 도입하는 것에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 시클로올레핀 공중합체 수지에, 노르보르나디엔, 시클로헥사디엔, 테트라시클로도데카디엔 등의 디엔 모노머와의 공중합에 의해, 또는 카르복실기를 도입한 시클로올레핀 공중합체 수지에, 아연, 구리, 칼슘 등과 같은 금속의 첨가에 의해 가교 구조를 도입함으로써, 정착성을 향상시키는 것도 가능하다.

또, 토너 중의 시클로올레핀 공중합체 수지의 분자량 분포의 측정은, 토너를 THF 에 용해한 후, 원심분리로 시클로올레핀 공중합체 용액을 채취하고, 그 후, 상기한 GPC 법에 의해 측정함으로써 이루어진다.

본 발명에 사용되는 시클로올레핀 공중합체 수지는, 제조시의 용매인 데카린(Decalin)이 충분히 제거되어 있는 것이 바람직하다. 토너 입자 중에 잔류하는 데카린의 농도는, 토너 입자에 대하여 500ppm 이하가 바람직하고, 300ppm 이하가 보다 바람직하다. 데카린은 고비등점 용제이기 때문에 토너 입자 중에 잔류하기 쉽고, 500ppm 을 초과하면 토너의 대전 제어 능력을 저하시켜, 프린트 화상에 화상의 바탕에 백화현상을 발생시키기 쉬워지거나, 정착시에 악취가 발생하는 등의 문제를 일으킨다.

또, 토너 중의 데카린의 잔류량의 측정 방법은 가스 크로마토그래피법에 의해서 실시한 값이다.

본 발명에 있어서, 결착 수지에는, 상기한 시클로올레핀 공중합체 수지 외에 다른 수지를 병용해도 된다. 본 발명에 있어서, 결착 수지에서의 시클로올레핀 공중합체 수지의 배합 비율은, 바람직하게는 50∼100중량%, 더욱 바람직하게는 80∼100중량% 의 범위로 설정된다. 시클로올레핀 공중합체 수지가 50중량% 미만인 경우는, 다수장의 연속 복사시에 있어서, 모든 환경하에서 충분한 화상 농도를 유지하고, 감광체에 대한 필르밍에 의한 흑점 (블랙 스폿을 말하는 것으로, 이하 「BS」라고 한다) 이나 현상부재에 대한 융착의 문제가 발생하지 않고, 또한 높은 현상성과 전사성을 가진 저소비량의 전자사진용 토너를 제공하기 어려운 경향이 있다.

시클로올레핀 공중합체 수지와 병용하는 것이 가능한 다른 수지로는, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴산에스테르 수지, 스티렌-아크릴산에스테르 공중합체 수지, 스티렌-메타크릴산에스테르 공중합체 수지, 폴리염화비닐, 폴리아세트산비닐, 폴리염화비닐리덴, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 수첨 로진, 환화(環化) 고무 등을 들 수 있고, 특히 토너 정착시의 감김 부착을 방지하기 위해서는, 용융시에 토너의 점도를 높일 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 용융 개시 온도 (연화점) 는 어느 정도 높은 것 (예를 들어 120∼150℃) 이 바람직하고, 또한, 보존안정성을 향상시키기 위해서는, 유리 전이점이 65℃ 이상의 높은 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 토너 중에 저온 정착성과 정착시의 이형성의 향상을 위해 왁스를 함유하는 것이 바람직하다. 특히 시클로올레핀 공중합체 수지의 분자량을 크게 한 경우, 저온 정착성을 보완하기 위해서 바람직하다. 왁스로는, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 등의 폴리올레핀계 왁스, 피셔 트로프슈 (Fischer-Tropsch) 왁스 등의 합성 왁스, 파라핀 왁스, 마이크로 왁스 등의 석유계 왁스, 카르나바 왁스, 칸데리라 왁스, 라이스 왁스, 경화 피마자유 등을 들 수 있다. 또한, 시클로올레핀 수지 중에서의 왁스의 미세 분산을 제어할 목적으로 변성 폴리에틸렌 왁스를 사용하는 것도 바람직하다. 그리고, 이들 왁스를 2 종 류 이상 병용할 수도 있다. 왁스의 함유량은 토너 입자 중 0.5∼10.0중량% 의 범위가 바람직하고, 더 바람직하게는 1.0∼8.0중량% 의 범위이다. 0.5중량% 미만이면 저온 정착성이나 정착시의 이형성에 대한 기여가 불충분하고, 10.0중량% 를 초과하면 보존 안정성에 문제가 생기게 된다.

왁스는 필요에 따라 복수 종류를 사용할 수 있지만, 모든 종류의 왁스가 DSC 의 흡열 피크에서 나타내는 융점은 80℃ 이상인 것이 바람직하다. 80℃ 미만이면 토너 입자의 블록킹이 일어나기 쉬워져 내구성에 문제가 생긴다.

착색제는, 블랙용 안료로는, 카본 블랙, 램프 블랙이, 마젠타용 안료로는 C.I. 피그먼트 레드 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 163, 202, 206, 207, 209; C.I. 피그먼트 바이올렛 19; C.I. 바이올렛 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29, 35 등이, 시안용 안료로는, C.I. 피그먼트 블루 2, 3, 15, 16, 17; C.I. 배트 블루 6; C.I. 애시드 블루 45 등이, 옐로용 안료로는, C.I. 피그먼트 옐로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 23, 65, 73, 74, 83, 97, 155, 180 등이 단독으로 또는 혼합되어 사용된다. 통상 자주 사용되는 것으로는, 일반명으로 카본블랙, 아닐린블루, 캘코오일블루, 크롬옐로, 울트라마린블루, 듀퐁오일레드, 퀴놀린옐로, 메틸렌블루 클로라이드, 프탈로시아닌블루, 마라카이트그린 옥살레이트, 램프블랙, 로즈벵갈 등을 들 수 있다. 착색제는, 충분한 농도의 가시 이미지가 형성되기에 충분한 비율의 함유량이 필요하고, 예를 들 어, 결착 수지 100중량부에 대하여 1∼20중량부 정도, 바람직하게는 1∼7중량부의 비율로 함유된다.

본 발명에서 사용하는 토너는, 필요에 따라 대전제어제를 함유하는 것이 바람직하다. 대전제어제는, 극성을 부여하기 위해 첨가되고, 정대전 토너용과 부대전 토너용으로 나누어진다. 정대전 토너용으로서, 니그로신 염료, 제 4 급 암모늄염, 피리디늄염 및 아딘 등이 사용된다. 또한, 부대전 토너용으로는, 아조계 금속함유 착물, 살리실산계 금속 착물 및 붕소계 착물이 사용되고, 바람직한 첨가량은, 결착 수지 100중량부에 대하여 0.1∼5중량부이다. 또한, 이들을 단독으로 또는 혼합하여 사용해도 괜찮다. 본 발명에 있어서, 풀 컬러용으로는 무색인 것이 바람직하고, 무색인 것으로서, 붕소계 착물, 아연 착물, 크롬 착물 등이 있지만, 하기 일반식으로 나타내는 붕소계 착물이 바람직하며, 대표적인 것으로서 일본 카릿트사로부터 LR-147 의 상품명으로 시판되고 있다. 이 붕소 착물은, 토너 입자에 대하여 1.0∼4.0중량% 함유되는 것이 바람직하다.

[식 중, R₁ 및 R₄ 는 수소원자, 알킬기, 치환 또는 비치환의 방향환 (축합환도 포함한다) 을 나타내고, R₂ 및 R₃ 은 치환 또는 비치환의 방향환 (축합환도 포함 한다) 을 나타내고, B 는 붕소를 나타내고, Xⁿ⁺ 는 양이온을 나타내고, n 은 1 또는 2 이다.]

아연 착물이나 크롬 착물도 컬러 토너에 사용 가능하지만, 대전의 안정성에 지장을 초래하는 경우가 있다. 이것은 시클로올레핀 공중합체 수지의 체적 고유 저항이, 폴리에스테르 수지 등과 비교하여 높은 것에 유래하는 것으로 추찰된다.

기타 필요에 따라 함유시키는 첨가제로는, 자성 분말 등을 들 수 있다. 자성 분말로는, 페라이트분, 마그네타이트분, 철분 등의 미립자를 들 수 있다. 페라이트분으로는 MeO-Fe₂O₃ 의 혼합 소결체가 본 발명에 사용된다. 이 경우의 MeO 는, Mn, Zn, Ni, Ba, Co, Cu, Li, Mg, Cr, Ca, V 등의 산화물을 의미하고, 이중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 마그네타이트분으로는 FeO-Fe₂O₃ 의 혼합 소결체가 사용된다. 자성 분말은, 입경 0.05∼3㎛ 의 범위의 것이 바람직하고, 배합 비율은 토너 중 70중량% 이하가 바람직하다.

본 발명에 사용하는 토너를 구성하는 토너 입자는, 상기 재료를 소정 비율로 배합하여 혼합하고, 그 혼합물을, 용융 혼련, 분쇄, 분급 등의 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 또한, 상기 재료의 원료물질을 사용하여 중합법에 의해 토너 입자를 제작해도 된다. 토너 입자의 체적 평균 입경은, 일반적으로 5∼15㎛ 의 범위로 설정된다.

본 발명의 토너는, 토너 입자에 대하여 소수성 실리카 미립자가 0.5∼3.0중 량% 부착되어 있는 것이 바람직하고, 0.7∼2.5중량% 가 보다 바람직하다. 소수성 실리카 미립자의 부착량이 0.5중량% 미만인 경우는, 토너 입자 중에 함유되는 이형제가 감광체나 대전부재에 융착되어 화상 결함이 발생하기 쉬워진다. 3.0중량% 를 넘으면 소수성 실리카의 탈리가 발생하기 쉽고, 감광체 상의 BS 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 소수성 실리카 미립자는, 대입경, 중ㆍ소입경의 것을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 외첨 처방을 채택함으로써, 더욱 안정된 내융착 특성을 얻을 수 있다.

대입경이란 평균 입자직경이 0.03∼0.10㎛ 인 것을 말한다. 중ㆍ소입경이란 0.03㎛ 미만의 것을 말한다. 대입경 소수성 실리카의 평균 입자직경이 0.10㎛ 를 초과하면 유동성이 나빠지고, 0.03㎛ 미만에서는 충분한 내융착성이 얻어지지 않는다. 중ㆍ소입경 소수성 실리카는 토너의 유동성을 일정 이상으로 유지시키는 기능이 있다.

토너에는, 소수성 실리카 미립자 외에, 토너의 유동성, 대전성, 클리닝성, 및 보존성 등의 제어를 위해, 자성 분말, 알루미나, 탤크, 클레이, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화티탄 또는, 각종 수지 미립자 등의 실리카 미립자 이외의 외첨제가 부착되어 있어도 된다.

토너 입자에 상기 미립자를 부착시키기 위해서는, 터빈형 교반기, 헨셸 믹서, 슈퍼 믹서 등의 일반적인 교반기에 의해 혼합하여 교반하는 등의 방법을 들 수 있다.

다음에, 본 발명의 화상 형성 방법에 사용되는 가열 압착식 정착기에 관해서 설명한다. 상기한 바와 같이 시클로올레핀 공중합체 수지를 결착 수지로서 함유하는 토너를 사용하면 가열 압착식 정착기에서 감김 부착 현상이 일어나기 쉽다. 본 발명자는, 시클로올레핀 공중합체 수지를 사용한 토너를 사용하였을 때의 가열 압착식 정착기에서의 감김 부착 현상을 방지하는 것을 정착부재의 면에서 예의 검토하여, 정착부재에 PBI 를 함유하는 표층을 갖는 것을 사용하면 감김 부착 현상이 방지되는 것을 발견함으로써, PBI 가 시클로올레핀 공중합체 수지에 대하여 특히 이형성이 우수한 것이 판명되었다.

본 발명에 있어서는, 가열 압착식 정착기로서, 정착부재의 표면에 PBI 를 함유하는 표면층을 갖는 것이 사용된다. 물론, 토너 비접촉측의 가압 롤 표면도 내열성이나 내마모성의 면에서 PBI 를 함유하고 있어도 된다. 정착부재의 형상은 롤과 벨트가 일반적이다.

PBI 는 하기 일반식으로 나타내는 초내열ㆍ고기능성 엔지니어링 플라스틱이고, PBI 를 사용한 가열 압착식 정착기는, 예를 들어 일본 특허 제2984404호 및 일본 특허 제3261166호 등에 개시되어 있다.

[식 중, R 은 수소원자 또는 알킬기이다.]

PBI 는, 종래부터 정착부재 표면에 사용되고 있는 PTFE 나 실리콘 고무보다 도 내열성이 현저히 높은 것이다. 그 결과, 열 롤의 설정 온도를 높게 하는 것이 가능해져, 복사 속도를 높일 수 있다. 또한 PBI 는 내마모성이 우수하여, 전사지가 고속으로 통과하는 롤의 재질로서 바람직한 것이다. 본 발명에서 사용되는 PBI 의 수평균 분자량은 2,000∼100,000 의 범위가 바람직하고, 5,000∼30,000 의 범위가 보다 바람직하다.

전자사진식 복사기 및 프린터용의 가열 압착식 정착기에 사용되는 정착부재의 PBI 를 함유하는 표층의 조성은, PBI 단독이어도 되지만, 하기와 같은 경우에는 다른 재료를 함유시킬 수 있다. 그러나, 어느 경우라도 PBI 의 함유량은 50중량% 이상이 바람직하다. PBI 의 함유량이 50중량% 미만이면, PBI 의 내열성, 내마모성, 시클로올레핀 공중합체 수지에 대한 이형성이라는 특징을 발휘할 수 없게 된다.

예를 들어, PBI 는, 압축 탄성률이나 인장 탄성률이 약간 작기 때문에 정착 조건에 따라서는 신축하는 경우가 있으므로, 그와 같은 경우에는 보다 큰 탄성률을 갖는 내열성 수지, 예를 들어 폴리이미드를 함유시켜 탄성률을 크게 할 수 있다.

또한, 이형성이 좀더 요구되는 경우에는, 고분자 불소 화합물 또는 저분자 불소 화합물을 함유시킬 수도 있다.

상기 고분자 불소 화합물이란, 불소를 함유하는 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 불소를 함유하는 단량체와 다른 단량체와의 공중합체를 말한다. 그와 같은 고분자 불소 화합물에는, 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리트리플루오로클로르에틸렌, 폴리불화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리디클로르디플루오 로에틸렌 등이 있다. 이들 중에서, 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 말하는 저분자 불소 화합물이란, 불소원자를 함유하는 무기 또는 유기 화합물을 말한다. 바람직한 저분자 불소 화합물은, 탄소원자수 20개까지의 불소함유 탄화수소이다. 상기 불소함유 탄화수소는, 다른 관능기, 예를 들어, 알콕시기, 알케닐기, 아릴기, 옥시기, 수산기, 카르복실기, 아실기, 아미노기, 니트로기, 할로겐 등으로 치환되어 있어도 된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 정착부재의 PBI 를 함유하는 표층에, 상기 서술한 고분자 불소 화합물과 저분자 불소 화합물을 동시에 함유시켜도 된다.

또, 본 발명에 있어서는, 정착부재의 PBI 를 함유하는 표층에, 상기한 불소 화합물에 추가하여, 내첨(內添) 필러를 함유시켜도 된다. PBI 를 함유하는 표층에 내첨 필러를 함유시킴으로써 PBI 의 자기윤활성 및 전기전도성을 향상시킬 수 있다. 그와 같은 내첨 필러로는, 예를 들어, SiC, 각종 금속 가루 및 그라파이트 등의 카본을 들 수 있다. 자기윤활성을 향상시킴으로써 정착부재 사이에서의 복사지의 통지성이 개선되고, 전기전도성을 향상시킴으로써 정착부재, 전사지, 토너 사이에서의 마찰에 의한 정전기의 발생, 축적이 방지된다.

또한, PBI 는, 표면경도가 로크웰 경도 K 스케일에서 110 으로 매우 단단하지만, 문제가 있는 경우에는 PBI 를 함유하는 표층에 결착 수지 물질을 함유시킴으로써 탄성 및 표면경도를 개선할 수 있다. 탄성 및 표면경도를 개선함으로써, 정착부재 사이의 접촉 면적, 즉 닙 폭에 자유도를 갖게 하여 토너의 정착 효율을 제어하는 것이 가능해진다. 이러한 결착 수지 물질로는, 예를 들어, HTV (High Temperature Vulcanized) 실리콘 고무, RTV (Room Temperature Vulcanized) 실리콘 고무, LTV (Low Temperature Vulcanized) 실리콘 고무를 들 수 있다.

이하, 본 발명의 화상 형성 방법에 사용되는 가열 압착식 정착기에 있어서의 PBI 를 함유하는 표층을 갖는 정착부재의 예를 도면에 의해 설명한다. 그러나, 이것은 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1 은, 가열 압착식 정착기에 있어서, 정착부재가 롤인 경우이다. 도면에 있어서, 정착 롤 (1) 은, 알루미늄제 심관 (3)의 표면에 PBI 를 함유하는 표층 (2) 이 형성되고, 또한, 중심에 토너를 정착시키기 위한 열원 (4) 을 갖고 있다. 정착 롤에 대향하여 가압 롤 (5) 이 형성되고, 이들 롤은 화살표 방향으로 회전하도록 되어 있다. 정착은, 토너 화상 (7) 이 형성된 전사지 (6) 를 정착 롤과 가압 롤 사이에 삽입함으로써 이루어진다.

도 2 는, 정착부재가 벨트인 경우이다. 도면에 있어서, PBI 로 이루어지는 필름 (또는 폴리이미드 필름 등의 베이스 필름에 PBI 함유 표층을 형성한 필름) 의 벨트 (8) 가 지지 롤 및 구동 롤에 현가되어, 화살표 방향으로 회전하도록 되어 있다. 이 벨트의 이면에 접하여 열원 (4) 이 형성되어 있고, 또한, 그것과 대향하는 위치에 가압 롤 (5) 이 형성되어 있다. 정착은, 토너 화상 (7) 이 형성된 전사지 (6) 를, 열원 (4) 과 가압 롤 (5) 사이에서 이동하는 벨트 (8) 와 가압 롤 사이에 삽입함으로써 이루어진다.

본 발명에 있어서 가열 압착식 정착기에 사용되는 PBI 함유 표층을 갖는 정 착부재는, PBI 를 용매에 용해시킨 것에, 필요에 따라서 다른 물질을 첨가하여 균일하게 한 후, 심관 또는 플렉시블 벨트에 코팅함으로써 제조할 수 있다. 즉, PBI 를 함유하는 액을 심관 또는 벨트에 딥핑하거나, 심관 등의 표면에 도포 또는 스프레이하여 PBI 를 부여하고, 그 후 용매를 건조시킴으로써 목적으로 하는 정착부재를 얻을 수 있다. 상기 용매로는 N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드 및 N-메틸-2-피롤리돈을 비롯한 PBI 의 건식 방사액의 제작에 있어서 일반적으로 사용되는 용매로부터 선택할 수 있다. 특히 바람직한 용매는, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈이다. 또한, 벨트의 경우는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 벨트 그 자체가 PBI 를 함유한 필름이어도 된다.

또한, 본 발명에 있어서 가열 압착식 정착기에 사용되는 정착부재는, PBI 를 함유하는 혼합물을 원통형상으로 소결 성형하거나, 또는 소결 성형 후에 원통형상으로 가공하여 제조할 수도 있다. PBI 는 열가소성 수지이지만, 융점이 분해점보다도 높기 때문에 용융 압출 성형 가공을 할 수 없다. 따라서, 성형체를 제조하기 위해서는, PBI 등을 분체로 한 것을 소결하여 성형체를 얻게 된다.

PBI 를 사용함으로써, 종래의 가열 압착식 정착기에 사용되어 있던 부재보다도 높은 내열성, 내마모성을 발휘하는 것이 가능해지고, 수지 강도가 강한 시클로올레핀 공중합체를 주된 결착 수지로서 함유하는 토너와 조합하여도, 정착부재의 수명이 매우 길어지고, 또한 정착기에서의 감김 부착이 없어진다. 따라서, 토너 접촉측의 정착부재의 표면 온도를 높게 설정할 수 있고, 또 시클로올레핀 공중합체 수지와의 이형성이 우수하기 때문에, 복사 속도의 고속화를 꾀할 수 있다.

또한, PBI 는 소수화 처리된 폴리벤즈이미다졸 (이하, 「N-PBI」라고 한다.) 인 것이 바람직하다. 소수화 처리되어 있지 않은 PBI 는 프린터를 사용하고 있지 않을 때에 수분 흡착을 일으켜, 사용시에 수분을 방출하고, 그 반복으로 인해 열화되기 쉬워, 소수화한 것에 비하여 수명이 짧고, 정착부재에 대한 적성이 손상되는 경향이 있다. N-PBI 는, 상기 일반식에 있어서, R 이 알킬기를 나타내는 것으로부터 선택 가능하지만, CH₃ 또는 C₂H₅ 가 바람직하이다.

이하, 실시예 및 비교예에 근거하여 본 발명을 설명한다. 단, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

<시클로올레핀 공중합체 수지의 제작>

하기의 저분자량체, 중분자량체, 고분자량체를 소정 비율로 용융 블렌드하여, 펠릿화하고 시클로올레핀 공중합체 수지로 하였다. 어느 것이나, 티코나사 제조, 상품명: TOPAS, 잔류 용매를 충분히 제거한 타입이다.

ㆍ저분자량체 (품번: TM): Mw 7000

ㆍ중분자량체 (품번: 8007): Mw 80000

ㆍ고분자량체 (품번: TB): Mw 140000

<시클로올레핀 공중합체 수지 A 의 제작>

상기의 TM: 34중량%, 8007: 10중량%, TB: 56중량% 를 용융 블렌드하여, 펠릿화하고 시클로올레핀 공중합체 수지 A 로 하였다.

<시클로올레핀 공중합체 수지 B 의 제작>

상기의 TM: 62중량%, 8007: 10중량%, TB: 28중량% 를 용융 블렌드하여, 펠릿화하고 시클로올레핀 공중합체 수지 B 로 하였다.

<시클로올레핀 공중합체 수지 C 의 제작>

상기의 8007: 20중량%, TB: 80중량% 를 용융 블렌드하여, 펠릿화하고 시클로올레핀 공중합체 수지 C 로 하였다.

<토너의 제작>

실시예 1 (토너 A 의 제작)

ㆍ시클로올레핀 공중합체 수지 A 84중량부

ㆍ폴리프로필렌 왁스 7중량부

(산요카세이공업사 제조, 상품명: 비스콜 660P, 융점 137℃)

ㆍ붕소 착물 2중량부

(일본 카릿트사 제조, 상품명: LR-147)

ㆍ카본 블랙 7중량부

(캐봇트사 제조, 상품명: REGUL330R)

상기 배합비로 이루어지는 원료를 슈퍼 믹서로 혼합하고, 2 축의 압출기로 열용융 혼련 후, 제트 밀로 분쇄하고, 그 후 건식 기류 분급기로 분급하여 체적 평균 입경이 9㎛ 인 토너 입자를 얻었다.

그리고, 이 토너 입자에 대하여 대입경 소수성 실리카 (일본아에로딜사 제조 상품명: NA-50Y, 입자직경 0.050㎛) 0.3중량% 와 중입경 소수성 실리카 (왓카케미 칼사 제조, 상품명: H2000/4M, 입자직경 0.015㎛) 1.0중량% 를 첨가하여, 헨셸 믹서로 주속(周速) 40m/sec, 4분간 혼합하여 토너 A 를 얻었다. 토너 입자 중의 데카린의 잔류 농도는 95ppm 이었다.

실시예 2 (토너 B 의 제작)

시클로올레핀 공중합체 수지 A 를 대신하여 시클로올레핀 공중합체 수지 B 를 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 토너 B 를 얻었다. 토너 입자 중의 데카린의 잔류 농도는 250ppm 이었다.

실시예 3 (토너 C 의 제작)

시클로올레핀 공중합체 수지 A 대신에 시클로올레핀 공중합체 수지 C 를 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 하여 토너 C 를 얻었다. 토너 입자 중의 데카린의 잔류 농도는 75ppm 이었다.

비교용 토너의 제작예 (토너 D 의 제작)

시클로올레핀 공중합체 수지 A 를 폴리에스테르 수지 (미쓰비시레이욘사 제조, 상품명: FC-1142) 로 바꾼 것 외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 토너 D 를 얻었다.

(정착 롤 a 의 제작)

N-PBI (쿠라리안토쟈판사 제조품) 를 N,N-디메틸아세트아미드에 용해하여 도공액을 얻었다. 알루미늄제의 직경 20㎜ 의 심관 표면에, 이 도공액을 스프레이법에 의해 도포하였다. 이어서, 도막을 320℃ 에서 소성시켜, 막두께 20㎛ 의 N-PBI 막을 갖는 정착 롤 a 를 얻었다.

(정착 롤 b 의 제작)

N-PBI (쿠라리안토쟈판사 제조품) 와 폴리이미드 (듀퐁사 제조, 상품명: 베스펠) 를 N,N-디메틸아세트아미드에 용해하여 도공액을 얻었다. 알루미늄제의 직경 20㎜ 의 심관 표면에, 이 도공액을 스프레이법에 의해 도포하였다. 이어서, 도막을 320℃ 에서 소성하여, 막두께 20㎛ 의 N-PBI 를 함유하는 막을 갖는 정착 롤 b 를 얻었다.

실시예 4∼6, 비교예 1

상기 실시예 1∼3 및 비교용의 각 토너 (토너 A∼D) 와 실리콘 코트 페라이트 캐리어 (평균 입경 80㎛) 를 토너/캐리어 중량 비율이 5/95 가 되도록 혼합하여, 2 성분 현상제로 하였다. 이들 현상제를, 정착 롤에 N-PBI 를 피복한 상기 정착롤 a 를 장착한 샤프사 제조의 복사기 AR-S400 에 사용하여, 온도 25℃/습도 50% 의 환경하에서, 화상 비율이 5% 인 A4 원고를 A4 의 전사지에 10만장까지 복사하여, 화상 농도 (ID), 백화현상 (BG), 오프셋 및 감김 부착, 스펜트량, 토너 소비량, 전사 효율을 평가하였다.

실시예 7

상기 실시예 1 의 토너 A 와 실리콘 코트 페라이트 캐리어 (평균 입경 80㎛) 를 토너/캐리어 중량 비율이 5/95 가 되도록 혼합하여, 2 성분 현상제로 하였다. 이들 현상제를, 정착 롤에 N-PBI 와 폴리이미드를 피복한 상기 정착 롤 b 를 장착한 샤프사 제조의 복사기 AR-S400 에 사용하여, 온도 25℃/습도 50% 의 환경하에 서, 화상 비율이 5% 인 A4 원고를 A4 의 전사지에 10만장까지 복사하여, 화상 농도 (ID), 백화현상 (BG), 오프셋 및 감김 부착, 스펜트량, 토너 소비량, 전사 효율을 평가하였다.

비교예 2∼4

상기 실시예 1, 3 및 비교용의 토너 A, C 및 D 와 실리콘 코트 페라이트 캐리어 (평균 입경 80㎛) 를 토너/캐리어 중량 비율이 5/95 가 되도록 혼합하여, 2 성분 현상제로 하였다. 이들 현상제를 토너 접촉측의 정착 롤의 재질이 PTFE 로 이루어지는 샤프사 제조의 복사기 AR-S400 에 사용하여, 온도 25℃/습도 50% 의 환경하에서, 화상 비율이 5% 인 A4 원고를 A4 의 전사지에 10만장까지 복사하여, 화상 농도 (ID), 백화현상 (BG), 오프셋 및 감김 부착, 스펜트량, 토너 소비량, 전사 효율을 평가하였다.

평가 방법은 하기와 같다.

1. 화상 농도 (ID) 는 전체면 화상부를 마크베스 반사 농도계 RD-914 로 측정하였다.

2. 백화현상 (BG) 은 니혼덴쇼쿠공업사 제조의 컬러미터 ZE2000 로 비화상부의 백색도를 측정하여, 복사 전후의 백색도의 차로 나타내었다.

3. 오프셋 및 롤에 대한 감김 부착은 육안에 의해 확인하였다.

A: 오프셋 및 감김 부착이 발생되어 있지 않은 것

B: 고온 또는 저온 오프셋의 징후가 화상면에 나타나 있는 것

C: 분명한 오프셋 또는 감김 부착이 발생되어 있는 것

4. 캐리어에 대한 스펜트량 (중량%) 은, 현상제를 계면활성제 수용액에 넣고 세정하여, 토너를 제거하고, 남은 캐리어를 건조시킨 후, 호리바제작소 제 카본 애널라이저 (상품명: EMIA-110) 로 미사용 캐리어와 내쇄(耐刷) 시험 후 캐리어의 카본 중량을 측정하고, 그 차로부터 캐리어에 부착된 카본 중량을 구하여, 중량% 로 나타내었다.

5. 토너 소비량은 토너 감소량에서 구하였다.

6. 전사 효율은 소비 토너량 A 와 회수 토너량 B 로 하여, 다음 식에 의해 구하였다.

[(A－B)/A] ×100 (%)

평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 4∼7, 비교예 1 에 있어서, 정착 롤 표면을 육안으로 확인한 결과, 다수장 연속 프린트에 따르는 열화가 확인되지 않았다.

비교예 2∼4 에 있어서, 정착 롤 면을 육안 확인한 결과, 전사지가 통과하는 지점에 마모에 의한 열화가 확인되었다.

<평가 결과>

표 1 에서 알 수 있듯이, 실시예 4∼7 에서는, 초기부터 10만장 후의 화상 농도는 1.40 이상이고, 백화현상은 0.44 이하로 실용상 문제가 없는 범위에서 복사할 수 있고, 또한, 오프셋 및 감김 부착, 감광체에 대한 BS, 현상부재에 대한 융착이 없고 대전성, 정착성 및 내구성에 문제가 없는 것이 확인되었다. 비교예 1 및 4 에서는 캐리어에 대한 스펜트가 원인이라고 추찰되는 화상 농도 저하, 백화현상 증가 등의 각종 문제가 확인되었다. 또한, 시클로올레핀 공중합체 수지를 사용한 토너는 폴리에스테르 수지를 사용한 토너보다도 양호한 소비량과 전사 효율을 나타내는 것도 확인되었다.

또, 비교예 2 및 3 에서는, 정착 롤에 대한 감김 부착 현상이 초기에 일어나, 평가를 계속하기가 불가능해졌다. 비교예 4 는, 비교예 1 과 거의 동일한 결과로 되어, 폴리에스테르 수지에 대한 PBI 의 정착 롤 효과는 확인되지 않았다.

상기 평가 결과에 의해, 시클로올레핀 공중합체 수지에 대한 PBI 의 유효성이 확인되었다.

폴리벤즈이미다졸 함유 표층을 갖는 정착부재를 구비한 가열 압착식 정착기를 사용하는 화상 형성 방법에 사용하기 위한 전자사진용 토너로서, 결착 수지로서 적어도 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하는 것을 특징으로 한다.

Claims

정착에 폴리벤즈이미다졸 함유 표층을 갖는 정착부재를 구비한 가열 압착식 정착기를 사용하는 화상 형성 방법에 사용하기 위한 전자사진용 토너로서,

상기 토너가 결착 수지로서 적어도 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하며,

상기 시클로올레핀 공중합체 수지가, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0∼75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5∼25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
제 1 항에 있어서, 시클로올레핀 공중합체 수지가, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0 초과 내지 75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5 내지 25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20 내지 95중량% 미만의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
제 1 항에 있어서, 폴리벤즈이미다졸이 소수성 폴리벤즈이미다졸인 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
결착 수지로서, 시클로올레핀 공중합체 수지를 함유하고, 그 시클로올레핀 공중합체 수지가, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0∼75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5∼25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 결착 수지 중에 있어서의 시클로올레핀 공중합체 수지의 함유량이 50중량% 이상인 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 대전제어제로서, 하기 일반식의 붕소 착물을 함유하는 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.

[화학식 1]

[식 중, R₁ 및 R₄ 는 수소원자, 알킬기, 치환 또는 비치환의 방향환 (축합환도 포함한다) 을 나타내고, R₂ 및 R₃ 은 치환 또는 비치환의 방향환 (축합환도 포함한다) 을 나타내고, B 는 붕소를 나타내고, Xⁿ⁺ 는 양이온을 나타내고, n 은 1 또는 2 이다.]
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 시클로올레핀 공중합체 수지에 잔류 용매로서 함유되는 데카린의 토너에서의 함유량이 500ppm 이하인 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 토너가 풀 컬러용인 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
결착 수지로서, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0∼75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5∼25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20∼95중량% 의 혼합물로 이루어지는 시클로올레핀 공중합체 수지를 적어도 함유하는 전자사진용 토너를 사용하여 형성된 토너 화상을 갖는 전사지를, 폴리벤즈이미다졸 함유 표층을 갖는 정착부재를 구비한 가열 압착식 정착기에 공급하여 그 토너 화상을 정착시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 9 항에 있어서, 토너에 있어서의 시클로올레핀 공중합체 수지가, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0 초과 내지 75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5 내지 25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20 내지 95중량% 미만의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 9 항에 있어서, 폴리벤즈이미다졸이 소수성 폴리벤즈이미다졸인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
삭제
제 9 항에 있어서, 결착 수지 중에 있어서의 시클로올레핀 공중합체 수지의 함유량이 50중량% 이상인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 9 항에 있어서, 대전제어제로서, 하기 일반식의 붕소 착물을 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.

[화학식 2]

[식 중, R₁ 및 R₄ 는 수소원자, 알킬기, 치환 또는 비치환의 방향환 (축합환도 포함한다) 을 나타내고, R₂ 및 R₃ 은 치환 또는 비치환의 방향환 (축합환도 포함한다) 을 나타내고, B 는 붕소를 나타내고, Xⁿ⁺ 는 양이온을 나타내고, n 은 1 또는 2 이다.]
제 9 항에 있어서, 시클로올레핀 공중합체 수지에 잔류 용매로서 함유되는 데카린의 토너에서의 함유량이 500ppm 이하인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 9 항에 있어서, 토너가 풀 컬러용인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 4 항에 있어서, 시클로올레핀 공중합체 수지가, 중량평균 분자량 15000 미만의 저분자량체 0 초과 내지 75중량%, 중량평균 분자량 15000∼100000 의 중분자량체 5 내지 25중량%, 및 중량평균 분자량 100000 을 초과하는 고분자량체 20 내지 95중량% 미만의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.