KR101528321B1 - 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상용 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법 - Google Patents

Abstract

비정성(非晶性) 폴리에스테르 수지를 함유하는 결착 수지와, 착색제를 함유하고, 하기 식을 만족하는 정전하상 현상용 토너.
20μS／㎝ ≤ρ≤150μS／㎝ 및
0.01%＜[Cm／(Cc+Co)]×100＜0.1%
(여기에서, ρ는 토너 0.1g을 테트라히드로푸란 30ml에 용해시켰을 때의 상징의 용액의 도전율을 나타내고, Cm은 Al, Mg 및 Fe의 금속 원소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), Cc는 탄소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), Co는 산소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％)을 나타낸다.)

Description

정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상용 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법{ELECTROSTATIC CHARGE IMAGE DEVELOPING TONER, ELECTROSTATIC CHARGE IMAGE DEVELOPING DEVELOPER, TONER CARTRIDGE, PROCESS CARTRIDGE, IMAGE FORMING APPARATUS, AND IMAGE FORMING METHOD}

본 발명은 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상용 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법에 관한 것이다.

전자 사진법 등 정전하상을 거쳐 화상 정보를 가시화하는 방법은, 현재 다양한 분야에서 이용되고 있다. 전자 사진법에 있어서는, 대전, 노광 공정에 의해 상(像)유지체 위에 정전 잠상을 형성하고(잠상 형성 공정), 정전하상 현상용 토너(이하, 단순히 「토너」라고 하는 경우가 있음)를 함유하는 정전하상 현상용 현상제(이하, 단순히 「현상제」라고 하는 경우가 있음)로 정전 잠상을 현상하고(현상 공정), 전사 공정, 정착 공정을 거쳐 가시화된다. 여기에서 사용되는 현상제에는, 토너와 캐리어로 이루어지는 2성분 현상제와, 자성(磁性) 토너 또는 비자성 토너를 단독으로 사용하는 1성분 현상제가 있다.

이와 같은 토너에 있어서, 토너의 표층부나 내부에 함유되는 성분의 양을 규정함으로써, 토너의 성능을 개량하는 것이 검토되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 토너 표층부, 알루미늄 함유량을 특정의 범위로 함으로써, 저온 정착성이 손상되기 어려움과 함께, 광택도가 낮으며, 또한 화상 재현성이 우수한 화상을 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 2에는, 토너를 수계 매체 중에서 분산했을 때의 추출액의 나트륨 이온량을 특정의 범위로 함으로써, 양호한 현상성과 전사성이 양립하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 3에는, 토너를 수계 매체 중에서 분산했을 때의 추출액의 암모늄 이온량를 특정의 범위로 함으로써, 대전성, 환경 의존성, 전사성, 유동성이 우수하며, 또한 양호한 화상을 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 4∼6에는, 토너 슬러리를, 산성 또는 알칼리성으로 조정한 수계 매체를 사용하여 세정함으로써, 대전성 등이 우수하여, 양호한 화상을 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다.

한편, 특허문헌 7에는, 토너의 점탄성(완화 탄성율)을 특정의 범위로 함으로써 저온 정착성을 유지하고, 잉크 제거가 용이한 화상을 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다.

일본국 특개2010-204243호 공보 일본국 특개2010-145508호 공보 일본국 특개2001-066822호 공보 일본국 특개2004-184748호 공보 일본국 특개2004-279598호 공보 일본국 특개2004-279809호 공보 일본국 특개2010-078828호 공보

본 발명의 목적은 결착 수지로서 비정성 폴리에스테르 수지를 함유하고, 고습 환경하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 정전하상 현상용 토너, 그 토너를 함유하는 정전하상 현상용 현상제, 그 현상제를 함유하는 토너 카트리지, 그 현상제를 사용하는 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 비정성(非晶性) 폴리에스테르 수지를 함유하는 결착 수지와, 착색제를 함유하고, 하기 식을 만족하는 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

20μS／㎝ ≤ρ≤150μS／㎝ 및

0.01%＜[Cm／(Cc+Co)]×100＜0.1%

(여기에서, ρ는 토너 0.1g을 테트라히드로푸란 30ml에 용해시켰을 때의 상징의 용액의 도전율을 나타내고, Cm은 Al, Mg 및 Fe의 금속 원소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), Cc는 탄소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), Co는 산소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％)을 나타낸다.)

본 발명의 제2 태양에 따르면, 제1 태양에 있어서, 수계 매체 중에서 응집 공정 및 융합 공정을 거쳐 제작되어 이루어지는 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 제2 태양에 있어서, 상기 응집 공정이 Al, Mg 및 Fe에서 선택되는 적어도 1종의 금속 원소를 함유하는 응집제를 사용하여 이루어지고, 상기 Cm이 토너 중의 상기 응집제에 유래하는 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

본 발명의 제4 태양에 따르면, 제1 태양에 있어서, 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

본 발명의 제5 태양에 따르면, 제1 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 정전하상 현상용 토너가 제공된다..

본 발명의 제6 태양에 따르면, 제1 태양에 있어서, 토너의 플로우 테스터 1／2 강하 온도가 120℃ 이상 150℃ 이하의 범위인 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

본 발명의 제7 태양에 따르면, 제1 태양의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상용 현상제가 제공된다.

본 발명의 제8 태양에 따르면, 제7 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 정전하상 현상용 현상제가 제공된다.

본 발명의 제9 태양에 따르면, 제7 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 정전하상 현상용 현상제가 제공된다.

본 발명의 제10 태양에 따르면, 토너 수용실을 구비하고, 상기 토너 수용실에 제1 태양의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 토너 카트리지가 제공된다.

본 발명의 제11 태양에 따르면, 상(像)유지체와, 현상제를 사용하여, 상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 수단을 구비하고, 상기 현상제는 제7 태양의 정전하상 현상용 현상제인 화상 형성 장치용 프로세스 카트리지가 제공된다.

본 발명의 제12 태양에 따르면, 제11 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 화상 형성 장치용 프로세스 카트리지가 제공된다.

본 발명의 제13 태양에 따르면, 제11 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 화상 형성 장치용 프로세스 카트리지가 제공된다.

본 발명의 제14 태양에 따르면, 상유지체와, 상기 상유지체의 표면을 대전시키는 대전 수단과, 상기 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단과, 현상제를 사용하여, 상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 수단과, 상기 현상된 토너 상을 피(被)전사체에 전사하는 전사 수단을 구비하고, 상기 현상제는 제7 태양의 정전하상 현상용 현상제인 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명의 제15 태양에 따르면, 제14 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명의 제16 태양에 따르면, 제14 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명의 제17 태양에 따르면, 상유지체의 표면을 대전시키는 대전 공정과, 상기 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 공정과, 현상제를 사용하여, 상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 공정과, 상기 현상된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 공정을 포함하고, 상기 현상제는 제7 태양의 정전하상 현상용 현상제인 화상 형성 방법이 제공된다.

본 발명의 제18 태양에 따르면, 제17 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 화상 형성 방법이 제공된다.

본 발명의 제19 태양에 따르면, 제17 태양에 있어서, 정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 화상 형성 방법이 제공된다.

제1 및 제2 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 결착 수지로서 비정성 폴리에스테르 수지를 함유하고, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

제3 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 응집제로서 특정의 금속을 함유하고, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

제4 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 결착 수지로서 결정성 수지를 함유하고, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

제5 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하고, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

제6 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 특정의 플로우 테스터 1／2 강하 온도를 갖고, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

제7 내지 제9 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 정전하상 현상용 현상제가 제공된다.

제10 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 토너 카트리지가 제공된다.

제11 내지 제13 태양에 따른 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 프로세스 카트리지가 제공된다.

제14 내지 제16 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 화상 형성 장치가 제공된다.

제17 내지 제19 태양에 따른 본 발명에 의하면, 본 구성을 채용하지 않을 경우에 비교하여, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수한 화상 형성 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 프로세스 카트리지의 일례를 나타내는 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도.

본 발명의 실시형태에 대해서 이하 설명한다.

본 실시형태는 본 발명을 실시하는 일례로서, 본 발명은 본 실시형태에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너는, 수계 매체 중에서 응집 공정 및 융합 공정을 거쳐 제작되고, 비정성 폴리에스테르 수지를 함유하는 결착 수지를 함유하며, 토너를 테트라히드로푸란에 용해하여 얻어지는 용액의 도전율이 20μS／㎝ 이상 150μS／㎝ 이하(또는 약 20μS／㎝ 이상 약 150μS／㎝ 이하)의 범위이다.

결착 수지로서 비정성 폴리에스테르 수지를 함유하는 토너는, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 저하하는 경우가 있었다.

본 발명자들에 의한 예의 검토의 결과, 결착 수지로서 비정성 폴리에스테르 수지를 함유하는 토너여도, 테트라히드로푸란(THF) 가용분의 전도율을 미리 정한 값으로 조정함으로써, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도의 저하가 억제되는 것을 발견했다.

토너 중에 함유되는 THF 가용분은, 주로 비정성의 결착 수지이다. 그 때문에 THF 가용분의 전도율은, 토너 중에 있어서의 비정성의 결착 수지 중, 또는 결착 수지 근방에 존재하는 이온성 물질량의 영향을 받기 쉽다. 토너 중에 함유되는 이온성 물질은, 주로 계면활성제나 결착 수지의 제조에 사용된 촉매 등에 유래한다고 생각된다. 본 실시형태에 따른 토너에 의해 개선되는 원인에 대해서, 이하와 같이 추측하고 있다. 즉, 결착 수지로서 비정성 폴리에스테르 수지를 함유하는 토너에서는, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지 위에 이 토너에 의해 형성된 하프톤의 토너 상을 용융, 정착할 때, 상술한 이온성 물질은, 용지에 함유되는 수분에 의해 이동하기 쉬워지기 쉽다. 이 이온성 물질량이 적당한 범위일 경우, 용융한 토너 중의 이온성 물질의 분포가 거의 균일한 상태로 유지되기 때문에, 결착 수지를 구성하는 분자쇄의 상(相)분리가 거의 발생하지 않아, 정착 후의 화상 강도의 저하가 억제된다.

본 실시형태에서는 수계 매체 중에서 응집 공정 및 융합 공정을 거치는 제조 방법에 있어서, 응집 정지 후, 융합 공정 전에 숙성(aging) 공정을 넣음으로써, 토너를 테트라히드로푸란에 용해한 용액의 도전율을 상기 범위로 제어한다. 숙성 공정은, 예를 들면 실온 25℃±5℃에서, 약 17시간 이상 약 58시간 이하 정도 교반하면서, 방치함으로써 행해진다.

여기에서, 숙성 시간이 지나치게 길면, 토너 중의 이온성 물질이 많아져, 도전율이 높아지고, 숙성 시간이 지나치게 짧으면, 토너 중의 이온성 물질이 적어져, 도전율이 낮아지는 경향이 있다.

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너를 테트라히드로푸란에 용해시킨 용액의 도전율은 20μS／㎝ 이상 150μS／㎝ 이하의 범위이며, 20μS／㎝ 이상 100μS／㎝ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 도전율이 20μS／㎝ 미만이거나, 또는 150μS／㎝를 초과하면, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 저하한다. 이것은, 용융 토너 중의 이온성 물질이 편재하기 쉬워져, 결착 수지를 구성하는 분자쇄의 상분리가 발생하기 때문에, 정착 후의 화상 강도가 저하해버린다고 생각된다. 섬유가 거친 용지에 하프톤 화상을 형성했을 경우, 입자 밀도가 낮아지며, 용지 중에 함수율의 분포가 있으면, 화상 강도의 저하는 보다 현저해진다고 생각된다.

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너는, 수계 매체 중에서 응집 공정 및 융합 공정을 거쳐 제작되고, 응집 공정에 있어서, Al, Mg 및 Fe에서 선택되는 적어도 1종의 금속 원소를 함유하는 응집제가 사용되는 것이다. 토너 중의 응집제에 유래하는 금속 원소의 함유량을 Cm(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), 탄소의 함유량을 Cc(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), 산소의 함유량을 Co(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％)로 했을 경우, 하기 조건식의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. 하기 조건식을 충족시킬 때, 이들 금속 원소는 토너계 내로부터 용지 중의 수분으로 이동하기 어렵기 때문에, 용융 토너 중의 이온성 물질의 분포가 보다 균일한 상태로 유지되어, 상기 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 보다 향상한다.

0.01%＜[Cm／(Cc+Co)]×100＜0.1%

[Cm／(Cc+Co)]×100가 0.01% 이하거나, 또는, 0.1% 이상이면, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 저하하는 경우가 있다.

또한, 하기 조건식을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.

0.05%＜[Cm／(Cc+Co)]×100＜0.07%

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너는, 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산(HIDS)을 함유하는 것이 바람직하다. 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산은, 상기 이온성 물질이나 금속 원소와 착체 물질을 형성하고, 또한 폴리에스테르 수지와의 친화성이 높기 때문에, 상기 이온성 물질이나 금속 원소가 토너계 내로부터 용지 중의 수분으로 이동하기 어려워져, 용융 토너 중의 이온성 물질의 분포가 보다 균일한 상태로 유지되어, 상기 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 보다 향상한다.

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너는, 결착 수지로서, 결정성 수지를 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하(또는 약 0.1질량％ 이상 약 50질량％ 이하)의 범위에서 함유하는 것이 바람직하고, 10질량％ 이상 25질량％ 이하의 범위에서 함유하는 것이 보다 바람직하다. 결정성 수지는 친수성이 낮기 때문에, 결정성 수지의 함유량이 본 범위이면, 이온성 물질이 용지 중의 수분으로 이동하기 어려워져, 용융 토너 중의 이온성 물질의 분포가 보다 균일한 상태로 유지되어, 상기 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 보다 향상한다. 결정성 수지의 함유량이 0.1질량％ 미만이거나, 또는, 50질량％를 초과하면, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 저하하는 경우가 있다.

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너는, 플로우 테스터 1／2 강하 온도가 120℃ 이상 150℃ 이하(또는 약 120℃ 이상 약 150℃ 이하)의 범위인 것이 바람직하고, 130℃ 이상 140℃ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다. 플로우 테스터 1／2 강하 온도가 본 범위이면, 토너 용융시의 점도가 높기 때문에, 이온성 물질의 역동도(易動度)도 저하하여, 이온성 물질이 용지 중의 수분으로 이동하기 어려워져, 용융 토너 중의 이온성 물질의 분포가 보다 균일한 상태로 유지되어, 상기 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 보다 향상한다. 플로우 테스터 1／2 강하 온도가 120℃ 미만이거나, 또는, 150℃를 초과하면, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 저하할 경우가 있다.

(토너의 구성 성분)

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너에 있어서의 토너 입자는, 비정성 폴리에스테르 수지를 함유하는 결착 수지, 착색제 등을 함유한다. 토너 입자는, 이형제 등의 그 밖의 성분을 필요에 따라 함유한다. 또한, 본 실시형태에 따른 토너에 있어서, 결착 수지로서, 비정성 폴리에스테르 수지에 더하여, 결정성 수지를 함유해도 된다.

본 실시형태에 있어서, 「결정성 수지」의 「결정성」이란, 수지 또는 토너의 시차 주사 열량 측정(DSC)에 있어서, 계단상의 흡열량 변화가 아니라, 명확한 흡열 피크를 갖는 것을 가리킨다. 구체적으로는, 자동 접선 처리 시스템을 구비한 시마즈세이사쿠쇼사제의 시차 주사 열량계(장치명 : DSC-60형)를 사용한 시차 주사 열량 측정(DSC)에 있어서, 10℃／min의 승온 속도로 승온했을 때의 온셋점에서 흡열 피크의 피크 톱까지의 온도가 10℃ 이내일 때에 「명확한」 흡열 피크라고 한다.

또한, 샤프 멜트성의 관점에서, 상기 온셋점에서 흡열 피크의 피크 톱까지의 온도는, 10℃ 이내인 것이 바람직하고, 6℃ 이내인 것이 보다 바람직하다. DSC 곡선에 있어서의 베이스 라인의 평탄부의 임의의 점 및 베이스 라인으로부터의 하강부의 평탄부의 임의의 점을 지정하고, 그 양점간의 평탄부의 접선의 교점이 「온셋점」으로서 자동 접선 처리 시스템에 의해 자동적으로 구해진다. 또한, 흡열 피크는, 토너로 했을 때에, 40℃ 이상 50℃ 이하의 폭을 갖는 피크를 나타낼 경우가 있다.

또한, 결착 수지로서 사용하는 「비정성 수지」란, 수지 또는 토너의 시차 주사 열량 측정(DSC)에 있어서, 온셋점(onset point)에서 흡열 피크의 피크 톱까지의 온도가 10℃를 초과할 때, 혹은 명확한 흡열 피크가 인정되지 않는 수지인 것을 가리킨다. 구체적으로는, 자동 접선 처리 시스템을 구비한 시마즈세이사쿠쇼사제의 시차 주사 열량계(장치명 : DSC-60형)를 사용한 시차 주사 열량 측정(DSC)에 있어서, 10℃／min의 승온 속도로 승온했을 때의 온셋점에서 흡열 피크의 피크 톱까지의 온도가 10℃를 초과할 때, 혹은 명확한 흡열 피크가 인정되지 않을 때에 「비정성」이라고 한다. 또한, 상기 온셋점에서 흡열 피크의 피크 톱까지의 온도는 12℃를 초과하는 것이 바람직하고, 명확한 흡열 피크가 인정되지 않는 것이 보다 바람직하다. DSC 곡선에 있어서의 「온셋점」을 구하는 방법은 상기 「결정성 수지」의 경우와 같다.

비정성 폴리에스테르 수지는, 산(다가 카르복시산) 성분과 알코올(다가 알코올) 성분으로 합성되는 것이며, 본 실시형태에 있어서, 「산 유래 구성 성분」이란, 폴리에스테르 수지의 중합 전에는 산 성분이었던 구성 부위를 가리키고, 「알코올 유래 구성 성분」이란, 폴리에스테르 수지의 중합 전에는 알코올 성분이었던 구성 부위를 가리킨다.

[산 유래 구성 성분]

산 유래 구성 성분은, 특별히 제한은 없고, 지방족 디카르복시산, 방향족 카르복시산이 바람직하게 사용된다.

지방족 디카르복시산으로서는, 예를 들면 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 1,9-노난디카르복시산, 1,10-데칸디카르복시산, 1,11-운데칸디카르복시산, 1,12-도데칸디카르복시산, 1,13-트리데칸디카르복시산, 1,14-테트라데칸디카르복시산, 1,16-헥사데칸디카르복시산, 1,18-옥타데칸디카르복시산 등, 혹은 그 저급 알킬에스테르나 산무수물을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 또한 방향족 카르복시산으로서는 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 피로멜리트산, 나프탈렌디카르복시산 등의 방향족 카르복시산류의 저급 알킬 에스테르나 산무수물을 들 수 있다. 또한 시클로헥산디카르복시산 등의 지환식 카르복시산류 등을 들 수 있다. 더 양호한 정착성을 확보하기 위해, 가교 구조 혹은 분기 구조를 취하기 위해 디카르복시산과 함께 3가 이상의 카르복시산(트리멜리트산이나 그 산무수물 등)을 병용하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 알케닐숙신산류의 구체적인 것으로서는, 도데세닐숙신산, 도데실숙신산, 스테아릴숙신산, 옥틸숙신산, 옥타데세닐숙신산 등을 들 수 있다.

[알코올 유래 구성 성분]

알코올 유래 구성 성분으로서는 특별히 제한은 없지만, 지방족 디올로서, 예를 들면, 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 있다. 또한, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 글리세린 등이나, 시클로헥산디올, 시클로헥산디메탄올, 수소 첨가 비스페놀 A 등의 지환식 디올류, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀 A의 프로필렌옥사이드 부가물 등의 방향족 디올류가 사용된다. 또한, 양호한 정착성을 확보하기 위해, 가교 구조 혹은 분기 구조를 취하기 위해 디올과 함께 3가 이상의 다가 알코올(글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨)을 병용해도 된다.

비정성 폴리에스테르 수지의 제조 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 산 성분과 알코올 성분을 반응시키는 일반적인 폴리에스테르 중합법으로 제조하면 되며, 예를 들면, 직접 중축합, 에스테르 교환법 등을 들 수 있고, 단량체의 종류에 따라 가려 써서 제조하면 된다. 상기 산 성분과 알코올 성분을 반응시킬 때의 몰비(산 성분／알코올 성분)로서는, 반응 조건 등에 따라서도 다르기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 통상 1／1 정도이다.

비정성 폴리에스테르 수지의 제조는, 예를 들면, 중합 온도 180℃ 이상 230℃ 이하 사이에서 행하면 되고, 필요에 따라 반응계 내를 감압으로 하여, 축합시에 발생하는 물이나 알코올을 제거하면서 반응시켜도 된다. 단량체가, 반응 온도 하에서 용해 또는 상용(phase-soluble)하지 않을 경우에는, 중합 반응이 부분적으로 빨라지거나, 늦어질 경우가 있어, 무착색 입자를 많이 발생할 경우가 있기 때문에, 고비점(高沸点)의 용제를 용해 보조제로서 더하여 용해시켜도 된다. 중축합 반응에 있어서는, 용해 보조 용제를 유거(留去)하면서 행해도 된다. 공중합 반응에 있어서 용해성이 나쁜 단량체가 존재할 경우에는 미리 용해성이 나쁜 단량체와, 그 단량체와 중축합 예정의 산 또는 알코올을 축합시켜 두고나서 주성분과 함께 중축합시켜도 된다.

비정성 폴리에스테르 수지의 제조시에 사용해도 되는 촉매로서는, 나트륨, 리튬 등의 알칼리 금속 화합물; 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토류 금속 화합물; 아연, 망간, 안티몬, 티탄, 주석, 지르코늄, 게르마늄 등의 금속 화합물; 아인산 화합물, 인산 화합물, 및 아민 화합물 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 예를 들면, 주석, 포름산 주석, 옥살산 주석, 테트라페닐 주석, 디부틸 주석 디클로라이드, 디부틸 주석 옥사이드, 디페닐 주석 옥사이드 등의 주석 함유 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 있어서는, 정전하상 현상용 토너용의 수지로서 공중합 가능한 것이면, 친수성 극성기를 갖는 화합물을 사용해도 된다. 구체예로서는, 가령 사용하는 수지가 폴리에스테르일 경우, 설포닐-테레프탈산나트륨염, 3-설포닐이소프탈산나트륨염 등의, 방향환에 직접 설포닐기가 치환한 디카르복시산 화합물을 들 수 있다.

비정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 6,000 이상인 것이 바람직 하고, 10,000 이상 300,000 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다. 비정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량(Mw)이 6,000 미만이면, 정착시에 토너가 종이 등의 기록 매체의 표면에 깊이 스며들어 정착 불균일이 생기거나, 정착 화상의 절곡 내성이 저하할 경우가 있고, 300,000을 초과하면, 용융시의 점도가 지나치게 높아져 정착에 적당한 점도까지 이르기 위한 온도가 높아지는 경우가 있어, 결과적으로 정착성이 손상될 경우가 있다.

비정성 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 특별히 제한은 없지만, 40℃ 이상 80℃ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 50℃ 이상 60℃ 이하의 범위가 보다 바람직하다. 비정성 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도가 40℃ 미만이면, 토너의 보관성이 저하할 경우가 있고, 80℃를 초과하면, 정착 온도가 높아질 경우가 있다.

결정성 수지로서는, 상기 정의한 대로 결정성을 갖는 것이면, 어떠한 조성의 것을 사용해도 된다. 구체적으로는, 결정성 폴리에스테르 수지, 결정성 비닐계 수지 등을 들 수 있지만, 정착시의 종이에의 접착성이나 대전성, 및 바람직한 범위에서의 융해 온도 조정의 관점에서 결정성 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 또한 적당한 융해 온도를 갖는 지방족계의 결정성 폴리에스테르 수지가 보다 바람직하다.

결정성 비닐계 수지로서는, (메타)아크릴산아밀, (메타)아크릴산헥실, (메타)아크릴산헵틸, (메타)아크릴산옥틸, (메타)아크릴산노닐, (메타)아크릴산데실, (메타)아크릴산운데실, (메타)아크릴산트리데실, (메타)아크릴산미리스틸, (메타)아크릴산세틸, (메타)아크릴산스테아릴, (메타)아크릴산올레일, (메타)아크릴산베헤닐 등의 장쇄 알킬, 알케닐의 (메타)아크릴산에스테르를 사용한 비닐계 수지를 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, "(메타)아크릴" 인 기술은, "아크릴" 및 "메타크릴" 중 어느 것을 포함하는 것을 의미하는 것이다.

한편, 결정성 폴리에스테르 수지는, 비정성 폴리에스테르 수지와 같이, 산(디카르복시산) 성분과 알코올(디올) 성분으로부터 합성되는 것이다. 결정성 폴리에스테르 주쇄(主鎖)에 대하여 타성분을 공중합한 폴리머의 경우, 타성분이 50중량％ 이하의 경우, 이 공중합체도 결정성 폴리에스테르 수지라고 한다.

결정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 8,000 이상인 것이 바람직하고, 10,000 이상 50,000 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다. 결정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량(Mw)이 8,000 미만이면, 정착 화상의 절곡 내성이 저하할 경우가 있고, 50,000을 초과하면, 정착 온도가 높아질 경우가 있다.

결정성 폴리에스테르 수지의 용융 온도(Tm)는 특별히 제한은 없지만, 40℃ 이상 80℃ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 50℃ 이상 60℃ 이하의 범위가 보다 바람직하다. 결정성 폴리에스테르 수지의 용융 온도가 40℃ 미만이면 토너의 보관성이 저하할 경우가 있고, 80℃를 초과하면, 정착 온도가 높아질 경우가 있다.

본 실시형태에 따른 토너에 있어서, 폴리에스테르 수지 이외의 수지를 함유해도 되고, 특별히 제한되지 않지만, 구체적으로는, 스티렌, 파라클로로스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산라우릴, 아크릴산 2-에틸헥실 등의 아크릴계 단량체; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산라우릴, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 메타크릴계 단량체; 또한 아크릴산, 메타크릴산, 스티렌설폰산나트륨 등의 에틸렌계 불포화산 단량체; 또한 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐니트릴류; 비닐메틸에테르, 비닐이소부틸에테르 등의 비닐에테르류; 비닐메틸케톤, 비닐에틸케톤, 비닐이소프로페닐케톤 등의 비닐케톤류; 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔 등의 올레핀류 단량체의 단독 중합체, 그들의 단량체를 2종 이상 조합시킨 공중합체, 또는 그들의 혼합물, 또한, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리에테르 수지 등, 비(非)비닐 축합계 수지, 또는, 그들과 상기 비닐계 수지와의 혼합물, 이들 공존 하에서 비닐계 단량체를 중합하여 얻어지는 그라프트 중합체 등을 들 수 있다. 이들 수지는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 수지 중에서도 스티렌계 수지나 아크릴계 수지가 특히 바람직하다.

본 실시형태에 따른 토너는, 이형제를 함유해도 된다. 이형제의 구체적인 예로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐 등의 저분자량 폴리올레핀류, 가열에 의해 연화점을 갖는 실리콘류, 올레산아미드, 에루크산아미드, 리시놀레산아미드, 스테아르산아미드 등과 같은 지방산 아미드류나 카나우바 왁스, 라이스 왁스, 칸델릴라 왁스, 목랍(Japanese wax), 호호바 오일 등과 같은 식물계 왁스, 밀랍과 같은 동물계 왁스, 몬탄 왁스, 오조케라이트, 세레신, 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, 피셔트롭슈 왁스 등과 같은 광물, 석유계 왁스, 및 그들의 변성물 등을 들 수 있다.

이들 이형제는 단독으로 사용 가능한 외에, 2종류 이상 조합시켜 사용해도 된다. 이들 이형제의 함유량으로서는 결착 수지 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 10질량부 이하가 바람직하고, 5질량부 이상 9질량부 이하가 보다 바람직하다.

그 밖의 성분으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택하면 되고, 예를 들면, 무기 입자, 대전 제어제 등의 공지의 각종 첨가제 등을 들 수 있다.

본 실시형태의 토너에는 필요에 따라 무기 입자를 첨가해도 된다. 상기 무기 입자로서는 실리카 입자, 산화티탄 입자, 알루미나 입자, 산화세륨 입자, 혹은 이들의 표면을 소수화 처리한 것 등 공지의 무기 입자를 단독 또는 이종 이상을 조합시켜 사용하면 되지만, 발색성이나 오버 헤드 프로젝터(OHP) 투과성 등의 투명성을 손상시키지 않는다는 관점에서 굴절율이 결착 수지보다도 작은 실리카 입자가 바람직하다. 또한 실리카 입자는 각종 표면 처리가 실시되어도 되고, 예를 들면 실란계 커플링제, 티탄계 커플링제, 실리콘 오일 등으로 표면 처리한 것이 바람직하다.

이들 무기 입자를 첨가함으로써 토너의 점탄성을 조정해도 되고, 화상 광택도나 종이에의 스며들기를 조정해도 된다. 무기 입자는 토너 원료 100 질량부에 대하여 0.5질량％ 이상 20질량％ 이하 함유되는 것이 바람직하고, 1질량％ 이상 15질량％ 이하가 더 바람직하다.

본 실시형태의 토너에는 필요에 따라 대전 제어제를 첨가해도 된다. 대전 제어제로서는 크롬계 아조 염료, 철계 아조 염료, 알루미늄 아조 염료, 살리실산 금속 착체 등을 사용하면 된다.

<정전하상 현상용 토너의 제조 방법>

본 실시형태에 따른 토너는, 수계 매체 중에서 응집 공정 및 융합 공정을 거치는 유화 응집법(응집·합일법) 등의 습식제법으로 제조한다.

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너의 제조 방법은, 수지를 함유하는 수지 분산액과, 착색제를 분산한 착색제 분산액과, 이형제를 분산한 이형제 분산액을 혼합하여, 응집 입자를 형성하는 응집 공정과, 응집계 내의 pH를 조정하여 응집 입자의 응집의 성장을 정지시키는 정지 공정과, 응집된 입자를 실온 부근에서 소정의 시간 교반하면서 방치하는 숙성 공정과, 응집 입자를 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열하여 융합시켜 토너 입자를 얻는 융합 공정을 포함하는 방법이다. 융합하여 얻어진 토너 입자를 물을 사용하여 세정하는 세정 공정, 토너 입자를 건조하는 건조 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 또한, 필요에 따라, 응집 공정 후에, 동일한 또는 다른 수지를 첨가하여, 응집 입자의 표면에 그 수지를 부착시키는 쉘층 형성 공정을 포함해도 된다.

이하, 정전하상 현상용 토너의 제조 방법의 일례에 있어서의 각 공정에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 따른 토너의 제조 방법은 이에 한정되는 것이 아니다.

[분산액 조제 공정]

분산액 조제 공정에 있어서는, 수지 분산액, 착색제 분산액, 이형제 분산액 등을 준비한다.

수지 분산액은, 공지의 전상(轉相) 유화 방법을 사용하거나, 혹은 수지의 유리 전이 온도 이상으로 가열하여 기계적 전단력에 의해 그 수지를 유화시키는 방법 등을 사용하여 조제하면 된다. 이때, 이온성 계면 활성제를 첨가해도 된다.

착색제 분산액은, 예를 들면, 이온성 계면 활성제를 사용하여, 옐로우, 시안, 마젠타, 블랙 등의 원하는 색의 착색제 입자를 용매 중에 분산시킴으로써 조제하면 된다.

이형제 분산액은, 예를 들면 이형제를, 수중에 고분자 전해질(예를 들면, 이온성 계면 활성제나 고분자 산이나 고분자 염기 등)과 함께 분산하고, 이형제의 융해 온도 이상으로 가열함과 함께, 강한 전단이 걸리는 호모지나이저나 압력 토출형 분산기에 의해 입자화함으로써 조제하면 된다.

[응집 공정]

응집 공정에 있어서는, 수지 분산액과 착색제 분산액과 필요에 따라 이형제 분산액을 혼합하고, 수지와 착색제와 필요에 따라 이형제를 헤테로 응집시켜, 원하는 토너경에 거의 가까운 지름을 갖는 응집 입자(코어 응집 입자)를 형성한다.

[쉘층 형성 공정]

쉘층 형성 공정에 있어서는, 코어 응집 입자의 표면에, 수지를 함유하는 수지 분산액을 사용하여 수지를 부착시켜, 원하는 두께의 피복층(쉘층)을 형성함으로써, 코어 응집 입자 표면에 쉘층이 형성된 코어／쉘 구조를 갖는 응집 입자(코어／쉘 응집 입자)를 얻는다.

또한, 응집 공정, 쉘층 형성 공정은, 단계적으로 복수회로 나누어 반복 실시한 것이어도 된다.

여기에서, 응집 공정 및 쉘층 형성 공정에 있어서 사용되는 수지 입자, 착색제, 이형제 등의 체적 평균 입경은, 토너경 및 입도 분포를 원하는 값으로 조정하는 것을 용이하게 하기 위해 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100㎚ 이상 300㎚ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.

체적 평균 입경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(LA-700 : 호리바세이사쿠쇼제)를 사용하여 측정한다. 측정법으로서는 분산액이 되어 있는 상태의 시료를 고형분으로 약 2g이 되도록 조정하고, 이것에 이온 교환수를 첨가하여, 약 40mL로 한다. 이것을 셀에 적당한 농도가 될 때까지 투입하고, 약 2분간 방치하여, 셀 내의 농도가 거의 안정되어진 때 측정한다. 채널들의 체적 평균 입경을, 체적 평균 입경이 작은 쪽부터 누적하고, 누적 50％가 된 곳을 체적 평균 입경으로 한다.

[정지 공정]

정지 공정에 있어서는, 응집계 내의 pH를 조정함으로써, 응집 입자의 응집 성장을 정지시킨다. 예를 들면, 응집계 내의 pH를 6 이상 9 이하의 범위로 조정함으로써, 응집 입자의 성장을 정지시킨다.

[숙성 공정]

숙성 공정에 있어서는, 예를 들면 실온 25℃±5℃에서, 17시간 이상 58시간 이하 정도 교반하면서, 응집 입자를 액 중에서 방치한다.

[융합 공정]

융합 공정에 있어서는, 우선, 응집 공정, 필요에 따라 행해진 쉘층 형성 공정, 숙성 공정을 거쳐 얻어진 응집 입자를 함유하는 용액을, 응집 입자 중에 함유되는 수지의 융해 온도 혹은 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열하여, 응집 입자를 융합함으로써 토너 입자를 얻는다.

[세정 공정]

세정 공정에 있어서는, 융합 공정에 의해 얻어진 토너 입자의 분산액에 이온 교환수 등에 의한 치환 세정을 적어도 실시하여, 고액 분리를 행한다. 고액 분리 방법에는 특별히 제한은 없지만, 생산성 등의 관점에서, 흡인 여과, 가압 여과 등이 바람직하게 이용된다.

[건조 공정]

건조 공정에 있어서는, 고액 분리된 웨트 케이크를 건조하여, 토너 입자를 얻는다. 건조 방법에는 특별히 제한은 없지만, 생산성 등의 관점에서, 동결 건조, 플래쉬 제트 건조, 유동 건조, 진동형 유동 건조 등이 바람직하게 이용된다.

<정전하상 현상용 토너의 물성>

본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너의 체적 평균 입경으로서는, 4㎛ 이상 8㎛ 이하의 범위가 바람직하고, 5㎛ 이상 7㎛ 이하의 범위가 보다 바람직하며, 또한, 개수 평균 입경으로서는, 3㎛ 이상 7㎛ 이하의 범위가 바람직하고, 4㎛ 이상 6㎛ 이하의 범위가 보다 바람직하다.

상기 체적 평균 입경 및 개수 평균 입경의 측정은, 코울터 멀티 사이저 Ⅱ형(베크만코울터사제)을 이용하여, 100㎛의 어퍼처경으로 측정함으로써 행해진다. 이때, 측정은 토너를 전해질 수용액(아이소톤 수용액)에 분산시켜, 초음파에 의해 30초 분산시킨 후에 행한다.

또한, 본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너의 체적 평균 입도 분포 지표(GSDv)는 1.27 이하이며, 바람직하게는 1.25 이하이다. GSDv가 1.27을 초과하면 입도 분포가 샤프해지지 않아, 해상성이 저하하여, 토너 비산(scattering)이나 포깅(fogging) 등의 화상 결함의 원인이 되는 경우가 있다.

또한, 체적 평균 입경 D50v 및 체적 평균 입도 분포 지표(GSDv)는 이하와 같이 하여 구한다. 상술한 코울터 멀티 사이저 Ⅱ형(베쿠만코루타사제)으로 측정되는 토너의 입도 분포에 기하여 분할된 입도 범위(채널)에 대하여 체적, 수를 각각 소경측으로부터 누적 분포를 그려, 누적 16％가 되는 입경을 체적 D16v, 수 D16p, 누적 50％가 되는 입경을 체적 D50v, 수 D50p, 누적 84％가 되는 입경을 체적 D84v, 수 D84p로 정의한다. 이때, D50v는 체적 평균 입경을 나타내고, 체적 평균 입도 분포 지표(GSDv)는 (D84v／D16v) ^1／2로서 구해진다. 또한, (D84p／D16p) ^1／2은 수평균 입도 분포 지표(GSDp)를 나타낸다.

또한, 본 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너의, 하기 식으로 표시되는 형상 계수(SF1)는 바람직하게는 110 이상 140 이하의 범위, 보다 바람직하게는 115 이상 130 이하의 범위이다.

SF1＝(ML²／A)×(π／4)×100

〔단, 상기 식에서, ML은 토너의 최대 길이(㎛)를 나타내고, A는 토너의 투영 면적(㎛²)을 나타낸다.〕

토너의 형상 계수(SF1)가 110보다 작거나, 또는 140을 초과하면, 장기간에 걸쳐, 우수한 대전성, 클리닝성, 전사성을 얻을 수 없는 경우가 있다.

또한, 형상 계수(SF1)는 루젝스 화상 해석 장치(가부시키가이샤 니레코제, FT)를 이용하여 다음과 같이 측정한다. 우선, 슬라이드 글래스 위에 산포한 토너의 광학 현미경 상을 비디오 카메라를 통하여 루젝스 화상 해석 장치에 도입하고, 50개의 토너 입자에 대해서 최대 길이(ML)와 투영 면적(A)을 측정하고, 개개의 토너 입자에 대해서, (ML²／A)×(π／4)×100을 산출하여, 이를 평균한 값을 형상 계수(SF1)로서 구한다.

<정전하상 현상용 현상제>

본 실시형태에 있어서, 정전하상 현상용 현상제는, 상기 본 실시형태의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 것 이외는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절한 성분 조성을 취하면 된다. 본 실시형태에 있어서의 정전하상 현상용 현상제는, 정전하상 현상용 토너를, 단독으로 사용하는 일성분계의 정전하상 현상용 현상제라도, 또는 캐리어와 조합시켜 사용하는 이성분계의 정전하상 현상용 현상제라도 된다.

예를 들면 캐리어를 사용할 경우의 그 캐리어로서는, 특별히 제한은 없고, 그 자체 공지의 캐리어를 들 수 있고, 예를 들면 일본국 특개소62-39879호 공보, 일본국 특개소56-11461호 공보 등에 기재된 수지 피복 캐리어 등의 공지의 캐리어를 들 수 있다.

캐리어의 구체예로서는, 이하의 수지 피복 캐리어를 들 수 있다. 당해 캐리어의 핵체 입자로서는, 통상의 철분, 페라이트, 마그네타이트 입자 등을 들 수 있고, 그 체적 평균 입경은 30㎛ 이상 200㎛ 이하 정도의 범위이다.

또한, 상기 수지 피복 캐리어의 피복 수지로서는, 예를 들면 스티렌, 파라클로로스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산라우릴, 아크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산메틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산라우릴, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 α-메틸렌 지방산 모노카르복실산류; 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 등의 함(含)질소 아크릴류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐니트릴류; 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘 등의 비닐피리딘류; 비닐메틸에테르, 비닐이소부틸에테르 등의 비닐에테르류; 비닐메틸케톤, 비닐에틸케톤, 비닐이소프로페닐케톤 등의 비닐 케톤류; 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀류; 불화 비닐리덴, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌 등의 비닐계 불소 함유 단량체; 등의 단독 중합체, 또는 2종류 이상의 단량체로 이루어지는 공중합체, 또한, 메틸 실리콘, 메틸페닐 실리콘 등을 포함하는 실리콘 수지류, 비스페놀, 글리콜 등을 포함하는 폴리에스테르류, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리에테르 수지, 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 혹은 2종 이상 병용해도 된다. 피복 수지의 피복량으로서는, 상기 핵체 입자(core particle) 100질량부에 대하여 0.1질량부 이상 10질량부 이하 정도의 범위가 바람직하고, 0.5질량부 이상 3.0질량부 이하의 범위가 보다 바람직하다.

캐리어의 제조에는, 가열형 니더, 가열형 헨쉘 믹서, UM 믹서 등을 사용하면 되고, 상기 피복 수지의 양에 따라서는, 가열형 유동 전동상(heating flow-rolling bed), 가열형 킬른 등을 사용해도 된다.

정전하상 현상용 현상제에 있어서의 상기 본 실시형태의 정전하상 현상용 토너와 캐리어와의 혼합비로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택하면 된다.

<토너 카트리지>

본 실시형태에 따른 토너 카트리지는, 상기 본 실시형태의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 것이면 되고, 특별히 제한은 없다. 토너 카트리지는, 예를 들면 현상 수단을 구비한 화상 형성 장치에 착탈되고, 이 현상 수단에 공급되기 위한 토너로서, 상기 본 실시형태의 정전하상 현상용 토너가 수납되어 있는 것이다.

<현상제 카트리지>

본 실시형태에 따른 현상제 카트리지는, 상기 본 실시형태의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상용 현상제를 함유하는 것이면 되고, 특별히 제한은 없다. 현상제 카트리지는, 예를 들면, 현상 수단을 구비한 화상 형성 장치에 착탈되고, 이 현상 수단에 공급되기 위한 현상제로서, 상기 본 실시형태의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상용 현상제가 수납되어 있는 것이다.

<프로세스 카트리지>

본 실시형태에 따른 프로세스 카트리지는, 상유지체와, 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상해서 토너 상을 형성하는 현상 수단을 구비한다. 본 실시형태의 프로세스 카트리지는, 필요에 따라, 상유지체의 표면을 대전시키는 대전 수단과, 대전한 상유지체의 표면에 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단과, 상유지체의 표면에 형성된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 수단과, 전사 후의 상유지체의 표면에 잔류한 잔류 토너 등을 제거하여 청소하는 상유지체 청소 수단과, 피전사체에 전사된 토너 상을 정착하기 위한 정착 수단으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개를 더 구비하고 있어도 된다.

본 발명의 실시형태에 따른 프로세스 카트리지의 일례의 개략 구성을 도 1에 나타내고, 그 구성에 대해서 설명한다. 프로세스 카트리지(1)는, 정전 잠상이 형성되는 상유지체로서의 감광체(전자 사진 감광체)(14)와, 감광체(14)의 표면을 대전하는 대전 수단으로서의 대전 장치(10)와, 감광체(14)의 표면에 형성된 정전 잠상에 토너를 부착시켜 토너 상을 형성하는 현상 수단으로서의 현상 장치(16)와, 감광체(14)의 표면에 접촉하여, 전사 후에 감광체(14)의 표면에 잔류한 잔류 토너 등을 제거하여 청소하는 상유지체 청소 수단으로서의 클리닝 블레이드(20)가 일체로 지지되고 있으며, 화상 형성 장치에 착탈 자재이다. 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치에 장착되었을 때에는 감광체(14)의 주위에, 대전 장치(10), 레이저광 혹은 원고의 반사광 등에 의해 감광체(14)의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단으로서의 노광 장치(12), 현상 장치(16), 감광체(14) 표면의 토너 상을 피전사체인 기록 용지(24)에 전사하는 전사 수단으로서의 전사 롤(18), 클리닝 블레이드(20)가 이 순서로 배치되어져 있다. 또한, 도 1에서는, 다른 전자 사진 프로세스에 있어서 통상 필요한 기능 유닛은, 그 기재를 생략하고 있다.

본 실시형태에 따른 프로세스 카트리지(1)의 동작에 대해서 설명한다.

우선, 대전 장치(10)에 의해 감광체(14)의 표면이 대전된다(대전 공정). 다음으로 노광 장치(12)에 의해 감광체(14)의 표면에 광이 닿아, 광이 닿은 부분의 대전 전하가 제거되어, 화상 정보에 따라 정전 잠상(정전하상)이 형성된다(잠상 형성 공정). 그 후, 정전 잠상이 현상 장치(16)에 의해 현상되어, 감광체(14)의 표면에 토너 상이 형성된다(현상 공정). 예를 들면, 감광체(14)로서 유기 감광체를 사용하고, 노광 장치(12)로서 레이저광을 사용한 디지털식 전자 사진 복사기의 경우, 감광체(14)의 표면은, 대전 장치(10)에 의해 음전하를 부여받아, 레이저광에 의해 도트상으로 디지털 잠상이 형성되고, 레이저광이 닿은 부분에 현상 장치(16)에 의해 토너를 부여받아 가시상화된다. 이 경우, 현상 장치(16)에는 마이너스의 바이어스 전압이 인가되어 있다. 다음으로 전사 롤(18)에 의해, 피전사체인 기록 용지(24)가 이 토너 상에 겹쳐져, 기록 용지(24)의 뒤쪽으로부터 토너와는 역극성의 전하가 기록 용지(24)에 주어지고, 정전기력에 의해 토너 상이 기록 용지(24)에 전사된다(전사 공정). 전사된 토너 상은, 정착 수단으로서의 정착 롤(22)을 갖는 정착 장치에 있어서 열 및 압력이 가해지고, 기록 용지(24)에 융착되어 정착된다(정착 공정). 한편, 전사되지 않고 감광체(14)의 표면에 잔존한 토너 등의 잔류물은 클리닝 블레이드(20)에 의해 제거된다(상유지체 청소 공정). 이 대전 공정으로부터 상유지체 청소 공정에 이르는 일련의 프로세스로 1회의 사이클이 종료한다. 또한, 도 1에서, 전사 롤(18)에 의해 기록 용지(24)에 직접 토너 상이 전사되고 있지만, 중간 전사 벨트 등의 중간 전사체를 거쳐 전사되어도 된다.

대전 수단인 대전 장치(10)로서는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같은 코로트론(corotron) 등의 대전기가 사용되지만, 도전성 또는 반도전성의 대전 롤을 사용해도 된다. 도전성 또는 반도전성의 대전 롤을 사용한 접촉형 대전기는, 감광체(14)에 대하여, 직류 전류를 인가하거나, 교류 전류를 중첩시켜 인가해도 된다. 예를 들면 이와 같은 대전 장치(10)에 의해, 감광체(14)와의 접촉부 근방의 미소 공간에서 방전을 발생시킴으로써 감광체(14) 표면을 대전시킨다. 또한, 통상은, 감광체 표면을 -300V 이상 -1000V 이하로 대전된다. 또한 상기의 도전성 또는 반도전성의 대전 롤은 단층 구조 혹은 다층 구조여도 된다. 또한, 대전 롤의 표면을 클리닝하는 기구를 마련해도 된다.

감광체(14)는, 적어도 정전 잠상(정전하상)이 형성되는 기능을 갖는다. 전자 사진 감광체는, 원통상의 도전성의 기체(基體) 외주면에 필요에 따라 하도층(under coat layer)과, 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과, 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층 등이 이 순서로 형성된 것이다. 전하 발생층과 전하 수송층의 적층 순서는 반대여도 된다. 이들은, 전하 발생 물질과 전하 수송 물질을 별개의 층(전하 발생층, 전하 수송층)에 함유시켜 적층한 적층형 감광체이지만, 전하 발생 물질과 전하 수송 물질의 쌍방을 동일한 층에 함유하는 단층형 감광체여도 되고, 바람직하게는 적층형 감광체이다. 또한, 하도층과 감광층 사이에 중간층을 갖고 있어도 된다. 또한, 감광층 위에 보호층을 가져도 된다. 또한, 유기 감광체에 한하지 않고 아모퍼스 실리콘 감광막 등 다른 종류의 감광층을 사용해도 된다.

노광 장치(12)로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면 감광체(14) 표면에, 반도체 레이저광, LED(Light Emitting Diode)광, 액정 셔터광 등의 광원을, 원하는 상 모양으로 노광하는 레이저광학계, LED 어레이 등의 광학계 기기 등을 들 수 있다.

현상 수단은, 감광체(14) 위에 형성된 정전 잠상을 정전하상 현상용 토너를 함유하는 일성분 현상제 혹은 이성분 현상제에 의해 현상하여 토너 상을 형성하는 기능을 갖는다. 그와 같은 현상 장치로서는, 상술한 기능을 갖고 있는 한 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택하면 되고, 토너층이 감광체(14)에 접촉하는 방식의 것이어도, 접촉하지 않는 방식의 것이어도 된다. 예를 들면, 도 1과 같이 정전하상 현상용 토너를 현상 장치(16)를 사용하여 감광체(14)에 부착시키는 기능을 갖는 현상기, 혹은 브러쉬 등을 사용하여 토너를 감광체(14)에 부착시키는 기능을 갖는 현상기 등, 공지의 현상기 등을 들 수 있다.

전사 수단인 전사 장치로서는, 예를 들면 기록 용지(24)의 뒤쪽으로부터 토너와는 역극성의 전하를 기록 용지(24)에 주어, 정전기력에 의해 토너 상을 기록 용지(24)에 전사하는 것, 혹은 도 1에 나타내는 바와 같은 기록 용지(24)의 표면에 직접 접촉하여 토너 상을 기록 용지(24)에 전사하는 도전성 또는 반도전성의 롤 등을 사용한 전사 롤 및 전사 롤 가압 장치를 사용하면 된다. 전사 롤에는, 상유지체에 부여하는 전사 전류로서, 직류 전류를 인가해도 되고, 교류 전류를 중첩시켜 인가해도 된다. 전사 롤은, 대전해야 할 화상 영역폭, 전사 대전기의 형상, 개구폭, 프로세스 스피드(주속) 등에 의해 임의로 설정하면 된다. 또한, 저비용화를 위해, 전사 롤로서 단층의 발포(發泡) 롤 등이 호적(好適)하게 사용된다. 전사 방식으로서는, 토너 상을 기록 용지(24)에 직접 전사하는 방식이어도, 중간 전사체를 거쳐 기록 용지(24)에 전사하는 방식이어도 된다.

중간 전사체로서는, 공지의 중간 전사체를 사용하면 된다. 중간 전사체에 사용되는 재료로서는, 폴리카보네이트 수지(PC), 폴리 불화 비닐리덴(PVDF), 폴리알킬렌프탈레이트, PC／폴리알킬렌테레프탈레이트(PAT)의 블렌드 재료, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE)／PC, ETFE／PAT, PC／PAT의 블렌드 재료 등을 들 수 있지만, 기계적 강도의 관점에서 열경화 폴리이미드 수지를 사용한 중간 전사 벨트가 바람직하다.

상유지체 청소 수단으로서는, 상유지체 위의 잔류 토너 등을 제거하여 청소하는 것이면, 블레이드 클리닝 방식, 브러쉬 클리닝 방식, 롤 클리닝 방식을 채용한 것 등, 적절히 선정해도 지장이 없다. 이들 중에서도 클리닝 블레이드를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 클리닝 블레이드의 재질로서는 우레탄 고무, 네오프렌 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내마모성이 우수하므로, 특히 폴리우레탄 탄성체를 사용하는 것이 바람직하다.

정착 수단으로서의 정착 장치로서는, 기록 용지(24)에 전사된 토너 상을 가열, 가압 혹은 가열 가압에 의해 정착하는 것이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 가열 롤과 가압 롤을 구비하는 정착 장치가 사용된다.

토너 상을 전사하는 피전사체인 기록 용지(24)로서는, 예를 들면 전자 사진방식의 복사기, 프린터 등에 사용되는 보통지, OHP 시트 등을 들 수 있다. 정착 화상의 표면의 평활성을 더 향상시키기 위해서는, 피전사체의 표면도 가능한 한 평활한 것이 바람직하고, 예를 들면 보통지의 표면을 수지 등으로 코팅한 코팅지, 인쇄용의 아트지 등이 호적하게 사용된다.

본 실시형태에 있어서, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지가 호적하게 사용된다. 여기에서, 「고습 환경 하에서 함수율이 높은」 용지란, 용지를 실온 30℃ 95％ RH 환경하에서 72시간 방치 후, 50㎜ 사방의 용지편의 함수율을 측정하는 방법으로 측정하는 함수율이 6.5질량％ 이상 10질량％ 이하의 범위의 용지를 말하고, 특히 저온 저습 조건으로부터, 상기의 고온 고습 조건이 되었을 때 함수율은 높아지는 경향이 있다. 또한, 「섬유가 거친」 용지란, 「JIS P 8119」에 준한 방법으로 측정하는 베크 평활도(Bekk smoothness)가 10 이상 30 이하의 범위의 용지를 말한다.

<화상 형성 장치>

본 실시형태에 따른 화상 형성 장치는, 상유지체와, 상유지체의 표면을 대전시키는 대전 수단과, 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단과, 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상해서 토너 상을 형성하는 현상 수단과, 현상된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 수단을 구비한다. 본 실시형태의 화상 형성 장치는, 필요에 따라, 피전사체에 전사된 토너 상을 정착하기 위한 정착 수단과, 전사 후의 상유지체의 표면에 잔류한 잔류 토너 등을 제거하여 청소하는 상유지체 청소 수단으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개를 더 구비하고 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치는, 상기 프로세스 카트리지를 사용하는 것이어도 된다.

본 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 일례의 개략 구성을 도 2에 나타내고, 그 구성에 대해서 설명한다. 화상 형성 장치(3)는, 정전 잠상이 형성되는 상유지체로서의 감광체(14)와, 감광체(14)의 표면을 대전하는 대전 수단으로서의 대전 장치(10)와, 레이저광 혹은 원고의 반사광 등에 의해 감광체(14)의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단으로서의 노광 장치(12)와, 감광체(14)의 표면에 형성된 정전 잠상에 토너를 부착시켜 토너 상을 형성하는 현상 수단으로서의 현상 장치(16)와, 감광체(14) 표면의 토너 상을 피전사체인 기록 용지(24)에 전사하는 전사 수단으로서의 전사 롤(18)과, 감광체(14)의 표면에 접촉하여, 전사 후에 감광체(14)의 표면에 잔류한 잔류 토너 등을 제거하여 청소하는 상유지체 청소 수단으로서의 클리닝 블레이드(20)를 구비한다. 화상 형성 장치(3)에 있어서, 감광체(14)의 주위에, 대전 장치(10), 노광 장치(12), 현상 장치(16), 전사 롤(18), 클리닝 블레이드(20)가 이 순서로 배치되어 있다. 또한, 정착 수단으로서 정착 롤(22)을 갖는 정착 장치를 구비한다. 또한, 도 2에서는, 다른 전자 사진 프로세스에 있어서 통상 필요한 기능 유닛은, 그 기재를 생략하고 있다. 화상 형성 장치(3)의 각 구성, 화상 형성시의 동작은 도 1의 프로세스 카트리지(1)와 같다.

본 실시형태에 따른 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치의 각 구성에 대해서는, 이들에 한하지 않고 종래부터 전자 사진 방식의 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치의 각 구성으로서 공지의 구성을 적용해도 된다. 즉, 대전 수단, 잠상 형성 수단, 현상 수단, 전사 수단, 상유지체 청소 수단, 제전(除電) 수단, 급지 수단, 반송 수단, 화상 제어 수단 등에 대해서, 필요에 따라 종래 공지의 것이 적절히 채용된다. 이들 구성에 대해서는, 본 실시형태에 있어서 특별히 한정되는 것이 아니다.

<화상 형성 방법>

본 실시형태에 따른 화상 형성 방법은, 상유지체의 표면을 대전시키는 대전 공정과, 상기 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 공정과, 정전하상 현상용 현상제를 사용하여, 상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 공정과, 상기 현상된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 공정을 포함한다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 보다 구체적으로 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다.

[결착 수지 분산액 (1)의 조제(수지 입자 분산액의 조제)]

비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물 21.5질량부

비스페놀 A 프로필렌옥사이드 부가물 50.7질량부

테레프탈산 23.9질량부

도데세닐숙신산 무수물 4.1질량부

푸마르산 10.6질량부

상기 성분을 플라스크에 넣어, 2시간 걸쳐 온도 200℃까지 올리고, 반응계 내가 교반되고 있음을 확인한 후, 디부틸 주석 옥사이드를 1.3질량부 투입했다. 또한, 생성하는 물을 제거하면서 동(同)온도에서 5.5시간 걸쳐 240℃까지 온도를 올리고, 또한 240℃에서 5시간 탈수 축합 반응을 계속하여, 중량 평균 분자량이 65,000인 비정성 폴리에스테르 수지 (1)을 얻었다.

계속하여, 이를 용융 상태 그대로, 캐비트론 CD1010((주)유로테크제)에 매분 100g의 속도로 이송했다. 별도 준비하고 있던 수성 매체 탱크에 시약 암모니아수를 이온 교환수로 희석한 0.37질량％ 농도의 희(希)암모니아수를 넣어, 열교환기로 120℃로 가열하면서 매분 0.1리터의 속도로 상기 폴리에스테르 수지 용융체와 동시에 상기 캐비트론에 이송했다. 회전자의 회전 속도가 60Hz, 압력이 5kg／㎠의 조건에서 캐비트론을 운전하여, 고형분 38.5질량％의 결착 수지 분산액 (1)을 얻었다.

[결착 수지 분산액 (2)의 조제(수지 입자 분산액의 조제)]

도데칸 2산 디메틸 145질량부

1,9-노난디올 72질량부

상기 성분을 플라스크에 넣어, 1.5시간 걸쳐 온도 180℃까지 올리고, 반응계 내가 교반되고 있음을 확인한 후, 티탄테트라부톡시드를 0.6질량부 투입했다. 또한, 생성하는 물을 제거하면서 동온도로부터 4시간 걸쳐 230℃까지 온도를 올리고, 또한 230℃에서 2시간 탈수 축합 반응을 계속하여, 중량 평균 분자량이 30,000인 결정성 폴리에스테르 수지 (1)을 얻었다.

계속하여, 이를 용융 상태 그대로, 캐비트론 CD1010((주)유로테크제)에 매분 100g의 속도로 이송했다. 별도 준비하고 있던 수성 매체 탱크에 시약 암모니아수를 이온 교환수로 희석한 0.37질량％ 농도의 희암모니아수를 넣어, 열교환기로 120℃로 가열하면서 매분 0.1리터의 속도로 상기 폴리에스테르 수지 용융체와 동시에 상기 캐비트론에 이송했다. 회전자의 회전 속도가 60Hz, 압력이 5kg／㎠의 조건에서 캐비트론을 운전하여, 고형분 32.6질량％의 결착 수지 분산액 (2)를 얻었다.

[결착 수지 분산액 (3)의 조제]

스티렌 450질량부

n-부틸아크릴레이트 157질량부

아크릴산 14질량부

도데칸디올 11질량부

상기 성분을 혼합 용해하여 용액을 조제했다. 음이온성 계면 활성제(다우케미컬사제, 다우팩스) 12질량부를 이온 교환수 257질량부에 용해하고, 상기 용액을 더하여 플라스크 중에서 분산하여 유화했다(단량체 유화액 A). 또한, 마찬가지로 음이온성 계면 활성제(다우케미컬사제, 다우팩스) 1질량부를 549질량부의 이온 교환수에 용해하여, 중합용 플라스크에 넣었다. 중합용 플라스크를 씰링(sealing)하고, 환류관을 설치하여, 질소를 주입하면서 천천히 교반하고, 75℃까지 중합용 플라스크를 워터 바스(water bath)에서 가열하고, 유지했다. 과황산 암모늄 9질량부를 이온 교환수 86질량부에 용해하고, 중합용 플라스크 중에 정량 펌프를 통해, 20분 걸쳐 적하한 후, 단량체 유화액 A를 역시 정량 펌프를 통해 200분 걸쳐 적하했다. 그 후, 천천히 교반을 계속하면서 중합용 플라스크를 75℃에, 3.5시간 유지하여 중합을 종료했다. 이에 따라 고형분량이 33.8질량％인 결착 수지 분산액 (3)을 얻었다.

[안료 분산액의 조제(착색제 입자 분산액의 조제)]

카본 블랙(CABOT사제, R330) 80질량부

음이온성 계면 활성제(다우케미컬사제, 다우팩스) 10질량부

이온 교환수 245질량부

상기 성분을 혼합하고, 호모지나이저(IKA사제, 울트라타락스 T50)를 사용하여 20분간 분산한 후, 순환식 초음파 분산기(니혼세이키세이사쿠쇼제, RUS-600 TCVP)를 사용하여 고형분량 24.7질량％의 안료 분산액을 조제했다.

[이형제 분산액의 조제(이형제 입자 분산액의 조제)]

이형제(니혼세이로사제, FT105) 90질량부

음이온성 계면 활성제(다우케미컬사제, 다우팩스) 15질량부

이온 교환수 270질량부

상기 성분을 혼합하고, 호모지나이저(IKA사제, 울트라타락스 T50)를 사용하여 20분간 분산한 후, 순환식 초음파 분산기(니혼세이키세이사쿠쇼제, RUS-600 TCVP)를 사용하여 고형분량 25.2질량％의 이형제 분산액을 조제했다.

[토너 입자 (1)의 제작]

결착 수지 분산액 (1) 179.7질량부

결착 수지 분산액 (2) 52.5질량부

안료 분산액 26.9질량부

이형제 분산액 28.1질량부

계면 활성제(다우케미컬사제, 다우팩스) 7질량부

이온 교환수 500질량부

상기의 성분을, 환(丸)형 스테인리스제 플라스크 중에서 호모지나이저(IKA제, 울트라타락스 T50)로 혼합 분산했다. 그 후, 상기 분산액을, 워터 바스를 사용하여, 10질량％ 황산알루미늄 수용액 13질량부를 가해, 플라스크 내의 내용물을 교반했다. 내용물이 분산되었음을 확인하고, 스리원모터(신토가가쿠가부시키가이샤제, BLh300)를 사용하여, 교반 회전수 150rpm으로 교반한 후, 0.5℃／분의 승온 속도로 44℃까지 가열 교반하고, 44℃에서 35분간 유지했다. 그 후, 추가의 결착 수지 분산액 (1) 65.2질량부를 첨가하고, 40분간 교반했다. 얻어진 내용물을 광학 현미경으로 관찰하자, 입경이 6.0㎛의 응집 입자가 생성되어 있음이 확인되었다. 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정했다. 그 후, 온도를 27℃까지 내린 후, 33시간 유지했다. 그 후, 0.5℃／분의 승온 속도로 온도를 올려 90℃에 도달한 시점에서 22질량％ 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산(HIDS) 수용액을 13질량부 첨가한 후 5시간 걸쳐 응집체를 융합시키고, 냉각 후 여과하고, 이온 교환수로 충분히 세정 후, 건조하여, 체적 평균 입경이 5.9㎛의 토너 입자 (1)를 얻었다.

[토너 (1)의 제작]

시판의 퓸드 실리카 RX50(니혼아에로질(주)제, 개수 평균 입자경 D50 : 40㎚)을 준비했다. 얻어진 토너 입자 (1) 100질량부에 대하여, 외첨제로서 퓸드 실리카 RX50(니혼아에로질(주)제, 개수 평균 입자경 D50 : 40㎚)을 3질량부 가하고, 헨쉘 믹서를 사용하여 주속 45m／s로 10분간 블렌드를 행한 후, 45㎛ 메쉬의 체를 사용하여 조대 입자를 제거하여, 토너 (1)을 얻었다.

[토너 입자 (2)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정한 후, 온도를 27℃까지 내린 후의 유지 시간을 40시간으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (2)를 얻었다.

[토너 (2)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (2)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (2)를 얻었다.

[토너 입자 (3)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정한 후, 온도를 27℃까지 내린 후의 유지 시간을 43시간으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (3)을 얻었다.

[토너 (3)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (3)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (3)을 얻었다.

[토너 입자 (4)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정한 후, 온도를 27℃까지 내린 후의 유지 시간을 48시간으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (4)를 얻었다.

[토너 (4)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (4)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (4)를 얻었다.

[토너 입자 (5)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정한 후, 온도를 27℃까지 내린 후의 유지 시간을 49시간으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (5)를 얻었다.

[토너 (5)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (5)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (5)를 얻었다.

[토너 입자 (6)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정한 후, 온도를 27℃까지 내린 후의 유지 시간을 57시간으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (6)을 얻었다.

[토너 (6)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (6)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (6)을 얻었다.

[토너 입자 (7)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 10질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (7)을 얻었다.

[토너 (7)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (7)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (7)을 얻었다.

[토너 입자 (8)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 15질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (8)을 얻었다.

[토너 (8)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (8)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (8)을 얻었다.

[토너 입자 (9)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 9질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (9)를 얻었다.

[토너 (9)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (9)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (9)를 얻었다.

[토너 입자 (10)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 17질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (10)을 얻었다.

[토너 (10)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (10)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (10)을 얻었다.

[토너 입자 (11)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 8질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (11)을 얻었다.

[토너 (11)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (11)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (11)을 얻었다.

[토너 입자 (12)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 18질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (12)를 얻었다.

[토너 (12)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (12)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (12)를 얻었다.

[토너 입자 (13)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 22질량％ HIDS 수용액을 0질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (13)을 얻었다.

[토너 (13)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (13)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (13)을 얻었다.

[토너 입자 (14)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 결착 수지 분산액 (1)을 208.6질량부, 결착 수지 분산액 (2)를 18.4질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (14)를 얻었다.

[토너 (14)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (14)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (14)를 얻었다.

[토너 입자 (15)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 결착 수지 분산액 (1)을 141질량부, 결착 수지 분산액 (2)를 98.2질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (15)를 얻었다.

[토너 (15)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (15)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (15)를 얻었다.

[토너 입자 (16)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 결착 수지 분산액 (1)을 223.4질량부, 결착 수지 분산액 (2)를 1질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (16)을 얻었다.

[토너 (16)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (16)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (16)을 얻었다.

[토너 입자 (17)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 결착 수지 분산액 (1)을 99.5질량부, 결착 수지 분산액 (2)를 147질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (17)을 얻었다.

[토너 (17)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (17)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (17)을 얻었다.

[토너 입자 (18)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 결착 수지 분산액 (1)을 224.2질량부, 결착 수지 분산액 (2)를 0질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (18)을 얻었다.

[토너 (18)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (18)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (18)을 얻었다.

[토너 입자 (19)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 결착 수지 분산액 (1)을 89.1질량부, 결착 수지 분산액 (2)를 160질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (19)를 얻었다.

[토너 (19)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (19)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (19)를 얻었다.

[토너 입자 (20)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 10질량부, 22질량％ HIDS 수용액을 4.5질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (20)을 얻었다.

[토너 (20)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (20)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (20)을 얻었다.

[토너 입자 (21)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 22질량％ HIDS 수용액을 3.7질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (21)을 얻었다.

[토너 (21)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (21)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (21)을 얻었다.

[토너 입자 (22)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 14질량부, 22질량％ HIDS 수용액을 6.4질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (22)를 얻었다.

[토너 (22)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (22)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (22)를 얻었다.

[토너 입자 (23)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 14질량부, 22질량％ HIDS 수용액을 3.5질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (23)을 얻었다.

[토너 (23)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (23)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (23)을 얻었다.

[토너 입자 (24)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 19질량부, 22질량％ HIDS 수용액을 7.6질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (24)를 얻었다.

[토너 (24)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (24)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (24)를 얻었다.

[토너 입자 (25)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 15질량부, 22질량％ HIDS 수용액을 2.9질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (25)를 얻었다.

[토너 (25)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (25)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (25)를 얻었다.

[토너 입자 (26)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10질량％ 황산알루미늄 수용액을 10질량％ 황산마그네슘으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (26)을 얻었다.

[토너 (26)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (26)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (26)을 얻었다.

[토너 입자 (27)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 10％ 황산알루미늄 수용액을 10질량％ 염화 제2철로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (27)을 얻었다.

[토너 (27)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (27)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (27)을 얻었다.

[토너 입자 (28)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정한 후, 온도를 27℃까지 내린 후의 유지 시간을 59시간으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (28)을 얻었다.

[토너 (28)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (28)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (28)을 얻었다.

[토너 입자 (29)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 0.8M 수산화나트륨 수용액으로, pH를 7.5로 조정한 후, 온도를 27℃까지 내린 후의 유지 시간을 31시간으로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (29)를 얻었다.

[토너 (29)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (29)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (29)를 얻었다.

[토너 입자 (30)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 결착 수지 분산액 (1) 179.7질량부를 결착 수지 분산액 (3) 205.1질량부로 변경한 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (30)을 얻었다.

[토너 (30)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (30)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (30)을 얻었다.

[토너 입자 (31)의 제작]

토너 입자 (1)의 제작에 있어서, 숙성을 행하지 않은 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (31)을 얻었다.

[토너 (31)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (31)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (31)을 얻었다.

[토너 입자 (32)의 제작]

토너 입자 (30)의 제작에 있어서, 숙성을 행하지 않은 것 이외는 같은 방법으로 행하여, 토너 입자 (32)를 얻었다.

[토너 (32)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (32)를 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (32)를 얻었다.

[토너 입자 (33)의 제작]

비정성 폴리에스테르 수지 (1) 50질량부

카본 블랙(CABOT사제, R330) 7질량부

이형제(니혼세이로사제, FT105) 5질량부

상기 재료를 70℃까지 가열하여 용융시킨 후, 익스트루더에 의해 설정 온도 150℃, 스크류 회전수 280rpm, 공급 스피드 220kg／h로 용융 혼련했다. 냉각 후, 조(粗)분쇄한 후, 제트밀로 분쇄하고, 또한 이 분쇄물을 풍력 분급하여, 체적 평균 입경이 6.5㎛의 토너 입자 (33)을 얻었다.

[토너 (33)의 제작]

토너 (1)의 제작에 있어서, 토너 입자 (1) 대신에 토너 입자 (33)을 사용한 것 이외는 마찬가지로 행하여, 토너 (33)을 얻었다.

<평가>

(토너의 분석 평가)

각 예에서 얻어진 각 토너에 대해서, 다음의 분석을 행하고, 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

·토너 입자를 THF에 용해시켰을 때의 용액의 도전율의 측정

·토너 입자 중에 있어서의 응집제 유래의 금속 원소 및 탄소 원소, 산소 원소의 함유량의 측정

·토너 입자의 플로우 테스터 1／2 강하 온도의 측정

·토너 입자 중에 있어서의 HIDS의 측정

[THF에 용해시켰을 때의 용액의 도전율의 측정]

이하와 같이 하여, 도전율의 측정을 실시했다.

(1) 토너 0.1g을 칭량하고, 이것에 테트라히드로푸란(특급) 30mL를 가하여, 마그네틱 스터러를 사용하여, 1시간 혼합, 교반을 행한다.

(2) 그 후, (1)을 원심 분리기에 의해 2000rpm으로, 30분간 원심분리를 행한다.

(3) (2)에서 얻어진 상징액을, JIS 규격 5A의 여과지를 사용하여, 고액 분리를 행한다.

(4) (3)에서 얻어진 여과액의 전도율을, 도전율계(메틀러-톨레도 인터내셔널(Mettler-Toledo International Inc.)제, 세븐고프로 SG7)를 사용하여 측정했다.

[HIDS의 측정]

이하와 같이 하여, 토너 입자 중에 HIDS가 함유되어 있는지의 여부를 확인했다.

(1) 토너 0.1g을 칭량하고, 이것에 0.5M의 NaOH 수용액 50mL, 및 20％ 계면 활성제(테이카 파워(TAYCA POWER))를 적량 가하여, 28℃에서 2시간 볼밀을 사용하여 혼합, 교반을 행한다.

(2) 그 후, (1)을 원심 분리기에 의해 2000rpm으로, 30분간 원심분리를 행한다.

(3) (2)에서 얻어진 상징액을, JIS 규격 5A의 여과지를 사용하여, 고액 분리를 행한다.

(4) (3)에서 얻어진 여과액 8.5mL, 아세트산 완충 용액 1.0mL(1M 아세트산 20.0mL, 1M 아세트산나트륨 30.0mL, 및 이온 교환수 100mL를 충분히 혼합한 것), 그리고 0.19질량％ 염화철(Ⅲ) 수용액 0.5mL를 삼각 플라스크에 칭량하고, 충분히 혼합을 행한다.

(5) (4)에서 얻어진 시료를, 고속 액체 크로마토 그래프(HPLC)를 사용하여, 하기의 조건에 따라 측정하고, 분산액 중에 HIDS가 함유되어 있는지의 여부를 확인했다.

분석 장치 : (주) 히타치하이테크놀로지즈제, LaChromElite L-2000 시리즈

칼럼 : HITACHI GL-W520-S(φ7.8㎜×300㎜)

검출기 : L-2455형 다이오드 어레이 검출기

측정 파장 : UV190∼400㎚

정량 파장 : UV284㎚

이동상 : 50mM 인산수소 2칼륨

송액 속도 : 1.0mL／min

샘플 주입량 : 10μL

칼럼 온도 : 50℃

[응집제 유래의 금속 원소 및 탄소 원소, 산소 원소의 함유량의 측정]

형광 X선 분석에 의한 각 원소의 Net 강도의 측정 방법 및 측정 조건은 이하와 같다. 측정용 시료 전처리로서는, 토너 0.12g을 가압 성형기로 6ton, 1분간의 가압 조건 하에서 압축 성형을 실시했다. (주)시마즈세이사쿠쇼의 형광 X선 분석 장치(XRF-1500)를 사용하고, 측정 조건은 관전압 40KV, 관전류 70mA로, 전(全)원소 분석에 의해 측정을 행했다.

[토너 입자의 플로우 테스터 1／2 강하 온도의 측정]

플로우 테스터 1／2 강하 온도의 측정은, 고화식(高化式) 플로우 테스터 CFT-500C(시마즈세이사쿠쇼사제)를 사용하여 측정하고, 다이스의 세공(細孔)의 지름을 0.5㎜, 다이스의 세공의 길이 1㎜, 가압 하중을 0.98MPa(10kg／㎠), 프리히트 시간을 5분간, 승온 속도를 1℃／분, 측정 온도 간격을 1℃, 개시 온도를 65℃로 한 조건 하에서, 1.1g의 시료를 용융 유출시켰을 때의 유출 개시점으로부터 종료점의 높이의 1／2에 상당하는 온도로 했다.

(화질 평가)

[현상제의 제작]

각 예에서 얻어진 토너 5질량부에 대하여, 얻어진 캐리어 100질량부를 가해, V-블렌더를 사용하여 40rpm으로 20분간 교반하고, 177㎛의 메쉬를 갖는 체로 체질함으로써, 현상제를 얻었다.

또한, 캐리어로서는, 다음의 것을 사용했다.

페라이트 입자(체적 평균 입자경 : 50㎛) 100질량부

톨루엔 14질량부

스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체(성분 몰비 : 90／10, Mw＝80,000) 2질량부

카본 블랙(캐봇사제, R330) 0.2질량부

우선, 페라이트 입자를 제외하는 상기 성분을 10분간 스터러로 교반 및 분산하여 피복액을 조제하고, 다음으로 이 피복액과 페라이트 입자를 진공 탈기형 니더에 넣어, 60℃에서 30분 교반한 후, 더 가온하면서 감압하여 탈기하고, 건조시킴으로써 캐리어를 얻었다.

[정착 화상 내구성 평가]

얻어진 현상제를, 컬러 복사기 DocuCentreColor 400(후지제록스사제)의 현상기에 충전하고, 토너 실림량이 0.45mg／㎠가 되도록 조정하여 미정착 화상을 출력했다. 또한, 출력 화상은 50㎜×50㎜ 크기의 화상 밀도가 100％가 되는 솔리드 화상이며, 용지는 「OK 뮤즈 코튼 0.17㎜」(다이오세이시가부시키가이샤제, 함수율 : 7.5질량％, 베크 평활도: 21)를 사용했다. 화상의 정착은, 모노크롬 복사기 DocuCentre f1100(후지제록스사제)로부터 취출한 정착기를, 정착기의 롤 온도를 변경할 수 있도록 개조하고, 정착기의 용지 반송 속도는 460㎜／초로 하여, 이 조건에서 상기 미정착 화상을 정착기의 온도를 140℃에서 210℃까지 5℃씩 적절히 바꾸어 정착하여, 정착 화상을 얻었다. 최저 정착 온도(저온 오프셋이 발생하지 않는 최저 온도)에서 얻어진 정착 화상 부분을, 중량을 사용하여 절곡하고, 그 부분의 화상 결손 정도에 따라 그레이드 부여를 행했다. 평가 기준은 이하와 같다. 결과를 표 1에 나타낸다.

G1 : 화상 결손은 전혀 없고, 화상 강도가 강함

G2 : 화상 결손은 접힌 부분만이며, 화상 강도가 강함. 허용 범위 내임

G3 : 화상 결손이 접힌 부분과 그 주위에 미치지만 경미하며, 허용 범위 내임

G4 : 화상 결손이 접힌 부분과 그 주위에 미치지만, 허용 범위 내임

G5 : 화상 결손이 접힌 부분과 그 주위의 대부분에 미쳐, 허용 범위를 초과하고 있음

[표 1]

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1∼27의 토너는, 비교예 1∼6의 토너에 비하여, 고습 환경 하에서 함수율이 높으며 또한 섬유가 거친 용지에 형성한 하프톤 화상의 화상 강도가 우수했다.

이상의 본 발명의 예시적 실시 형태의 기술은, 예시와 설명의 목적에서 제공된 것이다. 망라적인 것이나, 기재된 대로의 형태에 본 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 당업자에게 많은 개질이나 변형은 명백하다. 상기 예시적 실시 형태는, 본 발명의 원리나 그 실제의 응용을 가장 잘 설명하고, 그것에 의해, 당업자인 타인이 여러가지 실시 형태나 상정되는 특정한 용도에 적합한 여러가지 개질을 포함하여 본 발명을 이해할 수 있도록 하기 위해서 선정되어 기재된 것이다. 본 발명의 범위는 하기 특허청구의 범위 및 그 등가물에 의거하여 규정되는 것을 의도하는 것이다.

1 : 프로세스 카트리지, 3 : 화상 형성 장치, 10 : 대전 장치, 12 : 노광 장치, 14 : 감광체, 16 : 현상 장치, 18 : 전사 롤, 20 : 클리닝 블레이드, 22 : 정착 롤, 24 : 기록 용지

Claims (19)

1. 비정성(非晶性) 폴리에스테르 수지를 함유하는 결착 수지와, 착색제를 함유하고,
   하기 식을 만족하는
   정전하상 현상용 토너.
   20μS／㎝ ≤ρ≤150μS／㎝ 및
   0.01%＜[Cm／(Cc+Co)]×100＜0.1%
   (여기에서, ρ는 토너 0.1g을 테트라히드로푸란 30ml에 용해시켰을 때의 상징의 용액의 도전율을 나타내고, Cm은 Al, Mg 및 Fe의 금속 원소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), Cc는 탄소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％), Co는 산소의 함유량(형광 X선 분석에 의해 결정되는, 토너 입자 내의 원소의 총량에 대한 질량％)을 나타낸다.)
2. 제1항에 있어서,
   수계 매체 중에서 응집 공정 및 융합 공정을 거쳐 제작되어 이루어지는 정전하상 현상용 토너.
3. 제2항에 있어서,
   상기 응집 공정이 Al, Mg 및 Fe에서 선택되는 적어도 1종의 금속 원소를 함유하는 응집제를 사용하여 이루어지고, 상기 Cm이 토너 중의 상기 응집제에 유래하는 정전하상 현상용 토너.
4. 제1항에 있어서,
   결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 정전하상 현상용 토너.
5. 제1항에 있어서,
   정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 정전하상 현상용 토너.
6. 제1항에 있어서,
   토너의 플로우 테스터 1／2 강하 온도가 120℃ 이상 150℃ 이하의 범위인 정전하상 현상용 토너.
7. 제1항의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상용 현상제.
8. 제7항에 있어서,
   정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 정전하상 현상용 현상제.
9. 제7항에 있어서,
   정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 정전하상 현상용 현상제.
10. 토너 수용실을 구비하고, 상기 토너 수용실에 제1항의 정전하상 현상용 토너를 함유하는 토너 카트리지.
11. 상(像)유지체와,
    현상제를 사용하여, 상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 수단을 구비하고,
    상기 현상제는 제7항의 정전하상 현상용 현상제인
    화상 형성 장치용 프로세스 카트리지.
12. 제11항에 있어서,
    정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 화상 형성 장치용 프로세스 카트리지.
13. 제11항에 있어서,
    정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 화상 형성 장치용 프로세스 카트리지.
14. 상유지체와,
    상기 상유지체의 표면을 대전시키는 대전 수단과,
    상기 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단과,
    현상제를 사용하여, 상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 수단과,
    상기 현상된 토너 상을 피(被)전사체에 전사하는 전사 수단을 구비하고,
    상기 현상제는 제7항의 정전하상 현상용 현상제인 화상 형성 장치.
15. 제14항에 있어서,
    정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 화상 형성 장치.
16. 제14항에 있어서,
    정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 화상 형성 장치.
17. 상유지체의 표면을 대전시키는 대전 공정과,
    상기 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 공정과,
    현상제를 사용하여, 상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 공정과,
    상기 현상된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 공정을 포함하고,
    상기 현상제는 제7항의 정전하상 현상용 현상제인 화상 형성 방법.
18. 제17항에 있어서,
    정전하상 현상용 토너의 결착 수지가 결정성 수지를 함유하고, 그 결정성 수지의 양이 결착 수지의 전 질량에 대하여 0.1질량％ 이상 50질량％ 이하의 범위인 화상 형성 방법.
19. 제17항에 있어서,
    정전하상 현상용 토너가 3-히드록시-2,2’-이미노디숙신산을 함유하는 화상 형성 방법.

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