KR19980081025A - 정전하상 현상용 토너, 화상 형성 방법 및 현상 장치 유니트 - Google Patents

정전하상 현상용 토너, 화상 형성 방법 및 현상 장치 유니트 Download PDF

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KR19980081025A
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Abstract

정전하상 현상용 토너는 적어도 토너 입자 및 첨가제로 이루어져 있다. 토너 입자는 형상 계수 SF-1이 100 내지 160이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 140이며, 코울터 계수기(Coulter counter)로 측정시 중량 평균 입도가 4 내지 10 ㎛이다. 토너는 원형 환산 직경이 0.6 내지 2.0 ㎛이고, 다음 조건 (i) 내지 (iii)을 만족시키는 입자를 함유한다: (i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정시 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고, (ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정시 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며, (iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150이다. 토너는 다수의 시이트 상에서의 연속 화상 형성시에 화상-형성을 향상시키는데 효과적이다.

Description

정전하상 현상용 토너, 화상 형성 방법 및 현상 장치 유니트
본 발명은 정전하상을 현상하기 위한 토너, 그리고 상기 토너를 사용하는 화상 형성 방법 및 현상 장치 유니트에 관한 것이다.
전자 사진 방법으로서 다수의 방법이 공지되어 왔다. 이들 방법에서는, 통상적으로 광전도성 물질을 사용하는 다양한 수단에 의해 감광 부재 상에 정전하상을 형성하고, 이어서 상기 정전하상을 토너를 사용하여 현상하고, 생성된 토너 화상을 종이와 같은 전사-수용 재료 상에 전사시킨 후, 필요에 따라 가열 및(또는) 가압에 의하여 정착시킴으로써 그 위에 정착된 토너 화상이 형성된 복사 또는 인쇄를 얻는다.
추가로, 토너를 사용하여 정전하상을 현상하거나 또는 토너 화상을 정착시키기 위한 다양한 방법도 제안되어 왔다.
이러한 목적으로 사용된 토너는 통상적으로 토너용 성분을 균일하게 분산시키기 위하여 열가소성 수지(들) 내에 착색제 (염료 또는 안료) 및 임의의 첨가제를 용융-혼합하고, 이 분산물을 미세 분쇄기에 의하여 미세하게 분쇄하고, 소정의 입도 분포를 갖는 토너를 얻기 위하여 이 분쇄물을 분류기에 의하여 분류함으로써 제조하였다.
상기 제조 방법 (분쇄 방법)에 따르면 상당히 우수한 토너를 생성할 수 있지만, 토너 재료 또는 성분에 대한 선택 범위에 대한 제한이 수반된다. 예를 들면, 상기 제조 방법에서 사용되는 토너 입자를 생성하기 위한 착색-분산된 수지 조성물은 상당히 메짐성이 있어야 하며, 또한 생성된 분산물은 경제적으로 및 실질적으로 허용가능한 분쇄 장치에 의해 미세하게 분쇄되어야 한다. 그러나, 이러한 요건들을 충족시키기 위하여 상기 착색-분산된 수지 조성물을 메짐성 있게 제조할 경우, 미세 분쇄에 의하여 수득되는 입자의 입도 범위 (분포)는 넓어지기 쉽고, 특히 미세 입자 단편을 다량으로 포함하기 쉽다. 추가로, 이러한 메짐성이 큰 착색-분산된 수지 조성물로부터 수득되는 토너 입자는 복사기 또는 인쇄기에서 사용될 때 추가로 분쇄되기 쉽다. 또한, 분쇄 공정에서 고상의 미립자 (예를 들면, 착색 입자)들을 수지 조성물 중에 균일하게 분산시키기 어렵게 됨으로써, 분산의 정도에 따라 포그(fog)의 증가를 초래하고, 화상 밀도, 색 혼합 특성 및 투명도를 저하시킨다. 또한, 생성된 토너 입자는 몇몇 경우에는 깨진 표면에서 착색제가 노출됨으로 인하여 현상 특성을 변동시킬 수 있다.
분쇄 (제조 ) 방법에 의하여 수득되는 토너 입자의 상술한 문제점들을 개선하기 위하여, 일본 특허 공개 제36-10231호, 43-10799호 및 51-14895호에 기재된 바와 같은 현탁 중합 방법에 따른 토너 입자의 제조 방법이 제안되어 왔다.
현탁 중합 방법에 의한 제조 방법에서, 중합성 단량체, 착색제, 중합 개시제, 및 가교제, 전하 조절제 및 필요에 따라 기타의 첨가제와 같은 임의의 성분을 균일하게 용해시키거나 또는 분산시킴으로써 단량체 조성물을 제조한 후, 생성된 단량체 성분을 적합한 교반 장치를 사용하여 분산 안정화제를 함유하는 수성 상으로 분산시켜 단량체 조성물의 입자를 형성한 후, 단량체 조성물 중의 중합성 단량체를 중합시켜 소정의 입도 (분포)를 갖는 토너 입자를 수득한다.
상기 제조 방법 (현탁 중합 방법을 사용함)에 따르면, 제조 방법이 분쇄 단계를 수반하지 않기 때문에, 생성된 토너 입자는 메짐성을 가질 필요가 없으므로 각각의 토너 입자 중에 연한 재료 성분을 용이하게 포함한다. 또한, 토너 입자 표면에서 착색제가 쉽게 노출되지 않으며, 생성된 토너 입자는 균일한 마찰 전기 대전성을 갖는 장점이 있다.
그러나, 현탁 중합 방법을 통하여 생성된 토너 입자는 중합시에 형성된 미세한 수지 입자 및(또는) 유화된 수지의 미세한 입자가 각각의 토너 입자 표면에 부착되어 있는 상태에 있게 된다. 결과적으로, 단순히 바람 또는 공기 분류기를 사용하여 미세한 수지 입자를 토너 입자로부터 제거하기는 어렵다.
다량의 미세한 수지 입자가 부착되어 있는 토너 입자를 포함하는 상기의 토너 또는 현상제는 다수의 시이트 상에 연속적인 화상을 형성하기 위하여 사용될 때 질이 저하되기 쉽다. 이러한 이유에서, 다수의 시이트 상에 연속적인 화상을 형성하는 성능이 개선된 토너를 제공하는 것이 요구되어 왔다.
본 발명의 일반적인 목적은 상술된 문제점들이 해결된 정전하상 현상용 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 특정 목적은 다수의 시이트 상에 연속적인 화상을 형성하는 성능이 우수한 정전하상 현상용 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 연속적인 화상을 형성할 때 안정한 마찰 전기 대전성을 갖는 정전하상 현상용 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 현상 슬리브 및(또는) 토너 인가 부재가 정전하상으로 인하여 쉽게 오염되지 않는 정전하상 현상용 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전사성이 우수한 정전하상 현상용 토너를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 상기 언급한 토너를 사용하는 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 추가의 목적은 상기 언급한 토너를 포함하는 현상 장치 유니트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 토너 입자 및 첨가제로 이루어지며,
상기 토너 입자는 코울터(Coulter) 계수기로 측정할 때 100 내지 160의 형상 계수 SF-1, 100 내지 140의 형상 계수 SF-2 및 4 내지 10 ㎛의 중량 평균 입도를 가지고,
상기 토너는 0.6 내지 2.0 ㎛ 범위의 원형 환산 직경을 갖는 입자를 함유하고,
(i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고,
(ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며,
(iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150인 조건을 만족시키는 정전하상 현상용 토너가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면,
정전하상 보유 부재를 대전시키는 단계;
대전된 정전하상 보유 부재를 빛에 노출시켜 정전하상을 형성하는 단계;
적어도 토너-전달 부재, 토너를 토너-전달 부재의 표면 상에 인가하기 위한 토너 인가 수단, 및 토너를 함유하는 토너 용기를 포함하는 현상 장치 유니트를 사용하여 현상하여 정전하상-보유 부재 상에 토너 화상을 형성하는 단계,
토너 화상을 중간 전사 부재를 통하거나 통하지 않고 전사-수용 재료 상으로 전사하는 단계, 및
토너 화상을 전사-수용 재료 상에 고온-압력 정착 수단으로 정착시키는 단계로 이루어지며,
상기 토너는 토너 입자 및 첨가제로 이루어지고,
상기 토너 입자는 코울터 계수기로 측정할 때 100 내지 160의 형상 계수 SF-1, 100 내지 140의 형상 계수 SF-2 및 4 내지 10 ㎛의 중량 평균 입도를 가지며,
상기 토너는 0.6 내지 2.0 ㎛ 범위의 원형 환산 직경을 갖는 입자를 함유하고,
(i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고,
(ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며,
(iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150인 조건을 만족시키는 화상 형성 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면,
적어도 토너-전달 부재, 토너를 상기 토너-전달 부재의 표면상에 인가하기 위한 토너 인가 수단 및 토너를 함유하는 토너 용기를 포함하며,
상기 토너는 토너 입자 및 첨가제로 이루어지고,
토너 입자는 코울터 계수기로 측정할 때 100 내지 160의 형상 계수 SF-1, 100 내지 140의 형상 계수 SF-2 및 4 내지 10 ㎛의 중량 평균 입도를 가지며,
상기 토너는 0.6 내지 2.0 ㎛ 범위의 원형 환산 직경을 갖는 입자를 함유하고,
(i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고,
(ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며,
(iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150인 조건을 만족시키는 화상 형성 장치의 본체에 분리 가능하게 장착가능한 현상 장치 유니트가 추가로 제공된다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 이점은 첨부되는 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시태양의 하기의 설명을 고려할 때 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 화상 형성 방법에 적합한 롤러형 중간 전사 부재를 포함하는 화상 형성 장치의 실시태양의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 화상 형성 방법에 적합한 벨트형 중간 전사 부재를 포함하는 화상 형성 장치의 또 다른 실시태양의 개략 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 단성분 비자성 현상을 수행하기 위한 현상 장치의 실시태양의 개략 단면도.
도 4는 유동 입자 영상 분석기로 측정할 때의 토너의 원형 환산 직경의 수 기준 분포의 일례를 도시하는 그래프.
도 5는 토너 입자에 부착된 미세한 수지 입자의 양을 조절하기 위하여 코안다 (Coanda) 효과를 이용하는 가스 스트림 분류기의 개략 단면도.
도 6 및 도 7은 각기 도 5에 도시된 가스 스트림 분류기의 부분 투시도.
도 8은 도 5에 도시된 선 A­A'에 따른 평면도.
도 9는 도 5에 도시된 분류기의 주요 부분을 도시하는 단면도.
도 10은 본 발명에서 사용한 토너 입자의 분류에 사용되는 분류 공정의 실시태양을 예시하는 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
111, 112, 113 : 배출구 114, 115 : 기체 통풍관
116 : 공급 보충 노즐 117, 118 : 분류 날개
119 : 기체 통풍 날개 120, 121 : 통풍 조절 수단
122, 123 : 측벽 124, 125 : 분류 날개 블록
126 : 코안다 블록 128, 129 : 정압계
130a, 130b, 130c : 굴곡 라인 132 : 분류 용기
140 : 재료 공급부 141 : 고압 공기 유도관
201 : 3-분할 분류기 202 : 계량 공급기
204, 205, 206 : 집진 사이클론
본 발명에서, 토너 입자 및 첨가제 (외부 첨가제)를 포함하는 토너는 0.6 내지 2.0 ㎛ 범위의 원형 환산 직경을 가지며,
(i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로(본 명세서에서, 특히 이하에 기재된 FPIA 측정으로 언급됨) 측정한 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고,
(ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며,
(iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150인 조건을 만족시키는 입자를 함유한다는 특징이 있다.
보다 구체적으로는, 조건 (ⅱ)에 관한 측정을 위하여, 시료 토너 5 ㎎을 50 W/10 ㎤의 세기로 20 ㎑의 초음파를 제공하는 초음파 분산기에 의하여 물 10 ㎖ 중의 비이온성 계면활성제 0.1 ㎎의 용액 중에 1 분 동안 분산시키고 나서, FPIA 측정에 따라 0.6 내지 159.21 ㎛의 원형 환산 직경의 수 기준 분포를 측정하여 0.6 내지 2.0 ㎛의 원형 환산 직경을 갖는 입자에 대한 제1 수치 C1(수%)을 얻는다.
1 분 동안의 초음파 분산 후, 토너 입자에 외부적으로 가해진 (외부) 첨가제 및 토너 입자의 표면에 약하게 부착된 미세한 입자를 토너 입자 표면으로부터 분리하여 제2 측정치 C2로 간주되는 유리 미세 입자를 형성한다.
이후에, 초음파 분산이 추가로 계속될 때, 1 분 동안 초음파 분산시킨 후에 여전히 토너 입자 표면 상에 (부착되어) 남아있는 미세한 입자를 이로부터 분리하여 추가의 유리 미세 입자를 얻는다.
결과적으로, 합계 5 분 (1 분 + 4 분) 동안의 초음파 분산 후 제1 측정치 C1을 누적하여 계산하여, 1 분의 초음파 분산 후로부터 5 분 (합계)의 초음파 분산 후 까지 토너 입자 표면으로부터 새로 분리된 유리 미세 입자의 양 (수 %)을 1 분의 초음파 분산 후에 수득된 부분 (제2 수치 C2)에 가한다.
수치 C (비율) (= (C1/C2) × 100)은 FPIA 측정에서 제2 수치 C2에 대한 제1 수치 C1의 증가율 (증가비)을 나타낸다.
수치 C가 105 내지 150의 범위에 있을 때, 토너는 오랜 기간 동안 토너-전달 부재의 표면 상에 안정하게 도포되며, 따라서 시간이 지날수록 토너의 마찰 전기 대전을 안정화시킨다.
105 미만인 경우, 토너-전달 부재 표면에의 토너 도포의 안정성은 저하되기 쉬우므로, 토너-전달 부재 상에 과도하게 두꺼운 토너층을 형성하려는 경향을 강화시킨다.
150을 초과할 경우, 다수의 시이트 상에 연속적인 화상을 형성할 때 토너 입자의 표면으로부터 분리된 미세한 입자의 양을 과도하게 증가시키므로, 마찰 전기 대전성의 저하, 토너 화상의 불규칙성(불균일성) 및 전사성의 저하를 초래하기 쉽다.
수치 C는 110 내지 145, 보다 바람직하게는 115 내지 140의 범위일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 토너는 3 내지 50 수%, 바람직하게는 3 내지 45 수%, 보다 바람직하게는 3 내지 40 수%의 제1 수치 C1을 갖는다.
상기 제1 수치 C1이 50 수%를 초과하면, 0.6 내지 2.0 ㎛의 원형 환산 직경을 갖는 미세한 입자가 현상 슬리브 및(또는) 대전 부재를 오염시키기 쉬우므로, 토너의 마찰 전기 대전성이 저하되기 쉬우며, 토너는 현상 슬리브 상에 쉽게 균일하게 도포되지 않게 됨으로써, 생성된 토너 화상에 줄 무늬 불균일을 초래하기 쉽다.
반면, 제1 수치 C1이 3 수% 미만이면, 저온 및 저습 환경에서 토너의 마찰 전기 대전성이 증가되어 (소위, 대전 현상), 현상 슬리브는 토너로 균일하게 쉽게 코팅되지 않게 됨으로써, 하프톤(halftone) 토너 화상에서 파동(형) 불균일을 초래하기 쉽다.
본 발명에 있어서, 상기 토너는 2 내지 40 수%, 바람직하게는 3 내지 35 수%, 보다 바람직하게는 8 내지 25 수%의 제2 수치 C2를 갖는다.
바람직한 실시태양에서, 본 발명에 따른 토너는 마찰 전기 대전의 안정화 및 다수의 시이트 상에 연속적인 화상을 형성할 때 토너-전달 부재 상에 형성되는 토너 층의 코팅 상태를 고려하여 5 내지 40 수%, 바람직하게는 10 내지 35 수%의 제1 수치 C1; 3 내지 35 수%, 바람직하게는 8 내지 25 수%의 제2 수치 C2; 및 110 내지 145 수%, 바람직하게는 115 내지 140 수%의 수치 C를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
이하에서, 상기 기재된 수치 C1, C2및 C를 측정하기 위한 FPIA 측정이 구체적으로 설명될 것이다.
FPIA 측정
측정을 위해 유동 입자 영상 분석기 [FPIA-1000, 토아 이유 덴시 케이.케이. (Toa Iyou Denshi K.K.)사 제조]를 사용한다.
오염 입자 (측정 범위 내의 입도 (즉, 0.60 내지 159.21 ㎛의 원형 환산 직경)를 가짐)의 수를 20 입자 이하로 감소시키기 위하여 여과기를 통과시켜 미세한 오염물을 제거시킨 물 10 ㎖ 중에 비이온성 계면활성제 (예를 들면, 콘타미논 엔 (Contaminone N), 와코 주냐꾸 케이.케이. (Wako Junyaku K.K.)사 제조) 0.1 ㎎을 분산제로서 가하고, 시료 5 ㎎을 가하고, 계속하여 50 W/10 ㎤의 세기로 20 ㎑의 초음파를 제공하는 초음파 분산기 (예를 들면, UH-50, 에스엠티 컴파니 (SMT Co.) 제조)를 사용하여 1 분간의 분산 (C2측정용) 및 4 분간의 분산 (C1측정용) (합계 5 분)을 수행하여, 4000 내지 8000 입자/10-3㎤ (측정 범위에서의 입자 기준)의 농도를 갖는 시료 분산액을 형성한다. 상기 시료 분산액의 입도 분포를 0.60 내지 159.21 ㎛ (상한은 포함되지 않음) 범위의 원형 환산 직경에서 측정한다.
측정의 개략적인 사항 (토아 이유 덴시 케이.케이. 사에서 1995년 6월에 출판한 FPIA-1000에 첨부된 기술적인 소책자 및 작동 안내서, 및 JP-A 8-136439에 근거함)은 다음과 같다.
시료 분산액을 분지된 유동를 갖는 얇고 투명한 유동 셀 (두께 = 약 200 ㎛)을 통해 흐르게 한다. 섬광 전구 (strobe) 및 CCD 카메라를 유동 셀에 대하여 서로 대향하는 위치에 배치시켜 유동 셀의 두께를 가로질러 통과하는 광 경로를 형성한다. 시료 분산액이 유동하는 동안, 섬광 전구가 각기 1/30 초의 간격으로 점멸되어 유동 셀을 통과하여 지나가는 입자의 화상을 포착함으로써, 각각의 입자가 유동 셀에 평행한 임의의 면적을 갖는 2차원적 화상을 제공한다. 각 입자의 2차원적 화상 면적으로부터, 동일한 면적을 갖는 원형 직경을 원형 환산 직경으로 산출한다. 약 1 분 동안, 1200 입자 이상의 원형 환산 직경을 측정할 수 있으며, 이로부터 수 기준 원형 환산 직경 분포 및 소정의 원형 환산 직경 범위를 갖는 입자의 비율(수 %)을 측정할 수 있다. (특정 예로서, 약 6000 입자/10-3㎤을 함유하는 토너 분산 액체의 경우, 약 1800 입자의 직경을 약 1 분 이내에 측정할 수 있다.) 결과 (빈도 % 및 누적률 %)는 하기 표 1 (각 채널에서, 크기의 하한치는 포함되며 상한치는 포함되지 않음)에 나타내어진 바와 같이, 0.60 ㎛ 내지 400.00 ㎛ 범위에 있는 226 개의 채널 (한 옥타브에 대하여 80 개의 채널 (분할부))에 대해 나타낼 수 있지만, 원형 환산 직경이 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ (상한치는 포함되지 않음) 범위인 입자를 실제적으로 측정한다.
각 채널 (Ch)에 대한 원형 환산 직경 (C.E.D.) 범위
채널 원형 환산 직경 범위(㎛) 채널 원형 환산 직경 범위(㎛)
123456789101112131415161718192021222324252627282930 0.60-0.610.61-0.630.63-0.650.65-0.670.67-0.690.69-0.710.71-0.730.73-0.750.75-0.770.77-0.800.80-0.820.82-0.840.84-0.870.87-0.890.89-0.920.92-0.950.95-0.970.97-1001.00-1.031.03-1.061.06-1.091.09-1.121.12-1.161.16-1.191.19-1.231.23-1.261.26-1.301.30-1.341.34-1.381.38-1.42 313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960 1.42-1.461.46-1.501.50-1.551.55-1.591.59-1.641.64-1.691.69-1.731.73-1.791.79-1.841.84-1.891.89-1.951.95-2.002.00-2.062.06-2.122.12-2.182.18-2.252.25-2.312.31-2.382.38-2.452.45-2.522.52-2.602.60-2.672.67-2.752.75-2.832.83-2.912.91-3.003.00-3.093.09-3.183.18-3.273.27-3.37
채널 원형 환산 직경 범위 (㎛) 채널 원형 환산 직경 범위 (㎛)
616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990 3.37-3.463.46-3.573.57-3.673.67-3.783.78-3.893.89-4.004.00-4.124.12-4.244.24-4.364.36-4.494.49-4.624.62-4.764.76-4.904.90-5.045.04-5.195.19-5.345.34-5.495.49-5.655.65-5.825.82-5.995.99-6.166.16-6.346.34-6.536.53-6.726.72-6.926.92-7.127.12-7.337.33-7.547.54-7.767.76-7.99 919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120 7.99-8.228.22-8.468.46-8.718.71-8.968.96-9.229.22-9.499.49-9.779.77-10.0510.05-10.3510.35-10.6510.65-10.9610.96-11.2811.28-11.6111.61-11.9511.95-12.3012.30-12.6612.66-13.0313.03-13.4113.41-13.8013.80-14.2014.20-14.6214.62-15.0415.04-15.4815.48-15.9315.93-16.4016.40-16.8816.88-17.3717.37-17.8817.88-18.4018.40-18.94
채널 원형 환산 직경 범위 (㎛) 채널 원형 환산 직경 범위 (㎛)
121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150 18.94-19.4919.49-20.0620.06-20.6520.65-21.2521.25-21.8721.87-22.5122.51-23.1623.16-23.8423.84-24.5424.54-25.2525.25-25.9925.99-26.7526.75-27.5327.53-28.3328.33-29.1629.16-30.0130.01-30.8930.89-31.7931.79-32.7232.72-33.6733.67-34.6534.65-35.6735.67-36.7136.71-37.7837.78-38.8838.88-40.0240.02-41.1841.18-42.3942.39-43.6243.62-44.90 151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180 44.90-46.2146.21-47.5647.56-48.9448.94-50.3750.37-51.8451.84-53.3653.36-54.9154.91-56.5256.52-58.1758.17-59.8659.86-61.6161.61-63.4163.41-65.2665.26-67.1667.16-69.1269.12-71.1471.14-73.2273.22-75.3675.36-77.5677.56-79.8279.82-82.1582.15-84.5584.55-87.0187.01-89.5589.55-92.1792.17-94.8694.86-97.6397.63-100.48100.48-103.41103.41-106.43
채널 원형 환산 직경 범위 (㎛) 채널 원형 환산 직경 범위 (㎛)
181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210 106.43-109.53109.53-112.73112.73-116.02116.02-119.41119341-122.89122.89-126.48126.48-130.17130.17-133.97133.97-137.88137.88-141.90141.90-146.05146.05-150.31150.31-154.70154.70-159.21159.21-163.86163.86-168.64168.64-173.56173.56-178.63178.63-183.84183.84-189.21189.21-194.73194.73-200.41200.41-206.26206.26-212.28212.28-218.48218.48-224.86224.86-231.42231.42-238.17238.17-245.12245.12-252.28 211212213214215216217218219220221222223224225226 252.28-259.64259.64-267.22267.22-275.02275.02-283.05283.05-291.31291.31-299.81299.81-308.56308.56-317.56317.56-326.83326.83-336.37336.37-346.19346.19-356.29356.29-366.69366.69-377.40377.40-388.41388.41-400.00
상기 기재된 FPIA 측정에 따른 토너에 대하여 수득한 수 기준 원형 환산 직경 분포의 예가 도 4에 나타나 있다.
본 발명에 있어서, 본 발명에 따른 토너를 구성하는 토너 입자는 100 내지 160의 형상 계수 SF-1 및 100 내지 140의 형상 계수 SF-2를 갖는다.
SF-1이 160을 초과하거나(초과하고) SF-2가 140을 초과하는 경우, (외부) 첨가제의 첨가 효과가 저하되며 토너의 전사성도 저하되므로, 다수의 시이트 상에 연속적인 화상을 형성할 때 토너의 화상 형성 성능을 저하시킨다.
이러한 현상은 비자성 단성분 현상을 위한 토너의 경우에 특히 두드러진다.
형상 계수 SF-1는 100 내지 150이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 100 내지 130이고, 형상 계수 SF-2는 100 내지 130이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 100 내지 125일 수 있다.
본 발명에 있어서, 형상 계수 SF-1 및 SF-2는 하기 방법에 의해 수득된 수치를 기준으로 하여 산출한다.
500 배 확대된 전장 방출 주사 전자 현미경 (FE-SEM) (예를 들면, S-800, 히타치 리미티드. (Hitachi Ltd.) 제조)을 통하여 관찰된 100 개의 토너 입자 화상을 무작위로 추출한다. 토너 입자 화상의 생성된 화상 자료를 인터페이스 (interface)를 통하여 영상 분석기 (예를 들면, 루젝스 Ⅲ (Luzex Ⅲ), 니레코 케이.케이. (Nireco K.K.) 제조)에 입력하여, 하기 식을 기준으로 하여 SF-1 및 SF-2를 산출한다:
SF-1 = [(MXLNG)2/AREA] × (π/4) × 100,
SF-2 = [(PERI)2/AREA] × (1/4π) × 100,
식 중, MXLNG는 토너 입자의 최대 길이 (직경)을 나타내고, AREA는 토너 입자의 투영 면적을 나타내며, PERI는 토너 입자의 경계선 (즉, 외주면 길이)을 나타낸다.
형상 계수 SF-1 및 SF-2에 대한 상기 측정에 있어서, 통상적으로 첨가제와 외부적으로 블렌딩된 토너 입자를 포함하는 토너는 첨가제와 외부적으로 블렌딩되기 전의 토너 입자의 형상 계수와 실질적으로 동일한 SF-1 및 SF-2을 각기 제공한다.
본 발명의 토너는 4 내지 10 ㎛, 바람직하게는 4 내지 8 ㎛의 중량 평균 입도 (D4)를 갖는 토너 입자를 포함한다.
그 크기가 10 ㎛를 넘는 경우, 생성되는 토너 화상의 해상도가 감소된다. 그 크기가 4 ㎛ 미만인 경우, 생성되는 고체 화상 일부의 화상 밀도가 감소된다.
한편, 토너 입자가 4 내지 10 ㎛ 범위의 D4를 갖는 경우, 단일 형태 토너층은 비자성 단성분 현상 방법의 경우에도 현상 슬리브 상에 쉽게 형성된다.
본 발명에 따른 토너 입자 및 토너의 중량 평균 입도 (D4) 값은 하기한 코울터 계수기 측정을 바탕으로 한다.
코울터 계수기(CC) 측정
측정 장치로서 코울터 계수기 모델 TA-II (코울터 일렉트로닉스(Coulter Electronics, Inc.)사에서 시판) 또는 코울터 멀티사이저 II(코울터 일렉트로닉스사에서 시판)를 사용할 수도 있다. 전해질 용액으로서 시약 등급의 염화나트륨을 사용하여 1 % NaCl 수용액을 제조한다 (이소톤(ISOTON) R-II (코울터 사이언티픽 제펜 케이. 케이.(Coulter Scientific Japan K.K.)사에서 시판)를 사용할 수도 있음). 측정을 위해서, 분산제로서 계면활성제 0.1 내지 5 ㎖, 바람직하게는 알킬벤젠술폰산염 용액을 전해질 용액 100 내지 150 ㎖에 첨가하고, 시료 토너 입자(또는 시료 토너) 2 내지 20 ㎎을 추가로 첨가한다. 전해질 용액 중에 생성된 시료의 분산액을 초음파 분산기를 사용하여 약 1 내지 3 분 동안 분산 처리한 다음, 100 ㎛의 공경을 갖는 상기 장치를 사용하여 13개의 채널로 분할된 2.00 내지 40.30 ㎛ 범위의 입도 분포를 측정하여 부피 기준 분포 및 수 기준 분포를 얻는다. 각 채널에 대한 대표값으로서 중간값을 사용하여 부피 기준 분포로부터 중량 평균 입도 (D4)를 계산한다.
2.00 내지 40.30 ㎛의 입도 범위를 2.00 내지 2.52 ㎛; 2.52 내지 3.17 ㎛; 3.17 내지 4.00 ㎛; 4.00 내지 5.04 ㎛; 5.04 내지 6.35 ㎛; 6.35 내지 8.00 ㎛; 8.00 내지 10.08 ㎛; 10.08 내지 12.70 ㎛; 12.70 내지 16.00 ㎛; 16.00 내지 20.20 ㎛; 20.20 내지 25.40 ㎛; 25.40 내지 32.00 ㎛; 및 32.00 내지 40.30 ㎛의 13개 채널로 분할한다. 각 채널에 대해, 하한치는 포함되고, 상한치는 배제된다.
중량 평균 입도 (D4)에 대한 상기 측정에서, 첨가제와 외부적으로 블렌딩되는 토너 입자를 함유하는 토너는 보편적으로는, 첨가제와 외부적으로 블렌딩되지 않는 토너 입자와 실질적으로 동일한 D4를 제공한다.
본 발명에서, 토너 입자는 바람직하게는 저연화점 물질 (저연화점을 나타내는 물질임)을 함유하여 정착성이 개선될 수 있다. 바람직하게는, 저연화점 물질은 ASTM D3418-8에 따라 시차 주사 열량계를 사용하여 측정할 때 40 내지 90 ℃의 주된 열흡수 피크 온도를 나타내는 DSC 곡선을 제공할 수 있다. 온도가 40 ℃ 미만인 경우, 저연화점 물질은 자체 응집력이 저하되고, 따라서 고온에서 감소된 오프셋 방지 특성이 야기된다. 다른 한편, 온도가 90 ℃를 넘는 경우, 정착 온도는 바람직하지 않게 증가된다. 직접 중합(이하에 나타냄)에 의해 토너 입자를 직접 제조하는 경우, 입자 형성 및 중합 단계를 수성 매질 중에서 수행하여 온도가 높으면(예를 들면, 90 ℃를 넘는 온도) 저연화점 물질이 입자 형성시에 연화되지 않는다. 결과적으로, 생성된 토너 입자의 뚜렷한 입도 분포를 제공하는 것이 어렵다.
저연화점 물질에 대한 열흡수 (DSC) 곡선의 제조는 시판되는 시차 주사 열량계(DSC-7(상표명), 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer Corp.)사 제조)를 사용하여 작성할 수 있다. 그 장치에 있어서, 감지기(검출) 부분에서의 온도 보정은 인듐 및 아연의 융점을 사용하여 수행하고, 감지기 부분에서의 열량 보정은 인듐의 용합열을 사용하여 수행한다. 시료를 알루미늄 팬에 위치시키고 블랭크 팬을 기준로 설정하였다. 10 ℃/분의 속도로 가열 (가온)하여 DSC 측정을 수행한다.
저연화점 물질의 예로는 파라핀 왁스, 폴리올레핀 왁스, 피셔-트롭쉬 (Fisher-Tropsch) 왁스, 아미드 왁스, 고급 지방산, 에스테르 왁스, 그의 유도체, 그의 그래프트 화합물 및 그의 블록 화합물을 들 수 있다.
바람직하게는 저연화점 물질 3 내지 30 중량%를 토너 입자 중에 첨가할 수 있다.
저연화점 물질이 3 중량% 미만인 경우, 정착성 및 오프셋 방지 특성이 저하되기 쉽다. 30 중량%를 넘는 경우, 중합 제조 공정에 있어서도 입자 형성 동안에 그들 사이의 유착 또는 응집이 야기되기 쉽고, 따라서 광범위한 입도 분포를 갖기 쉽다.
토너 입자 중에 저연화점 물질을 포함시키기 위해, 주요 단량체 성분의 것보다 낮은 저연화점 물질의 수성 매질 중에 극성을 부과하고, 상기 계 보다 큰 극성을 갖는 수지 또는 단량체를 소량 가함으로써 외각 수지에 의해 둘러싸인 저연화점 물질을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 토너 입자를 형성시키는, 특정 방법을 수행할 수 있다. 이 경우에, 토너 입자의 입도 분포 또는 입도는 거의 불수용성인 무기염 또는 보호 콜로이드로서 작용하는 분산제, 그의 첨가량 또는 입자 형성 장치 (예를 들면, 로터의 주변부 속도, 수성 매질에 대한 통과수 및 교반 블레이드 형상)의 교반 조건 제어 및 반응 용기의 형상, 또는 수성 매질 중의 중합체 조성물의 고체 함량 및 점도를 적절히 변화시킴으로서 조정할 수 있다. 결과적으로, 전술된 입도(분포)를 갖는 토너 입자를 얻는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 전송 전자 현미경 (TEM)을 통해서 토너 입자의 횡단면을 하기와 같이 관찰할 수 있다.
시료 토너 입자를 상온 경화 에폭시 수지 중에 분산시키고, 40 ℃에서 2일 동안 경화시킨다. 다이아몬드 톱니를 갖는 마이크로톰(microtome)을 이용하여 생성된 경화 생성물을 박막 형태로 잘라낸다. 시료 토너 입자의 생성된 박막을 TEM으로 관찰한다. 본 발명에서, 트리루테늄 테트라옥사이드 (임의로 트리오스뮴 테트라옥사이드와의 배합)를 사용하는 염색법은 바람직하게는 저연화점 물질 및 외각 수지 사이의 상이한 투명도를 이용하여 그들 사이에 대비를 제공하도록 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 결합제 수지의 제조를 위한 중합가능한 단량체의 예는 비닐형 단량체를 포함할 수 있고, 예를 들면, 스티렌, o-, m- 또는 p-메틸스티렌, 및 m- 또는 p-에틸스티렌과 같은 스티렌 및 그의 유도체; 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 베헤닐 (메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 디에틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 (메트)아크릴산 에스테르; 부타디엔; 이소프렌; 시클로헥센; (메트)아크릴로니트릴 및 아크릴아미드를 포함할 수 있다. 이들 단량체는 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
상기 단량체는 바람직하게는 문헌 [POLYMER HANDBOOK, 2nd ed., III-pp. 139-192 죤 윌리 앤드 선(John Wiley Sons Co.)사에서 시판)]에 기재된, 40 내지 75 ℃의 이론적 유리 전이점 (Tg)을 가질 수 있다. 이론적 유리 전이점이 40 ℃ 미만인 경우, 생성된 토너 입자는 보관 안정성 및 내구성 (다량의 시이트 상에 연속 화상을 형성할 때의 토너 성능의 안정성)이 저하된다. 다른 한편, 이론적 유리 전이점이 75 ℃를 초과하면, 토너의 정착 온도는 증가되고, 개별적인 색상 토너 입자는 특히 전색상 화상을 형성하는 경우에 불충분한 색상 혼합 특성을 갖는다. 결과적으로, 생성된 토너는 불량한 색상 재현성을 가지며 바람직하지 않게 OHP 화상의 투명도를 저하시킨다.
본 발명에 있어서, 결합제 수지의 분자량 (분포)를 다음과 같이 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의해 측정할 수 있다.
코어-쉘 구조를 갖는 토너 입자의 경우, 진보된 속슬렛 (Soxhlet) 추출기를 사용하여 토너 입자 또는 토너를 톨루엔으로 20시간 동안 추출한 다음, 용매 (톨루엔)를 증류 제거하여 추출물을 얻는다. 저연화점 물질은 용해되고 결합제 수지는 용해되지 않는 유기 용매 (예를 들면, 클로로포름)를 추출물에 가하고, 그것으로 충분히 세척하여 잔류 생성물을 얻는다. 잔류 생성물을 테트라히드로푸란 (THF) 중에 용해시키고, 0.3 ㎛ 크기의 소공을 갖는 용매-내성 막 필터를 사용하여 여과하여 시료 용액 (THF 용액)을 얻는다. 서로 결합하여 연결되는 칼럼 A-801, 802, 803, 804, 805, 806 및 807 쇼와 덴꼬 케이. 케이(Showa Denko K.K.)사 제조)를 사용하여 시료 용액을 GPC 장치 (GPC-150C, 워터스(Waters Co.)사에서 시판) 내로 주입한다. 단분산성 폴리스티렌 표준 시료를 사용하여 얻어진 보정 곡선을 바탕으로 시료 분자량 및 그의 분자량 분포를 확인한다. 본 발명에 있어서, 결합제 수지는 바람직하게는 5,000 내지 1,000,000의 중량 평균 분자량 (Mw)과 2 내지 100의 중량 평균 분자량 (Mw) 대 수 평균 분자량 (Mn) (즉, Mw/Mn)을 갖는다.
각각 코어-쉘 구조를 갖는 토너 입자의 제조를 위해 외각 수지(층) 내에 저연화점 물질을 포함시키기 위해, 결합제 수지 이외의 극성 수지를 첨가하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 사용된 그러한 극성 수지의 바람직한 예는 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체, 말레산-기재 공중합체, 포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 및 폴리카르보네이트 수지를 포함할 수 있다. 특히, 극성 수지는 바람직하게는 외각 수지 또는 외각 수지를 구성하는 비닐 단량체와 반응할 수 있는 불포화기를 갖지 않는다. 극성 수지가 불포화기를 갖는 경우, 불포화기가 비닐 단량체와의 가교결합 반응을 야기하고, 그리하여 지나치게 높은 분자량을 갖는 수지 성분을 초래하기 때문이다. 결과적으로, 이러한 극성 수지는 전체-색상 화상 형성을 위한 3개의 색상 토너에 대한 색상 혼합 특성이 저하된다.
본 발명에 있어서, 토너 입자의 표면 상에 최외각 수지층을 추가로 형성하는 것이 가능하다.
최외각 수지층을 위한 최외각 수지는 바람직하게는 블로킹 방지 특성의 추가의 개선의 견지에서 전술한 외각 수지 보다 높은 유리 전이점을 가질 수 있다. 또한, 최외각 수지는 바람직하게는 생성된 정착성이 손상되지 않는 한도까지 가교결합될 수 있다.
최외각 수지층에 있어서, 극성 수지 및 전하 조절제를 혼합하여 대전성을 개선할 수 있다.
예를 들면, 하기 방법 1), 2) 및 3)에 의해 최외각층을 형성할 수 있다.
1) 중합 반응의 후기 단계 중 또는 중합 반응 후에, 예를 들면, 용해되거나 분산된 형태로 극성 수지, 전하 조절제 및 가교 결합제를 함유하는 단량체 조성물을 필요한 만큼 반응계 중에 가하여 중합가능한 입자에 의해 흡착되도록 한 다음, 중합 개시제를 가하여 단량체 성분의 중합을 수행한다.
2) 반응계 중으로, 예를 들면, 극성 수지, 전하 조절제 및 가교 결합제를 함유하는 단량체 조성물의 유화 또는 비누-부재 중합화에 의해 얻어진 중합 입자를 필요한 만큼 가하고, 그에 따라, 중합 입자는 임의로 정착을 위한 가열하에서 (중합) 토너 입자의 표면에 원하는 바와 같이 응집되거나 부착된다.
3) 이러한 중합 입자 (방법 2에서 사용됨)를 토너 입자 표면에 정착시키기 위해 토너 입자와 기계적으로 건식 블렌딩시킨다.
본 발명에 사용된 착색제는 흑색 착색제, 황색 착색제, 마젠타 착색제 및 시안 착색제를 포함할 수 있다.
흑색 착색제의 예는 카본 블랙, 자성 물질, 및 하기에 나타낸 황색/마젠타/시안 착색제의 색상 혼합에 의해 흑색으로 나타나는 착색제를 포함할 수 있다.
황색 착색제의 예는 농축 아조 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라퀴논 화합물, 아조 금속 착물, 메틴 화합물 및 아릴아미드 화합물을 포함할 수 있다. 특히 바람직한 예는 C. I. 안료 옐로우 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147 및 168을 포함할 수 있다.
마젠타 착색제의 예는 농축 아조 화합물, 디케토피롤피롤 화합물, 안트라퀴논 화합물, 퀴나크리돈 화합물, 기준 염료 레이크 화합물, 나프톨 화합물, 벤즈이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물 및 페릴렌 화합물을 포함할 수 있다. 특히 바람직한 예는 C. I. 안료 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 및 254를 포함할 수 있다.
시안 착색제의 예는 구리 프탈로시아닌 화합물 및 그들의 유도체, 안트라퀴논 화합물 및 기준 염료 레이크 화합물을 포함할 수 있다. 특히 바람직한 예는 C. I. 안료 블루 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62 및 66을 포함할 수 있다.
이러한 착색제는 단독으로, 2종 이상의 혼합물로 또는 고용체 상태로 사용할 수 있다. 색조, 색상 포화, 색상가, 내후성, OHP 투명도 및 토너 입자 중에서의 분산성의 견지에서 상기 착색제를 적절히 선택할 수 있다. 상기 착색제를 바람직하게는 수지 100 중량부 당 1 내지 20 중량부의 비율로 사용할 수 있다. 자성 물질을 포함하는 흑색 착색제는 수지 100 중량부 당 40 내지 150 중량부의 비율로 사용될 수 있다.
본 발명에 사용된 전하 조절제는 공지된 전하 조절제를 포함할 수 있다. 전하 조절제는 바람직하게는 무색일 수 있고, 높은 대전 속도 및 전술된 대전량을 안정하게 유지할 수 있는 특성을 갖는다. 본 발명의 토너 입자를 제조하는데 직접 중합을 사용하는 경우, 전하 조절제는 특히 바람직하게는 중합-억제 특성과는 관계가 없을 수 있고 수성 매질 중에 용해되는 성분을 전혀 또는 거의 함유하지 않는다.
본 발명에 사용된 전하 조절제는 음성형 또는 양성형의 것일 수 있다. 음전하 조절제의 구체적인 예는 살리실산, 나프토산 및 디카르복실산과 같은 산을 함유하는 금속 함유 산 기재 화합물; 술폰산 또는 카르복실산을 포함하는 측쇄를 갖는 중합체 화합물; 붕소 화합물; 우레아 화합물; 규소 화합물; 및 칼릭사렌을 포함할 수 있다. 양전하 조절제의 구체적인 예는 4급 암모늄염; 4급 암모늄염을 포함하는 측쇄를 갖는 중합체 화합물; 구아니딘 화합물; 및 이미다졸 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명에 사용된 전하 조절제는 바람직하게는 수지 100 중량부 당 0.5 내지 10 중량부의 비율로 사용할 수 있다.
그러나, 전하 조절제는 본 발명에 사용된 토너 입자에 대한 필수 성분은 아니다. 전하 조절제는 몇몇의 경우에 있어서 임의의 첨가제로서 사용될 수 있다. 더욱 구체적으로는 이성분 현상 방법을 사용하는 경우, 담체와 함께 마찰 전기 전하를 이용할 수 있다. 비자성 단성분 블레이드 코팅 현상 방법의 경우, 블레이드 부재 또는 슬리브 부재와 함께 마찰 전기 전하를 적극적으로 이용할 수 있다.
직접 중합에 사용가능한 중합 개시제의 예는 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴, 1,1'-아조비스(시클로헥산-2-카르보니트릴), 2,2'-아조비스-4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴, 아조비스이소부티로니트릴과 같은 아조- 또는 디아조형 중합 개시제; 벤조일 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시카르보네이트, 쿠멘 히드로퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드 및 라우로일 퍼옥사이드와 같은 퍼옥사이드형 중합 개시제를 포함할 수 있다. 중합 개시제의 첨가량은 얻어질 결합제 수지의 분자량에 따라 변화된다. 중합 개시제는 일반적으로, 사용된 중합가능한 단량체 100 중량부 당 0.5 내지 20 중량부 범위에서 사용할 수 있다. 중합 개시제는 어느 정도는 사용된 중합 방법에 따라 변화되며, 10 시간의 반감기에 준하는 온도 동안 단독 또는 혼합물로서 사용될 수 있다.
생성된 결합제 수지의 중합도를 조절하기 위해, 가교 결합제, 연쇄이동제, 중합 개시제 등을 첨가하는 것도 또한 가능하다.
분산 안정화제를 사용하여 현탁 중합에 의해 중합 토너 입자를 제조하는데 있어서, 수성 분산액 매질 중에 무기 또는(및) 유기 분산 안정화제를 사용하는 것이 바람직하다. 무기 분산 안정화제의 예는 인산삼칼슘, 인산마그네슘, 인산알루미늄, 인산아연, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 칼슘 메타실리케이트, 황산칼슘, 황산바륨, 벤토나이트, 실리카 및 알루미나를 포함할 수 있다. 유기 분산 안정화제의 예는 폴리비닐 알콜, 젤라틴, 메틸 셀룰로스, 메틸 히드록시프로필 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스 나트륨염 및 전분을 포함할 수 있다. 이러한 분산 안정화제는 바람직하게는 중합가능한 단량체 조성물 (혼합물) 100 중량부 당 0.2 내지 20 중량부의 양으로 수성 분산 매질 중에 사용될 수 있다.
무기 분산 안정화제를 사용하는 경우, 시판되는 제품을 그 자체로 사용할 수 있지만, 고속 교반하에 분산 매질 중의 동일 반응계에서 안정화제를 형성시켜 균일한 입도를 갖는 미세 입자를 얻는 것도 또한 가능하다. 인산삼칼슘의 경우, 예를 들면, 인산나트륨 수용액 및 염화칼슘 수용액을 격렬한 교반하에 블렌딩하여 현탁 중합화에 적절한 인산삼칼슘 입자를 얻을 수 있다.
분산 안정화제의 미세 분산액을 얻기 위해, 비온성, 음이온성 또는 양이온성 계면활성제 0.001 내지 0.1 중량%를 함께 사용하는 것도 또한 효과적이다. 계면 활성제의 예는 소듐 도데실벤젠술포네이트, 소듐 테트라데실 술페이트, 소듐 펜타데실 술페이트, 소듐 옥틸 술페이트, 소듐 올레에이트, 소듐 라우레이트, 포타슘 스테아레이트 및 칼슘 올레에이트를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용된 토너 입자는 하기의 방법으로 직접 중합에 의해 제조될 수 있다. 중합가능한 단량체, 저연화점 물질, 착색제, 중합 개시제 및 다른 임의의 첨가제는 파쇄기 또는 초음파 분산 장치에 의해 균일하게 용해되거나 분산되어 중합가능한 단량체 조성물을 형성한 다음, 바람직하게는 교반 속도 및(또는) 교반 시간을 조정함으로써 중합가능한 단량체 조성물의 소적이 목적하는 입도의 생성된 토너 입자를 가질수 있는 조건하에 교반기, 호모믹서 또는 파쇄기를 사용하여 분산 안정화제를 함유하는 수성 분산액 매질 중의 입자로 분산되거나 형성된다. 그 후, 그렇게 형성된 중합가능한 단량체 조성물의 입자를 유지시키고 입자의 침강을 방지하는 정도로 교반을 계속할 수 있다. 중합을 40 ℃ 이상, 일반적으로 50 내지 90 ℃에서 수행할 수 있다. 온도를 중합화의 후기 단계에 상승시킬 수 있다. 수성 계의 일부를 중합의 후기 단계 또는 중합 후에 증류시켜 미중합된 중합가능한 단량체 일부 및 부산물을 제거하는 것도 또한 가능하다. 반응 후, 제조된 토너 입자를 세척하고, 여과해내고, 건조시킨다. 현탁 중합에 있어서, 일반적으로 단량체 조성물 100 중량부 당 300 내지 3000 중량부의 수성 매질을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 토너 입자를 첨가제 (외부 첨가제)와 함께 외부적으로 블렌딩하여 본 발명에 따른 토너를 제조한다.
(외부) 첨가제의 예는 금속 산화물 또는 복산화물 (예를 들면, 산화알루미늄, 산화티타늄, 티탄산스트론튬, 산화세륨, 산화마그네슘, 산화크롬, 산화주석 및 산화아연)의 미세 분말; 질화물 (예를 들면, 질화실리콘)의 미세 분말; 탄화물 (예를 들면, 탄화실리콘)의 미세 분말; 금속염 (예를 들면, 황산칼슘, 황산바륨 및 탄산칼슘)의 미세 분말; 지방산 금속염 (예를 들면, 스테아르산아연 및 스테아르산칼슘)의 미세 분말; 카본 블랙; 및 실리카 미세 분말을 포함할 수 있다.
이러한 (외부) 첨가제는 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있고, 바람직하게는 생성된 토너의 환경 안정성 개선의 견지에서 소수성화 (소수성-부가됨)될 수 있다. 첨가제는 바람직하게는 20 내지 400 m2/g의 BET 비표면적 (SBET)을 갖는다.
특히, 상기 첨가제 중에서 소수성 실리카 미세 분말은 20 내지 400 m2/g의 BET 비표면적 (SBET)을 갖는다. 또한, 바람직하게는 0.1 내지 3.0 ㎛의 평균 입도를 갖는 무기 산화물 또는 복산화물의 미세 입자, 특히 0.1 내지 3.0 ㎛의 평균 입도를 갖는 티탄산스트론튬 또는 티탄산칼슘 미세 입자를 소수성 실리카 미세 분말과의 혼합으로 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 외부 첨가제를 토너 입자 100 중량부 당, 바람직하게는 0.01 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 5 중량부의 양으로 첨가할 수 있다.
본 발명에 상기한 특성 (C1, C2, C, SF-1, SF-2 및 D4)를 만족시키는 토너를 제조하기 위해, 토너 입자를 원하는 입도를 갖는 현탁 중합 및 토너 입자의 표면에 부착된 미세 수지 입자의 양을 조절함으로써 바람직하게 제조할 수 있다. 미세 수지 입자는 현탁 중합 중 부산물로서 형성되고, 토너 입자 표면에 다양한 강도로 부착되어, 토너 입자 표면에 약하게 부착된 미세 수지 입자는 바람직하게는 유리 미세 수지 입자로서, 예를 들면, 고속 가스 (공기) 스트림에 의해 분리될 수 있고, 유리 미세 수지 입자는 바람직하게는 분류에 의해 제거될 수 있다.
이하에, 고속 공기 스트림으로 토너 입자를 처리하고 전술한 바와 같은 유리 미세 수지 입자를 제거하는데 적절한 가스 스트림 또는 공기 분류기 및 분류 시스템을 도 5 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명할 것이다.
본 발명의 토너를 제조하는데 사용된 가스 스트림 (공기) 분류기의 예를 도 5 (개략 단면도) 및 도 6 및 도 7 (개략 투시도)에서 나타낸다.
기체 스트림 분류기 및 분류기를 사용하는 분류 시스템에서, 일반적으로는 고압 공기 유도관 및 공급 분말 유도 노즐은 수직 방향에 대해 최대 45。의 경사각 (θ)으로 배치된 공급 보충 노즐의 후미부에 배치된다. 토너 입자 (공급 분말)는 공급 분말 유도 노즐의 상단부에서 공급 보충부로부터 공급되고, 공급 분말 유입구의 하단부에서 고압 공기 유도관의 주변으로부터 유포된다. 그 후에, 토너 입자는 고압 공기 스트림에 의해 가속되어 균일하게 분산되고, 그리하여, 그것으로부터 토너 입자에 약하게 부착된 미세 수지 입자를 탈착시켜 공급 (분말) 보충 노즐 쪽으로 잘 분산된 (분포된) 토너 입자를 공급한다.
또한, 분류 대역의 형상을 적절히 변형시킴으로써, 분류 대역을 확장시키고 분류점의 수를 크게 변화시킬 수 있고, 또한 분류 가장자리 정상 부근의 공기 스트림의 격한 흐름을 야기하지 않으면서 정확한 분류 위치를 조정할 수도 있다.
공급 분말 보충부에서 토너 입자의 유입 및 방사는 공급 분말 보충 노즐에서 그의 유도관으로부터의 고압 공기의 팽창에 의해 감압으로 기인된 배출기 (분출기) 효과를 바탕으로 한다.
도 5, 6 및 7을 참조하면, 분류 용기 (132)의 일부로부터의 측벽 (122) 및 (123) 및 분류 날개 블록 (124) 및 (125)에는 각각 칼날형 분류 날개 (117) 및 (118)가 제공된다. 분류 날개 (117) 및 (118)은 축 (117a) 및 (118a)를 중심으로 회전할 수 있기 때문에 그들의 날개 끝의 위치를 각기 변화시킬 수 있다. 분류 날개 블록 (124) 및 (125)의 고정 위치는 수직방향으로 움직일 수 있다. 이 위치 변화에 따라 분류 날개 블록에 상응하는 분류 날개 (117) 및 (118)의 위치도 각각 수직방향으로 변화될 수 있다.
분류 용기 (132)에서 분류 구역은 분류 날개 (117) 및 (118)에 의해 3개의 구획으로 나뉘어진다.
고압 공기 유도관 (141) 및 재료 분말 공급구가 후미부 (상단부)에 있는 재료 분말 유도 노즐 (142) 및 재료 공급구 (140)가 있으며 또한 분류 용기 (132) 내에 공급구가 있는 공급 보충 노즐 (116)이 측벽 (122)의 우측에 배치되어 있다. 공급 보충 노즐 (116)의 우측에는, 코안다 블록 (Coanda block) (126)이 공급 노즐 (116)의 우측 접촉 우선지역을 따라 연장되면서 상방향으로 굽어져 장타원 궁형부를 형성하도록 배치되어 있다. 분류 용기의 (132)의 좌측 블록 (127)에는 칼날형 통풍 날개 (119)가 제공되어 있다. 분류 용기 (132)의 좌측부에는 기체 (공기) 통풍관 (114) 및 (115)가 각각 분류 용기 (132)로 통하도록 배치되어 있다. 기체 통풍관 (114) 및 (115)에는 각각 댐퍼 (damper)와 같은 제1 및 제2 통풍 조절 수단 (120) 및 (121) 및 또한 정압계 (128) 및 (129)가 장착되어 있다.
고압 공기 유도관 (141)로 주입되는 고압 공기의 압력은 정상적인 분류를 위해서는 1.0 내지 3.0 kg/cm2일 수 있으나, 토너 입자 표면에 부착된 미세 수지 입자를 효과적으로 떼어내어 토너 입자 표면에 상당히 강하게 부착된 미세 수지 입자의 일정량을 조절하기 위해서는 3.0 kg/cm2이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3.5 내지 6.0 kg/cm2일 수 있다.
분류 날개 (117) 및 (118)의 위치 및 기체 통풍 날개 (119)의 위치는 분류되어야 할 토너 입자 (공급 분말)의 종류 및 목표 입자 크기에 따라서 조절된다.
분류 용기 (132)의 우측에는, 각각 분류 용기 (132)로 통하는 배출구 (111), (112) 및 (113)이 밸브 등의 잠금 수단이 장착된 파이프와 같은 연결 수단에 연결되어 있다.
공급 보충 노즐 (116)은 직선형 튜브 구획과 끝이 점점 가늘어지는 직각형 튜브 부위를 포함한다.
직선형 튜브 부위의 내부 직경 및 끝이 점점 가늘어지는 직각형 튜브 부위의 가장 좁은 부분의 내부 직경의 비는 20 : 1 내지 1 : 1, 바람직하게는 10 : 1 내지 2 : 1로 조절되는 경우에 적합한 분사 (주입) 속도가 달성될 수 있다.
상기 고안된 다수 (3) 분할 분류 구역에서 분류 작업은 예를 들면 하기의 방식으로 수행될 수 있다.
배출구 (111), (112) 및 (113)의 적어도 한 개를 통과할 때 증발이 일어나고 분류 용기 (132) 내부로 통하는 공급 보충 노즐 (116)을 통해 고압 공기 및 감압의 작용하에 수반되는 50 내지 300 m/초 속도의 기체 스트림을 함께 용기 (132)내로 흘려보내 재료 분말을 공급 (분사)함으로써 분류 용기 (132)내에 감압 상태가 발생한다.
이렇게 공급된 재료 분말의 (토너) 입자는 코안다 블록 (126)에 의한 코안다 효과 및 수반되는 기체 스트림 (예를 들면, 공기 스트림)의 작용으로 인해 굴곡 라인 (130a), (130b) 및 (130c)를 따라 움직이게 되며, 입자 크기 및 개별 입자의 관성력에 따라서 입자는 바깥쪽으로 (즉, 분류 날개 (118)의 외부로) 떨어지는 조분발 (첫번째) 분획 (규정 입자 크기 범위를 초과), 분류 날개 (117) 및 (118) 사이로 떨어지는 중간 분말 분획 (두번째) (규정 입자 크기 범위에 속함), 및 분류 날개 (117)의 내부로 떨어지는 미세 분말 분획 (세번째)으로 나뉘어진다. 그 다음, 조분말 분획, 중간 분말 분획 및 미세 분말 분획은 배출구 (111), (112) 및 (113)을 통해 각각 방출된다.
토너 입자의 상기 분류에서, 분류 지점은 원칙적으로는 토너 입자가 배출되는 코안다 블록 (126)의 궁형부 (저부)에 대한 분류 날개 (117) 및 (118)의 말단 위치에 의해 결정된다. 또한, 분류 지점은 공급 보충 노즐 (116)으로부터 토너 입자가 방출되는 속도 및 분류를 위한 기체 스트림의 유속에 의해서도 영향을 받는다.
상기한 기체 스트림 분류기에서, 토너 입자는 재료 공급구 (140)을 통해 고압 공기 유도관 (141) (재료 분말 유도 구획 (142)의 저부)의 주변부로부터 공급되고, 고압 공기 유도관 (141)로부터 방출되는 고압 공기 스트림을 따라 가속화되어 공급 보충 노즐 (116)에 고르게 분산된다. 분산된 토너 입자는 즉시 분류 용기 (132)로 공급되어 그 안에서 분류되어 분류기의 외부로 방출된다.
이런 이유로 인해, 분류기에 공급되는 토너 입자는, 응집된 (집괴된) 입자가 개별 입자의 소정의 흐름 경로를 따라 날리거나 또는 흐르는 동안 분류 용기 (132) 내부에서 공급 보충 노즐 (116)의 공급구 위치에 의해 방해받지 않고 1차 입자로 분산되는 상태로 소정의 추진 분말과 함께 흘려보내지는 것이 중요하다.
토너 입자가 분류 용기 (132)의 상부로부터 공급되는 경우, 공급 보충 노즐 (116)으로부터 용기 (132)로의 입자 흐름 경로는, 코안다 블록 (126)이 공급 보충 노즐 (116)의 출구 (공급구)의 측면에 위치하고 있기 때문에 방해받지 않으며, 따라서 입자 크기에 따라 나뉘어진 입자 분획을 포함하는 조절된 입자 흐름을 형성한다. 따라서, 움직일 수 있는 분류 날개 (117) 및 (118)은 상응하는 입자 흐름에 따라 각 방향으로 움직여지며, 그의 말단부도 각각 그에 상응하도록 고정되어 소정의 분류 지점을 설정하게 된다.
분류 날개 (117) 및 (118)이 움직일 경우, 분류 날개 블록 (124) 및 (125)를 동시에 움직임으로써 코안다 블록 (126)을 따라 각각 상응하는 입자 흐름에 동반되는 각 날개 (117) 및 (118)의 방향을 제공할 수 있다.
더욱 구체적으로는, 분류 구역을 확대하여 도시한 도 9에 나타낸 바와 같이, 코안다 블록 (126)을 따라서 배치된 공급 보충 노즐 (116)의 개방 말단부 (116a)와 수평한 높이의 코안다 블록 (126)의 특정 지점 (예를 들면, 위치 O)을 기준으로, 분류 날개 (117)의 말단 및 코안다 블록 (126)의 측면 사이의 거리 L4및 분류 날개 (117)의 측면 및 코안다 블록 (126) 사이의 거리 L1은 위치지정 부재 (133)을 따라 분류 날개 블록 (124)을 수직적으로 움직이고 위치지정 부재 (134)을 따라 분류 날개 (117)을 수직적으로 움직이고, 축 (117a)의 둘레로 분류 날개 (117)의 말단을 회전시켜 움직임으로써 조절할 수 있다.
이와 유사하게, 분류 날개 (118)의 말단 및 코안다 블록 (126)의 궁형 측면 사이의 거리 L5, 분류 날개 (117) 및 (118)의 측면 사이의 거리 L2, 및(또는) 분류 날개 (118)의 측면 및 측벽 (123)의 측면 사이의 거리 L3는, 분류 날개 블록 (125)를 위치지정 부재 (135)를 따라 수직적으로 움직이고 분류 날개 (118)을 위치지정 부재 (136)을 따라 수직적으로 움직이고 축 (118a)의 둘레로 분류 날개 (118)의 말단을 회전시켜 움직임으로써 조절할 수 있다.
코안다 블록 (126)을 개방 말단부 (116a)를 갖는 공급 보충 노즐 (116)의 측면을 따라 배치하고, 코안다 블록 (126)으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 분류 날개 (117) 및 (118)를 배치하고 추가적으로 분류 날개 블록 (124) 및(또는) 분류 날개 블록 (125)의 고정된 위치를 변화시킴으로써, 분류 용기에서 분류 구역을 적당히 확대할 수 있으며 또한 상기 기재한 바와 같이 소정의 분류 지점을 용이하고 크게 변화시킬 수도 있다.
결과적으로, 분류 날개 (117) 및 (118)의 말단에 의해 유발되는 입자 흐름 방해 현상을 방지할 수 있다. 또한, 배출구 (도 5에 도시된 111, 112 및 113)를 통과할 때 압력 감소로 인해 흡입 흐름의 유속을 조절함으로써 분류 구역에서 입자 유속을 증가시킬 수도 있으며, 이로써 또한 분류 구역에서 토너 입자의 분산도 (분포 정도)를 향상시킬 수 있다. 따라서, 재료 분말 밀도가 높은 경우에도 높은 분류 정확도를 달성할 수 있기 때문에, 제조 수율 저하를 억제할 수 있을 뿐아니라 종래 분류 시스템과 비교할 때 동일한 분말 밀도에서의 제조 수율과 분류 정확도를 향상시킬 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 기체 통풍 날개 (119)의 말단 및 코안다 블록 (126)의 궁형 측면 사이의 거리 L6은 축 (119a)의 둘레로 기체 통풍 날개 (119)의 말단을 회전시켜 움직임으로써 조절할 수 있어서, 기체 통풍관 (114) 및 (115)를 통해 공급된 기체의 유속 및 유량을 조절함으로써 분류 지점 또는 위치를 조절하는 것도 또한 가능하게 된다.
상기 기재한 거리 L1내지 L6은 분류될 토너 입자의 성질에 따라서 각각 적당하게 설정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서 거리 L1, L2및 L3은 토너 입자가 비자성 토너 입자일 때는 재료 공급관 (116)의 개방 말단부 (116a)의 내부 직경 L0과의 하기 관계를 충족시키는 것이 바람직할 수 있다.
(토너 입자의 참밀도 (true density)가 0.3 내지 1.4 g/cm3인 경우)
L0L1+ L2nL3(n ≥ 1, 실수)
(토너 입자의 참밀도가 1.4 g/cm3보다 큰 경우)
L0L3L1+ L2
분류되는 토너 입자가 상기 관계를 만족한다면, 입자 크기 분포가 정확한 토너 입자를 효과적으로 얻을 수 있게 된다.
상기한 기체 스트림 분류기는 파이프와 같은 연결 수단을 통해 각각 주변 디바이스와 연결되어 분류 (장치) 시스템을 구성하게 된다.
분류 시스템의 바람직한 실시태양 중 하나는 도 10에 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 분류 시스템은 원칙적으로는 3-분할 분류기 (201) (도 5 내지 9에 도시됨), 계량 공급기 (202), 진동 공급기 (203) 및 각각 연결 수단을 통해 분류기 (201)에 연결된 집진 사이클론 (204), (205) 및 (206)을 포괄한다.
이런 시스템 (장치)에서는, 토너 입자 (공급 분말)를 계량 공급기 (202) 내로 적당한 수단을 사용하여 주입하고, 공급 보충 노즐 (116)을 통해 일정한 공급 속도로, 예를 들면 50 내지 300 m/초의 공급 속도로 3-분할 분류기 (201) 내로 공급한다. 분류기 (201)는 크기가 (10 - 50 cm) x (10 - 50 cm)인 분류 용기를 갖고 있어서, 통상적으로 재료 분말을 3개 (또는 그 이상)의 입자 (분말) 분획으로 순간적으로, 예를 들면 0.01 내지 0.1 초내에 분할한다. 결과적으로, 재료 분말은 조분말 분획, 중간 분말 분획 및 미세 분말 분획으로 순간적으로 분류된다. 그 다음, 조분말 분획은 배출관 (111a)를 통해 방출되어 집진 사이클론 (206)에 집적된다. 이와 유사하게 중간 분말 분획은 배출관 (112a)를 통해 방출되어 집진 사이클론 (205)에 집적되며, 미세 분말 분획은 배출관 (113a)를 통해 방출되어 집진 사이클론 (204)에 집적된다. 이들 집진 사이클론 (204), (205) 및 (206)은 압력 저하를 위한 흡입 수단으로 기능할 수 있기 때문에 결과적으로 재료 분말은 분류 용기 내로의 흡입력에 의해 공급 보충 노즐 (116)을 통해서 주입된다.
다음에서, 상기한 토너를 사용하여 본 발명에 따른 화상 형성 방법이 도 1 내지 3에 기초하여 설명될 것이다.
도 1은 매질 내성이 있는 탄성 롤러가 중간 전사 부재로 사용되는 전기사진 방법을 사용하는 칼라 화상 형성 장치 (예를 들면, 복사기 또는 레이저 빔 프린터)를 도시한다. 도 2는 중간 전사 부재로서 매질 내성이 있는 벨트를 사용하는 화상 형성 장치 (예를 들면, 복사기 또는 레이저 빔 프린터)를 도시한다.
도 1 및 2를 참조하면, 칼라 화상 형성 장치는 감광 드럼 (감광 부재) (1), 1차 대전기 (대전 수단) (2), 화상 노출 수단 (3), 제2 전사 벨트 (6), 전사후 잔류 토너를 회수하기 위한 회수 부재 (9), 전사-수용 재료를 위한 가이드 (10), 전사-수용 재료를 위한 공급 롤러 (11), 감광 드럼용 세정 유니트 (디바이스) (13), 정착 디바이스 (15), 중간 전사 부재 (20) (도 1에서 드럼 모양 및 도 2에서 벨트 모양), 중심 금속 (21), 탄성층 (22), 바이어스 전원 (26), (27), (28) 및 (29), 황색 (Y) 현상 유니트 (41), 마젠타색 (M) 현상 유니트 (41), 시안 (C) 현상 유니트 (43), 흑색 (BK) 현상 유니트 (44), 장력 롤러 (61) 및 (64), 대전 롤러 (62) (도 1에서 제2 전사 벨트의 대전용 및 도 2에서 중간 전사 벨트 (20)의 대전용), 전사 롤러 (63) 및 전사-수용 재료 (P)를 포함한다.
각기 화상 보유 부재로 사용되는 드럼형 감광 부재 (1)은 화살표로 지시된 바와 같이 반시계 방향으로 소정의 주변 (프로세스) 속도로 회전한다. 회전시에, 감광 드럼 (1)은 1차 대전기 (2)에 의해 균일하게 대전되어 소정의 극성 및 전위를 갖게 된 후, 화상 노출 수단 (도시하지 않음)에 의해 (예를 들면, 색 분리 및 본래 색상의 이미지화를 수행하는 노출 광학 시스템에 의해서) 또는 화상 데이터를 위한 시간에 따른 전기 디지털 화소 (그림) 신호에 상응하도록 조절되는 레이저 빔을 출력하는 스캐닝 노출 시스템에 의해 빛 (3)에 영상적으로 노출되어 그 위에 목표 색상 화상의 제1 색상 성분 화상 (예를 들면, 황색 색상 성분 화상)에 상응하는 정전 (잠재) 화상을 형성한다.
그 다음, (황색) 정전 (잠재) 화상은 제1 (황색) 현상 유니트 (41)에 의해 황색 토너 (Y)를 이용하여 현상된다. 이 때, 다른 제2 내지 제4 (마젠타, 시안 및 흑색) 현상 유니트 (42, 43 및 44)는 오프 상태에 있기 때문에 감광 드럼 (1)에 영향을 주지 않는다. 결과적으로 제1 황색 화상은 제2 내지 제4 현상 유니트 (42), (43) 및 (44)에 의해 영향을 받지 않는다.
제1 내지 제4 현상 유니트 (41) 내지 (44) 각각에는 토너 전달 부재, 토너를 토너 전달 부재의 표면으로 인가하기 위한 토너 인가 수단 및 토너를 담고 있거나 포함하는 토너 용기가 있다. 각 현상 유니트는 토너 전달 부재, 토너 인가 수단 및 토너 용기를 완전히 갖춘 하나의 현상 장치 유니트로 제조될 수 있다. 이렇게 제조된 현상 장치 유니트는 화상 형성 장치의 본체에 분리가능하도록 장착된다.
다음으로는 본 발명의 토너를 사용하여 수행되는 비자성 단성분 현상 방법의 예가 도 3을 참조하여 기재될 것이다.
도 3은 현상 장치 유니트 (현상 유니트) 및 이웃한 감광 드럼의 일부를 도시한다.
정전 화상 보유 부재 (98)로서 감광 드럼 상에 전자사진 또는 전자기록에 따라 형성된 정전하상은 도 3에 도시한 현상 장치 유니트에 의해 현상된다.
예를 들면 알루미늄 또는 스테인레스 스틸의 비자성 슬리브를 포함하는 현상 장치 유니트에는 현상 슬리브 (토너 전달 부재) (99)를 포함한다. 현상 슬리브 (99)는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸의 거친 관 (crude pipe) 또는 실린더를 포함할 수 있다. 또한 그러한 파이프의 표면은 유리알로 강타하여 균일하게 거칠게 하거나, 거울 처리하거나, 또는 수지 조성물로 코팅할 수 있다.
토너 (100)은 호퍼 (토너 용기) (101)에 포함되거나 담겨지며, 토너 공급 롤러 (102)를 사용하여 현상 슬리브로 공급된다. 토너 공급 롤러는 폴리우레탄 발포체와 같은 발포재로 제조되며, 현상 슬리브 (99)의 속도에 대한 소정의 주변 속도 (0이 아님)로 현상 슬리브 (99)의 방향과 동일한 방향 또는 반대 방향으로 회전한다. 결과적으로, 토너 공급 롤러 (102)는 또한 토너 공급 기능과 더불어 현상 작용 후의 토너 (즉, 미현상 토너)를 제거하는 기능을 한다. 현상 슬리브 (99)에 제공된 토너는 토너 (또는 현상기) 인가 블레이드 (103)에 의해 균일하고 작은 두께로 형성된다.
토너 인가 블레이드 (103)은 바람직하게는 목적하는 극성을 갖도록 토너를 대전시키기에 적합한 마찰 대전량을 제공하는 물질을 포함할 수 있다. 토너 인가 블레이드 (103)은 적합하게는 실리콘 고무, 우레탄 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 구성될 수 있으며, 임의로는 폴리아미드, 폴리이미드, 나일론, 멜라민, 멜라민-교차결합 나일론, 페놀계 수지, 불소 함유 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지 또는 스티렌 기재 수지와 같은 수지의 유기층으로 코팅될 수 있다. 또한 전기전도성 고무, 전기전도성 수지 등을 사용할 수도 있다.
상기한 고무 또는 수지에서, 충전제 또는 전하 (예를 들면, 금속 산화물, 카본 블랙, 무기 위스커 (whisker) 또는 무기 섬유)가 바람직하게 분산되어 토너 인가 블레이드에 적합한 전기전도성 또는 전하-분배 특성을 제공함으로써 사용되는 토너를 적합하게 대전시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 중간 전사 롤러 (부재) (20)은 파이프 형태의 중심 금속 (21) 및 중심 금속 (21)의 주변 표면에 형성된 탄성층 (22)를 포함하며, 감광 드럼 (1)과 쌍을 이뤄 감광 드럼 (1)과 동일한 주변 속도로 화살표로 지시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전한다.
감광 드럼 (1)에 형성되고 담지된 황색 (제1) 토너 화상은, 감광 드럼 (1) 및 중간 전사 부재 (20) 사이의 닙 부위를 통과할 때, 중간 전사 부재 (20)에 걸린 1차 전사 바이어스 전압에 의해 형성된 전기장의 작용에 의해 중간 전사 부재 (20) 상으로 임시로 전사된다. 이와 유사한 방식으로, 제2 (마젠타) 토너 화상, 제3 (시안) 토너 화상 및 제4 (흑색) 토너 화상을 연속적으로 중간 전사 부재 (20) 상으로 전달하여 목표 색상 화상에 상응하는 겹친 색상 토너 화상을 형성한다.
감광 드럼 (1)에서 중간 전사 부재 (20)으로의 제1 내지 제4 토너 화상의 연속 전사를 위한 1차 전사 바이어스 전압은 토너의 극성 (음극)과 반대되는 극성 (양극)을 가지며, 바이어스 전원 (29)로부터 공급된다.
상기의 연속 전사 단계 동안, 전사 벨트 (6)은 중간 전사 부재 (20)에 접촉할 수 있는 상태에 있다.
전사 벨트 (6)은 중간 전사 부재 (20)의 저부에 접촉하도록 바로 아래에 배치되며, 각각의 축이 중간 전사 부재 (20)와 평행하게 배열되어 있는 전사 롤러 (62) 및 장력 롤러 (61)에 의해 지지된다. 전사 롤러 (62)는 바이어스 전원 (28)에 의해 소정의 제2 전사 바이어스 전압을 공급받으며, 장력 롤러 (61)은 접지된다.
전사-수용 재료 (P) 상으로의 연속 전사에 의한 중간 전사 부재 (20) 상으로의 겹친 토너 화상의 전사는 다음과 같은 방식으로 수행된다.
전사 벨트 (6)이 중간 전사 부재 (20)과 접할 때, 전사-수용 재료 (P)는 바이어스 전원 (28)로부터 전사 롤러 (62)로 제2 전사 바이어스 전압이 걸려있는 동안 종이 공급 카세트 (도시하지 않음)로부터 전사-수용 재료 (P)를 위한 공급 롤러 (11) 및 가이드 (10)을 통해 전사 벨트 (6) 및 중간 전사 부재 (20) 사이의 인접한 닙 부위로 소정의 시간조절을 통해 공급된다. 겹친 색상 토너 화상은 중간 전사 부재 (20)으로부터 제2 전사 바이어스 전압의 작용에 의해 전사-수용 재료 (P) 상으로 전사된 후, 정착 디바이스 (15)에 공급되어 가열정착된다.
도 2는 벨트형 중간 전사 부재를 사용하는 색상 화상 형성 장치를 도시한다.
도 2를 참조하면, 화상 보유 부재로 반복적으로 사용되는 드럼형 감광 부재 (1)은 소정의 주변 (프로세스) 속도로 화살표로 지시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전한다. 회전시, 감광 드럼 (1)은 제1 대전기 (2)에 의해 균일하게 대전되어 소정의 극성 및 전위를 갖게 된 후, 화상 노출 수단 (도시되지 않음)에 의해 (색 분리 및 본래 칼라 화상의 이미지화를 수행하는 노출 광학 시스템에 의해 또는 화상 데이터용 시간별 전기 디지털 화소 (그림) 신호에 상응하도록 조절되는 레이저 빔을 출력하는 스캐닝 노출 시스템에 의해) 빛 (3)에 화상 노출시킴으로써 목표 색상 화상의 제1 색상 성분 화상 (예를 들면, 황색 성분 화상)에 상응하는 정전 (잠재) 화상을 형성한다.
그 다음, (황색) 정전 (잠재) 화상은 제1 (황색) 현상 유니트 (41)에 의해 황색 토너 (Y)로 현상된다. 이 때, 다른 제2 내지 제4 (마젠타, 시안 및 흑색) 현상 유니트 (42), (43) 및 (44)는 오프 상태에 있기 때문에 감광 드럼 (1)에 영향을 주지 않는다. 결과적으로 제1 황색 화상은 제2 내지 제4 현상 유니트 (42), (43) 및 (44)에 의해 영향을 받지 않는다.
중간 전사 벨트 (부재) (20)은 감광 드럼 (1)과 쌍을 이루어 감광 드럼 (1)과 동일한 주변 속도로 시계 방향으로 회전한다.
감광 드럼 (1)에 형성되고 담지된 황색 (제1) 토너 화상은, 감광 드럼 (1) 및 중간 전사 부재 (20) 사이의 닙 부위를 통과할 때 1차 전사 롤러 (62)로부터 중간 전사 부재 (20)에 적용된 1차 전사 바이어스 전압에 의해 형성된 전기장의 작용에 의해 중간 전사 부재 (20) 상으로 임시로 전사된다. 황색 토너 화상의 전사 후, 감광 드럼 (1)의 표면은 세정 디바이스 (13)에 의해 세정된다. 이와 유사한 방식으로, 제2 (마젠타) 토너 화상, 제3 (시안) 토너 화상 및 제4 (흑색) 토너 화상을 연속적으로 중간 전사 부재 (20) 상으로 전달되어 목표 색상 화상에 상응하는 겹친 색상 토너 화상을 형성한다.
제2 전사 롤러 (63)은 중간 전사 부재 (20)과 접촉한 상태로 그 아래에 배치되며, 제2 전사 저지 롤러 (64)와는 반대로 배치되어 있어서, 롤러 (63) 및 (64)는 서로 각자의 축이 수평을 이룬 상태로 존재한다.
제1 내지 제4 토너 화상을 감광 드럼으로부터 중간 전사 부재 (20)으로 연속적으로 전사하기 위한 제1 전사 바이어스 전압 (즉, +100 V 내지 +2 V 범위)은 토너의 극성 (음극)과 반대되는 극성 (양극)을 가지며, 바이어스 전원 (29)로부터 공급된다.
상기 연속 전사 단계 동안, 제2 전사 롤러 (63) 및 중간 전사 부재 (20)을 위한 세정기 (13)은 중간 전사 부재 (20)과 접촉한 상태로 존재한다.
제2 화상 보유 부재로서 전사-수용 재료 (P) 상으로 연속 전사에 의해 중간 전사 부재 (20) 상에 형성된 겹친 토너 화상의 전사는 다음과 같이 수행된다.
제2 전사 롤러 (63)이 중간 전사 부재 (20)과 접할 때, 전사-수용 재료 (P)는, 바이어스 전원 (28)로부터 제2 전사 롤러 (63)으로 제2 전사 바이어스 전압이 적용되는 동안 종이 공급 카세트 (도시하지 않음)로부터 전사-수용 재료 (P)를 위한 공급 롤러 (11) 및 가이드 (10)을 통해 제2 전사 롤러 (63) 및 중간 전사 부재 (20) 사이의 인접한 닙 부위로 소정의 시간조절을 통해 공급된다. 겹친 색상 토너 화상은 중간 전사 부재 (20)으로부터 제2 전사 바이어스 전압의 작용에 의해 전사-수용 재료 (P) 상으로 전사된 후, 정착 디바이스 (15)에 공급되어 가열정착된다.
도 3에 도시된 현상 장치 유니트에는 현상 슬리브 (99), (토너) 인가 블레이드 (103), 도포 롤러 (102), 토너 (100) 및 토너 용기 (101)을 포함하며, 본 발명의 화상 형성 장치의 본체에 분리가능하도록 장착된다.
도 3을 참조하면, 현상 슬리브 (99)는 정전 화상 보유 부재 (98)과 쌍을 이루어 바이어스 전압 인가 수단 (104)로부터 바이어스 전압을 공급받는다.
하기에서 실시예 및 비교예를 참조로 하여 본 발명을 더 구체적으로 기술할 것이다.
실시예 1
700 중량부의 탈이온수에 0.1 M의 Na3PO4수용액 450 중량부를 첨가하였으며 이 혼합물을 60℃로 가열하였다. 이어서 이 혼합물은 15000 rpm의 교반 블레이드 회전 속도(회전수)에서 입자 형성 장치(M. Technique Co., Ltd. 제품인 클리어 믹스(CLEAR MIX))를 사용하여 교반시켰다. 상기 혼합물에 1.0 M의 CaCl2수용액 68 중량부를 점차로 첨가하여 인산 칼슘을 함유하는 수분산매를 제조하였다.
개별적으로 중합가능한 단량체 조성물을 하기와 같이 제조하였다.
스티렌 (중합가능한 단량체) 170 중량부
n-부틸 아크릴레이트 (중합가능한 단량체) 30 중량부
C.I. 안료 블루 15:3 (시안 착색제) 10 중량부
디알킬살리실산 금속 화합물 (음전하 조절제, 일본 오리엔트 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 (Orient Kagaku Kogyo K.K.)사 제품인 본트론 (Bontron) E84) 2 중량부
포화 폴리에스테르 수지 (극성 수지, 산가=10 mg KOH/g); 수평균 분자량 (Mn)=6000; 피크 분자량 (Mpeak)=8500 15 중량부
에스테르 (저연화점 물질 (이형제), 주피크 흡수 온도=65℃) 35 중량부
상기의 성분들을 60℃로 가열하였고 입자 형성 장치를 사용하여 15000 rpm에서 균일하게 분산시켰다. 이 분산액에 7 중량부의 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)을 첨가하여 중합가능한 단량체 조성물을 제조하였다.
중합가능한 단량체 조성물을 상기에서 제조한 수분산매에 첨가하였고 이어서 입자 형성 장치를 사용하여 질소(N2) 분위기 하 9000 rpm에서 60℃에서 10분 동안 교반시켜 중합가능한 단량체 조성물의 입자 형성을 달성하였다. 이어서 패들 (paddle) 혼합기를 사용하여 교반시키면서 단량체 조성물의 입자를 70℃에서 10 시간 동안 중합시켰다.
중합 반응 후 단량체 조성물의 잔류(미중합) 단량체 성분을 감압 하에서 80℃에서 증류시켜 제거하였고 이어서 냉각시켰다. 그 결과 생성된 시스템에 염산을 첨가하여 인산 칼슘을 용해시켰고 이어서 여과시켰으며 물로 세척시켰고 건조시켜 시안 토너 입자를 수득하였다 (A-1).
입자 형성 동안 부산물로서 형성된 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체를 각각 포함하는 수지 미립자는 현미경으로 관찰했을 때 (확대도=10,000) 상기와 같이 제조된 시안 토너 입자 (A-1)의 표면에 부착되어 있음이 발견되었다.
시안 토너 입자 (A-1)는 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부를 기준으로 약 5 중량부의 시안 착색제, 약 1 중량부의 전하 조절제, 약 7.5 중량부의 극성 수지 및 약 15 중량부의 저연화점 물질을 포함하였다.
시안 토너 입자 (A-1)은 FPIA (유동 입자 영상 분석기, flow particle image analyzer) 결과 수치 C1이 52 수% (N.%), 수치 C2가 22 수%로 수치 C(=(C1/C2) x 100)가 236이었다.
그 후, 시안 토너 입자 (A-1)를 도 5 내지 10에 나타낸 바와 같이 (하기에서 구체적으로 기술된 바와 같이) 다중 구획 공기 분류기 및 코안다 효과를 사용한 분류 시스템을 사용하여 분류하여 시안 토너 입자 (A-1)의 표면에 부착되는 수지 미립자의 양을 조절함으로써 시안 토너 입자 (A-2)를 제조하였다.
FPIA 측정 결과, 시안 토너 입자 (A-2)의 수치 C1이 15 수%, 수치 C2가 13 수%, 그리고 수치 C가 115이었다.
또한, 시안 토너 입자 (A-2)의 중량 평균 입자 크기 (D4)는 CC (코울터 카운터) 측정에 따라 수득된 바와 같이 6.5 ㎛이었고 형상 계수 SF-1은 110이었고 형상 계수 SF-2는 105이었다.
그 후, 100 중량부의 시안 토너 입자 (A-2) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, BET 비표면적 (SBET)=200 m2/g, 일차 평균 입도=0.01 ㎛)을 블렌딩하여 시안 토너 제1번을 제조하였다.
시안 토너 제1번은 FPIA 측정 결과 C1이 15 수%, C2가 13 수%, 그리고 C가 115였고, CC 측정 결과 D4가 6.5 ㎛이었으며, SF-1이 110, 그리고 SF-2가 105이었다.
또한 시안 토너 입자 (A-2)로부터 분리되는 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체의 유리 미립자 때문에 수치 C2(13 수%)에서 수치 C1(15 수%)으로 증가한다는 것을 확인하였다.
본 실시예에서 다중 구획 공기 분류기를 사용하여 하기와 같이 시안 토너 입자 (A-1)를 분류하였다.
도 5 내지 도 10을 참조로 하면, 진동 공급 장치 (203) 및 공급 보충 노즐 (116) (공급 분말 보충 부분 (142), 고압 공기 유도관 (141) 및 변형 튜브 부분 (143)을 포함)을 통하여 10 kg/시간의 공급 속도로 (계량) 공급 장치 (202)로부터 다중 (3중) 구획 분류기 (201) 내로 시안 토너 입자 (A-1)을 공급 또는 도입함으로써 이 시안 토너 입자 (A-1)을 코안다 효과를 사용하여 (본 발명의 토너 입자의) 굵은 분말 분획, 중간 분말 분획 및 미세 분말 분획을 포함하는 세 분획으로 분류하였다.
공급 분말 (시안 토너 입자 (A-1))의 도입 (공급)은 배출관 (111), (112) 및 (113)에 연결되어 있는 집진 장치 (204), (205) 및 (206)을 모으고 공급 보충 노즐 (116)에 제공되어 있는 고압 유도관 (141)의 주입 공기 유도관 (131)로부터의 압축 공기를 사용함으로써 이 시스템 내의 감압 때문에 발생하는, 흡인력을 사용하여 달성하였다.
고압 공기 유도관 (141) 내로 도입된 압축 공기는 5.0 kg/cm2의 압력을 제공하도록 조절하였다.
공급 보충구 (14)로부터 도입되는 시안 토너 입자 (A-1)을 압축 공기와 접촉시키면 이 시안 토너 입자 (A-1)의 표면에 약하게 부착된 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체의 미립자는 유리되어 이 다중 구획 분류 단계에서 유리 수지 미립자로서 제거된다. 그 결과 일정 수준 이상의 강한 부착력으로 시안 토너 입자 (A-1)의 표면에 강하게 부착되어 있는 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체의 미립자만이 시안 토너 입자의 표면에 여전히 남아 있다.
분류 단계에 있어서, 분류 부분 (도 9에서 L0, L1, L2, L3, L4, L5, L6및 R로 나타냄)에서 각 부재 사이의 주요 거리 또는 간격은 하기와 같이 조정하였다.
LO= 6 mm (공급 보충 노즐 (116)의 보충구 (116a)의 직경)
L1= 25 mm (분류 말단 (117)의 측면 (측면 표면)과 코안다 블록 (126)의 측면 사이의 거리)
L2= 20 mm (분류 말단 (117)의 측면과 분류 말단 (118)의 측면 사이의 거리)
L3= 25 mm (분류 말단 (118)의 측면과 측면벽 (123)의 측면 사이의 거리)
L4= 16 mm (분류 말단 (117)의 정상과 코안다 블록 (126)의 측면 사이의 거리)
L5= 30 mm (분류 말단 (118)의 정상과 코안다 블록 (126)의 아크형 측면 사이의 거리)
L6= 25 mm (입구 말단 (119)의 정상와 코안다 블록 (126)의 아크형 측면 사이의 거리)
R = 8 mm (코안다 블록 (126)의 아크형 부분의 반경)
실시예 2
시안 토너 입자 (A-3)은 고압 공기 유도관 (141) 내로 도입하는 압축 공기의 압력을 4.5 kg/cm2로 변화시킨 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 시안 토너 입자 (A-1)을 분류함으로써 제조하였다.
FPIA 측정 결과 시안 토너 입자 (A-3)의 수치 C1은 23 수%, 수치 C2는 18 수%, 그리고 수치 C는 128이었다.
또한 시안 토너 입자 (A-3)의 D4는 CC 측정에 따라 수득된 바와 같이 6.4 ㎛이었고 SF-1은 110이었으며 SF-2는 108이었다.
그 후 100 중량부의 시안 토너 입자 (A-3) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET=200 m2/g)을 블렌딩하여 시안 토너 제2번을 제조하였다.
시안 토너 제2번은 FPIA 측정 결과 수치 C1이 23 수%, 수치 C2가 18 수%, 그리고 수치 C가 128이었고, CC 측정 결과 D4가 6.4 ㎛이었으며, SF-1이 110, 그리고 SF-2가 108이었다.
실시예 3
시안 토너 입자 (A-4)는 고압 공기 유도관 (141) 내로 도입하는 압축 공기의 압력을 4.0 kg/cm2으로 변화시킨 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 시안 토너 입자 (A-1)을 분류함으로써 제조하였다.
FPIA 측정 결과 시안 토너 입자 (A-4)의 수치 C1은 37 수%, 수치 C2는 26 수%, 그리고 수치 C는 142이었다.
또한, 시안 토너 입자 (A-4)의 D4는 CC 측정에 따라 수득된 바와 같이 6.2 ㎛이었고 SF-1은 110이었으며 SF-2는 110이었다.
그 후, 100 중량부의 시안 토너 입자 (A-4) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET=200 m2/g)을 블렌딩하여 시안 토너 제3번을 제조하였다.
시안 토너 제3번은 FPIA 측정 결과 C1이 37 수%, C2가 26 수%, 그리고 C가 142이었고, CC 측정 결과 D4가 6.3 ㎛이었으며, SF-1이 110, 그리고 SF-2가 110이었다.
비교예 1
100 중량부의 시안 토너 입자 (A-1) (실시예 1에서 제조) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET= 200 m2/g)을 블렌딩하여 비교용 시안 토너 제1번을 제조하였다.
비교용 시안 토너 제1번은 FPIA 측정 결과 수치 C1이 52 수%, 수치 C2가 22 수%, 그리고 수치 C가 236이었고, CC 측정 결과 D4가 6.2 ㎛이었으며, SF-1이 108, 그리고 SF-2가 110이었다.
비교예 2
잔류(미중합) 단량체 성분을 증류시켜 제거한 후 (감압 하 80℃에서) 이 반응 시스템을 가압 하에서 120℃에서 10 시간 동안 가열 처리하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 시안 토너 입자 (A-1)을 분류함으로써 시안 토너 입자 (A-5)를 제조하였다.
FPIA 측정 결과 시안 토너 입자 (A-5)의 수치 C1은 2 수%, 수치 C2는 2 수%, 그리고 수치 C는 100이었다.
또한, 시안 토너 입자 (A-5)의 D4는 CC 측정에 따라 수득된 바와 같이 6.3 ㎛이었고 SF-1은 105이었으며 SF-2는 108이었다.
그 후, 100 중량부의 시안 토너 입자 (A-5) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET=200 m2/g)을 블렌딩하여 비교용 시안 토너 제2번을 제조하였다.
비교용 시안 토너 제2번은 FPIA 측정 결과 수치 C1이 2 수%, 수치 C2가 2 수%, 그리고 수치 C가 100이었고, CC 측정 결과 D4가 6.3 ㎛이었으며, SF-1이 105, 그리고 SF-2가 108이었다.
비교예 3
200 중량부의 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 (중량비=85:15, 중량 평균 분자량 (Mw)=125000, Mn=35000), 10 중량부의 시안 착색제 (C.I. 안료 블루 15:3), 2 중량부의 음전하 조절제 (오리엔트 가가꾸 고교 가부시끼가이샤사 제품인 본트론 E-84), 15 중량부의 포화 폴리에스테르 수지 (극성 수지, 산가=10 mg KOH/g, Mn=6000, Mpeak=8500) 및 35 중량부의 에스테르 왁스 (저연화점 물질, 주 피크 흡수 온도=65℃)를 충분히 블렌딩하였고 2축 스크루 압출 성형기를 통하여 용융 혼련시켰다. 용융 혼련된 생성물을 냉각시켰고 해머 밀을 사용하여 굵게 분쇄시켜 굵은 분쇄 생성물을 수득하였으며 (1 mm 메쉬 크기) 이어서 기계적 분쇄기를 통하여 분쇄시킴으로써 미분화 생성물을 수득하였다 (D4=약 25 ㎛). 제트 공기 스트림 형태의 미세 분쇄기를 사용하여 미분화 생성물을 더 미세하게 분쇄시킴으로써 초미분화 생성물을 수득하였다 (D4=6.5 ㎛).
고압 공기 유도관 (141) 내로 도입되는 압축 공기의 압력을 2.0 kg/cm2으로 변화시켰다는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 도 5 내지 도 10에 나타낸 바와 같이 다중 구획 분류기 (및 분류 시스템)를 사용하여 초미분화 생성물을 분류시킴으로써 시안 토너 입자 (A-6)을 수득하였다.
FPIA 측정 결과 시안 토너 입자 (A-6)의 수치 C1은 9 수%, 수치 C2는 9 수%, 그리고 수치 C는 100이었다.
또한, 시안 토너 입자 (A-6)의 D4는 CC 측정에 따라 수득된 바와 같이 6.5 ㎛이었고 SF-1은 163이었으며 SF-2는 150이었다.
그 후, 100 중량부의 시안 토너 입자 (A-6) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET=200 m2/g)을 블렌딩하여 비교용 시안 토너 제3번을 제조하였다.
비교용 시안 토너 제3번은 FPIA 측정 결과 C1이 9 수%, C2가 9 수%, 그리고 C가 100이었고, CC 측정 결과 D4가 6.5 ㎛이었으며, SF-1이 163, 그리고 SF-2가 150이었다.
비교예 4
비교예 3에서 제조한 시안 토너 입자 (A-6)을 표면 개질제 (Nara Machinery Co., Ltd.사 제품인 나라 혼성화 시스템 (Nara Hybridization System), NHS-1 형)를 사용하여 표면 처리함으로써 시안 토너 입자 (A-7)을 제조하였다.
FPIA 측정 결과 시안 토너 입자 (A-7)의 수치 C1은 4 수%, 수치 C2는 4 수%, 그리고 수치 C는 100이었다.
또한, 시안 토너 입자 (A-7)의 D4는 CC 측정에 따라 수득된 바와 같이 7.2 ㎛이었고 SF-1은 130이었으며 SF-2는 145이었다.
그 후, 100 중량부의 시안 토너 입자 (A-7) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET=200 m2/g)을 블렌딩하여 시안 토너 제4번을 제조하였다.
비교용 시안 토너 제4번은 FPIA 측정 결과 수치 C1이 4 수%, 수치 C2가 4 수%, 그리고 수치 C가 100이었고, CC 측정 결과 D4가 6.4 ㎛이었으며, SF-1이 130, 그리고 SF-2가 145이었다.
비교예 5
에스테르 왁스 (저연화점의 물질)의 양을 6 중량부로 변화시켰다는 것을 제외하고 비교예 3과 동일한 방식으로 시안 토너 입자 (A-8)을 제조하였다.
FPIA 측정 결과 시안 토너 입자 (A-8)의 수치 C1은 9 수%, 수치 C2는 9 수%, 그리고 수치 C는 100이었다.
또한, 시안 토너 입자 (A-8)의 D4는 CC 측정에 따라 수득된 바와 같이 6.4 ㎛이었고 SF-1은 164이었으며 SF-2는 148이었다.
그 후, 100 중량부의 시안 토너 입자 (A-2) 및 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET=200 m2/g)을 블렌딩하여 비교용 시안 토너 제5번을 제조하였다.
비교용 시안 토너 제5번은 FPIA 측정 결과 수치 C1이 9 수%, 수치 C2가 9 수%, 그리고 수치 C가 100이었고, CC 측정 결과 D4가 6.4 ㎛이었으며, SF-1이 164, 그리고 SF-2가 148이었다.
실시예 4
100 중량부의 시안 토너 입자 (A-2) (실시예 1에서 사용됨), 1.5 중량부의 소수성 실리카 미세 분말 (외부 첨가제, SBET=200 m2/g, 일차 평균 입도=0.01 ㎛) 및 0.5 중량부의 티탄산스트론튬 미세 분말 (SBET=2.0 m2/g, 일차 평균 입도=1.2 ㎛)을 블렌딩하여 시안 토너 제4번을 제조하였다.
시안 토너 제4번은 FPIA 측정 결과 수치 C1이 15 수%, 수치 C2가 13.5 수%, 그리고 수치 C가 111이었고, CC 측정 결과 D4가 6.6 ㎛이었으며, SF-1이 110, 그리고 SF-2가 105이었다.
실시예 5 및 6
현탁 중합 조건 및 분류 조건을 각각 변화시킨 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 시안 토너 입자 (A-9) 및 시안 토너 입자 (A-10)을 제조하였다.
시안 토너 입자 (A-9) 및 시안 토너 입자 (A-10)을 사용함으로써 실시예 1과 동일한 방식으로 각각 시안 토너 제5번 (실시예 5) 및 시안 토너 제6번 (실시예 6)을 제조하였다.
시안 토너 입자 (A-1) 내지 (A-10)의 각각의 매개 변수 (C1, C2, C, D4, SF-1 및 SF-2)를 하기 표 2에 나타내며 시안 토너 제1번 내지 제6번 및 비교용 시안 토너 제1번 내지 제5번의 상기 매개 변수를 하기 표 3에 나타낸다.
시안 토너 입자 C1(수%) C2(수%) C D4(㎛) SF-1 SF-2
A-1 52 22 236 6.2 108 110
A-2 15 13 115 6.5 110 105
A-3 23 18 128 6.4 110 108
A-4 37 26 142 6.2 110 110
A-5 2 2 100 6.3 105 108
A-6 9 9 100 6.5 163 150
A-7 4 4 100 7.0 130 145
A-8 9 9 100 6.4 164 148
A-9 9 7 128 9.5 115 108
A-10 49 36 136 5.2 112 104
실시예 번호 토너 C1(수%) C2(수%) C D4(㎛) SF-1 SF-2
실시예 1 시안 토너 제1번 15 13 115 6.5 110 105
실시예 2 시안 토너 제2번 23 18 128 6.4 110 108
실시예 3 시안 토너 제3번 37 26 142 6.3 110 110
비교예 1 비교용 시안 토너 제1번 52 22 236 6.2 108 110
비교예 2 비교용 시안 토너 제2번 2 2 100 6.3 105 108
비교예 3 비교용 시안 토너 제3번 9 9 100 6.5 163 150
비교예 4 비교용 시안 토너 제4번 4 4 100 7.2 130 145
비교예 5 비교용 시안 토너 제5번 9 9 100 6.4 164 148
실시예 4 시안 토너 제4번 15 13.5 111 6.6 110 105
실시예 5 시안 토너 제5번 9 7 128 9.5 115 108
실시예 6 시안 토너 제6번 49 36 136 5.2 112 104
실시예 7 내지 12 및 비교예 6 내지 10
각각의 시안 토너 제1번 내지 제6번 및 비교용 시안 토너 제1번 내지 제5번 (각각 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에서 제조)을 도 1에 나타낸 바와 같은 화상 형성 장치의 시안 토너 현상 장치 (43)에 담았고 이어서 10000 시트 상에서 화상 형성시켰다 (또는 실시예 10의 경우 화상 불균등도 평가를 위하여 15000 시트).
그 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
도 3에 나타낸 바와 같이 시안 토너 현상 장치 (43)은 현상 슬리브 (99), (토너) 도포 롤러 (102) 및 (토너) 도포 블레이드 (103)을 포함한다.
이들 실시예 및 비교예에 있어서, 정전 화상은 비자성 단일 성분 현상 방법에 따라 역현상 시스템에서 현상시켰다.
또한 각각의 평가를 하기와 같이 수행하였다.
전달 효율
전달 효율 (%)은 하기 식에 따라 측정하였다:
전달 효율 (%)=(종이 상의 토너 양/감광성 부재 상으로 전달되기 전 토너 양) x 100
화상 불균일성
화상 불균일성는 정해진 시트의 화상 형성시 줄 화상 결함 또는 파동 화상 결함이 발생하는지를 육안으로 관찰함으로써 평가하였다.
예를 들어 표 4에서 10000은 10000 시트 이하의 화상 형성에서 화상 결함이 관찰되지 않았음을 의미하고 2500은 2500 시트 이하의 화상 형성에서 화상 결함이 관찰되었음을 의미한다. 또한, 약 9500에서는 약 9500번째의 시트에서 화상 결함이 관찰되었음을 의미한다.
화상 밀도
화상 밀도는 고형 정사각형 화상 (5 mm x 5 mm)를 기준으로 하여 맥베쓰 (Macbeth) 농도계 (맥베쓰사 제조)를 사용하여 측정하였다.
현상 슬리브 상의 마찰 전기 대전 (TC슬리브)
현상 슬리브 상의 토너의 마찰 전기 대전 (mC/kg)은 23℃ 및 60%의 상대 습도 분위기에서 이른바 블로우 오프 (blow-off) 방법에 따라 측정하였다.
예 번호 토너 전달 효율 (%) 화상 불균일성 화상 밀도 TC 슬리브 (mC/kg)
초기 104시트 후 줄 파동 초기 104시트 후 초기 104시트 후
실시예 7 시안 토너 제1번 96 95 10000 10000 1.52 1.51 -30 -30
실시예 8 시안 토너 제2번 94 92 약 9500에서 9500 1.50 1.48 -32 -30
실시예 9 시안 토너 제3번 94 90 약 9000에서 9000 1.50 1.42 -31 -28
실시예 10 시안 토너 제4번 97 96 15000 15000 1.53 1.52 -31 -31
실시예 11 시안 토너 제5번 94 90 8500 약 8000에서 1.51 1.41 -32 -35
실시예 12 시안 토너 제6번 95 90 약 8000에서 8500 1.52 1.40 -29 -26
비교예 6 비교용 시안 토너 제1번 94 85 2500 2500 1.48 1.45 -28 -15
비교예 7 비교용 시안 토너 제2번 96 83 2000 2000 1.49 1.25 -30 -40
비교예 8 비교용 시안 토너 제3번 90 85 5000 5000 1.47 1.44 -31 -20
비교예 9 비교용 시안 토너 제4번 92 88 6000 5000 1.48 1.43 -33 -25
비교예 10 비교용 시안 토너 제5번 90 84 7000 7000 1.48 1.47 -32 -26
본 발명은 토너 입자 및 첨가제로 이루어져 있으며, 다수의 시이트 상에 연속적으로 화상을 형성할 때 성능이 우수한 정전하상 현상용 토너를 제공한다. 또한 본 발명의 정전하상 현상용 토너는 연속적인 화상을 형성할 때 안정한 마찰 전기 대전성을 갖는다.

Claims (90)

  1. 토너 입자 및 첨가제로 이루어지며,
    토너 입자는 형상 계수 SF-1이 100 내지 160이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 140이며, 코울터 계수기(Coulter counter)로 측정시 중량 평균 입도가 4 내지 10 ㎛이고,
    토너는 원형 환산 직경이 0.6 내지 2.0 ㎛이며,
    (i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고,
    (ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정한 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며,
    (iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150인 조건을 만족시키는, 정전하상 현상용 토너.
  2. 제1항에 있어서, 제1 수치 C1이 3 내지 45 수%인 토너.
  3. 제1항에 있어서, 제1 수치 C1이 3 내지 40 수%인 토너.
  4. 제1항에 있어서, 제1 수치 C1이 5 내지 40 수%이고, 제2 수치 C2가 3 내지 35 수%이며, 수치 C가 110 내지 145인 토너.
  5. 제4항에 있어서, 수치 C가 110 내지 140인 토너.
  6. 제1항에 있어서, 제1 수치 C1이 10 내지 35 수%이고, 제2 수치 C2가 8 내지 25 수%이며, 수치 C가 115 내지 140인 토너.
  7. 제1항에 있어서, 토너 입자의 형상 계수 SF-1이 100 내지 150이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 130인 토너.
  8. 제1항에 있어서, 토너 입자의 형상 계수 SF-1이 100 내지 130이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 125인 토너.
  9. 제1항에 있어서, 토너 입자가 비자성 토너 입자를 포함하는 토너.
  10. 제9항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지 및 착색제를 포함하는 토너.
  11. 제9항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지, 착색제 및 저-연화점 물질을 포함하는 토너.
  12. 제9항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지, 착색제, 저-연화점 물질 및 전하 조절제를 포함하는 토너.
  13. 제1항에 있어서, 첨가제가 실리카 미세 분말을 포함하는 토너.
  14. 제1항에 있어서, 첨가제가 소수성 실리카 미세 분말을 포함하는 토너.
  15. 제1항에 있어서, 첨가제가 BET 비표면적이 20 내지 400 ㎡/g인 실리카 미세 분말을 포함하는 토너.
  16. 제1항에 있어서, 첨가제가 BET 비표면적이 2 내지 400 ㎡/g인 실리카 미세 분말을 포함하는 토너.
  17. 제1항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 무기 산화물 입자를 포함하는 토너.
  18. 제1항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 무기 복산화물 입자를 포함하는 토너.
  19. 제1항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 티탄산스트론튬 입자를 포함하는 토너.
  20. 제1항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 티탄산칼슘 입자를 포함하는 토너.
  21. 제1항에 있어서, 첨가제가 소수성 실리카 미세 분말 및 티탄산스트론튬 입자를 포함하는 토너.
  22. 제1항에 있어서, 토너가 토너 입자에서 분리된 유리 수지 입자의 양에 기인한 제1 수치 C1및 제2 수치 C2의 차를 제공하는 토너.
  23. 제1항에 있어서, 토너 입자가 적어도 중합성 단량체, 착색제 및 중합 개시제를 포함하는 중합성 단량체 조성물을 입자로 형성하고, 중합성 단량체를 중합성 단량체 조성물의 입자내로 중합시킴으로써 제조되는 토너 입자를 포함하는 토너.
  24. 제23항에 있어서, 토너 입자가 현탁 중합에 따라 제조된 비자성 토너 입자를 포함하는 토너.
  25. 제1항에 있어서, 토너 입자가 형상 계수 SF-1이 100 내지 130이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 125이며, 제1 수치 C1이 10 내지 35 수%이고, 제2 수치 C2가 8 내지 25 수%이고, 수치 C가 115 내지 140인 비자성 토너 입자를 포함하는 토너.
  26. 제25항에 있어서, 토너 입자가 토너 입자의 표면에 부착된 미세 수지 입자의 토너 입자의 표면으로부터의 분리도에 기인한, 제2 수치 C2에서 제1 수치 C1으로의 수%의 증가를 나타내는 토너.
  27. 제26항에 있어서, 토너 입자가 결합제 수지 및 비자성 착색제를 포함하며, 분리된 미세 수지 입자가 결합제 수지용 수지와 유사한 수지로 형성된 토너.
  28. 제27항에 있어서, 토너 입자의 결합제 수지가 스티렌-아크릴레이트 공중합체를 포함하고, 분리된 미세 수지 입자가 스티렌-아크릴레이트 공중합체를 포함하는 토너.
  29. 정전하상-보유 부재를 대전시키는 단계,
    대전된 정전하상-보유 부재를 빛에 노출시켜 정전하상을 형성하는 단계,
    정전하상을 적어도 토너-전달 부재, 토너를 토너-전달 부재의 표면 상에 인가하기 위한 토너 인가 수단, 및 토너를 함유하는 토너 용기를 포함하는 현상 장치 유니트를 사용하여 현상하여 정전하상-보유 부재 상에 토너 화상을 형성하는 단계,
    토너 화상을 중간 전사 부재를 통하거나 통하지 않고 전사-수용 재료 상으로 전사하는 단계, 및
    토너 화상을 전사-수용 재료 상에 고온-압력 정착 수단으로 정착시키는 단계를 포함하고,
    상기 토너는 형상 계수 SF-1이 100 내지 160이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 140이며 코울터 계수기로 측정시 중량 평균 입도가 4 내지 10 ㎛이고,
    토너는 원형 환산 직경이 0.6 내지 2.0 ㎛이며,
    (i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정시 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고,
    (ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정시 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며,
    (iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150인 조건을 만족시키는 화상 형성 방법.
  30. 제29항에 있어서, 토너가 비자성 토너를 포함하고, 정전하상이 비자성 단성분 현상 방법에 따라 현상되는 화상 형성 방법.
  31. 제30항에 있어서, 정전하상이 역 현상 방법에 따라 현상되는 화상 현상 방법.
  32. 제30항에 있어서, 비자성 토너를 탄성 블레이드를 포함하는 토너 인가 수단에 의해 토너-전달 부재의 표면에 인가하는 화상 형성 방법.
  33. 제30항에 있어서, 비자성 토너가 인가 롤러를 포함하는 토너 인가 수단에 의해 토너-전달 부재의 표면 상으로 인가되는 화상 형성 방법.
  34. 제29항에 있어서, 제1 수치 C1이 3 내지 45 수%인 화상 형성 방법.
  35. 제29항에 있어서, 제1 수치 C1이 3 내지 40 수%인 화상 형성 방법.
  36. 제29항에 있어서, 제1 수치 C1이 5 내지 40 수%이고, 제2 수치 C2가 3 내지 35 수%이며, 수치 C가 110 내지 145인 화상 형성 방법.
  37. 제36항에 있어서, 수치 C가 110 내지 140인 화상 형성 방법.
  38. 제29항에 있어서, 제1 수치 C1이 10 내지 35 수%이고, 제2 수치 C2가 8 내지 25 수%이며, 수치 C가 115 내지 140인 화상 형성 방법.
  39. 제29항에 있어서, 토너 입자의 형상 계수 SF-1이 100 내지 150이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 130인 화상 형성 방법.
  40. 제29항에 있어서, 토너 입자의 형상 계수 SF-1이 100 내지 130이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 125인 화상 형성 방법.
  41. 제29항에 있어서, 토너 입자가 비자성 토너 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  42. 제41항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지 및 착색제를 포함하는 화상 형성 방법.
  43. 제41항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지, 착색제 및 저-연화점 물질을 포함하는 화상 형성 방법.
  44. 제41항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지, 착색제, 저-연화점 물질 및 전하 조절제를 포함하는 화상 형성 방법.
  45. 제29항에 있어서, 첨가제가 실리카 미세 분말을 포함하는 화상 형성 방법.
  46. 제29항에 있어서, 첨가제가 소수성 실리카 미세 분말을 포함하는 화상 형성 방법.
  47. 제29항에 있어서, 첨가제가 BET 비표면적이 20 내지 400 ㎡/g인 실리카 미세 분말을 포함하는 화상 형성 방법.
  48. 제29항에 있어서, 첨가제가 BET 비표면적이 2 내지 400 ㎡/g인 실리카 미세 분말을 포함하는 화상 형성 방법.
  49. 제29항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 무기 산화물 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  50. 제29항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 무기 복산화물 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  51. 제29항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 티탄산스트론튬 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  52. 제29항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 티탄산칼슘 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  53. 제29항에 있어서, 첨가제가 소수성 실리카 미세 분말 및 티탄산스트론튬 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  54. 제29항에 있어서, 토너가 토너 입자에서 분리된 유리 수지 입자의 양에 기인한 제1 수치 C1및 제2 수치 C2의 차를 제공하는 화상 형성 방법.
  55. 제29항에 있어서, 토너 입자가 적어도 중합성 단량체, 착색제 및 중합 개시제를 포함하는 중합성 단량체 조성물을 입자로 형성하고 중합성 단량체를 중합성 단량체 조성물의 입자내로 중합시킴으로써 제조되는 토너 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  56. 제55항에 있어서, 토너 입자가 현탁 중합에 따라 제조된 비자성 토너 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  57. 제29항에 있어서, 토너 입자가 형상 계수 SF-1이 100 내지 130이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 125이며, 제1 수치 C1이 10 내지 35 수%이고, 제2 수치 C2가 8 내지 25 수%이며, C 수치가 115 내지 140인 비자성 토너 입자를 포함하는 화상 형성 방법.
  58. 제57항에 있어서, 토너 입자가 토너 입자의 표면에 부착된 미세 수지 입자의 토너 입자의 표면으로부터의 분리도에 기인한, 제2 수치 C2에서 제1 수치 C1으로의 수%의 증가를 나타내는 화상 형성 방법.
  59. 제58항에 있어서, 토너 입자가 결합제 수지 및 비자성 착색제를 포함하고, 분리된 미세 수지 입자가 결합제 수지용 수지와 유사한 수지로 형성되는 화상 형성 방법.
  60. 제59항에 있어서, 토너 입자의 결합제 수지가 스티렌-아크릴레이트 공중합체를 포함하고, 분리된 미세 수지 입자가 스티렌-아크릴레이트 공중합체를 포함하는 화상 형성 방법.
  61. 적어도 토너-전달 부재, 토너-전달 부재의 표면 상으로 토너를 인가하기 위한 토너 인가 수단, 및 토너를 함유하는 토너 용기를 포함하며,
    상기 토너는 형상 계수 SF-1이 100 내지 160이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 140이며, 코울터 계수기로 측정시 중량 평균 입도가 4 내지 10 ㎛이고,
    토너는 원형 환산 직경이 0.6 내지 2.0 ㎛이며,
    (i) 20 kHz 초음파를 5분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정시 제1 수치 C1이 3 내지 50 수%이고,
    (ii) 20 kHz 초음파를 1분 동안 적용시킨 후, 유동 입자 영상 분석기로 측정시 제2 수치 C2가 2 내지 40 수%이며,
    (iii) 식 C = (C1/C2) × 100 에 따라 수득된 수치 C가 105 내지 150인 조건을 만족시키는 토너 입자 및 첨가제를 포함하는, 화상 형성 장치의 본체에 분리가능하게 장착할 수 있는 현상 장치 유니트.
  62. 제61항에 있어서, 토너가 비자성 토너를 포함하고, 토너 인가 수단이 탄성 블레이드를 포함하는 현상 장치 유니트.
  63. 제61항에 있어서, 토너가 비자성 토너를 포함하고, 토너 인가 수단이 토너 인가 롤러를 포함하는 현상 장치 유니트.
  64. 제61항에 있어서, 제1 수치 C1이 3 내지 45 수%인 현상 장치 유니트.
  65. 제61항에 있어서, 제1 수치 C1이 3 내지 40 수%인 현상 장치 유니트.
  66. 제61항에 있어서, 제1 수치 C1이 5 내지 40 수%이고, 제2 수치 C2가 3 내지 35 수%이며, 수치 C가 110 내지 145인 현상 장치 유니트.
  67. 제66항에 있어서, 수치 C가 110 내지 140인 현상 장치 유니트.
  68. 제61항에 있어서, 제1 수치 C1이 10 내지 35 수%이고, 제2 수치 C2가 8 내지 25 수%이며, 수치 C가 115 내지 140인 현상 장치 유니트.
  69. 제61항에 있어서, 토너 입자의 형상 계수 SF-1이 100 내지 150이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 130인 현상 장치 유니트.
  70. 제61항에 있어서, 토너 입자의 형상 계수 SF-1이 100 내지 130이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 125인 현상 장치 유니트.
  71. 제61항에 있어서, 토너 입자가 비자성 토너 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  72. 제71항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지 및 착색제를 포함하는 현상 장치 유니트.
  73. 제71항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지, 착색제 및 저-연화점 물질을 포함하는 현상 장치 유니트.
  74. 제71항에 있어서, 비자성 토너 입자가 적어도 결합제 수지, 착색제, 저-연화점 물질 및 전하 조절제를 포함하는 현상 장치 유니트.
  75. 제61항에 있어서, 첨가제가 실리카 미세 분말을 포함하는 현상 장치 유니트.
  76. 제61항에 있어서, 첨가제가 소수성 실리카 미세 분말을 포함하는 현상 장치 유니트.
  77. 제61항에 있어서, 첨가제가 BET 비표면적이 20 내지 400 ㎡/g인 실리카 미세 분말을 포함하는 현상 장치 유니트.
  78. 제61항에 있어서, 첨가제가 BET 비표면적이 2 내지 400 ㎡/g인 실리카 미세 분말을 포함하는 현상 장치 유니트.
  79. 제61항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 무기 산화물 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  80. 제61항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 무기 복산화물 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  81. 제61항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 티탄산스트론튬 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  82. 제61항에 있어서, 첨가제가 평균 입도가 0.1 내지 3.0 ㎛인 티탄산칼슘 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  83. 제61항에 있어서, 첨가제가 소수성 실리카 미세 분말 및 티탄산스트론튬 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  84. 제61항에 있어서, 토너가 토너 입자에서 분리된 유리 수지 입자의 양에 기인한 제1 수치 C1및 제2 수치 C2의 차를 제공하는 현상 장치 유니트.
  85. 제61항에 있어서, 토너 입자가 적어도 중합성 단량체, 착색제 및 중합 개시제를 포함하는 중합성 단량체 조성물을 입자로 형성하고, 중합성 단량체를 중합성 단량체 조성물의 입자내로 중합시킴으로써 제조되는 토너 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  86. 제85항에 있어서, 토너 입자가 현탁 중합에 따라 제조된 비자성 토너 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  87. 제61항에 있어서, 토너 입자가 형상 계수 SF-1이 100 내지 130이고, 형상 계수 SF-2가 100 내지 125이며, 제1 수치 C110 내지 35 수%이고, 제2 수치 C2가 8 내지 25 수%이고, 수치 C가 115 내지 140인 비자성 토너 입자를 포함하는 현상 장치 유니트.
  88. 제87항에 있어서, 토너 입자가 토너 입자의 표면에 부착된 미세 수지 입자의 토너 입자의 표면으로부터의 분리도에 기인한, 제2 수치 C2에서 제1 수치 C1으로의 수%의 증가를 나타내는 현상 장치 유니트.
  89. 제88항에 있어서, 토너 입자가 결합 수지 및 비자성 착색제를 포함하고, 분리된 미세 수지 입자가 결합제 수지용 수지와 유사한 수지로 형성되는 현상 장치 유니트.
  90. 제89항에 있어서, 토너 입자의 결합 수지가 스티렌-아크릴레이트 공중합체를 포함하고, 분리된 미세 수지 입자가 스티렌-아크릴레이트 공중합체를 포함하는 현상 장치 유니트.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7070895B2 (en) 2001-12-20 2006-07-04 Lg Chem, Ltd. Magnetic toner composition having superior electrification homogeneity

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6528224B2 (en) 1998-04-02 2003-03-04 Canon Kk Toner for developing electrostatic images and image forming method
DE69917529T2 (de) * 1998-06-05 2005-06-02 Canon K.K. Toner, Herstellungsverfahren für Toner und Bildherstellungsverfahren
ES2253865T3 (es) * 1998-08-27 2006-06-01 Ricoh Company, Ltd. Toner para ser usado en electrofotografia, metodo de formacion de imagen utilizando el toner, metodo de produccion del toner, y aparato para producir el toner.
JP2001083735A (ja) * 1999-09-14 2001-03-30 Fuji Xerox Co Ltd 外添トナー、画像形成装置、及び画像形成方法
JP2001117267A (ja) 1999-10-20 2001-04-27 Fujitsu Ltd 非磁性一成分現像剤及びこの現像剤を用いた現像装置
JP2002072799A (ja) * 2000-08-25 2002-03-12 Fuji Xerox Co Ltd 潜像担持体用クリーニングブレード、並びに、画像形成装置および画像形成方法
JP3912649B2 (ja) * 2000-11-30 2007-05-09 株式会社リコー 画像形成用トナー、画像形成方法および画像形成装置
JP2004045668A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用現像剤、画像形成装置及び画像形成方法
US7473508B2 (en) * 2003-03-07 2009-01-06 Ricoh Company, Ltd. Toner, developer and image forming apparatus
EP1564604B1 (en) 2004-02-16 2013-06-19 Ricoh Company, Ltd. Fixing device with cleaning member, and image forming apparatus using the fixing device
US7494758B2 (en) * 2005-01-24 2009-02-24 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing toner particles
JP2007148388A (ja) * 2005-11-01 2007-06-14 Canon Inc 画像形成装置
CN101339389B (zh) * 2005-11-01 2011-02-16 佳能株式会社 成像设备
EP2031452B1 (en) 2007-08-27 2017-10-11 Xeikon Manufacturing Dual component dual roll toner
JP5526556B2 (ja) * 2008-02-28 2014-06-18 株式会社リコー トナー、並びに現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP4551943B2 (ja) * 2008-03-14 2010-09-29 シャープ株式会社 トナー、現像剤、現像方法および画像形成方法
JP4572246B2 (ja) * 2008-05-29 2010-11-04 シャープ株式会社 トナー、現像剤、現像装置および画像形成装置
JP4894876B2 (ja) * 2009-03-25 2012-03-14 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP5473725B2 (ja) * 2009-04-15 2014-04-16 キヤノン株式会社 磁性トナー
KR101431947B1 (ko) 2010-03-31 2014-08-19 캐논 가부시끼가이샤 토너 및 토너의 제조 방법
US8426094B2 (en) 2010-05-31 2013-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic toner
US8614044B2 (en) 2010-06-16 2013-12-24 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP5523401B2 (ja) * 2010-07-05 2014-06-18 キヤノン株式会社 画像形成方法
CN103109238B (zh) 2010-09-16 2015-03-11 佳能株式会社 调色剂
US8822120B2 (en) 2010-10-04 2014-09-02 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US8652734B2 (en) * 2011-05-18 2014-02-18 Xerox Corporation Low density toner for optimal image quality and performance latitude
JP5868165B2 (ja) 2011-12-27 2016-02-24 キヤノン株式会社 現像装置及び現像方法
JP6269221B2 (ja) * 2014-03-20 2018-01-31 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP6265034B2 (ja) * 2014-04-30 2018-01-24 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP7069915B2 (ja) * 2018-03-22 2022-05-18 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5324197B2 (ko) * 1974-07-30 1978-07-19
US5219697A (en) * 1990-03-08 1993-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Toner for developing electrostatic image comprising color resin particles having an irregular shape
US5354640A (en) * 1991-09-25 1994-10-11 Canon Kabushiki Kaisha Toner for developing electrostatic image
US5415967A (en) * 1992-04-14 1995-05-16 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing toner
JP3066943B2 (ja) * 1993-11-29 2000-07-17 キヤノン株式会社 画像形成方法
US5489497A (en) * 1994-09-01 1996-02-06 Xerox Corporation Magnetic toner compositions with surface additives
JP3411112B2 (ja) * 1994-11-04 2003-05-26 シスメックス株式会社 粒子画像分析装置
DE69523119T2 (de) * 1994-11-28 2002-04-18 Canon Kk Bilderzeugungsverfahren
DE69628350T2 (de) * 1995-02-10 2004-03-25 Canon K.K. Apparat für Bildherstellung, der ein Entwicklungselement umfasst worin ein schwarzer Toner mit spezifischer Rundheit eingesetzt wird, die Verwendung eines solchen schwarzen Toners in einem Bildherstellungsverfahren, und Tonerbehälterelement
US5712072A (en) * 1995-02-28 1998-01-27 Canon Kabusbiki Kaisha Toner for developing electrostatic image
JP3308812B2 (ja) * 1995-05-31 2002-07-29 キヤノン株式会社 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
US5851713A (en) * 1995-10-02 1998-12-22 Konica Corporation Toner for developing an electrostatic latent image

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7070895B2 (en) 2001-12-20 2006-07-04 Lg Chem, Ltd. Magnetic toner composition having superior electrification homogeneity

Also Published As

Publication number Publication date
EP0869397A2 (en) 1998-10-07
EP0869397A3 (en) 1999-01-13
CN1184537C (zh) 2005-01-12
KR100274955B1 (ko) 2000-12-15
DE69806834D1 (de) 2002-09-05
EP0869397B1 (en) 2002-07-31
DE69806834T2 (de) 2002-12-12
US5948582A (en) 1999-09-07
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