KR20000064882A - 정전 잠상 현상용 토너 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플래쉬광에 의해 기록 매체상의 토너상을 정착하는 화상 정착 장치를 구비한 화상 형성 방법에 사용된다. 적어도 결착 수지, 착색제 및 하전 제어제로 이루어지는 토너 조성물에서, 330 ℃에서 90초간 가열함으로써 발생하는 벤젠의 발생 농도가 60 ㎍/g 이하인 것을 특징으로 하는 정전 잠상 현상용 토너 조성물에 관한 것이며, 필터의 수명이 길거나 또는 필터를 사용할 필요가 없는 정전 잠상 현상용 토너 조성물을 제공한다.
Description
전자 사진법은 광도전성 물질을 이용한 감광체상으로 일정한 정전하를 부여하는 대전 공정, 광을 조사하여 정전 잠상을 형성시키는 노광 공정, 잠상 부분에 토너를 정전기적으로 부착시키는 현상 공정, 토너상 지지체에 전사시키는 전사 공정, 이 토너상을 압력, 열, 플래쉬 섬광 등으로 토너상 지지체에 고착시키는 정착 공정, 감광체상에 잔존하는 미전사 토너를 제거하는 클리닝 공정 및 감광체상의 정전하를 제거하여 초기 상태로 되돌리는 제전(除電) 공정으로 이루어지며, 이러한 공정이 반복되어 화상이 얻어진다.
전자 사진 프린터에서의 정착 방법의 하나인 압력 정착 방식은 즉시 가동이 가능하고, 열원으로 히터를 사용하지 않기 때문에 소비 전력이 적으며, 정착부에서의 발화 위험이 없다는 등의 이점이 있으나, 화상의 정착성이 떨어지고, 화상의 광택이 두드러져 저품격이라는 등의 결점이 있기 때문에, 일반적으로 가열 정착 방식에 의하는 것이 유리하다. 이 가열 정착 방식에는 열 롤 정착에 의한 접촉 가열 정착 방식과 플래쉬 섬광에 의한 정착 및 전열 히터의 가열 분위기 안을 통과시키는 오븐 정착에 의한 비접촉 가열 정착 방식이 알려져 있다.
본 발명은 비접촉 가열 정착 방식에서 대표적인 것인 플래쉬에 의한 정착에 관한 것이며. 플래쉬 정착 방식은 토너의 가시상에 크세논 램프 또는 할로겐 램프 등의 발광 스펙트럼을 밀리초 이하의 단시간 동안 조사하고, 그 복사열에 의해 토너를 연화 용융시켜 토너 지지체에 고착시키는 방법으로서(일본 특개평 7-107805호 공보), 다음과 같은 이점을 갖는다.
(1) 비접촉 정착이기 때문에 현상시의 화상의 해상도를 열화시키지 않는다.
(2) 전원 투입 후의 대기 시간이 없어 신속한 개시가 가능하다.
(3) 시스템 다운에 의해 정착기 내에 기록지 등이 막혀도 발화되지 않는다.
(4) 토너 지지체의 종류(기록지의 재질, 태크지, 두꺼운 종이 등)와 관계없이 양호한 정착성을 나타낸다.
(5) 흑자(黑字) 부분인 토너만이 가열되기 때문에 기록지 등의 열 수축이 적고, 용지 운반성이 우수하여 고속 인쇄가 가능하다.
그러나, 플래쉬 정착 방식은 비접촉 가열 정착이기 때문에 주위로의 에너지 산일(散逸)의 비율이 높으며, 간헐 에너지 조사 때문에 열 롤 정착에 비해 열 효율이 나쁜, 즉, 소비 전력이 큰 정착 방식이다. 또한, 플래쉬 정착 방식은 매우 짧은 시간에 급격한 고에너지의 플래쉬광의 조사에 의해 토너 조성물의 표면 온도가 순간적으로 수백도의 고온에 도달하여 토너 조성물 첨가제의 일부가 분해되고 가스화되어 악취를 방출하거나 또는 유해 가스를 발생시키는 분해 생성물의 문제점이 있었다.
플래쉬 정착 방식의 프린터에서는 일반적으로 플래쉬 정착시의 분해 생성물을 제거하기 위하여 플래쉬 정착부에서 이들 분해 생성물을 흡인하고, 활성탄 등의 필터를 통과시켜 유해 가스를 흡착, 포집하는 방법이 채용되고 있다. 그러나, 필터의 사용 및 필터의 교환 수명의 단축 등에 의한 작동 비용 상승의 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 플래쉬 정착 방식을 채용하는 프린터에서, 분해 생성물의 발생을 억제함으로써 필터를 불필요하게 하거나, 또는 필터의 교환 수명의 단축 등에 의한 작동 비용 상승의 문제를 해결하는 정전 잠상 현상용 토너 조성물을 제공하는 것이다.
<발명의 개시>
본 발명은 적어도 결착 수지, 착색제 및 하전 제어제로 이루어지는 토너 조성물을 플래쉬 정착시킬 때에, 제4급 암모늄염 화합물, 트리페닐메탄계 화합물, 또는 100 ℃ 이상 250 ℃ 이하의 온도 및 0.2 MPa 이하의 진공도에서 진공 가열 처리된 니그로신계 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 하전 제어제를 사용하는 것을 특징으로 하는 토너 조성물의 정착 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 적어도 결착 수지, 착색제 및 하전 제어제로 이루어지는 토너 조성물에서, 330 ℃에서 90초간 가열함으로써 발생하는 벤젠의 발생 농도가 60 ㎍/g 이하인 것을 특징으로 하는, 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 전자 사진에서의 정전 잠상을 현상하기 위한 현상용 분체(이하, 토너 조성물이라 함), 특히 고속으로 피인쇄체에 플래쉬 정착을 행하는 레이저 빔 프린터 또는 LED 프린터에 적합한 정전 잠상 현상용 토너 조성물에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 화상 형성 장치를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 정착 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 도 2의 실시 형태의 화상 정착 장치에 의한 방사 에너지의 기록 매체상에서의 분포를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 정착 장치의 한 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 화상 정착 장치의 한 실시예를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예를 기록 매체측에서 본 도면이다.
<부호의 설명>
1 감광 드럼
2 대전기
3 노광 장치
4 현상 장치
5 전사 대전기
6 기록 매체
7 정착기
8 클리닝 브러쉬
9 크세논 램프(플래쉬 광원)
10 토너
11 반사판
12 유리판
13 하우징
14 제한체
15 할로겐 램프
16 배기구
17 케이스
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
본 발명에서의 토너 조성물은 330 ℃에서 90초간 가열 처리함으로써 발생하는 벤젠의 발생 농도가 60 ㎍/g 이하, 바람직하게는 40 ㎍/g이하이다. 벤젠의 발생 농도가 60 ㎍/g을 초과하는 경우에는 탈연 필터 강화 등의 조치가 필요하게 된다.
여기에서 필터의 필요성, 수명을 결정하는 분해 생성물에 대하여 말하자면, 법 규제의 측면에서 분해 생성물로서 벤젠의 발생이 문제가 된다. 이 벤젠의 발생량을 특정하는 방법으로서는 프린터를 작동시켜 발생하는 배기 가스를 채취하여 정량하는 방법이 있는데, 샘플링 문제, 토너 이외의 요인이 영향을 주는 등의 문제점이 있어 토너로서의 바람직한 특성은 얻어지지 않았다. 본 발명자들은 실용적이고, 재현성이 있는 조건에 대하여 검토를 계속하여 330 ℃에서 90초간의 가열에 의해 발생하는 벤젠량이 토너의 좋고 나쁨을 판단하는 기준이 된다는 것을 발견하고, 그 발생량으로서는 60 ㎍/g 이하의 토너를 사용하면 필터의 수명을 크게 연장시킨다는 것을 발견하였다.
여기에서 플래쉬 에너지와 상관이 있는 플래쉬 전압을 변화시킨 결과, 통상 사용하는 1850 V의 전압에서는 벤젠이 발생하지만, 1750 V로 감압함으로써 벤젠의 발생이 대폭 줄어든다는 것을 알 수 있었다. 플래쉬 정착시의 토너는 순간적으로 고온에 처해지는 것으로 추정되는데, 분해 온도를 알 수 있는 지표 물질을 사용하여 그 전압 조건을 간접적으로 추정한 결과, 330 ℃ 부근에서 소요되는 시간이라는 분해 조건에 대응한다는 것을 알 수 있었다. 즉, 330 ℃에서 지표 물질이 분해되기에 충분한 시간인 90초라는 조건에서 토너의 벤젠 발생량을 평가했더니, 그 평가 결과와 실제의 프린터에서 발생하는 벤젠량과의 사이에 양호한 관계가 있다는 것을 발견하였다.
벤젠 발생량의 측정 방법으로서는 330 ℃에서 90초 동안 발생하는 벤젠량을 측정할 수 있으면 특별한 제한은 없고, 예를 들면 시료 10 ㎎를 내용적 20 ㎖의 유리 용기에 넣고, 질소 퍼지한 후 밀폐하여 330 ℃의 전기로에서 90초간 가열한다. 유리 용기 내의 기상 0.5 ㎖를 가스크로마토그래피 기기에 주입하여 벤젠의 발생량을 조사한다. 여기에서 사용하는 가스 크로마토그래피의 측정 조건은 벤젠을 재현성 좋게 정량할 수 있으면 특별한 제한은 없지만, 예를 들면 다음과 같은 조건을 사용하면 측정이 가능하다.
가스 크로마토그래피의 조건:
칼럼: SPB-1 S 0.32 ㎜×60 ㎜
캐리어 가스: He
칼럼 온도: 50 ℃→280 ℃(10 ℃/분)
검출기: FID
주입량: 0.5 ㎖
이와 같은 발생량을 달성하기 위한 수단에 대해서는 여러 가지를 생각할 수 있는데, 본 발명자들이 벤젠의 발생 요인에 대하여 예의 검토한 결과, 이 벤젠의 발생은 통상 일반적으로 사용되는 니그로신계의 하전 제어제가 플래쉬 정착의 광에너지에 의해 분해되어 벤젠이 발생된다는 것을 밝혀냈다. 이 때문에 다음과 같은 방법을 취하는 것이 바람직하다.
(1) 니그로센계 하전 제어제 중의 벤젠 발생 물질의 제거
니그로신계 하전 제어제의 벤젠 발생 메카니즘에 대하여 검토한 결과, 주성분의 분해에 의해 발생되는 벤젠과 함께 하전 제어제에 함유되는 불순물에 의해 발생하는 벤젠이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 이 때문에 불순물을 제거하는 방법으로서 진공 가열 처리함으로써 불순물을 제거하는 방법 및 알코올 등의 유기 용제로 세정하는 방법을 들 수 있는데, 공정이 용이하다는 점에서 진공 가열 처리를 행하는 방법이 바람직하다.
(2) 벤젠이 발생하지 않는 하전 제어제의 사용
이와 같은 것으로서는 제4급 암모늄염 화합물, 트리페닐메탄계 하전 제어제 등을 사용하는 것이 바람직하다.
단, 제4급 암모늄염 화합물을 사용했을 경우에는 토너에 양호한 대전성을 부여하기가 어렵고, 트리페닐계 하전 제어제를 사용했을 경우에는 정착시 고온이 되었을 경우에 하전 제어제가 분해되어 인쇄부 주변이 오염되므로, 니그로신계 하전 제어제 중의 벤젠 발생 물질을 제거하는 것이 더욱 바람직하다.
여기에서, 하전 제어제로서 제4급 암모늄염 화합물을 사용하는 경우에는 바람직하게는 4급 암모늄염 화합물의 음이온은 몰리브덴 또는 텅스텐 원자를 함유하는 무기 음이온이다. 무기 음이온의 구체예로서는 몰리브덴산, 텅스텐산, 인 몰리브덴산, 규소 몰리브덴산, 인 텅스텐산, 규소 텅스텐산, 인 텅스텐 몰리브덴산, 규소 텅스텐 몰리브덴산, 인 텅스텐 몰리브덴산, 크롬 몰리브덴산 등을 들 수 있다.
이와 같은 4급 암모늄염 화합물의 구체적인 예로서는 호도가야 가가꾸사 제품인 TP-302, 415 등을 들 수 있다.
4급 암모늄염 화합물의 첨가량으로서는 토너 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다. 0.1 중량부 미만이면 충분한 대전성을 토너에 부여할 수 없고, 5 중량부를 초과하는 경우에는 하전 제어제가 다른 토너 조성물에 비해 고가이기 때문에 비용 상승으로 이어진다.
또, 하전 제어제로서 트리페닐메탄계 하전 제어제를 사용하는 경우에는 C. I. Solvent Blue 66, 124, C. I. Pigment Blue 61, 56, 19, 18 등을 들 수 있으며, C. I. Solvent Blue 124를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 트리페닐메탄계 하전 제어제의 구체적인 예로서는 훽스트사 제품인 "카피 블루" PR, "Brilliant Blue Base" SM, 바스프 저팬사 제품인 "BASF Alkali Blue" NB D 6156 D LD 등을 들 수 있다.
트리페닐메탄계 하전 제어제의 첨가량으로서는 토너 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다. 0.1 중량부 미만이면 충분한 대전성을 토너에 부여할 수 없고, 5중량부를 초과했을 경우에는 하전 제어제가 다른 토너 성분에 비해 고가이기 때문에 비용 상승으로 이어진다.
또, 니그로신계 하전 제어제를 진공 가열 처리하는 방법에서는 100 ℃ 이상, 250 ℃ 이하의 온도 및 0.2 MPa 이하의 진공도에서 진공 가열 처리하는 것이 바람직하며, 100 ℃ 이상 250 ℃ 이하의 온도 및 0.05 MPa 이하의 진공도에서 진공 가열 처리하는 것이 바람직하며, 나아가 130 ℃ 이상 220 ℃ 이하의 온도 및 0.03 MPa 이하의 진공도에서 진공 가열 처리를 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 처리로 플래쉬 정착시의 벤젠 발생이 억제된다는 것은 예상하지 못했던 일이다. 왜냐 하면, 하전 제어제, 예를 들면 니그로신계 화합물 자체의 열분해에 의해 벤젠이 발생되었다면 진공 가열 처리 등에서 벤젠 발생원이 제거되는 일 등은 생각할 수 없기 때문이다. 본원 발명은 벤젠 발생원이 하전 제어제 자체가 아니라는 것을 깨닫고 비로소 착상된 것이다.
가열 온도가 100 ℃ 미만이면 분해 생성물의 발생을 억제할 수 없어 필터의 수명을 연장하는 효과가 없으며, 250 ℃를 초과하는 경우에는 하전 제어제 자체의 분해가 시작되어 하전 제어제로서의 대전 부여 기능이 상실된다. 진공도가 0.2 MPa를 초과하는 경우에는, 효과를 내기 위해서 장시간의 진공 가열 처리 시간이 필요해져 실용성이 떨어진다. 또 니그로신계 하전 제어제의 함유량은 토너 조성물 전체에 대하여 0.1 내지 5 중량%가 바람직하고, 0.5 내지 2 중량%가 보다 바람직하다.
또, 니그로신계 하전 제어제를 유기 용제로 세정 처리하는 방법에서 사용되는 유기 용제로서는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 헥사논 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족류를 들 수 있는데, 알코올류로 세정 처리하는 것이 바람직하다.
세정 처리의 구체적인 방법으로서는 상온에서 니그로신계 하전 제어제에 대하여 수배량의 유기 용제로 세정하는 조작을 수회 반복하는 방법을 들 수 있다.
본 발명에서의 토너 조성물은 적어도 결착 수지, 착색제 및 하전 제어제로 이루어지며, 이러한 조성물에 대하여 다음에 설명한다.
본 발명에서의 토너 조성물에 함유되는 결착 수지로서는 공지된 결착 수지를 사용할 수 있으며, 예를 들면 폴리스티렌 단독 중합체, 스티렌-이소부티렌 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-n부틸메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-글리시딜메타크릴레이트 공중합체 등의 스티렌계 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리n부틸메타크릴레이트, 폴리글리시딜메타크릴레이트 등의 아크릴계 단독 중합체 또는 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 푸말산/에테르화 디페닐계 폴리에스테르, 다가 알코올 및(또는) 다가 카르복실산에 의한 가교 폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지 등을 들 수 있다. 이 중에서 플래쉬 정착시의 열 분해에 의한 냄새를 저감하기 위해서는 폴리에스테르계 수지가 적합하다.
특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에스테르 수지의 산 성분 중의 80 몰% 이상이 프탈산계 디카르복실산으로 이루어지는 산 성분과, 알코올 성분 중의 80 몰% 이상이 비스페놀 A 알킬렌옥시드 부가물로 이루어지는 알코올 성분으로부터 얻어지는 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 나아가, 정착성을 고려하여 연화점이 80 내지 130 ℃, 유리 전이점(Tg)이 55 내지 70 ℃, 플로우 테스터에 의한 용융 점도인 10000 센티포이즈 도달 온도가 90 내지 135 ℃가 바람직하고, 폴리에스테르 수지의 분자량 분포는 수평균 분자량이 2500 내지 4500, 중량 평균 분자량이 7000 내지 130000이 적합하다.
본 발명에서의 토너 조성물에 함유되는 착색제로서는 공지된 착색제를 사용할 수 있으며, 예를 들면 파네스 블랙, 아세틸렌 블랙, 채널 블랙 등의 카본 블랙 외에 강자성체 미립자, 예를 들면 마그네타이트 미립자 분말을 사용할 수가 있다. 또 흑색 착색제로서 강자성체 미립자와 카본 블랙을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이러한 착색제 중 카본 블랙의 결착 수지 중으로의 분산은 토너의 하전 안정성 측면에서 중요하며, 필요에 따라 분산제를 병용할 수가 있다. 또 카본 블랙의 함유량은 토너 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부가 바람직하다. 1 중량부 미만이면 결착 수지의 은폐력이 부족하여 충분한 화상 농도를 얻을 수 없다. 한편, 10 중량부를 초과하는 경우에는 형성되는 화상의 은폐력을 증대시켜 화상 농도를 높이는데에는 바람직하지만, 반면 토너 입자 중에 형성되는 카본 블랙의 티엔 구조에 의해 토너 입자가 과도하게 도전성이 되기 때문에 절연성이 손상되어 토너 대전성이 감소되며, 그 결과 화상 농도가 저하되고, 나아가 백지 오염 또는 토너 비산이 증가한다.
본 발명의 토너 조성물 중에 유동성 향상제로서 평균 입경이 0.005 내지 1.0 ㎛의 무기 미립자 또는 유기 미립자를 필요에 따라 첨가할 수가 있다. 무기 미립자로서는 실리카, 산화 티타늄, 산화 알루미나 등의 미립자를 사용할 수가 있다. 특히 높은 유동성이 확실히 얻어진다는 점에서 소수화 처리된 실리카 미립자가 바람직하다. 또 유기 미립자로서는 폴리불화 비닐리덴 입자, 폴리메틸메타크릴레이트, 불소 수지, 실리콘 수지 등의 수지 미립자를 사용할 수가 있다.
본 발명 토너 조성물의 평균 입경은 4 내지 20 ㎛인 것이 바람직하고, 6 내지 12 ㎛가 보다 바람직하다. 토너의 평균 입경이 4 ㎛ 미만인 경우에는 종래의 혼련 분쇄법에 의한 제조가 곤란하므로 제품 수율이 현저히 저하되고, 20 ㎛를 초과하는 경우에는 세선의 재현성이 떨어진다는 문제가 발생한다.
본 발명에서 사용하는 토너 조성물은 종래의 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 즉, 결착 수지, 착색제, 하전 제어제 및 필요에 따라 분산 보조제 등의 토너 조성물을 예를 들면 수퍼 믹서로 예비 혼합한 후, 2축 압출기로 균일하게 분산, 용융, 혼련하여 제트밀로 미분쇄한 후, 풍력 분급기로 분급하여 목적으로 하는 토너 조성물을 얻을 수가 있다.
본 발명의 토너 조성물은 캐리어와 혼합되어 이성분계 현상제로서 사용할 수가 있다. 또, 토너 조성물이 자성체를 함유하는 경우에는 그대로 1성분계 현상제로서 정전 잠상의 현상에 사용할 수도 있다. 캐리어는 철, 망간, 코발트, 니켈, 크롬 등의 금속 또는 이산화 크롬, 32 산화철, 43 산화철 등의 금속 산화물 또는 페라이트 등의 자성 재료로 이루어지며, 페라이트는 화학식 MFe204(M은 Mn, Co, Mg, Zn 또는 Cu)로 대표되는 것이다. 또한 캐리어를 금속 재료로 구성하는 경우, 캐리어 표면의 산화를 방지하기 위하여 산화물 피막을 형성해 두는 것도 바람직하다. 나아가, 마그네타이트 미립자, 페라이트 미립자를 조립한 마그네타이트, 페라이트 캐리어 외에, 수지 중에 미그네타이트 미립자 또는 페라이트 미립자와 하전 제어제를 분산시킨 이른바 수지형 캐리어를 사용할 수도 있다. 또 캐리어 표면에 대전 특성의 개선 등의 목적으로 토너 조성물에 포함되는 수지와 동일한 수지 또는 다른 수지를 피복하여도 좋다.
캐리어의 입경은 일반적으로 20 내지 200 ㎛인 것을 사용할 수 있는데, 20 내지 60 ㎛의 소입경 캐리어를 사용하는 것이 양호한 인쇄 농도를 얻기 위해서 바람직하다. 캐리어 입자경의 측정 방법은 레이저 회절식 입도 분포 측정기 SALD-2000J(시마쯔 세이사꾸쇼 제품)를 사용하여 측정을 하였다.
이성분계 현상제는 토너 조성물과 이상 기술한 캐리어를 혼합하여 제조된다. 토너 조성물의 배합비는 토너 조성물과 캐리어의 총량에 대하여 통상 5 내지 30 중량% 정도인데, 이것은 캐리어의 종류 또는 사용되는 토너의 대전 특성 및 현상 방식의 차이에 의한 면이 크다. 소입경 캐리어일수록 캐리어의 비표면적이 증가하기 때문에 일반적으로 토너 배합비를 크게 할 수 있다. 현상제 중의 토너 농도가 너무 낮은 경우는 화상 농도가 낮아지거나, 또는 캐리어가 감광체상에 부착하는 이른바 캐리어 오버가 발생하기 쉽다. 한편, 토너 농도가 너무 높은 경우에는 화상 배경부의 백지 오염 또는 토너 비산에 의한 프린터기 내외의 오염이 두드러지게 되기 때문에, 적정한 토너 배합비는 실제로 프린터로 인쇄 평가를 하여 결정된다.
본 발명의 정전 잠상 형상용 토너 조성물은 플래쉬광에 의해 기록 매체상의 토너상을 정착하는 화상 정착 장치에 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 플래쉬광의 광원으로부터 조사되어 기록 매체상의 토너상에 부여되어야 할 방사 에너지를 부분적으로 제한하는 제한체를 상기 광원과 기록 매체 사이에 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 정착 장치에서 사용할 수 있다. 또 플래쉬광의 광원 외벽의 일부에 방사 에너지를 부분적으로 제한하는 제한체를 설치한 것을 특징으로 하는 화상 정착 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 화상 정착 장치에서, 상기 제한체는 상기 광원으로부터의 방사 에너지를 반사, 산란 또는 굴절하는 성질을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 화상 정착 장치에서, 상기 제한체는 상기 제한체에 의해 방사 에너지가 제한되지 않았을 경우에 높은 방사 에너지가 부여되어야 할 기록 매체상 부위의 적어도 일부로의 방사 에너지를 강하게 제한하고, 낮은 방사 에너지가 부여되어야 할 기록 매체상 부위의 적어도 일부로의 방사 에너지를 약하게 제한하는 것이 바람직하다.
또 본 발명의 화상 정착 장치에서, 상기 광원에 의해 토너상에 방사 에너지를 부여하기 전에 상기 기록 매체를 예열하는 예열 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서 "방사 에너지의 제한"은 플래쉬 광원의 방사 에너지 발생 부위와 기록 매체 반송 경로의 중간에 제한체를 둠으로써 방사 에너지를 흡수, 반사, 산란 또는 굴절시켜, 만약 제한체가 존재하지 않으면 기록 매체 또는 그 위의 토너상 중 특정 부위(대부분의 경우에는 가장 에너지 밀도가 높아지는 부위)에 부여될 방사 에너지의 일부를 저감시키는 것을 가리킨다. 단, 여기에서 제한체로 차단된 방사 에너지는 바람직하게는 반사, 산란 또는 굴절에 의해 기록 매체의 다른 부위에 부여되도록 한다. 이에 따라 기록 매체 또는 그 위의 토너에 부여되는 방사 에너지의 반송 방향의 분포를 균일화할 수가 있다. 또 제한체는 광원의 표면 또는 그 근방에 구비되어도 좋다.
본 발명에서, 기록 매체로서는 토너상을 정착해야 하는 것이면 무엇이어도 좋다. 대부분의 경우, 종이, 플라스틱 필름, 천, 금속판 등 시트상인 것이 바람직하게 사용된다. 종이 또는 플라스틱 필름은 과도한 가열에 의해 변형되거나 눌러붙는 등 변질될 가능성이 있으므로, 최대의 에너지 밀도를 저감할 수 있는 본 발명의 적합한 적용 대상이다.
본 발명의 토너 조성물에 사용되는 대표적인 화상 형성 방법 및 전자 사진 프린터(화상 형성 장치)의 개략을 도 1을 사용하여 설명한다. 전자 사진 프린터에서는 감광 드럼(1)의 위에 토너상을 형성한다. 우선, 감광 드럼(1)에 대전기(2)를 사용하여 균일하게 대전시킨다. 이어서, LED 어레이 또는 레이저 빔을 구비한 노광 장치(3)를 사용하여 형성하고자 하는 화상에 따라 공간적으로 선택적으로 노광한다. 현상 장치(4)를 사용하여 감광 드럼(1) 위에 형성된 잠상을 현상제에 의해 현상하고, 감광 드럼(1) 위에 토너상을 형성한다. 이렇게 하여 현상된 토너상을 전사 대전기(5)에 의해 기록 매체(6) 위에 전사한다. 기록 매체(6)를 일정 속도로 반송하면서 정착기(7)로 용융, 고정한다.
기록 매체로 전사되지 않은 토너상은 토너에 대하여 마이너스의 바이어스를 설치한 클리닝 램프(8)에 의해 클리닝되어 초기 상태로 돌아간다.
도 2, 3을 사용하여 제한체를 설명한다. 도 2는 정착기(7)를 상세히 기술한 것이다. 정착기는 플래쉬 광원(9)에 의해 기록 매체(6) 위에 있는 토너상(10)을 광열 변환 작용에 의해 정착시키는 방사 에너지를 조사한다. 이 플래쉬 광원으로는 크세논 램프, 네온 램프, 아르곤 램프, 크립톤 램프 등을 사용할 수가 있다. 플래쉬 광원으로부터의 방사 에너지를 유효하게 사용하기 위하여 플래쉬 광원 배면부에 반사판(11)을 배치한다. 이 이외에 정착 장치로서 구성하기 위하여 유리판(12), 하우징(13)을 가질 수 있다. 플래쉬 광원(9)에서 조사된 방사 에너지는 배면의 반사판(11)에서 반사된 성분과 함께 유리판(12)을 투과하여 기록 매체(6) 위에 이미 형성된 토너상(10)을 조사한다. 조사된 방사 에너지는 토너상(10)에 선택적으로 흡수되어 토너를 발열, 융착하여 기록 매체(6)에 고착시킨다. 기록 매체상의 방사 에너지 분포는 도 3에 나타내는 바와 같이 통상 플래쉬 광원(9)의 바로 아래 부분이 가장 높고, 본 발명과 같이 방사 에너지를 제한하지 않는 경우에는 가우스 분포에 가까운 형상을 취한다는 것이 알려져 있다.
그래서, 제한체(14)를 플래쉬 광원(9)과 기록 매체(6)의 중간에 위치하고, 또한 플래쉬 광원(9)과 기록 매체(6)의 최단거리상에 위치하도록 배치한다. 이렇게 함으로써 제한체(14)를 기록 매체(6) 위에서 방사 에너지가 가장 높은 부분을 조사하는 광선의 경로에 배치할 수 있어 플래쉬 광원(9)에서 조사된 방사 에너지를 부분적으로 감소시킨다. 이 효과에 의해 본래 플래쉬 광원(9)의 바로 아래에 발생되었던 높은 방사 에너지의 피크를 저하시키는 것이 가능해져 도 3에 나타내는 바와 같이 방사 에너지의 분포를 균일화할 수가 있다.
또한, 이 제한체(14)를 광을 흡수하지 않는, 즉 확산 또는 반사하는 성질을 갖게 함으로써 본래 플래쉬 광원(9)의 바로 아래에 집중되어 있던 방사 에너지를 주변부로 옮기는 작용도 기대할 수 있다. 또 광을 흡수시키지 않기 때문에, 제한체(14)가 방사 에너지를 흡수하여 발열되는 일도 적어 안정된 효과를 기대하는 것이 가능하다. 이와 같은 효과를 기대할 수 있는 재질로서, 반사재로서는 금속제의 망, 글리드 또는 크롬 증착막 등을 생각할 수 있다. 망, 글리드의 경우는 내열 내후성의 점에서 스테인레스 스틸이 바람직하다. 확산재로서는 내열성의 광학 확산판 등을 생각할 수 있다. 광학 확산판으로서는 유리 표면을 거칠게 한 연마 유리를 생각할 수 있다. 또, 굴절재로서는 실린드리컬 렌즈를 생각할 수 있다. 또, 크롬 증착막 또는 광학 확산판을 제한체(14)로 사용하는 경우에 제한체(14)와 유리판(12)을 일체화하는 것도 가능하다.
또한 기록 매체(6)의 반송 방향에 대하여, 방사 에너지의 제한율을 변화시킴으로써, 보다 균일한 방사 에너지 분포를 얻을 수도 있다. 즉, 플래쉬 광원(9)에 보다 가깝고, 방사 에너지가 높은 부분일수록 보다 강하게 제한하는 성질을 제한체(14)에 갖게 하는 것이다. 구체적으로는, 금속제의 망, 글리드의 경우는 중앙부일수록 망의 밀도를 올리고, 주변부일수록 망의 밀도를 내리면 된다. 크롬 증착의 경우는 중앙부일수록 금속 증착의 양을 늘리고, 주변부일수록 적게 함으로써 실현할 수가 있다.
도 3은 제한체(14)가 있는 경우와 없는 경우의 기록 매체(6)상에서의 방사 에너지 분포예를 나타낸 것이다. 제한체(14)가 있는 경우에 보다 균일한 방사 에너지 분포가 얻어진다는 것을 알 수 있다.
유리판(12)은 기록 매체에서 발생하는 종이 가루 또는 토너 그 자체 또는 토너에서 발생하는 가스 등이 플래쉬 광원(9) 및 반사판(11)을 오염시키는 것을 방지하기 위하여 플래쉬 광원(9)과 기록 매체(6) 사이에 개재되어 있는 것이 바람직하다. 또, 제한체(14)를 유리판(12)의 플래쉬 광원(9)측에 마련함으로써 제한체(14)의 토너(10) 등에 의한 오염을 방지할 수가 있어 바람직하다.
또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제한체(14)를 플래쉬 광원(9)의 외벽에 구성하여도 좋다. 플래쉬 광원(9)과 일체화할 수가 있기 때문에 장치를 간략화할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명하겠는데, 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<참고예 1> (정착 장치의 상세한 설명)
도 1을 사용하여 본 발명의 정전 잠상 현상용 토너 조성물의 정착에 사용할 수 있는 정착 장치, 정착 방법을 포함하는 전자 사진 프린터(화상 형성 장치)를 개략적으로 설명한다. 전자 사진 프린터에서는 감광 드럼(1) 위에 토너상을 형성하였다. 우선 감광 드럼(1)에 대전기(2)를 사용하여 일정하게 대전시킨다. 이어서, LED 어레이 또는 레이저 빔을 구비한 노광 장치(3)를 사용하여 형성하고자 하는 화상에 따라 공간적으로 선택적으로 노광한다. 현상기(4)를 이용하여 감광 드럼(1) 위에 형성된 잠상을 토너에 의해 현상하여 감광 드럼(1) 위에 토너상을 형성한다. 이렇게 하여 현상된 토너상을 전사 대전기(5)에 의해 기록 매체(6) 위에 전사한다. 기록 매체(6)을 일정 속도로 반송하면서, 상기 실시 태양에 나타낸 바와 같은 정착기(7)로 용융, 고정한다.
도 1을 사용하여 본 발명의 정착 장치, 정착 방법의 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는 2 내지 5 ㎛ 근방에서 에너지의 피크 파장을 갖는 원적외선을 주성분으로 하는 방사열 에너지를 발생하는 할로겐 램프(15)와 플래쉬 광원(9)을 정착기 내부 전단에 설치하여 이에 의해 기록 매체상의 토너상을 정착한다. 할로겐 램프(15)는 연속 점등시켜 기록 매체(6) 및 토너상(10)을 예비 가열한다. 이 예비 가열에 의해 기록 매체가 종이인 경우에 함유되어 있을 수가 있는 수분을 어느 정도 제거하고, 기록 매체(6) 전체를 예열해 둔다. 원적외선은 토너상 뿐만 아니라 기록 매체(2)에도 효율좋게 흡수되기 때문에, 나중에 토너상에 효율좋게 흡수되는 플래쉬광의 광원(9)에 의해 부여되는 방사 에너지에 의한 토너상과 기록 매체와의 온도 차이의 발생을 억제하여 보다 강한 정착을 가능하게 한다. 즉, 플래쉬 광원(9)의 방사 에너지가 비교적 낮아도 양호한 정착 성능이 얻어지도록 보조하는 역할을 하고 있다. 또 정착기 내부 후단에는 장착시 토너에서 발생하는 냄새 또는 가스를 흡수하기 위한 배기구(16)를 설치하였다.
플래쉬 광원(9)에는 크세논 램프를 사용하였다. 본 실시예에서의 크세논 램프의 외형 치수는 직경 약 15 ㎜, 발광부의 길이 약 425 ㎜이고, 정격 인가 전압 1850 V이며, 정격 에너지는 343 J이다. 플래쉬 광원(9)에서 발생하는 에너지는 200 J이상인 것이 바람직하다. 본 크세논 램프를 기록 매체(6)의 반송(약 225 ㎜/sec)에 따라 6.6 Hz 주기로 점등시켰다. 즉, 기록 매체(6) 위에서 약 34 ㎜ 간격으로 크세논 램프를 점등시켰다.
플래쉬 광원(9)과 기록 매체(6)의 반송 경로와의 사이에는 제한체(14)를 설치하였다. 제한체(14)는 두께 0.1 ㎜ 스테인레스판(폭 약 14 ㎜, 길이 441 ㎜)을 에칭에 의해 가공한 글리드상의 것을 사용하였다. 도 5는 본 정착기를 기록 매체측에서 본 것을 나타내었다. 본 제한체(14)는 폭 0.1 ㎜의 11개의 플래쉬 광원(9)의 길이 방향(기록 매체(2)의 반송 방향과 거의 직교하는 방향)과 평행인 와이어와 이들을 상호 연결하는 복수의 경사진 와이어로 구성된다. 11개의 플래쉬 광원(9)의 길이 방향으로 평행인 와이어는 플래쉬 광원(9)의 바로 아래에 상당하는 부분에는 밀도가 높고, 주변부일수록 밀도가 낮아지도록 배치하였다. 복수의 경사진 와이어는 평행인 와이어를 서로 연결함과 동시에 제한량을 크게 하는 작용을 겸비하고 있다.
이러한 스테인레스제의 그물눈 구조를 갖는 제한체(14)를 유리판(12)의 상부, 플래쉬 광원(9)의 바로 아래에 설치하고, 양단을 유리판(12)과 케이스(17) 사이에 넣어 고정하였다.
이와 같은 구성을 갖는 실시예의 화상 형성 장치를 사용하고, 이하의 토너를 사용하여 실험을 행하였다.
<참고예 2>(표준 캐리어의 제조)
폴리에스테르 수지("터프톤" TTR-2, 가오(주)사 제품) 24 중량%
자성체(EPT-1000, 도다 고교사 제품) 74 중량%
하전 제어제("본트론" S-34: 오리엔트 가가꾸사 제품) 1 중량%
왁스(LUVAX-1151: 닛본 세이로사 제품) 1 중량%
상기 성분을 충분히 혼합한 후, 2축 압출기(PCM-30: 이께가이사 제품)로 용융, 혼련을 행하였다. 이 혼련물을 냉각 후 조분쇄기(UG-210KGS: 호라이 뎃꼬쇼 제품)로 직경 2 ㎜ 통과 수준으로 조분쇄하고, 이것을 중분쇄기("파인밀" FM-300N: 닛본 뉴마틱 고교 제품)로 중분쇄한 후, 미분쇄기("세퍼레이터" DS-5UR: 닛본 뉴마틱 고교 제품)를 사용하여 분급하여 중량 평균 입경 50 ㎛의 수지 캐리어를 얻었다.
<참고예 3>
오리엔트 가가꾸사 제품 "본트론" N-01을 190 ℃, 0.01 MPa의 진공 가열하에 6시간 처리하여 하전 제어제 A를 제조하였다.
<참고예 4>
오리엔트 가가꾸사 제품 "본트론" N-01을 160 ℃, 0.02 MPa의 진공 가열하에 12시간 처리하여 하전 제어제 B를 제조하였다.
<참고예 5>
오리엔트 가가꾸사 제품 "본트론" N-01을 90 ℃, 0.01 MPa의 진공 가열하에 6시간 처리하여 하전 제어제 C를 제조하였다.
<참고예 6>
오리엔트 가가꾸사 제품 "본트론" N-01을 160 ℃, 0.02 MPa의 진공 가열하에 6시간 처리하여 하전 제어제 D를 제조하였다.
<참고예 7>
오리엔트 가가꾸사 제품 "본트론" N-01 10 g을 100 g의 메탄올(시약 특급 나카라이테스트(주)사 제품)로 3회 메탄올을 바꾸면서 반복 세정하여 하전 제어제 E를 제조하였다.
<실시예 1>
이하의 성분을 사용하여 토너를 제조하였다.
[토너 조성]
폴리에스테르 수지("터프톤" TTR-2, 가오(주)사 제품) 60 중량%
폴리에스테르 수지("터프톤" TTR-5, 가오(주)사 제품) 16 중량%
자성체(EPT-1000, 도다 고교사 제품) 20 중량%
카본 블랙(캐보트사 제품; "리갈" 330R) 2 중량%
참고예 3의 하전 제어제 A 2 중량%
상기 성분을 충분히 혼합한 후, 2축 압출기(PCM-30: 이께가이사 제품)로 용융, 혼련 후 제트밀 분쇄기(PJM-100; 닛본 뉴마틱 고교 제품)로 미분쇄한 후, 풍력 분급기(A-12; 알피네사 제품)로 분급하여 중량 평균 입경이 8 ㎛인 토너를 얻었다. 다시 토너의 유동성을 향상시키기 위하여 소수성 실리카 미립자(훽스트 저팬사 제품; HVK-2150)를 토너에 대하여 1.2 중량%를 첨가하고, 수퍼 믹서(SMV-20; 가와따사 제품)로 혼합하여 토너를 조정하여 양대전성의 토너를 얻었다.
이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 9 ㎍/g이었다.
이어서, 이 토너 10 중량%에 참고예 2에서 제조한 수지 캐리어 90 중량%를 배합하여 현상제를 조정하고, 참고예 1에 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 이 프린터에는 활성탄의 양이 300 g인 필터를 사용하였다. 초기 및 90만자 인쇄 후에도 양호한 화상이 얻어졌다. 또, 초기 90만자 인쇄 후의 필터 통과 후의 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없고, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb) 이하였다.
벤젠량의 측정은 필터 통과 부분의 가스를 고체 포집법(Carbotrap400)으로 1L 채취하고, 포집관을 열탈리 장치(TDU)에 설치하여 열탈리∼GC-F1D법, GC/MS법으로 분석하였다.
<실시예 2>
실시예 1의 토너 조성에서 하전 제어제 A 대신에 하전 제어제 B를 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 14 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 1과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 초기 및 90만자 인쇄 후에도 양호한 화상이 얻어졌다. 또, 초기 90만자 인쇄 후의 필터 통과 후의 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없고, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb) 이하였다.
<비교예 1>
실시예 1의 참고예 3의 하전 제어제 A 대신에 미처리의 니그로신계 하전 제어제인 "본트론" N-01을 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 100 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 실시예 1과 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 1과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 인쇄 결과, 양호한 화상이 얻어졌다. 그러나, 배기 가스 중의 벤젠량을 측정했더니, 9 ppb로 대기 레벨(1 ppb)보다 높아 필터를 사용할 필요가 있다는 것을 알 수 있었다. 이 때문에 활성탄의 양이 300 g인 필터를 사용하여 인쇄를 했더니 초기에는 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없었지만, 60만자 인쇄 후 필터 통과 후의 배기 가스 중의 벤젠량은 2 ppb로 대기의 변동 레벨에 대하여 우위이며, 필터의 교환이 필요해졌다.
<비교예 2>
실시예 1의 참고예 3의 하전 제어제 A 대신에 미처리의 니그로신계 하전 제어제인 "본트론" N-13을 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 150 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 실시예 1과 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 1과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 인쇄 결과, 양호한 화상이 얻어졌다. 그러나, 배기 가스 중의 벤젠량을 측정했더니, 10.5 ppb로 대기 레벨(1 ppb)보다 높아 필터를 사용할 필요가 있다는 것을 알 수 있었다. 이 때문에 활성탄의 양이 300 g인 필터를 사용하여 인쇄를 했더니 초기에는 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에는 의미있는 차이는 없었지만, 60만자 인쇄 후 필터 통과 후의 배기 가스 중의 벤젠량은 2 ppb로 대기의 변동 레벨에 대하여 우위여서, 필터의 교환이 필요해졌다.
<비교예 3>
실시예 1의 토너 조성에서 하전 제어제 A 대신에 하전 제어제 C를 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃ 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 74 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 1과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 초기 및 70만자 인쇄 후에도 양호한 화상이 얻어졌다. 그러나, 70만자 인쇄 후 프린터 통과 후의 배기 가스 중의 벤젠량은 2 ppb로 대기 변동 레벨(0.3 ppb)에 대하여 우위여서 필터의 교환이 필요해졌다.
<실시예 3>
실시예 1의 토너 조성에서 하전 제어제 A 대신에 하전 제어제 D를 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 32 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 1과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 초기 및 90만자 인쇄 후에도 양호한 화상이 얻어졌다. 또 초기 90만자 인쇄 후의 필터 통과 후의 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없고, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb)이하였다.
<실시예 4>
실시예 1의 토너 조성에서 하전 제어제 A 대신에 하전 제어제 E를 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃ 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 36 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 1과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 초기 및 90만자 인쇄 후에도 양호한 화상이 얻어졌다. 또 초기 90만자 인쇄 후의 필터 통과 후의 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없고, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb) 이하였다.
<실시예 5>
이하의 성분을 사용하여 토너를 제조하였다.
[토너 조성]
폴리에스테르 수지("터프톤" TTR-2, 가오(주)사 제품) 60 중량%
폴리에스테르 수지("터프톤" TTR-5, 가오(주)사 제품) 16 중량%
자성체(EPT-1000, 도다 고교사 제품) 20 중량%
카본 블랙(캐보트사 제품; "리갈" 330R) 2 중량%
트리페닐메탄계 하전 제어제("카피 블루" PR, 훽스트사 제품) 2 중량%
상기 성분을 충분히 혼합한 후, 2축 압출기(PCM-30: 이께가이사 제품)로 용융, 혼련 후 제트밀 분쇄기(PJM-100; 닛본 뉴마틱 고교사 제품)로 미분쇄한 후, 풍력 분급기(A-12; 알피네사 제품)로 분급하여 중량 평균 입경이 8 ㎛인 토너를 얻었다. 다시 토너의 유동성을 향상시키기 위하여 소수성 실리카 미립자(훽스트 저팬사 제품; HVK-2150)를 토너에 대하여 1.2 중량%를 첨가하고, 수퍼 믹서(SMV-20; 가와따사 제품)로 혼합하여 토너를 조정하여 양대전성의 토너를 얻었다.
이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 2 ㎍/g이었다.
이어서, 이 토너 10 중량%에 참고예 2에서 제조한 수지 캐리어 90 중량%를 배합하여 현상제를 조정하고, 참고예 1에 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 이 프린터에는 필터를 사용하지 않고 인쇄를 행하였다. 인쇄 결과 양호한 화상이 얻어졌다. 또 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없으며, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb) 이하였다.
벤젠량의 측정은 필터 통과 부분의 가스를 개체 포집법(Carbotrap400)으로 1L 채취하고, 포집관을 열탈리 장치(TDU)에 배치하여 열탈리∼GC-F1D법, GC/MS법으로 분석하였다.
<실시예 6>
실시예 5의 트리페닐메탄계 하전 제어제인 "카피 블루" 대신에 "Brilliant Blue Base" SM(훽스트사 제품)을 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 4 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 실시예 5와 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 5과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 인쇄 결과, 양호한 화상이 얻어졌다. 또, 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없고, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb)이하였다.
<실시예 7>
이하의 성분을 사용하여 토너를 제조하였다.
[토너 조성]
폴리에스테르 수지("터프톤" TTR-2, 가오(주)사 제품) 60 중량%
폴리에스테르 수지("터프톤" TTR-5, 가오(주)사 제품) 16 중량%
자성체(EPT-1000, 도다 고교사 제품) 20 중량%
카본 블랙(캐보트사 제품; "리갈" 330R) 2 중량%
제4급 암모늄염 화합물의 하전 제어제 2 중량%
(TP-302, 호도가야 가가꾸사 제품)
상기 성분을 충분히 혼합한 후, 2축 압출기(PCM-30: 이께가이사 제품)로 용융, 혼련 후 제트밀 분쇄기(PJM-100; 닛본 뉴마틱 고교사 제품)로 미분쇄한 후, 풍력 분급기(A-12; 알피네사 제품)로 분급하여 중량 평균 입경이 8 ㎛인 토너를 얻었다. 다시 토너의 유동성을 향상시키기 위하여 소수성 실리카 미립자(훽스트 저팬사 제품; HVK-2150)를 토너에 대하여 1.2 중량%를 첨가하고, 수퍼 믹서(SMV-20; 가와따사 제품)로 혼합하여 토너를 조정하여 양대전성의 토너를 얻었다. 이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 4 ㎍/g이었다.
이어서, 이 토너 10 중량%에 참고예 2에서 제조한 수지 캐리어 90 중량%를 배합하여 현상제를 조정하고, 참고예 1에 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 이 프린터에는 필터를 사용하지 않고 인쇄를 행하였다. 인쇄 결과 양호한 화상이 얻어졌다. 또 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없으며, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb) 이하였다.
벤젠량의 측정은 배기 가스를 개체 포집법(Carbotrap400)으로 1L 채취하고, 포집관을 열탈리 장치(TDU)에 배치하여 열탈리∼GC-F1D법, GC/MS법으로 분석하였다.
<실시예 8>
실시예 7의 제4급 암모늄염 화합물의 하전 제어제인 "TP-302" 대신에 TP-415(호도가야 가가꾸사 제품)을 사용한 것 이외는 동일하게 토너를 제조하였다. 이 토너의 330 ℃에서 90초 가열 처리시의 벤젠 발생량은 2 ㎍/g이었다. 이 토너를 사용하여 동일하게 현상제를 제조하였다. 이 현상제를 사용하여 실시예 7과 동일하게 참고예 1에서 나타낸 LED 프린터로 화상을 출력하여 화상 품질을 평가하였다. 인쇄 결과, 양호한 화상이 얻어졌다. 또, 배기 가스 중의 벤젠량을 측정하였으나, 주위 대기 레벨의 1 ppb와의 사이에 의미있는 차이는 없고, 대기의 변동 레벨(0.3 ppb)이하였다.
이상과 같이, 본 발명의 토너를 사용함으로써 필터의 교환 수명을 길게 할 수 있거나 또는 필터를 불필요하게 할 수 있기 때문에 프린터의 작동 비용을 줄일 수 있다.
Claims (12)
- 적어도 결착 수지, 착색제 및 하전 제어제로 이루어지고, 330 ℃에서 90초간 가열함으로써 발생하는 벤젠의 발생 농도가 60 ㎍/g 이하인 것을 특징으로 하는, 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물.
- 제1항에 있어서, 벤젠의 발생 농도가 40 ㎍/g 이하인 것을 특징으로 하는, 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물.
- 제1항에 있어서, 결착 수지가 폴리에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는, 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물.
- 제1항에 있어서, 토너가 양대전성인 것을 특징으로 하는, 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물.
- 제1항에 있어서, 하전 제어제가 니그로신계 화합물인 것을 특징으로 하는, 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물.
- 제1항에 있어서, 하전 제어제가 제4급 암모늄염 화합물인 것을 특징으로 하는, 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물.
- 제1항에 있어서, 하전 제어제가 트리페닐메탄계 화합물인 것을 특징으로 하는 플래쉬 정착에 사용되는 정전 잠상 현상용 토너 조성물.
- 니그로신계 하전 제어제를 100 ℃ 이상 250 ℃ 이하의 온도 및 0.2 MPa 이하의 진공도에서 진공 가열 처리하는 것을 특징으로 하는, 벤젠 발생량이 적은 니그로신계 하전 제어제의 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 진공도가 0.05 MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 벤젠 발생량이 적은 니그로신계 하전 제어제의 제조 방법.
- 니그로신계 하전 제어제를 유기 용제로 세정 처리하는 것을 특징으로 하는, 벤젠 발생량이 적은 니그로신계 하전 제어제의 제조 방법.
- 플래쉬광의 광원에서 조사되어 기록 매체상의 토너상에 부여되어야 할 방사 에너지를 부분적으로 제한하는 제한체를 상기 광원과 기록 매체 사이에 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 정착 장치.
- 적어도 결착 수지, 착색제 및 하전 제어제로 이루어지는 토너 조성물을 플래쉬 정착시킬 때에 제4급 암모늄염 화합물, 트리페닐메탄계 화합물, 또는 100 ℃ 이상 250 ℃ 이하의 온도 및 0.2 MPa 이하의 진공도에서 진공 가열 처리된 니그로신계 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 하전 제어제를 사용하는 것을 특징으로 하는 토너 조성물의 정착 방법.
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