KR20030017354A - 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에는 적어도 현상 용기, 현상제 담지체 및 현상제 층 두께 조절 부재를 갖는 현상 장치가 개시되어 있는데, 여기서 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성 미립자로 주로 이루어지고, 현상제 담지체는 기판과, 비자성 금속, 합금 또는 금속 화합물의 기판 상에 형성된 표면층을 갖는다. 이 현상 장치는 슬리브 고스트 (sleeve ghost)를 유발하지 않고, 정전 잠상을 충실하게 현상하며, 페이딩 (fading) 현상을 유발하지 않고, 모든 환경에서 고농도의 화상이 형성되도록 한다. 또한, 본 발명에는 상기 현상 장치와, 화상 형성 장치의 본체에 탈착가능하게 탑재된 단일 유닛으로 일체화된 잠상 담지체를 갖는 공정 카트리지, 및 상기 현상 장치의 특징을 이용하는 화상 형성 방법이 개시되어 있다.

Description

현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법 {Developing Assembly, Process Cartridge and Image-Forming Method}

본 발명은 전자사진기술 또는 정전기록을 이용한 기록법에 사용할 수 있는 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법에 관한 것이다.

전자사진법은 미국 특허 제2,297,691호, 일본 특허 공보 제42-23910호(미국 특허 제3,666,363호), 일본 특허 공보 제43-24748호(미국 특허 제4,071,361호) 등에 개시되어 있다. 일반적으로, 사본 또는 인쇄본은 광전도성 재료를 이용한 각종수단에 의해 정전 잠상 담지체 (감광 부재) 상에 정전 잠상을 형성하고, 이어서 상기 정전 잠상을 현상제(이후 대개는 "토너"로 간단히 명명함)를 사용하여 현상함으로써 토너 화상을 형성하고, 상기 토너 화상을 필요에 따라 종이와 같은 전사 매체에 전사하고, 이어서 열, 압력, 용매 증기, 또는 열-및-압력의 작용에 의해 정착시킴으로써 얻어진다.

최근 몇년 동안 통상의 복사기 이외에, 인쇄기 및 팩스기와 같은 전자사진기술을 이용한 장치들이 다양해지고 있다. 현상계는 캐리어 입자를 이용하는 2성분 현상계와 캐리어 입자를 이용하지 않는 1성분 현상계로 크게 나누어진다. 1성분 현상계는 주로 토너와 마찰전기 대전 부재의 마찰에 의해 토너가 마찰전기적으로 대전되는 것으로서, 자기 입자가 토너 입자에 혼입되어 자력에 의해 현상제가 담지 및 반송(搬送)되는 1성분 자기 현상계 및 어떠한 자기 입자도 사용하지 않고 현상제의 마찰전기 전하에 의해 현상제가 현상제 담지체 상에 담지되는 1성분 비자기 현상계로 크게 나누어진다. 1성분 자기 현상계에서는, 카본 블랙과 같은 착색제를 전혀 사용하지 않고, 자기 입자가 착색제로서 작용하게 될 수 있다.

2성분 현상계는, 유리 비드 또는 철 분말과 같은 캐리어 입자가 토너와의 마찰에 의해 토너에 전기 전하를 부여하도록 하기 위해 상기 입자가 필요하기 때문에 또는 현상제 중의 토너 농도가 일정하게 유지되어야 하기 때문에, 토너 농도를 탐지하여 토너를 필요량만큼 공급하는 장치를 필요로 한다. 따라서, 현상 장치가 크고 무거우며, 또한 복잡한 구성을 갖는다. 2성분 현상계는 또한 토너 성분을 캐리어에 부착시키는 (즉, 토너-소모성) 경향이 있어, 캐리어가 자주 교체되어야 한다.이와 관련해서, 1성분 현상계는 캐리어 및 상기의 복잡한 구조를 전혀 필요로 하지 않고, 현상 장치 자체를 콤팩트하게 소형 경량화할 수 있다. 또한, 캐리어를 교체할 필요가 전혀 없으므로, 장기간동안 보수 서비스를 받을 필요가 없다. 한편, 1성분 자기 현상계는 피치 블랙 자기 입자가 토너에 사용되기 때문에 칼라 현상에 사용하기가 어려운 반면, 2성분 현상계는 농도 탐지 수단에 의해 까다로운 현상 조건을 조절할 수 있어서 칼라 현상에 바람직하게 사용된다.

1성분 타입과 2성분 타입 간의 차이에 상관없이, 무기 미분말이 외부에서 첨가되는 작용제 (외첨제)로서 토너 입자에 첨가되는 방법이 또한 제안되어 널리 이용되고 있다.

예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제5-66608호, 동 제4-9860호 등에는 소수성 처리된 무기 미분말 또는 소수성 처리되고 이후에 추가로 실리콘유로 처리된 무기 미분말이 첨가되는 방법이 개시되어 있고, 일본 특허 출원 공개 제61-249059호, 동 제4-264453호 및 동 제5-346682호에는 소수성 처리된 무기 미분말과 실리콘유 처리된 무기 미분말이 배합물로 사용되어 첨가되는 방법이 개시되어 있다.

전도성 미립자가 외첨제로서 현상제에 외부에서 첨가되는 방법이 또한 수회 제안되었다. 예를 들어, 전도성 미립자로서의 카본 블랙이 토너에 전도성을 부여하거나 토너의 과도 대전을 조절하여 마찰전기 분포를 균일하게 하기 위해 토너 입자 표면에 부착하거나 점착하는 외첨제로서 사용되는 것이 널리 알려져 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제57-151952호, 동 제59-168454호 및 동 제60-69660호에는 고저항 자기 토너에 산화주석, 산화아연 및 산화티타늄과 같은 전도성 미립자를 각각 외부에서 첨가하는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 출원 공개 제56-142540호에는 또한 산화철, 철 분말 또는 페라이트와 같은 전도성 자기 입자가 고저항 자기 토너에 첨가되어 상기 전도성 자기 입자에 의해 전기 전하의 자기 토너로의 유도가 가속화되어 현상 성능과 전사 성능 둘 다를 성취하는 것이 제안되어 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제61-275864호, 제62-258742호, 제61-141452 및 제2-120865호에는 흑연, 자철광, 폴리피롤 전도성 입자 또는 폴리아닐린 전도성 입자를 토너에 첨가하는 것이 개시되어 있다.

전자사진용 감광 부재 및 정전 기록 유전체와 같은 잠상 담지체 상에 정전 잠상을 형성하는 방법에 대한 다양한 방법이 또한 알려져 있다. 예를 들어, 전자사진기술에서, 잠상 담지체로서 감광 재료를 이용한 감광 부재를 필요한 극성과 전위로 균일하게 대전시킨 후 상기 감광 부재의 표면을 화상 패턴 노출시켜 전기적 잠상을 형성하는 방법이 일반적이다.

코로나 대전기 (코로나 방전기)가, 잠상 담지체를 필요한 극성과 전위로 균일하게 대전시키는 (또한 전하를 제거하는) 대전기로서 널리 사용되어 왔다.

코로나 대전기는 비접촉형 대전기이다. 상기 장치는 와이어 전극과 같은 방전 전극 및 상기 방전 전극을 둘러싸는 실드(shield) 전극을 갖는다. 상기 장치의 방전 통로는 피대전체인 잠상 담지체의 반대쪽에 비접촉식으로 제공되고, 고전압이 방전 전극을 가로질러 인가되고 실드 전극이 방전 전류 (코로나 샤워)를 일으키고, 잠상 담지체의 표면이 노출되어 잠상 담지체의 표면이 의도한 극성 및 전위로 대전된다.

최근에, 접촉 대전기는 코로나 대전기에 비해 낮은 오존 발생율과 낮은 전력 소모율의 장점으로 인해 잠상 담지체와 같은 피대전체에 대한 대전기로서 다수 제안되어 왔고, 실질적으로 사용되어 있다.

접촉 대전기는, 롤러형 (대전 롤러), 퍼 브러쉬형 (fur brush type), 자기 브러시형 또는 블레이드 (blade)형의 전도성 대전 부재가 화상 담지체와 같은 피대전체와 접촉하게 되고, 이 접촉 대전 부재 또는 접촉 대전기에 일정한 대전 바이어스가 가해져서 피대전체의 표면이 일정 극성 및 전위로 대전되는 장치이다.

접촉 대전의 대전 메카니즘 (대전 원리)는 (1) 방전 대전 메카니즘 및 (2) 직접 주입 대전 메카니즘의 2가지 유형의 대전 메카니즘을 혼합적으로 포함한다. 대전 특성은 어떠한 메카니즘이 다른 메카니즘을 지배하는지에 좌우된다.

(1) 접촉 대전의 방전 대전 메카니즘:

피대전체 표면이 접촉 대전 부재와 피대전체 사이에 형성된 미세한 갭에서 유발된 방전 현상에 의해 대전되는 메카니즘이다. 방전 대전은 접촉 대전 부재와 피대전체 사이의 일정한 방전 역치를 갖고, 그에 따라 대전 전위에 비해 큰 전압이 접촉 대전 부재에 인가되어야 한다. 코로나 대전기에 비해 현저히 소량으로 생성되지만, 원칙적으로 방전 산물이 불가피하게 생성되어 오존과 같은 활성 이온에 의한 난점은 피할 수 없다.

(2) 접촉 대전의 직접 주입 대전 메카니즘:

전기 전하가 접촉 대전 부재로부터 피대전체에 직접 주입되어 피대전체 표면이 정전기적으로 대전되는 메카니즘이다. 직접 대전, 또는 주입 대전, 또는 전기전하 주입 대전으로도 불린다. 보다 상세하게 언급하자면, 매체-저항 접촉 대전 부재가 피대전체 표면과 접촉하여 방전 현상, 간략하게는 기본적으로 방전 메카니즘을 전혀 사용하지 않고도 전기 전하를 피대전체의 표면에 직접적으로 주입하는 방법이다. 따라서, 피대전체에 인가된 전압이 방전 역치보다 크지 않더라도, 피대전체는 인가된 전압에 상응하는 전위로 대전될 수 있다. 이 대전계는 오존과 같은 활성 이온 생성을 동반하지 않아서, 방전 산물에 의해 유발될 수 있는 어떠한 난점도 발생하지 않는다. 그러나, 직접 주입 대전으로 인해, 피대전체 상의 접촉 대전 부재의 접촉 현상은 대전성에 큰 영향을 미친다. 따라서, 접촉 대전 부재가 피대전체와 더 자주 접촉하는 구조를 제공하기 위해서는, 접촉 대전 부재가 보다 밀접한 접촉점을 갖고 피대전체로부터의 속도에 큰 차이가 나는 구조를 가질 것이 요구된다.

접촉 대전기에서, 전도성 롤러 (대전 롤러)를 이용하는 롤러 대전계는 대전 안정성의 관점에서 바람직하고, 널리 사용된다.

통상의 롤러 대전에서의 대전 메카니즘은 주로 상기 (1) 방전 대전 메카니즘에 의해 지배된다. 대전 롤러는 전도성 또는 매체 저항 고무 재료 또는 발포체를 사용하여 형성된다. 일부 롤러에서, 이같은 고무 재료 또는 발포체가 층에 제공되어 목적하는 특성을 얻는다.

대전 롤러는 피대전체와의 일정한 접촉 상태를 얻기 위해서 탄성을 갖게 하고 있지만, 그 때문에 마찰 저항이 크고, 많은 경우 피대전체 회전에 종동 (從動) 또는 약간의 속도차를 가지며 구동된다. 따라서, 직접 주입 대전하더라도, 절대적대전능의 저하, 접촉성의 부족이나 롤러 형상에 의한 접촉 불균일, 피대전체의 부착물에 의한 대전 불균일은 피할 수 없다.

도 1은 전자사진법에 있어서의 접촉 대전의 대전 효율예를 나타낸 그래프이다. 횡축에 접촉 대전 부재에 인가한 바이어스 전압, 종축에 그 시간에 얻어진 피대전체 (이하, 감광체라고 함)의 대전 전위를 나타내고 있다.

롤러 대전의 경우의 대전성은 A로 나타낸다. 즉, 인가 전압이 대개 -50O V의 역치를 초과한 후, 감광체의 표면 전위가 상승하기 시작하고, 역치보다 높은 전압에서 인가 전압에 대하여 기울기 1의 선형으로 감광체의 표면 전위가 증가한다. 이 역치 전압을 대전 개시 전압 V_th로 정의한다. 따라서, -500 V로 대전하는 경우는 -1000 V의 직류 전압을 인가하거나, 또는 -500 V의 직류의 대전 전압 이외에, 방전 역치 이상의 전위차를 항상 갖도록, 예를 들면 피크간 전압 1200 V의 교류 전압을 인가하여 감광체 전위를 대전 전위에 수렴시키는 방법이 일반적이다.

즉, 전자사진에 필요한 감광체의 표면 전위 V_d를 얻기 위해서는, "V_d+ V_th"라는 필요 이상의 DC 전압을 대전 롤러에 인가해야 한다. 이러한 방식으로 DC 전압만을 접촉 대전 부재에 인가하여 대전하는 방법을 "DC 대전 방식"이라고 칭한다.

그러나, DC 대전에 있어서는 환경 변동 등에 의해서 접촉 대전 부재의 저항치가 변동하고, 또한 감광체가 마모됨에 따라 막 두께가 변화하여 V_th가 변동하기 때문에 감광체의 전위를 목적하는 값으로 제어하는 것이 어려웠다.

따라서, 보다 균일한 대전을 달성하기 위해서는 일본 특허 출원 공개 제63-149669호 공보에 기재된 바와 같이, 목적하는 V_d에 상응하는 DC 전압 상에 2 x V_th이상의 피크간 전압을 갖는 AC 성분을 중첩함으로써 형성되는 전압을 접촉 대전 부재에 인가하는 "AC 대전 시스템" 방법이 사용될 수 있다. 이 방법은 피대전체의 전위가 AC 전위 피크의 중간인 V_d에 수렴하고, 환경 변동과 같은 외부 간섭에 의해 영향을 받지 않는 경우 AC에 의한 전위 균일화 효과를 목적으로 한다.

그러나, 상기 접촉 대전 장치에서도, 그의 기본적인 대전 메카니즘은 접촉 대전 부재에서 감광체로의 방전 현상을 사용한다. 따라서, 상기한 바와 같이 접촉 대전 부재에 인가되는 전압이 감광체의 목적하는 표면 전위보다 높아야 하고, 그로부터 발생할 수 있는 오존이 적어도 매우 낮은 수준이어야 한다. 또한, 균일한 대전을 위해 AC 대전을 행한 경우에는 오존이 더 발생하고, AC 전압의 전계에 의해 접촉 대전 부재와 감광체 사이의 진동 소음 (AC 대전음)이 발생하며, 또한 방전에 의한 감광체 표면의 열화 등이 한층 더 현저하게 되어, 새로운 문제점으로 대두되었다.

또한, 퍼 브러쉬 대전은 접촉 대전 부재로서 전도성 섬유의 브러쉬부를 갖는 부재 (퍼 브러쉬 대전기)를 사용하여, 전도성 섬유의 브러쉬부를 피대전체로서의 감광체에 접촉시키고, 전도성 섬유의 브러쉬부에 소정의 대전 바이어스를 인가하여 감광체면을 소정의 극성 및 전위로 대전시키는 것이다. 상기 퍼 브러쉬 대전에서도 그의 대전 메카니즘은 상기 (1) 방전 대전 메카니즘이 지배적일 수 있다.

퍼 브러쉬 대전기는 고정형과 롤형이 실용화되어 있다. 중저항의 섬유를 원단에 접어 넣어 파일형으로 형성한 것을 전극에 접착한 것이 고정형이고, 롤형은 파일을 심축에 감아서 형성한다. 섬유 밀도로서는 1OO 가닥/mm²정도의 것이 비교적 쉽게 얻어지지만, 직접 주입 대전에 의해 충분한 균일 대전을 행하기 위해서는 여전히 접촉성이 불충분하다. 직접 주입 대전에 의해 충분한 균일 대전을 행하기 위해서 퍼 브러쉬 대전기는 기계를 구성하기에 곤란할 정도로 감광체와 속도차를 갖게 할 필요가 있고, 이는 현실적이지 않다.

상기 퍼 브러쉬 대전의 직류 전압 인가시의 대전성을 도 1의 B로 나타낸다. 따라서, 퍼 브러쉬 대전의 경우에 있어서도 고정형, 롤형 모두 많은 경우 높은 대전 바이어스 전압을 인가하여 방전 현상을 사용함으로써 대전을 행하고 있다.

이에 반하여, 자기 브러쉬 대전은 접촉 대전 부재로서 전도성 자성 입자를 마그네트 롤 (magnet roll)에 의해 자기적으로 구속하여 형성한 자기 브러쉬부를 갖는 부재 (자기 브러쉬 대전기)를 사용하여, 자기 브러쉬부를 피대전체로서의 감광체에 접촉시키고, 소정의 대전 바이어스를 인가하여 감광체면을 소정의 극성 및 전위로 대전시키는 것이다. 이 자기 브러쉬 대전의 경우, 그 대전 메카니즘은 상기 (1) 직접 주입 대전 메카니즘이 지배적이다.

자기 브러쉬부를 구성하는 전도성 자성 입자로서 입경 5 내지 50 ㎛의 것을 사용할 수 있고, 감광체와 충분한 속도차를 제공할 수 있으므로, 균일하게 직접 주입 대전을 수행할 수 있다.

자기 브러쉬 대전의 직류 전압 인가시의 대전성은 도 1의 C로 나타낸다. 도1에 나타낸 바와 같이, 인가 바이어스 전압과 사실상 비례하는 대전 전위를 얻는 것이 가능하다.

그러나, 자기 브러쉬 대전에는 자기 브러쉬부를 구성하고 있는 전도성 자성 입자가 탈락하여 감광체에 부착하는 폐해도 있다. 따라서, 오존 등의 방전 생성물의 생성이 실질적으로 없고, 낮은 인가 전압으로 균일한 대전이 얻어지는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 작동될 수 있는, 간단하고 안정하며 균일한 대전을 제공하는 장치가 요망되고 있다.

특히 근래에는, 자원 절약, 폐기물 감소의 관점 및 토너 (현상제)의 유효 활용이라는 측면에서 임의의 전사 잔류 토너, 즉 폐토너가 발생하지 않는 화상 형성법이 요망되고 있다. 과거에는, 일반적으로 잠상이 토너에 의해 가시화상 (토너상)으로 현상되고 토너상이 종이와 같은 기록 매체로 전사된 후, 기록 매체로 전사되지 않고 잠상 담지체 상에 잔류한 토너가 클리닝 수단 (클리닝제)에 의해 제거되고, 폐토너로서 폐토너 용기로 수송 및 폐기되었다. 상기 클리닝 공정을 통해서 화상 형성 공정이 반복되었다. 그러한 화상 형성 장치가 널리 사용되어 왔다.

상기 클리닝 공정에서, 블레이드 클리닝, 퍼 브러쉬 클리닝, 롤러 클리닝 등이 통상적으로 사용되었다. 이러한 방법 중 어느 것은 전사 잔류 토너가 기계적으로 마모 제거되거나 막혀 쌓인 후 폐토너로 수송되는 것이다. 따라서, 자원 절약 및 환경 보존에 대한 관심의 증가에 따라서 폐토너 용기중에 저장되는 폐토너가 수집된 후, 폐토너를 처리하거나 재활용하는 시스템을 구축하는 것이 요구되고 있다. 한편, 예를 들면, 잠상 담지체 상의 잠상을 토너에 의해 현상하여 가시상으로서 토너상을 형성하고, 종이 등의 기록 매체에 토너상을 전사한 후에, 기록 매체에 전사되지않고 잠상 담지체 상에 잔류한 임의의 토너가 다양한 방법으로 클리닝 제거되며, 이 토너를 현상 장치내에 순환시키고 재사용하는, 소위 토너 재활용이라는 것이 실용화되어 있다. 그러나, 클리닝 부재가 잠상 담지체 표면을 가압함으로써 잠상 담지체가 마모되어 수명이 단축되는 문제점이 있다. 또한, 장치의 관점에서는 이러한 토너 재활용 장치 및 클리닝 장치를 구비하기 위해서는 화상 형성 장치의 크기가 커져야만 하므로, 장치의 소형화하기가 어렵다.

이에 대한 대책으로, 폐토너를 발생하지 않는 시스템으로서 현상 동시 클리닝 또는 클리너가 없는 시스템이라고 불리는 기술이 제안되어 있다. 현상 동시 클리닝 또는 클리너가 없는 시스템에 관한 종래의 기술은 일본 특허 출원 공개 제5-2287호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 전사 잔류 토너가 화상에 영향을 주기 때문에 상에 나타나는 포지티브 메모리 또는 네가티브 메모리에 촛점을 맞추고 있다. 그러나, 전자사진의 사용이 진행되고 있는 근래에는 다양한 기록 매체에 토너상을 전사할 필요성이 대두되고 있으며, 이러한 측면에서 상기 기술은 다양한 기록 매체에 대하여 만족스러운 것이 아니었다.

클리너가 없는 시스템에 관한 기술을 개시하고 있는 것으로 일본 특허 출원 공개 제59-133573호, 일본 특허 출원 공개 제62-203182호, 일본 특허 출원 공개 제 63-133179호, 일본 특허 출원 공개 제64-20587호, 일본 특허 출원 공개 제2-302772호 공보, 일본 특허 출원 공개 제5-2289호 공보, 일본 특허 출원 공개 제5-53482호 공보, 일본 특허 출원 공개 제5-61383호 공보 등이 있지만, 이들은 바람직한 화상형성 방법에 대해 언급하지도 않고, 토너 구성에 관해서도 언급하고 있지 않다.

이제, 접촉 대전 방법이 현상 동시 클리닝 방법 또는 클리너가 없는 화상 형성 방법에 적용되는 예를 고려한다. 현상 동시 클리닝 방법 또는 클리너가 없는 화상 형성 방법에서는, 임의의 클리닝 수단이 사용되며, 따라서 잠상 담지체 상에 잔류하는 전사 잔류 토너는 접촉 대전 부재와 그 자체로 접촉하고, 상기 접촉 대전 부재에 부착되거나 혼입된다. 또한, 방전 대전 메카니즘이 지배적인 대전 방법인 경우, 전사 잔류 토너는 방전 에너지로 인한 토너의 열화 때문에 접촉 대전 부재에 많이 부착될 수 있다. 통상적으로 사용되는 절연 토너가 접촉 대전 부재에 부착되거나 혼입되는 경우, 대전성의 저하가 발생할 수 있다.

방전 대전 메카니즘이 지배적인 대전 시스템인 경우, 이러한 대전성의 저하는 접촉 대전 부재면에 부착된 토너층이 방전 전압에 장애를 줄 수 있는 저항을 갖는 언제라도 갑자기 발생할 수 있다. 이와는 달리, 직접 주입 대전 메카니즘이 지배적인 대전 시스템인 경우, 피대전체상의 균일한 대전은 접촉 대전 부재에 부착되거나 혼입된 전사 잔류 토너가 접촉 대전 부재면과 피대전체 사이의 접촉 확률을 감소시킬 경우 저하될 수 있다.

피대전체에 대한 이러한 균일 대전성의 저하는 화상 노광 후의 정전 잠상의 명암 대비성 및 균일성을 저하하여 화상 농도의 저하 및 포그 증가와 같은 폐해를 심각하게 발생시킬 수 있다.

상기 현상 동시 클리닝 시스템, 클리너가 없는 화상 형성 방법에서는 현상 공정에서 안정적으로 전사 잔류 토너를 회수하고, 회수 토너가 현상성을 악화시키지 않도록 감광체 상의 전사 잔류 토너의 대전 극성 및 대전량을 제어하는 것이 요점이다. 따라서, 감광체 상의 전사 잔류 토너의 대전 극성 및 대전량은 대전 부재에 의해서 제어된다. 이것에 관해서 일반적으로 사용중인 레이저 프린터의 경우를 예로서 구체적으로 설명한다.

(-) 극성 전압을 인가하는 대전 부재, (-) 대전성 감광체 및 (-) 대전성 토너를 사용하는 반전 현상의 경우, 그 전사 공정에서 (+) 극성 전압을 인가하는 전사 부재에 의해서 가시화된 상이 기록 매체에 전사된다. 기록 매체의 유형 (두께, 저항, 유전율 등의 차이)와 화상 면적 등의 관계로 인해, 전사 잔류 토너의 대전 극성이 변동하여 (+) 대전성 토너 및 심지어는 (-) 대전성 토너가 생성된다. 그러나, 감광체가 (-) 극성을 갖는 대전 부재로 대전될 경우, 전사 잔류 토너의 극성이 전사 공정에서 (+) 측으로 이동할지라도, 전사 잔류 토너의 대전 극성은 감광체면에 의해 (-) 측으로 균일하게 조절될 수 있다. 따라서, 현상 방법으로서 반전 현상을 사용한 경우, (-)로 대전된 전사 잔류 토너는 토너에 의해 현상될 수 있는 명부 전위부에 잔류한다. 이와는 달리, 토너에 의해 현상되어서는 안되는 암부 전위부에 존재하는 토너는 현상 전계와 관련된 토너 담지체쪽으로 끌려가고, 암부 전위를 갖는 감광체 상에 잔류함이 없이 회수된다. 즉, 대전 부재에 의해서 감광체가 대전됨과 동시에 전사 잔류 토너의 대전 극성을 제어함으로써 현상 동시 클리닝 또는 클리너가 없는 화상 형성 방법이 달성될 수 있다.

그러나, 전사 잔류 토너가 접촉 대전 부재의 토너 대전 극성의 제어능 이상으로 접촉 대전 부재에 부착 또는 혼입되면 전사 잔류 토너의 대전 극성을 균일하게 조절할 수 없고, 현상 공정에서 토너를 회수하는 것이 어려워진다. 또한, 전사 잔류 토너가 마찰 등의 기계력에 의해서 토너 담지체에 회수되었다고 해도, 전사 잔류 토너의 대전이 균일하게 조절되지 않으면, 토너 담지체 상의 토너의 마찰 대전성에 악영향을 미쳐, 현상성을 저하시킨다. 보다 구체적으로, 현상 동시 클리닝 또는 클리너가 없는 화상 형성 방법에서는 전사 잔류 토너의 대전 부재 통과시의 대전 제어성 및 대전 부재에의 부착 또는 혼입성이 내구성 및 화상 품질에 밀접히 연관된다.

현상 동시 클리닝 화상 형성 방법은 전사 잔류 토너의 대전 부재 통과시의 대전 제어성을 향상시키므로써 현상 동시 클리닝 성능을 향상시키는 것으로서, 일본 특허 출원 공개 제11-15206호 공보에는 특정한 카본 블랙 및 특정한 아조계 철 화합물을 포함하는 토너 입자와 무기 미분말을 갖는 토너를 사용한 화상 형성 방법이 제안되어 있다. 또한, 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법에 있어서, 토너의 형상 계수를 규정한 전사 효율이 우수한 토너에 의해 전사 잔류 토너량을 감소시키므로써 현상 동시 클리닝 성능을 향상시키는 것도 제안되어 있다. 그러나, 여기서 사용된 접촉 대전도 방전 대전 매카니즘에 의한 것으로 직접 주입 대전 메카니즘이 아니기 때문에 방전 대전에 의한 상기한 문제점이 있다. 또한, 이러한 제안은 전사 잔류 토너로 인한 접촉 대전 부재의 대전성 저하를 억제하는 효과는 있더라도, 대전성을 적극적으로 높이는 효과는 기대할 수 없다.

또한, 시판중인 전자사진 프린터 중에는 현상시 전사 잔류 토너 회수성을 보조 또는 제어하도록 전사 공정과 대전 공정의 사이에 감광체에 접촉하는 롤러 부재가 제공되는 현상 동시 클리닝 화상 형성 장치도 있다. 이러한 화상 형성 장치는 양호한 현상 동시 클리닝 성능을 나타내며, 폐토너량을 대폭 감소시킬 수 있지만, 비용이 비싸게 되고 소형화의 측면에서도 현상 동시 클리닝의 고유한 이점을 손상시킬 수 있다.

또한, 대전 불균일을 방지하여 안정하고 균일한 대전을 행하기 위해서, 접촉 대전 부재의 피대전체면과의 접촉면에 분말을 도포하는 구성도 일본 특허 출원 공개 제7-99442호 공보에 개시되어 있다. 그러나, 접촉 대전 부재 (대전 롤러)가 피대전체 (감광체)에 종동 회전 (속도차 구동)하는 구성이고, 스코로트론 (Scorotron) 등의 코로나 대전기와 비교하여 오존 생성물의 발생은 현저하게 감소하고 있지만, 상기한 롤러 대전의 경우와 같이, 대전 원리는 여전히 방전 대전 메카니즘을 주로 한다. 특히, 보다 안정한 대전 균일성을 얻기 위해서는 DC 전압에 AC 전압을 중첩한 전압을 인가하기 때문에 방전에 의한 오존 생성물의 발생은 보다 많아질 수 있다. 따라서, 장기간 동안 장치를 사용한 경우에는 오존 생성물에 의한 화상 얼룩 등의 폐해가 나타나기 쉽다. 또한, 상기 구성을 클리너가 없는 화상 형성 장치에 적용한 경우에는 전사 잔류 토너의 혼입 때문에 도포한 분말이 대전 부재에 균일하게 부착되는 것이 어려워져, 균일한 대전을 수행하는 효과가 감소될 수 있다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제5-150539호 공보에는 접촉 대전을 사용한 화상 형성 방법에 있어서, 장시간 화상 형성을 반복하는 중에 블레이드 클리닝에 의해 완전하게 제거될 수 없는 경우 토너 입자나 실리카 미립자가 대전 수단의 표면에부착 및 축적되므로써 야기될 수 있는 대전 저해를 방지하기 위해서, 토너 중에 적어도 화상 현상 입자와 화상 현상 입자보다 작은 평균 입경을 갖는 전도성 입자를 함유하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 여기서 사용된 접촉 대전 또는 근접 대전은 방전 대전 메카니즘에 의한 것이고 직접 주입 대전 메카니즘이 아니기 때문에 방전 대전에 의한 상기의 문제점이 있다. 또한, 이 구성을 클리너가 없는 화상 형성 장치에 적용한 경우에는 클리닝 메카니즘을 갖는 경우와 비교하여, 다량의 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너가 대전 공정을 통과할 경우 대전성에의 영향, 이들 다량의 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너의 현상 공정에서의 회수성, 회수된 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너에 의한 현상제의 현상성에의 영향에 관해서는 어떠한 것도 고려되고 있지 않다. 또한, 접촉 대전에 직접 주입 대전 메카니즘을 적용한 경우에는 전도성 미립자가 접촉 대전 부재에 필요량으로 공급되지 않고, 전사 잔류 토너의 영향에 의한 대전 불량을 발생시킨다.

또한, 근접 대전에서는 다량의 전도성 미립자 및 전사 잔류 토너 때문에 감광체를 균일하게 대전하는 것이 어렵고, 전사 잔류 토너의 패턴을 고르게 하는 효과가 얻어질 수 없기 때문에 전사 잔류 토너가 패턴 화상의 노광을 차광하여 패턴 고스트가 생긴다. 화상 형성 중의 전원의 순간 차단 또는 종이 걸림 시에는 현상제에 의한 장치내 오염이 추가로 발생할 수 있다.

이에 대한 대책으로, 일본 특허 출원 공개 제10-307456호 공보에는 토너 입자 및 토너 입경의 1/2 이하의 입경을 갖는 전도성 대전 촉진 입자를 함유하는 현상제를, 직접 주입 대전 메카니즘을 사용한 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법에 적용한 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 이 제안에 따르면 폐토너량을 대폭 감소시키는 것이 가능하고, 저비용으로 소형화에 유리한 현상 동시 클리닝 화상 형성 장치를 얻을 수 있고, 대전 불량, 화상 노광의 차광 또는 비산을 일으키지 않는 양호한 화상을 얻을 수 있다. 그러나, 이 방법도 한층 더 개량이 요구된다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제10-307421호 공보에는 토너 입경의 1/50 내지 1/2의 입경을 갖는 전도성 입자를 함유하는 현상제를 직접 주입 대전 메카니즘을 사용한 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법에 적용하여 전도성 입자에 전사 촉진 효과를 갖게 한 화상 형성 장치가 개시되어 있다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제10-307455호 공보에는 전도성 미분말의 입경을 구성 화소 1 화소의 크기 이하로 제어하고, 보다 양호한 대전 균일성을 얻기 위해서 전도성 미분말의 입경을 10 nm 내지 50 ㎛으로 하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제10-307457호 공보에는 사람의 시각 특성을 고려하여 대전 불량부의 화상에의 영향을 시각적으로 인식되기 어려운 상태로 하기 위해서 전도성 미립자의 입경을 약 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 20 nm 내지 5 ㎛으로 하는 것이 개시되어 있다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제10-307458호 공보에는 전도성 미분말의 입경을 토너 입경 이하로 제어하여, 전도성 미분말이 현상시에 토너에 의한 현상을 저해하는 것이나 현상 바이어스가 전도성 미분말을 통하여 누설되는 것을 방지하는 것이 개시되어 있다. 동시에, 전도성 미분말의 입경을 O.1 ㎛보다 크게 제어함으로써, 화상 담지체에 전도성 미분말이 매립되어 노광 광을 차광하는 폐해도 해결하여 우수한 화상 기록을 실현하는, 직접 주입 대전 메카니즘을 사용한 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법도 한층 더 개량이 요구된다.

일본 특허 출원 공개 제10-307456호 공보에는 토너에 전도성 미분말을 외첨하여, 적어도 가요성 접촉 대전 부재와 화상 담지체 사이의 접촉 영역에 상기 토너 중에 포함된 전도성 미분말이 현상 공정에서 화상 담지체에 부착하여 전사 공정 후에도 화상 담지체 상에 운반 및 담지될 수 있어 이들 사이에 개재되어 있는 것으로, 대전 불량 또는 화상 노광의 차광을 일으키지 않는 양호한 화상이 얻어지는 현상 동시 클리닝 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 제안도 장기간에 걸쳐 반복하여 사용될 경우 안정된 성능 및 해상성을 높이기 위해서 보다 작은 입경의 토너 입자를 사용하는 경우의 성능에 한층 더 개량의 여지가 있다.

또한, 평균 입경을 규정한 전도성 입자의 외첨도 제안되어 있다. 예를 들면, 일본 특허 출원 공개 제9-146293호 공보에는 평균 입경 5 내지 50 nm의 미분말 A 및 평균 입경 0.1 내지 3 ㎛의 미분말 B를 외첨제로 하여, 4 내지 12 ㎛의 입경을 갖는 토너 모입자에 특정한 정도 이상으로 강하게 부착시킨 토너가 제안되어 있으며, 이는 유리된 미분말 B 및 토너 모입자로부터 이탈된 것의 비율을 감소시키는 것을 의도하고 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제11-95479호 공보에는 입경을 규정한 전도성 실리카 입자 및 소수화된 무기 산화물을 함유하는 토너가 제안되어 있지만, 토너에 지나치게 축적되는 전하의, 전도성 실리카 입자에 의한 외부에의 누설 작용을 목적으로 한 것일 뿐이다.

또한, 토너의 입도 분포 및 입자 형태를 특정화하는 것이 다수 제안되었다.근래에는, 일본 특허 출원 공개 제2-862867호에 개시된 바와 같이 플로우식 입상 분석 장치를 사용하여 측정한 입도 분포 및 원형도를 특정화하는 것이 제안되었다. 토너의 입도 분포 및 입자 형상이 외첨제의 영향을 고려하여 특정화된다는 제안으로서, 예를 들면 일본 특허 출원 공개 제11-174731호에는 특정화된 원형도의 평균 길이가 10 nm 내지 400 nm인 무기 미분말 A 및 비구형 무기 미분말 B를 갖는 토너가 개시되어 있다. 이 제안은 무기 미분말 A가 비구형 무기 미분말 B에 의한 스페이서 효과에 의해 토너 모입자에 매립되는 것을 억제하는 것을 의도하고 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제11-202557호에는 토너의 입도 분포 및 원형도를 특정화하는 것이 제안되어 있다. 이 제안은 토너상으로서 현상에 참여하는 토너 입자에 대하여 농도를 증가시키므로써 트레일링 (trailing) 현상을 억제하고, 고온 및 고습 환경에서의 토너의 저장 안정성을 개선하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제11-194530호 공보에는 입경 0.6 내지 4 ㎛의 외첨제 미립자 A 및 무기 미분말 B를 갖고, 또한 입도 분포가 규정된 토너가 제안되어 있지만, 외첨제 미립자 A의 개재에 의한 무기 미분말 B의 토너 모입자로의 매립 등에의한 토너 열화의 방지를 목적으로 하고 있고, 따라서 토너 모입자에의 외첨제 미립자 A의 부착 또는 토너 모입자로부터의 유리에 대해서는 고려되어 있지 않다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제10-83096호 공보에는 착색제가 내포된 구형 수지 미립자 표면에 실리카 미립자가 첨가된 토너가 제안되어 있지만, 토너 입자 표면에 전도성을 갖게 하여 토너 입자 사이의 전하의 이동 및 교환을 신속화시켜, 토너의 마찰 대전의 균일성을 높이는 것을 목적으로 하고 있다.

한편, 주입 대전 단계를 갖는 화상 형성 방법, 현상 동시 클리닝 (cleaning-at-development) 화상 형성 방법 또는 클리너가 없는 (cleanerless) 화상 형성 방법을 확립하기 위해, 즉 현상제 (토너)에 최적 전기 전하를 부여하기 위해, 현상제로부터 접근되어 왔다.

통상적으로, 전자사진 시스템의 화상 형성 장치에서, 예를 들면 정전 잠상은 전자사진용 감광 부재를 포함하는 잠상 담지체 상에 형성되고, 그 잠상은 현상 장치에 의해 현상된다. 현상 장치는 현상제를 담지하여 반송하는 현상제 담지체로서 작용하는 현상 슬리브를 가진다.

이 현상 슬리브의 표면은 현상제를 반송하는 성능 (반송 성능)을 위해 거친 요철면 (볼록 부조면 (hill) 및 오목부 (dale))을 갖도록 만들어 진다. 이전에는, 일본 특허 출원 공개 제54-79043호에 개시된 바와 같은, 주로 2성분 현상제용 현상 슬리브에 있어서의 널 (knurl) 홈, 및 일본 특허 출원 공개 제55-26526호에 개시된 바와 같은, 주로 1성분 현상제용 현상 슬리브에 있어서의 블라스트 (blast) 처리가 당업계에 공지되어 있다.

블라스트 처리된 현상 슬리브의 경우에, 표면의 요철은 마모되어 감소하게 되고, 장기간의 사용 결과로 줄어든다. 따라서, 이를 방지하기 위해, SUS 스테인레스 강철과 같은 고경도 재료 (빅커스 (Vickers) 경도: 약 180)가 현상 슬리브를 위한 재료로서 종종 사용된다. 이전에는, 블라스팅 연마 입자로서 알루미나 입자를 사용하는 알런덤 블라스팅 (alundum blasting)이 또한 공지되어 있다(일본 특허 출원 공개 제57-66455호).

그러나, 일본 특허 출원 공개 제57-116372호, 동 제58-1l974호 및 동 제1-131586호에 개시된 바와 같이, 알런덤을 사용하는 블라스팅의 경우에, 예리한 요철의 거친 표면이 SUS 스테인레스 강철로 만들어진 현상 슬리브 표면에서 형성된다. 도 2는 알런덤 블라스트 처리된 현상 슬리브 표면의 조도 단면 곡선을 개략적으로 나타낸다. 장기간 사용시, 특히 미세한 입도를 가지는 토너 입자 등이 이 표면의 예리한 오목부에 매립되어 (buried)(이하, 토너 입자 등이 매립되는 이 상태를 "슬리브 오염"이라 칭함), 그 부분에서 토너의 대전이 차단됨으로써 불량한 화상이 나타나는 것은 공지되어 있다.

예를 들면, 블라스트 처리에 유리 비드와 같은 구형 입자가 사용되는 방법을 설계한다. 도 3은 유리 비드 블라스트 처리에서 얻어진 유사한 조도 단면 곡선을 개략적으로 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 유리 비드 블라스트 처리에 따라, 매끄러운 단면 형태를 갖는 거친 표면이 SUS 스테인레스 강철로 만들어진 현상 슬리브의 표면에서 얻어질 수 있다. 따라서, 슬리브 오염은 충분하지는 않지만 특정 수준으로 줄어들 수 있다.

현상 슬리브를 위한 재료로서 알루미늄을 사용하는 것이 주류가 되고 있다. SUS 스테인레스 강철은 비싸지만, 알루미늄을 사용하면 현상 슬리브의 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

그러나, 알루미늄 슬리브는 경도가 Hv 약 100만큼 낮고, 따라서 표면 요철은 사용 결과 쉽게 마모되어, 요철이 초기 단계에 감소할 수 있다.

보다 최근에는, 보다 고화질을 달성하기 위해, 훨씬 더 작은 입경의 토너를제조하는 경향이 있다. 이는 어느 때보다 더 슬리브 오염을 유발하는 경향이 있다고 입증되었다.

이는 도 4를 참조하여 설명된다. 도 4는 도 3에 도시된 조도 단면 곡선에 상응하는 요철의 확대도이다. 도 3은 상술한 바와 같이 SUS 스테인레스 강철 현상 슬리브의 표면을 구형 입자 유리 비드로 블라스트 처리할 때 얻어진 조도 단면 곡선을 나타낸다. 도 4에 나타낸 조도 단면 곡선에서, 큰 입경을 가지는 토너의 경우에는, 어떠한 입자도 큰 볼록 부조면과 오목부의 크랙 (crack)에 들어가지 못한다. 즉, 오목부 a, b 및 c로 예시된 작은 오목부에 들어가지 못한다. 그러나, 토너의 입경을 감소시킨 경우에는, 작은 오목부 a, b 및 c에 들어가는 토너 입자가 증가하여 슬리브 오염 유발을 증가시키는 것으로 생각된다.

예를 들면, 부피 평균 입경이 약 7 ㎛인 입도 분포를 갖는 작은 직경의 토너 입자는, 통상적으로 입경이 4 ㎛ 미만인 작은 토너 입자를 약 15 개수％ 내지 약 20 개수％ 함유한다. 이와 같은 입자는 작은 오목부 a, b 및 c에 들어간다. 물론, 토너 중의 어떠한 미분말도 보다 작은 토너 입자를 줄이기 위해 제거될 수 있지만, 이 미분말을 완전히 제거하는 것은 현존 조건하에서 불가능하다.

상술한 바와 같이, 토너가 보다 작은 입경을 갖도록 하지 않더라도, 대전성이 낮은 토너를 사용하는 경우에는 근소한 슬리브 오염에 의해서도 토너 상의 대전 방해가 발생하는 경향이 있고, 그 결과 농도 손실과 같은 폐해를 초래한다.

토너와 동일한 마찰전기 계열을 갖는 외첨제가 첨가된 현상제의 또다른 경우, 인쇄 패턴의 이력인 소위 "슬리브 고스트 (sleeve ghost)"가 현상 슬리브 상에나타날 수 있고, 이는 또한 인쇄된 화상에 나타날 수도 있다. 이 슬리브 고스트는 외첨제가 보다 높은 대전성을 가질수록 보다 용이하게 나타나는 경향이 있다. 예를 들면, (-)로 대전가능한 미세 입자를 (-)로 대전가능한 토너에 외첨하여 수득되는 현상제의 경우에 나타날 수 있는 슬리브 고스트는 포지티브 고스트로 변한다. 보다 구체적으로, 인쇄되지 않은 영역 (흰 바탕)이 연속되어서 단지 엷은 현상이 수행된 부위 (X)와, 인쇄가 연속되어서 농후하게 현상이 수행된 부위 (Y) 사이에 농도 편차 (불균일성)가 나타난다.

이 슬리브 고스트의 형성 메카니즘을 생각해 본다. 현상 단계에서, 새로이 정전기적으로 대전된 토너는 현상제 (토너)가 현상제 담지체 (현상 슬리브) 상에서 소비되는 영역에 공급되고, 다음 현상이 그 곳에서 수행된다. 이 단계에서, 소비되지 않고 현상 슬리브 상에 잔류하는 토너와 새로이 공급된 토너 사이에 대전량이 다르다. 보다 높은 대전량을 가지는 토너는 잠상 담지체 상의 정전 잠상으로 플라이(fly)할 수 있는 능력이 높지만, 동시에 토너와 현상 슬리브 사이에 작용하는 경영력 (mirror force) 때문에 현상 슬리브에 정전기적으로 강하게 결합하는 경향을 나타낸다. 따라서, 현상능은 플라이하는 능력과 경영력 사이의 균형에 따라 변한다.

또한, 이 슬리브 고스트는 현상 슬리브 상에 존재하는 토너에 함유된 미분말 및 토너에 외부적으로 첨가된 외첨제에 의해 형성된 층에 깊게 관여하고 있다. 즉, 그 원인은 현상 슬리브에서 토너층의 최하층을 형성하는 토너의 입도 분포가 토너 소비 영역과 토너 미소비 영역 사이에 분명한 차이가 생겨서, 현상 슬리브 상에 존재하는 토너에 함유된 미분말 및 토너에 외부적으로 첨가된 외첨제에 의해 형성된 미분말층이 토너 미소비 영역에 존재하는 토너의 최하층에 형성되기 때문이다. 이 미분말층을 형성하는 입자는 부피 당 표면적이 크기 때문에, 큰 입경을 가지는 토너와 비교하여 단위 중량 당 마찰전기적으로 생성된 대전량이 커서, 그러한 입자가 그 자신의 경영력 때문에 현상 슬리브에 정전기적으로 강하게 결합한다. 따라서, 이 미분말층이 형성된 부위의 위쪽에 존재하는 토너는, 현상 슬리브 표면으로는 충분히 마찰전기적으로 대전되지 않기 때문에 낮은 현상능을 가지게 되어, 화상에 슬리브 고스트로서 나타날 수 있다.

일반적으로, 새로이 정전기적으로 대전되고 토너 소비 영역에 공급된 토너가, 소비되지 않고 현상 슬리브 상에 잔류하는 토너보다 높은 현상능을 가지는 경우에, 상기 포지티브 고스트가 나타난다. 이에 반하여, 새로이 정전기적으로 대전되고 토너 소비 영역에 공급된 토너가, 다른 영역에 존재하는 토너보다 낮은 현상능을 가지는 경우, 도 5에 나타난 것과는 반대로, 인쇄가 연속적으로 되기 때문에 토너가 교체된 영역은 인쇄되지 않은 영역 (흰 바탕)이 계속되어 어떠한 토너도 교체되지 않은 영역보다 낮은 농도를 갖게 되는 네가티브 고스트가 나타난다.

상기 설명된 슬리브 고스트는 토너에 함유된 미분말과 토너에 외부적으로 첨가된 외첨제로 이루어진 미분말층의 형성과 함께, 토너의 대전이 현상 슬리브와의 마찰전기 대전에 매우 의존적이기 때문에 유발되는 현상이다. 따라서, 슬리브 고스트 문제를 해결하기 위해서는, 현상 슬리브와 현상 슬리브 표면 근처에 존재하는 대전된 미분말 토너 사이에 작용하는 경영력을 임의의 수단에 의해 제거 또는 감소시켜야 한다.

상기 슬리브 고스트 현상 이외에, 현상에 의해 얻어지는 화상에 세로 줄무늬 형으로 농도가 낮은 부분이 나타나는 문제가 일어날 수 있다. 보다 구체적으로, 이는 문자 화상의 경우에 문자가 가늘어지고, 하프톤 (halftone) 화상 및 베타 흑화상 (solid black image)의 경우에 농도가 낮아지는 현상이다.

이 현상을 "페이딩 (fading)"이라 칭한다. 본 발명자들은 이 페이딩이 발생한 경우에 현상 슬리브를 관찰하여, 균일한 두께의 토너층이 슬리브 상에 형성되어 있음을 알았다. 그러나, 슬리브 상의 토너의 마찰전기적으로 생성된 전기적 전하를 측정한 결과, 화상의 저농도 세로 줄무늬에 상응하는 영역에 있는 토너의 전기적 전하량이 정상 값보다 낮은 값임이 판명되었다.

상술한 바와 같이, 부분적으로 토너의 대전량이 낮아지는 원인은 하기와 같이 추정된다: 복사된 화상 또는 화상 출력 패턴이 화상면에서 반드시 균일하지 않아서, 토너가 대량으로 소비되는 영역 및 소량으로 소비되는 영역이 발생할 수 있다. 이들 중, 토너가 소량으로 소비되는 영역에서는 토너가 상대적으로 소량만 교체된다. 따라서, 상응하는 영역의 현상 슬리브 근처에서 토너의 순환이 방해되어, 토너가 슬리브 근처에서 패킹된다. 이어서, 이 상태에서 토너는 슬리브 표면과 마찰되고, 이 슬리브 표면에서 토너 입자는 정상 조건에서 마찰전기적으로 대전될 수 없도록 질이 악화될 수 있다. 그 결과, 이 상태에서 복사 또는 인쇄를 계속하는 것은 토너의 품질 저하를 가속화시켜, 그러한 영역에서 농도를 감소시킨다 (농도 손실).

또한, 저대전 토너는 슬리브와의 마찰력에 의해, 정상적으로 대전된 토너층의 두께와 동일한 두께를 갖는 층으로서 현상제 층 두께 조절부를 통과한다. 따라서, 토너층의 두께는 슬리브 상에서 균일하다.

토너 입경이 보다 작을수록 페이딩이 발생하기 쉽다. 이는 미립자 토너의 응집성이 매누 높기 때문이다. 보다 구체적으로, 이는 미립자 토너가 작은 입경을 가지기 때문이고, 일반적인 입경을 가진 토너와 비교하여 마찰전기적으로 과다 대전될만큼 표면적이 넓어서, 정전기적 응집의 결과로서 토너의 유동성이 감소되기 때문이다. 더욱이, 토너 입자 및 그의 근처에 부착되어 존재하는 외첨제의 영향도 크다. 따라서, 토너의 유동성을 방해할 수 있거나, 또는 토너의 대전량을 현저히 변화시킬 수 있는 입자가 첨가되는 경우에는 조심하여야 한다.

또한, 페이딩은 토너의 정전기적인 응집이 가속화되기 때문에 유동성이 감소하는 저습도 환경 뿐만 아니라, 상온 및 상습도 환경, 또는 토너의 대전능이 낮아지는 고온 및 고습도 환경에서도 현저히 발생할 수 있다.

따라서, 주입 대전 단계를 갖는 화상 형성 방법, 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법 또는 클리너가 없는 화상 형성 방법을 확립하기 위해 현상제 (토너) 및 현상제 담지체로부터 접근되어 왔지만, 상기 논의된 문제가 모두 해결되는 계에 관해서는 지금까지 어떠한 제안도 없었다. 현존 환경하에서, 아직 충분히 연구되지 않았다.

본 발명의 목적은 상기 논의된 문제를 해결하고, 양호한 현상 성능을 실현시킬 수 있는 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 정전 잠상을 충실하게 현상하여, 어떠한 슬리브 고스트도 유발하지 않고 양호한 화상 특성을 달성하게 해주는 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 모든 환경에서 어떠한 페이딩도 유발하지 않고 고농도 화상을 형성할 수 있게 해주는 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 오존과 같은 방전 생성물을 실질적으로 생성하지 않고 낮은 인가 전압에서 균일한 대전을 달성할 수 있는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해, 간단하고 안정적이며 균일한 대전을 가능하게 하는 화상 형성 방법; 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐토너의 양을 급감시킬 수 있고, 저비용 및 소형화에 유익한 현상 동시 클리닝을 가능하게 하는 화상 형성 방법; 및 이와 같은 화상 현상 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오존과 같은 방전 생성물을 실질적으로 생성하지 않고 낮은 인가 전압에서 균일한 대전을 달성할 수 있는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해, 간단하고 안정적이며 균일한 대전을 가능하게 하며, 또한 장시간에 걸쳐 반복 사용하더라도 대전 불량이 유발되지 않고 양호한 화상을 형성하게 해주는 화상 형성 방법; 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 어떠한 독립적인 클리닝 단계도 요하지 않으며 양호하고 균일한 대전성을 안정하게 성취할 수 있는, 클리너가 없는 화상 형성을 가능하게 하는 화상 형성 방법; 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 우수한 현상 동시 클리닝을 가능하게 하는 화상 형성 방법; 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 해상도를 개선시키기 위해 작은 입경의 토너 입자를 사용하는 경우에서 조차 양호한 화상을 안정하게 형성시킬 수 있는 화상 형성 방법; 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 제공하는 것이다.

도 1은 대전 부재의 대전 특성을 보여주는 그래프이다.

도 2는 알런덤 블라스트 (alundum blast) 처리된 SUS 스테인레스 강철 현상 슬리브 표면의 조도 단면 곡선의 개략도이다.

도 3은 유리 비드 블라스트 (glass-bead blast) 처리된 SUS 스테인레스 강철 슬리브 표면의 조도 단면 곡선의 개략도이다.

도 4는 도 3에 도시된 조도 단면 곡선의 확대도이다.

도 5는 슬리브 고스트를 설명하기 위해 사용된 인쇄 화상의 개략도이다.

도 6은 페이딩을 설명하기 위해 사용된 인쇄 화상의 개략도이다.

도 7은 비자성 금속, 합금 또는 금속 화합물로 형성된 층을 기판에 갖는 현상제 담지체의 부분 단면의 개략도이다.

도 8은 도금층이 유리 비드 블라스트 처리된 알루미늄 슬리브 표면에 제공될 때 얻은 슬리브 표면의 조도 단면 곡선을 보여주는 개략도이다.

도 9는 도금층이 기판의 표면 상에 제공되기 전의 슬리브 표면의 조도 단면 곡선을 보여주는 개략도이다.

도 10은 본 발명에서 사용된 화상 형성 장치의 예를 보여주는 개략도이다.

도 11a, 11b 및 11c는 본 발명의 실시예에서 슬리브 고스트를 평가하는 방법을 설명하기 위한 인쇄 화상의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1잠상담지체 (감광 부재, 피대전체)

2대전 롤러 (접촉 대전 부재)

3레이저빔 스캐너 (잠상 형성 수단, 노광 장치)

4현상 장치

4a현상제 담지체 (현상 슬리브)

4c현상제 층 두께 조절 부재 (탄성 블레이드)

5전사 부재 (전사 롤러)

6정착 장치

7공정 카트리지

상기 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은

현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 상기 현상 용기에 수용되어 있는 상기 현상제를 담지하여 현상 영역에 반송하기 위한 현상제 담지체, 및 상기 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제 층 두께 조절 부재를 포함하는 현상 장치를 제공하는데,

상기 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성미립자를 포함하고,

상기 현상제 담지체는 기판과, 비자성 금속, 합금 및 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 상기 기판 상에 형성된 표면층을 갖는다.

또한, 본 발명은

정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체, 상기 잠상 담지체를 대전시키기 위한 대전 수단, 및 상기 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상을 현상제를 이용하여 현상함으로써 현상제 상을 형성하기 위한 현상 장치를 포함하는 공정 카트리지를 제공하는데,

상기 현상 장치 및 상기 잠상 담지체는 화상 형성 장치의 본체에 탈착가능하게 탑재된 단일 유닛으로 일체화되어 있고,

상기 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성미립자를 포함하고,

상기 현상 장치는 적어도 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 상기 현상 용기에 수용되어 있는 상기 현상제를 담지하여 현상 영역에 반송하기 위한 현상제 담지체, 및 상기 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제 층 두께 조절 부재를 포함하고,

상기 현상제 담지체는 기판과, 비자성 금속, 합금 및 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 상기 기판 상에 형성된 표면층을 갖는다.

또한, 본 발명은

잠상 담지체를 대전시키는 대전 단계,

대전 단계에서 대전된 잠상 담지체의 대전된 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 단계,

정전 잠상을 현상하여, 현상제를 담지하며 잠상 담지체와 마주보는 현상 영역에 현상제를 반송하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치에 의해 현상제 상으로서 정전 잠상을 가시화하는 현상 단계,

현상제 상을 전사 매체에 전사하는 전사 단계, 및

전사 매체에 전사된 현상제 상을 정착 수단을 이용하여 정착시키는 정착 단계를 포함하는 화상 형성 방법을 제공하는데,

여기서, 이들 단계를 순차적으로 반복하여 화상을 형성하고,

상기 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성미립자를 포함하고,

상기 현상제 담지체는 기판과, 비자성 금속, 합금 및 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 상기 기판 상에 형성된 표면층을 갖는다.

본 발명의 현상 장치는 바람직하게는 접촉 대전을 수행하기 위한 화상 형성 장치에 사용되며, 특히 바람직하게는 적어도

잠상 담지체를 대전시키는 대전 단계,

대전 단계에서 대전된 잠상 담지체의 대전된 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 단계,

정전 잠상을 현상하여, 현상제를 담지하며 잠상 담지체와 대향하는 현상 영역에 현상제를 반송하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치에 의해 현상제 상으로서 정전 잠상을 가시화하는 현상 단계,

현상제 상을 전사 매체에 전사하는 전사 단계, 및

전사 매체에 전사된 현상제 상을 정착 수단을 이용하여 정착시키는 정착 단계를 갖는 화상 형성 방법을 수행하는, 직접 주입 대전 메카니즘을 갖는 화상 형성 장치에 사용될 수 있는데,

여기서, 이들 단계를 순차적으로 반복하여 화상을 형성하고,

상기 대전 단계는, 현상제에 함유된 전도성 미립자가 적어도 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에는 개재된 상태가 되도록 대전 수단에 전압을 인가하여 잠상 담지체를 대전시키는 단계이다.

또한, 본 발명의 현상 장치는 바람직하게는 적어도

잠상 담지체를 대전시키는 대전 단계,

대전 단계에서 대전된 잠상 담지체의 대전된 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 단계,

정전 잠상을 현상하여, 현상제를 담지하며 잠상 담지체와 대향하는 현상 영역에 현상제를 반송하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치에 의해 현상제 상으로서 정전 잠상을 가시화하는 현상 단계,

현상제 상을 전사 매체에 전사하는 전사 단계, 및

전사 매체에 전사된 현상제 상을 정착 수단을 이용하여 정착시키는 정착 단계를 갖는 화상 형성 방법을 수행하는, 현상 동시 클리닝 (cleaning-at-development)을 수행하기 위한 화상 형성 장치에 사용될 수 있는데,

여기서, 이들 단계를 순차적으로 반복하여 화상을 형성하고,

상기 현상 단계는 정전 잠상을 가시화함과 동시에 현상제 상이 전사 매체에 전사된 후에 잠상 담지체 상에 남아있는 현상제를 회수하는 단계이다.

본 발명의 현상 장치는, 비자성 금속, 합금 또는 금속 화합물로 형성된 층을 갖는 현상제 담지체를 사용하는 것을 특징으로 한다.

현상제 담지체는 아래에 설명되며, 바람직하게는 본 발명의 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법에 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 현상제 담지체의 예로서, 현상 슬리브가 도 7 등에 부분적인 도면으로서 도시되어 있으며, 그의 작동 방법은 아래에 설명된다. 도 7에서, 문자 기호 (A)는 자성 롤러 (현상 슬리브에 내포됨)를 나타내고, (B)는 슬리브 기판을 나타내며, (C)는 비자성 금속, 합금 또는 금속 화합물로 형성된 층 (이하, "도금층"이라 칭함)을 나타낸다.

도 8은 도금층이 유리 비드 블라스트 처리된 알루미늄 슬리브 표면 (도 9)에 제공될 때 얻은 슬리브 표면의 조도 단면 곡선을 보여주는 개략도이다. 도금층이 제공되는 경우, 그 도금층은 크레이터형 오목부 (crayter-shaped dales)의 내부를 거울면 형태로 덮어, 크레이터형 오목부의 미세한 오목 부조면을 채우도록 형성된다. 따라서, 슬리브 오염 등을 방지하는 효과가 나타날 수 있다.

블라스트 처리 후에 도금층이 제공되었을 때, 슬리브 표면을 광학 현미경으로 관찰하면, 크레이터형 오목부의 미세한 오목 부조면이 도금층으로 채워져 있음을 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이, 슬리브 고스트는 존재하는 토너에 함유된 미분말 및 토너에 외첨된 외첨제에 의해 미분말층이 형성되어, 이 층에 존재하는 토너가 현상 슬리브 표면과 충분히 마찰 대전되지 않기 때문에 현상 능력이 저하되는 현상이다. 특히, 그러한 미분말은 슬리브 기판 표면에서 크레이터형 오목부의 미세한 오목 부조면에 축적되는 경향이 있어서 미분말층이 이를 기점으로 형성되고, 그 결과 슬리브 고스트가 발생한다. 이것이 종래의 현상제 담지체 (현상 슬리브)에 있어서의 문제점이었다. 그러나, 표면에서 크레이터형 오목부의 미세한 오목 부조면을 도금층으로 채워주면, 슬리브 고스트의 레벨은 현저히 향상될 수 있다.

또한, 토너 (현상제)의 부분적인 정전 응집에 의한 유동성 저하로 인해 발생하는 페이딩에 있어서도, 현상 슬리브 표면에서 크레이터형 오목부의 미세한 오목 부조면이 도금층으로 채워지면, 토너 (현상제)의 미분말은 더 이상 미세한 오목 부조면에 축적되지 않게 되고, 따라서 페이딩의 레벨도 향상될 수 있다.

도금층이 제공되는 경우, 크레이터형 오목부에는 더 이상 미세한 오목 부조면이 존재하지는 않지만, 도금층은 크레이터형 오목부를 본떠 형성된다. 따라서, 도금층 표면의 조도 Rz, Ra, 평균 볼록 부조면 간격 (hill-to-hill interval) Sm 등은 블라스트 처리된 기판 표면과 크게 다르지 않다. 따라서, 현상제 반송 성능이 저하되지 않는다.

상세한 설명은 후술하겠지만, 특히 본 발명에 있어서는 현상제 중에 전도성 미립자가 첨가된 계를 채용하고 있다. 전도성 미립자는 토너 입자와 함께 현상되기 때문에, 잠상 담지체 상의 비-화상부에까지 충분히 공급된다. 그 후, 전도성 미립자는 전사 단계에서 토너 입자의 표면으로부터 활발히 유리된다. 따라서, 전도성 미립자는 전사 후에 잠상 담지체를 통해 대전부에 충분히 효율적으로 공급되어, 접촉 대전이 양호하게 수행된다. 따라서, 토너 미분말 이외에, 지속적으로 유리되는 전도성 미립자가 현상계에 다수 존재하게 된다. 이는, 현상 슬리브 표면의 미세한 오목 부조면에 미분말이 축적되어서 부차적으로 현상 성능을 저하시키는 어떠한 현상도 나타나지 않기 때문에, 지속적으로 양호한 현상 성능을 유지하는 것을 가능하게 한다.

이러한 도금층을 기판 표면에 균일하게 유지시키면, 현상제 담지체의 길이 방향으로 현상제에 대하여 균일한 대전을 부여하는 것이 가능해지고, 양호한 현상 성능을 성취할 수 있다. 현상 슬리브의 기판 표면에 그러한 도금층을 형성하는 방법으로서는, 전해 도금 (electrolytic plating) 및 무전해 도금 (electroless plating)이 바람직하게 이용될 수 있다. 특히, 무전해 도금은 화학 도금이기 때문에, 볼록 부조면 (hill)으로 인한 거친 표면과 무관하게 양호한 정밀도로 도금층을 형성하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 도금층이 니켈, 크롬, 몰리브덴 및 팔라듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 비자성 금속, 합금 또는 금속 화합물로 이루어진 층으로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들면 무전해 Ni-P 도금, 무전해 Ni-B 도금, 무전해 Pd 도금, 무전해 Pd-P 도금, 무전해 Cr 도금, 전해 Mo 도금 또는 무전해 Mo 도금 등에 의해 도금층이 형성될 수 있다.

현상 슬리브가 마그네트 롤과 함께 내부에 제공되기 때문에, 슬리브 표면의 물리적 특성은 비자성인 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 도금층의 두께는 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 20 ㎛, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 내지 15 ㎛이다. 도금층의 두께가 0.5 ㎛ 미만인 경우에는, 층 두께가 너무 얇아서 도금층이 제공하는 효과를 나타내기 어렵다. 한편, 도금층의 두께가 20 ㎛를 초과하는 경우에는, 도금층의 두께를 길이 방향으로 균일하게 유지하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 무전해 Ni-P 도금에 있어서, Ni는 단일 물질로서는 강자성체이지만, 무전해 도금시 인 또는 붕소와 반응함으로써 무정형이 되어 비자성체가 된다. 무전해 Cr 도금의 경우에도, 도금층의 두께가 20 ㎛ 이하이기만 하면, 내부 자성체의 자장을 방해할 정도로 자성이 강하지 않기 때문에 충분히 사용할 수 있다.

현상 슬리브의 기판으로서는, 빅커스 경도 (Hv; Vickers hardness)가 50 내지 200인 금속 재료를 사용할 수 있다. Hv가 50 미만인 경우에는, 슬리브가 강도면에서 약하고, 변형이나 깍임 (scrape)이 발생할 가능성이 있다. Hv가 200을 초과하는 경우에는, 표면에 볼록 부조면과 오목부를 균일하게 형성하는 것이 어려워질 수 있다. 구체예로서, 알루미늄 합금, 또는 황동과 같은 구리 합금으로 만들어진 것을 들 수 있다. 비용면에서, 알루미늄 합금이 바람직하다.

도금층이 제공된 후의 현상 슬리브의 빅커스경도 (Hv)는, 선택한 재료에 따라 달라질 수 있다. 상기 Hv는 어닐링시에 설정된 온도에 의해서도 제어될 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 현상 슬리브는 Hv가 200 내지 1,000인 것이 바람직하다. 현상 슬리브의 Hv가 200 미만인 경우에는, 강도면에서 불충분하여, 슬리프 표면에 상처 (scratch)나 깎임이 발생하는 경향이 있다. 또한, 슬리브의 Hv를 1,000보다 크게하려고 하면, 제조면에서의 제어가 어려워진다. 높은 Hv를 제공하는 방법으로서, 어닐링 온도를 높게 설정한 방법을 이용할 수 있다. 그러나, 고온에서 어닐링을 수행하면, 슬리브의 편심률 (eccentricity)이 커지는 경향이 있어서, 그러한 처리는 화상 농도 및 화질 등에 악영향을 미칠 수 있다.

현상제 담지체 현상 슬리브의 기판 표면은 바람직하게는 구형 입자에 의해 조면화 처리된 후에, 비자성 금속, 합금 또는 금속 화합물로 이루어진 층 (도금층)이 형성될 수 있다. 이는 기판 표면에서 임의의 미세한 크랙 (crack)을 감소시키기 위해 미리 조면화 처리를 수행하는 것이기 때문에, 도금 후에 표면을 보다 균일한 표면 조도를 갖게 할 수 있다.

현상 슬리브의 표면 조도는, 비자성 금속, 합금 또는 금속 화합물로 이루어진 층이 형성된 후의 표면 요철 (볼록 부조면 및 오목부)의 산술 평균 조도 Ra값으로서 0.1 ㎛ 내지 3.5 ㎛인 것이 바람직하다. Ra가 0.1 ㎛ 미만이면, 현상 슬리브 상의 현상제가 경영력 (mirror image force)의 작용에 의해 현상 슬리브 표면에 부동층을 형성하기 때문에, 현상제가 불충분하게 대전됨으로써 현상 성능이 저하되어, 불균일성, 선 화상 주변의 얼룩 및 화상 농도 손실과 같은 불량한 화상이 발생할 수 있다. Ra가 3.5 ㎛를 초과하면, 현상 슬리브 상의 현상제 코트층이 불충분하게 조절될 수 있고, 그 결과 화상의 균일성이 불충분하게 되거나 대전 불충분으로 인하여 화상 농도 손실이 발생하게 된다. 또한, 본 발명에서의 표면 조도는 고사까 연구소 (Kosaka Laboratory Ltd.)에서 제조한 표면 조도계 SE-3300H를 이용하여, 컷-오프 (cut-off) 0.8 mm, 규정 거리 8.0 mm, 공급 속도 0.5 mm/s의 조건 하에서 측정하였다. 12 개소에서 측정한 값의 평균을 산출하였다.

본 발명의 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법에 사용할 수 있는 현상제에 대해서는 아래에 설명한다.

본 발명에 사용되는 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성 미립자를 갖는다.

현상제가 갖는 전도성 미립자는 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상이 현상될 때에 토너 입자와 함께 적당량이 현상제 담지체로부터 잠상 담지체에 이동한다. 정전 잠상이 현상됨으로써 잠상 담지체 상에 형성된 현상제 화상은 전사 단계에서 종이와 같은 전사 매체에 전사된다. 이 때, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자도 부분적으로 전사 매체에 부착하지만, 나머지는 잠상 담지체 상에 부착하여 유지되어 잔류한다. 토너 입자의 대전 극성과 역극성의 전사 바이어스를 인가하여 전사를 행하는 경우에는 토너 입자는 전사 매체 측면으로 끌려져서 적극적으로 전사된다. 그러나, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자는 전도성이기 때문에 어렵게 전사될 수 있다. 따라서, 전도성 미립자는 부분적으로 전사 매체에 부착하나 나머지는 잠상 담지체 상에 부착되고 유지되어 잔류한다.

잠상 담지체 상에 부착되고 유지되어 잔류한 전도성 미립자를 클리닝 단계에서와 같이 잠상 담지체의 표면으로부터 제거하는 어떠한 단계도 갖지 않은 화상 형성 방법에 있어서, 전사 단계후 잠상 담지체의 표면에 잔류한 토너 입자(이하, 그러한 토너 입자는 "전사 잔류 토너 입자"라 불림) 및 전도성 미분말은 화상이 잠상 담지체에 담지되는 면(이하, 이 면은 "화상 담지 면"이라 불림)의 이동에 따라 대전부에 운반된다. 더 구체적으로, 대전 단계에 접촉 대전 부재를 이용하는 경우전도성 미립자는 잠상 담지체와 접촉 대전 부재가 접촉하여 형성되는 접촉부에 운반되고, 접촉 대전 부재에 부착되거나 그 중으로 이동된다. 따라서, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에 전도성 미립자가 개재한 상태로 잠상 담지체의 접촉 대전이 행하여진다.

본 발명에서, 전도성 미립자를 대전부에 적극적으로 (의도적으로) 운반하는 것에 의해 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 그 중으로 이동되어 그를 오염시킴에도 불구하고 접촉 대전 부재의 접촉 저항을 유지할 수 있다. 따라서, 잠상 담지체를 접촉 대전 부재에 의해 양호하게 대전시킬 수 있다.

그러나, 전도성 미립자가 접촉 대전 부재의 대전부에 충분량으로 개재하지 않은 경우, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 그 중으로 이동되어 잠상 담지체의 대전 저하가 쉽게 초래하여 화상 얼룩을 발생시킬 수 있다.

이외에, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재의 접촉에 의해 형성되는 접촉부에 적극적으로 (의도적으로) 운반된 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에서 접촉 대전 부재의 긴밀한 접촉성 및 접촉 저항을 유지할 수 있기 때문에, 접촉 대전 부재에 의한 잠상 담지체의 직접 주입 대전을 양호하게 행할 수 있다.

또한, 접촉 대전 부재에 부착되거나 그 중으로 이동된 전사 잔류 토너 입자는 접촉 대전 부재로부터 서서히 잠상 담지체 상으로 배출되어 화상 담지 면의 이동과 함께 현상부에 도달하고, 여기서 현상 동시 클리닝이 현상 단계에서 수행되고, 즉 전사 잔류 토너 입자가 거기서 회수된다. 접촉 대전 부재에 부착되거나 그 중으로 이동된 전도성 미립자도 마찬가지로 접촉 대전 부재로부터 서서히 잠상 담지체 상으로 배출되고, 화상 담지 면의 이동과 함께 현상부에 도달한다. 즉, 전사 잔류 토너 입자와 함께 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 존재하고, 현상 단계에서 전사 잔류 토너 입자가 회수된다. 현상 단계에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수가 현상 바이어스 전계를 이용하는 것인 경우 전사 잔류 토너 입자가 현상 바이어스 전계의 도움으로 회수되는 반면, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자는 전도성이기 때문에 어렵게 회수된다. 따라서, 전도성 미립자는 부분적으로 회수되나 나머지는 잠상 담지체 상에 부착되고 유지되어 잔류한다.

본 발명자들에 의한 연구에 따르면, 현상 단계에서 어렵게 회수된 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 존재하는 특징으로 인해 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 향상되는 효과가 얻어지는 것이 드디어 밝혀졌다. 더욱 구체적으로, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자가 잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자를 회수하기 위한 보조제로서 작용하여 현상 단계에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수를 보다 확실하게 하여 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 및 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수가 있다.

종래, 현상제에 전도성 미립자를 외첨하는 것이 대개 전도성 미립자가 토너 입자 표면에 부착되게 함으로써 토너의 마찰 대전성을 제어하도록 의도되었다. 토너 입자로부터 유리 또는 이탈하는 전도성 미립자는 현상제 특성의 변화 또는 열화를 초래하는 폐해로서 취급되어 왔다. 이와 대조적으로, 본 발명의 현상제는 전도성 미립자를 토너 입자 표면으로부터 적극적으로 (의도적으로) 유리시킨다. 이 점에서, 종래 많이 연구되어 온 현상제에 전도성 미립자를 외첨하는 것과는 상이하다. 전사 후 잠상 담지체 표면을 경유하여 전도성 미립자는 잠상 담지체와 접촉 대전 부재가 접촉하여 형성하는 접촉부인 대전부에 운반 및 개재되어 잠상 담지체 상의 대전성이 적극적으로 향상되는 것에 의해 안정적이고 요철이 없는 균일한 대전을 수행될 수 있고 잠상 담지체의 대전 저하에 의한 임의의 화상 불량의 발생이 방지될 수 있다. 또한, 현상 단계에서 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 존재하기 때문에, 전도성 미립자가 잠상 담지체에 존재하는 전사 잔류 토너 입자를 회수하기 위한 보조제로서 작용하여 현상 단계에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수를 보다 확실하게 하여 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 및 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수가 있다.

본 발명에 사용되는 현상제에 있어서, 토너 입자 표면에 부착하여 토너 입자와 함께 거동하는 전도성 미립자는 본 발명의 현상제가 효과로서 발현할 수 있는 잠상 담지체의 대전성의 촉진 및 현상 동시 클리닝 성능의 향상에 대하여 덜 기여할 수 있어서 토너 입자의 현상 성능의 저하, 현상 동시 클리닝 단계에서의 전사 잔류 토너 입자 회수성의 저하 및 전사성의 저하 때문에 전사 잔류 토너 입자량이 증가할 수 있다. 이는 균일한 대전을 저해하는 어려움을 초래할 수 있다.

본 발명에서 현상제에 함유되는 전도성 미립자는 화상 형성의 반복에 의해 대전 단계 및 현상 단계를 거쳐 화상 담지 면에 이동하고, 또한 화상 담지 면의 이동에 따라 전사 단계를 거쳐 다시 대전부에 운반된다. 따라서, 전도성 미립자가 대전부에 연속하여 공급되기를 계속한다. 따라서, 전도성 미립자가 예를 들어 대전부에서 이탈하는 결과로서 감소하거나 균일한 대전성을 촉진하는 전도성 미립자의 능력이 열화한 경우라도 전도성 미립자가 대전부에 연속하여 공급되기를 계속한다. 따라서, 장치가 장기간에 걸치는 반복하여 사용됨에 있어서도 잠상 담지체 상의 대전성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 양호하고 균일한 대전이 안정적으로 유지될 수 있다.

현상제에 첨가하는 전도성 미립자의 입경이 잠상 담지체의 대전성 촉진 효과 및 현상 동시 클리닝 성능에 어떠한 영향을 주는지에 대해서 본 발명자들의 연구에 따르면, 전도성 미립자중 입경이 매우 작은 것 (예를 들어, 약 O.1 ㎛ 이하의 것)은 토너 입자 표면에 강하게 부착하는 경향이 있어서 현상 단계에서 잠상 담지체 상의 비화상부에 전도성 미립자를 충분히 공급할 수가 없다. 또한, 전사 단계에서도 토너 입자 표면으로부터 전도성 미립자가 유리하지 않다. 따라서, 전사 후 잠상 담지체 상에 전도성 미립자를 적극적으로 (의도적으로) 잔류시킬 수 없고, 대전부에 전도성 미립자를 적극적으로 (의도적으로) 공급할 수 없다. 따라서, 잠상 담지체의 대전성을 향상시키는 효과가 얻어질 수 없고, 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착되거나 이동된 경우에는 잠상 담지체의 대전성 저하에 의한 화상 불량이 생길 수 있다.

또한, 현상 동시 클리닝 단계에 있어서도, 잠상 담지체 상으로 전도성 미립자를 공급할 수 없기 때문에, 잠상 담지체 상에 공급되었다고 해도 전도성 미립자의 입경이 지나치게 작기 때문에 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 향상시키는 효과가 얻어질 수 없다. 따라서, 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 또는 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수 없다.

또한, 전도성 미립자중 입경이 지나치게 큰 것(예를 들어, 약 10 ㎛ 이상의 것)은 대전부에 공급되더라도 입경이 크기 때문에 전도성 미립자가 대전 부재로부터 이탈하는 경향이 있다. 이로 인해, 안정적으로 충분한 입자수로 전도성 미립자를 대전부에 개재시키기를 계속하는 것이 어려워져 잠상 담지체의 균일한 대전을 촉진할 수 없다. 더욱이, 단위 중량당의 전도성 미립자의 입자수가 감소하기 때문에, 잠상 담지체의 균일한 대전 촉진 효과를 충분히 얻어지기에 충분히 큰 수로 전도성 미립자를 대전부에 개재시키기 위해 전도성 미립자를 현상제에 다량으로 가하는 것이 불가피해진다 (대전부에서 잠상 담지체와 전도성 미립자의 접촉점 수를 많이함으로써 잠상 담지체의 균일한 대전을 촉진하는 효과가 커질 수 있기 때문에 대전부에 개재하는 전도성 미립자의 입자수가 많아야 한다). 그러나, 너무 많은 양으로 전도성 미립자를 첨가하면 현상제 전체로서의 마찰 대전능 또는 현상 성능을 저하시켜 화상 농도 저하 또는 토너 비산을 초래한다. 또한, 전도성 미립자의 입경이 크기 때문에, 현상 단계에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서의 효과가 충분히는 얻어질 수 없다. 전사 잔류 토너 입자의 회수를 향상시키기 위해서 전도성 미립자의 잠상 담지체 상에서의 존재량을 지나치게 크게 하면, 입경이 크기 때문에 잠상 형성 단계에의 악영향, 예를 들면 화상 노광을 차단하는 것에 의한 화상 결함을 초래할 수 있다.

전도성 미립자의 부피 평균 입경 및 입도 분포를 측정하는 방법의 예는 하기 주어져 있다. 액체 모듈이 레이저 회절 입도 분포 측정기 모델 LS-230(Coulter Electronics Inc. 제조)에 부착되어 있다. 측정 범위로서 0.04 내지 2,000 ㎛의입경을 세팅하여, 전도성 미립자의 부피 평균 입경을 얻어진 부피 기준의 입도 분포로부터 계산한다. 측정 과정으로서, 매우 소량의 표면 활성제가 순수 10 cm³에 가해지고 전도성 미립자의 샘플 10 mg을 그에 가한 후, 10분 동안 초음파 분산기 (초음파 호모게나이저)에 의해 분산시킨다. 그 후, 측정을 90초의 측정 시간 및 1회의 측정 수에 대해 수행한다.

토너 또는 현상제로부터 측정시, 매우 소량의 표면 활성제가 순수 100 g에 가해지고 토너 또는 현상제 2 내지 10 g이 그에 가해진 후, 10분 동안 초음파 분산기(초음파 호모게나이저)에 의해 분산시킨다. 그 후, 토너 입자 및 전도성 미립자를 원심 분리기 등에 의해 분리한다. 자성 토너 또는 현상제의 경우, 자석이 또한 사용될 수 있다. 그에 따라 분리된 전도성 미립자의 분산은 90초의 측정 시간 및 1회의 측정 수로 측정된다.

본 발명자들은 전도성 미립자의 입경의 연구로부터 또한 실제 현상제의 거동에 직접 관여하는 외첨제를 함유하는 현상제의 입도 분포의 연구로 진행시켰다.

그 결과, 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 60 개수％ 함유하고, 또한 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 70 개수％ 함유하는 것으로 구성될 수 있고 이는 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 대전 불량을 유효하게 방지할 수 있고, 직접 주입 대전에서의 잠상 담지체 상의 균일한 대전성을 향상시킬 수 있다는 것이 드디어 밝혀졌다. 또한, 현상 동시 클리닝에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수를 향상시킬 수 있고, 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포그 등의 화상 결함을 유효하게 방지할 수가 있다는 것이 드디어 밝혀졌다. 그에 대한 이유는 하기 설명된다.

본 발명에서 현상제가 갖는 전도성 미립자는 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준 입도 분포에서 입경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만인 입자 15 내지 60 개수％로 현상제의 혼입에 기여한다. 보다 구체적으로는, 본 발명에서 현상제가 갖는 전도성 미립자는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 갖는 것으로 사용되고, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 상기 범위에 들어가는 양으로 현상제중에 함유되도록 상기 전도성 미립자를 현상제중에 혼입시키는 것에 의해, 상기 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명자들의 연구에 따르면, 1.00 ㎛ 내지 2.OO ㎛ 미만의 입경 범위의 전도성 미립자가 현상제중에 존재하는 특징이 접촉 대전에 있어서 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착되거나 이동되는 경우 초래되는 잠상 담지체의 대전 불량을 방지하고, 직접 주입 대전에 있어서 잠상 담지체의 균일한 대전성을 향상시키고, 현상 동시 클리닝을 이용한 화상 형성 방법에 있어서의 대전 불량 및 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는데 있어 효과가 큰 것이 드디어 판명되었다. 또한, 전도성 미립자의 입경이 현상 단계에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서의 효과에 크게 관여하여 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서 최적인 전도성 미립자의 입경 범위가 존재하고, 특히 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입경을 갖는 전도성 미립자의 함유량 (개수％)가 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서 효과에 깊게 관여하는 것이 드디어 판명되었다.

1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 전도성 미립자의 입자는 토너 입자 표면에 강하게 부착하기 어려울 수 있고, 현상 단계에서 잠상 담지체 상의 비화상부에까지 충분히 공급되어 전사 단계에서 토너 입자 표면에서 적극적으로 유리된 후 전사 후의 화상 담지 면을 지나서 양호한 효율로 대전부에 공급된다. 또한, 대전부에서 균일하게 분산된 상태로 개재할 수 있는 상기 전도성 미립자는 잠상 담지체의 대전 촉진 효과가 높고, 대전부에 안정적으로 보유된다. 따라서, 화상 형성 장치가 장기간에 걸쳐 반복하여 사용되더라도 잠상 담지체의 대전성의 저하를 방지할 수 있고, 양호한 균일한 대전이 안정적으로 유지된다. 또한, 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법에서와 같이 전사 잔류 토너 입자에 의한 대전 부재가 불가피하게 오염되는 경우라도 잠상 담지체 상의 대전성의 저하를 방지할 수가 있다. 또한, 전도성 미립자가 전사 후 잠상 담지 면으로 효율있게 공급되어 전사 잔류 토너 입자의 회수 보조제로서 특히 우수한 효과를 발휘할 수 있기 때문에, 현상 동시 클리닝 단계에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00μm 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 15 내지 60 개수％인 것을 특징으로 한다. 상기 입경 측정 범위에서의 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량을 상기 범위내로 조절함으로써 대전 단계에서 잠상 담지체 상의 균일한 대전성의 향상을 달성할 수 있다. 또한, 전도성 미립자를 적절한 양으로 대전부에 안정적으로 존재시킬 수 있기 때문에, 후속적인 노광 단계에서 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 과도하게 존재하는 것에 의한 임의의 노광 불량을 방지할 수가 있다.

1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 현상제중에 상기 범위보다도 낮게 너무 적은 양으로 함유되는 경우, 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 충분히 향상시킬 수 없고, 현상 동시 클리닝에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과가 충분히 얻어질 수 없다. 또한, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 현상제중에 상기 범위보다도 너무 많은 양으로 함유되는 경우, 과잉의 전도성 미립자가 대전부에 공급되고, 따라서 대전부에 완전히는 보유되지 않는 임의의 전도성 미립자가 노광 광을 가리는 정도로 잠상 담지체 상에 배출되어 노광 불량에 의한 화상 결함을 초래하거나 또는 비산하여 기계 내를 오염하는 등의 어려움을 현저히 크게 초래하는 경향이 있을 수 있다.

본 발명에 사용되는 현상제에서, 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에 있어서 입경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입자의 함유량은 바람직하게는 20 내지 50 개수％, 더욱 바람직하게는 20 내지 45 개수％일 수 있다. 상기 입자의 함유량을 이 범위내로 조절함으로써 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 보다 향상시키고, 또한 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법에 있어서 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과가 보다 높아진다. 더욱이, 전도성 미립자가 대전부에 과잉으로 공급되는 것을 방지할 수 있고 대전부에 완전히는 보유되지 않는 임의의 전도성 미립자가 다량으로 잠상 담지체 상으로 배출되는 경우 초래되는 노광 불량에 의한 화상 결함의 발생을보다 확실하게 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 현상제에 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 60 개수％ 혼입시키기 위해서는, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 현상제중에 상기 범위내에 드는 양으로 함유되도록 이 전도성 미립자를 현상제중에 혼입시킬 수 있다. 그러나, 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자는 상기 전도성 미립자에만 한정되는 것은 아니다. 대신에, 토너 입자 또는 현상제에 첨가되는 다른 입자가 함유될 수 있다.

본 발명에 사용되는 현상제에 함유되는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자는 공지된 제조 방법에 의해서 얻을 수 있다. 토너 제조 방법 및 제조 조건 (예를 들면, 토너의 평균 입경 및 미분쇄법에 의해서 제조되는 경우의 미분쇄 조건)에 따라 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 토너 입자 양이 변화한다. 그러나, 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 토너 입자에 기인하는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 1O 개수％를 초과하는 경우, 1.OO ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 토너 입자가 갖는 마찰 대전성이 평균 입경 부근의 입경을 갖는 임의의 토너 입자가 갖는 마찰 대전성과 크게 상이할 수 있다. 따라서, 넓은 마찰 대전 분포가 초래될 수 있어서 현상 성능이 저하되는 경향이 있다.

즉, 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도분포에서 전도성 미립자에 기인하는 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입자를 5 내지 60 개수％ 함유하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 70 개수％ 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 현상제에 있어서, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자는 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상하여 현상제 화상을 형성하고 이 현상제 화상을 전사 매체에 전사함으로써 전사 매체 상에 현상제 화상을 형성하기 위해서 소정량으로 존재해야 한다. 또한, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자에는 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상에 입자를 정전적으로 부착하여 정전 잠상을 충실히 현상제 화상으로서 현상하는데 알맞은 마찰 대전 특성을 갖게 할 수 있다.

3.00 ㎛ 미만의 입경의 입자는 지나친 대전을 보유하거나 또는 과도한 마찰 대전 전하를 감쇠시킬 수 있어 안정된 마찰 대전 특성을 갖게 하는 것이 곤란하여 진다. 따라서, 그러한 입자는 잠상 담지체 상의 정전 잠상이 없는 부분 (화상의 흰 바탕부에 상응함)에 다량으로 부착되는 경향이 있어서 충실히 정전 잠상을 현상제 화상으로서 현상하는 것이 곤란하다. 또한, 3.00 ㎛ 미만의 입경을 갖는 그러한 입자는 표면에 요철을 갖는 전사 매체 (예를 들면, 섬유로 인해 표면에 요철을 갖는 종이)에 대하여는 양호한 전사성을 유지하는 것이 곤란하여져서 전사 잔류 토너 입자가 증가한다. 따라서, 전사 잔류 토너 입자가 잠상 담지체에 다량 부착한상태로 잠상 담지체가 대전 단계로 올 수 있다. 더욱이, 접촉 대전 부재에 다량의 전사 잔류 토너 입자가 부착 또는 이동될 수 있고, 따라서 잠상 담지체의 대전이 저해되어 전도성 미립자를 통해 접촉 대전 부재가 잠상 담지체와 긴밀한 접촉성을 갖는 것으로 잠상 담지체의 대전성을 높이는 본 발명의 효과를 저해하는 경향이 있을 수 있다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 입경이 작아짐에 따라, 현상 단계에서 전사 잔류 토너 입자에 작용하는 기계적, 정전적 및 자성 토너의 경우 자기 회수력이 작아지고, 따라서 전사 잔류 토너 입자와 잠상 담지체 사이의 부착력이 상대적으로 커져 현상 단계에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 전사 잔류 토너 입자의 임의의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트 및 포그 등의 화상 결함을 생기게 하는 경향이 있을 수 있다.

또한, 8.96 ㎛ 이상의 입경의 입자는 충분히 높은 마찰 대전 특성을 갖게 하는 것이 곤란하다. 일반적으로, 현상제의 입경이 클수록 얻어지는 생성된 현상제 화상의 해상도가 낮아진다. 그러나, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량이 소정의 범위가 되게 전도성 미립자를 혼입시킨 본 발명의 현상제에서, 현상제는 다량으로 전도성 미립자의 입자를 함유하여 특히 입경이 큰 토너 입자의 마찰 대전량이 보다 낮아지는 경향이 있다. 8.96 ㎛ 이상의 입경의 입자는 정전 잠상을 충실히 현상제 화상으로서 현상하는데 충분히 높은 마찰대전 특성을 갖게 하는 것이 곤란해져 양호한 해상도를 갖는 현상제 화상을 얻는 것이 보다 곤란하여진다.

따라서, 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량을 상기 범위로 함으로써 정전 잠상을 충실히 현상제 화상으로서 현상하는데 알맞은 마찰 대전 특성을 갖게 하는 토너 입자를 보장할 수 있다. 따라서, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량이 소정의 범위가 되게 전도성 미립자를 혼입시킨 본 발명의 현상제를 이용하여 고 화상 농도 및 우수한 해상도를 갖는 화상을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 현상제중의 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 상기 범위보다도 지나치게 적은 경우에는 정전 잠상을 충실히 현상제 화상으로서 현상하는데 알맞은 마찰 대전 특성을 갖는 토너 입자를 보장하는 것이 곤란하여진다. 따라서, 얻어지는 화상은 많은 포그, 낮은 화상 농도 또는 낮은 해상도를 가질 수 있다.

또한, 현상제중의 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량이 상기 범위보다도 지나치게 많은 경우는 상술한 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량을 본 발명에 있어서 규정하는 범위내로 조절하는 것이 곤란하여진다. 또한, 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량이 본 발명에 있어서 규정하는 범위내에 있다고 해도, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량에 대하여 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자가 상대적으로 부족하다. 따라서, 접촉 대전에의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 충분히 향상시킬 수 없고, 현상 동시 클리닝에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과가 충분히는 얻어질 수 없다.

본 발명의 현상제의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에 있어서 입경이 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 함유량은 바람직하게는 20 내지 65 개수％, 보다 바람직하게는 25 내지 60 개수％일 수 있다. 상기 입자의 함유량을 이 범위내로 조절함으로써 접촉 대전에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성을 보다 향상시키고 또한 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법에 있어서의 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량을 유효하게 방지하는 효과를 보다 높이고, 또한 고 화상 농도, 적은 포그 및 우수한 해상도를 갖는 화상을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 정전 잠상을 충실히 현상제 화상으로서 현상하는데 알맞은 마찰 대전 특성을 갖게 하는 토너 입자를 보장하고, 고 화상 농도, 적은 포그 및 우수한 해상도를 갖는 화상을 얻기 위해서, 본 발명에서 현상제는 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96μm 미만의 입경 범위의 입자를 15 내지 70 개수％ 함유한다. 따라서, 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자의 현상제중의 함유량은 바람직하게는 토너 입자에 기인할 수 있다. 그러나, 현상제중의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위의 개수 기준의 입도 분포에서 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자는 토너 입자에만 한정되는 것은 아니다. 대신에, 전도성 미립자 또는 현상제에 첨가되는 다른 입자가 함유될 수 있다.

또한, 본 발명에 사용가능한 현상제의 중량 평균 입경(D₄)은 바람직하게는 4 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 현상제의 중량 평균 입경이 4 ㎛ 미만인 경우, 포그가 흰 바탕부에 일어나는 경향이 있다. 현상제의 중량 평균 입경이 10 ㎛ 초과인 경우, 적절한 전하를 현상제 담지체 상의 현상제에 균일하게 부여하는 것이 어렵게 될 수 있다.

본 발명에 있어서, 현상제의 입경 및 입도 분포는 플로우식 입상 분석 장치 FPIA-1000 (도아 이요우 덴시사 (Toa Iyou Denshi K.K.) 제조)로 측정된 원-상당 직경을 "입경"이라 정의하여, 입경 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 개수 기준 입도 분포 및 원형도 분포를 사용하여 측정한 값이다.

플로우식 입상 분석 장치에 의한 측정은 다음과 같이 수행된다: 필터를 통해 미세 먼지를 제거하고, 그 결과 10³cm³중에 측정 범위 (예를 들어, 원-상당 직경이 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만)의 입자 수가 20 개 이하로 한 물 10 ml 중에 희석한 계면활성제 (바람직하게는 알킬벤젠술포네이트를 미세 먼지를 제거한 물로 약 1/10으로 희석하여 제조한 것)을 수 방울 적가하였다. 생성된 분산액에, 특정 샘플을 적당량 (예를 들어, 0.5 내지 20 mg) 첨가하여, 초음파 호모게나이저 (출력: 50 W; 6 mm 직경의 스텝형 칩)로 3 분간 분산 처리하고, 측정 샘플의 입자 농도를 7,000 내지 10,000 입자/10^-3cm³(측정되는 원-상당 입경 범위의 입자에 대해)로 조절하여 샘플 분산액을 제조하였다. 샘플 분산액을 사용하여, 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만의 원-상당 입경을 갖는 입자의 입도 분포 및 원형도 분포를 측정하였다. 중량 평균 입경 (D4)는 상기 개수 기준 입도 분포로부터 계산하여 얻는다.

도아 이요우 덴시사 발행의 FPIA-1000 (1995년 6월호)의 카탈로그, 측정 장치의 조작 매뉴얼 및 일본 특허 공개 제8-136439호 공보에 측정값이 요약되어 있으며, 이는 다음과 같다.

샘플 분산액은 편평하고 투명한 플로우셀 (두께 약 200 ㎛)의 채널 (흐름 방향에 따라 넓어짐)를 통과시킨다. 플로우셀의 두께에 대해 교차하여 통과하는 광로를 형성하도록 스트로브 (strobe)와 CCD (전하 결합 소자) 카메라가 플로우셀에 대하여 서로 반대측에 위치하도록 장착된다. 샘플 분산액이 흐르는 도중, 스트로브 광이 플로우셀을 흐르고 있는 입자의 화상을 얻기 위해서 1/30 초 간격으로 조사되어 각각의 입자는 플로우셀에 평행인 일정 범위를 갖는 2차원 화상으로서 촬영된다. 각각의 입자의 2차원 화상의 면적으로부터, 이 2차원 화상의 면적과 동일한 면적을 갖는 원의 직경을 원-상당 직경으로서 계산한다.

각각의 입자의 원주 길이는 각각의 입자의 2차원 화상으로부터 측정되며, 2차원 화상의 면적과 동일한 면적을 갖는 원의 원주율을 계산하여 원형도 분포를 구한다.

측정 결과 (입도 분포 및 원형도 분포의 빈도 ％ 및 누적 ％)는 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 0.06 ㎛ 내지 400 ㎛ 범위를 (1 옥타브에 대해 30 채널로 분할된) 226 채널로 분할하여 얻을 수 있다. 실제 측정에서, 입자는 0.60 ㎛ 이상 159.21 ㎛ 미만의 원-상당 입경의 범위에서 측정된다.

하기 표 1에서, 각각의 입경 범위 중 상한값은 상한값 자체를 포함하지 않으므로, "미만"을 나타내는 것을 의미한다.

또한, 현상제의 입도 분포는 상기 측정법과 동일한 원리를 이용하여 다른 장치를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 현상제에 있어서, 전도성 미립자의 함량은 바람직하게는 현상제 전체의 0.5 내지 10 중량％일 수 있다. 전도성 미립자의 함량을 상기 범위로 조절함으로써, 잠상 담지체의 대전을 촉진하기 위한 적절한 양의 전도성 미립자를 대전부에 공급할 수가 있으며, 현상 동시 클리닝에 있어서 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 개선하기 위해 필요한 양의 전도성 미립자를 잠상 담지체 상에 공급할 수 있다.

현상제의 전도성 미립자의 함유량이 상기 범위보다 너무 작은 경우에는, 대전부에 공급되는 전도성 미립자량이 부족하기 쉬워져 잠상 담지체가 안정된 대전 촉진 효과를 얻기 어렵다. 이 경우, 현상 동시 클리닝을 이용하는 화상 형성에 있어서도, 현상시에 전사 잔류 토너 입자와 함께 잠상 담지체 상에 존재하는 전도성 미립자가 부족하기 쉽고, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 충분하지 않게 된다.

현상제의 전도성 미립자의 함량이 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 과잉의 전도성 미립자가 대전부에 공급되기 쉬워지고, 따라서 대전부에 완전하게 유지되지 않는 임의의 전도성 미립자가 다량으로 잠상 담지체 상에 배출되어 노광 불량을 유발하기 쉽게 된다. 또한, 이는 토너 입자의 마찰 대전 특성을 저하시키거나 저해하며, 또는 화상 농도 저하나 포그의 증가의 원인이 될 수 있다.

이러한 관점에서, 현상제 중 전도성 미립자의 함량은, 0.5 내지 10 중량％, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량％일 수 있다.

또한, 전도성 미립자의 저항은, 잠상 담지체의 대전 촉진 효과 및 전사 잔류 토너 입자 회수성의 향상 효과를 현상제에 제공하기 위해서, 10⁹Ω·cm 이하인 것이 바람직하다. 전도성 미립자의 저항이 상기 범위보다도 지나치게 크면, 전도성 미립자를 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉부 또는 그 근방의 대전 영역에 개재시켜, 전도성 미립자를 통하여 잠상 담지체로의 접촉 대전 부재의 친밀한 접촉성을 유지시키더라도, 잠상 담지체가 우수하며 균일한 대전성을 얻기 위한 대전 촉진 효과가 작을 수 있다. 현상 동시 클리닝에 있어서도, 전도성 미립자가 전사 잔류 토너 입자와 동일한 극성의 전하를 갖기 쉽게 된다. 전도성 미립자의 전하가 전사 잔류 토너 입자와 동일한 극성 하에 커지는 경우, 전사 잔류 토너 입자 회수성의 향상 효과가 현저하게 저하한다.

전도성 미립자에 의한 잠상 담지체의 대전 촉진 효과를 충분히 얻고 잠상 담지체가 우수하며 균일한 대전성을 안정적으로 얻기 위해서는, 전도성 미립자의 저항이 접촉 대전 부재의 표면부 또는 잠상 담지체와의 접촉부의 저항보다도 작은 것이 바람직하고, 이 접촉 대전 부재의 저항의 1/100 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 전도성 미립자의 저항은 10¹내지 10⁶Ω·cm일 수 있으며, 이는 절연성의 전사 잔류 토너 입자의 접촉 대전 부재에의 부착 또는 이동에 의한 임의의 대전 저해를 극복하고 잠상 담지체를 보다 양호하고 균일하게 대전시키고 현상 동시 클리닝에 있어서 전사 잔류 토너 입자의 회수성의 향상 효과를 보다 안정적으로 얻는 데에 있어서 바람직하다.

본 발명에 있어서, 전도성 미립자의 저항은 정제법에 의해 측정하여 정규화하여 결정할 수 있다. 더욱 구체적으로, 바닥 면적 2.26 cm²의 중공 실린더 내에 약 0.5 g의 분말 샘플을 넣었다. 이어서 분말 샘플의 상하로 배치된 상하 전극 사이에 147 N (15 kg)의 압력을 가하면서 동시에 100 V의 전압을 인가하여 저항치를 측정하였다. 이어서 측정값을 정규화하여 비저항 (저항)을 계산하였다.

또한, 전도성 미립자는, 투명, 백색 또는 담색의 전도성 미립자일 수 있다. 이는 전사 매체에 전사되는 전도성 미립자가 포그로서 눈에 띄지 않기 때문에 바람직하다. 잠상 형성 공정에서의 노광을 저해하는 것을 방지하는 관점에서도, 전도성 미립자는 투명, 백색 또는 담색의 전도성 미립자인 것이 바람직하다. 또한, 전도성 미립자는 이 정전 잠상을 형성하는 상노광 광에 대한 투과율이 30 ％ 이상인 것이 바람직하다. 이 투과율은 35 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

이하, 전도성 미립자의 광 투과성의 측정 방법의 일례를 표시한다. 한 면에 접착층을 갖는 투명한 필름의 접착층에 전도성 미립자를 한층으로 고정한 상태로 투과율을 측정한다. 광은 필름에 대해 수직 방향으로 인가된다. 필름 배면까지 투과한 광을 집광하여 그 광량을 측정한다. 필름만을 사용한 경우와 전도성 미립자를 필름에 부착한 경우의 광량의 차에 기초하여, 순수한 광량으로서의 광투과율을 계산하였다. 실제로는, X-Rite사 제조 310T 투과형 농도계를 이용하여 광투과율을 측정할 수 있다.

또한, 전도성 미립자는 비자성인 것이 바람직하다. 전도성 미립자가 비자성이므로, 투명, 백색 또는 담색의 전도성 미립자를 쉽게 얻을 수 있다. 반대로, 자성을 갖는 전도성 재료는, 투명, 백색 또는 담색으로 하는 것이 어렵다. 또한, 현상제 담지를 위해 자기력에 의한 현상제의 반송 및 유지를 행하는 화상 형성법에 있어서는, 자성을 갖는 전도성 미립자는 거의 현상에 참여하지 않을 수 있다. 따라서, 잠상 담지체로의 전도성 미립자의 공급이 부족하거나, 현상제 담지체 표면에 전도성 미립자가 축적함으로써 토너 입자의 현상을 방해하는 등의 어려움을 유발하기 쉽다. 게다가, 자성 토너 입자에 자성을 갖는 전도성 미립자를 첨가하면, 자기적 응집력에 의해 토너 입자로부터 전도성 미립자가 유리되는 경향이 있어, 전도성 미립자의 잠상 담지체로의 공급성이 저하되기 쉽다.

본 발명에 있어서의 전도성 미립자로서는, 예를 들면 카본 블랙 및 그라파이트 등의 탄소 미분말; 구리, 금, 은, 알루미늄, 니켈 등의 금속 미분말; 산화아연, 산화티탄, 산화주석, 산화알루미늄, 산화인듐, 산화규소, 산화마그네슘, 산화바륨, 산화몰리브덴, 산화철, 산화텅스텐 등의 금속 산화물 분말; 황화몰리브덴, 황화카드뮴, 티탄산 칼륨 등의 금속 화합물 분말 및 이들의 복합 산화물 등을 임의로 입경 및 입도 분포를 조절하여 사용할 수 있다.

이중에서도 전도성 미립자는 산화아연, 산화주석, 산화티탄으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 적어도 표면에 산화아연, 산화주석, 산화티탄 등의 무기 산화물을 갖는 미립자가 특히 바람직하다. 이러한 산화물은, 전도성 미립자로서 저항을 낮게 설정하는 것이 가능하고, 비자성이고, 백색 또는 담색이고, 전사 매체에 전사되는 전도성 미립자가 포그로서 눈에 띄지 않기 때문에 바람직하다.

또한, 전도성 미립자가 전도성 무기 산화물로 이루어지거나 전도성 무기 산화물을 함유하는 경우에는, 저항치를 제어하는 등의 목적으로, 상기 전도성 무기 산화물의 주 금속 원소와는 상이한 안티몬, 알루미늄 등의 원소를 함유시킨 금속 산화물이나, 전도성 재료를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 알루미늄을 함유하는 산화아연, 안티몬을 함유하는 산화주석 미립자, 및 산화티탄, 황산바륨 또는붕산알루미늄의 표면을 안티몬을 함유하는 산화주석으로 처리하여 얻어지는 미립자 등이다. 전도성 무기 산화물에 안티몬 또는 알루미늄 등의 원소를, 바람직하게는 0.05 내지 20 중량％, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 10 중량％, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량％의 양으로 혼입시킬 수 있다.

또한, 상기 전도성 무기 산화물을 산소 결손형으로 한 전도성 무기 산화물도 바람직하게 사용할 수 있다.

산화주석 또는 안티몬으로 처리된 시판의 전도성 산화티탄 미립자로는, 예를 들면 EC-300 (티탄 고교사 (Titan Kogyo K.K.) 제조), ET-300, HJ-1 및 Hl-2 (이상 이시하라상교사 (Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) 제조) 및 W-P (미츠비시마테리알사 (Mitsubish Material Co., Ltd) 제조) 등을 들 수 있다.

시판의 안티몬 도핑의 전도성 산화주석으로는, 예를 들면 T-1 (미츠비시마테리알사) 및 N-100P (이시하라상교사) 등을 들 수 있다. 또한 시판의 산화주석 입자로는 SH-S (니혼 가가꾸 상교사 (Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) 제조)등을 들 수 있다.

특히 바람직한 것으로는, 알루미늄을 함유하는 산화아연 등의 금속 산화물, 산소 결손형의 산화아연 및 산화티탄 등의 금속 산화물, 및 이들을 적어도 표면에 갖는 미립자를 들 수 있다.

본 발명에 사용되는 토너 입자가 함유하는 결착 수지의 종류로서는, 예를 들면, 스티렌계수지, 스티렌계 공중합 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 페놀 수지, 천연 변성 페놀 수지, 천연 수지 변성 말레산 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 푸란 수지, 에폭시 수지, 크실렌 수지, 폴리비닐부티랄, 테르펜수지, 쿠마론인덴 수지, 석유계 수지 등이 사용 가능하다.

스티렌계 공중합체의 스티렌 단량체에 공중합 가능한 공단량체로서는, 예를 들면, 비닐톨루엔 등의 스티렌 유도체; 아크릴산 또는 아크릴레이트, 예컨대 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산도데실, 아크릴산옥틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산페닐; 메타크릴산 또는 메타크릴레이트, 예컨대 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산옥틸; 말레산 또는 말레산부틸, 말레산메틸, 말레산디메틸 등과 같은 이중 결합을 갖는 디카르복실산 또는 그의 에스테르; 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 부타디엔; 염화비닐; 아세트산비닐, 벤조산비닐; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등과 같은 에틸렌계 올레핀류 예를 들면, 비닐메틸케톤 및 비닐헥실케톤 등과 같은 비닐케톤류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 비닐이소부틸에테르 등과 같은 비닐에테르류를 들 수 있다. 임의의 이들 비닐계 단량체가 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.

여기에서, 가교제로서는 주로 2 개 이상의 중합 가능한 이중 결합을 갖는 화합물이 사용될 수 있으며, 예를 들어 디비닐벤젠 및 디비닐나프탈렌 등과 같은 방향족 디비닐 화합물; 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 및 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 등과 같은 이중 결합을 2 개 갖는 카르복실산에스테르; 디비닐아닐린, 디비닐에테르, 디비닐술피드, 디비닐술폰 등의 디비닐 화합물; 및 3 개 이상의 비닐기를 갖는 화합물이 단독 또는 혼합물로서 이용된다.

결착 수지의 유리 전이 온도 (Tg)는 50 내지 70 ℃인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 상기 범위보다도 지나치게 낮은 경우에는 현상제의 보존성이 저하하고, 너무 높은 경우에는 불량한 정착성을 가질 수 있다.

본 발명에 이용되는 토너 입자에 왁스 성분을 함유시키는 것은 바람직한 양태의 하나이다. 이것은, 시차 열 분석 장치 (시차 주사 열량계 DSC)를 사용하여 작성한 DSC 차트의 흡열 곡선에 있어서, 최대 흡열 피크가 70 ℃ 이상 120 ℃ 미만의 온도 영역에 있는 것이 바람직하기 때문이다. 이 최대 흡열 피크 온도는 토너의 융점, 즉 토너 중에 함유되어 있는 왁스의 융점에 상당하는 것이다.

토너 입자에 함유되는 왁스로서는, 융점이 70 ℃ 이상 120 ℃ 미만인 것이 바람직하다. 융점이 70 ℃보다 낮은 경우에는, 현상제의 제조 중 용융 혼련시에 수지와의 점도차가 크기 때문에 수지 내에서 분산하기 어렵거나 상분리하기 쉽게 된다. 융점이 120 ℃를 초과하는 경우는, 토너 입자의 점도가 지나치게 높아지는 경우가 있어, 역시 토너 입자중에서의 왁스의 분산이 불균일하게 되기 쉽다.

현상제의 융점의 측정 방법은, 시차 열 분석 장치 (DSC 측정 장치)로서 DSC-7 (페르킨 엘마사 (Perkin-Elmer Corporation) 제조)를 이용하여, ASTM D3418-82에 준하여 측정한다. 측정 샘플은 5 내지 20 mg, 바람직하게는 10 mg을 정밀히 칭량한다. 이것을 알루미늄 팬에 넣고, 기준으로서 비어있는 알루미늄 팬을 이용한다. 측정은 측정 온도 범위 30 내지 200 ℃에서, 승온 속도 10 ℃/분에서 상온/상습도 환경하에서 측정을 행한다. 이어서 그의 최대 흡열 피크의 온도, 즉 현상제의 융점을측정한다.

본 발명에 이용되는 토너 입자에 함유되는 왁스로서는, 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체, 미소 결정성 왁스, 파라핀 왁스 및 피셔-트롭시 왁스의 지방족 탄화수소계 왁스; 산화 폴리에틸렌 왁스 등의 지방족 탄화수소계 왁스의 산화물; 또는 이들의 블록 공중합체; 카르나우바 왁스 및 몬타네이트 왁스 등의 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 왁스류; 탈산 카르나우바 왁스 등의 지방산 에스테르류를 일부 또는 전부를 탈산화한 것 등을 들 수 있다. 또한, 팔미트산, 스테아르산, 몬탄산, 또는 더욱 장쇄의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬카르복실산류 등의 포화 직쇄 지방산류; 브라시드산, 엘레오스테아르산, 파리나르산 등의 불포화 지방산류; 스테아릴 알코올, 아랄킬 알코올, 베헤닐 알코올, 카르나우빌 알코올, 세릴 알코올, 멜리실 알코올 및 더욱 장쇄의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬알코올류 등의 포화 알코올류; 소르비톨 등의 다가 알코올류; 리놀산아미드, 올레산아미드, 라우르산아미드 등의 지방산 아미드류; 메틸렌비스(스테아르산아미드), 에틸렌비스(카프르산아미드), 에틸렌비스(라우르산아미드) 및 헥사메틸렌비스(스테아르산아미드) 등의 포화 지방산 비스아미드류; 에틸렌비스(올레산아미드), 헥사메틸렌비스(올레산아미드), N,N'-디올레일아디프산아미드 및 N,N'-디올레일세박산아미드 등의 불포화 지방산 아미드류; m-크실렌비스스테아르산아미드 및 N,N'-디스테아릴이소프탈산아미드 등의 방향족계 비스아미드류; 스테아르산칼슘, 라우르산칼슘, 스테아르산아연 및 스테아르산마그네슘 등의 지방산 금속염 (금속비누라고 지칭되는 것); 지방족 탄화수소계 왁스에 스티렌이나 아크릴산 등의 비닐계 단량체를 이용하여 그래프트화시켜 수득한 왁스류; 베헨산 모노글리세라이드 등의 지방산과 다가 알코올의 부분 에스테르화물; 식물성 지방 및 오일의 수소 첨가 등에 의해서 얻어지는 히드록실기를 갖는 메틸에스테르화 생성물 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 왁스를 결착 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.5 내지 20 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부의 범위에서 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 토너 입자가 함유하는 착색제로서는, 카본 블랙, 램프 블랙, 철흑, 군청, 니그로신 염료, 아닐린 블루, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 한자 옐로우 G, 로다민 6G, 칼코오일 블루, 크롬 옐로우, 퀴나크리돈, 벤지딘 옐로우, 로즈벤갈, 트리아릴메탄계 염료, 모노아조 및 디스아조계 염료 등의 종래 공지의 착색제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 현상제는, 자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도가 10 내지 40 Am²/kg 인 자성 현상제인 것이 바람직하다. 현상제의 자화 강도는 20 내지 35 Am²/kg 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서 자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도를 규정하는 이유는 이하와 같다: 통상, 자성체의 자기 특성을 나타내는 양으로서는 자기 포화에 있어서의 자화 강도 (포화 자화)가 이용된다. 그러나 본 발명에 있어서 중요한 것은 화상 형성 장치 내에서 실제로 자성 현상제에 작용하는 자장에서의 자성 현상제의 자화강도이다. 화상 형성 장치에 자성 현상제가 사용되는 경우, 자성 현상제에 작용하는 자장은 시판되어 있는 대부분의 화상 형성 장치에 있어서 수십 내지 백수십 kA/m이다. 따라서, 화상 형성 장치 내에서 실제로 자성 현상제에 작용하는 자장의 대표적인 값으로서 자장 79.6 kA/m (1,000 오르스테드)를 선택하고, 자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도를 규정하였다.

자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도가 상기 범위보다 지나치게 작은 경우에는, 자기력에 의해 현상제 반송을 행하는 것이 어려워져, 현상제 담지체에 균일하게 현상제를 담지시키는 것이 불가능하게 된다. 또한, 자기력에 의해 현상제를 반송하는 경우에는, 1성분계 자성 현상제의 이삭서기 (rise of ears)를 균일하게 형성할 수 없기 때문에, 전도성 미립자의 잠상 담지체로의 공급성이 저하하고 전사 잔류 토너 입자의 회수성도 저하한다.

자장 79.6 kA/m에서의 자화 강도가 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 토너 입자의 자기 응집성이 높아져, 전도성 미립자의 현상제 중에서의 균일한 분산 및 잠상 담지체로의 공급이 어려워져, 본 발명의 효과인 잠상 담지체의 대전 촉진 효과 및 전사 잔류 토너 입자의 토너 회수성 촉진 효과가 손상된다.

이러한 자성 현상제를 얻는 수단으로서, 토너 입자에 자성체를 함유시킨다. 현상제를 자성 현상제로 하기 위해 토너 입자에 함유시키는 자성체로서는, 마그네타이트, 마그헤마타이트 및 페라이트 등의 자성 산화철, 철, 코발트 및 니켈 등의 금속 또는 이러한 금속과 알루미늄, 코발트, 구리, 납, 마그네슘, 주석, 아연, 안티몬, 베릴륨, 비스무스, 카드뮴, 칼슘, 망간, 셀레늄, 티탄, 텅스텐, 바나듐 등의금속의 합금 및 그 혼합물을 들 수 있다.

이러한 자성체의 자기 특성으로서는, 자장 795.8 kA/m 인가하에 포화 자화가 10 내지 200 Am²/kg, 잔류 자화가 1 내지 100 Am²/kg, 항자력이 1 내지 30 kA/m 인 것이 바람직하게 이용된다. 이러한 자성체는 결착 수지 100 중량부에 대하여, 20 내지 200 중량부로 이용될 수 있다. 이러한 자성체 중에서도 마그네타이트를 주로 함유하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서 자성 현상제의 자화 강도는, 진동형 자력계 VSMP-1-10 (도에이 고교사 (Toei Kogyo K.K.) 제조)를 이용하고, 외부 자장 79.6 kA/m에서 측정할 수 있다. 또한, 자성체의 자기 특성은, 25 ℃의 실온에서 외부 자장 796 kA/m하에 측정할 수 있다.

본 발명에 있어서 현상제는 하전 제어제를 함유하는 것이 바람직하다. 하전 제어제 가운데, 현상제를 플러스 하전성으로 제어하는 것으로서, 예를 들면 하기의 물질이 있다.

니그로신 및 지방산 금속염에 의한 변성물; 트리부틸벤질암모늄 1-히드록시-4-나프토술포네이트 및 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트 등의 4급 암모늄염, 및 이들의 유사체, 즉 포스포늄염 등의 오늄염 및 이들의 레이크 안료; 트리페닐메탄 염료 및 이들의 레이크 안료 (레이크화제로서는, 인 텅스텐산, 인 몰리브덴산, 인 텅스텐 몰리브덴산, 탄닌산, 라우르산, 갈산, 페리시안산 및 페로시안산이 있다); 고급 지방산의 금속염; 디부틸 산화주석, 디옥틸 산화주석 및 디시클로헥실산화주석 등의 중유기 산화주석; 디부틸붕산염 주석, 디옥틸붕산염 주석 및 디시클로헥실붕산염 주석 등의 중유기붕산염 주석류; 구아니딘 화합물; 및 이미다졸 화합물. 이들을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 그 중에서도, 트리페닐메탄 염료 화합물 및 카운터 이온이 할로겐이 아닌 4급 암모늄염이 바람직하게 이용된다. 또한 화학식 1로 표시되는 단량체의 단독 중합체 및 상술한 스티렌, 아크릴레이트, 메타크릴레이트와 같은 중합성 단량체와의 공중합체를 플러스 하전성 제어제로서 이용할 수 있다. 이 경우 이러한 하전 제어제는 (전부 또는 일부로서) 결착 수지로서의 작용도 갖는다.

식 중, R¹은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R²및 R³는 각각 바람직하게는 탄소 원자수 1 내지 4의 포화 또는 비치환의 알킬기를 나타낸다.

본 발명의 구성에 있어서, 하기 화학식 2로 나타내는 화합물은 양전하 조절제로서 특히 바람직하다.

상기 식에서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅및 R₆는 동일하거나 서로 상이할 수 있고, 각각 수소 원자, 치환 또는 비치환 알킬기, 또는 치환 또는 비치환 아릴기를 나타낸다. R₇, R₈및 R₉는 동일하거나 서로 상이할 수 있고, 각각 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기 또는 알콕시기를 나타낸다. A^-는 술페이트 이온, 니트레이트 이온, 보레이트 이온, 포스페이트 이온, 히드라이드 이온, 오르가노술페이트 이온, 오르가노술포네이트 이온, 오르가노포스페이트 이온, 카르복실레이트 이온, 오르가노보레이트 이온 또는 테트라플루오로보레이트 이온과 같은 음이온을 나타낸다.

현상제가 (-)로 대전되도록 조절할 수 있는 전하 조절제에는 다음과 같은 물질이 포함될 수 있다: 예를 들어, 모노아조 금속 착물, 아세틸릴아세톤 금속 착물, 방향족 히드록시카르복실산 및 방향족 디카르복실산 타입 금속 착물을 비롯한, 유기 금속 착염 및 킬레이트 화합물이 효과적이다. 또한, 상기 전하 조절제에는 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 모노카르복실산, 방향족 폴리카르복실산, 및 이들의 금속염, 무수물 또는 에스테르와, 비스페놀과 같은 페놀 유도체도 포함될 수 있다.

특히, 하기 화학식 3으로 나타내는 아조 타입 금속 착물이 바람직하다.

상기 식에서, M은 Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn 또는 Fe를 비롯한, 배위의 중심 금속을 나타낸다. Ar은 치환체를 가질 수 있는, 페닐기 또는 나프틸기로 예시되는 아릴기를 나타낸다. 이러한 경우, 상기 치환체에는 니트로기, 할로겐 원자, 카르복실기, 아닐리도기, 및 탄소 원자수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소 원자수 1 내지 18의 알콕시기가 포함된다. X, X', Y 및 Y'은 각각 -O-, -CO-, -NH- 또는 -NR- (여기서, R은 탄소 원자수 1 내지 4의 알킬기임)를 나타낸다. K는 수소, 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 지방족 암모늄 이온을 나타내거나, 존재하지 않는다.

중심 금속으로는 Fe 또는 Cr이 특히 바람직하다. 치환체로는 할로겐 원자, 알킬기 또는 아닐리도기가 바람직하다. 반대이온으로는 수소, 암모늄 또는 지방족 암모늄 이온이 바람직하다.

또한, 하기 화학식 4로 나타내는 염기성 유기산 금속 착염은 (-) 대전능을부여할 수 있고, 본 발명에 사용될 수 있다.

상기 식에서, M은 Cr, Co, Ni, Mn, Fe, Zn, Al, Si, B 또는 Zr를 비롯한, 배위의 중심 금속을 나타낸다. A는 하기 식의 기를 나타내고;

(알킬기와 같은 치환체를 가질 수 있음)

(X는 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기 또는 알킬기를 나타냄)

(R은 수소 원자, 탄소 원자수 1 내지 18의 알킬기, 또는 탄소 원자수 2 내지 18의 알케닐기를 나타냄)

Y⁺는 수소, 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 지방족 암모늄을 나타내고;

Z는또는을 나타낸다.

상기 화학식 4에서, 중심 금속으로는 Fe, Al, Zn, Zr 또는 Cr이 특히 바람직하다. 치환체로는 할로겐 원자, 알킬기 또는 아닐리도기가 바람직하다. 반대이온으로는 수소, 알칼리 금속, 암모늄 또는 지방족 암모늄 이온이 바람직하다. 다양한 반대이온을 갖는 착염의 혼합물도 바람직하게 사용될 수 있다.

전하 조절제를 현상제에 혼입하는 방법으로는, 전하 조절제를 토너 입자에 내첨하는 방법 및 전하 조절제를 토너 입자에 외첨하는 방법이 있다. 사용되는 전하 조절제의 양은 결착 수지의 타입, 임의의 다른 첨가제의 존재, 및 절대적으로 특정화될 수는 없는, 분산 방식을 비롯한 토너 생산 방식에 따라 다르다. 바람직하게는, 전하 조절제는 결착 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명에서, 현상제에 유동성을 부여하기 위해서는, 바람직하게는 유동화제를 토너 입자의 표면 및 그의 근처에 첨가할 수 있다.

유동화제로는 실리카 미분말, 산화티타늄 미분말 및 알루미나 미분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

환경 안정성, 대전 안정성, 현상 성능, 유동성 및 저장 안정성을 향상시키고 클리닝 성능을 향상시키기 위해서는, 실리카 미분말, 티타늄 미분말 또는 알루미나 미분말과 같은 무기 미분말을 본 발명에 사용될 수 있는 현상제에 외첨하는 것, 즉 상기 무기 미분말이 현상제 입자 표면 또는 그의 근처에 존재하는 것이 바람직할수 있다. 이들 중, 실리카 미분말이 특히 바람직하다.

예를 들어, 실리카 미분말로는 할로겐화규소의 증기상 산화에 의해 생성되는 건식 실리카 또는 열분해 실리카로 불리는 실리카 미분말, 및 물 유리 등으로부터 생성되는 습식 실리카로 불리는 실리카 미분말이 유용하며, 이들 둘 중 어느 것도 사용할 수 있다. 실리카 미분말의 표면 및 내부에 보다 적은 실라놀기를 갖고 Na₂O 및 SO₃ ^2-와 같은 생성 잔기를 보다 더 적게 남기는 건식 실리카가 바람직하다. 건식 실리카에서, 할로겐화규소와 함께 염화알루미늄 또는 염화티타늄과 같은 다른 금속 할로겐화 화합물을 건식 실리카의 생성 단계에서 사용하여 다른 금속 산화물과 함께 복합성 실리카 미분말을 수득하는 것도 가능하다. 실리카 미분말에는 이들도 포함된다.

본 발명에 사용될 수 있는 유동화제로는 유기 처리된 무기 미분말도 사용할 수 있다. 이러한 유기 처리 방법으로는 무기 미분말과 반응할 수 있거나 상기 무기 미분말에 물리적으로 흡착될 수 있는 실란 커플링제 또는 티타늄 커플링제와 같은 유기금속 화합물로 무기 미분말을 처리하는 방법을 이용할 수 있다. 이러한 처리는 무기 미분말의 소수성을 보다 더 높일 수 있고, 특히 습도가 높은 환경에서 환경 안정성이 보다 우수한 현상제를 수득할 수 있다. 따라서, 이렇게 처리된 무기 미분말이 바람직하게 사용될 수 있다.

유기 처리에 사용되는 실란 커플링제에는 예를 들어, 헥사메틸디실라잔, 트리메틸실란, 트리메틸클로로실란, 트리메틸에톡시실란, 디메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 알릴디메틸클로로실란, 알릴페닐디클로로실란, 벤질디메틸클로로실란, 브로모메틸디메틸클로로실란, α-클로로에틸트리클로로실란, β-클로로에틸트리클로로실란, 클로로메틸디메틸클로로실란, 트리오르가노실릴 메르캅탄, 트리메틸실릴 메르캅탄, 트리오르가노실릴 아크릴레이트, 비닐디메틸아세톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 헥사메틸디실록산, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 1,3-디페닐테트라메틸디실록산, 및 분자 당 2 내지 12개의 실록산 단위를 갖고 있으며 말단에 위치한 그의 단위에 있는 각 Si에 결합된 히드록실기를 함유하는 디메틸폴리실록산이 포함될 수 있다.

실란 커플링제에는 단독으로 또는 함께 사용할 수 있는, 질소 원자를 갖는 실란 커플링제, 예컨대, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 디메틸아미노프로필트리메톡시실란, 디에틸아미노프로필트리메톡시실란, 디프로필아미노프로필트리메톡시실란, 디부틸아미노프로필트리메톡시실란, 모노부틸아미노프로필트리메톡시실란, 디옥틸아미노프로필디메톡시실란, 디부틸아미노프로필디메톡시실란, 디부틸아미노프로필모노메톡시실란, 디메틸아미노페닐트리에톡시실란, 트리메톡시실릴-γ-프로필페닐아민 및 트리메톡시실릴-γ-프로필벤질아민도 포함될 수 있다. 바람직한 실란 커플링제로는 헥사메틸디실라잔 (HMDS) 및 아미노프로필트리메톡시실란이 포함될 수 있다.

무기 미분말을 상기 실란 커플링제로 처리하는 방법으로는 예를 들어, 분무, 유기 용매 방법, 수용액 방법 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

다른 유기 처리로서 실리콘 오일로 처리된 미분말을 사용할 수도 있다. 바람직한 실리콘 오일로는 점도가 25℃에서 0.5 내지 10,000 mm²/s, 바람직하게는 1 내지 1,000 mm²/s인 실리콘 오일을 사용할 수 있고, 이 실리콘 오일에는 예를 들어, 메틸히드로겐실리콘 오일, 디메틸실리콘 오일, 페닐메틸실리콘 오일, 클로로메틸실리콘 오일, 알킬 개질 실리콘 오일, 지방산 개질 실리콘 오일, 폴리옥시알킬렌 개질 실리콘 오일 및 불소 개질 실리콘 오일이 포함될 수 있다. (+)로 대전될 수 있는 현상제에 사용되는 경우, 측쇄에 질소 원자를 갖는 실리콘 오일, 예컨대, 아미노 개질 실리콘 오일을 사용하는 것이 더 바람직하다.

본 발명에 사용되는 실리카 미분말, 산화티타늄 미분말 및 알루미나 미분말의 BET 비표면적은 질소 가스 흡입을 이용한 BET 방법으로 측정할 때 바람직하게는 30 m²/g 이상, 특히 50 내지 400 m²/g일 수 있다. 이러한 분말은 우수한 결과를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 사용되는 실리카 미분말, 산화티타늄 미분말 및 알루미나 미분말은 자성 토너 입자 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 8 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부, 특히 바람직하게는 0.2 내지 3 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 0.01 중량부 미만의 양으로 사용하면 현상제가 응집되는 것을 막는 데 덜 효과적이어서, 높은 유동성 지수를 나타나게 하는 경향이 있다. 8 중량부를 초과한 양으로 사용하면 유동화제가 토너 입자 표면에 부착하지 않으면서 자유롭게 있도록 하는 경향이 있고, 1성분 현상제가 균일하고 적절한 전하량을 유지하기 어렵게 하여 몇몇 경우 현상 성능을 낮추는 것과 같은 문제점을 초래할 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 현상제에서, 상기 유동화제 이외의 외첨제를 추가로 첨가할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 플루오라이드, 스테아르산아연 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드와 같은 윤활제를 사용할 수 있다. 특히, 폴리비닐리덴 플루오라이드가 바람직하다. 산화세륨, 티탄산스트론튬 또는 규산스트론튬과 같은 연마제를 사용할 수 있다. 특히, 티탄산스트론튬이 바람직하다. 또한, 점착 방지제; 카본블랙, 산화아연, 산화안티몬 또는 산화주석 분말로 예시되는 전도성 부여제; 또는 역-극성 백색 입자 또는 흑색 입자를 현상능 향상제로서 소량으로 사용할 수도 있다.

이러한 외첨제 중 어떠한 것도 토너 입자 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 7 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명에 따라 토너 입자를 생성시키는 데 있어서, 상기 성분 물질들을 볼 분쇄기 또는 임의의 다른 혼합기로 철저히 혼합한 후, 수득된 혼합물을 열 롤, 혼련기 또는 압출기와 같은 열 혼련기로 잘 혼련시키고, 혼련된 생성물을 냉각시켜 고화시킨 후, 제분, 분류 및 임의로 토너 입자의 형상 조절을 수행하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 디스크 또는 다수의 유동성 노즐을 사용하여 용융-혼련 생성물을 공기 중에서 분사하여 구형 토너 입자를 수득하는, 일본 특허 공개 제56-13945호에 개시된 방법; 성분 물질들을 결착 수지 용액에 분산시킨 후 분무 건조하여 토너 입자를 수득하는 방법; 토너 입자들을 현탁 중합에 의해 직접 생성시키는, 일본 특허 공개 제36-10231호, 일본 특허 출원 공개 제59-53856호 및 일본 특허 출원 공개 제59-61842호에 개시된 방법; 수용성 극성 중합 개시제의 존재 하에서 토너 입자가 중합가능한 단량체의 직접적인 중합에 의해 생성되는 비누무함유 중합에 의해 예시되는 에멀젼 중합 방법; 수지 미립자, 착색제 등을 결합시켜 토너 입자를 생성하는 결합 중합 방법; 중합가능한 단량체를 용해시킬 수 있고 생성된 중합체를 용해시킬 수 없는 수성 유기 용매를 사용하여 토너 입자를 직접 생성하는 분산 중합 방법; 및 상기 성분 물질을 코어 (core) 물질 또는 껍질 (shell) 물질, 또는 이들 둘다에 혼입하여 마이크로캡슐 토너라고 불리는 토너 입자를 생성하는 방법이 유용하다.

토너 입자의 형상 조절을 위한 처리로는 제분에 의해 얻어진 토너 입자를 물 또는 유기 용매에 분산시켜 이들 입자를 가열시키거나 팽윤시키는 방법, 토너 입자를 뜨거운 공기 흐름에 통과시키는 열 처리 방법, 및 기계적 에너지를 토너 입자에 인가하는 기계적-충격 방법을 이용할 수 있다. 기계적 충격력을 인가하는 방법으로는 호소카와 마이크론 코포레이션 (Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작된 기계융합 시스템 또는 나라 키카이 세이사쿠쇼 (Nara Kikai Seisakusho)에 의해 제작된 혼성화 시스템과 같은 장치 중에서 고속 회전 블레이드에 의한 원심력으로 주형 내벽에 토너 입자를 압착시켜 압착력 또는 마찰력과 같은 힘에 의해 기계적 충격력을 토너 입자에 부여하는 방법을 이용할 수 있다.

본 발명에서, 기계적 충격을 부여하기 위한 처리를 수행할 때, 처리시의 대기 온도는 토너 입자의 유리 전이 온도 Tg 근처의 온도 (Tg ± 30℃)로 맞출 수 있다. 이것은 응집 방지 및 생산성의 관점에서 바람직하다. 보다 바람직하게는, 열기계적 충격에 의해 구형 토너 입자를 만드는 처리는 Tg ± 20℃에서 수행할 수 있다. 이것은 전도성 미립자 기능을 효율적으로 하는 데 바람직하다.

배치 타입 장치로는 나라 키카이 세이사쿠쇼 케이. 케이 (Nara Kikai Seisakusho K.K.)에 의해 제작된, 시판되는 혼성화 시스템을 사용하는 것이 바람직한 예 중 하나이다.

제분 공정에 의해 수득된 토너 입자들의 형상을 조절하도록, 결착 수지와 같은 토너 입자 성분 물질을 선택하고 제분시의 조건을 적절하게 조정할 수 있다. 그러나, 공기 연마기에 의해 토너 입자의 순환성을 더 높이기 위한 시도에서 생산성이 더 낮아지는 경향이 있기 때문에, 기계적 연마기를 사용하고 토너 입자들의 순환성이 더 높아질 수 있는 조건으로 맞추는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 토너 입자들의 입도 분포의 편차 계수를 낮게 유지하기 위해, 분류의 단계에서 다중-분할 분류기를 사용하는 것이 생산성 면에서 바람직하다. 또한, 토너 입자 중 임의의 초미립자를 직경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만인 입자로 축소시키기 위해, 제분 단계에서 기계적 연마기를 사용하는 것이 바람직하다.

이렇게 수득된 토너 입자에게 외첨제를 첨가한 후, 이들을 혼합기로 혼합하고, 이어서 임의로 체질한다. 이로써, 본 발명에 사용된 현상제를 제조할 수 있다.

토너 입자들이 제분 공정에 의해 생산되는 경우 사용되는 생산 장치로서 혼합기에는 헨쉘 믹서 [(Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.)에 의해 제작됨]; 수퍼 믹서 [(Kawata K.K.)에 의해 제작됨]; 리보콘 [(Ohkawara Seisakusho K.K.)에 의해 제작됨]; 나우타 믹서, 터뷸라이저 및 사이클로믹스 [(Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작됨]; 스피랄 핀믹서 [(Taiheiyo Koko K.K.)에 의해 제작됨]; 및 레디지 믹서 [(Matsubo K.K.)에 의해 제작됨]이 포함될 수 있다. 혼련기에는 KRC 혼련기 [(Kurimoto Tekkosho K.K.)에 의해 제작됨]; 부스 코-혼련기 [(Buss Co.)에 의해 제작됨]; TEM-타입 압출기 [(Toshiba Machine Co., Ltd.)에 의해 제작됨]; TEX 이축 압출기 [(Nippon Seiko K.K.)에 의해 제작됨); PCM 혼련기 [(Ikegai Tekkosho K.K.)에 의해 제작됨]; 3-롤 분쇄기, 혼합 롤 분쇄기 및 혼련기 [(Inoue Seisakusho K.K.)에 의해 제작됨]; 니이덱스 [(Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.)에 의해 제작됨]; MS-타입 압력 혼련기, 혼련기 루더 [(Moriyama Seisakusho K.K.)에 의해 제작됨]; 및 반버리 믹서 [(Kobe Seikosho K.K.)에 의해 제작됨]이 포함될 수 있다. 연마기에는 카운터 제트 분쇄기, 마이크론 제트 및 이노마이저 [(Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작됨]; IDS-타입 분쇄기 및 PJM 제트 연마 분쇄기 [(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 크로스 제트 분쇄기 [(Kurimoto Tekkosho K.K.)에 의해 제작됨]; 울맥스 [(Nisso Engineering K.K.)에 의해 제작됨]; SK 제트 O-분쇄기 [(Seishin Kigyo K.K.)에 의해 제작됨]; 크립트론 [(Kawasaki Heavy Industries, Ltd.)에 의해 제작됨]; 및 터보 분쇄기 [(Turbo Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]이 포함될 수 있다. 이들 중, 크립트론 및 터보 분쇄기와 같은 기계적 연마기를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 분류기에는 클래실, 마이크론 분류기 및 스페딕 분류기 [(Seishin Kigyo K.K.)에 의해 제작됨]; 터보 분류기 [(Nisshin Engineering K.K.)에 의해 제작됨]; 마이크론 분리기, 터보프렉스 (ATP) 및 TSP 분리기 [(Hosokawa Micron Corporation)에 의해 제작됨]; 엘보우 제트 [(Nittestsu Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 분산 분리기[(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 및 YM 마이크로컷트 [(Yasukawa Shoji K.K.)에 의해 제작됨]이 포함될 수 있다. 조분말 등을 체질하는 데 사용되는 체에는 울트라소닉 [(Koei Sangyo K.K.)에 의해 제작됨]; 레조나 시브 및 자이로시프터 [(Tokuju Kosakusho K.K.)에 의해 제작됨]; 바이브라소닉 시스템 [(Dulton Co.)에 의해 제작됨]; 소니클린 [(Shinto Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 터보 스크리너 [(Turbo Kogyo K.K.)에 의해 제작됨]; 마이크로시프터 [(Makino Sangyo K.K.)에 의해 제작됨]; 및 순환 진동 스크린이 포함될 수 있다.

본 발명의 공정 카트리지, 본 발명의 화상 형성 방법을 수행하는 화상 형성 장치, 및 바람직하게 본 발명에 따른 현상 장치, 현상제 담지체 및 현상제를 이용하는 본 발명의 화상 형성 방법은 하기에 기재되어 있다.

본 발명 공정 카트리지의 제1 실시양태는 잠상 담지체 상에서 형성된 정전 잠상이 현상제를 사용함으로써 현상제 상으로서 가시화되고, 이 가시화된 현상제 상은 전사 매체로 전사되어 화상을 형성하는 공정 카트리지이고, 이는 적어도 정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체, 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키기 위한 대전 수단, 및 상기 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상함으로써 현상제 상을 형성하는 현상 장치를 갖는 것을 특징으로 하는데;

현상 장치 및 잠상 담지체는 단일 유닛으로 일체화되어 화상 형성 장치의 본체에 탈착가능하게 탑재되도록 구성되어 있고;

현상제는 상기 기재된 바와 같이 구성되어 있고;

현상 장치는 적어도 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 현상 용기에 수용되어 있는 현상제를 담지하여 현상 영역에 반송하기 위한 현상제 담지체, 및 상기 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제 층 두께 조절 부재를 포함하며; 그리고

대전 단계는 현상제에 함유된 전도성 미립자가 적어도 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에서는 개재된 상태가 되도록 대전 수단에 전압을 인가하여 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키는 단계이다.

본 발명 공정 카트리지의 제2 실시양태는 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상이 현상제를 사용함으로써 현상제 상을 가시화하고, 이 가시화된 현상제 상을 전사 매체로 전사시켜 화상을 형성하는, 그리고 적어도 정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체, 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키기 위한 대전 수단, 및 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상함으로써 현상제 상으로서 가시화함과 동시에 현상제 상이 기록 매체로 전사된 후에 잠상 담지체 상에 남아있는 현상제를 회수하는 현상 장치를 갖는 공정 카트리지인데;

현상 장치 및 잠상 담지체는 단일 유닛으로 일체화되어 화상 형성 장치의 본체에 탈착가능하게 탑재되도록 구성되어 있고;

현상제는 상기 기재된 바와 같이 구성되어 있으며; 그리고

현상 장치는 적어도 현상제를 담지하기 위한 현상 용기, 현상 용기 내에 담지된 현상제를 담지하여 현상 영역으로 현상제를 반송하기 위한 현상제 담지체, 및 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제 층 두께 조절 부재를 갖는다.

본 발명의 화상 형성 방법을 수행하는 화상 형성 장치의 제1 실시양태는 적어도 1) 정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체, 2) 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키기 위한 대전 수단, 3) 현상제를 담지하는 동시에 잠상 담지체와 대향하는 현상 영역에 현상제를 반송하여 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 잠상 담지체 상에 담지된 현상제를 사용하여 현상함으로써 현상제 상을 형성하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치, 4) 잠상 담지체 상에 담지된 현상제 상을 기록 매체의 전사 매체로 전사하기 위한 전사 장치, 및 5) 전사 매체 상에 전사된 현상제 상을 전사 매체의 표면에 정착시키기 위한 정착 수단을 갖는 화상 형성 장치인데;

현상제 및 현상제 담지체는 상기 기재한 바와 같이 구성되어 있으며; 그리고

대전 수단은 현상제에 함유된 전도성 미립자가 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에 개재된 상태가 되도록 대전 수단에 전압을 인가하여 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키는 것이다.

본 발명의 화상 형성 방법을 수행하는 화상 형성 장치의 제2 실시양태는 적어도 1) 정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체, 2) 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키기 위한 대전 수단, 3) 현상제를 담지하는 동시에 잠상 담지체와 대향하는 현상 영역에 현상제를 반송하여 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 잠상 담지체 상에 담지된 현상제를 사용하여 현상함으로써 현상제 상을 형성하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치, 4) 잠상 담지체 상에 담지된 현상제 상을 기록 매체의 전사 매체로 전사하기 위한 전사 장치, 및 5) 전사 매체 상에 전사된 현상제 상을 전사 매체의 표면에 정착시키기 위한 정착 수단을 갖는 화상 형성 장치인데;

현상제 및 현상제 담지체는 상기 기재한 바와 같이 구성되어 있으며; 그리고

현상 장치는 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용하여 현상함으로써 이를 현상제 상으로 가시화함과 동시에 현상제 상이 기록 매체로 전사된 후에 잠상 담지체 상에 남아 있는 현상제를 회수한다.

본 발명 화상 형성 방법의 제1 실시양태는

잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키는 대전 단계;

대전 단계에서 대전된 잠상 담지체의 대전된 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 단계,

정전 잠상을 현상하여, 현상제를 담지하며 잠상 담지체와 마주보는 현상 영역에 현상제를 반송하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치에 의해 현상제 상으로서 정전 잠상을 가시화하는 현상 단계,

현상제 상을 전사 매체에 전사하는 전사 단계, 및

전사 매체에 전사된 현상제 상을 정착 수단을 이용하여 정착시키는 정착 단계를 포함하는 화상 형성 방법인데,

여기서, 이들 단계를 순차적으로 반복하여 화상을 형성하고,

상기 현상제 및 현상제 담지체는 상기 기재한 바와 같이 구성되며, 그리고

상기 대전은 현상제에 함유된 전도성 미립자가 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에 개재된 상태가 되도록 대전 수단에 전압을 인가하여 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키는 단계이다.

본 발명 화상 형성 방법의 제2 실시양태는

잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키는 대전 단계;

대전 단계에서 대전된 잠상 담지체의 대전된 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 단계;

정전 잠상을 현상하여, 현상제를 담지하며 잠상 담지체와 마주보는 현상 영역에 현상제를 반송하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치에 의해 현상제 상으로서 정전 잠상을 가시화하는 현상 단계;

현상제 상을 전사 매체에 전사하는 전사 단계; 및

전사 매체에 전사된 현상제 상을 정착 수단을 이용하여 정착시키는 정착 단계를 포함하는 화상 형성 방법인데,

여기서, 이들 단계를 순차적으로 반복하여 화상을 형성하고;

상기 현상제 및 현상제 담지체는 상기 기재한 바와 같이 구성되며; 그리고

현상 단계는 정전 잠상을 현상제 상으로서 가시화함과 동시에, 현상제 상이 기록 매체로 전사된 후에 잠상 담지체 상에 남아 있는 현상제를 회수하는 단계이다.

상기 기재된 각각의 공정 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법의 제1 실시양태는, 대전 단계가 현상제의 성분이 잠상 담지체와 대전 부재 사이의 접촉 영역에 개재된 상태가 되도록 잠상 담지체와 접촉하는 대전 부재에 접압을 인가함으로써 잠상 담지체를 정전기적으로 대전시키는 소위 접촉 대전계를 이용하는 실시양태이다.

상기 기재된 각각의 공정 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법의제2 실시양태는, 현상 단계가 현상제 상이 기록 매체로 전사된 후에 잠상 담지체 상에 남아 있는 현상제를 회수하는 단계로서도 작용되는 소위 현상 동시 클리닝 계를 채용하는 실시양태이다.

이하, 본 발명의 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법에 관하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 화상 형성 방법에 있어서의 대전 단계는, 대전 수단으로서 코로나 대전기 등의 비접촉형의 대전기, 또는 피대전체인 잠상 담지체에 롤러형 (대전 롤러), 퍼 브러쉬 (fur brush)형, 자기 브러쉬형 또는 블레이드형 등의 전도성 대전 부재 (접촉 대전 부재 또는 접촉 대전기)를 접촉시키고 이 접촉 대전 부재 (이하 "접촉 대전 부재"라고 부름)에 소정의 대전 바이어스를 인가하여 피대전체의 표면을 소정의 극성 및 전위로 정전기적으로 대전시키는 접촉 대전기를 이용하여 수행한다. 본 발명에 있어서, 코로나 대전기 등의 비접촉형 대전기보다 오존 발생이 적고 전력 소비가 적은 것 등의 이점이 있는 접촉 대전기를 이용하는 것이 바람직하다.

잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자는 형성되는 화상의 패턴에 대응하는 것과, 화상이 형성되어 있지 않은 부분의 이른바 포그 형성 (fogging) 토너에 기인하는 것을 포함하는 것으로 생각된다. 형성되는 화상 패턴에 대응하는 전사 잔류 토너 입자에 있어서, 이들을 현상 동시 클리닝에서 완전히 회수하는 것은 곤란하다. 회수가 불충분할 경우, 회수 불량의 전사 잔류 토너 입자가 그대로 다음에 형성되는 화상에 나타나 패턴 고스트 (ghost)를 일으킬 수 있다. 화상 패턴에 대응하는 이러한 전사 잔류 토너 입자에 대하여, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 함으로써 현상 동시 클리닝에서의 회수성을 대폭 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 현상 단계가 접촉 현상 공정이면, 현상제를 담지하는 현상제 담지체의 이동 속도와 이 현상제 담지체에 접촉하고 있는 잠상 담지체의 이동 속도 사이에 상대적 속도차를 설정함으로써 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하면서 동시에 전사 잔류 토너 입자를 좋은 효율로 회수할 수 있다. 그러나, 화상 형성 동안의 순간적인 전원 차단 또는 종이 걸림 시간의 경우와 같이 다량의 전사 잔류 토너 입자가 잠상 담지체 상에 남는 경우에는, 전사 잔류 토너 입자의 패턴이 잠상 담지체 상에 잔류하여 화상노광에 의한 잠상형성을 저해하기 때문에 패턴 고스트가 나타날 수 있다. 그에 대한 반대 조치로서, 접촉 대전기를 이용하는 경우, 접촉 대전 부재에 의해 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 할 수 있다. 즉, 현상 단계가 비접촉 현상 공정인 것만으로도 전사 잔류 토너 입자를 좋은 효율로 회수할 수 있어, 회수 불량으로 인한 패턴 고스트의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 다량의 전사 잔류 토너 입자가 잠상 담지체 상에 잔류하는 경우에도, 마찬가지로 접촉 대전 부재가 일단 전사 잔류 토너 입자를 막고, 이어서 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하여, 전사 잔류 토너 입자를 잠상 담지체 상에 서서히 방출시킨다. 따라서, 잠상 형성의 어떤 저해로 인한 패턴 고스트를 방지할 수 있다. 다량의 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 의해 막히는 경우 접촉 대전 부재의 어떤 오염으로 인한 잠상 담지체의 대전성 저하에 관하여는, 본 발명의 특정한 현상제를 이용함으로써 잠상 담지체 상의 균일한 대전성의 저하를 실제적인 사용에 문제되지 않는 수준으로 감소시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 본 발명에 접촉 대전기를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에, 상대적 속도차를 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에 상대적 속도차를 설정하면, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 사이에서 토크가 대폭적으로 증대되고 접촉 대전 부재와 잠상 담지체의 표면에 스크래치가 현저하게 생성될 수 있다. 그러나, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉부에 현상제가 갖는 성분을 개재시킴으로써 윤활 효과 (마찰 저감 효과)를 얻을 수 있다. 이로써, 어떠한 대폭적인 토크의 증대 및 현저한 스크래치도 유발시키지 않으면서 속도차를 설정할 수 있게 된다.

접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉부에 개재된 현상제가 갖는 성분은 적어도 전술한 전도성 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 이 접촉부에 개재된 현상제 성분 전체에 대한 전도성 미립자의 함유 비율이, 상기 본 발명의 현상제에 함유되는 전도성 미립자 (즉, 본 발명의 화상 형성에 사용되기 전의 현상제 중의 전도성 미립자)의 함유 비율보다 높을 수 있다. 상기 접촉부에 개재된 현상제가 갖는 성분이 적어도 전도성 미립자를 함유하게 되면, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 사이에 전도 통로가 확보되어, 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착 또는 이동되는 것에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성의 저하를 억제할 수가 있다. 또한, 상기 접촉부에 개재된 현상제 성분 전체에 대한 전도성미립자의 함유 비율이 상기 본 발명의 현상제에 함유되는 전도성 미립자의 함유 비율보다 높게 되면, 접촉 대전 부재에 전사 잔류 토너 입자가 부착 또는 이동되는 것에 의한 잠상 담지체의 균일한 대전성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 사이에 상대적 이동 속도를 비교적 크게 설정한 경우라도, 우수한 윤활성을 발휘하는 1.OO ㎛ 이상 2.00 ㎛ 미만의 입경 범위의 입자를 다량 포함하는 전도성 미립자가 대전부에 공급되기 때문에, 접촉 대전 부재 및 잠상 담지체가 스크래핑되거나 스크래칭되는 것을 억제할 수 있다.

접촉 대전 부재에 인가된 대전 바이어스는 DC 전압만일 수 있다. 이러한 직류 전압에 의한 것만으로도, 잠상 담지체에 대한 양호한 대전성을 달성할 수 있다. 이것은 DC 전압에 교번 전압 (AC 전압)을 중첩하여 형성된 전압일 수도 있다. 이러한 교번 전압의 파형으로는, 정현파 (sinusoidal waveform), 구형파 (rectangular waveform) 및 삼각파 (triangular waveform) 중 어떤 것을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 교번 전압은, DC 전원을 주기적으로 온/오프함으로써 형성된 펄스파의 전압이어도 무방하다. 이와 같이, 교번 전압으로는, 주기적으로 전압 수치가 변화하는 파형을 갖는 바이어스가 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 접촉 대전 부재에 인가된 대전 바이어스는, 어떠한 방전 생성물도 형성되지 않는 범위에서 인가되는 것이 바람직할 수 있다. 보다 구체적으로, 접촉 대전 부재와 피대전체 (잠상 담지체)와의 사이에서 발생하는 방전 개시 전압보다 낮은 것이 바람직할 수 있다. 또한, 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 제어되는 대전계가 바람직하다.

현상 동시 클리닝 방법으로는, 잠상 담지체 상에 잔류하는 절연성 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재와 접촉하고 부착 또는 이동되어 잠상 담지체의 대전성이 저하될 수 있다. 방전 대전 메카니즘에 의해 주로 제어되는 대전계의 경우에는, 접촉 대전 부재 표면에 부착된 토너층이 방전 전압을 저해할 수 있는 저항을 갖게 되는 시점 근처에 잠상 담지체의 대전성이 급격하게 저하되는 경향이 있다. 한편, 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 제어되는 대전계의 경우에는, 접촉 대전 부재에 부착 또는 이동된 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재 표면과 피대전체와의 접촉 확률을 저하시키는 것에 의해 피대전체 (잠상 담지체)의 균일한 대전성이 저하될 수 있다. 이것은 정전 잠상의 콘트라스트 및 균일성을 저하시켜, 화상 농도를 저하시키고 포그 생성을 상당히 증대시킬 수 있다.

방전 대전 메카니즘 및 직접 주입 대전 메카니즘의 대전성 저하 메카니즘에 따르면, 잠상 담지체와 이 잠상 담지체와 접촉하는 대전 부재와의 접촉부에 적어도 전도성 미립자를 개재하는 것에 의한 잠상 담지체의 대전성 저하 방지 효과 및 대전 촉진 효과는 직접 주입 대전 메카니즘에 있어서 보다 현저하다. 따라서, 직접 주입 대전 메카니즘에 본 발명의 현상제를 적용하는 것이 바람직할 수 있다.

보다 구체적으로, 방전 대전 메카니즘에 있어서, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착 또는 이동되어 형성되는 토너층이 접촉 대전 부재로부터 잠상 담지체로 공급되는 방전 전압을 저해할 수 있는 저항을 갖지 않도록 하기위해, 잠상 담지체와 이 잠상 담지체에 접촉하는 대전 부재와의 접촉부에 적어도 전도성 미립자를 개재시킴으로써, 잠상 담지체와 이 잠상 담지체에 접촉하는 대전 부재와의접촉부 및 그 근방의 대전 영역에 개재된 현상제 성분 전체에 대하여 전도성 미립자의 함유 비율을 더 크게해야 한다. 따라서, 접촉 대전 부재에 부착 또는 이동된 토너층이 방전 전압을 저해할 수 있는 저항을 갖지 않도록 부착 또는 이동된 전사 잔류 토너 입자량을 제한하기 위해, 잠상 담지체 상에 훨씬 더 많은 전사 잔류 토너 입자가 방출되어야 한다. 이는 잠상 형성을 제한하는 경향이 있다.

한편, 직접 주입 대전 메카니즘에 있어서는, 잠상 담지체와 이 잠상 담지체에 접촉하는 대전 부재와의 접촉부에 적어도 전도성 미립자를 개재시키는 것에 의해 전도성 미립자를 통해 접촉 대전 부재와 피대전체와의 접촉점을 쉽게 확보할 수 있다. 즉, 접촉 대전 부재에 부착 또는 이동된 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재와 피대전체와의 접촉 확률을 저하시키는 것을 방지하여, 잠상 담지체의 대전성 저하를 억제할 수 있다.

특히, 접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에 상대적 속도차를 설정하는 경우, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉부에 개재된 현상제 성분 전체의 양이 접촉 대전 부재와 잠상 담지체 사이의 마찰에 의해서 제한될 수 있다. 이는 잠상 담지체의 대전 저해를 보다 확실하게 억제할 수 있고, 또한 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉부에서 전도성 미립자가 잠상 담지체에 접촉하는 기회를 특별히 증가시킬 수도 있다. 따라서, 전도성 미립자를 통한 잠상 담지체로의 직접 주입 대전을 보다 촉진시킬 수 있다. 한편, 방전 대전에 있어서, 방전은 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉부에서 일어나는 것이 아니라 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 비접촉부에서 일어나며,미소 간극을 갖는다. 따라서, 접촉부에 개재된 현상제 성분 전체의 양이 제한되는 것에 의해서는 대전 저해를 억제하는 효과를 기대할 수 없다.

이러한 관점으로부터, 또한, 본 발명에 있어서는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 제어되는 대전계를 사용하는 것이 바람직하다. 방전 대전에 의존하지 않는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해 주로 제어되는 대전계가 바람직하다. 이러한 대전계를 실현하기 위해, 접촉 대전 부재에 인가되는 대전 바이어스는 접촉 대전 부재와 피대전체 (잠상 담지체)와의 사이에서 발생하는 방전 개시 전압보다 낮은 것이 바람직할 수 있다.

접촉 대전 부재의 표면에서의 이동 속도와 잠상 담지체의 표면에서의 이동 속도와의 사이에 상대적 속도차를 설정하는 구성으로는 접촉 대전 부재를 회전 구동함으로써 속도차를 설정하는 것이 바람직할 수 있다.

접촉 대전 부재 표면에서의 이동 방향과 잠상 담지체 표면에서의 이동 방향은 서로 역방향인 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체가 서로 역방향으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 잠상 담지체에 남겨져 접촉 대전 부재로 운반되는 전사 잔류 토너 입자를 접촉 대전 부재에 일시적으로 회수하여 고르게 하기 위해서는 접촉 대전 부재 및 잠상 담지체가 서로 역방향으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 접촉 대전 부재를 회전 구동시키고, 또한, 잠상 담지체 표면의 이동 방향과 역방향으로 이들 사이의 접촉부에서 회전되도록 접촉 대전 부재를 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자가 역방향 회전으로 먼저 분리된 상태에서 대전을 수행한다.이는 주로 직접 주입 대전 메카니즘을 수행하여 잠상 담지체 형성의 저해를 억제할 수 있게 해준다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과를 높임으로써 전사 잔류 토너 입자에서의 회수성을 높여 회수 불량에 의한 페턴 고스트의 발생을 더욱 확실하게 방지하는 것이 가능해진다.

접촉 대전 부재를 잠상 담지체 표면의 이동 방향과 동일 방향으로 이동시켜 상대적 속도차를 갖도록 하는 것도 가능하다. 그러나, 직접 주입 대전의 대전성은 접촉 대전 부재의 이동 속도에 대한 잠상 담지체의 상대 이동 속도비에 따라 달라진다. 따라서, 역방향의 경우와 동일한 상대 이동 속도비를 얻기 위해서는, 동일 방향으로 회전하는 접촉 대전 부재의 이동 속도가 역방향의 경우보다 커져야 한다. 따라서, 이동 속도 면에서는 대전 부재를 역방향으로 이동시키는 것이 더욱 유리하다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과에 있어서도, 대전 부재를 잠상 담지체 표면의 이동 방향과 역방향으로 이동시키는 것이 더욱 유리하다.

본 발명에 있어서는, 접촉 대전 부재의 이동 속도에 대한 잠상 담지체의 이동 속도비 (상대 이동 속도비)는 10 ％ 내지 500 ％가 바람직하고, 20 ％ 내지 400 ％가 더욱 바람직하다.

상대 이동 속도비가 상기 범위보다 지나치게 작은 경우에는, 접촉 대전 부재 표면과 잠상 담지체와의 접촉 확률을 충분히 증가시킬 수 없어 직접 주입 대전에 의한 잠상 담지체의 대전성을 유지하는 것이 어려운 경우가 있다. 더욱이, 상기한 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉부에 개재된 전도성 미립자의 양이 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접찰(摺擦)에 의해서 제한될 수 있고, 전사 잔류 토너입자의 패턴을 고르게 하여 현상 동시 클리닝에서 현상제의 회수성을 높이는 효과가 얻어지지 않는 경우도 있다.

상대 이동 속도비가 상기 범위보다 지나치게 큰 경우에는, 접촉 대전 부재의 이동 속도가 더 높아진다. 따라서, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉부로 운반되는 현상제 성분이 비산되어 장치 내에 오염이 생기게 하고, 또한 잠상 담지체와 접촉 대전 부재가 마모되거나 스크래치가 생겨 수명이 단축되는 경향이 있다.

접촉 대전 부재의 이동 속도가 0인 경우 (접촉 대전 부재가 정지하고 있는 상태)에는, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉점이 고정점이 된다. 따라서, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체와의 접촉부가 마모되거나 열화되기 쉽고, 현상 동시 클리닝에서 현상제의 회수성을 높이는, 잠상 담지체의 대전 저해를 억제하는 효과 및 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과가 저해되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다.

본원에 기재한 상대적 속도차를 표시하는 상대 이동 속도비는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

상대 이동 속도비 (％) = ｜[(Vc-Vp)/Vp]×100｜

상기 식에서, Vc는 접촉 대전 부재 표면의 이동 속도이고, Vp는 잠상 담지체 표면의 이동 속도이며, 접촉 대전 부재 표면이 잠상 담지체 표면과 동일한 방향으로 접촉부에서 이동하는 경우, 접촉 대전 부재 표면의 이동 속도 Vc는 잠상 담지체 표면의 이동 속도 Vp와 동일한 부호로 나타내지는 값이다.

본 발명에 있어서는, 잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너 입자를 일시적으로접촉 대전 부재에 회수하고, 또한 전도성 미립자를 접촉 대전 부재에 담지하여 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉부를 제공함으로써 직접 주입 대전을 주로 실행하기 위해서는 접촉 대전 부재가 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 접촉 대전 부재에 의해 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 함으로써 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 높이기 위해서도 접촉 대전 부재가 탄성을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 대전 부재에 전압을 인가함으로써 잠상 담지체를 대전시켜, 대전 부재가 전도성이 되는 것이 바람직하다. 따라서, 대전 부재는 전도성 탄성 롤러, 및 롤러에 자성 입자를 자기 구속시킨 자기 브러쉬부를 갖고 상기 자기 브러쉬부를 피대전체에 접촉시킨 자기 브러쉬 접촉 대전 부재, 또는 전도성 섬유로 이루어지는 브러쉬 부재인 것이 바람직하다. 대전 부재의 구성을 간단하게 할 수 있다는 이점에서, 대전 부재는 전도성 탄성 롤러 또는 전도성을 갖는 브러쉬 롤러인 것이 바람직하다. 대전 부재에 부착 또는 혼입하는 현상제 성분 (예를 들면, 전사 잔류 토너 입자 및 전도성 미립자)을 비산없이 쉽게 안정적으로 유지할 수 있다는 점에서, 대전 부재는 전도성 탄성 롤러인 것이 바람직하다.

롤러 부재로서 전도성 탄성 롤러의 경도가 지나치게 낮으면 롤러 부재의 모양을 불안정하게 하여 피대전체와의 접촉을 불량하게 한다. 또한, 롤러 부재와 잠상 담지체간의 접촉부에 개재된 전도성 미립자가 전도성 탄성 롤러 표면을 스크래핑되거나 스크래칭되지 때문에, 안정한 대전성을 얻을 수 없다. 반면에, 경도가 너무 높으면 롤러 부재와 피대전체와의 사이에 대전 접촉부를 확보할 수 없을 뿐 아니라 피대전체 (잠상 담지체)의 표면과의 마이크로-접촉성을 불량하게 한다. 따라서, 잠상 담지체에 안정한 대전성을 얻을 수 없다. 또한, 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과가 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 높일 수 없게 한다. 따라서, 전도성 탄성 롤러와 잠상 담지체와의 접촉압을 더 높게 할 수 있다. 그러나, 이는 롤러 접촉 대전 부재 또는 잠상 담지체의 스크래프 또는 스크래치 등을 일으키는 경향이 있다. 이러한 관점에서, 롤러 부재로서 전도성 탄성 롤러의 아스카-C 경도는 20 내지 50인 것이 바람직하고, 25 내지 50인 것이 더욱 바람직하며, 25 내지 40인 것이 가장 바람직하다. 여기서, 아스카-C 경도는 JISK-6301로 규정되는 스프링식 경도계 아스카-C (고분자 계량기 주식회사 (Kohbunshi Keiki K.K.) 제조)를 이용하여 측정되는 경도이다. 본 발명에 있어서는, 9.8 N의 하중에서 롤러 형태로 측정하였다.

본 발명에 있어서, 접촉 대전 부재로서의 롤러 부재 표면은 전도성 미립자가 안정적으로 유지되도록 미소한 셀 또는 요철을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 전도성 탄성 롤러가 잠상 담지체와의 충분한 접촉 상태를 얻도록 탄성을 갖고, 동시에 이동하는 잠상 담지체를 충전하는데 충분히 낮은 저항을 갖는 전극으로 기능하는 것이 중요하다. 한편, 잠상 담지체에 핀홀과 같은 결함 부위가 존재하는 경우에는, 전압 누설을 방지할 필요가 있다. 피대전체로서 전자사진용 감광 부재와 같은 잠상 담지체를 이용한 경우, 충분한 대전성과 내누설을 얻기 위해서는 전도성 탄성 롤러 부재의 저항이 10³내지 10⁸Ωㆍ㎝인 것이 바람직하고, 10⁴내지 10⁷Ωㆍ㎝인 것이 더욱 바람직하다.

전도성 탄성 롤러 부재의 부피 저항은 다음과 같은 방법으로 측정된다: 49 N/m의 접촉압을 롤러에 인가하여 직경 30 ㎜의 원통형 알루미늄 드럼에 롤러를 압착한 상태로 코어와 알루미늄 드럼 사이에 100 V의 전압을 인가하여 측정할 수 있다.

예를 들면, 전도성 탄성 롤러는 코어상에 가요성 부재로서 고무 또는 발포체의 중저항층을 형성함으로써 제작된다. 중저항층은 수지 (예를 들면, 우레탄), 전도성 입자 (예를 들면, 카본 블랙), 경화제, 발포제 등으로 이루어져 코어 상에 롤러형으로 제공될 수 있다. 이후에, 형성된 롤러는 임의로 절삭할 수 있고, 그 표면을 목적하는 모양으로 연마하여 전도성 탄성 롤러를 제작할 수 있다.

전도성 탄성 롤러의 재료는 탄성 발포체로 한정되지 않는다. 탄성체로는 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리에틸렌 (EPDM), 우레탄, 부타디엔 아크릴로니트릴 고무 (NBR), 실리콘 고무 및 이소프렌 고무와 같은 고무 물질이 포함된다. 저항 조절을 위해, 카본 블랙 또는 금속 산화물과 같은 전도성 물질을 분산시킬 수도 있다. 이들을 발포시켜 얻어진 물질을 사용할 수도 있다. 또한, 전도성 물질을 분산시키지 않고 이온 전도성 재료를 사용하거나, 전도성 물질을 상기 물질들과 조합하여 사용함으로써 저항을 조정하는 것도 가능하다.

전도성 탄성 롤러는 탄성에 대항하여 소정의 압력에서 피대전체인 잠상 담지체와 접촉한다. 이 대전 접촉부의 폭은 특별히 제한되지 않는다. 전도성 탄성 롤러와 잠상 담지체간의 안정하고 친밀한 밀착성을 얻기 위해서, 폭은 1 ㎜ 이상이 바람직하고, 2 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명의 대전 단계에서 사용되는 대전 부재는, 전도성 섬유 (브러쉬 부재)로 이루어진 브러쉬에 전압을 인가하여 잠상 담지체를 대전하는 것일 수 있다. 이러한 접촉 대전 부재로서의 대전 브러쉬는 일반적으로 이용되는 섬유 및 저항 조정을 위해 섬유에 전도성 물질을 분산시킨 것일 수 있다. 섬유로는, 일반적으로 알려져 있는 섬유를 사용할 수 있고, 예를 들면 나일론, 아크릴, 레이온, 폴리카르보네이트 또는 폴리에스테르가 포함된다. 전도성 물질로는, 일반적으로 알려져 있는 전도성 물질을 사용할 수 있고, 예를 들면, 니켈, 철, 알루미늄, 금 및 은과 같은 금속; 산화철, 산화아연, 산화주석, 산화안티몬 및 산화티탄과 같은 금속 산화물; 및 카본 블랙과 같은 전도성 분말이 포함된다. 이러한 전도성 분말은 경우에 따라서는 소수화 또는 저항 조정의 목적으로 미리 표면 처리될 수 있다. 이들 전도성 분말을 사용하는 경우, 전도성 분말은 섬유와의 분산성 및 생산성을 고려하여 선택한다.

접촉 대전 부재로 사용되는 대전 브러쉬에는 고정형과 회전 가능한 롤형이 포함된다. 롤형의 대전 브러쉬로는 예를 들어, 전도성 섬유를 파일 직물 (pile fabric)로 만든 테이프를 금속제의 코어 주변에 나선형으로 감아 얻어진 롤 브러쉬가 포함된다. 전도성 섬유의 굵기는 1 데니어 내지 20 데니어 (직경 약 10 ㎛ 내지 500 ㎛의 섬유)이고, 브러쉬 섬유 길이는 1 ㎜ 내지 15 ㎜이며, 브러쉬 밀도는 1 평방 인치 당 10,000 내지 300,000 본 (thread) (1 평방 미터당 1.5 ×10⁷내지 4.5 ×10⁸본)이다.

대전 브러쉬는, 브러쉬 밀도가 가능한 한 높은 것을 사용하는 것이 바람직하고, 1개의 섬유를 수본 내지 수백본의 미세 섬유로부터 만드는 것이 또한 바람직하다. 예를 들면, 300 데니어/50 필라멘트와 같이, 300 데니어의 미세 섬유 50본을 묶고, 1개의 섬유로 식모할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 직접 주입 대전의 대전점을 결정하는 것은 주로 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉 대전부 및 그 근방의 전도성 미립자의 밀도에 의존한다. 따라서, 접촉 대전 부재의 선택 범위는 넓다.

대전 브러쉬의 저항은 전도성 탄성 롤러의 경우와 같이, 충분한 대전성과 내누설을 얻기 위해서는 10³내지 10⁸Ωㆍ㎝인 것이 바람직하고, 10⁴내지 10⁷Ωㆍ㎝인 것이 더욱 바람직하다.

대전 브러쉬의 재료로서는 유니치카(주) (Unichika. Ltd.) 제조의 전도성 레이온 섬유 REC-B, REC-C, REC-M1 및 REC-M10; 도레이(주) (Toray Industries, Inc.) 제조의 SA-7; 일본 산모(주) (Sanmo K. K.) 제조의 선데론(Thunderon); 가네보(주) (Kanebo, Ltd.) 제조의 벨트론(Beltoron); 구라레이(주) (Kuraray Co., Led.) 제조의 크라카보(Clacarbo); 레이온에 카본을 분산시킨 것; 및 미츠비시 레이온(주) (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)의 로아발(Roabal)이 포함된다. 환경 안정성 면에서 REC-B, REC-C, REC-M1 및 REC-M10을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 접촉 대전 부재가 가요성을 가질 수도 있다. 이는 접촉 대전 부재와 잠상 담지체의 접촉부에서 전도성 미립자가 잠상 담지체와 접촉하는 기회를 증가시켜 높은 접촉성을 얻고 직접 주입 대전성을 향상시키는 점에서 바람직하다. 즉, 접촉 대전 부재는 전도성 미립자를 통해 잠상 담지체와 긴밀하게 접촉하고, 접촉 대전 부재와 잠상 담지체의 접촉부에 존재하는 전도성 미립자가 잠상 담지체 표면을 단단히 접찰한다. 따라서, 접촉 대전 부재에 의한 잠상 담지체의 대전은 임의의 방전 현상을 이용하지 않고, 전도성 미립자를 통한 안전하고 안정한 직접 주입 방전이 지배적이다. 따라서, 종래의 방전 대전에 의한 롤러 대전 등으로 얻어지지 않는 높은 대전 효율이 전도성 미립자를 통한 직접 주입 대전을 적용함으로써 얻어질 수 있고, 접촉 대전 부재에 인가한 전압과 거의 동등한 전위를 잠상 담지체에 제공할 수 있다. 또한, 접촉 대전 부재가 가요성을 갖기 때문에, 다량의 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 공급되는 경우에는 전사 잔류 토너 입자를 일시적으로 막는 효과 및 전사 잔류 토너 입자의 패턴을 고르게 하는 효과를 높일 수 있다. 따라서, 잠상 형성 저해 및 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량에 의한 임의의 화상 불량의 발생을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉부에서 전도성 미립자의 개재량이 지나치게 적으면, 전도성 미립자에 의한 윤활 효과가 충분히 얻어지지 않고, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 마찰이 커지기 때문에 접촉 대전 부재를 잠상 담지체에 대하여 상이한 속도로 회전 구동시키는 것이 어려워진다. 즉, 전도성 미립자의 재개량이 적으면 구동 토크가 지나치게 커져 무리하게 회전시키면 접촉 대전 부재 또는 잠상 담지체가 스크래핑되기 쉽다. 더욱이, 전도성 미립자에 의한 접촉 기회 증가의 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있어, 양호한 잠상 담지체의 대전성이얻어지지 않는 경우도 있다. 반면에, 접촉부에서의 전도성 미립자의 개재량이 지나치게 많으면, 접촉 대전 부재로부터 전도성 미립자의 탈락이 현저하게 증가한다. 이는 화상 노광과 같은 잠상 형성 저해를 일으켜 화상 형성에 불리한 영향을 미치는 경향이 있다.

본 발명자들의 연구에 의하면, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재와의 접촉부에서의 전도성 미립자의 개재량은 1,000 입자/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 10,000 입자/㎟ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 전도성 미립자의 개재량이 1,000 입자/㎟ 이상이기만 하면, 구동 토크가 지나치게 커지는 일이 없고, 전도성 미립자에 의한 윤활 효과가 충분하게 얻어진다. 개재량이 1,000 입자/㎟ 보다 지나치게 적으면 접촉 기회 증가의 목적하는 효과를 얻을 수 없고, 잠상 담지체의 대전성 저하를 일으키는 경향이 있다.

또한, 현상 동시 클리닝 화상 형성 방법에서 잠상 담지체의 균일한 대전을 행하기 위해 직접 주입 대전 방식을 사용하는 경우, 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 또는 혼입되어 잠상 담지체 상에서의 대전성을 저하시킬 수 있다. 전사 잔류 토너 입자가 접촉 대전 부재에 부착되거나 또는 혼입되는 것을 억제함으로써, 또는 전사 잔류 토너 입자의 접촉 대전 부재에의 부착 또는 혼입에 의한 잠상 담지체 상의 임의의 대전 방해에 저항함으로써 우수한 직접 주입 대전을 수행하기 위해, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에서 전도성 미립자의 개재량은 바람직하게는 10,000 입자/㎟ 이상일 수 있다. 개재량이 10,000 입자/㎟보다 매우 적으면, 전사 잔류 토너 입자가 다량인 경우 잠상 담지체 상의대전성이 낮아지기 쉽다.

대전 공정에서 잠상 담지체 상의 전도성 미립자 존재량의 적정 범위는 잠상 담지체 상에 전도성 미립자를 어느 정도의 밀도로 코팅함으로써 잠상 담지체 상의 균일한 대전성의 효과가 어느 정도 얻어질 수 있는지에도 달려 있다.

잠상 담지체 상의 전도성 미립자 존재량의 상한치는 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 1층으로 균일하게 코팅될 때까지의 양이다. 이보다 더 코팅되더라도, 그 효과가 향상되는 것은 아니다. 역으로, 과잉의 전도성 미립자가 대전 공정 후에 토출되어 입자가 노광 광원을 폐쇄시키거나 산란시키는 문제점을 일으킬 수 있다.

코팅 밀도의 상한치는 예를 들어, 전도성 미립자의 입경 및 전도성 미립자의 접촉 대전 부재 상에서의 보유성에 따라 상이할 수 있으며, 일괄적으로 한정할 수 없다. 그러나, 굳이 한정하자면, 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 1층으로 균일하게 코팅되는 양이 상한으로서 간주될 수 있다.

잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량이 500,000 입자/㎟보다 크면, 전도성 미립자의 입경 등에 따라 전도성 미립자가 매우 다량으로 잠상 담지체로부터 탈락하여 화상 형성 장치의 외관을 오염시키는 경향이 있으며, 또한 특정 경우, 전도성 미립자 자체의 광투과성에 관계없이 잠상 담지체 상에 노광량의 부족을 일으킨다. 이 존재량이 500,000 입자/㎟ 이하인 한, 탈락하는 입자량을 소량으로 조절할 수 있어, 전도성 미립자의 비산으로 인한 기계 오염을 감소시킬 수 있고, 또한 노출 저해가 더 잘 억제될 수 있다.

또한, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량과 관련된 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 개선시키는 효과에 관한 실험 결과, 대전 후 및 현상 전의 잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량이 100 입자/㎟보다 큰 경우, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 존재하지 않는 경우와 비교해 명백히 향상되며, 현상 동시 클리닝에 의해 화상 결함이 없는 화상이 전도성 미립자가 잠상 담지체 상에 1층으로 균일하게 코팅되는 정도까지 수득됨이 밝혀졌다. 전사 후 및 대전 전의 잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량의 경우와 마찬가지로, 잠상 담지체로부터 탈락한 전도성 미립자가 전도성 미립자의 존재량이 500,000 입자/㎟ 이상이 되는 수준에서 점차 현저해져 잠상 형성에 영향을 미쳐 포그를 증가시키는 경향이 있는 것을 발견하였다.

더욱 구체적으로, 잠상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에서 전도성 미립자의 개재량을 1,000 입자/㎟ 이상으로 설정할 수 있으며, 잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량은 100 입자/㎟ 이상이며 500,000 입자/㎟보다는 크지 않게 설정할 수 있다. 이는 잠상 담지체에 대한 대전성이 우수하고, 전사 잔류 토너 입자에 대한 회수성이 우수하며, 기계 오염 또는 노광 저해로 인한 어떠한 화상 결함도 없는 화상을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 잠상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에서 전도성 미립자의 개재량은 10,000 입자/㎟ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

잠상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에서 전도성 미립자의 개재량과 잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량 간의 관계는, (1) 전도성 미립자의 잠상담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에의 공급량, (2) 잠상 담지체와 접촉 대전 부재에의 전도성 미립자의 부착성, (3) 접촉 대전 부재의 전도성 미립자에 대한 보유성 및 (4) 잠상 담지체의 전도성 미립자에 대한 보유성과 같은 인자가 존재하기 때문에 일괄적으로는 결정될 수 없다. 실험적으로는 잠상 담지체와 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에서 전도성 미립자의 개재량이 1,000 내지 1,000,000 입자/㎟인 범위 내에서, 잠상 담지체 상에서 탈락한 입자의 존재량 (잠상 형성 단계에서 잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량)을 측정하니 100 내지 100,000 입자/㎟였다.

접촉부에서 전도성 미립자의 개재량 및 잠상 담지체 상에서 전도성 미립자의 존재량의 측정 방법은 다음과 같다.

접촉부에서 전도성 미립자의 개재량을 알기 위해 접촉 대전 부재와 잠상 담지체 사이의 접촉부에서 그 값을 직접적으로 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 접촉부를 형성하는 접촉 대전 부재의 표면의 이동 방향이 잠상 담지체의 표면의 이동 방향과 반대인 경우, 접촉 대전 부재와 접촉하기 전에 잠상 담지체 상에 존재하는 입자들의 대부분이 반대방향으로 움직이면서 접촉하게 되는 접촉 대전 부재에 의해 탈락하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 접촉부에 도달하기 적전의 접촉 대전 부재 표면의 입자량을 개재량으로서 간주한다.

구체적으로, 대전 바이어스를 인가하지 않은 상태로 잠상 담지체 및 전도성 탄성 롤러 (접촉 대전 부재)의 회전을 중지하고, 잠상 담지체 및 전도성 탄성 롤러의 표면을 비디오현미경 (OVM100N, 올림푸스(Olympus) 제조) 및 디지털 스틸 기록기 (SR-3100, 델티스(Deltis)제조)를 사용하여 촬영한다. 전도성 탄성 롤러는 전도성 탄성 롤러를 잠상 담지체와 접촉시키는 것과 동일한 조건 하에 슬라이드 글래스와 접촉시키고, 접촉 면적을 슬라이드 글래스의 뒷면으로부터 10 개소 이상에서 비디오현미경을 사용하여 1,000 배의 대물 렌즈를 통해 촬영한다. 수득한 디지털 화상으로부터 개별 입자를 영역으로 분리하기 위해, 데이타를 특정 역치로 이원화하고, 입자가 존재하는 영역의 수를 원하는 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 측정한다. 잠상 담지체 상의 존재량도 잠상 담지체의 표면을 비디오현미경으로 촬영하여 동일한 처리를 행하여 측정한다.

잠상 담지체 상의 전도성 미립자의 존재량은 상기와 동일한 수단으로 전사 후 및 대전 전, 및 대전 후 및 현상 전에 잠상 담지체의 표면을 촬영하고 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 측정한다.

본 발명에서, 잠상 담지체는 각각 1 ×10⁹Ω·㎝ 내지 1 ×10¹⁴Ω·㎝, 바람직하게는 1 ×10¹⁰Ω·㎝ 내지 1 ×10¹⁴Ω·㎝의 최외각 표면층의 부피 저항을 갖는다. 이는 대전성을 잠상 담지체 상에 더 잘 부여할 수 있기 때문에 바람직하다. 전하의 직접 주입을 사용하는 대전 방식에 있어서, 피대전체 측의 저항을 낮게 조절함으로써 우수한 효율로 전하를 운반 및 수용할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 최외각 표면층이 1 ×10¹⁴Ω·㎝ 이하의 부피 저항을 갖는 것이 바람직하다. 반면, 잠상 담지체의 역할로서 일정 시간 동안 정전 잠상을 보유하기 위해, 최외각 표면층은 1 ×10⁹Ω·㎝ 이상의 부피 저항을 갖는 것이 바람직하다. 어떠한 잠상장애도 일으키지 않고 정전 잠상을 보유하기 위해서는, 1 ×10¹⁰Ω·㎝ 이상의 부피 저항을 갖는 것이 바람직하다.

잠상 담지체는 전자사진용 감광체일 수 있으며, 전자사진용 감광체의 최외각 표면층은 1 ×10⁹Ω·㎝ 내지 1 ×10¹⁴Ω·㎝의 부피 저항을 가질 수 있다. 이는 처리 속도가 고속인 장치에서조차 충분한 대전성을 전자사진용 감광체 상에 제공할 수 있기 때문에 더욱 바람직하다.

잠상 담지체는 또한 비정질 셀레늄, CdS, ZnO₂또는 비정질 규소와 같은 광전도성 절연 물질로 형성된 광전도성 절연 물질층을 갖는 감광 드럼 또는 감광 벨트가 바람직하다. 비정질 규소 감광층 또는 유기 감광층을 갖는 감광체가 특히 바람직하게 사용될 수 있다.

유기 감광층은 감광층이 전하 발생 물질 및 전하 수송 물질을 동일층에 함유하는 단일층 형태일 수 있거나, 또는 전하 수송층 및 전하 발생층으로 이루어진 기능 분리형 감광층일 수 있다. 전도성 기체, 및 그 위에 전하 발생층 및 전하 수송층이 이 순서대로 적층되어 있는 다층형 감광층이 바람직한 일례이다.

잠상 담지체의 표면 저항을 조정하여 잠상 담지체의 균일한 대전을 더욱 안정된 성능으로 행할 수 있다.

잠상 담지체의 표면 저항을 조정함으로써 전하 주입을 더욱 효율적으로 하거나, 또는 촉진시키기 위해, 전자사진용 감광체의 표면 상에 전하 주입층을 제공하는 것이 또한 바람직하다. 전하 주입층은 바람직하게는 전도성 미립자를 수지 내에 분산시킨 형태를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서는, 잠상 담지체의 대전면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 단계 및 잠상 형성 수단이, 잠상 담지체 표면에 정전 잠상으로서의 화상 정보를 화상 노광에 의해 기록하는 단계 및 화상 노광 수단인 것이 바람직하다. 화상 노광 수단으로서는, 디지털 잠상을 형성하는 레이저 주사 노광 수단에 한정되는 것이 아니며, 통상의 아날로그 화상 노광이나 LED 등의 다른 발광 소자일 수도 있다. 또한, 형광등 등의 발광 소자와 액정 셔터 등의 조합에 의한 것일 수도 있다. 화상 정보에 대응하는 정전 잠상을 형성할 수 있는 것이면 어느 것이나 무방하다.

잠상 담지체는 정전 기록 유전체일 수 있다. 이 경우, 잠상 담지체면으로서의 유전체면을 소정의 극성 및 전위에 균일하게 일차 대전한 후, 제전바늘 헤드, 전자총 등의 제전(除電) 수단으로 선택적으로 제전하여 목적하는 정전 잠상을 형성한다.

본 발명에 있어서, 현상제를 담지하는 현상제 담지체 표면은 잠상 담지체 표면의 이동 방향과 같은 방향으로 이동할 수 있으며, 역방향으로 이동할 수도 있다. 그 이동 방향이 같은 경우, 화상제 담지체 표면의 이동 속도는 잠상 담지체의 이동 속도에 대하여 100％ 이상의 비율인 것이 바람직하다. 100％ 미만이라면, 화상 품질이 나빠질 수 있다.

잠상 담지체 표면의 이동 속도에 대한 현상제 담지체 표면의 이동 속도 비가 100％ 이상 (현상제 담지체 표면의 이동 속도가 잠상 담지체 표면의 이동 속도보다 크거나 동일)이면, 현상제 담지체 측에서 잠상 담지체 측으로 토너 입자의 공급이충분히 행해지기 때문에, 충분한 화상 농도를 얻기 쉽고, 전도성 미립자도 충분히 공급된다. 따라서, 잠상 담지체가 양호한 대전성을 얻을 수 있다.

또한, 현상제 담지체 표면의 이동 속도가 잠상 담지체 표면의 이동 속도에 대하여 1.05 내지 3.0배의 속도인 것이 바람직하다. 이동 속도비가 증가할수록 현상 부위에 공급되는 현상제의 양이 많아지고, 정전 잠상에 대한 현상제의 탈착 빈도가 증가하는데, 이때 반복적으로 불필요한 부분에서는 떨어져 나가고 필요한 부분에는 부여되어, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 향상되고, 회수 불량에 의한 패턴 고스트의 발생을 보다 확실하게 억제할 수가 있다. 더욱이, 잠상에 충실한 화상이 얻어진다. 또한, 접촉 현상 공정에 있어서는, 이동 속도비가 증가할수록 잠상 담지체와 현상제 담지체와의 마찰에 의해 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 보다 향상된다. 그러나, 이동 속도비가 상기 범위를 크게 초과하면, 현상제 담지체 표면으로부터 현상제의 비산에 의한 포그 및 화상 불균일이 생기기 쉽다. 따라서, 접촉 현상 공정에서는 잠상 담지체 또는 현상제 담지체가 마찰에 의한 마모나 스크래프로 인해 수명이 짧아지는 경향이 있다. 현상제 담지체 상의 현상제량을 조절하는 현상제층 두께 조절 부재가 현상제를 통해 현상제 담지체에 접촉되어 있는 경우에는, 현상제층 두께 조절 부재 또는 현상제 담지체가 마찰에 의한 마모나 스크래프로 인해 수명이 짧아지는 경향이 있다. 상기 관점에서, 현상제 담지체 표면의 이동 속도가 잠상 담지체 표면의 이동 속도에 대하여 1.1 내지 2.5배 정도인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 비접촉형 현상 방법을 적용하기 위해서는, 현상제 담지체상의 현상제층을 현상제 담지체의 잠상 담지체에 대한 소정의 이격 거리보다도 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의해서, 종래에는 곤란하였던 비접촉형 현상 방법을 이용하여 현상 동시 클리닝 화상 형성을 높은 화상 품위로 실현하는 것이 가능해졌다. 현상 단계에서, 잠상 담지체에 대하여 현상제층을 비접촉식으로 하고, 잠상 담지체의 정전 잠상을 현상제 상으로서 가시화하는 비접촉형 현상 방법을 이용한다. 따라서, 전기 저항치가 낮은 전도성 미분말을 현상제 중에 다량 첨가하더라도, 현상 바이어스가 잠상 담지체로 주입하는 것에 의한 현상 포그가 발생하지 않는다. 그 때문에, 양호한 화상을 얻을 수 있다.

이 경우, 현상제 담지체는 잠상 담지체에 대하여 1OO 내지 1,OOO ㎛의 이격 거리를 갖도록 대향하여 설치되는 것이 바람직하다. 현상제 담지체의 잠상 담지체에 대한 이격 거리가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 이격 거리의 변동에 대한 현상제의 현상 특성이 크게 변화한다. 이 때문에, 안정된 화상성을 만족하는 화상 형성 장치를 양산하는 것이 곤란하게 된다. 현상제 담지체의 잠상 담지체에 대한 이격 거리가 상기 범위보다도 지나치게 크면, 잠상 담지체 상의 잠상에 대한 토너 입자의 추종성 (follow-up performance)이 저하하게 된다. 따라서, 해상성의 저하, 화상 농도의 저하 등 화질 저하를 초래하기 쉽다. 또한, 잠상 담지체 상으로의 전도성 미분말의 공급성이 저하하기 쉽고, 잠상 담지체의 대전성이 저하하기 쉽다.

이러한 관점에서, 현상제 담지체는 잠상 담지체에 대하여 100 내지 600 ㎛의 이격 거리를 갖도록 대향하여 설치되는 것이 보다 바람직하다. 현상제 담지체의잠상 담지체에 대한 이격 거리가 100 내지 600 ㎛이기 때문에, 현상 동시 클리닝 공정에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 보다 우세해질 수 있다. 이격 거리가 상기 범위보다 지나치게 크면, 현상 장치에 대한 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 회수 불량에 의한 포그가 쉽게 생기게 된다.

본 발명에서는, 현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 교번 전계 (AC 전계)를 형성하여 현상 단계를 수행하는 것이 바람직하다. 교번 전계는 현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 교번 전압을 인가함으로써 형성할 수 있다. 인가하는 현상 바이어스는 DC 전압에 교번 전압 (AC 전압)을 중첩하여 형성된 것일 수 있다.

교번 전압의 파형으로서는 정현파, 구형파, 삼각파 등 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 이들은 DC 전원을 주기적으로 온/오프함으로써 형성된 펄스파일 수도 있다. 이와 같이, 교번 전압의 파형으로서는 주기적으로 그 전압값이 변화하는 것 같은 바이어스가 사용될 수 있다.

현상 바이어스를 인가함으로써, 현상제를 담지하는 현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 적어도 피크간 전계 강도로 3×10⁶내지 1Ox10⁶V/m, 주파수 10O 내지 5,0OO Hz의 AC 전계 (교번 전계)를 형성하는 것이 바람직하다. 현상 바이어스를 인가함으로써 상기 범위의 교번 전계를 형성함으로써 현상제 중에 첨가된 전도성 미립자가 균일하게 잠상 담지체 측으로 이동하기 쉬워진다. 또한, 대전부에서 전도성 미립자를 통하여 접촉 대전 부재와 잠상 담지체가 균일하고 친밀하게 접촉됨으로써 잠상 담지체의 균일한 대전 (특히, 직접 주입 대전)을 현저히 촉진시킬 수가 있다. 또한, 교번 전계를 현상 바이어스에 의해 형성하기 때문에, 현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 큰 전위차가 있는 경우라도, 현상부에서 잠상 담지체로의 전하 주입이 생기지 않기 때문에, 전도성 미립자를 현상제 중에 다량 첨가하더라도 현상 바이어스가 잠상 담지체로 전하 주입되는 것에 의한 현상 포그가 발생하지 않는다. 따라서, 양호한 화상을 얻을 수 있다.

현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가함으로써 형성되는 교번 전계의 강도가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 잠상 담지체에 공급되는 전도성 미분말의 양이 부족하기 쉬워, 잠상 담지체의 균일한 대전성이 저하하기 쉽다. 또한, 약한 현상력으로 인해 화상 농도가 낮은 화상이 형성된다. 한편, 교번 전계의 강도가 상기 범위보다 지나치게 크면, 현상력이 커져 미세선 뭉개짐 (fine-line crushing)에 의한 해상성의 저하, 포그 증대에 의한 화질 저하 및 잠상 담지체의 대전성이 저하하기 쉬우며, 잠상 담지체로의 현상 바이어스의 누설에 의한 화상 결함이 생기기 쉽다.

현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가함으로써 형성되는 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 잠상 담지체에 전도성 미립자가 균일하게 공급되기 어렵고, 잠상 담지체의 균일한 대전에서의 불균일이 발생하기 쉽다. 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 크면, 잠상 담지체에 공급되는 전도성 미립자의 양이 부족하기 쉬워 잠상 담지체의 균일한 대전성이 저하하기 쉽다.

현상 바이어스를 인가함으로써, 현상제를 담지하는 현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에, 적어도 피크간 전계 강도로 4×10⁶내지 10×10⁶V/m, 주파수 500 내지 4,000 Hz의 AC 전계 (교번 전계)를 형성하는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위의 교번 전계를 현상 바이어스에 의해 형성함으로써, 현상제 중에 첨가된 전도성 미립자가 균등하게 잠상 담지체 측으로 이동하기 쉽고, 전사 후 잠상 담지체에 전도성 미립자를 균일하게 도포할 수가 있으며, 비접촉형 현상 방법을 적용한 경우에 있어서도 높은 전사 잔류 토너 입자의 회수성을 유지할 수 있다.

현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가함으로써 형성된 교번 전계의 강도가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 현상 장치로의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 회수 불량에 의한 포그가 생기기 쉽다. 또한, 현상제 담지체와 잠상 담지체 사이에 현상 바이어스를 인가함으로써 형성된 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 정전 잠상에 대한 현상제의 탈착 빈도가 낮아져 현상 장치로의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하기 쉽고, 화상 품질도 저하하기 쉽다. 교번 전계의 주파수가 상기 범위보다도 지나치게 크면, 전계의 변화를 따를 수 있는 토너 입자가 적어지기 때문에, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하하여 전사 잔류 토너 입자의 회수 불량에 의한 포지티브 고스트가 생기기 쉽다.

본 발명에 있어서, 전사 단계는 현상 공정에 의해서 형성된 현상제 상을 중간 전사 부재에 전사한 후에, 종이 등의 기록 매체에 재전사하는 단계일 수 있다. 보다 구체적으로, 현상제 상이 전사되는 전사 매체는 전사 드럼 등의 중간 전사 부재일 수도 있다. 전사 매체를 중간 전사 부재로 하는 경우, 중간 전사 부재로부터 종이 등의 기록 매체에 재차 전사하는 것으로 토너 화상이 얻어진다. 중간 전사 부재의 사용으로 보드지 등의 여러가지의 기록 매체에 상관 없이 잠상 담지체 상의 전사 잔류 토너의 입자량을 저감할 수 있다.

본 발명에 있어서, 전사시에 중간 전사 부재가 전사 매체 (기록 매체)를 통해 잠상 담지체와 접촉하는 것이 바람직하다.

전사 매체를 통해 잠상 담지체와 전사 수단을 접촉하면서 잠상 담지체 상의 현상제 상을 전사 매체에 전사하는 접촉 전사 공정에서는, 전사 수단의 접촉 압력이 선압 (linear pressure)으로 2.94 내지 980 N/m인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 19.6 내지 490 N/m이다. 전사 수단의 접촉 압력이 상기 범위보다도 지나치게 작으면, 전사 매체의 반송 어긋남이나 전사 불량이 발생하기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 접촉 압력이 상기 범위보다도 지나치게 큰 경우에는, 잠상 담지체 표면의 열화나 현상제의 부착을 초래하고, 그 결과로서 잠상 담지체 표면에 현상제 융착이 생기는 경우가 있다.

전사 공정에서의 전사 수단으로서는 전사 롤러 또는 전사 벨트를 갖는 장치가 바람직하게 사용된다. 전사 롤러는 적어도 맨드렐 (mandrel)과 맨드렐을 피복하는 전도성 탄성층을 가지며, 전도성 탄성층은 폴리우레탄 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리에틸렌 (EPDM)과 같은 탄성 재료에, 카본블랙, 산화아연, 산화주석, 탄화규소 같은 전도성 부여제를 배합 분산하여 전기 저항치 (부피저항율)을 1O⁶내지 1O¹⁰Ω·cm의 중저항으로 조정된 고형층 또는 발포재층 등으로 구성된 탄성체인 것이 바람직하다.

전사 롤러에서의 바람직한 전사 공정 조건으로는 전사 롤러의 접촉압이 2.94 내지 490 N/m일 수 있으며, 19.6 내지 294 N/m인 것이 보다 바람직하다. 접촉 압력으로서의 선압이 상기 범위보다도 지나치게 작은 경우에는, 전사 잔류 토너 입자가 증가하여 잠상 담지체의 대전성을 저해하기 쉽다. 접촉 압력이 상기 범위보다도 지나치게 크면, 압력에 의해 전사 잔류 토너 입자가 전사되기 쉬워져 전사 잔류 토너 입자의 잠상 담지체 또는 접촉 대전 부재로의 공급량이 감소함으로써, 잠상 담지체의 대전 촉진 효과가 저하하고, 현상 동시 클리닝에서의 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 저하한다. 또한, 선 화상 주변에 화상제 얼룩이 나타날 수도 있다.

전사 매체를 통해 잠상 담지체에 전사 수단을 접촉시키면서 현상제 상을 전사 매체에 전사하는 접촉 전사 공정에서, 인가되는 DC 전압은 ±0.2 내지 ±10 kV인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 현상 장치는 직경이 30 mm 이하인 소직경의 드럼형 감광체를 갖는 화상 형성 장치에서 특히 유효하게 사용된다. 보다 구체적으로, 전사 단계 후 및 대전 단계 전에 독립적인 클리닝 공정이 없기 때문에, 대전, 노광, 현상 및 전사 각 공정의 배치 자유도가 높아지고, 직경이 30 mm 이하인 소직경의 감광체와 조합하여 화상 형성 장치의 소형화, 공간 절약화를 달성할 수 있다. 벨트형 감광체에서도 마찬가지로 각 공정의 배치 자유도가 높아진다. 따라서, 본 발명의 현상 장치는 접촉부에서의 곡률 반경이 25 mm 이하인 감광체 벨트를 이용한 화상 형성 장치에 대하여도 유효하다.

<실시예>

본 발명은 하기 실시예를 제시함으로써 보다 상세히 기술된다. 본 발명은 이 실시예에 제한되지 않는다.

먼저, 현상제 중에 함유된 토너 입자의 제조예, 전도성 미립자의 실시예 및 현상제의 제조예를 기술한다.

<토너 입자 제조예 1>

결착 수지로서의 스티렌-부틸 아크릴레이트-모노부틸 말레에이트 공중합체 (공중합 비: 75:15:10, Mn: 5,000, Mw: 300,000, Tg: 58 ℃) 100 중량부, 자성 분말로서의 자철광 (자기장 795.8 kA/m 하에서 포화 자화 85 Am²/kg, 잔류 자화 6 Am²/kg 및 항자력 5 kA/m) 90 중량부, 모노아조 철 착물 (음전하 제어제) 2 중량부 및 피슈어-트로프쉬 (Fischer-Tropsh) 왁스 (이형제) 4 중량부를 헨쉘 믹서로 혼합하고, 수득된 혼합물을 130 ℃로 가열된 2축 압출기로 용융 혼련하였다. 수득된 혼련 생성물을 냉각시킨 후 파쇄하고, 수득된 파쇄 생성물을 제트 기류를 사용한 미분쇄기 (fine grinding mill)로 분쇄하였다. 수득된 분쇄 생성물을 코안다 (Coanda) 효과를 이용한 다중 분할 분급기로 더욱 정밀하게 분급하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 입도 분포로부터 측정된 중량 평균 입경 (D4)이 6.9 ㎛인 (-) 대전성 토너 입자 1 (T-1)을 수득하였다. 또한, DSC 그래프의 흡열곡선에서, 최대 흡열 피크는 96 ℃에 존재하였다.

<토너 입자 제조예 2>

테레프탈산, 푸마르산, 트리멜리트산, 에틸렌 옥사이드 부가 비스페놀 A 및 프로필렌 옥사이드 부가 비스페놀 A를 33:14:7:24:22의 몰 비로 첨가한 후 축중합하여 수득한, 결착 수지로서의 폴리에스테르 수지 (산가: 28, 히드록실가: 10, Mn: 6,000, Mw: 400,000, Tg: 60 ℃) 100 중량부, 자성 분말로서의 자철광 (자기장 795.8 kA/m 하에서 포화 자화 85 Am²/kg, 잔류 자화 6 Am²/kg 및 항자력 5 kA/m) 90 중량부, 3,5-디-t-부틸살리실산의 철 착물 (음전하 제어제) 2 중량부 및 저분자량 폴리프로필렌 (이형제) 4 중량부를 헨쉘 믹서로 혼합하고, 수득된 혼합물을 130 ℃로 가열된 2축 압출기로 용융 혼련하였다. 수득된 혼련 생성물을 냉각시킨 후 파쇄하고, 수득된 파쇄 생성물을 제트 기류를 사용하는 미분쇄기로 분쇄하였다. 수득된 분쇄 생성물을 코안다 효과를 이용한 다중 분할 분급기로 더욱 정밀하게 분급하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 입도 분포로부터 측정된 중량 평균 입경 (D4)이 7.5 ㎛인 (-) 대전성 토너 입자 2 (T-2)를 수득하였다. 또한, DSC 그래프의 흡열 곡선에서, 최대 흡열 피크는 114 ℃에 존재하였다.

<토너 입자 제조예 3>

결착 수지로서의 스티렌-부틸 아크릴레이트-모노부틸 말레에이트 공중합체 (공중합 비: 75:15:10, Mn: 5,000, Mw: 300,000, Tg: 58 ℃) 100 중량부, 자성 분말로서의 자철광 (자기장 795.8 kA/m 하에서 포화 자화 85 Am²/kg, 잔류 자화 6Am²/kg 및 항자력 5 kA/m) 90 중량부, 모노아조 철 착물 (음전하 제어제) 2 중량부 및 피슈어-트로프쉬 왁스 (이형제) 4 중량부를 헨쉘 믹서로 혼합하고, 수득된 혼합물을 130 ℃로 가열된 2축 압출기로 용융 혼련하였다. 수득된 혼련 생성물을 냉각시킨 후 파쇄하고, 수득된 파쇄 생성물을 제트 기류를 사용하는 미분쇄기로 분쇄하였다. 수득된 분쇄 생성물을 코안다 효과를 이용한 다중 분할 분급기로 더욱 정밀하게 분급하여 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 입도 분포로부터 측정된 중량 평균 입경 (D4)이 6.0 ㎛인 (-) 대전성 토너 입자 3 (T-3)을 수득하였다. 또한, DSC 그래프의 흡열 곡선에서, 최대 흡열 피크는 97 ℃에 존재하였다.

<토너 입자 제조예 4>

자성 분말 대신 카본 블랙 7 중량부를 착색제로서 사용한 것을 제외하고는 토너 입자 제조예 1과 동일한 방식으로 중량 평균 입경 (D4)이 6.8 ㎛인 (-) 대전성 토너 입자 4 (T-4)를 수득하였다. DSC 그래프의 흡열 곡선에서 최대 흡열 피크는 94 ℃에 존재하였다.

<토너 입자 제조예 5>

토너 입자 제조예 1에서, 분쇄 및 분급 조건을 바꾸어 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 입도 분포로부터 측정된 중량 평균 입경 (D4)이 8.7 ㎛인 (-) 대전성 토너 입자 5 (T-5)를 수득하였다.

<토너 입자 제조예 6>

토너 입자 제조예 1에서, 분쇄 및 분급 조건을 바꾸어 0.60 ㎛ 내지 159.21㎛ 미만의 입경 범위에서의 입도 분포로부터 측정된 중량 평균 입경 (D4)이 9.5 ㎛인 (-) 대전성 토너 입자 6 (T-6)을 수득하였다.

<전도성 미립자 실시예 1 내지 7>

산화아연의 1차 입자를 압력에 의해 과립화시킨 후, 공기 분급하여 전도성 산화아연 미립자 C-1 내지 C-7을 수득하였다. 이 입자들은 모두 백색이었다. 또한, 이 전도성 미립자의 물성은 표 2에 나타낸 바와 같았다.

<전도성 미립자 실시예 8 내지 9>

산화주석의 1차 입자를 압력에 의해 과립화시킨 후, 공기 분급하여 전도성 산화아연 미립자 C-8 및 C-9를 수득하였다. 이 입자들은 모두 백색이었다. 또한, 이들의 물성은 표 2에 나타낸 바와 같았다.

<전도성 미립자 실시예 10>

산화티타늄의 1차 입자를 압력에 의해 과립화시킨 후, 공기 분급하여 조대 입자를 제거하고, 그 후에 물에 분산시키고, 이어서 여과를 반복적으로 실시하여 미립자를 제거하고 백색 산화티타늄 미립자 C-10을 수득하였다. 이들의 물성은 표 2에 나타낸 바와 같았다.

전도성 미립자	재료	부피 평균 입경 (㎛)	부피 저항 (Ω·cm)
C-1	ZnO	1.0	1.0×104
C-2	ZnO	1.5	9.1×105
C-3	ZnO	0.5	5.3×103
C-4	ZnO	5.5	1.0×104
C-5	ZnO	0.06	1.0×104
C-6	ZnO	1.0	7.2×100
C-7	ZnO	1.0	1.9×1010
C-8	SnO2	0.8	5.8×103
C-9	SnO2	2.1	3.6×105
C-10	TiO2	0.9	1.5×106

<현상제 제조예 1>

자성 토너 입자 T-1 100 중량부에, 디메틸실리콘 오일 및 헥사메틸디실라잔으로 표면 처리한 실리카 미립자 (BET 비표면적: 300 m²/g) 1.0 중량부, 티탄산스트론튬 미립자 (부피 평균 입경: 1.0 ㎛) 0.6 중량부 및 전도성 산화아연 미립자 C-1 1.0 중량부를 첨가하고, 이를 헨쉘 믹서로 균일하게 혼합하여 (-) 대전성 자성 현상제 D-1을 수득하였다.

이와 같이 수득된 자성 현상제 D-1의 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경 범위에서의 입도 분포는 본 발명의 실시양태에서 기술된 바와 같이 플로우식 입상 분석 장치 FPIA-1000 (도아 이요우 덴시 가부시끼가이샤 (Toa Iyou Denshi K.K.) 제품)으로 측정하였다. 보다 상세히 기술하면, 필터를 통하여 미세 먼지가 제거된 물 (바람직하게는 입경이 원-상당 직경으로 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만의 범위인 입자의 수가 10³cm³중에 20 이하인 것으로 측정되도록 함) 10 ㎖ 및 희석시킨 계면활성제 (바람직하게는 미세 먼지가 제거된 물로 알킬벤젠술포네이트를 약 1/10로 희석시켜 제조한 것임) 몇 방울을 경질 유리로 제조된 내부 직경 30 mm, 높이 65 mm의 스크류 병마개가 달린 병 (예를 들어, 니찌덴 리까가라쓰 가부시끼가이샤 (Nichiden Rikagarasu K.K.) 제품인 스크류 병마개가 달린 30 ㎖용 병 SV-30)에 첨가하였다. 여기에, 측정 샘플을 적절한 양 (예를 들어, 0.5 내지 20 mg)으로 첨가하여 측정 샘플의 입자 농도가 측정된 원-상당 직경의 범위인 입자에 대하여 7,000 내지 10,000 입자/10³cm³이 되도록 첨가하고, 초음파 호모게나이저로 3 분 동안 분산시켜 (직경 6 mm의 스텝형 (step-type) 칩을 K.K. SMT 제품인 출력이 50 W이고 주파수가 20 kHz인 초음파 호모게나이저 UH-50에 적용하고, 동력 제어 부피의 눈금을 7로 설정하여, 즉 동일한 칩을 사용하였을 때 수득되는 최대 출력의 약 절반의 동력으로 처리하였음) 샘플 분산액을 제조하였다. 이 샘플 분산액을 사용하여, 원-상당 직경이 0.60 ㎛ 내지 159.21 ㎛ 미만인 입자의 입도 분포를 측정하였다.

이와 같이 수득된 입도 분포로부터 입경이 1.00 ㎛ 내지 2.00 ㎛ 미만 및 3.00 ㎛ 내지 8.96 ㎛ 미만의 범위인 입자의 함량 (개수%)을 각각 측정하였다. 입도 분포 등의 데이타를 표 3에 나타내었다.

<현상제 제조예 2 내지 17>

표 3에 나타낸 자성 토너 입자 100 중량부에 디메틸실리콘 오일 및 헥사메틸디실라잔으로 표면 처리된 실리카 미립자 (BET 비표면적: 300 m²/g) 1.0 중량부, 티탄산스트론튬 미립자 (부피 평균 입경: 1.0 ㎛) 0.6 중량부 및 표 3에 나타낸 전도성 미립자의 소정 양을 첨가하고, 이를 헨쉘 믹서로 균일하게 혼합하여 (-) 대전성 자성 현상제 D-2 내지 D-13 및 D-15와, (-) 대전성 자성 현상제 D-14 (전도성 미립자 없음)를 수득하였다. 그 후에, 수득된 각 현상제의 입도 분포를 현상제 제조예 1에서와 동일한 방식으로 측정하였다. 조성 및 입도 분포 데이타를 표 3에 나타내었다.

현상제	토너 입자	전도성 미립자	입도 분포
			함량(중량%)	부피 평균 입도(㎛)	1.00 내지 2.00㎛ 미만의 입자,수%	3.00 내지 8.96㎛ 미만의 입자,수%
D-1	T-1	C-1	1.0	6.8	35.7	22.9
D-2	T-1	C-2	1.5	6.8	38.9	25.1
D-3	T-1	C-3	2.0	6.8	40.2	25.9
D-4	T-1	C-4	1.0	6.9	27.6	14.8
D-5	T-1	C-5	2.0	6.6	61.1	25.1
D-6	T-1	C-1C-8	0.60.4	6.8	31.4	19.8
D-7	T-1	C-1C-10	0.70.1	6.8	35.1	21.4
D-8	T-2	C-1	1.0	7.5	18.8	53.1
D-9	T-2	C-3	1.0	7.3	24.3	27.8
D-10	T-2	C-6	1.0	7.5	19.7	52.7
D-11	T-2	C-7	1.0	7.5	19.4	54.1
D-12	T-3	C-1	1.0	6.0	21.0	53.9
D-13	T-3	C-1C-9	0.20.8	6.1	19.1	49.8
D-14	T-4	C-1	1.0	6.8	35.9	23.1
D-15	T-5	C-1	0.3	8.7	13.4	43.7
D-16	T-6	C-1	1.0	9.5	15.1	73.4
D-17	T-1	-	-	6.8	9.8	73.5

<현상제 담지체 제조예 1>

빅커스 경도 Hv가 100인, 외경 20 mm, 벽 두께 0.65 mm의 알루미늄 슬리브 크루드 (crude) 관을 사용하였다. 먼저, 관의 표면을 블라스팅 처리하였다. 이를 위한 블라스팅 연마 입자로서 입경이 25 ㎛인 구형 유리 비드를 사용하였고, 블라스팅 처리는 하기 방식으로 실시하였다.

0.6 s^-1(36 rpm)으로 회전하는 슬리브에 대하여, 슬리브로부터 150 mm의 거리에 위치한 직경 7 mm의 4개의 노즐로부터 4개의 방향으로 유리 비드를 블로잉하였고, 각각에 대하여 블라스팅 압력 2.5 kg/cm²으로 9 초 (총 36 초) 동안 블로잉하였다. 블라스팅 처리 후, 슬리브 크루드 관 상에 잔류하는 블라스팅 연마 입자를 제거하기 위해 슬리브의 표면을 세척한 후 건조시켰다. 건조 및 공기 냉각 후, 슬리브의 표면 조도를 측정하여 Ra가 0.73 ㎛임을 알아냈다.

다음으로, 도금 전처리로서, 상기 블라스팅된 슬리브의 표면을 아연산염 처리하여 표면에 아연을 침착시켰다. 이 아연산염 처리에서, 상업적으로 입수가능한 아연산염 처리제 (상표명: 시우마 (Shyuma) K-102, 니혼 가니젠 가부시끼가이샤 (Nihon Kanizen K.K.) 제품)를 사용하였다.

그 후에, 상기 아연산염으로 표면 처리된 슬리브를 무전해 Ni-P 도금조에 침지시켜 7 ㎛ 두께의 무전해 Ni-P 도금층을 형성하였다. 도금은 Ni-P 도금층 중의 P의 농도가 10.3 중량%가 되도록 실시하였다. 무전해 Ni-P 도금조로서, 상업적으로 입수가능한 도금조 (상표명: S-754, 니혼 가니젠 가부시끼가이샤)를 사용하였다. 그 위에 Ni-P 도금층이 형성된 슬리브는 경도 Hv가 500이었고, 표면 조도 Ra가 0.75 ㎛이었다. 이와 같이 표면에 도금층이 제공된 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지 (flange)를 부착하여 현상제 담지체 1 (S-1)을 제조하였다. 현상제 담지체 1 (S-1)의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 2>

현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 수득된 아연산염으로 표면 처리된 알루미늄 슬리브를 Cr 도금조에 침지시켜 5 ㎛ 두께의 Cr 도금층을 형성하였다. Cr 도금조로서, 상업적으로 입수가능한 촉매 크롬산 무수물 용액을 사용하였다. 그 위에 Cr 도금층이 형성된 슬리브는 경도 Hv가 800이었고, 표면 조도 Ra가 0.67 ㎛이었다. 이와 같이 표면에 도금층이 제공된 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 2 (S-2)를 제조하였다. 현상제 담지체 2 (S-2)의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 3>

현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 수득된 아연산염으로 표면 처리된 알루미늄 슬리브를 무전해 Ni-B 도금조에 침지시켜 10 ㎛ 두께의 무전해 Ni-B 도금층을 형성하였다. 도금은 Ni-B 도금층 중의 B의 농도가 6.1 중량%가 되도록 실시하였다. 무전해 Ni-B 도금조로서, 니켈 술페이트, 디메틸아미노보란 및 말론산나트륨의 약산성 용액을 사용하였다. 그 위에 Ni-P 도금층이 형성된 슬리브는 경도 Hv가 610이었고, 표면 조도 Ra가 0.59 ㎛이었다. 이와 같이 표면에 도금층이 제공된 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 3 (S-3)을 제조하였다. 현상제 담지체 3 (S-3)의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 4>

현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 수득된 아연산염으로 표면처리된 알루미늄 슬리브를 무전해 Pd-P 도금조에 침지시켜 12 ㎛ 두께의 무전해 Pd-P 도금층을 형성하였다. 무전해 Pd-P 도금조로서, 염화팔라듐, 디메틸아미노보란 및 염산의 약산성 용액을 사용하였다. 그 위에 Pd-P 도금층이 형성된 슬리브는 경도 Hv가 720이었고, 표면 조도 Ra가 0.57 ㎛이었다. 이와 같이 표면에 도금층이 제공된 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 4 (S-4)를 제조하였다. 현상제 담지체 4 (S-4)의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 5>

현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 수득된 아연산염으로 표면 처리된 알루미늄 슬리브를 몰리브덴산 용액에 침지시켜 5 ㎛ 두께의 코팅층을 형성하였다. 그 위에 몰리브덴 코팅층이 형성된 슬리브는 경도 Hv가 350이었고, 표면 조도 Ra가 0.64 ㎛이었다. 이와 같이 표면에 도금층이 제공된 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 5 (S-5)를 제조하였다. 현상제 담지체 5 (S-5)의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 6>

빅커스 경도 Hv가 180인, 외경 20 mm, 벽 두께 0.65 mm의 SUS 스테인레스 강철 슬리브를 사용하였다. 먼저, 슬리브의 표면을 블라스팅 처리하였다. 블라스팅은 블라스팅 압력을 4.0 kg/cm²으로 바꾼 것을 제외하고는 현상제 담지체 제조예 1의 알루미늄 슬리브의 경우와 동일한 조건 하에서 실시하였다. 블라스팅 처리 후,건조 및 공기 냉각을 실시하였고, 슬리브의 표면 조도를 측정하여 Ra가 0.75 ㎛임을 알아냈다.

이 슬리브를 현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 처리하여 Ni-P 도금층을 형성하였다. 그 위에 몰리브덴 코팅층이 형성된 슬리브는 경도 Hv가 600이었고, 표면 조도 Ra가 0.75 ㎛이었다. 이와 같이 표면에 도금층이 제공된 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 6 (S-6)을 제조하였다. 현상제 담지체 S-6의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 7>

현상제 담지체 제조예 1에서 도금시의 조건을 바꾼 것을 제외하고는 현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 현상제 담지체 7 (S-7)을 수득하였다. 현상제 담지체 S-7의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 8>

현상제 담지체 제조예 2에서 도금시의 조건을 바꾼 것을 제외하고는 현상제 담지체 제조예 2에서와 동일한 방식으로 현상제 담지체 8 (S-8)을 수득하였다. 현상제 담지체 S-8의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 9>

현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 수득된 아연산염으로 표면 처리된 알루미늄 슬리브를 황산구리 조에 침지시켜 도금을 실시하여 0.7 ㎛ 두께의 Cu 도금층을 형성하였다. 그 위에 Cu 코팅층이 형성된 슬리브는 경도 Hv가 230이었고, 표면 조도 Ra가 0.72 ㎛였다. 이와 같이 표면에 도금층이 제공된 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 9 (S-9)를 제조하였다. 현상제 담지체 9 (S-9)의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 10>

현상제 담지체 제조예 1에서 사용된 알루미늄 슬리브 크루드 관을 블라스팅 처리 없이 그대로 사용하였다. 이 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 10 (S-10)을 제조하였다. 이 슬리브의 표면 조도 Ra는 0.10 ㎛였다. 현상제 담지체 10 (S-10)의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

표 4에서, 표면 조도 Ra에서 "괄호" 안에 나타낸 숫자는 그 표면에 층을 형성하지 않았기 때문에, 원래 크루드 관의 표면 조도를 나타낸다 (나중에 제시된 S-13에도 동일하게 적용됨).

<현상제 담지체 제조예 11>

상기 현상제 담지체 10 (S-10) 위에 도금을 실시하였다. 현상제 담지체 제조예 1에서 도금시의 조건을 바꾼 것을 제외하고는 현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 현상제 담지체 11 (S-11)을 수득하였다. 현상제 담지체 S-11의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 12>

표면을 블라스팅 처리하기 위한 블라스팅 연마 입자로서 입경이 150 ㎛인 구형 유리 비드를 사용한 것을 제외하고는 현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 조건 하에서 알루미늄 슬리브 크루드 관을 블라스팅 처리하였다. 이와 같이 수득된 블라스팅된 슬리브를 사용하여, 도금시의 조건을 바꾼 것을 제외하고는 현상제 담지체 제조예 1에서와 동일한 방식으로 현상제 담지체를 제조하여 표면층이 Ni-P 도금층인 현상제 담지체 12 (S-12)를 수득하였다. 현상제 담지체 S-12의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

<현상제 담지체 제조예 13>

현상제 담지체 제조예 1에서 사용된, 도금층이 제공되기 전의 알루미늄 슬리브 (블라스팅된 슬리브)를 사용하였다. 이 슬리브의 내부에 자석 롤러를 넣은 후 플랜지를 부착하여 현상제 담지체 13 (S-13)을 제조하였다. 현상제 담지체 S-13의 조성 및 표면 경도/조도 데이타를 표 4에 나타내었다.

현상슬리브	기재	층 형성 후	비고
	재료	Hv		층 재료	층 두께(㎛)	Hv	표면 조도 Ra(㎛)
S-1	알루미늄	100	Ni-P	7	500	0.75
S-2	알루미늄	100	Cr	5	800	0.67
S-3	알루미늄	100	Ni-B	10	610	0.59
S-4	알루미늄	100	Pd-P	12	720	0.57
S-5	알루미늄	100	Mo	5	350	0.64
S-6	SUS	180	Ni-P	7	600	0.75
S-7	알루미늄	100	NI-P	0.3	170	0.74
S-8	알루미늄	100	Cr	23	1000	0.65
S-9	알루미늄	100	Cu	0.7	230	0.72
S-10	알루미늄	100	-	-	-	(0.10)	블라스팅 처리되지 않은경면 슬리브
S-11	알루미늄	100	Ni-P	0.8	420	0.25
S-12	알루미늄	100	Ni-P	0.6	380	3.8
S-13	알루미늄	100	-	-	-	(0.73)	블라스팅된 슬리브

<실시예 1>

표 10에 도식적으로 나타낸 화상 형성 장치를 사용하여 화상 평가를 실시하였다. 이 화상 형성 장치는 전사 시스템 전자사진법을 이용하는, 현상 동시 클리닝 시스템(클리너가 없는 장치 (4)의 현상제 중에 함유된 전도성 미립자 (m)은 또한 현상부 (a)에서 감광체 (1) 표면으로 이동하고 감광체 (1) 표면의 이동과 함께 전사부 (b)를 통해 대전부 (n)로 운반된다. 따라서, 전도성 미립자 (m)은 대전부 (n)로 순차적으로 새로이 계속 공급됨으로써, 전도성 미립자 (m)이 탈락 등에 의해 대전부 (n)에서 감소되거나 또는 대전부 (n)에서 전도성 미립자 (m)이 열화될 때조차 대전성의 임의의 저하가 발생되는 것이 방지될 수 있고 감광체 (1)의 양호한 대전성이 안정하게 유지될 수 있다.

따라서, 접촉 대전 시스템, 전사 시스템 및 토너 재순환 시스템의 화상 형성 장치에서, 접촉 대전 부재로서 간단한 대전 롤러 (2)를 사용함으로써 낮은 인가 전압에서 잠상 담지체로서의 감광체 (1)을 균일하게 대전시킬 수 있다. 또한, 전사 잔류 토너 입자에 의해 대전부 (2)가 오염되었을 때조차, 무오존 직접 주입 대전을 장시간 동안 안정하게 유지할 수 있다. 따라서, 오존 생성물에 의한 장해, 대전 불량에 의한 장해와 같은 문제점이 없는, 간단한 구성 및 저렴한 가격의 화상 형성 장치가 수득될 수 있다.

본 실시예에서 현상 장치가 비접촉형 현상 장치이기 때문에, 현상 바이어스는 감광체 (1)에 결코 주입되지 않고, 양호한 화상이 수득될 수 있다. 또한, 감광체 (1)로의 전하의 주입은 현상부 (a)에서 절대 발생하지 않아, 예를 들어 AC 바이어스를 인가함으로써 현상 슬리브 (4a)와 감광체 (1) 사이에 큰 전위 차를 제공할 수 있다. 이로 인해 전도성 미립자 (m)이 쉽게 균일하게 현상될 수 있다. 따라서, 전도성 미립자 (m)은 감광체 (1) 표면에 균일하게 도포되어, 대전부에서 균일한 접촉 및 양호한 대전성을 수득할 수 있고 양호한 화상을 수득할 수 있다.

대전 롤러 (2)와 감광체 (1) 사이의 접촉 면에 개재되어 있는 전도성 미립자의 윤활 효과 (마찰 저감 효과) 때문에, 대전 롤러 (2)와 감광체 (1) 사이의 속도차를 용이하고 효과적으로 제공할 수 있다. 이러한 윤활 효과 때문에, 대전 롤러 (2)와 감광체 (1) 사이의 마찰이 감소되어 구동 토크를 줄일 수 있고, 대전 롤러 (2) 또는 감광체 (1)의 표면이 마멸되거나 또는 긁히게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 속도차를 제공함으로써, 감광체 (1)과 전도성 미립자의 접촉 기회를 대전 롤러 (2)와 감광체 (1) 사이의 상호 접촉 영역 (대전부)에서 증가시켜, 높은 접촉성을 수득할 수 있다. 따라서, 이로 인해 양호한 직접 주입 대전을 수행할 수 있다.

본 실시예에서, 대전 롤러 (2)는 회전 구동되며, 감광체 (1)의 이동 방향과 상반되는 방향으로 회전하도록 구성됨으로써, 대전부 (n)로 운반되는 감광체 (1) 상의 전사 잔류 토너 입자가 대전 롤러 (2)에서 일시적으로 회수되어, 대전부 (n)에 개재되어 있는 전사 잔류 토너 입자의 존재 량을 균일하게 하는 효과를 얻는다. 따라서, 전사 잔류 토너 입자의 대전부 (n)에서의 편재에 의한 임의의 대전 불량 발생이 방지될 수 있고, 보다 안정한 대전성이 수득될 수 있다.

또한, 상반된 방향으로의 대전 롤러 (2)의 회전은 잠상 담지체 상에 있는 전사 잔류 토너 입자가 이러한 상반된 방향으로의 회전에 의해 먼저 당겨져 떨어지는상태로 대전되게 하고, 직접 주입 대전 메카니즘이 우세하게 수행되게 할 수 있다. 또한, 이는 전도성 미립자가 대전 롤러 (2)로부터 과도하게 탈락할 때 발생할 수 있는 임의의 대전성 저하를 발생시키지 않는다.

(3) 평가:

도 10에 나타낸 화상 형성 장치를 사용하여 인쇄 시험을 실시하였다. 현상제 카트리지 중에 현상제 D-1 1,650 g을 충전하고, 현상제가 정상 온도 및 정상 상대 습도 (23℃/50％RH)의 환경에서 30,000개 시트에 5％ 커버리지 화상을 연속 인쇄함으로써 인쇄 시험을 실시하였다. 전사 매체로서 LTR 사이즈 백지 90 g/m²를 사용하였다. 그 결과, 초기 단계 및 30,000개 시트에 연속 인쇄한 후조차 화상 농도는 충분히 높았으며, 포그는 단지 약간 관찰되었고, 또한 현상성의 저하가 관찰되지 않았다.

30,000개 시트에 연속적으로 인쇄한 후, 또한 대전 롤러와 감광체 (1) 사이의 대전부 (n)에 해당하는 대전 롤러의 부분을 관찰한 결과, 매우 소량의 전사 잔류 토너 입자가 관찰되었지만 접촉 영역에는 전도성 미립자로 실질적으로 완전히 피복되어 있다는 것을 발견하였다.

또한, 전도성 미립자는 감광체 (1)과 대전 롤러 (2) 사이의 접촉 영역 (n)에 존재하는 상태이고 또한 전도성 미립자는 저항이 충분히 낮기 때문에, 개시 (초기 단계)에서부터 30,000개 시트에 연속적으로 인쇄한 후까지도 대전 불량에 의한 임의의 화상 결함이 발생하지 않았으며 양호한 직접 주사 대전성이 수득되었다.

인쇄된 화상을 하기 방식으로 평가하였다.

(I) 화상 농도:

초기 단계, 및 30,000개 시트에 연속적으로 인쇄한 후, 2일 동안 방치한 후에, 인쇄된 화상의 농도를 평가하였다. 이때, 화상 농도는 맥베쓰 반사 농도계(Macbeth Reflection Densitometer, 맥베쓰사(Macbeth Co.) 제품)를 사용하여, 원고 농도 0.00의 백색지부에 인쇄된 화상에 대한 상대 농도로서 측정하였다. 평가 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5에서, 각 기호는 각각 다음과 같은 평가를 의미한다.

A: 매우 양호; 그래픽 화상조차 고품질로 나타내기에 충분한 화상 농도 (1.40 이상).

B: 양호; 비그래픽 화상이 고품질로 수득되기에 충분한 화상 농도 (1.35 내지 1.40 미만).

C: 보통; 문자 또는 글자를 인식하기에 충분히 높으며, 허용가능한 화상 농도 (1.20 내지 1.35 미만).

D: 열악; 매우 낮아 허용되지 않는 화상 농도 (1.20 미만).

(II) 포그:

인쇄된 화상을 초기 단계 및 30,000개 시트를 연속적으로 인쇄한 후에 견본 추출하였다. 포그 농도 (％)를 인쇄된 화상의 백색지부의 백색도와 전사지의 백색도의 차이로부터 계산하였다. 백색도는 "리플렉토미터(Reflectometer, 도꾜 덴쇼꾸 가부시끼가이샤(Tokyo Denshoku K.K.) 제품)로 측정하였다. 평가 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5에서, 각 기호는 각각 다음과 같은 평가를 의미한다.

A: 매우 양호; 육안으로는 일반적으로 인식할 수 없는 포그 (1.5％ 미만).

B: 양호; 자세히 응시하지 않을 경우 인식할 수 없는 포그 (1.5％ 내지 2.5％ 미만).

C: 보통; 용이하게 인식할 수 있으나 허용가능한 정도인 포그 (2.5％ 내지 4.0％ 미만).

D: 열악; 화상 오염으로 인식되며, 허용되지 않는 포그 (4.0％ 이상).

(III) 고스트:

초기 단계 및 30,000개 시트를 연속 인쇄한 후, 도 11A에 나타낸 바와 같은 폭 a 및 길이 l의 충실 흑색 벨트형 화상 X를 인쇄한 후, 도 11B에 나타낸 바와 같은 폭 b (> a) 및 길이 l의 하프톤 화상 Y를 인쇄하고, 하프톤 화상에 나타난 임의의 농담 차 (도 11C에서 A, B 및 C 부분)를 평가하였다.

A: 농담 차가 전혀 관찰되지 않음 (농담 차 0.02 미만).

B: B 및 C 부분에서 약간의 농담 차가 관찰됨 (농담 차 0.02 내지 0.04 미만).

C: A, B 및 C 모든 부분에서 농담 차가 다소 관찰됨 (농담 차 0.04 내지 0.07 미만)

D: 농담 차가 현저하게 관찰됨 (농담 차 0.07 이상).

(IV) 페이딩:

초기 단계 및 30,000개 시트를 연속 인쇄한 후, 충실 흑색 화상을 인쇄하고벨트형에서 나타내는 농도 손실 부분에서의 농도와 정상적인 화상 부분에서의 농도 사이에서 도 6에 나타낸 바와 같은 임의의 화상 농도 차이로 평가하였다.

A: 농도 손실 부분이 전혀 관찰되지 않음 (농도 차 0.02 미만).

B: 약간의 농도 손실 부분이 관찰됨 (농도 차 0.02 내지 0.08 미만).

C: 농도 손실 부분이 관찰되나, 실용 화상에는 문제가 되지 않는 정도임 (농도 차 0.08 내지 0.20 미만).

D: 현저한 농도 손실 부분이 관찰되며, 또한 실용 화상에도 문제가 되는 정도임 (농도 차 0.20 이상).

(V) 현상제 담지체의 표면 조도 Ra 변화

평가 전과 30,000개 시트를 연속 인쇄한 후의 현상제 담지체의 표면 조도 Ra의 차이 (△Ra)를 검사하여 현상제 담지체 표면의 내마멸성을 판단하였다. Ra의 측정과 관련하여, 0.8 mm의 컷-오프 (cut-off), 8.0 mm의 규정 거리 및 0.5 mm/초의 공급 속도의 조건 하에, 고사까 래버러토리사(Kosaka Laboratory Ltd.) 제품인 표면 조도계 SE-3300H로 측정하였고, 12 지점에서의 측정값을 평균하였다. 그러나, 초기 단계에서 Ra 수치가 0.1 이하인 현상제 담지체 S-10을 사용하는 실시예 및 비교예에서는, 그 항목을 평가에서 제외하였다.

A: 내마멸성이 매우 양호함 (△Ra 0.10 ㎛ 미만).

B: 내마멸성이 비교적 양호함 (△Ra 0.10 ㎛ 내지 0.15 ㎛ 미만).

C: 내마멸성이 다소 낮으나, 실용상 문제가 되지 않음 (△Ra 0.15 ㎛ 내지 0.20 ㎛ 미만).

D: 내마멸성이 다소 열악하며, 또한 실용상 문제가 됨 (△Ra 0.20 ㎛ 이상).

(VI) 전사 효율:

초기 단계 및 30,000개 시트를 연속적으로 인쇄한 후 전사성을 평가하였다. 전사성을 평가하기 위하여, 충실 흑색 화상을 형성할 때 감광체에 남아 있는 전사 잔류 토너 입자를 마이어 테이프(Mylar tape)로 테이핑함으로써 제거하였다. 이렇게 제거된 토너 입자가 있는 마이어 테이프를 백색지에 부착하였다. 그의 상부로부터 측정된 맥베쓰 농도로부터, 백색지에 부착된 마이어 테이프 단독(토너 없음)에서 측정된 맥베쓰 농도를 공제한 수치를 수득하여 평가하였다. 평가 결과를 표 5에 나타내었다.

A: 매우 양호 (0.04 미만).

B: 양호 (0.04 내지 0.08 미만)

C: 보통 (0.08 내지 0.20 미만).

D: 열악 (0.20 이상).

(VII) 감광체의 대전성:

(약 40 내지 50개 시트를 인쇄한 후) 초기 단계에서 균일하게 대전된 감광체의 표면 전위를 측정하고, 30,000개 시트를 연속적으로 인쇄한 후, 마찬가지로 현상 장치 위치에 센서를 배치하여 균일하게 대전시킨 감광체의 표면 전위를 측정하였다. 감광체 상의 대전성은 두 경우 사이의 전위 차로 평가하였다. 평가 결과를 표 5에 나타내었다. 차이가 음으로 더 커지는 것은 감광체의 대전성이 더욱 낮아진다는 것을 의미한다.

(VIII) 패턴 회수 불량 (패턴 고스트):

세로선의 동일한 패턴 (2 도트 및 98 스페이스의 반복 세로선)을 연속적으로 인쇄한 후, 하프톤 화상 인쇄 (2 도트 및 3 스페이스의 반복 가로선) 시험을 실시하여 세로선의 패턴에 대응하는 임의의 농담 (고스트)이 생성되었는지 시각적으로 평가하였다. 평가 결과를 표 5에 나타내었다.

A: 매우 양호(어떠한 농담도 보이지 않음).

B: 양호(농담이 약간 보이나, 화상에 영향을 주지 않음).

C: 보통(농담이 약간 보이나, 실용상 허용가능한 정도의 범위 내임).

D: 열악(농담이 현저하게 보여, 허용되지 않음).

<실시예 2 내지 90 및 비교예 1 내지 4>

실시예 1에서와 동일한 방식으로 화상 평가를 실시하였다. 수득된 결과를 표 5 내지 8에 나타내었다. 여기서, 실시예 24, 31, 38, 45, 59 및 66의 경우, 현상 장치를 비자성 1성분 현상제로 현상하는 현상 장치로 변경하여 화상 평가를 실시하였다. 또한, 실시예 89의 경우, 현상제 층 두께 조절 부재인 탄성 블레이드를 자성 블레이드로 변경하여 평가하였다. 또한, 실시예 90에서는, 전사 후 잠상 담지체 감광성 드럼 상에 잔류한 전사 잔류 토너 입자를 클리너로 회수하여, 이를 현상 시스템으로 다시 반환시키는 단계를 실시하지 않는 시스템을 사용하여 평가하였다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해서, 슬리브 고스트의 발생도 없고, 잠상 형성에 충실하며, 양호한 화상성을 얻을 수 있는 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법을 얻을 수 있다.

또한, 어떠한 환경 하에서도 페이딩 현상이 발생하지 않고, 항상 고농도의 화상을 얻을 수 있는 현상 장치, 공정 카트리지 및 화상 형성 방법을 얻을 수 있다.

또한, 오존과 같은 방전 생성물을 실질적으로 생성하지 않고, 낮은 인가 전압에서 균일한 대전을 달성할 수 있는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해, 간단하고 안정적이며 균일한 대전을 가능하게 하는 화상 형성 방법, 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 폐토너의 양을 급감시킬 수 있고, 저비용 및 소형화에 유익한 현상 동시 클리닝을 가능하게 하는 화상 형성 방법, 및 이와 같은 화상 현상 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 얻을 수 있다.

또한, 오존과 같은 방전 생성물을 실질적으로 생성하지 않고 낮은 인가 전압에서 균일한 대전을 달성할 수 있는 직접 주입 대전 메카니즘에 의해, 간단하고 안정적이며 균일한 대전을 가능하게 하며, 또한 장시간에 걸쳐 반복 사용하더라도 대전 불량이 유발되지 않고 양호한 화상을 형성하게 해주는 화상 형성 방법, 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 얻을 수 있다.

또한, 어떠한 독립적인 클리닝 단계도 요하지 않으며 양호하고 균일한 대전성을 안정하게 성취할 수 있는, 클리너가 없는 화상 형성을 가능하게 하는 화상 형성 방법, 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 얻을 수 있다.

또한, 전사 잔류 토너 입자의 회수성이 우수한 현상 동시 클리닝을 가능하게 하는 화상 형성 방법, 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 얻을 수 있다.

또한, 해상도를 개선시키기 위해 작은 입경의 토너 입자를 사용하는 경우에서 조차 양호한 화상을 안정하게 형성시킬 수 있는 화상 형성 방법, 및 이와 같은 화상 형성 방법에 사용되는 현상 장치 및 공정 카트리지를 얻을 수 있다.

Claims (28)

1. 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 상기 현상 용기에 수용되어 있는 상기 현상제를 담지하여 현상 영역에 반송(搬送)하기 위한 현상제 담지체, 및 상기 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제 층 두께 조절 부재를 포함하며,

   상기 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성미립자를 포함하고,

   상기 현상제 담지체는 기판과, 비자성 금속, 합금 및 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 상기 기판 상에 형성된 표면층을 갖는 것인 현상 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 표면층의 두께가 0.5 ㎛ 내지 20 ㎛인 현상 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 표면층의 두께가 3 ㎛ 내지 15 ㎛인 현상 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 표면층이 니켈, 크롬, 몰리브덴 및 팔라듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 원자를 갖는 것인 현상 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 표면층이 무전해 Ni-P 도금, 무전해 Ni-B 도금, 무전해 Pd 도금, 무전해 Pd-P 도금, 무전해 Cr 도금, 전해 Mo 도금 및 무전해 Mo 도금 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 도금에 의해 형성된 것인 현상 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 현상제 담지체가 기판 표면을 구형 입자로 조면화 처리하여 요철면을 형성한 후에 그 위에 상기 표면층을 형성함으로써 얻은 것인 현상 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 현상제 담지체의 기판이 50 내지 200의 빅커스 경도 Hv (Vickers hardness)를 갖는 금속 재료로 형성된 것인 현상 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 현상제 담지체의 표면 조도가, 기판 상에 표면층이 형성된 후의 표면 요철의 산술 평균 조도 Ra값으로서 0.1 ㎛ 내지 3.5 ㎛인 현상 장치.
9. 제1항에 있어서, 표면층이 형성된 후의 상기 현상제 담지체의 빅커스 경도 Hv가 200 내지 1,000인 현상 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 현상제 층 두께 조절 부재가 탄성 블레이드 (blade)인 현상 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 현상제가 토너 입자로서 자성 토너 입자를 갖는 자성 현상제인 현상 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 현상제의 중량 평균 입경 D4가 4 ㎛ 내지 10 ㎛인 현상 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 현상제가 0.6 ㎛ 이상 내지 159.21 ㎛ 미만의 입경을 갖는 입자에 관한 개수 기준의 입도 분포에 있어서, 1.00 ㎛ 이상 내지 2.00 ㎛ 미만 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 60 개수％ 함유하며 3.00 ㎛ 이상 내지 8.96 ㎛ 미만 입경 범위의 입자를 15 개수％ 내지 70 개수％를 함유하는 것인 현상 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자의 부피 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛인 현상 장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자의 부피 저항이 10⁰Ωㆍcm 내지 10⁹Ωㆍcm인 현상 장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자의 부피 저항이 10¹Ωㆍcm 내지 10⁶Ωㆍcm인 현상 장치.
17. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자가 비자성의 전도성 미립자인 현상 장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자가 적어도 산화아연, 산화주석 및 산화티타늄으로부터 선택되는 산화물의 미립자를 함유하는 것인 현상 장치.
19. 제1항에 있어서, 상기 전도성 미립자가 현상제 중에 0.5 중량％ 내지 10 중량％의 양으로 함유된 것인 현상 장치.
20. 정전 잠상을 담지하기 위한 잠상 담지체, 상기 잠상 담지체를 대전시키기 위한 대전 수단, 및 상기 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상을 현상제를 이용하여 현상함으로써 현상제 상을 형성하기 위한 현상 장치를 포함하며,

    상기 현상 장치 및 상기 잠상 담지체는 화상 형성 장치의 본체에 탈착가능하게 탑재된 단일 유닛으로 일체화되어 있고,

    상기 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성미립자를 포함하고,

    상기 현상 장치는 적어도 현상제를 수용하기 위한 현상 용기, 상기 현상 용기에 수용되어 있는 상기 현상제를 담지하여 현상 영역에 반송하기 위한 현상제 담지체, 및 상기 현상제 담지체 상에 담지되는 현상제의 층 두께를 조절하기 위한 현상제 층 두께 조절 부재를 포함하고,

    상기 현상제 담지체는 기판과, 비자성 금속, 합금 및 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 상기 기판 상에 형성된 표면층을 갖는 것인 공정 카트리지.
21. 제20항에 있어서, 상기 대전 수단이 상기 잠상 담지체와 접촉한 상태로 유지되는 대전 수단이며, 그들 사이의 접촉 영역에 전압을 인가함으로써 상기 잠상 담지체를 대전시키는 것인 공정 카트리지.
22. 제21항에 있어서, 상기 잠상 담지체가, 전도성 미립자가 적어도 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에는 개재된 상태가 되도록 전압을 인가함으로써 대전되는 것인 공정 카트리지.
23. 제20항에 있어서, 상기 현상 장치가 제2항 내지 제19항 중 어느 한 항의 현상 장치인 공정 카트리지.
24. 잠상 담지체를 대전시키는 대전 단계,

    대전 단계에서 대전된 잠상 담지체의 대전된 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 단계,

    정전 잠상을 현상하여, 현상제를 담지하며 잠상 담지체와 마주보는 현상 영역에 현상제를 반송하는 현상제 담지체를 갖는 현상 장치에 의해 현상제 상으로서 정전 잠상을 가시화하는 현상 단계,

    현상제 상을 전사 매체에 전사하는 전사 단계, 및

    전사 매체에 전사된 현상제 상을 정착 수단을 이용하여 정착시키는 정착 단계를 포함하며,

    여기서, 이들 단계를 순차적으로 반복하여 화상을 형성하고,

    상기 현상제는 적어도 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 입자와 전도성미립자를 포함하고,

    상기 현상제 담지체는 기판과, 비자성 금속, 합금 및 금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 상기 기판 상에 형성된 표면층을 갖는 것인 화상 형성 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 현상 단계가 정전 잠상을 가시화함과 동시에 현상제 상이 전사 매체에 전사된 후에 잠상 담지체 상에 남아있는 현상제를 회수하는 단계인 화상 형성 방법.
26. 제24항에 있어서, 상기 대전 단계에서 대전 수단이 잠상 담지체와 접촉한 상태로 유지되며, 상기 잠상 담지체가 그들 사이의 접촉 영역에 전압을 인가함으로써 대전되는 것인 화상 형성 방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 대전 단계가, 전도성 미립자가 적어도 대전 수단과 잠상 담지체 사이의 접촉 영역에는 개재된 상태가 되도록 전압을 인가함으로써 잠상 담지체를 대전시키는 단계인 화상 형성 방법.
28. 제24항에 있어서, 상기 정전 잠상이 제2항 내지 제19항 중 어느 한 항의 현상 장치에 의해 현상되는 것인 화상 형성 방법.