KR20050041855A - 현상제 운반 부재 및 현상 장치 - Google Patents

Abstract

정전 잠상 담지 부재 상에 형성된 정전 잠상이 이를 가시화하도록 현상제로 현상되는 현상 장치에 사용되는 현상제 운반 부재에서, 현상제 운반 부재는 적어도 기판 및 기판 표면 상에 형성된 수지 코트 층을 구비하며, 수지 코트 층은 적어도 바인더 수지와 흑연화된 입자를 함유한다. 수지 코트 층의 표면은 각각 100 ≤A ≤800 (N/mm²) 및 σ< 30 (N/mm²)인 평균값(A)과 표준편차(σ)를 갖는다.

Description

현상제 운반 부재 및 현상 장치{DEVELOPER CARRYING MEMBER AND DEVELOPING APPARATUS}

본 발명은 전자사진 감광 부재 또는 정전 기록 유전체와 같은 정전 잠상 담지 부재 상에 형성된 정전 잠상이 전자사진의 토너 화상을 형성하도록 현상제에 의해 현상되는 현상 장치에 사용되는 현상제 운반 부재에 관한 것이며, 또한 현상제 운반 부재를 사용하는 현상 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 현상제 운반 부재의 기판 상에 제공된 그 수지 코트 층이 향상된 현상제 운반 부재에 관한 것이며, 또한 이러한 현상제 운반 부재를 사용하는 현상 장치에 관한 것이다.

종래의 전자사진에서, 사본 또는 인쇄물은 광전도성 재료를 사용함으로써 그리고 다양한 수단에 의해 정전 잠상 담지 부재(감광 드럼) 상에 정전 잠상을 형성하고, 후속하여 토너 화상을 형성하도록 토너를 갖는 현상제를 사용함으로써 정전 잠상을 현상하고, 토너 화상을 수시 응변으로 종이와 같은 전사 매체로 전사하고, 그 후 토너 화상을 열, 압력 또는 열-및-압력의 작용에 의해 전사 매체에 정착함으로써 얻어진다. 전자사진의 현상 시스템은 캐리어를 요구하지 않는 일성분(one-component) 현상 시스템과, 캐리어를 사용하는 이성분(two-component) 현상 시스템으로 분류된다.

일성분 현상 시스템은, 토너가 미립화된 상태로 사용되는 분말 크라우드 방법(powder cloud method)과, 가요성 또는 탄성을 갖는 현상제 운반 부재 상에 보유되는 토너가 현상을 수행하도록 정전 잠상 담지 부재의 표면과 직접 접촉하게 되는 접촉 현상 방법과, 토너가 직접 접촉하지는 않지만 토너가 정전 잠상 담지 부재와 현상제 운반 부재 사이에 형성된 전기장의 작용에 의해 정전 잠상 담지 부재의 표면을 향해 비행하게 되는 점핑 현상 방법(jumping developing method)을 포함한다. 접촉 일성분 현상 방법 또는 일성분 점핑 현상 방법이 통상적으로 사용된다.

일성분 현상 시스템을 채용하는 현상 장치는 캐리어를 필요로 하지 않고 토너의 농도를 제어할 기구를 필요로 하지 않으며 캐리어 및 이에 따른 현상 조립체 자체가 소형 및 경량으로 제조될 수 있는 장점을 갖는다.

이러한 현상 시스템에 사용되는 토너로서, 전자사진 장치가 디지털로 제조될 수 있고 화상 품질을 매우 높게 할 수 있도록 작은 입자 직경을 갖는 토너가 최근 사용된다. 예를 들면, 정전 잠상을 정확하게 재생하도록 해상도 및 문자 선명도를 향상시키기 위하여, 약 4 내지 10 ㎛의 중량 평균(weigth-average) 입자 직경을 갖는 토너가 사용된다. 환경 보전의 관점에서 장치의 전력 소모를 더욱 감소시킬 목적으로 토너의 정착 성능을 향상시키기 위하여 토너의 정착 온도를 감소시키거나, 더욱 소형이고 경량인 전자사진 장치를 제조할 목적으로 폐토너를 감소시키기 위하여 토너의 전사 효율을 향상시키는 것이 요구된다. 토너의 정착 성능을 향상시키기 위하여, 토너에 사용되는 바인더 수지(binder resin)의 유리 전이 온도(glass transition temperature; Tg)를 낮추거나, 저분자량 성분이 바인더 수지의 분자량 분포의 비율에서 매우 크게 제조된다. 또한, 토너의 오프셋 방지(anti-offset) 특성을 향상시키기 위하여, 바인더 수지의 소성(plasticity)을 향상시킬 수 있는 왁스가 토너 입자에 첨가되는 방법이 공지되어 있다. 또한, 토너의 전사 효율을 향상시키기 위하여, 0.1 내지 3 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 전사 효율 향상제와 50 내지 300 m²/g의 BET 특성 표면 영역을 갖는 소수성 실리카 미세 분말이 토너 입자에 첨가되거나, 토너 입자가 기계적 충격력에 의해 구형 처리되는 방법이 공지되어 있다.

토너의 대전량을 제어하기 위한 제1 방법으로서, 토너 입자에 대전 제어제를 첨가하는 것이 일반적이다. 그러나 대전 제어제로서 사용되는 염료 또는 안료가 토너 입자에 대량으로 첨가된 때 여러 부재에 점착하는 경향을 갖는다.

토너의 대전량을 제어하기 위한 제2 방법으로서, 토너가 적당한 대전량을 갖도록 하는 적절한 재료가 마찰전기 대전 제공(charging-providing) 부재에 사용되는 방법이 제안된다.

일성분 현상 시스템을 채용하는 현상 장치에서, 토너는 현상제 운반 부재와 현상제 층 두께 제어 부재 사이의 부분을 통과하여 얇은 층으로 될 때 토너는 현상제 운반 부재와 현상제 층 두께 제어 부재와 접촉하게 되고, 이에 따라 이러한 부재들은 토너가 적당한 대전량을 갖게 하는데 큰 영향을 미친다. 특히, 자기 토너를 사용하는 자기 일성분 현상 시스템을 채용하는 현상 장치의 경우에서, 자기 토너는 현상제 운반 부재에 내장된 자석의 자력의 작용에 의해 현상제 운반 부재 상에서 이동하고, 이에 따라 자기 토너는 현상제 운반 부재에 대항하여 빈번하게 마찰된다. 따라서, 현상제 운반 부재를 위한 재료의 선택은 자기 토너의 대전 성능에 큰 영향을 미친다.

일성분 현상 시스템에 사용되는 현상제 운반 부재로서, 접촉 현상 방법에서는 우레탄 고무, EPDM 고무, 실리콘 고무 등의 탄성 부재가 스테인레스강과 같은 금속으로 제조된 샤프트 상에 성형되는 부재와, 탄성중합체의 층이 알루미늄 또는 스테인레스강으로 된 원통형 부재의 표면 상에 형성되는 부재가 통상적으로 사용된다. 이러한 경우에서, 탄성 부재는 가소제(plasticizer), 가황제(vulcanizing agent), 이형제(release agent) 및 저분자량 성분과 같은 성분과 통합된다. 이러한 성분이 탄성 부재로부터 흘러나와 부재에 부정적인 영향을 미치는 것을 방지할 수 있도록 탄성 부재의 층 표면 상에 장벽층 또는 보호층을 제공하는 것이 제안된다. 또한, 양호한 이형성을 갖는 재료를 사용하는 수지를 사용하거나 토너에 대한 양호한 대전 제공 특성을 갖는 수지를 사용하여 표면 층을 최외곽 표면에 형성하는 것이 제안된다.

일본 특허 출원 공개 제H02-105181호 및 제H03-036597호에 개시된 바와 같이, 비접촉 일성분 현상 방법에 사용되는 현상제 운반 부재(현상 슬리브)로서, 카본 블랙(carbon black) 또는 흑연(graphite)과 고체 윤활제와 같은 전도성 재료가 양호한 대전 제공 특성을 갖는 바인더 수지 내에 분산되어 있는, 수지 코트 층이 형성된 표면 상에 현상 슬리브 기판을 포함하는 현상 슬리브가 제안된다. 그러나 현상 슬리브의 표면조도(surface profile)는 큰 영향을 미친다. 따라서, 현상 슬리브의 표면조도가 반복되는 사용의 결과 변경된다면, 토너의 코트 수준은 쉽게 안정화될 수 없으며, 현상 성능이 불안정해지기 쉽다. 충분한 성능은 매우 큰 내구성(주행 성능)을 필요로 하지 않는 저체적 공정 카트리지로 달성될 수 있다. 그러나 큰 내구성을 가질 것을 요구하는 고체적 공정 카트리지의 경우, 현상 슬리브의 표면조도는 수지 코트 층의 스크랩(scrape)이 토너의 코트 수준의 큰 변화로도 귀결되기 쉽기 때문에 상당히 변화할 수 있다. 토너의 코트 수준의 이러한 변화는 또한 토너와 현상 슬리브 사이의 마찰의 빈도가 변화하기 때문에 토너의 대전 능력에 영향을 미친다.

일본 특허 출원 공개 제H03-200986호에 개시된 바와 같이, 현상 슬리브는 현상 슬리브 표면 상에 요철(unevenness)을 형성하도록 구형 미세 입자가 첨가된 표면으로 제안된다. 구형 입자가 첨가된 이러한 방법은 표면조도에 균일한 요철을 형성하고 토너의 코트 수준을 안정화하기 위한 양호한 수단이다. 그러나 현상 슬리브가 장시간 동안 반복적으로 사용되는 경우, 또는 강한 응력이 현상 슬리브의 표면에 부여되는 현상 방식에서, 구형 미세 입자로서 구형 수지 입자를 사용하는 것은 장시간에 걸친 반복되는 사용 중에 스크랩을 초래하여 현상 슬리브의 수지 코트 층이 낮은 표면 거칠기를 갖게 하고, 이럼으로써 토너의 코트 수준이 감소되며 또한 토너의 용융 점착이 발생하기 쉽다.

일본 특허 출원 공개 제H08-240981호에 개시된 바와 같이, 3 g/cm³ 이하의 진밀도(true density)를 갖는 전도성 구형 입자가 현상 슬리브의 표면 상에 요철을 형성하도록 현상 슬리브의 수지 층에 첨가된 현상 슬리브가 제안된다. 이러한 현상 슬리브는 토너의 코트 수준을 안정화시키고, 또한 전도성 구형 입자 자체는 양호한 내마모성을 갖는다. 그러므로 현상 슬리브와 현상제 층 두께 제어 부재 사이의 토너에 부여된 응력은 수지 코트 층 자체의 내구성의 향상을 가져오도록 완화된다. 그러나 전도성 구형 입자들 사이에 존재하는 수지 부분에서, 장시간에 걸친 반복되는 사용과 토너와의 마찰에 의해 스크랩이 선택적으로 진행되어, 수지 코트 층은 그 표면 거칠기가 변경될 수 있고 이에 따라 토너의 코트 수준의 변화를 초래하는 경향을 갖는다.

일성분 현상 시스템을 채용하는 현상 장치에서, 현상 슬리브의 표면 층을 형성하는 그 수지 코트 층이 더욱 향상된 현상 슬리브를 제공하기 위한 오랜 요구가 있다.

본 발명의 목적은 균일한 표면조도를 갖는 수지 코트 층이 형성되고 수지 코트 층이 모든 환경에서 장시간에 걸쳐 반복적으로 사용되는 경우에도 양호한 내구성을 가지며 수지 코트 층이 쉽게 선택적으로 스크랩될 수 없어 그 표면 거칠기가 변경되는 것을 방지할 수 있으며 토너의 코트 수준을 일정한 양으로 제어할 수 있고 또한 토너를 적절한 대전량으로 제공할 수 있도록 하는 표면에 현상제 운반 부재를 제공하고, 이러한 현상제 운반 부재를 사용하는 현상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 문자 화상 주위의 화상 농도 감소, 흐림(fog) 및 점과 같은 문제를 쉽게 발생시키지 않고 고품질 수준의 화상을 안정적으로 얻을 수 있으며 현상제 층 두께 제어 부재의 표면 상의 토너의 용융 점착 또는 마찰 긁힘이 쉽게 발생하지 않으며, 모든 환경에서 장시간에 걸쳐 반복적으로 사용되는 경우에도 토너 화상 상에 선 또는 불균일을 쉽게 초래하지 않는 현상제 운반 부재를 제공하며, 이러한 현상제 운반 부재를 사용하는 현상 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 및 기판의 표면 상에 형성된 수지 코트 층을 포함하는, 현상제를 운반하기 위한 현상제 운반 부재를 제공하며, 현상제 운반 부재에서,

수지 코트 층은 적어도 바인더 수지와 흑연화된 입자를 함유하며,

흑연화된 입자는 0.20 ≤p (002) ≤0.95의 흑연화도[p (002)]를 가지며,

수지 코트 층의 표면은 이하의 평균값(A)과 표준편차(σ)를 갖고,

100 ≤A ≤800 (N/mm²) 및 σ< 30 (N/mm²),

이 값들은 이하의 식(1)에 따라 계산되는, 표면의 물리적 특성 실험에서 만능경도계의 측정값(HU)의 경도 분포로부터 결정되고,

만능경도계 값 HU = K × F/h² (N/mm²) (1)

여기서, K는 상수를 나타내며, F는 실험 하중(N)을 나타내고, h는 인덴터의 최대 만입 깊이(mm)를 나타낸다.

본 발명은 또한 현상제 용기와, 현상제 용기 내에 보유된 현상제를 그 상에서 운반 및 전송하기 위한 현상제 운반 부재와, 현상제 운반 부재에 근접하거나 이와 가압 접촉하는 상태로 제공되어 현상제 운반 부재 상에 현상제의 얇은 층을 형성하기 위한 현상제 층 두께 제어 부재를 포함하는 현상 장치를 제공하며,

현상 장치는 이 장치에 의해 현상제가 현상제 운반 부재에 의해 정전 잠상 담지 부재와 대향하는 현상 구역으로 운반 및 전송되고, 정전 잠상 담지 부재 상에 형성된 정전 잠상이 토너 화상을 형성하도록 현상제로 현상되는 장치이고,

현상제 운반 부재는 기판 및 기판의 표면 상에 형성된 수지 코트 층을 포함하며,

현상제 운반 부재에서,

수지 코트 층은 적어도 바인더 수지와 흑연화된 입자를 함유하며,

흑연화된 입자는 0.20 ≤p (002) ≤0.95의 흑연화도[p (002)]를 갖고,

수지 코트 층의 표면은 이하의 평균값(A)과 표준편차(σ)를 가지며,

100 ≤A ≤800 (N/mm²) 및 σ< 30 (N/mm²),

이 값들은 이하의 식(1)에 따라 계산되는, 표면의 물리적 특성 실험에서 만능경도계의 측정값(HU)의 경도 분포로부터 결정되고,

만능경도계 값 HU = K × F/h² (N/mm²) (1)

여기서, K는 상수를 나타내며, F는 실험 하중(N)을 나타내고, h는 인덴터의 최대 만입 깊이(mm)를 나타낸다.

본 발명자는 전술된 바와 같이 이루어진 구성이 이하의 효과, 즉 다중 시트 주행의 시작 단계에서 현상제 운반 부재 표면의 수지 코트 층의 코트 층 표면조도가 균일하게 될 수 있고, 다중 시트 주행이 수행될 때에도 수지 코트 층의 표면 거칠기의 변화가 작게 될 수 있으며, 토너의 코트 수준의 변화가 역시 작게 될 수 있고, 토너가 다중 시트 주행의 후반 단계에서도 적절하게 균일한 상태로 대전될 수 있으며, 또한 양호한 화상이 모든 환경에서의 장시간에 걸쳐 얻어질 수 있는 효과를 가져온다는 것을 발견하였다.

본 발명은 이하에서 도1을 참조하여 설명된다.

도1은 본 발명의 현상제 운반 부재(현상 슬리브) 상의 일부분을 도시하는 개략도이다. 현상 슬리브는 원통형 기판(4)에 내장되어 규정된 자력과 자기극(magnetic-pole) 구조를 갖는 자석(5)을 구비한다. 기판(4)의 표면 상에는 흑연화된 입자(1)가 바인더 수지(2) 내에 균일하고 분산되어 있고 균일한 표면조도를 갖는 수지 코트 층(3)이 형성된다.

본 발명에 따른 현상 슬리브의 표면의 수지 코트 층(3)에 사용되는 흑연화된 입자(1)는 0.20 ≤p (002) ≤0.95의 흑연화도[graphitization; p (002)]를 가지며, 이들의 양호한 전도성을 나타내기 때문에 토너의 대전량을 적절하게 할 수 있다. 이들은 또한 장시간에 걸쳐 반복적으로 사용되는 경우에도 종래의 흑연 입자에 비해 우수한 내마모성을 갖기 때문에 수지 코트 층이 스크랩되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로 토너의 코트 수준은 장시간에 걸쳐 안정화될 수 있다.

본 발명에 따른 현상 슬리브의 표면의 수지 코트 층(3)은 우수한 내마모성을 갖는 적어도 흑연화된 입자(1)를 함유하며, 또한 그 표면은 만능경도계의 측정값(HU)의 경도 분포로부터 결정되는, 각각 100 ≤A ≤800 (N/mm²) 및 σ< 30 (N/mm²)의 평균값(A)과 표준편차(σ)를 갖는다. 본 발명에 따른 현상 슬리브의 표면의 수지 코트 층(3)은 JIS B 0601[이하에서는 간단히 "저Ra 시스템(low-Ra system)"으로도 언급됨]에 따라 0.20 ㎛ 내지 0.70 ㎛의 산술평균 거칠기(Ra)를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 종래의 흑연 입자의 저Ra 시스템과 비교하면, 본 발명의 현상 슬리브는 수지 코트 층 내에 어떠한 선택적인 스크랩도 초래하지 않으며, 코트 층 표면은 장시간에 걸친 반복되는 사용의 결과로서 스크랩이 발생하는 경우에도 균일하게 스크랩되며, 동시에 표면은 낮은 Ra를 유지하기 위한 미세 요철(micro-unevenness)을 갖는다. 그러므로 수지 코트 층이 표면조도의 변화를 방지할 수 있고, 토너 대전량과 토너 코트 수준은 더욱 안정화될 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

본 발명의 현상제 운반 부재와 이를 사용하는 현상 장치가 이하에 보다 상세히 설명된다.

본 발명의 현상제 운반 부재의 수지 코트 층(3)에 사용되는 흑연화된 입자(1)가 설명된다.

본 발명에 사용되는 흑연화된 입자(1)는 0.20 ≤ p (002) ≤ 0.95의 흑연화도[p (002)]를 갖는다.

흑연화도[p (002)]는 프랭크린의 p-값(Fanklin's p-value)으로 불리우는 값이며, 흑연의 X선 회절 패턴으로부터 얻어진 격자 간격[d (002)]을 측정함으로써 d (002) = 3.440 - 0.086 (1 - p²)로서 결정된다. 이 p-값은 탄소의 육방정계망(hexagonal network) 평면의 스택들 중 무질서한 부분의 비율을 나타낸다. 값이 작을수록 흑연화도는 커진다.

본 발명에 사용되는 흑연화된 입자(1)는 코크스(coke)와 같은 집합체를 타르 피치(tar pitch)로 경화하고 이어서 경화된 물질을 성형하며 대략 1,000℃ 내지 1,300℃에서 소성되고 나서, 일본 특허 출원 공개 제H02-105181 및 제H03-036570호에 개시된 바와 같은 현상제 운반 부재 표면의 수지 코트 층에 사용되도록 대략 2,500℃ 내지 3,000℃에서 흑연화됨으로써 얻어지는 인공 흑연 또는 천연 흑연으로 구성된 결정화될 수 있는 흑연 입자와는 원료와 생산 단계에서 다르다. 본 발명에 사용되는 흑연화된 입자(1)는 종래에 사용되는 결정화될 수 있는 흑연 입자보다 약간 낮은 흑연화도를 갖지만, 종래에 사용되는 결정화될 수 있는 흑연 입자와 동일하게 높은 전도성과 윤활성을 갖고, 또한 사실상 구형이고 게다가 입자 자체의 경도가 종래에 사용되는 결정화될 수 있는 흑연 입자의 비늘 형상 또는 바늘 형상과는 다른 특징을 갖는다. 따라서 본 발명의 현상제 운반 부재는 양호한 전도성과 높은 윤활성을 갖는 이러한 흑연화된 입자를 포함하는 수지 코트 층을 가지므로, 토너의 대전량은 적절하게 되며 또한 토너는 수지 코트 층 표면에 용융 점착되는 것이 방지될 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같은 형상을 갖는 흑연화된 입자는 수지 코트 층 내에 용이하고 균일하게 분산될 수 있고, 이에 따라 균일한 표면조도와 내마모성을 갖는 수지 코트 층 표면을 제공한다. 게다가, 흑연화된 입자 자체의 형상은 쉽게 변경되지 않으며, 따라서 수지 코트 층은 장시간에 걸쳐 반복적으로 사용되는 경우에도 스크랩되는 것이 방지될 수 있고, 토너 대전량과 토너 코트 수준은 장시간에 걸쳐 안정화될 수 있다.

본 발명에 사용되는 흑연화된 입자는 0.20 ≤p (002) ≤0.95의 흑연화도[p (002)]를 갖고, 바람직하게는 0.25 ≤p (002) ≤0.75일 수 있다.

입자들이 0.95를 초과하는 흑연화도[p (002)]를 갖는다면, 입자들은 양호한 내마모성을 갖지만, 낮은 전도성과 윤활성을 가질 수 있어 토너의 차지업(charge-up) 현상에 의해 화상 농도 감소와 얼룩을 초래할 수 있으며, 또한 탄성 부재가 제어 부재에 사용된 경우 현상제 층 두께 제어 부재 상의 마찰 긁힘이 초래되어 중실 화상(solid image) 내의 선 또는 불균일함을 초래하기 쉽다. 이들이 0.20 미만의 흑연화도[p (002)]를 갖는다면, 수지 코트 층은 흑연화된 입자의 내마모성의 감소에 의해 낮은 기계적 강도를 가질 수 있어 수지 코트 층의 선택적인 스크랩이 발생되어 불완전한 화상을 초래하기 쉽다.

0.20 ≤p (002) ≤0.95의 흑연화도[p (002)]를 갖도록 설정된 본 발명에 사용되는 흑연화된 입자들은 양호한 전도성과 높은 윤활성을 가지며 또한 수지 코트 층이 선택적으로 스크랩되는 것을 방지하도록 수지 코트 층의 기계적 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 더욱이, 흑연화된 입자의 흑연화도[p (002)]를 특정 범위로 설정하는 것은 흑연화된 입자가 수지의 경도에 근접한 경도를 갖도록 한다. 그러므로 수지 코트 층은 수지 코트 층의 표면이 마모되는 경우에도 균일하게 스크랩되고, 이럼으로써 흑연화된 입자는 다시 수지 코트 층의 내부로부터 노출된다. 따라서 표면 조성물은 덜 변경되며, 표면조도 또한 균일한 미세요철을 유지할 수 있다.

본 발명에 사용되는 흑연화된 입자는 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4.0 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 가질 수 있다. 본 발명의 수지 코트 층이 바람직하게는 0.20 ㎛ 내지 0.70 ㎛의 JIS B 0601 산술 평균 거칠기(Ra)를 가질 수 있기 때문에, 흑연화된 입자가 0.5 ㎛ 미만의 체적 평균 입자 직경을 갖는다면, 균일한 거칠기를 갖는 수지 코트 층 표면을 제공하는 효과는 표면 거칠기(Ra)를 0.20 ㎛ 이상으로 설정하기 어려울 정도로 작을 것이다. 이는 현상제에 대한 속도와 균일한 대전 제공 특성을 감소시킬 수 있고, 또한 토너의 차지업 현상에 의해 화상 농도 감소와 얼룩을 초래하기 쉽다. 흑연화된 입자가 4.0 ㎛를 초과하는 체적 평균 입자 직경을 갖는다면, 이러한 입자들은 수지 코트 층의 표면 거칠기(Ra)를 0.70 ㎛ 이하로 설정하는 것을 어렵게 할 수 있다. 또한, 이러한 입자들은 수지 코트 층이 장시간에 걸친 반복되는 사용에 따라 높은 표면 거칠기를 갖게 할 수 있고, 결과적으로 토너의 큰 코트 수준이 토너의 대전의 부족에 기인한 화상 농도 감소 및 문자 화상 주위의 흐림과 점과 같은 불완전한 화상을 초래하기 쉽다. 0.5 ㎛ 내지 4.0 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖도록 설정된 본 발명에 사용되는 흑연화된 입자는 수지 코트 층의 표면 거칠기를 제어하는 것을 용이하게 할 수 있고, 토너 대전량과 토너 코트 수준을 더욱 안정화시킬 수 있다.

본 발명에 사용되는 흑연화된 입자를 얻기 위한 방법으로서, 이하에 설명된 것과 같은 방법이 바람직하다. 이 방법은 이하의 설명으로 제한될 필요는 없다.

본 발명에 사용되는 흑연화된 입자를 얻기 위한 방법으로서, 흑연화는 광학적으로 이방성이고 메조카본 마이크로비드(mesocarbon microbead) 또는 벌크-메조페이스(bulk-mesophase) 피치와 같은 단일상(single phase)으로 형성되는 입자를 원료로서 사용하여 달성된다. 이는 흑연화된 입자가 높은 흑연화도를 갖고 또한 이들이 구형 형상을 유지하도록 하기 위하여 바람직하다. 원료의 광학 이방성은 방향성 분자의 스택으로부터 나오며, 그 정렬은 흑연화 처리에 의해 추가로 전개됨으로써, 높은 흑연화도를 갖는 흑연화된 입자가 얻어질 수 있다.

벌크-메조페이스 피치가 본 발명에 사용되는 흑연화 입자가 얻어지는 원료로서 사용되는 경우에서, 가열에 의해 연화 및 용융될 수 있는 벌크-메조페이스 피치는 바람직하게는 구형이고 높은 흑연화도를 갖는 흑연화된 입자를 얻도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 벌크-메조페이스 피치는 용매 분별 증류에 의해 콜타르(coal-tar) 피치로부터 β-수지를 추출하고 β-수지의 강화 처리를 수행하도록 수소화시킴으로써 얻어진 메조페이스 피치이다. 또한, β-수지를 강화 처리하고 나서 벤젠 또는 톨루엔을 사용하여 용매 가용성(solvent-soluble) 물질을 제거한 후에 미세하게 분쇄됨으로써 얻어지는 메조페이스 피치가 사용될 수 있다. 벌크-메조페이스 피치는 바람직하게는 퀴놀린 가용성(quinioline-soluble) 물질의 중량의 95% 이상을 가질 수 있다. 만약 95% 미만을 갖는 피치가 사용된다면, 입자의 내부는 용이하게 액상 탄화될 수 없으며, 이로써 고상으로 탄화되어 그 형상이 눌려진 상태로 유지되어 구형 입자를 얻기 어렵게 하는 탄화된 입자를 형성한다.

다음으로, 메조페이스 피치를 흑연화하기 위한 방법으로서, 벌크-메조페이스 피치가 입자를 얻도록 체적 평균 입자 직경으로 1 ㎛ 내지 6 ㎛의 크기로 미세하게 분쇄되며, 얻어진 입자는 수월한 산화 처리를 수행하도록 약 200℃ 내지 약 350℃ 사이의 공기 내에서 열처리된다. 이 산화 처리는 벌크-메조페이스 피치 입자가 표면에서만 용해되지 않도록 하며, 입자들은 후속 단계에서의 흑연화를 위한 열처리 시간 동안 용융 또는 용해되는 것이 방지된다. 산화 처리된 벌크-메조페이스 피치 입자는 바람직하게는 중량의 5% 내지 중량의 15% 사이의 산소 함량을 가질 수 있다. 만약 중량의 5% 미만의 산소 함량을 갖는다면, 입자들은 열처리 중에 서로 용화되기 쉬워 바람직하지 않다. 만약 중량의 15%를 초과하는 산소 함량을 갖는다면, 입자들은 그 내부까지 산화될 수 있고, 그 형상이 눌려진 상태로 흑연화되어, 구형 입자를 얻기 어려워진다. 다음으로, 산화 처리된 벌크-메조페이스 피치 입자는 요구되는 흑연화된 입자를 얻기 위하여 질소 또는 아르곤의 불활성 분위기에서 2,000℃ 내지 3,500℃ 사이로 열처리된다.

메조카본 마이크로비드와, 본 발명에 사용되는 흑연화된 입자를 얻을 수 있는 다른 양호한 원료를 얻기 위한 방법은, 석탄형 중유 또는 석유형 중유가 천연 메조카본 마이크로비드를 형성하도록 중축합반응(polycondensation)을 수행하기 위하여 300℃ 내지 500℃ 사이의 온도에서 열처리되고 나서, 반응 생성물은 메조카본 마이크로비드를 분리하도록 여과, 정지 상태 유지에 의한 침전, 또는 원심분리와 같이 처리되고, 그 후 메조카본 마이크로비드는 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌과 같은 용매로 세정되고, 또한 이어서 요구되는 메조카본 마이크로비드를 얻기 위해 건조된다.

메조카본 마이크로비드를 사용하여 흑연화를 수행하기 위한 방법으로서, 건조된 메조카본 마이크로비드는 이들을 파괴하지 않기에 충분한 힘에 의해 기계적으로 1차 분산되어 유지된다. 이는 흑연화 후에 입자가 합체되는 것을 방지하거나 또는 균일한 입자를 얻기 위해 바람직하다. 따라서 1차 분산되어 유지된 메조카본 마이크로비드는 탄화되도록 불활성 분위기에서 200℃ 내지 1,500℃의 온도에서 1차 열처리된다. 이러한 1차 열처리에 의해 얻어진 탄화된 생성물의 입자들은 이들을 파괴하지 않기에 충분한 힘에 의해 기계적으로 분산된다. 이는 흑연화후 입자가 합체되는 것을 방지하거나 균일한 입자를 얻기 위하여 바람직하다. 2차 분산 처리된 탄화된 생성 입자들은 요구되는 흑연화된 입자를 얻기 위하여 불활성 분위기에서 2,000℃ 내지 3,500℃의 온도에서 2차 열처리된다.

이와 같이 얻어진 흑연화된 입자는 또한 소정 크기로 분류되어 균일한 입자 크기 분포를 갖도록 유지된다. 이는 수지 코트 층이 균일한 표면조도를 갖도록 하기 위하여 바람직하다.

흑연화된 입자는 또한 2,000℃ 내지 3,500℃, 더욱 바람직하게는 2,300℃ 내지 3,200℃ 사이의 온도에서 소성될 수 있다. 만약 흑연화된 입자가 2,000℃ 미만의 온도에서 소성된다면, 이들은 낮은 흑연화도를 가질 것이며, 낮은 전도성과 윤활성을 가질 수 있으므로 토너의 차지업 현상에 의해 화상 농도 감소와 얼룩을 초래할 수 있다. 이러한 입자들은 또한 탄성 부재가 제어 부재에 사용되는 경우 현상제 층 두께 제어 부재 상의 마찰 긁힘을 초래할 수 있으므로 중실 화상 내의 선 또는 불균일을 초래할 수 있다. 만약 이들이 3,500℃를 초과하는 온도에서 소성된다면, 흑연화된 입자는 너무 높은 흑연화도를 가질 수 있고, 이로써 흑연화된 입자는 수지 코트 층이 흑연화된 입자의 내마모성을 감소시켜 낮은 기계적 강도를 갖게 하는 낮은 경도를 가질 수 있고, 이로써 수지 코트 층의 선택적인 스크랩을 초래하고 불완전한 화상을 초래하는 경향을 갖는다.

수지 코트 층 내에 분산되어 있는 흑연화된 입자는 바람직하게는 특히 양호한 결과를 얻는 범위 내에서 수지 코트 층 내의 바인더 수지의 중량을 100으로 하여 중량으로 2 내지 150의 비율, 더욱 바람직하게는 중량으로 4 내지 100의 비율의 함량을 가질 수 있다. 만약 흑연화된 입자가 중량으로 2의 비율 미만의 함량이라면, 흑연화된 입자의 첨가는 덜 효과적일 수 있다. 이들이 중량으로 150을 초과하는 함량이라면, 수지 코트 층은 낮은 점착성을 갖게 되고, 이로써 낮은 내마모성으로 귀결된다.

본 발명의 수지 코트 층의 표면 거칠기, 경도, 그 경도 분포로부터 결정된 평균값(A), 및 표준 편차(σ)가 이하에서 설명된다.

수지 코트 층의 표면은 이하의 평균값(A)과 표준 편차(σ)를 갖도록 설정된다.

100 ≤A ≤800 (N/mm²) 및 σ< 30 (N/mm²)

이들은 표면의 물리적 특성 실험에서 만능경도계의 측정된 값(HU)의 경도 분포로부터 결정되며, 이하의 식(1)에 따라 계산된다.

만능경도계 값 HU = K × F/h² (N/mm²) (1)

여기서, K는 상수를 나타내며, F는 실험 하중(N)을 나타내고, h는 인덴터(indenter)의 최대 만입 깊이(mm)를 나타낸다.

수지 코트 층의 표면은 바람직하게는 JIS B 0601에 따라 0.20㎛ 내지 0.70㎛의 산술평균 거칠기(Ra)를 갖도록 설정된다.

표면 거칠기(Ra)에 관하여, 바람직한 표면 거칠기는 현상 시스템에 따라 상이할 수 있다. 도2에 도시된 바와 같은 현상제 층 두께 제어 부재(302)로서 현상 슬리브를 향해 배치되고 이들 사이에 간극을 남기는 자기 블레이드를 갖는 현상 장치에서, 또는 도3에 도시된 바와 같은 현상제 층 두께 제어 부재(302)로서 규정된 압력에서 현상 슬리브와 가압 접촉하여 제공되는 탄성 블레이드를 갖는 현상 장치에서, 수지 코트 층 표면의 표면 거칠기는 바람직하게는 저Ra 시스템일 수 있으며, Ra는 바람직하게는 미세 입자 직경을 갖는 자기 토너가 현상 슬리브 상에 얇게 코팅되는 얇은 층 시스템에서 0.20 ㎛ 내지 0.70 ㎛ 사이일 수 있다. 만약 Ra가 0.20 ㎛보다 작다면, 토너는 낮은 코트 수준이 되어, 토너가 낮은 코트 수준에 있다는 사실에 의해 화상 농도 감소, 토너 차지업 현상 또는 얼룩이 발생하는 경향을 갖는다. 한편, Ra가 0.70 ㎛보다 크다면, 토너는 높은 코트 수준이 되는 경향을 갖고, 이로써 토너에 대한 마찰전기 대전의 균일성은 낮게 되어 토너의 대전 부족에 기인한 문자 화상 주위의 점, 흐림 및 화상 농도 감소가 초래되는 경향을 갖는다.

수지 코트 층 표면의 만능경도계의 측정값(HU)의 경도 분포로부터 결정된 평균값(A)은 100 N/mm²보다 작다면, 수지 코트 층은 낮은 내마모성을 갖게 되어 쉽게 스크랩되며, 불완전한 화상을 초래하게 된다. 평균값(A)이 800 N/mm²보다 크다면, 현상제 층 두께 제어 부재가 (토너를 통해) 현상 슬리브와 가압 접촉 상태가 되는 종류(즉, 탄성 제어 블레이드 종류)의 현상 장치에 적용될 때, 탄성 제어 블레이드의 표면은 다중 시트 주행의 초기 단계에서 마찰에 의한 긁힘이 발생되는 경향을 가지며, 이로써 토너 코트는 불균일하게 되어 중실 화상 내의 선 또는 불균일을 초래하게 되고 그 결과 화상 품질이 낮아지게 된다.

수지 코트 층 표면의 경도 분포로부터 결정된 평균값(A)은 바람직하게는 100 ≤ A ≤ 800 (N/mm²)의 범위에 있을 수 있다. 장시간에 걸친 화상 품질의 저하를 방지하기 위하여, 평균값(A)은 200 ≤ A ≤ 700 (N/mm²)의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직할 수 있다.

수지 코트 층 표면의 만능경도계의 측정값(HU)의 경도 분포로부터 결정된 표준편차(σ)가 30 N/mm² 이상이라면, 비록 수지 코트 층의 표면조도가 다중 시트 주행의 초기 단계에서 균일하게 형성되더라도 수지 코트 층의 표면은 다중 시트 주행이 진행됨에 따라 그 일부분이 작은 경도를 갖게 되어 선택적으로 마모되며, 이로써 수지 코트 층은 큰 표면 거칠기를 갖게 된다. 이는 토너가 다중 시트 주행의 후반 단계에서 높은 코트 수준을 갖게 할 수 있으므로 특히 저온 및 저습도 환경에서 문자 화상 주위의 흐림 또는 점을 초래하게 된다. 또한, 표준편차(σ)가 30 N/mm²보다 작은 경우에도, 종래의 흑연 입자를 사용하는 수지 코트 층에서 수지 코트 층은 수지 코트 층 표면의 언덕 부분에서 선택적으로 마모될 수 있고, 이로써 수지 코트 층은 작은 표면 거칠기를 갖게 된다. 이로써, 토너 차지업 현상과 얼룩은 특히 저온 및 저습도 환경에서 발생하기 쉽고, 토너의 코트 수준의 부족에 기인하는 중실 화상 내의 선 또는 불균일과 같은 화상 농도 감소와 화상 저하가 특히 저온 및 저습도 환경에 발생하기 쉽다. 또한, 이러한 수지 코트 층은 저온 정착 가능한 토너가 사용되는 경우 토너의 현상 슬리브에 대한 용융 점착이 발생하기 쉽다.

다음으로, 본 발명에서, 수지 코트 층 내에 사용되는 바인더 수지는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 실리콘 수지, 플루오르 수지, 스티렌 수지, 비닐 수지, 셀룰로오스 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 아크릴 수지를 포함할 수 있다. 기계적 강도를 고려하면, 열경화성(thermosetting) 또는 광경화성(photosetting) 수지가 더욱 바람직하다. 그러나, 열가소성 수지 역시 이들이 충분한 기계적 강도를 갖는 한 사용될 수 있다.

본 발명에서, 전술된 바와 같이 형성된 재료를 사용함으로써 현상 슬리브의 표면에 형성된 수지 코트 층은 바람직하게는 토너가 토너의 차지업에 의해 현상 슬리브 표면에 달라붙는 것을 방지하고 토너의 차지업에 의해 초래될 수 있는 토너의 현상 슬리브 표면으로부터의 불완전한 대전을 방지하기 위하여 전도성일 수 있다. 수지 코트 층은 바람직하게는 체적 저항으로서 10⁵ Ω·cm 이하, 더욱 바람직하게는 10³ Ω·cm 이하의 값을 가질 수 있다. 현상 슬리브 표면의 수지 코트 층이 10⁵ Ω·cm를 초과하는 체적 저항을 갖는다면, 토너에는 전하가 불완전하게 제공되기 쉽고, 결과적으로 토너 차지업 현상과 얼룩이 초래되기 쉽다.

본 발명에서, 전술된 값에 대한 수지 코트 층의 저항을 제어하기 위하여, 이하에 열거된 바와 같은 임의의 전도성 재료가 수지 코트 층 내에 포함될 수 있다. 이러한 경우에 사용되는 전도성 미세 분말로서, 예를 들면 알루미늄, 구리, 니켈 및 은과 같은 금속의 미세 분말; 산화안티몬, 산화인듐, 산화주석, 산화티타늄, 산화아연, 산화몰리브덴 및 티탄산칼륨과 같은 금속 산화물의 미세 분말; 탄소 섬유; 퍼니스 블랙(furnace black), 램프 블랙(lamp black), 써말 블랙(thermal black), 아세틸렌 블랙(acetylene black), 채널 블랙(channel black)과 같은 카본 블랙(carbon black); 흑연과 같은 탄소 재료의 미세 분말; 및 금속 섬유를 포함할 수 있다. 물론, 카본 블랙, 특히 전도성 비결정질 탄소가 사용하기에 양호한데, 이는 양호한 전기 전도성을 갖고 전도성을 부여하도록 수지로 충전됨으로써 또는 첨가되는 양을 제어함으로써 소정의 임의의 전도성을 얻을 수 있기 때문이다. 또한, 수지 조성물이 코팅 재료로 제조된 때 요구되는 분산의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서, 임의의 이러한 전도성 미세 분말이 사용되는 경우, 전도성 미세 분말은 바람직하게는 바인더 수지의 중량을 100으로 하여 중량으로 1 내지 100의 비율의 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 중량으로 1의 비율 미만의 양이라면, 수지 코트 층의 저항은 요구되는 수준으로 쉽게 낮춰질 수 없고, 또한 토너는 현상 슬리브의 수지 코트 층에 사용된 바인더 수지에 용융 점착되기 쉽다. 만약 중량으로 100의 비율을 초과하는 양이라면, 수지 코트 층은 특히 1미크론 미만(submicron)의 입자 크기를 갖는 미세 분말이 사용되는 경우 낮은 강도(내마모성)를 갖기 쉽다.

본 발명에서, 고상 윤활제가 수지 코트 층에 분산될 수 있다. 통상적으로 공지된 고상 윤활제가 사용될 수 있다. 예를 들면, 고상 윤활제는 흑연, 2황화물 몰리브덴, 질화붕소, 운모(mica), 플루오르화 흑연, 셀렌화 은-니오븀, 염화칼슘-흑연(calcium chloride-graphite), 활석(talc), 및 스테아르산 아연과 같은 지방산 금속염의 입자를 포함할 수 있다. 특히, 흑연 입자는 수지 코트 층의 전도성이 손상되지 않기 때문에 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 고상 윤활제는 바람직하게는 바인더 수지의 질량을 100으로 할 때 중량의 1 내지 100의 비율 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 중량으로 1의 비율 미만의 양이라면, 토너의 수지 코트 층의 바인더 수지 표면에 대한 용융 점착이 덜 효과적으로 수정될 것이다. 한편, 중량으로 100의 비율을 초과하는 양이라면, 수지 코트 층은 특히 1미크론 미만의 입자 크기를 갖는 미세 분말이 사용되는 경우 낮은 강도(내마모성)를 갖기 쉽다.

이러한 고상 윤활제로서, 바람직하게는 0.5 내지 4.0 ㎛ 범위의 체적 평균 입자 직경을 갖는 윤활제들이 사용될 수 있다. 0.5 ㎛ 미만의 체적 평균 입자 직경을 갖는 고상 윤활제는 충분한 윤활 특성을 얻기 어렵기 때문에 바람직하지 않다. 4.0 ㎛를 초과하는 체적 평균 입자 직경을 갖는 윤활제들은 토너의 균일한 마찰전기 대전과 수지 코트 층의 강도의 측면에서 바람직하지 않은데, 이는 이들이 수지 코트 층의 표면조도에 큰 영향을 미쳐 그 표면 특성이 불균일하게 되기 쉽기 때문이다.

본 발명에서, 토너가 더욱 안정된 대전 능력을 갖도록 하기 위하여, 대전 제어제가 수지 코트 층에 첨가함으로써 흑연화된 입자와 함께 임의로 사용될 수 있다.

음전하 대전 제어제로서, 예를 들면 모노아조(monoazo) 금속착물, 아세틸아세톤 금속착물, 방향성 하이드로옥시카르복실산 또는 방향족 디카르복실산의 금속착물 또는 금속염을 포함할 수 있는 유기 금속염, 유기 금속착물 또는 킬레이트 화합물이 효과적이다. 이외에도, 이들은 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산 및 이의 금속염, 이의 무수물 또는 이의 에스테르, 및 비스페놀(bisphenol)과 같은 페놀 유도체를 포함할 수 있다. 임의의 이러한 대전 제어제들은 단독으로 또는 2가지 이상의 종류가 조합되어 사용될 수 있다.

양전하 대전 제어제로서, 이들은 니그로샤인(Nigroshine) 및 지방산 금속염에 의해 변성된 니그로샤인의 변성품; 트리부틸벤질암모늄 1-하이드록시-4-나프토술폰산염 및 테트라부틸암모늄 테트라플루오로붕산염과 같은 4기 암모늄염; 트리부틸벤질포스포늄-1-하이드록시-4-나프토술폰산염 및 테트라부틸포스포늄 테트라플루오로붕산염, 및 이들의 레이크 안료(lake pigment)와 같은 포스포늄염; 트리페닐메탄 염료 및 이들의 레이크 안료(레이크-형성제는 텅스토포스포릭산, 몰리브도포스포릭산, 텅스토몰리브도포스포릭산, 타닌산, 라우르산, 갈릭산, 페리시안화물 및 페로시안화물을 포함할 수 있음); 고지방산의 금속염; 산화디부틸틴, 산화디옥틸틴 및 산화디사이클로헥실틴과 같은 산화디오가노틴; 디부틸틴붕산염, 디옥틸틴붕산염 및 디사이클로헥실틴붕산염을 포함할 수 있다.

본 발명에서, 음으로 대전 가능한 토너의 대전 능력을 향상시키고 양으로 대전 가능한 토너의 대전 능력을 제한하기 위한 목적으로 사용되는 대전 제어제로서, 일본 특허 출원 공개 제H01-293454호에 개시된 바와 같은 질소 함유 이종환식(heterocyclic) 화합물을 바람직하게 사용될 수 있다. 음으로 대전 가능한 토너의 대전 능력을 제한하고 양으로 대전 가능한 토너의 대전 능력을 향상시키기 위한 목적으로 토너의 대전 능력을 제어하기 위한 방법으로서, 일본 특허 출원 공개 제H10-326040호, 제H11-052711호, 및 제H11-249414호에 개시된 바와 같은 4기 암모늄염 화합물(quaternary ammonium salt compound)을 갖는 질소 함유 그룹을 갖는 수지의 조합이 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명에서, 수지 코트 층 표면 상의 요철을 형성하기 위한 구형 입자(이하에서는 "요철 형성 입자") 역시 흑연화된 입자와 함께 사용될 수 있다.

이러한 요철 형성 입자는 예를 들면 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸 아크릴레이트, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리스티렌 또는 비닐 공중합체와 같은 비닐 중합체의 수지 입자; 벤조구안아민(benzoguanamine) 수지, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 플루오르 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 폴리에스테르 수지의 수지 입자; 알루미나, 산화아연, 실리카, 산화티타늄 및 산화주석과 같은 산화물의 입자; 탄소 입자; 및 전도성 처리된 수지 입자와 같은 전도성 입자를 포함할 수 있다. 또한 후술된 바와 같은 대전 제어제와 같은 유기 화합물을 입자의 형태로 사용하는 것도 가능하다.

이러한 요철 형성 입자들 중 수지 입자로서, 현탁 중합(suspension polymerization) 또는 분산 중합(dispersion polymerization)에 의해 생성되는 구형 수지 입자가 바람직하게 사용될 수 있다. 여기서, "구형"은 1.0 내지 1.5의 길이/폭 비율의 갖는 입자를 지칭한다. 1.0 내지 1.2 사이의 길이/폭 비율을 갖는 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 정확하게 구형인 입자를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 구형 수지 입자는 작은 양의 첨가에 의해 양호한 표면 거칠기를 제공할 수 있으며, 더욱 균일한 표면조도를 얻는 것을 용이하게 한다. 이러한 구형 수지 입자는 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트와 같은 아크릴 수지의 입자, 나일론과 같은 폴리아미드 수지의 입자, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 수지의 입자, 실리콘 수지 입자, 페놀 수지 입자, 폴리우레탄 수지 입자, 스티렌 수지 입자, 및 벤조구안아민 입자를 포함할 수 있다. 분쇄에 의해 얻어진 수지 입자는 또한 이들이 물리적인 구형 처리를 받은 후에 사용될 수 있다.

요철 형성 입자가 구형인 경우, 입자가 가압 접촉 상태로 현상제 층 두께 제어 부재와 접촉하는 영역은 보다 작게 된다. 이로써, 이러한 입자는 마찰력에 기인한 슬리브 회전 토오크의 증가가 제한되고 토너 점착이 감소될 수 있기 때문에 더욱 양호하다.

이러한 구형 수지 입자는 또한 무기질 미세 분말이 이들의 표면에 점착 또는 달라붙은 후에 사용될 수 있다. 무기질 미세 분말은 SiO₂, SrTiO₃, CeO₂, CrO, Al₂O₃, ZnO, MgO 및 TiO₂와 같은 산화물; Si₃N₄와 같은 질화물; SiC와 같은 탄화물; CaSO₄, BaSO₄와 같은 황화물; 및 CaCO₃ 와 같은 탄산염의 미세 입자를 포함할 수 있다.

무기질 미세 분말은 결합제로 처리된 후에 사용될 수 있다. 바인더 수지에 대한 점착성을 향상시키기 위하여, 또는 그 입자에 소수성을 부여하기 위하여, 결합제가 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 결합제는 시레인 결합제, 티타늄 결합제 및 지르코알루미네이트 결합제를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 명시하면, 시레인 결합제는 헥사메틸디시라젠(hexamethyldisilazane), 트리메틸시레인(trimethylsilane), 트리메틸클로로시레인(trimethylchlorosilane), 트리메틸에톡시시레인(trimethylethoxysilane), 디메틸디클로로시레인(dimethyldichlorosilane), 메틸트리클로로시레인(methyltrichlorosilane), 알릴디메틸클로로시레인(allyldimethylchlorosilane), 알리페닐디클로로시레인(allylphenyldichlorosilane), 벤질디메틸클로로시레인(benzyldimethylchlorosilane), 브로모메틸디메틸클로로시레인(bromomethyldimethylchlorosilane), α-클로로에틸트리-클로로시레인(α-chloroethyltri-chlorosilane), β-클로로에틸트리클로로시레인(β-chloroethyltrichlorosilane), 클로로메틸디메틸클로로시레인(chloromethylchlorosilane), 트리오가노실릴 메르캅탄(triorganosilyl mercaptan), 트리디메틸실릴 메르캅탄(trimethylsilyl mercaptan), 트리오가노실릴 아크릴레이트(triorganosilyl acrylate), 비닐디메틸아세톡시시레인(vinyldimethylacetoxysilane), 디메틸디에톡시시레인(dimethyldiethoxysilane), 디메틸디메톡시시레인(dimethyldimethoxysilane), 디페닐디에톡시시레인(diphenyldiethoxysilane), 헥사메틸디실록산(hexamethyldisiloxane), 1,3-디비닐테트라메틸디실록산(1,3-divinyltetramethyldisiloxane), 1,3-디페닐테트라메틸실록산(1,3-diphenyltetramethyldisiloxane) 및 모듈당 2 내지 12의 실록산 유닛을 갖고 말단부에 위치된 유닛 내의 각각의 실리콘 원자에 접합된 수산기(hydroxyl)를 함유하는 디메틸폴리실록산(dimethylpolysiloxane)을 포함할 수 있다.

구형 수지 입자의 표면에 대하여 무기질 미세 분말에 의한 이러한 처리는 코팅 재료의 분산 능력, 코팅된 표면의 균일성, 수지 코트 층 표면의 내오염성, 토너에 대한 전하 제공 특성, 코트 층의 내마모성 등을 향상시킬 수 있다.

수지 코트 층 표면의 내오염성과 내마모성을 더욱 향상시키기 위하여, 전도성을 갖는 요철 형성 입자를 제공하는 것이 더욱 바람직하다. 전도성이 제공된 구형 입자로서, 이들은 산화티타늄, 산화니오븀, 산화망간 또는 산화납의 입자, 또는 황산바륨과 같은 안료의 입자의 표면을 산화주석과 같은 양호한 전도성 재료로 코팅함으로써 전도성 처리된 구형 입자; 산화아연, 산화구리 또는 산화이리듐과 같은 절연 산화금속을 상이한 산화수를 갖는 금속으로 도핑(doping)함으로써 전도성이 부여된 구형 입자; 및 일본 특허 출원 공개 제H8-240981호에 개시된 전도성 구형 입자도 포함할 수 있다.

이러한 전도성 구형 입자는 바람직하게는 10⁶ Ω·cm 이하, 더욱 바람직하게는 10^-3 내지 10⁶ Ω·cm의 체적 저항을 갖는다. 전도성 구형 입자가 10⁶ Ω·cm을 초과하는 체적 저항을 갖는다면, 마모의 결과로서 수지 코트 층의 표면에 노출된 상태로 놓여 있는 구형 입자들은 토너 오염과 용융 점착이 발생하기 쉽고 또한 신속하고 균일한 대전을 달성하기 어렵게 하는 핵으로서 작용할 수 있다. 구형 입자에 전도성을 부여하는 것은 구형 입자의 표면 상에 전하가 축적되는 것을 쉽지 않게 하고, 토너 점착을 감소시킬 수 있고 토너에 대한 전하 제공 특성을 향상시킬 수 있다.

첨가되는 요철 형성 입자는 3 g/cm³ 이하의 진밀도를 가질 수 있다. 요철 형성 입자가 3 g/cm³를 초과하는 진밀도를 갖는다면, 이들은 수지 코트 층을 형성하기 위한 코팅 재료가 준비된 때 불균일하게 분산되기 쉽고, 이에 따라 수지 코트 층 내의 요철 형성 입자의 분산 상태는 불균일하게 되기 쉽다. 그러므로 이는 수지 코트 층의 표면에 대한 균일한 거칠기를 제공하기 어렵게 할 수 있고, 전하 제공 특성과 수지 코트 층 강도를 불충분하게 할 수 있으며, 또한 요철 형성 입자에 유리한 내오염성과 내마모성을 가질 수 없게 한다.

요철 형성 입자는 구형 탄소 입자, 전도성 재료로 표면 처리된 구형 수지 입자, 및 전도성 입자가 분산되어 있는 구형 수지 입자를 포함할 수 있다.

요철 형성 입자는 바람직하게는 체적 평균 입자 직경으로 0.5 ㎛ 내지 4.0 ㎛의 입자 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이들이 0.5 ㎛ 미만의 체적 평균 입자 직경을 갖는다면, 균일한 표면 요철을 형성하기 어려울 수 있으며, 표면 거칠기를 증가시키기 위한 시도로서 이들은 초과의 양이 첨가되어야 하며, 따라서 수지 코트 층은 낮은 내마모성을 갖게 되어 깨지기 쉽다. 한편, 이들이 4.0 ㎛를 초과하는 체적 평균 입자 직경을 갖는다면, 요철 형성 입자는 수지 코트 층 표면으로부터 과도하게 돌출될 수 있다. 그러므로 토너 코트 층은 과도하게 큰 두께를 가질 수 있어 토너가 적게 대전될 수 있으며, 또는 표면 거칠기는 다중 시트 주행이 진행됨에 따라 커질 수 있고, 그 결과 토너 코트 수준이 변경된다.

본 발명에서, 수지 코트 층은 후술된 바와 같이 각각의 성분을 용매 내에서 분산 및 혼합함으로써 준비된 코팅 재료를 기판 상에 코팅함으로써 형성될 수 있다. 각각의 성분을 분산 및 혼합하기 위하여, 샌드밀(sand mill), 페인트 쉐이커(paint shaker), 다이노밀(Daino mill) 또는 펄밀(pearl mill)로서 예시될 수 있는 비드(bead)를 사용하는 공지된 분산 기계가 바람직하게 사용될 수 있다. 코팅 재료는 디핑(dipping), 분무 또는 롤 코팅에 의해 코팅될 수 있다.

수지 코트 층은 바람직하게는 25 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 그리고 더욱 더 바람직하게는 4 ㎛ 내지 20 ㎛ 사이의 두께를 가질 수 있다. 이러한 두께는 균일한 층 두께를 얻기 위하여 바람직하다.

본 발명에서, 수지 코트 층을 갖는 현상 슬리브의 기판으로서, 금속, 이의 합금 또는 이의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 특히, 원통 형상으로 스테인레스강, 또는 알루미늄 또는 이의 합금을 성형함으로써 얻어진 기판이 바람직하게 사용될 수 있다. 특히, 알루미늄은 그 양호한 작업성 때문에 양호하다. 예를 들면, 원통형 기판의 경우에서, 알루미늄은 기판의 축방향으로의 런아웃(run-out)을 방지할 수 있고 주연 방향으로의 진원도(roundness)와 기계적 정밀도를 향상시킬 수 있기 때문에 특히 양호하다. 이러한 기판의 표면은 규정된 표면 거칠기를 갖도록 블래스팅(blasting), 파일링(filing) 또는 컷팅(cutting)에 의해 추가로 처리되거나 또한 전해 도금 또는 무전해 도금에 의해 처리될 수 있다.

본 발명에서, 수지 코트 층을 갖는 현상 슬리브의 기판으로서, 이는 또한 스테인레스강 맨드렐(mandrel)을 포함하고 그 주연부에 탄성층이 제공된 기판일 수 있다. 맨드렐의 주연부 상에 제공된 탄성층으로서, 실리콘 고무 또는 우레탄 고무와 같은 고무를 성형함으로써 얻어진 탄성층이 바람직하게 사용될 수 있다. 전기 저항을 제어하기 위한 전도제가 추가로 포함된 탄성층이 특히 바람직하다. 탄성층은 바람직하게는 표면층으로서 역할하는 수지 코트 층의 점착을 향상시키기 위하여 규정된 경도와 규정된 표면 거칠기를 갖는 탄성층이 바람직할 수 있다. 중간층이 탄성층의 표면 상에 추가로 제공될 수 있으며, 수지 코트 층은 중간층 상에 형성된다. 또한, 맨드렐 형상의 기판의 표면은 규정된 표면 거칠기를 갖도록 블래스팅, 파일링 또는 컷팅에 의해 처리될 수 있다. 맨드렐 형상의 기판의 표면은 또한 전해 도금 또는 무전해 도금에 의해 처리될 수 있다.

수지 코트 층을 갖는 현상 슬리브를 사용하는 현상 장치가 후속하여 상세히 설명된다.

현상 장치는 도2 내지 도4에 개략적으로 도시된 현상 장치를 포함할 수 있다. 도2 및 도3에 도시된 현상 장치에서, 공지된 공정에 의해 형성된 정전 잠상을 보유하는 정전 잠상 담지 부재(예를 들면, 감광 드럼)(301)가 화살표(A)의 방향으로 회전된다. 현상제 운반 부재로서 현상 슬리브(308)는 현상제 용기(303) 내에 보유된 자기 토너를 갖는 일성분형 현상제(304)를 운반하며, 화살표(B)의 방향으로 회전된다. 그러므로, 현상제(304)는 현상 슬리브(308)와 감광 드럼(301)이 서로 대면하는 현상 구역(D)으로 전송된다. 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 현상 슬리브(308)는 기판으로서 역할하는 금속 실린더(306) 상에 형성된 수지 코트 층(307)을 갖는다. 현상 슬리브(308)의 내측에, 현상제(304)가 현상 슬리브(308) 상으로 자기적으로 당겨져 유지되도록 자기 롤러(305)가 제공된다. 자기 롤러(305)는 고정 상태로 설정된다. 현상 슬리브(308)와 자기 롤러(305)는 비접촉 상태로 유지된다.

현상제 용기(303)의 내부에는 화살표(C)의 방향으로의 회전에 의해 현상제(304)를 교반하는 교반 블레이드[309, 310 및 314(도3)], 현상제(304)를 현상제 용기(303) 내부로 이송하는 스크류(311), 및 현상제 용기(303) 내의 현상제의 양을 제어하는 교반 벽(312)이 제공된다.

현상제(304)는, 자기 토너의 입자들 자체 사이와 현상 슬리브(308) 상의 토너 입자와 수지 코트 층(307) 사이의 마찰의 결과로서 감광 드럼(301) 상에 형성된 정전 잠상을 현상할 수 있게 하는 마찰전기 전하를 얻는다. 도3에 도시된 예에서, 현상 구역(D)으로 전송된 현상제(304)의 층 두께를 제어하기 위하여, 탄성 제어 블레이드(302)가 현상제 층 두께 제어 부재로서 사용되며, 이는 우레탄 고무 또는 실리콘 고무와 같은 고무 탄성을 갖는 재료 또는 청동 또는 스레인레스강과 같은 금속 탄성을 갖는 재료로 제조된 탄성 판(plate)으로 형성된다. 이 탄성 제어 블레이드(302)는 탄성 슬리브의 회전 방향과 반대의 자세로 현상 슬리브(308)와 가압 접촉하게 되며, 따라서 현상제(304)의 얇은 층이 현상 슬리브(308) 상에 형성된다. 탄성 제어 블레이드(302)로서, 층 두께를 안정적으로 제어하고 토너에 (음)전하를 안정적으로 부여하기 위하여, 폴리아미드 탄성중합체(polyamide elastomer; PAE)가 인청동(phosphor bronze) 판의 표면에 고착되어 안정된 압력을 얻을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 폴리아미드 탄성중합체(PAE)는 예를 들면 폴리에스테르를 갖는 폴리아미드의 공중합체를 포함할 수 있다.

현상제 층 두께 제어 부재(302)는 선형 압력으로서 5 내지 50 N/m의 압력에서 현상 슬리브(308)와 접촉할 수 있다. 이는 현상제의 안정적 제어와 현상제 층 두께의 관점에서 바람직하다.

현상제 층 두께 제어 부재(302)가 5 N/m 미만의 선형 압력에서 접촉한다면, 현상제 제어는 너무 약화되어 흐림 또는 토너 누출을 초래할 수 있다. 50 N/m를 초과하는 선형 압력에서 접촉한다면, 토너는 토너의 저하 또는 탄성 제어 블레이드에 대한 토너의 용융 점착을 초래하는 경향을 갖는 매우 큰 손상이 발생하기 쉽다.

본 발명에서, 탄성 제어 블레이드 대신에 도2에 도시된 바와 같이, 강자성(ferromagnetic) 금속으로 제조된 자기 제어 블레이드(302)는 현상 슬리브(308)의 표면으로부터 약 50 내지 500 ㎛ 사이의 간극 폭을 남겨둔 상태로 현상 슬리브(308)와 대면하여 자기 롤러(305)의 극(N)으로부터 부여된 자력선이 자기 제어 블레이드(308)로 수렴되어 현상 슬리브(308) 상에 현상제(304)의 얇은 층을 형성하도록 하는 방식으로 현상제 용기(303)로부터 하향으로 연장하도록 설정된다.

따라서, 현상 슬리브(308) 상에 형성된 현상제의 얇은 층의 두께는 현상 구역(D) 내의 현상 슬리브(308)와 감광 드럼(301) 사이의 최소 간극보다 매우 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 현상 슬리브는 정전 잠상이 이러한 현상제의 얇은 층을 통과하여 현상되는 종류(예를 들면, 비접촉식 현상 장치)의 현상 장치에 설치되는 것이 매우 효과적이다. 본 발명의 현상제 운반 부재는 또한 현상제 층의 두께가 현상 구역(D) 내의 현상 슬리브(308)와 감광 드럼(301) 사이의 최소 간극보다 큰 종류(즉, 접촉식 현상 장치)의 현상 장치에 적용될 수 있다.

도4에 도시된 현상 장치에서, 공지된 공정에 의해 형성된 정전 잠상을 보유하는 정전 잠상 보유 부재(예를 들면, 감광 드럼)(301)는 화살표(A)의 방향으로 회전된다. 현상제 운반 부재로서 현상 롤러(318)는 현상제 용기(303) 내에 보유된 비자기 토너의 형태인 일성분형 현상제(304)를 운반하며, 화살표(B)의 방향으로 회전된다. 그러므로 현상제(304)는 현상 롤러(318)와 감광 드럼(301)이 서로 접촉 상태로 유지되는 현상 구역(D)으로 운반된다. 도4에 도시된 바와 같이, 현상 롤러(318)는 기판으로서 역할하는 금속 지지부(315) 상에 형성된 탄성층(316)과 표면층(317)(전술된 수지 코트 층)을 갖는다.

현상제(304)는 비자기 토너 자체의 입자들 간의 그리고 현상 롤러(318) 표면의 토너 입자와 표면층(수지 코트 층)(317) 간의 마찰의 결과로서 감광 드럼(301) 상에 형성된 정전 잠상을 현상할 수 있게 하는 마찰전기 전하를 얻는다. 도4에 도시된 예에서, 현상 구역(D)으로 운반된 현상제(304)의 층 두께를 제어하기 위하여, 도3에 도시된 것과 동일한 현상제 층 두께 제어 부재(302)가 사용된다. 또한, 도4에 도시된 바와 같이, 현상제를 현상 롤러(318) 표면으로 이송하기 위한 및/또는 현상 롤러(318) 표면 상에 존재하는 현상제를 박리시켜 제거하기 위한 현상제 이송/박리(feed/stripping) 롤러(319)가 사용된다.

탄성 롤러의 형태인 이송/박리 롤러(319)가 현상제 이송/박리 롤러(319)로서 사용되는 경우와 표면이 반대 방향으로 이동되는 경우에서, 현상제 이송/박리 롤러(319)는 현상 롤러(318)의 주연 속도를 100%로 할 때 바람직하게는 20% 내지 120%, 더욱 바람직하게는 30% 내지 100%의 주연 속도에서 회전될 수 있다.

현상제 이송/박리 롤러(319)가 20% 미만의 주연 속도에서 회전된다면, 현상제는 불충분하게 이송되어 중실 화상을 위한 후속 성능이 저하되어 얼룩진 화상을 초래할 수 있다. 120%를 초과하는 주연 속도로 회전된다면, 현상제는 대량으로 이송되어 현상제 층 두께가 불완전하게 제어되거나 대전량이 불충분하여 흐림을 초래할 수 있다. 더욱이, 토너는 토너의 저하에 기인한 흐림 또는 토너 용융 점착을 초래하는 경향을 갖기 쉽다.

현상제 이송/박리 롤러(319)가 현상 롤러(318) 표면의 회전과 동일한(정상인) 방향으로 회전되는 경우, 현상제 이송/박리 롤러(319)는 전술된 토너 이송량의 관점에서 현상 롤러(318)의 주연 속도에 대해 바람직하게는 100% 내지 300% 사이, 더욱 바람직하게는 101% 내지 200% 사이의 주연 속도에서 회전될 수 있다.

박리 성능과 이송 성능의 관점에서, 현상제 이송/박리 롤러(319)는 현상 롤러(318)의 표면 이동의 반대 방향으로 회전되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.

현상제 이송/박리 롤러(319)는 0.5 mm 내지 2.5 mm 사이의, 현상 롤러(318)에 대한 관통도를 가질 것이다. 이는 현상제의 이송 성능과 박리 성능의 관점에서 바람직하다.

현상제 이송/박리 롤러(319)가 0.5 mm 미만의 관통도를 갖는다면, 불충분한 박리에 의해 얼룩이 발생하기 쉽다. 2.5 mm를 초과하는 관통도를 갖는다면, 토너는 크게 손상되어, 토너가 용융 점착 또는 흐림을 발생시키기 쉬울 수 있다.

후속 설명에서, 비접촉 현상 조립체의 예가 도3을 참조하여 설명된다.

현상 슬리브(308) 상에서 운반되는 자기 토너를 갖는 일성분 현상제(304)의 비행을 발생시키기 위하여, 현상 바이어스 전압이 바이어스 수단으로서 현상 바이어스 전원(313)을 통해 현상 슬리브(308)에 인가된다. DC 전압이 현상 바이어스 전압으로서 사용되는 경우, 정전 잠상 영역[토너 화상이 현상제(304)의 인력에 의해 형성되는 영역]에서의 전위와 후방 접지 영역에서의 전위의 중간값을 갖는 전압이 현상 슬리브(308)에 인가되는 것이 바람직할 수 있다.

현상된 화상의 농도를 향상시키거나 이의 변화를 늦추기 위하여, 교류 바이어스 전압이 현상 구역(D) 내에 그 방향이 교대로 역전되는 진동 전기장을 형성하도록 현상 슬리브(308)에 인가될 수 있다. 이러한 예에서, 현상되는 화상 영역에서의 전위와 후방 접지부에서의 전위 사이의 중간값을 갖는 전술된 DC 전압 성분을 중첩시킴으로써 형성된 교류 바이어스 전압은 현상 슬리브(308)에 인가되는 것이 바람직하다.

소위 정상적인 현상의 경우에서, 토너가 고전위 영역과 저전위 영역을 갖는 정전 잠상의 고전위 영역으로 당겨지는 경우, 정전 잠상의 극성과 반대인 극성으로 대전될 수 있는 토너가 사용된다. 소위 역전 현상의 경우에서, 토너가 고전위 영역과 저전위 영역을 갖는 정전 잠상의 저전위 영역으로 당겨지는 경우, 정전 잠상의 극성과 동일한 극성으로 대전될 수 있는 토너가 사용된다. 고전위와 저전위는 절대값에 의한 표현이다. 어느 경우에서나, 현상제(304)는 현상 슬리브(308)와의 마찰에 의해 대전된다.

도2 내지 도4는 본 발명의 현상 장치를 개략적으로 예시한다. 현상제 용기(303)의 형상, 교반 블레이드(309 및 310)의 존재, 자극의 배치는 다양한 형태를 가질 수 있다. 이러한 장치는 또한 토너와 캐리어를 포함하는 이성분 현상제를 사용하는 현상에서도 사용될 수 있다.

도2 내지 도4에 예시된 임의의 현상 장치를 채용하는 본 발명의 화상 형성 장치의 예가 도5와 관련하여 이하에 설명된다.

정전 잠상 담지 부재로서 감광 드럼(101)의 표면은 주 대전 수단으로서 접촉 (롤러) 대전 수단(119)에 의해 음으로 대전되며, 감광 드럼(101) 상에 화상 스캐닝에 의한 디지털 잠상을 형성하도록 레이저 광(115)에 노출된다. 그리고 나서, 이와 같이 형성된 디지털 정전 잠상은 호퍼(103) 내에 보유된 비자기 토너를 갖는 일성분 현상제(104)를 사용하여 반전되어 현상됨으로써 그리고 현상제 층 두께 제어 부재로서 탄성 제어 블레이드(11)를 갖고 내부에 다극 영구 자석(105)이 제공된 현상제 운반 부재로서 현상 슬리브(108)가 장착된 현상 장치에 의해 현상된다. 도5에 도시된 바와 같이, 현상 구역(D)에서, 감광 드럼(101)의 전도성 기판은 접지되고, 교류 바이어스, 펄스 바이어스 및/또는 DC 바이어스는 바이어스 인가 수단(109)을 통해 현상 슬리브(308)에 인가된다. 그리고 나서, 종이와 같은 기록 매체(P)가 전사 구역으로 운반되어 오고, 여기서 기록 매체(P)는 전압 인가 수단(114)을 통해 그 후방 표면(감광 드럼 측과 대향하는 표면) 상에서 전사 수단으로서 역할하는 접촉 (롤러) 전사 수단(113)에 의해 정전기적으로 대전되며, 이로써 감광 드럼(101)의 표면 상에 형성되어 유지되는 현상된 화상(토너 화상)은 접촉 전사 수단(113)을 통해 기록 매체(P) 상으로 전사된다. 다음으로, 감광 드럼(101)으로부터 분리된 기록 매체(P)는 정착 수단으로서 역할하는 열-및-압력 롤러 정착 조립체(117)로 운반되고, 기록 매체(P) 상의 토너 화상은 정착 조립체(117)에 의해 정착 처리된다.

전사 단계 후에 감광 드럼(101) 상에 잔류하는 일성분 현상제(104)는 세척 블레이드(118a)를 구비한 세척 수단(118)에 의해 제거된다. 잔류하는 일성분 현상제(104)가 소량이라면, 세척 단계를 생략될 수 있다. 세척 후에, 감광 드럼(101)의 표면은 지움 노출부(116)에 의해 임의로 대전 제거되고, 따라서 전술된 절차가 주 대전 수단으로서 접촉 (롤러) 대전 수단(119)을 사용하는 대전 단계로부터 다시 시작된다.

일련의 전술된 단계에서, 감광 드럼(즉, 정전 잠상 담지 부재)(101)은 감광층과 전도층을 가지며, 화살표의 방향으로 회전된다. 현상 구역(D)에서, 현상제 운반 부재인 비자기 실린더로 형성된 현상 슬리브(108)는 감광 드럼(101)의 표면 이동과 동일한 방향으로 이동하도록 회전된다. 현상 슬리브(108)의 내측에는 자기장 형성 수단으로서 역할하는 다극 영구 자석(자석 롤)(105)이 회전 불가능한 상태로 제공된다. 현상제 용기(103) 내에 보유된 일성분형 현상제(104)는 현상 슬리브(108)의 표면 상에 코팅되고, 마찰전기 전하(예를 들면, 음의 마찰전기 전하)가 그 토너 입자와 현상 슬리브(108) 사이 및 자기 토너 입자 자체들 간의 마찰에 결과로서 자기 토너에 부여된다. 탄성 제어 블레이드(111)가 현상 슬리브(108)를 전기적으로 가압하도록 추가로 배치된다. 그러므로 현상제 층의 두께는 작고(30 ㎛ 내지 300 ㎛) 균일하게 제어되어, 현상 구역 내의 감광 드럼(101)과 현상 슬리브(108) 사이의 간극보다 작은 두께를 갖는 현상제 층이 형성된다. 현상 슬리브(108)의 회전 속도는 현상 슬리브(108)의 주연 속도가 감광 드럼(101)의 주연 속도와 사실상 동일하거나 근접할 수 있도록 제어된다. 현상 구역(D)에서, AC 바이어스 또는 펄스 바이어스가 바이어스 인가 수단(109)을 통해 현상 슬리브(108)에 현상 바이어스 전압으로서 인가될 수 있다. 이 AC 바이어스는 200 내지 4,000 Hz 사이의 주파수(f)와 500 내지 3,000 V 사이의 Vpp(첨두간 전압)를 가질 수 있다.

현상제(자기 토너)가 현상 구역(D) 내로 이동된 경우, 자기 토너는 감광 드럼(101)의 표면의 정전기력과 AC 바이어스 또는 펄스 바이어스와 같은 현상 바이어스 전압의 작용에 의해 정전 잠상 측으로 이동한다.

탄성 제어 블레이드(111) 대신에, 철과 같은 재료로 제조된 자기 닥터 블레이드(magnetic doctor blade)를 사용할 수 있다. 주 대전 수단으로서, 대전 롤러(119)가 전술된 접촉 대전 수단으로서 사용된다. 이는 또한 대전 블레이드 또는 대전 브러쉬와 같은 접촉 대전 수단일 수 있다. 이는 또한 비접촉 코로나 대전 수단일 수 있다. 그러나 대전에 의해 발생되는 오존의 감소 측면에서 접촉 대전 수단이 양호하다. 전사 수단으로서, 전사 롤러(113)와 같은 접촉 대전 수단이 전술된 바와 같이 사용된다. 이는 또한 비접촉 코로나 전사 수단일 수 있다. 그러나 대전에 의해 발생되는 오존의 감소 측면에서 접촉 전사 수단인 것이 바람직하다.

본 발명의 현상 장치에 사용되는 토너가 이하에 설명된다. 토너는 바인더 수지, 이형제, 대전 제어제, 착색제 등을 용융 혼합(melt-kneading)하고 혼합된 제품을 응고시키도록 냉각하며 입자 크기 분포가 균일해지도록 분쇄된 제품을 분류함으로써 얻어진 미세 분말로부터 준비된다. 토너에 사용되는 바인더 수지로서, 임의의 공지된 바인더 수지가 사용될 수 있다.

예를 들면, 이는 스티렌의 호모중합체(homopolymer); α-메틸스티렌과 p-클로로스티렌과 같은 스티렌 유도체; 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-부틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-옥틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-디메틸아미노에틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-부틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 비닐 에테르 공중합체, 스티렌-메틸 비닐 케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체 및 스티렌-말레산 에스테르 공중합체와 같은 스티렌 공중합체; 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 부티럴, 폴리아크릴 수지, 로진, 변성 로진, 테르펜 수지, 페놀 수지, 지방족 또는 지환식 탄화수소 수지, 방향족 석유 수지, 파라핀 왁스 및 카나우바 왁스를 포함할 수 있다. 임의의 이러한 바인더 수지들은 단독으로 또는 혼합물의 형태로 사용될 수 있다.

토너에 사용되는 착색제는 카본 블랙, 니그로신 염료, 램프 블랙, 수단 블랙 SM, 패스트 옐로우 G, 벤지딘 옐로우, 피그먼트 옐로우, 인디언 퍼스트 오렌지, 이라진 레드, 파라 니트라니라인 레드, 톨루이딘 레드, 카민 6B, 퍼머넌트 보덱스 FRR, 피그먼트 오렌지 R, 리톨 레드 2G, 레이크 레드 2G, 로다민 FB, 로다민 B 레이크, 메틸 바이올렛 B 레이크, 프탈로시아닌 블루, 피그먼트 블루, 브릴란트 그린 B, 프탈로시아닌 그린, 오일 옐로우 GG, 자폰 퍼스트 옐로우 CGG, 카야셋 Y963, 카야셋 YG, 자폰 퍼스트 오렌지 RR, 오일 스칼렛, 아우라졸 브라운 B, 자폰 퍼스트 스칼렛 CG, 및 오일 핑크 OP를 포함할 수 있다.

토너가 자기 토너인 경우, 자기 분말이 토너 입자에 포함된다. 자기 분말로서, 자기장에 위치된 때 자화될 수 있는 재료가 사용된다. 자기 분말은 철, 코발트 및 니켈과 같은 강자성 금속의 분말; 자철광, 적철광 및 페라이트와 같은 산화물의 자기 분말; 및 임의의 철, 코발트 및 니켈의 합금의 분말을 포함할 수 있다. 자기 분말은 토너의 중량에 대해 중량으로 15 내지 70%를 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다.

정착 시간의 이형성을 향상시키고 정착 성능을 향상시키기 위한 목적으로, 토너에는 왁스가 포함된다. 왁스는 파라핀 왁스와 그 유도체, 미정질 왁스와 그 유도체, 피셔-트롭스크(Fischer-Tropsch) 왁스와 그 유도체, 폴리올레핀 왁스와 그 유도체, 카나우바 왁스와 그 유도체를 포함할 수 있다. 유도체들은 산화물, 비닐 단량체를 갖는 블록 공중합체, 및 융합 변성(graft modified) 제품을 포함할 수 있다. 이외에도, 왁스는 긴 사슬(long-chain) 알킬 알코올, 긴 사슬 알킬기를 갖는 지방산, 긴 사슬 알킬기를 갖는 산 아미드(acid amide), 긴 사슬 알킬기를 갖는 에스테르, 긴 사슬 알킬기를 갖는 케톤, 경화된 캐스터 오일과 그 유도체, 식물성 왁스, 동물성 왁스, 광물성 왁스, 및 바셀린(petrolatum)을 포함할 수 있다.

대전 제어제가 토너에 임의로 포함될 수 있다. 대전 제어제는 음전하 제어제와 양전하 제어제를 포함한다. 예를 들면, 음으로 대전될 수 있는 토너를 제어할 수 있는 제어제로서, 모노아조(monoazo) 금속착물, 아세틸아세톤 금속착물, 방향족 하이드록시카르복실산 또는 방향족 디카르복실산의 금속착물을 포함할 수 있는 유기질 금속착물 또는 킬레이트 화합물이 이용될 수 있다. 이외에도, 이들은 방향족 하이드록시카르복실산, 방향족 모노 또는 폴리카르복실산과 금속염, 무수물 또는 이의 에스테르, 및 비스페놀과 같은 페놀 유도체를 포함할 수 있다. 또한, 양으로 대전되는 토너를 제어할 수 있는 제어제는 니그로신과 지방산 금속염으로 변성된 니그로신의 변성품; 트리부틸벤질암모늄 1-하이드록시-4-나프토술폰산염과 테트라부틸암모늄 테트라플루오로붕산염과 같은 4기 암모늄염; 트리부틸 벤질포스포늄-1-하이드록시-4-나프토술폰산염과 테트라부틸포스포늄 테트라플루오로붕산염, 및 이들의 레이크 안료(레이크 형성제는 텅스토포스포릭산, 몰리브도포스포릭산, 텅스토몰리브도포스포릭산, 타닌산, 라우르산, 갈릭산, 페리시안화물 및 페로시안화물을 포함할 수 있음)와 같은 포스포늄; 고지방산의 금속염; 구아닌 화합물 및 복소환식 화합물을 포함할 수 있다.

유동성을 향상시키기 위한 목적으로, 무기질 미세 분말과 같은 분말이 사용되는 토너에 임의로 외부적으로 첨가될 수 있다. 이러한 무기질 미세 분말은 미세한 실리카 분말; 알루미늄, 티타니아, 게르마늄 산화물 및 지르코늄 산화물과 같은 금속 산화물의 미세 분말; 실리콘 탄화물과 티타늄 탄화물과 같은 탄화물의 미세 분말; 및 질화실리콘과 질화게르마늄과 같은 질화물의 미세 분말을 포함할 수 있다. 이러한 무기질 미세 분말은 오가노실리콘 화합물 또는 티타늄 결합제로 유기질 처리될 수 있다. 오가노실리콘 화합물은 헥사메틸디시라젠, 트리메틸시레인, 트리메틸클로로시레인, 트리메틸에톡시시레인, 디메틸디클로로시레인, 메틸트리클로로시레인, 알릴디메틸클로로시레인, 알릴페닐디클로로시레인, 벤질디메틸클로로시레인, 브로모메틸디메틸클로로시레인, α-클로로에틸트리클로로시레인, β-클로로에틸트리클로로시레인, 클로로메틸디메틸클로로시레인, 트리오가노실릴 메르캅탄, 트리디메틸실릴 메르캅탄, 트리오가노실릴 아크릴레이트, 비닐디메틸아세톡시시레인, 디메틸디에톡시시레인, 디메틸디메톡시시레인, 디페닐디에톡시시레인, 헥사메틸디실록산, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 1,3-디페닐테트라메틸실록산 및 모듈당 2 내지 12의 실록산 유닛을 갖고 말단부에 위치된 유닛 내의 각각의 Si에 접합된 수산기(hydroxyl)를 함유하는 디메틸폴리실록산을 포함할 수 있다.

또한, 처리되지 않은 미세 분말을 시레인 결합제로 처리함으로써 얻어진 화합물도 사용될 수 있다. 특히, 양전하 토너의 경우에서, 질소 함유 시레인 결합제로 처리된 화합물들이 양호하다. 질소 함유 시레인 결합제는 아미노프로필트리메톡시시레인, 아미노프로필트리에톡시시레인, 디메틸아미노프로필트리메톡시시레인, 디메틸아미노프로필메틸디에톡시시레인, 디에틸아미노프로필트리메톡시시레인, 디프로필아미노프로필트리메톡시시레인, 디부틸아미노프로필트리메톡시시레인, 모노부틸아미노프로필트리메톡시시레인, 디옥틸아미노피로필트리메톡시시레인, 디부틸아미노프로필디메톡시시레인, 디부틸아미노프로필모노메톡시시레인, 디메틸아미노페닐트리에톡시시레인, 트리메톡실실릴-γ-프로필페닐아민, 트리메톡실실릴-γ-프로필벤질아민, 트리메톡실실릴-γ-프로필피페리딘, 트리메톡실실릴-γ-프로필모르폴린, 및 트리메톡시실릴-γ-플로필이미다졸을 포함할 수 있다.

무기질 미세 분말은 1) 분무, 2) 유기 용매 처리 및 3) 수용액 처리를 포함하는 방법에 의해 상기 시레인 결합제로 처리될 수 있다. 분무에 의한 처리는 통상 무기질 미세 분말이 교반되고 결합제의 수용액 또는 용매 용액이 교반되는 분말 상에 분무되며, 이어서 물 또는 용매를 제거하도록 약 120℃ 내지 130℃ 사이에서 건조된다. 또한, 유기질 용매 처리에 의한 처리는 결합제가 소량의 물과 함께 가수분해 촉매를 포함하는 유기질 용매(예를 들면, 알코올, 벤젠, 할로겐화 탄화수소) 내에서 용해되고, 무기질 미세 분말이 최종 용액 내에 담궈지고, 이어서 고체-액체 분리를 수행하도록 여과 또는 가압되고 나서 약 120℃ 내지 130℃ 사이의 온도에서 건조되는 방법이다. 수용액 처리는 약 0.5%의 결합제가 물 또는 규정된 pH를 갖는 물-용매 혼합물 내에서 가수분해되고 무기질 미세 분말이 최종 가수분해물 내에 담궈지고 유사하게 이어서 고체-액체 분리되고 나서 건조되는 방법이다.

다른 유기질 처리로서, 실리콘 오일로 처리된 미세 분말 역시 사용될 수 있다. 양호한 실리콘 오일로서, 약 0.5 내지 10,000 mm²/s, 바람직하게는 1 내지 1,000 mm²/s 사이의 25℃에서의 점성을 갖는 실리콘 오일이 사용될 수 있다. 이는 예를 들면, 메틸하이드로젠실리콘 오일, 디메틸실리콘 오일, 페닐메틸실리콘 오일, 클로로페닐메틸실리콘 오일, 알킬-변성 실리콘 오일, 지방-산-변성 실리콘 오일, 폴리옥시알킬렌-변성 실리콘 오일 및 불소-변성 실리콘 오일을 포함할 수 있다. 측면 사슬 내에 질소 원자를 갖는 실리콘 오일 역시 사용될 수 있다. 특히, 양전하 토너의 경우에서, 측면 사슬에서 질소 원자를 갖는 실리콘 오일을 사용하는 것이 바람직하다.

실리콘 오일에 의한 처리는 이하의 방식으로 수행될 수 있다. 무기질 미세 분말은 가열에 의해 강력하게 교반되고, 전술된 실리콘 오일 또는 그 용액이 분무되고, 또는 증발되고 나서 분무되며, 또는 무기질 미세 분말이 슬러리(slurry)로 제조되고 실리콘 오일 또는 그 용액이 슬러리를 교반하는 동안 이에 방울식으로 첨가된다. 임의의 이러한 실리콘 오일이 단독으로, 또는 혼합물의 형태로, 또는 2개 이상의 조합되어, 또는 이들의 여러번의 처리 후에 사용될 수 있다. 이 처리는 또한 실리콘 결합제로의 처리와 함께 수행될 수도 있다.

토너 입자는 이들이 구형 처리 또는 표면-연화 처리된 후에 사용될 수 있다. 이는 그 전사 성능이 향상되기 때문에 바람직하다. 이러한 방법은 교반 요소 또는 블레이드와 라이너 또는 케이싱을 사용하여 토너 입자가 블레이드와 라이너 사이의 미세 간극을 통과하도록 제조되며 여기서 토너 입자의 표면은 기계적 힘에 의해 구형으로 제조되는 방법; 토너 입자가 이들을 구형으로 만들도록 고온의 물속에 현탁되는 방법; 및 토너 입자가 이들을 구형으로 만들도록 고온-공기 스팀에 노출되는 방법을 포함할 수 있다. 또한, 구형 토너 입자를 직접 제조하는 방법은 토너 입자의 바인더 수지를 형성하기 위하여 주로 단량체로 구성된 혼합물이 수성 매체 내에 현탁되고 단량체가 중합되는 방법을 포함할 수 있다. 통상 이용될 수 있는 방법은 중합 가능한 단량체, 착색제, 중합 개시제(polymerization initiator), 및 임의로 교차결합제(cross-linking agent), 대전 제어제, 이형제 및 다른 첨가제가 단량체 조성물을 준비하기 위하여 균일하게 용해 또는 분산된 후 이 단량체 조성물이 적절한 입자 직경을 갖도록 분산 안정화제를 함유하는 수성 매체 내에서 적합한 교반기에 의해 분산되며, 여기서 중합 반응이 요구되는 입자 직경을 갖는 토너 입자를 얻도록 추가로 수행되는 방법이다.

토너는 2성분 현상제로서 사용되도록 캐리어와 혼합될 수 있다.

캐리어는 적철광(hematite), 자철광(magnetite), 망간-아연형 페라이트(manganese-zinc type ferrite), 니켈-아연형 페라이트, 망간-마그네슘형 페라이트, 리듐형 페라이트 및 구리-아연형 페라이트, 이들의 임의의 혼합물, 및 자기 재료를 함유하는 수지 분말과 같은 철편형 산화물(iron type oxide)의 입자를 포함할 수 있다. 사용되는 캐리어는 20 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하게는 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 사이의 평균 입자 직경을 가질 수 있다.

이러한 캐리어를 위하여, 임의의 상기 미립자 성분이 캐리어 입자로서 직접 사용될 수 있다. 토너의 마찰전기 전하를 제거하거나 캐리어에 대한 토너 소모를 방지하기 위하여, 캐리어는 또한 실리콘 수지, 불소 수지, 아크릴 수지 또는 페놀 수지와 같은 코팅제를 사용하는 수지로 코팅된 입자 표면으로 사용될 수도 있다.

본 발명과 관련된 물리적 특성들을 측정하기 위한 방법이 이하에 설명된다.

- 측정 방법 -

(1) 흑연화된 입자의 흑연화도[p (002)]:

흑연화도[p (002)]는 흑연의 X선 회전 스펙트럼으로부터 얻은 격자 간격[d (002)]을 측정함으로써 알 수 있으며, d (002) = 3.440 - 0.086 (1 - p (002)²)으로 구해진다.

격자 간격[d (002)]은 X선 공급원으로서 CuKα를 사용하는 X선 회절에 의해 결정되며, 여기서 CuKβ 선은 니켈 필터를 사용하여 제거된 상태로 유지된다. 고순도 실리콘이 표준 물질로서 사용된다. 격자 간격[d (002)]은 C (002)와 Si (111) 회전 패턴의 정점 위치로부터 계산된다. 주요 측정 조건은 이하와 같다.

X선 발생기 : 18 kw.

측각기(goniometer) : 수평 측각기.

단색화장치(monochrometer) : 사용됨.

튜브 전압 : 30.0 kV.

튜브 전류 : 10.0 mA.

측정 방법 : 연속식 방법.

주사 축(scanning axis) : 2θ/θ.

표본 간격 : 0.020도.

주사 속도 : 6.000 도/분

발산 슬릿(divergence slit) : 0.50 도.

소산 슬릿(scatter slit) : 0.50 도.

수신 슬릿(receiving slit) : 0.30 mm.

(2) 수지 코트 층 표면의 표면 거칠기 측정:

수지 코트 층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 예를 들면 코사카 래브러터리, 엘티디.(Kosaka Laboratory, Ltd.)에 의해 제조된 SURFCORDER SE-3500을 사용하여 JIS B 0601 "표면 거칠기"에 따라 측정된다. 이는 0.8 mm의 컷오프(cut-off), 4 mm의 평가 길이 및 0.5 mm/s의 이송률의 조건 하에서 측정되며, 각각 (축방향으로의 3지점) × (주연방향으로의 3지점) = 9 지점에서 측정되며, 여기서 이들의 평균값이 구해진다.

(3) 수지 코트 층 표면의 경도 측정:

수지 코트 층 표면의 경도는, 예를 들면 피셔 인스트루먼츠 케이.케이.(Fischer Instruments K.K.)에 의해 제조된 FISCHER SCOPE H100V를 사용하여 수행되는 표면의 물리적 특성 실험으로부터 얻은 경도값이다. 이 측정에서, 대향하는 표면들 사이의 각도가 136°로 정의되는 사각 피라미드형 다이아몬드 인덴터(quadrangular pyramidal diamond indenter)가 사용되며, 이는 측정 하중의 계단식 적용 하에서 필름 내부로 만입되며, 여기서 하중이 가해진 상태에서의 만입의 깊이는 전기적으로 검출 및 판독된다. 경도값은 실험 하중에 의해 형성된 만입부의 표면적에 의해 실험 하중이 분할된 때 구해진 백분율로 표시된다. 만능 경도계 값(HU)은 이하의 식(1)에 의해 나타낸 바와 같이 인덴터의 최대 만입 깊이에서의 경도값에 의해 나타낸다.

만능경도계 값 HU = K × F/h² (N/mm²) (1)

여기서, K는 상수(1/26.43)를 나타내며, F는 실험 하중(N)을 나타내고, h는 인덴터의 최대 만입 깊이(mm)를 나타낸다.

경도값은 임의의 다른 측정보다 매우 작은 하중에서 측정될 수 있으며, 또한 탄성 및 소성을 갖는 재료에 관해서도 탄성 변형 및 소성 변형 수준을 포함하는 경도를 얻을 수 있다. 따라서 이 값은 바람직하게 사용된다.

경도의 측정을 위해 준비된 표본으로서, 수지 코트 층이 기판의 표면 상에 형성된 표면이 사용된다. 수지 코트 층의 표면과 관련하여, 보다 평탄한 표본이 측정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 표본이 연마(polishing)에 의해 평탄화된 후에 측정되는 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서, 수지 코트 층의 표면은 #2000 연마 테이프를 사용하여 연마되며, 표면 거칠기(Ra)는 연마 후에 0.2 이하로 설정된다.

인덴터의 시험 하중과 최대 만입 깊이는 수지 코트 층의 표면 거칠기에 의해 영향을 받지 않고 또한 하부에 놓인 기판에 의해 영향을 받지 않는 정도의 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 표면 거칠기는 인덴터의 만입 깊이가 1 내지 2 ㎛ 사이가 되도록 실험 하중이 가해져 측정된다. 또한, 23℃의 온도와 50%RH의 습도의 환경에서 측정되며, 상이한 측정 지점에서 100회 측정되고, 최종적인 경도 분포로부터 구해진 평균값은 A 그리고 그 표준편차는 σ로 나타낸다.

(4) 수지 코트 층의 체적 저항의 측정:

전도성 수지 코트 층은 100 ㎛ 두께의 PET 시트 상에 7 내지 20 ㎛의 두께로 형성되며, 그 체적 저항은 예를 들면 4단자 탐침을 사용하는 저항 측정기 LORESTAR 또는 HIRESTAR AP[두 제품 모두 미쯔비시 케미컬 코포레이션(Mitsubishi Chemical Corporation)에 의해 제조됨]로 측정된다. 측정은 20 내지 25℃의 온도와 50 내지 60%RH의 습도의 환경에서 이루어진다.

(5) 전도성 재료의 입자 직경 측정:

레이저 회전 입자 크기 분포 측정기인 Coulter Model LS-230 입자 크기 분포 측정기[쿨터 일렉트로닉스 인코포레이티드(Coulter Electronics Inc.)에 의해 제조됨]를 사용하여 측정된다. 측정 방법으로서, 수성 모듈이 사용된다. 측정 용매로서, 순수한 물이 사용된다. 입자 크기 분포 측정기의 측정 시스템의 내부는 약 5분 동안 순수한 물로 세정되며, 배경 기능(background function)을 수행하도록 폼 형성 방지제(anti-foaming agent)로서 10 내지 25 mg의 아황산나트륨(sodium sulfite)이 측정 시스템에 첨가된다.

다음으로, 3 또는 4방울의 표면 활성제가 10 ml의 순수한 물에 참가되고, 5 내지 25 mg의 측정 표면이 추가로 첨가된다. 표본이 현탁되는 수용액은 표본 유체를 얻기 위하여 1 내지 3분 동안 초음파 분산 기계에 의해 분산된다. 표본 유체는 상기 측정 장치의 측정 시스템에 조금씩 첨가되며, 측정 시스템 내의 표본 농도는 측정을 수행하도록 장치의 스크린 상에서 PIDS로 45 내지 55%가 되도록 한다. 그리고 나서, 체적 분포로부터 계산된 체적 평균 입자 직경이 결정된다.

(6) 요철 형성 입자의 진밀도의 측정:

본 발명에 사용되는 요철 형성 입자의 진밀도는 건조 밀도계 ACCUPYC 1330[시마쯔 코포레이션(Shimadzu Corporation)에 의해 제조됨]으로 측정된다.

(7) 요철 형성 입자의 체적 저항의 측정:

표본은 40 mm 직경의 알루미늄 링 내에 장착되고, 그 다음 예를 들면 4단자 탐침을 사용하는 저항 측정기 LORESTAR AP 또는 HIRESTAR AP(두 제품 모두 미쯔비시 케미컬 코포레이션에 의해 제조됨)를 사용하여 성형된 제품의 체적 저항을 측정하도록 2,500 N 하에서 가압 성형된다. 측정은 20 내지 25℃의 온도와 50 내지 60%RH의 습도의 환경에서 이루어진다.

(8) 수지 코트 층의 스크랩의 측정:

슬리브의 외부 직경은 예를 들면 레이저 측정 장치[키엔스 코포레이션(KEYENCE CORPORATION)에 의해 제조됨; 제어기: LS-5500; 센서 헤드: LS-5040T]를 사용하여 주행 전후에 측정된다. 60개 지점의 평균값이 상기 측정 전후에 얻어진 측정값으로부터 구해지며, 스크랩의 깊이(㎛)로 간주된다.

(9) 토너와 수지 입자의 입자 직경의 측정:

100 내지 150 ml의 전해질 용액을 위하여, 0.1 내지 5 ml의 표면 활성제[알킬벤젠 술폰산염(alkylbenzene sulfonate)]가 첨가되고, 측정되는 2 내지 20 mg의 표본이 이에 첨가된다. 표본이 현탁되는 전해질 용액은 초음파 분산 기계에 의해 약 1분 내지 약 3분 동안 분산된다. 0.3 내지 40 ㎛ 사이의 직경을 갖는 입자의 입자 크기 분포가 입자 크기에 적당하게 적용된 17 ㎛ 내지 100 ㎛ 사이의 개구를 사용하는 쿨터 카운터 멀티사이저(Coulter Counter Multisizer)에 의해 체적을 기반으로 하여 측정된다. 개수 평균 입자 직경과 중량 평균 입자 직경이 이러한 조건 하에서 이루어진 측정 데이터로부터 컴퓨터 처리에 의해 결정된다. 또한, 개수 평균 입자 직경의 1/2배 이하의 직경의 가중 분포의 가중 비율은 개수 평균 입자 직경의 1/2배 이하의 직경의 가중치를 결정하기 위하여 개수에 기초한 입자 크기 분포로부터 계산된다. 유사하게, 중량 평균 입자 직경의 2배 이상의 직경의 가중 분포의 가중 비율은 중량 평균 입자 직경의 2배 이상의 직경의 가중치를 결정하도록 체적에 기초한 입자 크기 분포로부터 계산된다.

예

본 발명은 이하에서 구체적인 예를 제시함으로써 더욱 상세히 설명된다. 이하에서, "비율(들)[part(s)]"은 "중량에 의한 비율(들)"을 지칭하며, "%"는 "중량에 의한 %"를 지칭한다.

흑연화된 입자

생성 예1

흑연화된 입자는 현상 슬리브 표면에 형성된 수지 코트 층 내에 사용되도록 준비된다. 흑연화된 입자를 얻기 위하여, β-수지가 용매 분별 증류(solvent fractionation)에 의해 콜타르(coal-tar) 피치로부터 추출되고, β-수지가 강화 처리를 수행하도록 수소화된다. 그 후에, 용매 가용성 물질이 대량의 메조페이스 피치를 얻기 위하여 톨루엔으로 제거된다. 대량의 메조페이스 피치는 미세하게 분쇄되고, 최종 메조페이스 피치 입자는 약 300℃의 공기로 산화 처리되고, 이어서 흑연화를 달성하기 위하여 질소 분위기 내에서 3,000℃에서 가열되며, 또한 이어서 흑연화된 입자(a-1)로서 지칭되는 2.4 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 흑연화된 입자를 얻도록 분류된다. 흑연화된 입자(a-1)의 물리적 특성들이 표 1에 도시되어 있다.

흑연화된 입자

생성 예 2 내지 5

표 1에 나타낸 체적 평균 입자 직경을 갖는 흑연화된 입자(a-2 내지 a-5)는, 소성 온도와 분류 조건이 변경되는 점을 제외하고는 흑연화된 입자 생성 예 1과 동일한 방법으로 준비된다. 흑연화된 입자(a-2 내지 a-5)의 물리적 특성이 표 1에 도시되어 있다.

흑연화된 입자

생성 예 6

흑연화된 입자를 얻기 위하여, 석탄형 중유의 열처리에 의해 얻은 메조카본 마이크로비드는 세정되고 나서 건조되며, 그 후 건조된 제품은 미립화 분쇄기(atomizer mill)에 의해 기계적으로 분산되고, 이어서 탄화를 수행하도록 질소 분위기에서 1,200℃의 1차 열처리된다. 다음으로, 탄화된 비드는 미립자 분쇄기에 의해 2차로 분산되고, 이어서 질소 분위기에서 2,800℃로 열처리되며, 또한 이어서 흑연화된 입자(a-6)로서 지칭되는 2.6 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 흑연화된 입자를 얻도록 분류된다. 흑연화된 입자(a-6)의 물리적 특성은 표 1에 도시되어 있다.

흑연화된 입자

생성 예 7 및 8

표 1에 나타낸 체적 평균 입자 직경을 갖는 흑연화된 입자(a-7 및 a-8)는, 소성 온도와 분류 조건이 변경되는 점을 제외하고는 흑연화된 입자 생성 예 6과 동일한 방식으로 준비된다. 흑연화된 입자(a-7 및 a-8)의 물리적 특성이 표 1에 도시되어 있다.

흑연화된 입자

생성 예 9 및 10

흑연화된 입자를 얻기 위하여, 코크스 및 타르 피치가 흑연화를 수행하도록 2,800℃에서 소성되고, 또한 이어서 각각 2.5 ㎛ 및 4.0 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 흑연화된 입자(a-9 및 a-10)를 얻도록 분류된다. 흑연화된 입자(a-9 및 a-10)의 물리적 특성이 표 1에 도시되어 있다.

흑연화된 입자

생성 예 11 및 12

흑연화된 입자를 얻기 위하여, 3.0 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 구형 페놀 수지 입자와 4.5 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 구형 페놀 수지 입자는 각각 흑연화를 수행하도록 질소 분위기에서 2,200℃에서 소성되고, 또한 이어서 각각 2.3 ㎛와 3.8 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 흑연화된 입자(a-11 및 a-12)를 얻도록 분류된다. 흑연화된 입자(a-11 및 a-12)의 물리적 특성은 표 1에 도시되어 있다.

요철 형성 입자

생성 예 1

요철 형성 입자는 현상 슬리브 표면에 형성된 수지 코트 층에 사용되도록 준비된다. 요철 형성 입자를 얻기 위하여, 3.0 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 구형 페놀 수지 입자의 100 비율이 자동화 모르타르(mortar)[이시가와 코조(Ishikawa Kojo)에 의해 제조된 자동 스톤 밀(stone mill)]에 의해 1.0 ㎛ 이하의 개수 평균 입자 직경을 갖는 석탄형 벌크-메조페이스 피치의 14 비율로 균일하게 코팅되고, 이어서 산화 분위기에서 열 안정화 처리되며, 그 후에 전도성 구형 탄소 입자를 준비하도록 2,000℃에서 소성된다. 이 구형 탄소 입자는 요철 형성 입자(e-1)로 지칭된다. 요철 형성 입자(e-1)의 물리적 특성이 표 2에 도시되어 있다.

요철 형성 입자

생성 예 2

구형 탄소 입자는 3.8 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 구형 탄소 입자를 얻기 위하여, 4.0 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 구형 페놀 수지 입자가 사용되는 점을 제외하고는 요철 형성 입자 생성 예 1과 동일한 방법으로 준비된다. 요철 형성 입자(e-2)의 물리적 특성은 표 2에 도시되어 있다.

요철 형성 입자

생성 예 3

구형 탄소 입자를 얻기 위하여, 100 비율의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지(PMMA 수지)와 25 비율의 카본 블랙이 용융 혼합되고, 이어서 카본 블랙을 함유하는 3.1 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 PMMA 수지 입자를 얻기 위하여 혼합, 분쇄 및 분류되며, 그 후에 2.3 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 구형 카본-블랙-분산된 PMMA를 얻도록 하이브리다이저(hybridizer)[나라 머쉬너리 컴퍼니, 엘티디(Nara Machinery Co., Ltd.)에 의해 제조됨]에 의해 구형 처리된다. 이 카본-블랙-분산된 PMMA 수지 입자는 요철 형성 입자(e-3)로 지칭된다. 요철 형성 입자(e-3)의 물리적 특성은 표 2에 도시되어 있다.

요철 형성 입자

생성 예 4

4.6 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 카본-블랙-분산된 PMMA 수지 입자는 요철 형성 입자 생성 예 3과 동일한 방법으로 준비되고, 그 후 3.9 ㎛의 체적 평균 입자 직경을 갖는 카본-블랙-분산된 PMMA 수지 입자를 얻도록 요철 형성 입자 생성 예 3과 동일한 방식으로 처리된다. 얻어진 카본-블랙-분산된 PMMA 수지 입자는 요철 형성 입자(e-4)로서 지칭된다. 요철 형성 입자(e-4)의 물리적 특성은 표 2에 도시되어 있다.

현상 슬리브

생성 예 1

코팅에 의해 현상 슬리브의 표면에 수지 코트 층을 형성하는 코팅 재료가 준비된다.

레졸형(resol type) 페놀 수지 용액 200 비율

(50% 메탄올 용액)

흑연화된 입자 a-1 45 비율

전도성 카본 블랙 5 비율

이소프로필 알코올 220 비율

전술된 재료가 샌드밀에 의해 분산된다. 먼저, 페놀 수지 용액이 이소프로필 알코올의 소정 비율로 희석된다. 최종 혼합물을 위하여, 흑연화된 입자(a-1)와 전도성 카본 블랙이 첨가되며, 이어서 매체로서 1 mm직경의 유리 비드를 사용하여 샌드밀 분산된다. 형성된 분산을 위하여, 잔류하는 페놀 수지 용액과 이소프로필 알코올이 약 32%의 고체 함량을 갖는 코팅 재료를 형성하도록 첨가된다. 이 코팅 재료는 약 12 ㎛ 두께의 수지 코트 층이 그 상에 형성되도록 24.5 mm의 외부 직경을 갖는 알루미늄으로 제조된 원통형 기판의 표면 상에 분무에 의해 도포된다. 이는 가열 공기 건조기에 의해 30분 동안 150℃에서 건조 및 경화된다. 그런 후에, 자석 롤러와 플랜지가 현상 슬리브(B-1)를 얻도록 점착된다. 얻어진 수지 코트 층의 구성 및 물리적 특성은 표 3에 도시되어 있다.

현상 슬리브

생성 예 2 내지 21

현상 슬리브(B-2 내지 B-13 및 B-13과 C-1 내지 C-8)는, 코팅 재료가 표 3에 도시된 재료 및 혼합비를 사용하여 준비되는 점을 제외하고는 현상 슬리브 생성 예 1과 동일한 방법으로 생성된다. 현상 슬리브(B-9 내지 B-13 및 C-5 내지 C-8)에 관하여, 20.0 mm의 외부 직경을 갖는 알루미늄으로 제조된 원통형 기판이 기판으로서 사용된다. 얻어진 수지 코트 층의 구성 및 물리적 특성은 표 3에 도시되어 있다. 현상 슬리브(B-2, B-4, B-8 내지 B-10)에 관하여, 이하에 도시된 화합물 1 및 2가 대전 제어제로서 사용된다.

(화합물 1)

(화합물 2)

토너 생성 예 1

절연되는 음으로 대전 가능한 자기 토너가 일성분 현상제로서 생성된다.

스티렌-아크릴 수지 100 비율

자철광 90 비율

음 대전 제어제 2 비율

(살리실산의 크롬착물)

탄화수소 왁스 5 비율

전술된 재료들은 헨첼 믹서(Henschel mixer)를 사용하여 혼합되고, 얻어진 혼합물은 용융 혼합되고 얻어진 혼합 제품은 냉각된 후에 제트 기류를 사용하는 분쇄기(grinding mill)를 사용하여 미세하게 분쇄된다. 얻어진 분쇄된 제품은 6.7 ㎛의 중량 평균 입자 직경을 갖는 자기 토너 입자를 얻도록 공기 분급기(air-classifier)에 의해 추가로 분류되며, 이러한 분포에서 4 ㎛ 이하의 입자 직경을 갖는 입자들은 14.6%의 개수 비율을 가지며 10.1 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 입자들은 3.0%의 중량 비율을 갖는다. 다음으로, 100 비율의 자기 토너 입자를 위하여, 1.0 비율의 소수성 콜로이드 실리카 미세 분말과 3.0 비율의 스트론튬 티탄산염 미세 분말이 일성분 현상제로서 자기 토너(α)를 얻도록 헨첼 믹서를 사용하여 외부적으로 첨가된다.

토너 생성 예 2

절연되는 음으로 대전 가능한 자기 토너가 일성분 현상제로서 생성된다.

스티렌-아크릴 수지 100 비율

자철광 90 비율

음 대전 제어제 2 비율

[아조형(azo type) 철착물]

탄화수소 왁스 5 비율

상기 재료들은 헨첼 믹서를 사용하여 혼합되고, 얻어진 혼합물은 2중-스크류 압출기(twin-screw extruder)에 의해 용융 혼합 및 분산된다. 얻어진 혼합된 제품은 냉각된 후 제트 기류를 사용하는 분쇄기를 사용하여 미세하게 분쇄된다. 얻어진 분쇄된 제품은 6.2 ㎛의 중량 평균 입자 직경을 갖는 자기 토너 입자를 얻도록 공기 분급기에 의해 추가로 분류되고, 이러한 분포에서 4 ㎛ 이하의 입자 직경을 갖는 입자들은 16.8%의 개수 비율을 갖고, 10.1 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 입자들은 2.2%의 중량 비율을 갖는다. 다음으로, 100 비율을 자기 토너 입자를 위하여, 1.0 비율의 소수성 콜로이드 실리카 미세 분말이 일성분 현상제로서 자기 토너 (β)를 얻도록 헨첼 믹서를 사용하여 외부적으로 얻어진다.

예 1

도2에 도시된 현상 장치에 장착된 현상 슬리브(B-1)와 자기 토너(α)를 사용함으로써, 화상 재생이 평가된다. 화상을 재생하기 위하여, 캐논 인코포레이티드(CANON INC.)에 의해 제조된 복사기인 화상 러너(Runner) 6000의 개조 기계가 사용되며, 규정된 현상 바이어스가 인가되며 화상 재생이 평가되다. 화상들은 23℃와 60%RH의 정상 온도와 정상 습도(N/N), 23℃와 5%RH의 정상 온도와 저습도(N/L), 및 30℃와 80%RH의 고온과 고습도(H/H)의 환경에서 5000,000 시트까지 재생된다. 이하의 방법에 의해 수행된 평가의 결과가 표 4에 도시되어 있다.

- 평가 방법 -

(1) 현상 슬리브 상의 자기 토너의 대전량(Q/M) 및 토너 전송량(M/S):

현상 슬리브 상에 운반된 자기 토너는 금속 원통형 튜브와 원통형 필터를 통해 흡입함으로써 수집되며, 단위중량당 대전량(Q/M)(mC/kg)과 단위면적당 자기 토너의 질량(M/S)(mg/cm²)은 자기 토너 대전량(Q/M)과 자기 토너 전송량(M/S) 각각을 구하기 위하여 금속 원통형 튜브를 통해 커패시터(capacitor) 내에 축적된 대전량(Q), 수집된 자기 토너의 중량(M), 및 자기 토너가 흡입되는 면적(S)으로부터 계산된다.

(2) 화상 농도:

중실 흑색 화상의 농도는 반사 농도로서 반사 농도측정기(reflection densitometer) RD918[맥베쓰 컴퍼니(Macbeth Co.)에 의해 제조됨]로 측정되며, 5개의 지점에서의 평균값은 화상 농도로서 간주된다.

(3) 흐림 및 반전 흐림:

중실 백색 화상의 반사율이 측정되며, 또한 최초 전송 시트의 반사율이 측정된다. (중실 백색 화상의 반사율의 최소값) - (최초 전송 시트의 반사율의 최대값)의 값이 흐림 농도로서 간주된다. 반사율은 TC-6DS[도쿄 덴쇼쿠(Tokyo Denshoku)에 의해 제조됨]로 측정된다. 측정된 값이 시각적 관찰에 의해 판단되는 경우, 1.5 이하는 흐림이 시각적 관찰에 의해 거의 인식될 수 없는 수준이며, 2.0 내지 3.0 사이는 흐림이 세밀한 관찰에 의해 인식될 수 있는 수준이고, 4.0을 초과하는 값은 흐림이 명확하게 인식될 수 있는 수준이다.

(4) 문자 화상 주위의 점:

약 6.0%의 화상 백분율을 갖는 문자 차트를 사용함으로써, 얻어진 화상 상의 문자들은 화상 주위의 점이 존재하는 방식을 관찰하도록 광학 현미경을 사용하여 100배 확대된다. 평가의 결과가 A 내지 E 등급에 의해 표시된다.

(5) 중실 화상 선 및 불균일성:

중실 흑색 화상 및 망점(halftone; HT) 화상은 현상에 의해 형성된다. 각각의 화상에서, 선과 불균일성은 시각적으로 관찰된다. 평가의 결과는 A 내지 E 등급으로 표시된다.

(6) 현상 슬리브 표면에 대한 토너 오염과 토너 용융 점착(오염 및 용융 점착):

화상 재생이 각각의 환경에서 평가된 후, 현상 슬리브가 탈착되고, 토너가 슬리브 표면에 점착된 방법이 전기장 방사/주사 현미경(FE-SEM)으로 관찰된다. 평가 결과는 A 내지 E 등급으로 표시된다.

예 2 내지 8 및 비교예 1 내지 4

화상은, 사용된 현상 슬리브(B-1) 대신에 현상 슬리브(B-2 내지 B-8 및 C-1 내지 C-4) 각각이 사용되는 점을 제외하고는 예 1과 동일한 방식으로 재생 및 평가된다. 평가 결과가 표 4 및 표 5에 도시되어 있다.

예 9

도3에 도시된 현상 장치에 장착된 현상 슬리브(B-9)와 자기 토너(β)를 사용함으로써, 화상 재생이 평가된다. 화상을 재생하기 위하여, 캐논 인코포레이티드에 의해 제조된 레이저 비임 프린터인 개량 기계 LBP930EX가 사용되며, 여기서 규정된 현상 바이어스가 인가되고 화상 재생이 평가된다. 화상들은 23℃와 60%RH의 정상 온도와 정상 습도(N/N), 15℃와 10%RH의 저온과 저습도(L/L), 및 32.5℃와 85%RH의 고온과 고습도(H/H)의 환경에서 50,000 시트까지 재생된다. 평가는 예 1과 동일한 방식으로 수행된다. 평가의 결과가 표 6에 도시되어 있다.

예 10 내지 13 및 비교예 5 내지 8

화상들은 사용된 현상 슬리브(B-9) 대신에 현상 슬리브(B-10 내지 B-13 및 C-5 내지 C-8)가 각각 사용되는 점을 제외하고는 예 9와 동일한 방법으로 재생 및 평가된다. 평가의 결과가 표 6 및 표 7에 도시되어 있다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

[표 6]

[표 7]

본 발명의 현상제 운반 부재 및 현상 장치에 의해, 다중 시트 주행의 시작 단계에서 현상제 운반 부재 표면의 수지 코트 층의 코트 층 표면조도가 균일하게 될 수 있고, 다중 시트 주행이 수행될 때에도 수지 코트 층의 표면 거칠기의 변화가 작게 될 수 있으며, 토너의 코트 수준의 변화가 역시 작게 될 수 있고, 토너가 다중 시트 주행의 후반 단계에서도 적절하게 균일한 상태로 대전될 수 있으며, 또한 양호한 화상이 모든 환경에서의 장시간에 걸쳐 얻어질 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 현상제 운반 부재 상의 일부분을 도시하는 개략도.

도2는 본 발명의 현상 장치의 예를 도시하는 개략도.

도3은 본 발명의 현상 장치의 다른 예를 도시하는 개략도.

도4는 본 발명의 현상 장치의 또 다른 예를 도시하는 개략도.

도5는 본 발명에 사용되는 화상 형성 장치를 도시하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 흑연화된 입자

2 : 바인더 수지

3 : 수지 코트 층

4 : 원통형 기판

5 : 자석

101 : 감광 드럼

103 : 현상제 용기

104 : 현상제

105 : 다극 영구 자석

108 : 현상 슬리브

301 : 감광 드럼

302 : 현상제 층 두께 제어 부재

303 : 현상제 용기

304 : 현상제

305 : 자기 롤러

306 : 금속 실린더

307 : 수지 코트 층

308 : 현상 슬리브

Claims (12)

1. 기판 및 기판의 표면 상에 형성된 수지 코트 층을 포함하는, 현상제를 운반하기 위한 현상제 운반 부재이며,

   상기 수지 코트 층은 적어도 바인더 수지와 흑연화된 입자를 함유하며,

   상기 흑연화된 입자는 0.20 ≤p (002) ≤0.95의 흑연화도[p (002)]를 갖고,

   상기 수지 코트 층의 표면은 이하의 평균값(A)과 표준편차(σ)를 가지며,

   100 ≤A ≤800 (N/mm²) 및 σ< 30 (N/mm²),

   이 값들은 이하의 식(1)에 따라 계산되는, 표면의 물리적 특성 실험에서 만능경도계의 측정값(HU)의 경도 분포로부터 결정되고,

   만능경도계 값 HU = K × F/h² (N/mm²) (1)

   여기서, K는 상수를 나타내며, F는 실험 하중(N)을 나타내고, h는 인덴터의 최대 만입 깊이(mm)를 나타내는 현상제 운반 부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 수지 코트 층의 표면은 JIS B 0601에 따라 0.20 ㎛ 내지 0.70 ㎛ 사이의 산술평균 거칠기(Ra)를 갖는 현상제 운반 부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 수지 코트 층은 현상제의 대전을 제어하기 위한 대전 제어제를 더 함유하는 현상제 운반 부재.
4. 제1항에 있어서, 상기 흑연화된 입자는 적어도 흑연화 벌크-메조페이스 피치 입자에 의해 얻어진 입자를 함유하는 현상제 운반 부재.
5. 제1항에 있어서, 상기 흑연화된 입자는 적어도 흑연화 메조카본 마이크로비드에 의해 얻어진 입자를 함유하는 현상제 운반 부재.
6. 제1항에 있어서, 상기 흑연화된 입자는 0.5 ㎛ 내지 4.0 ㎛ 사이의 체적 평균 입자 직경을 갖는 현상제 운반 부재.
7. 현상제 용기와, 현상제 용기 내에 보유된 현상제를 그 상에서 운반 및 전송하기 위한 현상제 운반 부재와, 현상제 운반 부재에 근접하거나 이와 가압 접촉하는 상태로 제공되어 현상제 운반 부재 상에 현상제의 얇은 층을 형성하기 위한 현상 제 층 두께 제어 부재를 포함하는 현상 장치이며,

   상기 현상 장치는 이 장치에 의해 현상제가 현상제 운반 부재에 의해 정전 잠상 담지 부재와 대향하는 현상 구역으로 운반 및 전송되고, 정전 잠상 담지 부재 상에 형성된 정점 잠상이 토너 화상을 형성하도록 현상제로 현상되는 장치이고,

   상기 현상제 운반 부재는 기판 및 기판의 표면 상에 형성된 수지 코트 층을 포함하며,

   상기 현상제 운반 부재에서,

   상기 수지 코트 층은 적어도 바인더 수지와 흑연화된 입자를 함유하며,

   상기 흑연화된 입자는 0.20 ≤ p (002) ≤ 0.95의 흑연화도[p (002)]를 갖고,

   상기 수지 코트 층의 표면은 이하의 평균값(A)과 표준편차(σ)를 가지며,

   100 ≤A ≤800 (N/mm²) 및 σ< 30 (N/mm²),

   이 값들은 이하의 식(1)에 따라 계산되는, 표면의 물리적 특성 실험에서 만능경도계의 측정값(HU)의 경도 분포로부터 결정되고,

   만능경도계 값 HU = K × F/h² (N/mm²) (1)

   여기서, K는 상수를 나타내며, F는 실험 하중(N)을 나타내고, h는 인덴터의 최대 만입 깊이(mm)를 나타내는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 수지 코트 층의 표면은 JIS B 0601에 따라 0.20 ㎛ 내지 0.70 ㎛ 사이의 산술평균 거칠기(Ra)를 갖는 현상 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 수지 코트 층은 현상제의 대전을 제어하기 위한 대전 제어제를 더 함유하는 현상 장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 흑연화된 입자는 적어도 흑연화 벌크-메조페이스 피치 입자에 의해 얻어진 입자를 함유하는 현상 장치.
11. 제7항에 있어서, 상기 흑연화된 입자는 적어도 흑연화 메조카본 마이크로비드에 의해 얻어진 입자를 함유하는 현상 장치.
12. 제7항에 있어서, 상기 흑연화된 입자는 0.5 ㎛ 내지 4.0 ㎛ 사이의 체적 평균 입자 직경을 갖는 현상 장치.