KR20060115097A - 전자사진용 현상제 및 이를 채용한 전자사진 화상형성 장치 - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
- G03G9/09783—Organo-metallic compounds
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- G03G9/09791—Metallic soaps of higher carboxylic acids
Abstract
본 발명은 결착 수지, 착색제, 대전제어제 및 이형제를 포함하는 토너 입자; 및 상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 대전제어제는 경금속계 착체 화합물이고, 상기 이형제는 고체 지방산 에스테르계 물질이고, 이형제의 함량이 토너 입자를 기준으로 하여 1.5 내지 4.0 중량%인 전자사진용 현상제를 제공한다. 또한 상기 전자사진 현상제를 채용하는 전자사진 화상형성용 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 현상제는 토너 제조시에 대전제어제로서 경금속 착제를 사용하고 이형제로서 고체 지방산 에스테르계 물질 1.5 내지 4.0중량%를 사용함으로써 장수명에 걸쳐 안정적인 대전량을 분포하게 할 수 있고, 우수한 토너 유동성 및 현상성을 유지할 수 있다. 이에 따라 오염, 비산 발생 억제, 및 현상 효율에 의하여 토너 내구성 향상을 도모할 수 있어서 고화질의 화상을 얻을 수 있다.
Description
도 1은 비접촉 현상방식의 전자사진 장치의 일구현예를 나타내는 개략도이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
1: 감광체 2: 대전수단
3: 노광신호 4: 현상장치
5: 현상롤러 6: 공급롤러
7: 현상제규제 블레이드 8: 현상제
8': 폐토너 9: 전사수단
10: 클리닝 블레이드 12: 전원
13: 인쇄매체
본 발명은 전자사진 현상제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자사진방식 화상처리기기의 현상장치에 있어서 대전제어제 및 이형제를 포함하는 전자사진용 현상제에 관한 것이다.
현재 많이 사용되고 있는 전자사진방식 화상처리기기로서는 레이저 프린터, 팩시밀리, 복사기 등이 있으며, 이들은 레이저를 이용하여 감광체에 잠상을 만든 후 전위차를 이용하여 상기 감광체 상의 잠상에 토너를 이동시키고, 이를 용지 등 인쇄매체에 전사해 목적하는 화상을 형성하게 된다.
도 1은 비접촉 현상방식의 화상형성 장치의 일예를 도시한 것으로 하기에 작동 원리를 설명하고 있고, 또한 본 발명은 접촉현상방식에도 적용될 수 있다.
비자성 1성분 현상제는 폴리우레탄 폼, 스폰지 등의 탄성부재로 구성된 공급롤러(6)에 의해 현상롤러(5)상으로 공급된다. 상기 현상롤러(5) 상으로 공급된 현상제(8)은 현상롤러(5)의 회전에 따라 현상제 규제블레이드(7)과 현상롤러(5)의 접촉부에 도달한다. 상기 현상제 규제블레이드(7)은 금속, 고무 등의 탄성부재로 구성되어 있다. 현상제 규제블레이드(7)과 현상롤러(5)의 접촉부 사이를 현상제가 통과시 현상제(8)의 층이 일정한 층으로 규제되어 박층이 형성되고 현상제를 충분히 대전시킨다. 박층화된 현상제(8)은 현상롤러(5)에 의하여 잠상 담지체인 감광체(1)의 정전잠상에 현상제(8)가 현상되는 현상영역으로 이송되게 된다.
현상롤러(5)는 감광체(1)와 일정한 간격을 두고 접촉하지 않고 서로 마주보고 위치하고 있다. 현상롤러(5)는 시계회전 반대방향으로 회전하고 감광체(1)은 시계회전방향으로 회전한다. 현상영역으로 이송된 현상제(8)는 현상롤러(5)에 인가된 DC 중첩된 AC 전압과 감광체(1)의 잠상전위와의 전위차에 의해 발생된 전기력에 따 라 감광체(1)의 정전잠상으로 현상된다.
감광체(1)에 현상된 현상제(8)은 감광체(1)의 회전방향에 따라 전사수단(9)의 위치에 도달한다. 감광체(1)에 현상된 현상제는 코로나 방전 또는 롤러형태로 현상제 (8)에 대한 역극성 고전압이 인가된 전사수단(9)에 의하여 인쇄용지(13)이 통과하면서 인쇄용지로 현상제가 전사되어 화상이 형성된다.
인쇄용지에 전사된 화상은 고온, 고압의 정착기(미도시)를 통과하면서 인쇄용지에 현상제가 융착되어 화상이 정착된다. 한편 현상롤러(5) 상의 미현상된 잔류 현상제는 상기 현상롤러(5)와 접촉되어 있는 공급롤러(6)에 의해 회수된다. 상기의 과정이 반복된다.
비자성 1성분 비접촉 현상장치에 있어서 현상제는 현상담지체, 현상제 규제블레이드, 현상제 공급부재와의 마찰대전을 통하여 소정의 대전특성을 얻게 된다. 비접촉 현상장치에서는 잠상 담지체와 현상제 담지체가 대향하고 일정한 간격을 두고 유지되고 있어 전위차에 따른 전기력만으로 현상이 된다.
따라서 현상제의 대전특성이 적정범위보다 낮으면 비화상영역에 현상되어 화상오염을 초래하고, 대전특성이 적정범위보다 높으면 현상효율이 저하되어 화상농도가 낮아지게 된다.
일본 공개특허공보 제2000-242043호에는 대전제어제로서 금속착염 아조계 염료, 트리메틸에탄계 염료 등을 사용하였으나, 중금속을 사용함으로써 정착성 등에서 불완전하다. 또한 인체에 유해하며 환경적인 면에서 불리하다는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은,
대전제어제 및 이형제를 적절하게 조절함으로써 장기간에 걸쳐 안정적인 대전량 유지, 균일한 대전분포, 및 우수한 정착성을 유지할 수 있고 환경적인 면에서도 유리한 전자사진 현상제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 현상제를 채용한 전자사진 화상형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
결착 수지, 착색제, 대전제어제 및 이형제를 포함하는 토너 입자; 및
상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 대전제어제는 경금속계 착체 화합물이고, 상기 이형제는 고체 지방산 에스테르계 물질이고, 이형제의 함량이 토너 입자를 기준으로 하여 1.5 내지 4.0 중량%인 전자사진용 현상제를 제공한다.
또한, 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
상기의 전자사진용 현상제를 채용한 전자사진 화상 형성장치를 제공한다.
이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 결착 수지, 착색제, 대전제어제 및 이형제를 포함하는 토너 입자; 및 상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있 어서, 상기 대전제어제는 경금속계 착체 화합물이고, 상기 이형제는 고체 지방산 에스테르계 물질이고, 이형제의 함량이 토너 입자를 기준으로 하여 1.5 내지 4.0 중량%인 전자사진용 현상제를 제공한다.
본 발명에 사용되는 대전 제어제는 부대전성 대전 제어제 및 정대전성 대전 제어제를 모두 사용할 수 있다. 이와 같은 대전제어제는 토너를 정전기력에 의해 현상롤러 위에 안정되게 지지하므로, 상기와 같은 대전제어제를 사용함으로써 안정적이고 빠른 대전 속도가 가능해진다.
본 발명에서 사용되는 "경금속"이라는 용어는 중금속에 대응되는 가벼운 금속을 의미하는 것이다. 종래에는 크롬 함유 아조 착제(azo dyes)와 같은 중금속 착체 또는 킬레이트 화합물이나 크롬, 철과 같은 중금속 함유 살리실산 화합물이 사용하였다. 본 발명에서는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알루미늄, 아연 등과 같은 경금속 착체 화합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일구현예에 의하면, 상기 대전제어제는 아연 또는 알루미늄과 같은 금속 함유 살리실산(salicylic acid) 화합물, 비스 디페닐글리콜산(bis diphenyl glycolic acid)의 붕소 착체, 실리케이트(silicate)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는 디알킬 살리실산 아연, 보로 비스(1,1-디페닐-1-옥소-아세틸 포타슘염){boro bis (1,1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt)} 등이 사용될 수 있다.
토너 조성물에 포함되는 대전 제어제의 함량은 일반적으로 토너 입자 100 중량%에 대해서 0.5중량% 내지 3.0중량%의 범위이다. 상기 대전제어제의 함량이 3.0 중량%를 초과하는 경우에는 대전불량이나 정착불량이 발생하기 때문에 바람직하지 못하고, 상기 대전제어제의 함량이 0.5중량% 미만인 경우에는 첨가의 효과가 미미하기 때문에 바람직하지 못하다.
한편, 본 발명에 따른 토너 입자는 고체 지방산 에스테르계 물질의 이형제를 포함한다. 이형제는 감광체를 보호하고 현상특성의 열화를 방지하여 고품질의 화상을 얻기 위하여 적절히 사용될 수 있다. 본 발명의 일구현예에 따른 이형제는 고순도 고체 지방산 에스테르계 물질을 사용할 수 있으며, 장쇄 지방산과 각종 알코올로부터 합성할 수 있다.
상기 이형제의 함량은 토너 입자를 기준으로 하여 1.5 내지 4.0 중량%이다. 이형제의 함량이 1.5중량% 미만인 경우에는 정착불량이 발생하여 정착가능 영역이 좁아지기 때문에 바람직하지 못하고, 4.0중량%를 초과하는 경우에는 정착 오프셋 현상이 발생하여 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 고체 지방산 에스테르계 이형제는 샤프한 융해 특성(narrow melting range), 열안정성(높은 분해온도), 낮은 융해용량, 낮은 승화가스 발생량, 높은 고체경도 등을 특징으로 한다.
본 발명의 일구현예에 의하면, 상기 이형제의 융점은 72 내지 74℃인 것이 바람직하다.
상기 이형제의 용해도 계수(solubility parameter)가 8.9 내지 9.4인 것이 바람직하다. 용해도 계수(δ)는 액체간 혼합의 척도가 되는 액체의 특성값을 나타낸다. 용액의 열역학적인 성질은 δ값의 차이에 따른다.
상기 이형제의 산가(acid value)는 0.1 내지 0.4mgKOH/g이고, 수산기가(hydroxyl value)가는 1.5 내지 3.0mgKOH/g인 것이 바람직하다. 산가(acid value)는 유지 중의 유리 지방산의 양을 구하기 위해 측정하는 것이고, 유지 1g 중에 존재하는 유리지방산을 중화하는데 필요한 수산화칼륨의 mg수를 나타낸다. 수산기가(hydroxyl value)는 수산기의 정량에 사용되는 것이고, 유지 1g을 아세틸화하고 이것을 가수분해하여 생기는 아세트산을 중화시키는 데 필요한 수산화칼륨의 mg수를 나타낸다.
본 발명의 이형제는 장쇄 지방산과 각종 알코올로부터 합성된 에스테르계 왁스이며, 바람직하게는 고체 지방산 에스테르 왁스이다.
본 발명에 따른 현상제에 사용되는 결착 수지로서는 공지의 각종 수지를 사용할 수 있는데, 예컨대 폴리스티렌, 폴리-P-클로로스티렌, 폴리-α-메틸스티렌, 스티렌-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-아크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴산에틸 공중합체, 스티렌-아크릴산프로필 공중합체, 스티렌-아크릴산부틸 공중합체, 스티렌-아크릴산옥틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산에틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산프로필 공중합체, 스티렌-메타크릴산 부틸 공중합체, 스티렌-α-클로로메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐메틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴니트릴-인덴 공중합체, 스티렌-말레인산 공중합체, 스티렌-말레인산에스테르 등의 스티렌계 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 이들의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리초산비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 에폭시수지, 폴리비닐부티랄수지, 로진, 변성 로진, 테르펜수지, 페놀수지, 지방족 또는 지환족 탄화수소수지, 방향족계 석유수지, 염소화 파라핀, 파라핀 왁스 등이 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 이들 중 폴리에스테르계 수지는 정착성 및 투명성이 우수하여 칼라 현상제에 적합하다.
본 발명에 따른 현상제는 착색제를 포함할 수 있으며, 이와 같은 착색제로서 흑백 토너의 경우에는 카본블랙 또는 아닐린블랙을 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 비자성 토너는 칼라 토너를 제조하기 용이하다. 또한 칼라 토너의 경우에는 착색제 중 검은색은 카본 블랙을 이용하고 칼라는 옐로우, 마젠타 및 시안 착색제를 더 포함한다.
상기 옐로우 착색제는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 아트라킨화합물, 아조 금속 착제, 또는 알릴 이미드 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 옐로우 12, 13, 14, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 또는 168 등이 사용될 수 있다.
상기 마젠타 착색제는 축합 질소 화합물, 안트라킨, 퀴나크리돈 화합물, 염기 염료 레이트 화합물, 나프톨 화합물, 벤조 이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물, 또는 페릴렌 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 또는 254 등이 사용될 수 있다.
상기 시안 착색제는 동 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 또는 염기 염료 레이트 화합물 등이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 블루 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, 또는 66 등이 사용될 수 있다.
이러한 착색제는 단독 또는 2 종 이상의 혼합물로 혼합하여 사용될 수 있으며, 색상, 채도, 명도, 내후성, 토너 중의 분산성 등을 고려하여 선택된다.
상기 착색제의 함량은 현상에 의해 가시상을 형성할 수 있는 토너를 착색하기에 충분한 양이면 되는데, 예컨대 결착 수지 100 중량부를 기준으로 하여 2 내지 20중량부가 바람직하다. 상기 함량이 2 중량부 미만이면 착색효과가 불충분하며, 20 중량부를 초과하면 토너의 전기저항이 낮아지기 때문에 충분한 마찰 대전량을 얻을 수 없어 오염을 발생시키기 때문에 바람직하지 않다.
착색제는 수지 중에서 균일하게 분산되도록 미리 플러싱(flusing) 처리, 또는 수지와 고농도로 용융 혼련한 마스터 배치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 결착 수지와 착색제를 필수적인 성분으로 하여 2롤, 3롤, 가압 니더, 또는 2축 압출기 등의 혼련 수단에 의하여 혼합될 수 있다. 이 때 착색제가 균일하게 분산되도록 하며 80 내지 180℃의 온도로 10분 내지 2시간 동안 용융 혼련한다. 이어서, 예를 들어 제트 밀, 마찰 밀, 또는 회전형 밀 등의 분쇄기를 사용하여 미분쇄하고, 평균 입자의 크기가 3 내지 15㎛의 크기인 토너 입자를 제조하고 외첨제를 부착시키는 것에 의해 분체 유동성이나 대전 안정성 등을 향상시킨다.
일반적인 중합 및 분쇄형 토너에 있어서, 색도, 대전특성, 및 정착성 향상 등을 위하여 착색제, 대전제어제, 이형제 등이 결착 수지 내에 균일하게 내첨되고, 이와 함께 유동성, 대전 안정성, 및 클리닝성 등을 부여하기 위하여 여러 종류의 외첨제들이 첨가되고 있다. 외첨제의 첨가에 있어서 화상 열화의 원인이 되는 토너 표면의 외첨제의 이탈, 매몰이 일어나기 때문에 그것을 방지하기 위하여 평균 입경이 다른 2종류 이상의 외첨제를 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 현상제는 접촉식 비자성 1성분 현상방식의 토너에도 동일하게 적용될 수 있으나, 상기와 같은 비접촉 비자성 1성분 토너를 사용한 전자사진 장치에 적용하는 것이 바람직하다. 또한 부대전성 또는 정대전성 토너 모두에 다 적용할 수 있다.
본 발명의 전자사진 현상제는 결착 수지, 착색제, 대전제어제, 및 이형제를 포함하는 토너 입자; 및 상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하고, 상기 외첨제는 대입경 실리카, 소입경 실리카, 이산화티타늄, 및 폴리머 비즈를 포함할 수 있다.
일반적인 중합 및 분쇄형 토너에 있어서, 색도, 대전특성, 및 정착성 향상 등을 위하여 착색제, 대전제어제, 이형제 등이 결착 수지 내에 균일하게 내첨되고, 유동성, 대전 안정성, 및 클리닝성 등을 부여하기 위하여 여러 종류의 외첨제들이 첨가되고 있다. 외첨제의 첨가에 있어서 화상 열화의 원인이 되는 토너 표면의 외첨제의 이탈, 매몰이 일어나기 때문에 그것을 방지하기 위하여 평균 입경이 다른 2종류 이상의 외첨제를 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 무기 미립자로서 실리카를 사용할 수 있고, 바람직하게 는 2종류의 상이한 입경을 갖는 실리카를 첨가할 수 있다. 이때 첨가되는 2종류의 실리카는 평균 입경 20 내지 200nm의 대입경 실리카 및 평균 입경 5 내지 20nm의 소입경 실리카를 포함할 수 있다. 서로 다른 입경을 갖는 실리카 입자를 사용함에 있어서 대입경 실리카는 스페이서(spacer)입자로서 내구에 의한 토너 열화를 막고 전사성의 향상 기능이 있으며, 소입경 실리카는 주로 토너에 유동성을 부여하는 역할을 한다.
상기 대입경 실리카 및 소입경 실리카 입자의 함량은 토너 총중량에 대하여 각각 독립적으로 0.1 내지 3.0중량%이며, 상기 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 실리카 첨가로 인한 효과를 얻기가 어려워 바람직하지 않으며, 3.0 중량%를 초과하는 경우에는 정착성 저하, 과대전 및 클리닝 불량 등이 발생하여 바람직하지 않다.
비표면적이 비교적 큰 실리카만을 사용하면 전사 효율측면에서는 상당히 좋은 결과를 나타내지만, 장기간 많은 출력을 하는 경우에는 드럼 오염이 발생할 수 있어서 현저한 개선 효과를 위해서는 실리카 이외에 무기 미립자를 사용할 수 있다. 상기 무기 미립자로서 사용될 수 있는 재료는 산화티탄, 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화마그네슘, 산화셀륨, 산화철, 산화구리 또는 산화주석 등을 포함한다. 바람직하게는 이산화티타늄이 사용될 수 있다.
이산화티타늄은 1차 평균 입경이 상이한 2종의 실리카와의 평균 입경의 조절에 의해 토너의 유동성을 향상시키며, 장기간에 많은 양을 출력할 경우에도 고전사 효율을 유지할 수 있고, 드럼 오염을 방지하여 환경 안정성을 향상시킬 수 있다. 특히 저온 저습시의 토너 챠지 업 (charge up)의 문제를 예방할 수 있으며, 고온 고습시에 토너의 챠지 다운 (charge down)의 문제를 해결할 수 있다. 이산화티타늄의 1차 평균 입경은 10 내지 500nm이 바람직하고, 10 내지 100nm의 범위가 더욱 바람직하다. 평균 입경이 500nm를 초과하는 경우에는 고온 고습시의 챠지 다운이 문제되기 때문에 바람직하지 못하고, 10nm 미만인 경우에는 정착불량 및 대전 불균일성 등이 발생하기 용이하여 바람직하지 못하다.
상기 이산화티타늄의 함량은 상기 2 종의 실리카 입자와의 조절에 의하여 변화될 수 있으며, 토너 총중량에 대하여 0.1 내지 2.0 중량%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.5중량%이다. 소수성 산화티탄의 함량이 토너 총중량에 대하여 0.1 중량% 미만인 경우에는 드럼 오염을 제거하는 효과가 저하되어 화상오염을 초래할 염려가 있어 바람직하지 못하고, 2.0 중량%를 초과하는 경우에는 마찰 대전값이 떨어져 원하는 화상을 얻을 수 없어서 바람직하지 못하다.
본 발명의 현상제는 상기 외첨제 이외에 폴리머 비즈를 더 포함할 수 있다. 폴리머 비즈는 현상 부재 오염에 따른 화상 오염의 발생을 방지하기 위하여 사용된다. 상기 폴리머 비즈의 종류로서는 멜라닌계, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 적합하다. 폴리머 비즈 1차 평균 입자의 크기는 0.1 내지 3㎛의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2㎛의 범위이다. 평균 입자의 크기가 0.1㎛ 미만인 경우에는 그 효과를 기대하기 어렵기 때문에 바람직하지 못하고, 3㎛를 초과하는 경우에는 토너로부터 분리이탈되기 용이하기 때문에 바람직하지 못하다. 멜라닌계나 폴리메틸메타크릴레이트 단독으로 사용할 수 있으며, 이를 함께 사용할 수 있다. 사용되는 폴리머 비즈들의 전체 함량은 토너 총중량에 대하여 0.1 내지 0.5 중량%가 바람직하고, 0.1 중량% 미만인 경우에는 그 효과를 기대하기 어렵기 때문에 바람직하지 못하고, 0.5 중량%를 초과하는 경우에는 분리이탈 및 자체 응집발생이 용이하여 바람직하지 못하다.
본 발명의 다른 일구현예에 의하면, 결착 수지, 착색제, 대전제어제 및 이형제를 포함하는 토너 입자; 및 상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 대전제어제는 경금속계 착체 화합물이고, 상기 이형제는 고체 지방산 에스테르계 물질인 전자사진용 현상제를 채용한 전자사진 화상 형성장치를 제공한다.
이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
중량평균분자량 100,000의 폴리에스테르 88.5 중량%, 착색제로서 Yellow, Magenta, Cyan 마스터 배치 (미쯔비시 화학 주식회사 제조) 7.5 중량%, 대전제어제 로서 보로 비스(1,1-디페닐-1-옥소-아세틸 포타슘염)[상품명 : LR147 , 제조사 : 일본 Carlit 주식회사] 1.0 중량%, 이형제로서 WEP-3(일본유지주식회사 제조) 3.0 중량%를 헨셀 (Henschel) 타입 믹서를 이용하여 예비혼합시켰다.
다음으로, 상기 혼합물을 이축 압출기에 투입하여 130℃에서 용융 혼합물을 압출하고 냉각 응고한 후, 분쇄 분급기를 이용하여 평균 입경 약 8㎛인 외첨처리 전단계의 토너 입자(untreated toner)를 얻었다. 다음의 외첨제를 외첨 처리하여 본 발명의 실시예의 토너를 제조하였다. 외첨제는 대입경 실리카(1차 입경 7~16nm, Nippon Aerosil사) 2.0중량%, 소입경 실리카 1.2중량%, 이산화티타늄 0.3중량%, 및 폴리메틸메타크릴레이트 0.2중량%을 사용하였다.
실시예 2
대전제어제로서 디알킬 살리실산 아연 화합물 1.0중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 토너를 제조하고 입자 표면에 외첨처리하였다.
비교예 1
중량평균분자량 100,000의 폴리에스테르 86.5 중량%, 착색제로서 Yellow, Magenta, Cyan 마스터 배치 (미쯔비시 화학 주식회사 제조) 7.5 중량%, 대전제어제로서 보로 비스(1,1-디페닐-1-옥소-아세틸 포타슘염)[상품명 : LR147 , 제조사 : 일본 Carlit 주식회사] 1.0 중량%, 이형제로서 WEP-5(일본유지주식회사 제조) 3.0 중량%를 헨셀 (Henschel) 타입 믹서를 이용하여 예비혼합시켰다.
다음으로, 상기 혼합물을 이축 압출기에 투입하여 130℃에서 용융 혼합물을 압출하고 냉각 응고한 후, 분쇄 분급기를 이용하여 평균 입경 약 8㎛인 외첨처리 전단계의 토너 입자(untreated toner)를 얻었다. 다음의 외첨제를 외첨 처리하여 본 발명의 실시예의 토너를 제조하였다. 외첨제는 대입경 실리카(1차 입경 7~16nm, Nippon Aerosil사) 2.0중량%, 소입경 실리카 1.2중량%, 이산화티타늄 0.3중량%, 및 폴리메틸메타크릴레이트 0.2중량%을 사용하였다. 외첨제를 처리하여 비교예 1의 토너를 제조하였다.
비교예 2
이형제로서 WEP-3(일본유지주식회사 제조) 5.0 중량%를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1의 토너와 동일하게 제조하였다.
비교예 3
이형제로서 Fisher Tropsh법에 의해 제조된 탄화수소계 왁스 1.5중량%와 Carnauba 왁스 1.5중량%를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1의 토너와 동일하게 제조하였다.
화상평가 시험
현상 장치의 실시 조건은 다음과 같았다:
표면전위 (Vo): - 600 V
잠상전위 (VL): - 100 V
현상롤러 인가 전압: Vp-p = 1.8 KV, 주파수 = 2.0 kHz,
Vdc = - 300 V, 효율비 = 35 % ( 구형파 )
현상 갭: 300 ㎛
현상롤러:
고무롤러 (NBR계 탄성고무롤러)
저항: 1 X 105 ~ 5 x 106 Ω
경도: 50
토너: 대전량 (q/m) = 15 내지 25 μC/g
(층 규제장치 통과 후 현상롤러상에서)
면적당 토너량(m/a) = 0.3 내지 1.0 mg/㎠
화상평가 방법
상기 실시예 1과 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3의 토너를 대상으로 하여 6/24ppm급 레이저 프린터(samsung CLP-510)를 이용하여 화상을 평가하였다. 상온 상습에서 5% character pattern으로 초기의 정착성을 측정하였고, 7,000매(컬러 5,000매) 인쇄 테스트를 실시하고 2,000매(컬러 1,500매)마다 화상 오염도를 측정 평가하였다. 정착성은 180℃를 기준으로 하여 160 내지 190℃에서 평량으로 60g/m2 내지 90g/m2 범위의 용지를 사용하여 측정하였고, 화상의 오염도는 장기간의 인쇄에 있어서 규제 블레이드에 의한 화상의 오염도를 육안으로 측정하였다.
시험 결과
| 특성 | |
| 실시예 1 | ○ |
| 실시예 2 | ○ |
| 비교예 1 | △ |
| 비교예 2 | × |
| 비교예 3 | × |
| 초기 | 2000 (컬러 1500) | 4000 (컬러 3000) | 6000 (컬러 4500) | 7000 (컬러 5000) | |
| 실시예 1 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 실시예 2 | ○ | ○ | ○ | ○ | △ |
| 비교예 1 | ○ | ○ | △ | △ | △ |
| 비교예 2 | ○ | ○ | △ | △ | △ |
| 비교예 3 | ○ | ○ | △ | △ | △ |
상기 표 1에서, 정착성은 오프셋 등이 양호한 수준으로 발생되지 않아야 ○, 실용가능수준으로 발생되지 않아야 △, 실용불가수준으로 발생되는 경우에 ×로 표시하였다.
상기 표 2에서, 화상오염이 거의 발생되지 않은 경우 ○, 식별가능한 수준으로 약간 발생된 경우 경우 △로 표시하였다.
본 발명에 따른 현상제는 토너 제조시에 대전제어제로서 경금속 착제를 사용하고, 이형제로서 고체지방산 에스테르를 사용함으로써 장수명에 걸쳐 안정적인 대전량을 분포하게 할 수 있다. 또한 우수한 토너 정착성 및 현상성을 유지할 수 있다. 이에 따라 오염, 비산 발생 억제, 우수한 광택도 및 현상 효율 향상에 의하여 토너 내구성 향상을 도모할 수 있어서 고화질의 화상을 얻을 수 있다.
Claims (8)
- 결착 수지, 착색제, 대전제어제 및 이형제를 포함하는 토너 입자; 및상기 토너 입자의 표면에 첨가되는 외첨제를 포함하는 전자사진용 현상제에 있어서, 상기 대전제어제는 경금속계 착체 화합물이고, 상기 이형제는 고체 지방산 에스테르계 물질이고, 이형제의 함량이 토너 입자를 기준으로 하여 1.5 내지 4.0 중량%인 전자사진용 현상제.
- 제1항에 있어서, 상기 대전제어제의 함량은 토너 입자를 기준으로 하여 0.5 내지 3.0중량%인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
- 제1항에 있어서, 상기 대전제어제는 아연 또는 알루미늄과 같은 금속 함유 살리실산(salicylic acid), 비스 디페닐글리콜산(bis diphenyl glycolic acid)의 붕소 착체, 및 실리케이트(silicate)로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
- 제1항에 있어서, 상기 이형제의 융점이 72 내지 74℃인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
- 제1항에 있어서, 상기 이형제의 용해도 계수(solubility parameter)가 8.9 내지 9.4인 것을 특징으로 하는 것을 전자사진용 현상제.
- 제1항에 있어서, 상기 이형제의 산가(acid value)가 0.1 내지 0.4mgKOH/g이고, 수산기가(hydroxyl value)는 1.5 내지 3.0mgKOH/g인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
- 제1항에 있어서, 상기 대전제어제는 디알킬 살리실산 아연 화합물(dialkyl salicylic acid zinc compound), 보로 비스(1,1-디페닐-1-옥소-아세틸 포타슘염){boro bis (1,1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt)}중에서 선택된 하나이고, 대전제어제의 함량은 0.5 내지 3.0중량%인 것을 특징으로 하는 전자사진용 현상제.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따르는 전자사진 현상제를 채용한 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성 장치.
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