KR20100072710A - 정전화상 현상용 토너 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

정전화상 현상용 토너 및 그의 제조방법이 제시된다. 상기 토너는 라텍스, 착색제 및 이형제를 포함하며, 저장 탄성률(G')와 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는다.

Description

정전화상 현상용 토너 및 그의 제조방법{Toner for developing electrostatic image.and process for preparing same}
정전화상 현상용 토너 및 그의 제조방법이 개시된다.
정전화상 현상용 토너의 제조방법에는 분쇄법과 중합법이 있다. 분쇄법에서는 합성 수지와 안료, 필요에 따라 그 외의 첨가제를 용융 혼합한 후 분쇄하고, 이어서 원하는 입경의 입자가 얻어지도록 분급하여 토너를 얻고 있다. 중합법에서는 중합성 단량체에, 안료, 중합 개시제, 필요에 따라 가교제, 대전방지제 등의 각종 첨가제를 균일하게 용해 내지 분산시킨 중합성 단량체 조성물을 제조하고, 이어서 분산 안정제를 함유하는 수계 분산 매질 중에 교반기를 이용하여 분산하여 중합성 단량체 조성물의 미세한 액적 입자를 형성시키고, 이어서 승온시키고 현탁중합하여 원하는 입경을 갖는 착색 중합체 입자인 중합 토너를 얻고 있다.
전자 사진법이나 정전 기록법에서 요구되는 토너의 특성으로 요구되는 작은 입경 및 좁은 입도분포에 의한 화질 및 해상도의 증가, 및 토너 구조 제어에 따른 저온정착, 고광택(high gloss) 및 보관성 등이 있다.
전자 사진 복사기 등의 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상에는 정밀하고 미세함의 향상이 요구되고 있다. 종래, 화상 형성 장치에 이용되는 토너로는 분쇄법에 의해 얻어진 토너가 주류였다. 분쇄법에 의하면 입경 분포가 넓은 착색 입자가 형성되기 쉬우므로, 만족할 수 있는 현상 특성을 얻기 위해서는 분쇄품을 분급하여 어느 정도 좁은 입경 분포로 조정할 필요가 있다. 그러나 통상의 분쇄법은 토너의 입도 조절 및 구조의 정밀 제어가 제한적이며 각 주요 특성의 설계 자유도가 낮은 편이다.
최근에 입경 제어가 용이하고, 분급 등의 번잡한 제조 공정을 거칠 필요가 없는 중합 토너가 주목 받게 되었다. 이와 같은 중합법에 의하여 토너를 제조하면, 분쇄나 분급을 실시하지 않고, 원하는 입경과 입경 분포를 갖는 중합 토너를 얻을 수 있다. 이러한 중합법 중 MgCl2, NaCl 등의 금속염을 응집제로 사용하여 토너를 제조하는 방법이 사용되기도 한다.
우수한 인쇄 성능 및 화질을 확보하기 위해서는 입경과 입경 분포의 제어 이외에도 토너의 정착성 및 내구성 등의 기능적인 물성 확보가 선행되어야 하고, 이를 동시에 만족시키기 위해서는 유변 특성이 최적화되어야 한다.
본 발명의 일 구현예에 따라,
라텍스, 착색제 및 이형제를 포함하는 정전화상 현상용 토너로서, 저장 탄성률(G')와 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도(crossover temperature)가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw 및 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는 정전화상 현상용 토너가 제공된다.
본 발명의 다른 구현예에 따라, 라텍스 분산액, 안료 분산액 및 이형제 분산액을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 상기 혼합액에 응집제를 첨가하여 1차 응집 토너를 형성하는 단계; 및 상기 라텍스 입자의 유리 전이온도 이상으로 가열하여 합일함으로써 2차 응집 토너를 형성하는 단계를 포함하는 정전화상 현상용 토너의 제조 방법으로서, 상기 토너는 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 구현예에 따라, 캐리어: 및 상술한 정전화상 현상용 토너를 포함하는 정전화상 현상제가 제공된다.
본 발명의 다른 구현예에 따라, 상담지체 상에 정전잠상을 형성하는 단계; 상술한 토너를 함유하는 현상제로 상기 상담지체 상에 정전잠상을 현상하여 토너 화상을 형성하는 단계; 상기 토너 화상을 시트 상에 전사하는 단계; 및 전사된 화 상을 열 정착하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 구현예에 따라, 상술한 정전화상 현상용 토너를 함유하는 현상제가 저장되는 토너 탱크; 상기 토너 탱크의 내측으로 돌출되며, 저장된 토너를 외부로 공급하는 공급부; 및 상기 토너 탱크의 내부에 회전할 수 있도록 설치되며, 상기 공급부의 상부를 포함하는 상기 토너 탱크의 내부 전 공간에 있는 토너를 교반할 수 있는 토너 교반부재를 포함하는 토너 공급 수단이 제공된다.
본 발명의 다른 구현예에 따라 상담지체; 상기 상담지체의 표면에 정전잠상을 형성하는 화상형성 수단; 상술한 토너를 함유하는 현상제를 수용하는 수단; 상기 상담지체의 표면에서 정전잠상을 토너 화상으로 현상하기 위해 상기 토너를 상담지체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및 상기 토너 화상을 상담지체 표면에서 전사재에 전사하는 현상제 전사 수단;을 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 화질이 우수하고 내구성이 높은 정전화상 현상용 토너를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 토너에 관하여 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 토너는 라텍스, 착색제 및 이형제를 포함하는 정전화상 현상용 토너로서, 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는다.
상기 토너는. 65,000 이상의 중량 평균 분자량을 가짐으로써, 내구성이 증가 하며 고온 보존성에서 크랙킹이 억제될 수 있다. 한편. 상기 토너는, 75,000 이하의 중량 평균 분자량을 가짐으로써, 우수한 정착성을 유지할 수 있다. 또한 상기 토너는 z-평균 분자량 Mz 역시 내구성 및 정착성 측면에서 110,000 내지 약 220,000의 범위를 갖는 것이 바람직하다
본 발명의 일 구현예에 따른 토너는 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이다.
일반적으로 토너의 분자량, 유리 전이 온도 Tg 등은 바인더 수지의 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 변화 거동에 영향을 갖는다. 예를 들면, 중량 평균 분자량이 크고 Tg가 높은 경우, 수지는 강직해지며 저장 탄성률이 증대한다. 역으로 Mw가 작고 Tg가 낮은 경우에는 손실 탄성률이 증가한다. 그러나 바인더 수지로 사용되는 고분자 재료들은 상술한 Mw 및 Tg 특성을 모두 갖고 있기 때문에 어느 하나의 요인에 의하여 기술하는 것은 어렵다. 대신 0℃ 이상에서의 최저 교차온도, 즉 0℃ 이상의 온도 범위에서 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")이 동일한 온도에 의해 이러한 특성들을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 토너는 상기 온도가 65℃ 이상인 범위에서 바인더 수지의 응집력이 우수하여, 정착된 화상의 강직성 및 오프셋 특성이 우수하게 유지될 수 있다. 상기 교차 온도가 80℃ 이하인 경우 바인더 수지의 점성적 특성이 우수하여 화상의 절곡 내성 및 광택성이 우수하게 유지된다.
상기 토너는 라텍스와 안료 및 이형제 등을 미립자 형태로 제조한 뒤 응집 단계을 통하여 구조 제어를 실현할 수 있는 중합법에 의하여 제조될 수 있다. 응집 제로서, 예를 들면, MgCl2, NaCl 등의 금속염을 사용하여 일정 정도 재현성있게 토너의 입경 및 입도 분포를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 토너는 강력한 응집력을 갖고 인체 및 환경에 무해한 Si 및 Fe을 포함하는 금속염을 사용하는 경우 최적화될 수 있다. 상기 전자사진용 토너는 Si 및 Fe을 포함하는 금속염을 토너 제조공정에서 응집제로 사용함으로 인해 3 내지 1,000ppm의 농도를 갖는 Si 및 Fe을 각각 포함하게 된다. 상기 Si 및 Fe의 농도가 3ppm 이상의 범위에서 충분한 응집 효과를 얻을 수 있으며, 30,000ppm 이하의 범위에서 토너의 대전성이 우수하게 유지될 수 있다.
상기 Si 및 Fe 성분의 몰비(Si/Fe)는 0.1 내지 5일 수 있으며, 예를 들면 0.15 내지 3일 수 있다. 상기 몰비가 0.1 이상의 범위에서 응집력이 우수하며, 몰비가 5 이하의 범위에서 토너의 대전성이 우수하게 유지될 수 있다.
상기와 같은 Si 및 Fe 함유 금속염을 제조공정에서 응집제로서 사용함으로써, 소입경화가 가능해지며 소입경 범위에서도 형태가 구형에 치우치지 않고 균일하게 제어될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 정전화상 현상용 토너는 평균입도가 3 내지 8㎛이며, 평균 원형도는 0.940 내지 0.980의 범위를 갖게 되며, 상기 토너는 GSDv 및 GSDp 값은, 각각, 약 1.25 이하 및 1.30 이하로 입자분포가 협소하게 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 라텍스 입자, 안료 분산액 및 이형제 분산 액을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 상기 혼합액에 응집제를 첨가하여 1차 응집 토너를 제조하는 단계; 및 상기 라텍스 입자의 유리 전이온도 이상으로 가열하여 융합, 합일하는 단계를 포함하는 정전화상 현상용 토너의 제조 방법으로서, 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 토너는 내구성이 높은 라텍스를 사용하고 응집/합일 공정의 제어를 통해 이형제로서 사용되는 왁스의 분포 구조를 제어 함으로써 내구성 및 대전 특성의 안정화를 이룰 수 있다. 고내구성 수지는 넓은 장착 영역을 확보하는 동시에 프린터 현상 시스템 내에서 높은 스트레스 및 열을 견딜 수 있다.
상기 라텍스 입자는 폴리에스테르를 단독으로 사용하거나, 하나 이상의 중합성 단량체를 중합하여 제조되는 중합체를 사용할 수 있으며, 또는 이들의 혼합물(하이브리드 타입)을 사용할 수 있다. 상기 중합체를 사용하는 경우, 중합 과정에서 이형제와 함께 중합하거나 별도로 이형제를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 중합 공정은 유화 중합 분산으로서 1㎛ 이하, 예를 들면 100 내지 300nm의 크기를 갖는 1차 라텍스를 제조하게 된다.
여기서 사용되는 중합성 단량체는, 예를 들면, 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌의 스티렌계 단량체; 아크릴산, 메타크릴산; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드의 (메타)아크릴산의 유도체; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌의 에틸렌성 불포화 모노올레핀; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐의 할로겐화비닐; 아세트산비닐, 프로피온산비닐의 비닐에스테르; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르의 비닐에테르; 비닐메틸케톤, 메틸이소프로페닐케톤의 비닐케톤; 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘 및 N-비닐피롤리돈의 질소 함유 비닐 화합물 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 라텍스 입자는 대전제어제를 더 포함할 수 있다. 상기 대전제어제로서 부대전성 대전 제어제 및 정대전성 대전 제어제를 모두 사용할 수 있다. 상기 부대전성 대전 제어제로는 크롬 함유 아조 착제(azo dyes) 또는 모노아조 금속 착체와 같은 유기 금속 착체 또는 킬레이트 화합물; 크롬, 철, 아연과 같은 금속 함유 살리실산 화합물; 및 방향족 히드록시카르복실산과 방향족 디카르복실산의 유기 금속 착체가 사용될 수 있으며, 공지의 것이면 특별히 제한되지는 않는다. 또한 정대전성 대전 제어제로서는 니그로신과 그의 지방산 금속염 등으로 개질된 생성물, 트리부틸벤질암모늄 1-히드록시-4-나프토술포네이트 및 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트 등의 4급 암모늄염을 포함하는 오늄염 등을 단독으로, 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이와 같은 대전제어제는 토너를 정전기력에 의해 현상롤러 위에 안정되게 지지하므로, 상기와 같은 대전제어제를 사용함으로써 안정적이고 빠른 대전 속도가 가능해진다.
상기와 같이 얻어진 라텍스 입자는 안료 분산액 및 이형제 분산액과 혼합하여 혼합액을 제조하게 된다. 상기 안료 분산액은 블랙, 시안, 마젠타, 옐로우 등의 안료와 유화제를 포함하는 조성물을 초음파 분산기 또는 마이크로 플루다이저(Micro fludizer) 등을 사용하여 균질하게 분산시켜 얻어진다.
상기 안료 분산액에 사용되는 안료 중 검은색은 카본 블랙 또는 아닐린블랙을 이용하고, 칼라는 옐로우, 마젠타 및 시안 안료 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함한다.
상기 옐로우 안료는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 아트라킨 화합물, 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, 168, 180 등이 사용될 수 있다.
상기 마젠타 안료는 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, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 또는 254 등이 사용될 수 있다.
상기 시안 안료는 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 안료는 단독 또는 2 종 이상의 혼합물로 혼합하여 사용될 수 있으며, 색상, 채도, 명도, 내후성, 토너 중의 분산성 등을 고려하여 선택된다.
상기한 바와 같은 안료의 함량은 토너를 착색하기에 충분한 양이면 무방하나, 예를 들면, 중합성 단량체 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 20 중량부일 수 있다.
상기 안료 분산액에 사용되는 유화제로서는 당업계에 알려져 있는 유화제를 사용할 수 있으며, 음이온성 반응성 유화제나 비이온성 반응성 유화제 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 음이온성 반응성 유화제로서는 HS-10(Dai-ich kogyo사 제조), Dawfax 2-A1(로디아사 제조) 등을 예로 들 수 있으며, 비이온성 반응성 유화제로서는 RN-10 (Dai-ichi kogyo사 제조)등을 예로 들 수 있다.
상기 토너의 제조 공정에서 사용되는 이형제 분산액은 이형제, 물, 유화제 등을 포함한다.
상기 이형제는 최종 화상 수용체 상에 저정착 온도에서 정착되고, 우수한 최종 화상 내구성 및 내마모 특성을 나타내는 토너를 제공하는 역할을 한다. 일반적으로 무오일의 정착 토너의. 경우, 토너의 광택을 향상시키기 위해서는 토너 용융 시 점도를 낮추고, 용지와의 박리성을 확보나 고온 오프셋(hot-offset) 현상을 억제하기 위해서는 점도를 높이는 것이 바람직하다. 이처럼 용지 박리성 및 고온 오프셋을 억제하면서 토너의 고광택화를 양립시키기 위해서는 토너의 점성을 최적화하여야 한다. 이는 토너의 가교도 제어 및 저융점/저점도 왁스 등과 같은 이형제의 사용으로 극복할 수 있으나, 고광택화를 위한 저융점/저점도 왁스 사용하는 경우, 응집 후 왁스 융점 이상에서 합일 단계 중 토너 내부 왁스 분산 구조가 유동적이 되며 이는 결국 토너 표면에 왁스가 드러나게 된다. 이는 토너의 대전특성 악화와 열보관성, 유동성 등의 문제로 나타나게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 왁스의 토너 수지와의 상용성을 조절하여 토너의 점성을 최적화하고, 이로 인해 화상의 고광택화와 넓은 정착영역도 확보할 수 있게 된다.
상기 이형제로서 사용되는 왁스의 예들은 이에 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 실리콘 왁스, 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 카르바우나 왁스, 메탈로센(metallocene) 왁스를 포함한다. 바람직하게는 상기 왁스는 융점은 약 50 내지 약 150℃이다. 이형제는 토너 수자와의 상용성 및 점탄성 조절을 위해 수지와의 사용성이 높은 에스테르계 왁스와 상대적으로 상용성이 낮은 파라핀계 왁스를 적정 비율로 조정하여 혼합하여 사용하거나, 에스테르기를 함유하는 파라핀계 왁스일 수도 있다. 이형제의 함량은 중합성 단량체 100 중량부를 기준으로 1 내지 20 중량부를 사용할 수 있다.
상기 이형제 분산액에 사용되는 유화제로서는 안료 분산액에서 사용되는 유화제와 마찬가지로 당업계에 알려져 있는 유화제를 사용할 수 있으며, 음이온성 반응성 유화제나 비이온성 반응성 유화제 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 음이온성 반응성 유화제로서는 HS-10(Dai-ich kogyo사 제조), Dawfax 2-A1(로디아사 제조) 등을 예로 들 수 있으며, 비이온성 반응성 유화제로서는 RN-10 (Dai-ichi kogyo사 제조)등을 예로 들 수 있다.
예를 들면 상기 이형제 분산액은, 하기 표 1과 같은 조성을 사용될 수 있다.
이형제 P280(ref) P419 P420 P421
파라핀 왁스 25-35% 20-30% 25-35% 25-35%
합성에스테르 왁스 5-10% 10-20%
大		 5-10%
中		 1-10%
小
점도
(mPa*s/25C)		 10 18 13 13
융점(DSC) 85 ℃ 88 ℃ 89 ℃ 89 ℃
상술한 바와 같이 얻어진 라텍스 입자 및 안료 분산액 및 이형제 분산액을 혼합한 후, 상기 혼합액에 응집제를 첨가하여 응집 토너를 제조하게 된다. 보다 구체적으로는 상기 라텍스 입자, 안료 분산액 및 이형제 분산액을 균질화기(homogenizer) 등으로 혼합한 후, 응집제를 첨가하여 25 내지 60℃, 더 구체적으로는 35 내지 50℃의 온도 범위에서 응집하여 1차 응집 토너를 제조한 후, 85 내지 100℃ (Tg 보다 약 30 내지 50℃ 높은 온도)에서 합일하여 2차 응집 토너 제조한다. 경우에 따라서는 2차 응집시 쉘용 라텍스(2차 라텍스 또는 3차 라텍스)를 추가 투입하여 응집된 토너 표면을 한번 더 씌울 수도 있다. 이때 산가는 상기 혼합액에 첨가된 최초의 라텍스를 최초 라텍스라 할 때 이형제<최초 라텍스<2차 라텍스이며 최초 라텍스와 2차 라텍스의 산가는 5 내지 10 보다 크지 않다.
상기 제조 방법에서 응집제로서, 예를 들면, Fe 및 Si 함유 금속염을 첨가함으로써 증가된 이온 강도(ionic strength)와 입자간의 충돌 등에 의해 1차 응집 토너의 크기가 증가하게 된다. 상기 Fe 및 Si 함유 금속염은 폴리실리카철(Poly Silica Iron)일 수 있으, 예를 들면 제품명 PSI-025, PSI-050, PSI-075, PSI-100, PSI-200, PSI-300 (주식회사 수도기공) 등을 사용할 수 있다. 이들의 물성 및 조성을 하기 표 2에 기재하였다. 상기 응집제들은 낮은 온도에서 적은 양을 사용해도 강한 응집력을 나타내며 응집이 잘 되지않는 로다민 계열의 안료도 사용가능하고, 특히 철과 실리카를 주 성분으로 사용하기 때문에 기존의 알루미늄 고분자 응집제의 문제점인 잔존 알루미늄의 환경과 인체에 끼치는 영향을 배제할 수 있다.
종류 PSI-025 PSI-050 PSI-075
Silica/Fe 몰비(Si/Fe) 0.25 0.5 0.85
농도
 Fe(wt%) 5.0 3.5 2.5
SiO2(wt%) 1.4 1.9 2.0
pH(1w/v%) 2-3
비중(20°C) 1.14 1.13 1.09
점도(mPa.S) 2.0 이상
평균분자량(Dalton) 500,000
외관 외관상 황갈색 투명 액체
종류 PSI-100 PSI-200 PSI-300
Silica/Fe 몰비(Si/Fe) 1 2 3
농도
 Fe(wt%) 2.0 1.0 0.8
SiO2(wt%) 2.2 2.2 2.2
pH(1w/v%) 2-3
비중(20°C) 1.08 1.06 1.04
점도(mPa.S) 2.0 이상
평균분자량(Dalton) 500,000
외관 외관상 황갈색 투명 액체
상기 2차 라텍스는 상술한 바와 같은 하나 이상의 중합성 단량체를 중합하여 얻어질 수 있으며, 이와 같은 중합은 유화 중합 분산으로서 약 1㎛ 이하, 바람직하게는 약 100 내지 약 300nm의 크기를 갖는 라텍스를 제조하게 된다. 이와 같은 2차 라텍스도 이형제를 포함할 수 있으며, 상기 이형제는 중합과정에서 상기 2차 라텍스에 포함될 수 있다.
한편, 상기 2차 응집 토너 상에 추가적으로 상술한 바와 같은 하나 이상의 중합성 단량체를 중합하여 얻어지는 3차 라텍스를 피복할 수 있다.
이와 같이 2차 라텍스 또는 3차 라텍스로 쉘층을 형성함으로써 토너의 내구성을 높이며, 적재(Shipping) 및 취급(Handling) 상에서 토너의 보관성 문제를 해결하는 것이 가능해진다. 이때 새로운 라텍스 입자가 생성되지 않도록 중합방지제를 추가로 첨가하기도 하고, 또한 단량체 혼합액이 토너에 코팅이 잘되도록 스타브드-피딩 (starved-feeding) 조건으로 반응을 진행하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 얻어진 2차 응집 토너 혹은 3차 응집 토너를 여과하여 토너 입자를 분리하고 건조시키는 공정을 거치게 된다. 건조된 토너에는 외첨제를 사용하여 외첨처리하며, 대전 전하량 등을 조절하여 최종적인 건식 토너를 얻게 된다.
상기 외첨제로는 실리카, TiO2 등을 사용하고, 그 함량은 예를 들면 무외첨 토너 100 중량부를 기준으로 약 1.5 내지 약 4 중량부, 약 2 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 외첨제의 함량이 1.5 중량부 미만인 경우 토너간의 응집력에 따른 서로 들어붙는 현상인 케이킹(Caking)이 발생하고 대전량이 불안정하고, 4 중량부 초과인 경우 과량의 외첨 성분이 롤러를 오염시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 현상제는 상술한 토너를 함유하는 것 외에는 특별한 제한은 없고, 목적하는 바에 따라 적당한 성분을 취할 수 있다. 상기 현상제는 적어도 토너를 함유하고 있고, 상술한 토너를 단독으로 사용하면 1성분계 현상제로 되며, 또한 캐리어와 조합하여 사용하면 2성분계의 현상제가 된다. 근래, 장치의 간편성이나 비용적인 관점으로부터 비자성 1성분계 현상제를 이용한 현상 방식이 선호되고 있다.
2성분 현상 방식에서의 캐리어로는 예를 들면, 니켈, 코발트, 산화 철, 페라이트, 철, 글라스 비드 등을 사용할 수 있다. 이들 캐리어는 단독으로 또는 2종 이상 조합해 사용해도 된다. 캐리어로는 그 평균 입자 지름이 20~150㎛인 것이 바람직하다. 또, 캐리어의 표면은 불소계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등의 피복제로 피복되어 있어도 된다. 또, 캐리어는 자성체를 바인더 수지 중에 분산한 것도 좋다. 토너와 캐리어의 혼합비로는 특히 제한은 없고, 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 상담지체 상에 정전잠상을 형성하는 단계; 상기 정전잠상을 상술한 토너를 포함하는 현상제로 현상하여 토너 화상을 형성하는 단계; 상기 토너 화상을 시트 상에 전사하는 단계; 및 전사된 화상을 열 정착하는 단계을 갖는 화상 형성 방법포함하는 정전화상 형성 방법이 제공된다.
먼저, 대전 단계가 수행될 수 있다. 대전 단계에서, 상담지체는 통상적으로 코로나 또는 대전 롤러에 의해 음 또는 양 중의 하나인, 원하는 극성의 전하로 덮인다.
그런 다음, 노광에 의한 정전잠상 형성 단계가 수행된다. 노광시, 광학 시스템, 통상적으로 레이저 스캐너 또는 다이오드 배열에 의해 최종 화상 수용체 상에 형성되는 목적 화상에 대응하는 화상 방식(imagewise manner)으로 상담지체의 대전 표면을 선택적으로 방전시킴으로써 잠상이 형성된다. 노광에 있어서, "광"으로 언급할 수 있는 전자기 조사는, 예를 들어 적외선 조사, 가시광선, 및 자외선 조사를 포함할 수 있다.
토너 화상 형성 단계에서, 적합한 극성의 토너를 포함하는 현상제 입자들은 일반적으로 상담지체 상의 잠상과 접촉하는데, 토너 극성에 동일한 포텐셜 극성을 갖는, 통상적으로 전기적으로 편향된 현상기(developer electrically-biased)를 사용한다. 토너 입자들은 상담지체로 이동하고 정전기력에 의해 잠상에 선택적으로 부착되어 정전잠상을 현상시킴으로써, 상담지체 상에 토너 화상을 형성한다.
전사 단계에서, 토너 화상은 상담지체로부터 목적으로 하는 최종 화상 수용체에 전사되는데, 때때로 중간체 전사 요소가 토너 화상의 후속의 전사와 함께 상담지체로부터 최종 화상 수용체로의 토너 화상의 전사에 영향을 주기 위하여 이용된다.
정착 단계에서, 최종 화상 수용체 상의 토너 화상은 가열되어 토너 입자들이 연화 또는 용융됨으로써, 토너 화상을 최종 수용체에 정착하게 한다. 다른 하나의 정착 방법은 열을 가하거나 또는 가하지 않는 고압하에서 최종 수용체에 토너를 고정시키는 것을 포함한다.
그런 다음 클리닝 단계에서 상담지체 상에 남아 있는 잔류 토너가 제거된다. 마지막으로, 제전 단계에서 상담지체의 전하가 특정 파장 밴드의 광에 노광되어 실질적으로 균일하게 낮은 값으로 감소됨으로써, 본래 잠상의 잔류물이 제거되고 다음의 화상 형성 사이클을 위하여 상담지체가 준비된다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 토너를 함유하는 현상제가 저장되는 토너 탱크; 상기 토너 탱크의 내측으로 돌출되며, 저장된 토너를 외부로 공급하는 공급부; 및 상기 토너 탱크의 내부에 회전할 수 있도록 설치되며, 상기 공급부의 상부를 포함하는 상기 토너 탱크의 내부 전 공간에 있는 토너를 교반할 수 있는 토너 교반부재;를 포함하는 토너 공급 수단을 제공하며, 상기 토너는 라텍스, 착색제 및 이형제를 포함하는 정전화상 현상용 토너로서, 3 내지 1,000ppm의 Si 및 Fe를 포함하며, 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토너 공급 수단을 도시한 것으로서, 이하 설명한다.
토너 공급 수단(100)은 토너 탱크(101), 공급부(103), 토너 이송부재(105), 토너 교반부재(110)를 포함한다.
토너 탱크(101)는 일정량의 토너를 저장하는 것으로서, 대략 중공의 원통형으로 형성된다.
공급부(103)는 토너 탱크(101)의 내측 하부에 설치되며, 토너 탱크(101)에 저장된 토너를 외부로 배출한다. 즉, 공급부(103)는 토너 탱크(101)의 저면에서 내측으로 반원 단면을 갖는 기둥형상으로 돌출된다. 공급부(103)의 외주면에는 토너가 배출되는 토너배출구(미도시)가 형성되어 있다.
토너 이송부재(105)는 토너 탱크(101)의 내측 하부에, 공급부(103)의 일측에 설치된다. 토너 이송부재(105)는 코일 스프링 형상으로 성형되며, 그 일단이 공급부(103)의 내측까지 연장되어 있기 때문에, 토너 이송부재(105)가 회전하면 토너 탱크(101)의 토너가 공급부(103)의 내측으로 이송된다. 토너 이송부재(105)에 의해 이송된 토너는 토너배출구를 통해 외부로 배출된다.
토너 교반부재(110)는 토너 탱크(101)의 내측에 회전할 수 있도록 설치되며, 토너 탱크(101)에 저장된 토너가 아래쪽으로 이동되도록 한다. 즉, 토너 교반부재(110)가 토너 탱크(101)의 중앙에서 회전하면 토너 탱크(101)에 저장된 토너가 교반되어 토너가 굳지 않게 된다. 그러면, 토너는 자중에 의해 아래쪽으로 이동하게 된다. 이러한 토너 교반부재(110)는 회전축(112)과 토너 교반필름(120)을 포함한다. 회전축(112)은 토너 탱크(101)의 중앙에서 회전할 수 있도록 설치되며, 토너 탱크(101)의 일측으로 돌출된 일단에는 구동기어(미도시)가 동축 상에 설치되어 있다. 따라서, 구동기어가 회전하면 회전축(112)이 일체로 회전하게 된다. 또한, 회전축(112)에는 토너 교반필름(120)의 설치가 용이하도록 날개판(114)을 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 날개판(114)은 회전축(112)을 중심으로 대략 대칭을 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 토너 교반필름(120)은 토너 탱크(101)의 내부 길이에 대응되는 폭을 가지며, 토너 탱크(101)의 내측의 돌출물, 즉 공급부(103)를 따라 변형될 수 있는 탄성을 갖는다.
토너 교반필름(120)은 토너 교반필름(120)의 끝단에서 회전축(112) 쪽으로 일정 길이 절단하여 제1 교반부(121)와 제2 교반부(122)로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 상담지체; 상기 상담지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 화상형성 수단; 토너를 함유하는 현상제를 수용하는 수단; 상기 상담지체의 표면에서 정전 잠상을 토너상으로 현상하기 위해 상기 토너를 상담지체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및 상기 토너상을 상담지체 표면에서 전사재에 전사하는 토너 전사 수단을 포함하는 화상 형성 장치를 제공하며, 상기 토너는 라텍스, 착색제 및 이형제를 포함하는 정전화상 현상용 토너로서, 3 내지 1,000ppm의 Si 및 Fe를 포함하며, 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 토너를 함유하는 형상제를 수용한 비접촉 현상방식의 화상 형성 장치의 일 구현예를 도시한 것으로서 하기에 작동 원리를 설명한다.
현상장치(204)의 비자성 1 성분 현상제는 폴리우레탄 폼, 스폰지 등의 탄성부재로 구성된 공급롤러(206)에 의해 현상제(208)를 현상롤러(205)상으로 공급된다. 상기 현상롤러(205) 상으로 공급된 현상제(208)은 현상롤러(205)의 회전에 따라 현상제 규제블레이드(207)과 현상롤러(205)의 접촉부에 도달한다. 상기 현상제 규제블레이드(207)은 금속, 고무 등의 탄성부재로 구성되어 있다. 현상제 규제블레이드(207)과 현상롤러(205)의 접촉부 사이를 현상제가 통과시 현상제(208)의 층이 일정한 층으로 규제되어 박층이 형성되고 현상제를 충분히 대전시킨다. 박층화된 현상제(208)는 현상롤러(205)에 의하여 상담지체인 상담지체(201)의 정전잠상에 현상제(208)가 현상되는 현상영역으로 이송되게 된다. 이때, 상기 정전잠상은 상기 상담지체(201)에 광(203)을 주사함으로써 형성된다.
현상롤러(205)는 상담지체(201)와 일정한 간격을 두고 접촉하지 않고 서로 마주보고 위치하고 있다. 현상롤러(205)는 시계회전 반대방향으로 회전하고 상담지체(201)는 시계회전방향으로 회전한다.
상기 상담지체(201)의 현상영역으로 이송된 현상제(208)는 현상롤러(205)에 인가된 DC 중첩된 AC 전압과, 대전수단(202)에 의해 대전된 상담지체(201)의 잠상전위와의 전위차에 의해 발생된 전기력에 의해 상기 상담지체(201)에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너 화상을 형성한다.
상담지체(201)에 현상된 현상제(208)는 상담지체(201)의 회전방향에 따라 전사수단(209)의 위치에 도달한다. 상담지체(201)에 현상된 현상제는 코로나 방전 또는 롤러형태로 현상제 (208)에 대한 역극성 고전압이 인가된 전사수단(209)에 의하여 인쇄용지(213)가 통과하면서 인쇄용지로 현상제가 전사되어 화상이 형성된다.
인쇄용지에 전사된 화상은 고온, 고압의 정착기(미도시)를 통과하면서 인쇄용지에 현상제가 융착되어 화상이 정착된다. 한편 현상롤러(205) 상의 미현상된 잔류 현상제(208')는 상기 현상롤러(205)와 접촉되어 있는 공급롤러(206)에 의해 회수되고, 상담지체(201) 상의 미현상된 잔류 현상제(208')는 클리닝 블레이드(210)에 의해 회수된다. 상기의 과정이 반복된다.
이하 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
< 라텍스의 합성　>
3L 비커에 단량체 혼합액 (스티렌 970g, n-부틸 아크릴레이트 192g, ㅠ-카르복실에틸아크릴레이트(Sipomer, Phodia) 26g, 가교제로서 A-데칸디올 디아크릴레이트 4.2g 및 연쇄이동제인 (CTA) 1-도데칸티올 18.8g을 넣고, 유화제로서 소듐 도데실 술페이트(Aldrich) 수용액 (물 대비 2%) 500g을 첨가하고 교반하여 단량체 유화액을 제조하였다.
75도로 가열된 3L 이중 자켓 반응기에 개시제 18g 및 유화제 소듐 도데실 술페이트 수용액 (물대비 0.13%) 1160g을 넣고 교반하면서, 상기 제조된 단량체 유화액을 2시간 이상에 걸쳐 서서히 적하였다. 8시간 동안 반응한 후, 제조된 라텍스의 입자의 크기는 광산란(Light scattering) 방식 (Horiba 910)으로 측정하였으며 150-200 nm 였다. 제조된 라텍스의 분자량은 66,000 이었다.
<안료 분산액의 제조>
음이온성 반응성 유화제(HS-10; DAI-ICH KOGYO) 및 비이온성 반응성 유화제 (RN-10;DAI-ICH KOGYO)를 아래의 표와 같은 비율로 총 10g을 취하여 안료(Black,Cyan, Magenta, Yellow) 60g과 함께 밀링 배스(Milling bath)에 넣고 0.8~1mm 직경의 글래스 비드 400g을 투입하여 상온에서 밀링하여 분산액을 제조하였다. 분산기는 초음파 분산기 또는 마이크로 플루다이저(Micro fluidizer)를 사용하였다.
색 안료 HS-10 : RN-10 (ratio) 입자 크기
블랙 Mogul-L 100 : 0 130nm
80 : 20 120nm
0 : 100 100nm
옐로우 PY-74 100 : 0 350nm
50 : 50 290nm
0 : 100 280nm
마젠타 PR-122 100 : 0 320nm
50 : 50 300nm
0 : 100 290nm
시안 PB 15:3 100 : 0 130nm
80 : 20 120nm
80 : 30 120nm
<응집 및 토너의 제조>
1L 반응기에 탈이온수 500g, 코어용 상기 1차 라텍스 150g, 시안 안료 분산액 (HS-10 100%) 35g 및 이형제 분산액 P-280(중경유지) 28g을 넣은 혼합액에 15g의 질산(0.3mol) 및 응집제로 PSI-025(주식회사 수도기공) 15g 혼합액을 넣고, 균질화기(Homogenizer)를 이용하여 11,000rpm에서 6분간 교반하여 부피 평균 입경이 1.5 내지 2.5㎛의 1차 응집 토너를 얻었다. 1L용 이중 자켓 반응기에 혼합액을 넣고 상온에서 분당 0.5℃로 50℃(라텍스의 Tg-5도)까지 승온하였다. 상기 1차 응집 토너의 부피 평균 입경(D50)이 약 5.8 크기에 도달하면 폴리스티렌계 중합성 단량체를 중합하여 얻어진 2차 라텍스를 추가로 50g 가하고, 부피 평균 입경(D50)이 6.0㎛이 되면 NaOH(1mol)를 첨가하여 pH를 7로 조절하였다. 10분간 부피 평균 입경의 값이 일정하게 유지되면, 96℃까지 승온(0.5℃/min)하였다. 96℃ 도달 후 질산(0.3mol)을 첨가하여 pH를 6.6로 맞춘 후, 3-5 시간 합일하면 부피 평균 입경이 5 내지 6㎛의 포테이토 형상의 2차 응집 토너를 얻었다. 이어서 응집 반응액을 Tg 아래로 식힌 다음 여과과정을 거쳐 토너입자를 분리하고 건조시켰다.
건조된 토너입자 100중량부에 NX-90 0.5 중량부 (Nippon Aerosil), RX-200 1.0 중량부 (Nippon Aerosil), SW-100 0.5 중량부 (Titan Kogyo)를 첨가하여 믹서(KM-LS2K, 대화테크)에서 8,000rpm, 4 분간 교반하여 외첨하였다. 이에 부피 평균 입경((D50)이 5.9㎛ 인 토너를 얻었다.
실시예 2
분자량(Mw)이 70K 인 라텍스를 사용하여 Mw 분자량이 74K 인 토너를 얻었다.
실시예 3
분자량(Mw)이 65K인 라텍스를 사용하여 Mw 분자량이 68K 인 토너를 얻었다.
실시예 4
분자량(Mw)이 68K인 라텍스를 사용하여 Mw 분자량이 71K 인 토너를 얻었다.
비교예 1
분자량이 48K인 라텍스를 사용하여 토너 Mw 분자량이 51K인 토너를 제조하였다.
비교예 2
분자량이 81K인 라텍스를 사용하여 토너 Mw 분자량이 85K인 토너를 제조하였다.
토너의 평가 방법
<유동성 평가>
유동성 측정은 진동수를 고정하고 온도를 상승하며 측정하는 온도 주사(Temperature sweep) 방법과 온도를 고정하고 진동수를 변화하며 측정하는 진동수 주사(Frequency sweep) 방법으로 측정하였으며 측정조건은 아래와 같다.
-온도 주사: sweep: 장비 TA ARES, 승온속도 2℃/min, 40~180℃, 진동수 6.28rad/s,
-진동수 주사: 장비 TA ARES, 측정온도 140℃, Frequency 0.1 ~ 100 rad/s
<중량 평균 분자량 및 z-평균 분자량 측정>
중량 평균 분자량 Mw 및 z-평균 분자량 Mz는 겔투과 크로마토그래피(Waters 2414)로 측정하였다.
<정착 특성 평가>
장비: Belt-type 정착기 (제조사: 삼성전자, 제품명: 컬러레이저 660 모델의 정착기)
-테스트용 미정착 화상: 100% pattern
-테스트 온도: 100 ~ 200℃ (10℃ 간격)
-정착 속도: 160mm/sec
-정착 시간: 0.08sec
상기 조건으로 실험 진행 후, 정착된 화상의 정착성을 다음과 같이 평가하였다.
정착화상의 OD를 측정한 후, 화상 부위에 3M 810 테이프를 붙이고 500g 추를 이용하여 5회 왕복 이동한 후 테이프를 제거한다. 　테이프 제거 후의 OD를 측정한다.
정착성(%) = (OD_테이프 필링(Peeling) 후/OD_테이프 필링 전) x 100
정착성 90% 이상인 정착온도 영역을 토너의 정착영역으로 간주한다.
MFT: Minimum Fusing Temperature [저온 오프셋(Cold-offset) 없이 정착성 90% 이상이 되는 최저 온도]
HOT: HOT Offset Temperature [고온 오프셋(Hot-offset) 발생하는 최저 온도]
<광택도(Gloss) 평가>
광택도 측정기인 글로스미터(Glossmeter) (제조사: BYK Gardner, 제품명: micro-TRI-gloss)를 이용하여 상기 정착기 사용 온도인 160℃에서 측정한다.
측정 각도: 60o
측정 패턴: 100% 패턴
<고온 보존성 평가>
토너 100g을 외첨한 후, 현상기(제조사: 삼성전자, 제품명: 컬러레이저 660 모델의 현상기)에 투입하여 포장상태로 항온 항습 오븐에서 다음과 같이 보관한다.
23℃, 55% RH(Relative Humidity) 2시간
=> 40℃, 90% RH 48시간
=> 50℃, 80% RH 48 시간
=> 40℃, 90% RH 48 시간
=> 23℃, 55% RH 6 시간
상기 조건 보관 후, 현상기 내 토너의 케이킹(Caking) 여부를 육안으로 파악하고 100% 화상을 출력하여 화상 결점(defect)를 평가한다.
-평가 기준
○: 화상 양호, 케이킹 없음(No-Caking)
△: 화상 불량, 케이킹 없음
×: 케이킹 발생
<토너의 응집도 평가 (Carr's Cohesion)>
-장비: Hosokawa micron powder tester PT-S
-시료량: 2g (외첨 또는 무외첨 토너)
-진폭(Amplitude): 1mm_다이얼 3~3.5
-시브(Sieve): 53, 45, 38 ㎛
-진동 시간: 120 초
23℃, RH 55%에서 2시간 보관 후, 상기 조건으로 각 크기 별 시브의 전후 변화량을 측정하여 다음과 같이 계산한다.
(1) [(가장 큰 시브 상에 잔존하는 분말의 질량)/2g] x 100
(2) [(중간 크기의 시브 상에 잔존하는 분말의 질량)/2g] x 100 x (3/5)
(3) [(가장 작은 시브 상에 잔존하는 분말의 질량)/2g] x 100 x (1/5)
응집도(Carr's Cohesion) = (1) + (2) +(3)
<대전특성 평가>
광택 용기 60 ml에 캐리어 28.5g, 토너 1.5g을 넣고 튜블라 믹서를 이용하여 교반한 후, 전계 분리법을 이용하여 토너의 대전량을 측정하였다. 상온 상습 조건에서 교반 시간에 따른 토너의 대전 안정성 및 고온고습(HH)/저온저습(LL) 대전량 비를 평가의 척도로 활용하였다.
-상온상습: 23℃, RH 55%
-고온고습(HH): 32℃, RH 80%
-저온저습(LL): 10℃, RH 10%
　 G' 및 G" 교차 온도 Mw Mz 광택도 정착 특성 대전 유동성 고온
보존성
160mm/s MFT 80mm/s HOT 안정성 HH/LL
실시예1 65℃ 65360 180000 ○ 130℃ 230℃ ○ ○ ○ ○
실시예2 66℃ 74320 213800 ○ 140℃ 240℃ ○ ○ ○ ○
실시예3 65℃ 68010 175000 ○ 130℃ 230℃ ○ ○ ○ ○
실시예4 66℃ 71010 207000 ○ 140℃ 240℃ ○ ○ ○ ○
비교예 1 57℃ 51480 105300 ○ 120℃ 200℃ △ X △ X
비교예2 70℃ 85470 308600 X 170℃ 230℃ X △ ○ ○
표 3을 참조하면, 실시예 1 내지 4에 따른 토너는 비교예 1 및 2에 비하여 대전 HH/LL 비율이 향상되며, 유동성 및 고온보존성이 향상됨을 알수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 토너 공급 수단을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 토너를 함유하는 현상제를 수용한 화상 형성 장치의 일 구현예를 도시한 것이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
100; 토너공급장치 101; 토너탱크
103; 공급부 105; 토너이송부재
110; 토너교반부재 112; 회전축
114; 날개판 120,130; 토너교반필름
121,131; 제1교반부 122,132; 제2교반부
201: 상담지체 202: 대전수단
203: 광 204: 현상장치
205: 현상롤러 206: 공급롤러
207: 현상제규제 블레이드 208: 현상제
208': 잔류토너 209: 전사수단
210: 클리닝 블레이드 212: 전원
213: 인쇄매체

Claims (17)

  1. 라텍스, 착색제 및 이형제를 포함하는 정전화상 현상용 토너로서,
    저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는 정전화상 현상용 토너.
  2. 제1항에 있어서,
    3 내지 30,000ppm의 Si 및 Fe를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 Si 및 Fe 의 몰비(Si/Fe)는 0.1 내지 5인 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너.
  4. 제1항에 있어서,
    평균 입경(D50)이 3 내지 8㎛인 것을 특징으로 하는 화상 현상용 토너.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토너의 평균 원형도가 0.940 내지 0.980인 것을 특징으로 하는 전자사 진용 토너.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 토너의 GSDv 및 GSDp 값이, 각각, 약 1.25 이하 및 약 1.30 이하인 것인 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너.
  7. 라텍스 분산액, 안료 분산액 및 이형제 분산액을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
    상기 혼합액에 응집제를 첨가하여 1차 응집 토너를 형성하는 단계; 및
    상기 라텍스의 유리 전이온도 이상으로 가열하여 합일함으로써 2차 응집 토너를 형성하는 단계를 포함하는 정전화상 현상용 토너의 제조 방법으로서,
    상기 토너가 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")의 0℃ 이상에서의 최저 교차 온도가 약 65 내지 약 80℃이고, 약 65,000 내지 약 75,000의 중량 평균 분자량 Mw, 약 110,000 내지 약 220,000의 z-평균 분자량 Mz을 갖는 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 라텍스가 폴리에스테르 단독; 하나 이상의 중합성 단량체를 중합하여 얻어지는 중합체; 혹은 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중합성 단량체는 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌의 스티렌계 단량체; 아크릴산, 메타크릴산; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드의 (메타)아크릴산의 유도체; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌의 에틸렌성 불포화 모노올레핀; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐의 할로겐화비닐; 아세트산비닐, 프로피온산비닐의 비닐에스테르; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르의 비닐에테르; 비닐메틸케톤, 메틸이소프로페닐케톤의 비닐케톤; 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘 및 N-비닐피롤리돈의 질소 함유 비닐 화합물 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 1차 응집 토너를 제조하는 단계 후에 2차 라텍스를 추가로 투여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 이형제가 파라핀계 왁스 및 에스테르계 왁스의 혼합물; 또는 에스테르 기 함유 파라핀계 왁스인 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 응집제가 Si과 Fe 함유 금속염을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 Si과 Fe 함유 금속염이 폴리실리카철인 것을 특징으로 하는 정전화상 현상용 토너의 제조방법.
  14. 캐리어: 및
    제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 따른 정전화상 현상용 토너를 포함하는 정전화상 현상제.
  15. 상담지체 상에 정전잠상을 형성하는 단계;
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 정전화상 현상용 토너를 함유하는 현상제로 상기 상담지체 상에 정전잠상을 현상하고 토너 화상을 형성하는 단계;
    상기 토너 화상을 시트 상에 전사하는 단계; 및
    전사된 화상을 열 정착하는 단계을 갖는 화상 형성 방법.
  16. 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 정전화상 현상용 토너를 함유하는 현상제가 저장되는 토너 탱크;
    상기 토너 탱크의 내측으로 돌출되며, 저장된 토너를 외부로 공급하는 공급부; 및
    상기 토너 탱크의 내부에 회전할 수 있도록 설치되며, 상기 공급부의 상부를 포함하는 상기 토너 탱크의 내부 전 공간에 있는 토너를 교반할 수 있는 토너 교반부재를 포함하는 토너 공급 수단.
  17. 상담지체;
    상기 상담지체의 표면에 정전잠상을 형성하는 화상형성 수단;
    제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 따른 토너를 함유하는 현상제를 수용하는 수단;
    상기 상담지체의 표면에서 정전잠상을 토너 화상으로 현상하기 위해 상기 토너를 상담지체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및
    상기 토너 화상을 상담지체 표면에서 전사재에 전사하는 현상제 전사 수단;을 포함하는 화상 형성 장치.
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