KR20130012918A

KR20130012918A - 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제, 및 화상 형성 방법

Info

Publication number: KR20130012918A
Application number: KR1020120074994A
Authority: KR
Inventors: 마사미 츠지히로; 유키노리 나카야마
Original assignee: 교세라 도큐멘트 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2013-02-05
Also published as: JP2013047781A; CN102902172B; US20130029259A1; EP2551723A1; EP2551723B1; US8632933B2; CN102902172A; KR101388378B1

Abstract

양대전성 토너와, 지방산 금속염을 포함하고, 지방산 금속염이, 탄소 원자수 12~20인 지방산의, 아연, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 염이며, 또한, 특정한 체적 평균 입자 직경, 및 입도 분포를 갖는 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제를 이용한다.

Description

양대전성 정전 잠상 현상용 현상제, 및 화상 형성 방법{DEVELOPER FOR DEVELOPING POSITIVE CHARGING ELECTROSTATIC LATENT IMAGE AND METHOD OF FORMING IMAGE}

본 개시는, 도전성 기체(基體) 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치에서 사용되는, 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제, 및 전술한 화상 형성 장치에 의한 화상 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자 사진법에서는, 광도전성 감광체로 이루어지는 잠상 담지부를 코로나 대전 등에 의해 대전시킨 후에, 대전시킨 잠상 담지부를 레이저, LED 등에 의해 노광하여 형성된 정전 잠상을, 토너 등의 현상제를 이용하여 현상하고, 가시화하여 고품질의 화상이 형성된다.

종래, 이러한 화상 형성 방법에서 이용되는 잠상 담지부로서, 유기 광도전체(OPC)로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 최근, 화상 형성 장치의 내구성 향상의 요구에 따라, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부의 사용이 검토되고 있다. 잠상 담지부는 피인쇄물이나, 후술하는 탄성 블레이드 등과 미끄럼 마찰됨으로써 마모되지만, 비정질 실리콘은 내마모성에 극히 우수하므로, 잠상 담지부의 내마모성의 관점에서, 화상 형성 장치의 고내구화를 실현할 수 있다. 구체적으로는, 비정질 실리콘의 마모에 의한 막두께의 감소 속도는 유기 광도전체의 1/100 이하이다.

이 때문에, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 양대전성의 잠상 담지부를 갖는 화상 형성 장치는, 잠상 담지부(감광체)가 장수명이어서, 화상 1장당의 화상 형성 비용을 저감시킬 수 있다. 이러한 이점에서, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부의 사용이 확대되고 있다.

또, 토너상을 종이 등의 피인쇄물의 표면에 전사시킨 후, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부의 표면에 잔류한 토너는, 클리닝부에 의해 제거된다. 이러한 클리닝부로서는, 가동부가 적은 단순한 구조이며, 화상 형성 장치를 소형화할 수 있으므로 탄성 블레이드를 구비하는 것이 널리 사용되고 있다.

이와 같이, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 구비하는 클리닝부는, 각각의 이점에서, 조합하여 사용되는 경우가 많다.

그러나, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부에는, 장기에 걸쳐 연속적으로 화상을 형성하면, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수가 증대되기 쉬운 결점이 있다. 잠상 담지부 표면의 마찰 계수가 증대된 경우, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 구비하는 클리닝부를 조합하여 구비하는 화상 형성 장치에서는, 탄성 블레이드의 말려올라감이나, 잠상 담지부 표면으로부터 토너 입자가 박리되기 어려워지는 것에 의한 중간 빠짐이라고 불리는 화상 불량이 발생하기 쉬워지는 문제가 있다.

비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 구비하는 클리닝부를 조합하여 구비하는 화상 형성 장치에 있어서의 상기 문제를 해결하는 방법으로서, 입자 직경 1μm 이하의 윤활제를, 브러시 등의 윤활제 공급 수단에 의해, 잠상 담지부 표면에 도포하는 방법이 있다.

그러나 상기의 방법에서는, 화상 형성 장치에, 브러시 등의 윤활제 공급 수단을 부가할 필요가 있어, 화상 형성 장치의 소형화가 방해됨과 더불어, 화상 형성 장치의 제조 비용이 증가한다는 문제가 있다.

윤활제 공급 수단을 이용하지 않고 잠상 담지부 표면에 윤활제를 공급하는 방법으로서는, 토너를 포함하는 현상제에 윤활제를 함유시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 윤활제 입자로서 적합하게 사용되는 지방산 금속염은 음대전성이므로, 지방산 금속염을 양대전성 토너에 함유시킨 경우, 토너의 대전량이 저하할 가능성이 있다. 또, 입자 직경 1μm 이하의 미소한 입자는 토너 표면에 부착되기 쉽고, 양대전성 토너와 미소한 지방산 금속염 입자를 조합하여 이용하는 경우, 음으로 대전된 역대전 토너가 발생함으로써, 현상 장치로부터의 토너의 비산이나, 형성 화상에 있어서의 흐려짐 등의 화상 불량이 발생하기 쉬워진다.

본 개시는, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 구비하는 클리닝부를 조합하여 구비하는 화상 형성 장치에 의해 화상을 형성하는 경우에, 장기에 걸쳐 연속적으로 화상을 형성하였을 때의 잠상 담지부 표면의 마찰 계수의 증대를 억제할 수 있고, 토너를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있으며, 역대전 토너의 발생을 억제함으로써 현상부로부터의 토너 비산이나 흐려짐 등의 형성 화상에 있어서의 화상 불량의 발생을 억제할 수 있는, 양대전성 토너를 포함하는 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제와, 전술한 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제를 이용하는 화상 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 한 국면에 따른 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제는, 도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치에서 사용되는 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제로서,

상기 현상제는, 양대전성 토너와, 지방산 금속염을 포함하고,

상기 지방산 금속염은, 탄소 원자수 12~20인 지방산의, 아연, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 염이며,

상기 지방산 금속염은, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량이 20체적% 이하이고, 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 5체적% 이하이다.

또, 본 개시의 다른 국면에 따른 화상 형성 방법은, 도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치에 있어서,

양대전성 토너와, 지방산 금속염을 포함하고,

상기 지방산 금속염은, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량이 20체적% 이하이고, 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 5체적% 이하인 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제를 이용한다.

토너 비산이나 형성 화상에 있어서의 흐려짐 등의 화상 불량의 발생을 억제할 수 있는 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제가 얻어진다.

도 1은, 화상 형성 장치의 구성을 도시한 단면도이다.

이하, 본 개시의 실시 형태에 대해 상세하게 설명하지만, 본 개시는, 이하의 실시 형태에 조금도 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 목적의 범위 내에서, 적절히 변경을 가하여 실시할 수 있다. 또한, 설명이 중복되는 개소에 대해서는, 적절히 설명을 생략하는 경우가 있지만, 개시의 요지를 한정하는 것은 아니다.

[제1 실시 형태]

본 개시의 제1 실시 형태는, 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제(이하, 현상제라고도 한다)에 관한 것이다. 제1 실시 형태에 따른 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제는, 도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는, 화상 형성 장치에서 사용되는 것이며, 양대전성 토너(이하, 토너라고도 한다)와, 특정한 입도 분포를 갖는 특정한 종류의 지방산 금속염을 포함한다. 또, 본 개시의 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제는, 원하는 바에 따라, 캐리어가 배합된 3성분 현상제로서 사용된다.

이하, 제1 실시 형태에 따른 현상제에 대해, 양대전성 토너, 지방산 금속염, 현상제의 조제 방법, 및 3성분 현상제로 하는 경우에 이용하는 캐리어에 대해 순서대로 설명한다.

[양대전성 토너]

본 개시의 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제에 포함되는 양대전성 토너는 특별히 한정되지 않으며, 종래로부터 정전 잠상의 현상에 사용되는 다양한 양대전성 토너로부터 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제에 함유시키는, 적합한 토너의 예로서는, 결착 수지와 착색제와, 원하는 바에 따라, 전하 제어제, 이형제, 및 자성분 등을 함유하는 토너를 들 수 있다. 또, 토너는, 그 표면에, 실리카 등의 외첨제가 첨가되어 있어도 된다. 이하, 결착 수지, 착색제, 전하 제어제, 이형제, 자성분, 외첨제, 및 토너의 조제 방법에 대해 순서대로 설명한다.

(결착 수지)

양대전성 토너에 포함되는 결착 수지는, 종래로부터 토너를 제조할 때에 결착 수지로서 이용되고 있는 수지이면 특별히 제한되지 않는다. 결착 수지의 구체예로서는, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌아크릴계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 비닐에테르계 수지, N-비닐계 수지, 스티렌-부타디엔 수지 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 이들 수지 중에서도, 토너 중의 착색제의 분산성, 토너의 대전성, 용지에 대한 정착성의 면에서, 스티렌아크릴계 수지, 및 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 이하, 스티렌아크릴계 수지, 및 폴리에스테르 수지에 대해 설명한다.

스티렌아크릴계 수지는, 스티렌계 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합체이다. 스티렌계 단량체의 구체예로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, α-클로로스티렌, o-클로로스티렌, m-클로로스티렌, p-클로로스티렌, p-에틸스티렌 등을 들 수 있다. 아크릴계 단량체의 구체예로서는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산iso-프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산iso-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 메타아크릴산메틸, 메타아크릴산에틸, 메타아크릴산n-부틸, 메타아크릴산iso-부틸 등의 (메타)아크릴산알킬에스테르를 들 수 있다.

폴리에스테르계 수지는, 알코올 성분과 카르본산 성분의 중축합 내지 공축 중합에 의해 얻어지는 것을 사용할 수 있다. 폴리에스테르계 수지를 합성할 때에 이용되는 성분으로서는, 이하의 알코올 성분이나 카르본산 성분을 들 수 있다.

2가 또는 3가 이상의 알코올 성분의 구체예로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-부텐디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 디올류 ; 비스페놀 A, 수소 첨가 비스페놀 A, 폴리옥시에틸렌화 비스페놀 A, 폴리옥시프로필렌화 비스페놀 A 등의 비스페놀류 ; 소르비톨, 1,2,3,6-헥산테트롤, 1,4-소르비탄, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,5-펜탄트리올, 그리세롤, 디글리세롤, 2-메틸프로판트리올, 2-메틸-1,2,4-부탄트리올, 트리메티롤에탄, 트리메티롤프로판, 1,3,5-트리히드록시메틸벤젠 등의 3가 이상의 알코올류를 들 수 있다.

2가 또는 3가 이상의 카르본산 성분의 구체예로서는, 말레산, 푸마르산, 시트라콘산, 이타콘산, 글루타콘산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시클로헥산디카르본산, 숙신산, 아디핀산, 세바식산, 아젤라인산, 말론산, 혹은 n-부틸숙신산, n-부테닐숙신산, 이소부틸숙신산, 이소부테닐숙신산, n-옥틸숙신산, n-옥테닐숙신산, n-도데실숙신산, n-도데세닐숙신산, 이소도데실숙신산, 이소도데세닐숙신산 등의 알킬 또는 알케닐 숙신산 등의 2가 카르본산 ; 1,2,4-벤젠트리카르본산(트리멜리트산), 1,2,5-벤젠트리카르본산, 2,5,7-나프탈렌트리카르본산, 1,2,4-나프탈렌트리카르본산, 1,2,4-부탄트리카르본산, 1,2,5-헥산트리카르본산, 1,3-디카르복실-2-메틸-2-메틸렌카르복시프로판, 1,2,4-시클로헥산트리카르본산, 테트라(메틸렌카르복실)메탄, 1,2,7,8-옥탄테트라카르본산, 피로멜리트산, 엔폴 3량체산 등의 3가 이상의 카르본산 등을 들 수 있다. 이들 2가 또는 3가 이상의 카르본산 성분은, 산할라이드, 산무수물, 저급 알킬에스테르 등의 에스테르 형성성의 유도체로서 이용해도 된다. 여기에서, 「저급 알킬」이란, 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기를 의미한다.

결착 수지가 폴리에스테르 수지인 경우의, 폴리에스테르 수지의 연화점은, 80~150℃인 것이 바람직하고, 90~140℃가 보다 바람직하다.

결착 수지로서는, 정착성이 양호하므로 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하지만, 열가소성 수지 단독으로 사용할 뿐만 아니라, 열가소성 수지에 가교제나 열경화성 수지를 첨가할 수 있다. 결착 수지 내에 일부 가교 구조를 도입함으로써, 정착성을 저하시키지 않고, 토너의 보존 안정성, 형태 유지성, 내구성 등을 향상시킬 수 있다.

열가소성 수지와 함께 사용할 수 있는 열경화성 수지로서는, 예를 들면, 에폭시 수지나 시아네이트계 수지가 바람직하다. 적합한 열경화성 수지의 구체예로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 폴리알킬렌에테르형 에폭시 수지, 환상 지방족형 에폭시 수지, 시아네이트 수지 등을 들 수 있다. 이들 열경화성 수지는, 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

결착 수지의 유리 전이점(Tg)은, 50~65℃가 바람직하고, 50~60℃가 보다 바람직하다. 결착 수지의 유리 전이점이 너무 낮은 경우, 화상 형성 장치의 현상부의 내부에서 토너들이 융착되거나, 보존 안정성의 저하에 의해, 토너 용기의 수송 시나 창고 등에서의 보관 시에 토너들이 일부 융착되거나 하는 경우가 있다. 또, 유리 전이점이 너무 높은 경우, 결착 수지의 강도가 저하하여, 잠상 담지부에 토너가 부착되기 쉽다. 유리 전이점이 너무 높은 경우, 토너의 저온 정착성이 저하하는 경향이 있다.

또한, 결착 수지의 유리 전이점은, 시차 주사 열량계(DSC)를 이용하여, 비열의 변화점으로부터 구할 수 있다. 보다 구체적으로는, 측정 장치로서 세이코 인스트루먼트 주식회사제 시차 주사 열량계 DSC-6200을 이용하여 흡열 곡선을 측정함으로써 구할 수 있다. 측정 시료 10mg을 알루미늄팬 안에 넣고, 레퍼런스로서 빈 알루미늄팬을 사용하여, 측정 온도 범위 25~200℃, 승온 속도 10℃/min으로 상온 상습 하에서 측정하여 얻어진 흡열 곡선으로부터 유리 전이점을 구할 수 있다.

(착색제)

토너에 포함되는 착색제는, 토너 입자의 색에 맞추어, 공지의 안료나 염료를 이용할 수 있다. 토너에 첨가하는 적합한 착색제의 구체예로서는, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 램프 블랙, 아닐린 블랙 등의 흑색 안료 ; 황납, 아연황, 카드륨 옐로, 황색 산화철, 미네랄 패스트 옐로, 니켈티탄 옐로, 네이플스 옐로, 나프톨 옐로 S, 한자 옐로 G, 한자 옐로 10G, 벤지딘 옐로 G, 벤지딘 옐로 GR, 퀴놀린 옐로 레이크, 퍼머넌트 옐로 NCG, 타트라진 레이크 등의 황색 안료 ; 크롬 오렌지, 몰리브덴 오렌지, 퍼머넌트 오렌지 GTR, 피라졸론 오렌지, 벌컨 오렌지, 인단트렌 브릴리언트 오렌지 GK 등의 오렌지색 안료 ; 철단, 카드뮴 레드, 연단, 황화수은 카드뮴, 퍼머넌트 레드 4R, 리톨 레드, 피라졸론 레드, 워칭 레드 칼슘염, 레이크 레드 D, 브릴리언트 카민 6B, 에오신 레이크, 로다민 레이크 B, 알리자린 레이크, 브릴리언트 카민 3B의 적색 안료 ; 망간 바이올렛, 패스트 바이올렛 B, 메틸 바이올렛 레이크 등의 자색 안료 ; 감청, 코발트 블루, 알칼리 블루 레이크, 빅토리아 블루 부분 염소화물, 패스트 스카이블루, 인단트렌 블루 BC 등의 청색 안료 ; 크롬 그린, 산화 크롬, 피그먼트 그린 B, 말라카이트 그린 레이크, 파이널 옐로 그린 G 등의 녹색 안료 ; 산화아연, 산화티탄, 안티몬 화이트, 황화아연 등의 백색 안료 ; 바라이트 분말, 탄산바륨, 클레이, 실리카, 화이트 카본, 탈크, 알루미나 화이트 등의 체질 안료를 들 수 있다. 이들 착색제는, 토너를 원하는 색상으로 조정하는 목적 등으로 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.

착색제의 사용량은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 착색제의 사용량은, 구체적으로는, 결착 수지 100질량부에 대해, 1~10질량부가 바람직하고, 3~7질량부가 보다 바람직하다.

(이형제)

토너는, 정착성이나 내오프셋성을 향상시키는 목적으로, 이형제를 포함하고 있어도 된다. 토너에 첨가하는 이형제의 종류는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 이형제로서는 왁스가 바람직하며, 왁스의 예로서는, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 불소 수지계 왁스, 피셔 트롭시 왁스, 파라핀 왁스, 에스테르 왁스, 몬탄 왁스, 라이스 왁스 등을 들 수 있다. 이들 왁스는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 이형제를 토너에 첨가함으로써, 오프셋이나 상 스미어링(화상을 문질렀을 때의 화상 주위의 오염)의 발생을 보다 효율적으로 억제할 수 있다.

이형제의 사용량은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 이형제의 사용량은, 토너 전량을 100질량부로 한 경우에, 1~5질량부가 바람직하다. 이형제의 사용량이 과소인 경우, 오프셋이나 상 스미어링의 발생 억제에 대해 원하는 효과가 얻어지지 않는 경우가 있으며, 이형제의 사용량이 과다인 경우, 토너들의 융착에 의해 보존 안정성이 저하하는 경우가 있다.

(전하 제어제)

전하 제어제는, 대전 레벨이나, 소정의 대전 레벨로 단시간에 대전 가능한지의 여부의 지표가 되는 대전 상승 특성을 향상시켜, 내구성이나 안정성이 우수한 토너를 얻는 목적으로 사용된다. 제1 실시 형태에 따른 현상제에 포함되는 토너는 양대전성 토너이므로, 전하 제어제로서 양대전성의 전하 제어제가 사용된다.

양대전성의 전하 제어제의 종류는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않으며, 종래로부터 토너로 사용되고 있는 양대전성의 전하 제어제로부터 적절히 선택할 수 있다. 양대전성의 전하 제어제의 구체예로서는, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 오르토옥사진, 메타옥사진, 파라옥사진, 오르토티아진, 메타티아진, 파라티아진, 1,2,3-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-옥사디아진, 1,3,4-옥사디아진, 1,2,6-옥사디아진, 1,3,4-티아디아진, 1,3,5-티아디아진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 1,2,4,6-옥사트리아진, 1,3,4,5-옥사트리아진, 프탈라진, 퀴나졸린, 퀴녹살린 등의 아진 화합물 ; 아진 패스트 레드 FC, 아진 패스트 레드 12BK, 아진 바이올렛 BO, 아진 브라운 3G, 아진 라이트 브라운 GR, 아진 다크 그린 BH/C, 아진 딥 블랙 EW, 및 아진 딥 블랙 3RL 등의 아진 화합물로 이루어지는 직접 염료 ; 니그로신, 니그로신염, 니그로신 유도체 등의 니그로신 화합물 ; 니그로신 BK, 니그로신 NB, 니그로신 Z 등의 니그로신 화합물로 이루어지는 산성 염료 ; 나프텐산 또는 고급 지방산의 금속 염류 ; 알콕실화 아민 ; 알킬아미드 ; 벤질메틸헥실데실암모늄, 데실트리메틸암모늄클로라이드 등의 4급 암모늄염을 들 수 있다. 이들 양대전성의 전하 제어제 중에서는, 보다 신속한 대전 상승성이 얻어지는 점에서, 니그로신 화합물이 특히 바람직하다. 이들 양대전성의 전하 제어제는, 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

관능기로서 4급 암모늄염, 카르본산염, 또는 카르복실기를 갖는 수지도 양대전성의 전하 제어제로서 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 4급 암모늄염을 갖는 스티렌계 수지, 4급 암모늄염을 갖는 아크릴계 수지, 4급 암모늄염을 갖는 스티렌-아크릴계 수지, 4급 암모늄염을 갖는 폴리에스테르계 수지, 카르본산염을 갖는 스티렌계 수지, 카르본산염을 갖는 아크릴계 수지, 카르본산염을 갖는 스티렌-아크릴계 수지, 카르본산염을 갖는 폴리에스테르계 수지, 카르복실기를 갖는 스티렌계 수지, 카르복실기를 갖는 아크릴계 수지, 카르복실기를 갖는 스티렌-아크릴계 수지, 카르복실기를 갖는 폴리에스테르계 수지 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 이들 수지의 분자량은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않으며, 올리고머여도 폴리머여도 된다.

양대전성의 전하 제어제로서 사용할 수 있는 수지 중에서는, 대전량을 원하는 범위 내의 값으로 용이하게 조절할 수 있는 점에서, 4급 암모늄염을 관능기로서 갖는 스티렌-아크릴계 공중합 수지가 보다 바람직하다. 4급 암모늄염을 관능기로서 갖는 스티렌-아크릴계 공중합 수지에 있어서, 스티렌 단위로 공중합시키는 바람직한 아크릴계 코모노머의 구체예로서는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산iso-프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산iso-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 메타아크릴산메틸, 메타아크릴산에틸, 메타아크릴산n-부틸, 메타아크릴산iso-부틸 등의 (메타)아크릴산알킬에스테르를 들 수 있다.

또, 4급 암모늄염으로서는, 디알킬아미노알킬(메타)아크릴레이트, 디알킬(메타)아크릴아미드, 또는 디알킬아미노알킬(메타)아크릴아미드로부터 제4급화의 공정을 거쳐 유도되는 단위가 이용된다. 디알킬아미노알킬(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 예를 들면, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디프로필아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디부틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 디알킬(메타)아크릴아미드의 구체예로서는 디메틸메타크릴아미드를 들 수 있으며, 디알킬아미노알킬(메타)아크릴아미드의 구체예로서는, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드를 들 수 있다. 또, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, N-메티롤(메타)아크릴아미드 등의 히드록시기 함유 중합성 모노머를 중합 시에 병용할 수도 있다.

전하 제어제의 사용량은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 전하 제어제의 사용량은, 전형적으로는, 토너 전량을 100질량부로 한 경우에, 1.5~15질량부가 바람직하고, 2.0~8.0질량부가 보다 바람직하며, 3.0~7.0질량부가 특히 바람직하다. 전하 제어제의 사용량이 과소인 경우, 토너를 안정적으로 대전시키기 어려우므로, 형성 화상의 화상 농도가 바람직한 값보다 낮아지거나, 형성 화상의 화상 농도를 장기에 걸쳐 유지하기 어려워지거나 한다. 또, 이러한 경우, 전하 제어제가 균일하게 분산되기 어려워, 형성 화상에 있어서의 흐려짐이나 잠상 담지부의 토너에 의한 오염이 일어나기 쉬워진다. 전하 제어제의 사용량이 과다인 경우, 내환경성의 악화에 의한, 고온 고습 하에서의 대전 불량, 및 형성 화상에 있어서의 화상 불량이나, 잠상 담지부의 토너에 의한 오염 등이 일어나기 쉬워진다.

(자성분)

양대전성 토너는, 결착 수지 중에 자성분을 포함하는 자성 토너여도 된다. 결착 수지 중에 배합되는 자성분의 종류는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 적합한 자성분의 예로서는, 페라이트, 마그네타이트 등의 철 ; 코발트, 니켈 등의 강자성 금속 ; 철, 및/또는 강자성 금속을 포함하는 합금 ; 철, 및/또는 강자성 금속을 포함하는 화합물 ; 열처리 등의 강자성화 처리가 실시된 강자성 합금 ; 이산화크롬을 들 수 있다.

자성분의 입자 직경은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 한정되지 않는다. 구체적인 자성분의 입자 직경은, 0.1~1.0μm가 바람직하고, 0.1~0.5μm가 보다 바람직하다. 이러한 범위의 입자 직경의 자성분을 이용하는 경우, 결착 수지 중에 자성분을 균일하게 분산시키기 쉽다.

자성분은, 결착 수지 중에서의 분산성을 개량하는 목적 등으로, 티탄계 커플링제나 실란계 커플링제 등의 표면 처리제에 의해 표면 처리된 것을 사용할 수 있다.

자성분의 사용량은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 자성분의 사용량은, 토너 전량을 100질량부로 한 경우에, 20~60질량부가 바람직하고, 30~50질량부가 보다 바람직하다. 자성분의 사용량이 과다인 경우, 형성 화상의 화상 농도를 유지할 수 없거나, 정착성이 극도로 저하하거나 하는 경우가 있으며, 자성분의 사용량이 과소인 경우, 형성 화상에 흐려짐이 발생하기 쉽거나, 장시간에 걸쳐 인쇄를 행할 때에 형성 화상의 화상 농도를 유지하기 어려워지는 경우가 있다. 또, 토너를 후술하는 3성분 현상제로서 사용하는 경우, 자성분의 사용량은, 토너 전량을 100질량부로 한 경우에, 20질량부 이하가 바람직하고, 15질량부가 보다 바람직하다.

(외첨제)

양대전성 토너는, 토너의 유동성, 보존 안정성, 클리닝성 등을 개량하는 목적으로 외첨제를 표면에 부착시켜도 된다.

외첨제의 종류는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않으며, 종래로부터 토너용으로 사용되고 있는 외첨제로부터 적절히 선택할 수 있다. 적합한 외첨제의 구체예로서는, 실리카나, 알루미나, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화아연, 티탄산스트론튬, 티탄산바륨 등의 금속 산화물을 들 수 있다. 이들 외첨제는, 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

외첨제의 입자 직경은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않으며, 전형적으로는 0.01~1.0μm가 바람직하다.

외첨제의 체적 고유의 저항치는, 외첨제의 표면에 산화주석 및 산화안티몬으로 이루어지는 피복층을 형성하고, 피복층의 두께나, 산화주석과 산화안티몬의 비율을 변화시킴으로써 조정할 수 있다.

외첨제의 사용량은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 외첨제의 사용량은, 전형적으로는, 외첨제에 의해 처리되기 전의 토너 입자 100질량부에 대해 0.1~10질량부가 바람직하고, 0.2~5질량부가 보다 바람직하다. 이러한 범위의 양으로 외첨제를 사용하는 경우, 유동성, 보존 안정성, 클리닝성이 우수한 토너를 얻기 쉽다.

(양대전성 토너의 조제 방법)

양대전성 토너의 조제 방법은, 결착 수지 중에, 착색제, 전하 제어제, 이형제, 자성분 등의 성분을 양호하게 분산시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않으며, 종래 알려진 토너의 제조 방법으로부터 적절히 선택할 수 있다. 적합한 제조 방법으로서는, 예를 들면, 결착 수지와, 착색제, 전하 제어제, 이형제, 자성분 등의 성분을 혼합기에 의해 혼합한 후, 용융 혼련하여, 얻어진 혼련물을 분쇄·분급함으로써 제조할 수 있다. 양대전성 토너의 제조에 이용하는 용융 혼련 장치는 특별히 한정되지 않으며, 열가소성 수지의 용융 혼련에 사용되는 장치로부터 적절히 선택할 수 있다. 용융 혼련 장치의 구체예로서는, 1축 또는 2축의 압출기 등을 들 수 있다. 분쇄·분급된 토너의 평균 입자 직경은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는, 5~10μm가 바람직하다.

이와 같이 하여 얻어지는 토너는, 필요에 따라, 그 표면을 외첨제에 의해 처리해도 된다. 또한, 외첨 처리되기 전의 입자를 「토너 모입자」라고 칭한다. 외첨제에 의한 토너의 처리 방법은 특별히 한정되지 않으며, 종래 알려진 외첨제에 의한 처리 방법으로부터 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는, 외첨제의 입자가 토너 모입자에 매설되지 않도록 처리 조건을 조정하고, 헨셀 믹서나 나우다 믹서 등의 혼합기에 의해, 토너 모입자에 대한 외첨제에 의한 처리가 행해진다.

[지방산 금속염]

제1 실시 형태에 따른 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제는, 지방산 금속염으로서, 탄소 원자수 12~20인 지방산의, 아연, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 염을 함유한다. 지방산 금속염을 구성하는 지방산의 구조는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않으며, 직쇄 지방산이어도 분기쇄 지방산이어도 되며, 포화 지방산이어도 불포화 지방산이어도 된다. 지방산 금속염을 구성하는 지방산으로서는, 입수가 용이하고 보존 안정성이 우수하므로, 직쇄의 포화 지방산이 보다 바람직하다.

지방산 금속염을 구성하는 지방산은 탄소 원자수 12~20의 지방산이다. 지방산의 탄소 원자수가 과소인 경우, 지방산 금속염의 분자량이 작아져, 단위 중량에 포함되는 지방산 금속염의 분자수가 증가한다. 이 때문에, 토너의 대전량이 저하하거나, 역대전 토너가 발생하기 쉬워지거나 하는 경향이 있다. 지방산의 탄소 원자수가 과다인 경우, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수의 증대의 억제에 대해, 원하는 효과를 얻기 어려운 경향이 있다. 지방산 금속염을 구성하는 지방산 중에서는, 잠상 담지체 표면의 마찰 계수의 증대를 양호하게 억제할 수 있으며, 역대전 토너를 발생시키기 어려우므로, 탄소 원자수 18인 직쇄의 포화 지방산인 스테아르산이 바람직하다.

또, 현상제에 포함되는 지방산 금속염은, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량이 20체적% 이하이며, 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 5체적% 이하이다. 이러한 지방산 금속염은, 미소한 입자와 조대한 입자의 함유량이 적고, 그 입자 직경이 토너의 입자 직경과 비슷하다. 제1 실시 형태에 따른 현상제에서는, 이러한 입도 분포이며, 토너와 비슷한 사이즈의 입자의 함유량이 많은 지방산 금속염을 이용하므로, 지방산 금속염은 토너 표면에 거의 부착되지 않는다. 이 때문에, 현상제 중에서 지방산 금속염의 대부분은 토너로부터 유리되어 있으며, 토너와 함께, 적합한 양의 지방산 금속염을 잠상 담지체 표면에 공급할 수 있어, 잠상 담지체 표면의 마찰 계수의 증대를 억제하기 쉽다.

지방산 금속염의 체적 평균 입자 직경은, 지방산 금속염의 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량과 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 소정량이면 특별히 한정되지 않는다. 지방산 금속염의 체적 평균 입자 직경은 4~8μm인 것이 바람직하다.

또, 지방산 금속염의 입자가 조대한 경우, 토너와 함께 지방산 금속염의 조분말이 현상기 내에 낙하되어, 토너가 현상기의 외부로 비산되기 쉽다. 그러나, 제1 실시 형태에 따른 현상제는, 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 5체적% 이하의 지방산 금속염을 포함하므로, 현상부로부터의 토너 비산이 발생하기 어렵다.

지방산 금속염의 체적 평균 입자 직경, 및 입도 분포를 조정하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 지방산 금속염을 공지의 장치에 의해 분쇄, 및 분급할 때에, 분쇄 공정, 및 분급 공정의 조건을 적절히 변경함으로써, 지방산 금속염의 체적 평균 입자 직경과 입도 분포를 조정할 수 있다. 체적 평균 입자 직경, 및 입도 분포가 조정된 지방산 금속염의 조제에는, 분쇄 장치로서 예를 들면 기류식 분쇄 장치를 사용할 수 있으며, 분급 장치로서 예를 들면 기류식 분급 장치를 사용할 수 있다.

지방산 금속염 중에서는, 고온 고습 환경 하에서 인자를 행하는 경우의 흐려짐의 발생을 억제하기 쉬우므로, 아연염, 또는 칼슘염이 보다 바람직하다. 마그네슘염을 이용하는 경우, 캐리어에 대한 지방산 금속염의 부착 등의 요인에 의해, 토너를 원하는 대전량으로 대전시키기 어려워져, 고온 고습 환경 하에서 인자를 행하는 경우에, 흐려짐이 약간 발생하기 쉽다. 또, 지방산 금속염 중에서는, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수의 증대를 특히 억제하기 쉬우므로, 아연염이 특히 바람직하다.

현상제에 배합할 수 있는 지방산 금속염의 구체예로서는, 라우르산아연, 라우르산칼슘, 라우르산마그네슘, 미리스트산아연, 미리스트산칼슘, 미리스트산마그네슘, 팔미트산아연, 팔미트산칼슘, 팔미트산마그네슘, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘, 스테아르산마그네슘, 아라키드산아연, 아라키드산칼슘, 및 아라키드산마그네슘 등을 들 수 있다.

현상제의 지방산 금속염의 함유량은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않지만, 양대전성 토너 100질량부에 대해, 0.01~0.5질량부가 바람직하다. 이러한 양의 지방산 금속염을 현상제에 배합함으로써, 잠상 담지체 표면의 마찰 계수의 증대와, 역대전 토너의 발생을 억제하기 쉬워진다.

[양대전성 정전 잠상 현상용 현상제의 조제 방법]

제1 실시 형태에 따른 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제의 조제 방법은, 양대전성 토너와, 지방산 금속염을 균일하게 혼합할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 양대전성 토너와, 지방산 금속염을 혼합하는 방법으로서는, 헨셀 믹서 등의 혼합 장치를 이용하는 방법을 들 수 있다.

양대전성 토너 표면에 대한 지방산 금속염의 미분말의 부착을 억제할 수 있는 점에서는, 외첨제가 표면에 부착되어 있는 토너와, 지방산 금속염을 혼합하는 방법이, 현상제의 조제 방법으로서 바람직하다. 또, 외첨 처리와, 지방산 금속염, 및 토너의 혼합이 동시에 가능하며, 현상제의 조제 조작을 간략화할 수 있는 점에서는, 토너 모입자의 표면에 전술한 외첨제를 부착시킬 때에, 혼합 장치에 외첨제와 함께 지방산 금속염을 더하는 방법도, 현상제의 조제 방법으로서 적합하다.

[캐리어]

제1 실시 형태의 정전하상 현상용 현상제는, 양대전성 토너, 및 지방산 금속염에 더하여, 원하는 캐리어를 혼합하여 3성분 현상제로서 사용할 수도 있다. 이러한 3성분 현상제는, 정전 잠상의 현상에 널리 이용되고 있는 토너와 캐리어로 이루어지는 2성분 현상제와 동일하게 취급할 수 있다. 3성분 현상제를 조제하는 경우, 자성 캐리어를 이용하는 것이 바람직하다.

현상제를 3성분 현상제로 하는 경우의 적합한 캐리어로서는, 캐리어 심재(芯材)가 수지에 의해 피복된 것을 들 수 있다. 캐리어 심재의 구체예로서는, 철, 산화 처리 철, 환원 철, 마그네타이트, 구리, 규소강, 페라이트, 니켈, 코발트 등의 입자나, 이들 재료와 망간, 아연, 알루미늄 등의 합금의 입자, 철-니켈 합금, 철-코발트 합금 등의 입자, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화구리, 산화마그네슘, 산화납, 산화지르코늄, 탄화규소, 티탄산마그네슘, 티탄산바륨, 티탄산리튬, 티탄산납, 지르콘산납, 니오브산리튬 등의 세라믹스의 입자, 인산이수소암모늄, 인산이수소칼륨, 로셸염 등의 고유전율 물질의 입자, 수지 중에 상기 자성 입자를 분산시킨 수지 캐리어 등을 들 수 있다.

캐리어 심재를 피복하는 수지의 구체예로서는, (메타)아크릴계 중합체, 스티렌계 중합체, 스티렌-(메타)아크릴계 공중합체, 올레핀계 중합체(폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리염화비닐, 폴리아세트산비닐, 폴리카보네이트, 셀룰로오스 수지, 폴리에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지(폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등), 페놀 수지, 크실렌 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 폴리아세탈 수지, 아미노 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

캐리어의 입자 직경은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않지만, 전자 현미경에 의해 측정되는 입자 직경으로, 20~120μm가 바람직하고, 25~80μm가 보다 바람직하다.

캐리어의 겉보기 밀도는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 겉보기 밀도는, 캐리어의 조성이나 표면 구조에 따라 다르지만, 전형적으로는, 2.0~2.5g/cm³가 바람직하다.

본 개시의 정전하상 현상용 토너를 3성분 현상제로서 이용하는 경우, 토너와 지방산 금속염의 함유량의 합계량은, 3성분 현상제의 질량에 대해, 1~20질량%가 바람직하고, 3~15질량%가 바람직하다. 3성분 현상제에 있어서의 토너와 지방산 금속염의 함유량의 합계량을 이러한 범위로 함으로써, 형성 화상에 있어서의 적당한 화상 농도를 유지하여, 현상부로부터의 토너 비산의 억제에 의해 화상 형성 장치 내부의 오염이나 전사지 등에 대한 토너의 부착을 억제할 수 있다.

현상제가 캐리어를 포함하는 경우, 양대전성 토너와 캐리어의 혼합물에, 지방산 금속염을 혼합해도 되고, 양대전성 토너와 지방산 금속염이 혼합된 현상제에, 캐리어를 더 혼합해도 된다.

이상 설명한 재료, 및 방법에 의해 조제되는 제1 실시 형태에 따른 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제에 의하면, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구비하는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 구비하는 클리닝부를 조합하여 구비하는 화상 형성 장치에 의해 화상을 형성하는 경우에, 장기에 걸쳐 연속적으로 화상을 형성하였을 때의 잠상 담지부 표면의 마찰 계수의 증대를 억제할 수 있고, 토너를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있으며, 역대전 토너의 발생을 억제함으로써 현상부로부터의 토너 비산이나 흐려짐 등의 형성 화상에 있어서의 화상 불량의 발생을 억제할 수 있다.

[제2 실시 형태]

본 개시의 제2 실시 형태는, 도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치에 있어서, 제1 실시 형태에 따른 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제를 이용하여 화상을 형성하는 화상 형성 방법에 관한 것이다. 이하, 본 개시의 제2 실시 형태에 따른, 화상 형성 방법에 대해 설명한다.

제2 실시 형태에 따른 화상 형성 방법에서 이용하는 화상 형성 장치는, 도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 한 특별히 한정되지 않는다. 이러한 화상 형성 장치 중에서는, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 두꺼운 경우보다, 고해상도의 화상이 얻어지므로, 도전성 기체의 감광층측의 표면으로부터 잠상 담지부의 최표면까지의 거리가 30μm 이하인 잠상 담지부를 구비하는 화상 형성 장치가 보다 바람직하다.

제2 실시 형태에 따른 화상 형성 방법에서 이용하는 화상 형성 장치로서는, 후술하는 바와 같은, 복수색의 현상제를 이용하는 탠덤 방식의 컬러 화상 형성 장치가 바람직하다. 여기에서는, 탠덤 방식의 컬러 화상 형성 장치에 의한 화상 형성 방법에 대해 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 탠덤 방식의 컬러 화상 형성 장치는, 복수의 잠상 담지부의 표면 상에 각각 다른 색의 현상제에 포함되는 양대전성 토너에 의해 토너상을 형성시키기 위해, 소정 방향으로 병설된, 복수의 잠상 담지부와, 각 잠상 담지부에 대향하여 배치되며, 표면에 토너를 담지하여 반송하고, 반송된 토너를, 각 잠상 담지부의 표면에 각각 공급하는 현상 롤러를 구비한 복수의 현상부를 구비하며, 현상부에 있어서, 본 개시의 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제를 잠상 담지부에 공급한다.

도 1은, 제2 실시 형태에 따른 화상 형성 방법에서 이용하는, 적합한 화상 형성 장치의 구성을 도시한 개략도이다. 여기에서는, 화상 형성 장치로서, 컬러 프린터(1)를 예로 들어 설명한다.

이 컬러 프린터(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상자형의 기기 본체(1a)를 갖고 있다. 이 기기 본체(1a) 내에는, 용지(P)를 급지하는 급지부(2)와, 이 급지부(2)로부터 급지된 용지(P)를 반송하면서 상기 용지(P)에 화상 데이터 등에 의거한 토너상을 전사하는 화상 형성부(3)와, 이 화상 형성부(3)에서 용지(P) 상에 전사된 미정착 토너상을 용지(P)에 정착시키는 정착 처리를 실시하는 정착부(4)가 설치되어 있다. 또한, 기기 본체(1a)의 상면에는, 정착부(4)에서 정착 처리가 실시된 용지(P)가 배지되는 배지부(5)가 설치되어 있다.

급지부(2)는, 급지 카세트(121), 픽업 롤러(122), 급지 롤러(123, 124, 125), 및 레지스트 롤러쌍(126)을 구비하고 있다. 급지 카세트(121)는, 기기 본체(1a)로부터 삽입 이탈 가능하게 설치되며, 용지(P)를 저류한다. 픽업 롤러(122)는, 급지 카세트(121)의 도 1에 나타낸 좌측 상부 위치에 설치되며, 급지 카세트(121)에 저류되어 있는 용지(P)를 1장씩 취출한다. 급지 롤러(123, 124, 125)는, 픽업 롤러(122)에 의해 취출된 용지(P)를 용지 반송로에 송출한다. 레지스트 롤러쌍(126)은, 급지 롤러(123, 124, 125)에 의해 용지 반송로에 송출된 용지(P)를 일시 대기시킨 후, 소정의 타이밍에서 화상 형성부(3)에 공급한다.

또, 급지부(2)는, 기기 본체(1a)의 도 1에 나타낸 좌측면에 부착되는 도시 생략의 수동 트레이와 픽업 롤러(127)를 더 구비하고 있다. 이 픽업 롤러(127)는, 수동 트레이에 올려놓여진 용지(P)를 취출한다. 픽업 롤러(127)에 의해 취출된 용지(P)는, 급지 롤러(123, 125)에 의해 용지 반송로에 송출되며, 레지스트 롤러쌍(126)에 의해, 소정의 타이밍에서 화상 형성부(3)에 공급된다.

화상 형성부(3)는, 화상 형성 유닛(7)과, 이 화상 형성 유닛(7)에 의해 그 표면(접촉면)에 컴퓨터 등으로부터 전송된 화상 데이터에 의거한 토너상이 1차 전사되는 중간 전사 벨트(31)와, 이 중간 전사 벨트(31) 상의 토너상을 급지 카세트(121)로부터 이송된 용지(P)에 2차 전사시키기 위한 2차 전사 롤러(32)를 구비하고 있다.

화상 형성 유닛(7)은, 중간 전사 벨트(31)의 이동 방향의 상류측(도 1에서는 우측)으로부터 하류측을 향해 순차적으로 배치된 블랙용 유닛(7K)과, 옐로용 유닛(7Y)과, 시안용 유닛(7C)과, 마젠타용 유닛(7M)을 구비하고 있다. 각 유닛(7K, 7Y, 7C 및 7M)은, 각각의 중앙 위치에 상 담지체인 드럼형의 잠상 담지부(37)가 화살표(시계 회전) 방향으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 그리고, 각 잠상 담지부(37)의 주위에는, 대전부(39), 노광부(38), 현상부(71), 클리닝부(8), 및 제전기 등이, 잠상 담지부(37)의 회전 방향 상류측으로부터 순서대로 각각 배치되어 있다.

대전부(39)는, 화살표 방향으로 회전되어 있는 잠상 담지부(37)의 둘레면을 균일하게 대전시킨다. 대전부(39)는, 잠상 담지부(37)의 둘레면을 균일하게 대전시킬 수 있으면 특별히 제한되지 않으며, 비접촉 방식이어도 접촉 방식이어도 된다. 대전부의 구체예로서는, 코로나 대전 장치, 대전 롤러, 대전 브러시 등을 들 수 있다.

잠상 담지부(37)의 표면 전위(대전 전위)는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않는다. 현상성과 잠상 담지부(37)의 대전 능력의 밸런스를 고려하면, 표면 전위는 +200~+500V인 것이 바람직하고, +200V~+300V인 것이 보다 바람직하다. 표면 전위가 너무 낮은 경우, 현상 전계가 불충분해져, 형성 화상의 화상 농도를 확보하기 어려워진다. 표면 전위가 너무 높은 경우, 감광층의 막두께에 따라서는 대전 능력이 부족, 잠상 담지부(37)의 절연 파괴, 오존의 발생량이 증가하는 등의 문제가 일어나기 쉬워진다.

잠상 담지부(37)는, 드럼형상의 도전성 기체 상에 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있다. 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층은, 예를 들면, 글로우 방전 분해법, 스퍼터링법, ECR법, 증착법 등의 기상 성장법에 의해 형성할 수 있다. 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 형성할 때에는, 감광층에, H나 할로겐 원소를 함유시킬 수 있다. 또, 감광층의 특성을 조정하기 위해, C, N, O 등의 원소를 함유시키거나, 주기표(장주기형)의 13족 원소나 15족 원소를 감광층에 함유시키거나 해도 된다.

비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층을 구성하는 재료는, 비정질 실리콘이면 특별히 한정되지 않는다. 적합한 비정질 실리콘 재료로서는, 비정질 Si, 비정질 SiC, 비정질 SiO, 비정질 SiON 등을 들 수 있다. 이들 비정질 실리콘 재료 중에서는, 고저항이며, 대전 특성, 내마모성, 내환경성이 우수하므로 비정질 SiC가 보다 바람직하다. 또, 비정질 실리콘 재료로서 비정질 SiC를 이용하는 경우, 비정질 Si_(1-X)C_X(X는 0.3 이상 1 미만)가 바람직하고, 비정질 Si_(1-X)C_X(X는 0.5 이상 0.95 이하)가 보다 바람직하다. 이러한 조성의 비정질 SiC는, 10¹²~10¹³Ωcm로 극히 높은 저항치를 나타내므로, 잠상 담지부(37)의 잠상 전하의 흐름을 억제할 수 있으며, 정전 잠상의 유지 능력이 우수한 잠상 담지부(37)가 얻어진다. 또, 이러한 조성의 비정질 SiC를 이용함으로써, 내습성이 우수한 잠상 담지부(37)가 얻어진다.

감광층은, 도전성 기체 상에 형성된 캐리어 저지층 상에 형성해도 된다. 또, 감광층의 표면에는 표면 보호층을 형성해도 된다. 잠상 담지부(37)로서는, 도전성 기체, 캐리어 저지층, 감광층, 표면 보호층의 순서로 적층된 것이 특히 적합하게 사용된다.

표면 보호층을 형성하는 경우, 대전부(39)에 의한 방전 시의, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층의 표면에서의, 방전 생성물이나 수분자 등을 흡착하기 쉬운 산화물의 피막의 형성을 억제할 수 있다. 또, 표면 보호층을 형성함으로써, 잠상 담지부(37)의, 절연 내압의 향상, 및 반복 사용 시의 내마모성의 향상을 도모할 수 있다. 표면 보호층의 재료로서는, 비정질 SiC, 비정질 SiO, 비정질 SiN, 비정질 SiON, 비정질 SiCON 등의 무기 절연 재료를 들 수 있다.

표면 보호층의 막두께는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않지만, 20000Å 이하가 바람직하고, 5000~15000Å가 보다 바람직하다. 표면 보호층의 막두께를 이러한 범위로 함으로써, 내압 성능이 열화하기 어려운 잠상 담지부(37)를 우수한 효율로 생산할 수 있다.

캐리어 저지층을 형성하는 경우, 현상 시에, 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층에 대한 캐리어의 주입을 저지하여 노광부와 비노광부의 정전 콘트라스트를 높임으로써, 형성 화상의 화상 농도의 향상과, 바탕 흐려짐의 저감을 도모할 수 있다. 캐리어 저지층의 재료로서는, 비정질 SiC, 비정질 SiO, 비정질 SiN, 비정질 SiON, 비정질 SiCON 등의 무기 절연 재료나, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 파릴렌(등록 상표), 폴리사불화에틸렌, 폴리이미드, 폴리불화에틸렌프로필렌, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 아세트산셀룰로오스 수지 등의 유기 절연 재료를 들 수 있다.

캐리어 저지층의 막두께는, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않지만, 0.01~5μm가 바람직하고, 0.1~3μm가 보다 바람직하다. 캐리어 저지층이 너무 얇은 경우에는, 원하는 캐리어 저지 효과를 얻기 어렵고, 캐리어 저지층이 너무 두꺼운 경우에는, 제막(製膜)에 장시간을 요하여, 잠상 담지부(37)의 생산성이 저하할 우려가 있다.

잠상 담지부(37)의, 도전성 기체의 감광층측의 표면으로부터 잠상 담지부(37)의 최표면까지의 거리는 특별히 한정되지 않지만, 잠상 담지부(37)의 제조 비용을 저감할 수 있으며, 해상도가 우수한 화상이 얻어지는 점에서, 30μm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 잠상 담지체의 최표면이란, 표면 보호층이 형성되어 있는 경우는 표면 보호층의 표면이며, 표면 보호층이 형성되어 있지 않은 경우는 감광층의 표면이다. 또, 도전성 기체의 감광층측의 표면으로부터 잠상 담지부(37)의 최표면까지의 거리란, 캐리어 저지층, 감광층, 및 표면 보호층의 두께의 합계이다.

잠상 담지부(37)의, 도전성 기체의 감광층측의 표면으로부터 잠상 담지부(37)의 감광층측의 표면까지의 거리의 하한은, 본 개시의 목적을 저해하지 않는 범위에서 특별히 한정되지 않지만, 10μm 이상이 바람직하다. 거리가 너무 짧은 경우에는, 잠상 담지부(37)의 대전 성능이 불충분하거나, 노광에 이용하는 레이저광의 난반사에 의해, 하프 패턴에 간섭 줄무늬가 발생하거나 하는 경우가 있다.

노광부(38)는, 이른바 레이저 주사 유닛이며, 대전부(39)에 의해 균일하게 대전된 잠상 담지부(37)의 둘레면에, 상위 장치인 퍼스널 컴퓨터(PC)로부터 입력된 화상 데이터에 의거한 레이저광을 조사하여, 잠상 담지부(37) 상에 화상 데이터에 의거한 정전 잠상을 형성한다. 현상부(71)는, 정전 잠상이 형성된 잠상 담지부(37)의 둘레면에 양대전성 토너와 지방산 금속염을 포함하는 제1 실시 형태에 따른 현상제를 공급함으로써, 잠상 담지부(37) 표면의 마찰 계수의 증대를 억제하면서, 화상 데이터에 의거한 토너를 형성시킨다. 현상부(71)의 구성은, 현상제의 종류, 및 현상 방식에 따라 적절히 변경된다. 현상부(71)에 의해 잠상 담지부(37)의 둘레면에 형성된 토너상은, 중간 전사 벨트(31)에 1차 전사된다.

중간 전사 벨트(31)에 대한 토너상의 1차 전사가 종료된 후, 잠상 담지부(37)의 둘레면에 잔류하고 있는 토너를 클리닝부(8)에 의해 청소한다. 클리닝부(8)는 탄성 블레이드(81)를 구비하며, 탄성 블레이드(81)에 의해 잠상 담지부(37)의 둘레면에 잔류하는 토너를 제거한다. 탄성 블레이드는 우레탄계 고무나 에틸렌-프로필렌계 고무 등에 의해 구성된다. 제1 실시 형태에 따른 현상제를 이용하는 경우, 잠상 담지부(37) 표면의 마찰 계수의 증대가 억제되므로, 탄성 블레이드의 말려올라감이나, 「중간 빠짐」등의 화상 불량의 발생을 억제할 수 있다.

제전기(除電器)는, 1차 전사가 종료된 후, 잠상 담지부(37)의 둘레면을 제전한다. 클리닝부(8) 및 제전기에 의해 청정화 처리된 잠상 담지부(37)의 둘레면은, 새로운 대전 처리를 위해 대전부(39)를 향해, 새로운 대전 처리가 행해진다.

중간 전사 벨트(31)는, 무단형상의 벨트형상 회전체이며, 표면(접촉면)측이 각 잠상 담지부(37)의 둘레면에 각각 접촉하도록 구동 롤러(33), 종동 롤러(34), 백업 롤러(35), 및 1차 전사 롤러(36) 등의 복수의 롤러에 걸쳐져 있다. 또, 중간 전사 벨트(31)는, 각 잠상 담지부(37)와 대향 배치된 1차 전사 롤러(36)에 의해 잠상 담지부(37)에 가압된 상태로, 복수의 롤러에 의해 무단 회전하도록 구성되어 있다. 구동 롤러(33)는, 도시 생략의 스테핑 모터 등의 구동원에 의해 회전 구동하며, 중간 전사 벨트(31)에 무단 회전시키기 위한 구동력을 부여한다. 종동 롤러(34), 백업 롤러(35), 및 1차 전사 롤러(36)는 회전 가능하게 설치되며, 구동 롤러(33)에 의한 중간 전사 벨트(31)의 무단 회전에 수반하여 종동 회전한다. 이들 롤러(34, 35, 36)는, 구동 롤러(33)의 주동 회전에 따라 중간 전사 벨트(31)를 통해 종동 회전함과 더불어, 중간 전사 벨트(31)를 지지한다.

1차 전사 롤러(36)는, 음극성의 1차 전사 바이어스를 중간 전사 벨트(31)에 인가한다. 그렇게 함으로써, 각 잠상 담지부(37) 상에 형성된 토너상은, 각 잠상 담지부(37)와 1차 전사 롤러(36)의 사이에서, 구동 롤러(33)의 구동에 의해 화살표(반시계 회전) 방향으로 주회하는 중간 전사 벨트(31)에 겹쳐 칠해진 상태로 순차적으로 전사(1차 전사)된다.

2차 전사 롤러(32)는, 음극성의 2차 전사 바이어스를 용지(P)에 인가한다. 그렇게 함으로써, 중간 전사 벨트(31) 상에 1차 전사된 토너상은, 2차 전사 롤러(32)와 백업 롤러(35)의 사이에서 용지(P)에 2차 전사되고, 이에 의해, 용지(P)에 컬러의 전사 화상(미정착 토너상)이 전사된다.

정착부(4)는, 화상 형성부(3)에서 용지(P)에 전사된 전사 화상에 정착 처리를 실시하는 것이며, 통전 발열체에 의해 가열되는 가열 롤러(41)와, 이 가열 롤러(41)에 대향 배치되며, 둘레면이 가열 롤러(41)의 둘레면에 가압 접촉되는 가압 롤러(42)를 구비하고 있다.

그리고, 화상 형성부(3)에서 2차 전사 롤러(32)에 의해 용지(P)에 전사된 전사 화상은, 상기 용지(P)가 가열 롤러(41)와 가압 롤러(42)의 사이를 통과할 때의 가열 및 가압으로 이루어지는 정착 처리로 용지(P)에 정착된다. 그리고, 정착 처리가 실시된 용지(P)는, 배지부(5)에 배지되도록 되어 있다. 또, 본 실시 형태의 컬러 프린터(1)에서는, 정착부(4)와 배지부(5) 사이의 적소에 복수의 반송 롤러쌍(6)이 배치되어 있다.

배지부(5)는, 컬러 프린터(1)의 기기 본체(1a)의 꼭대기부가 오목하게 함몰됨으로써 형성되며, 이 오목하게 함몰된 오목부의 저부에 배지된 용지(P)를 받는 배지 트레이(51)가 형성되어 있다.

컬러 프린터(1)는, 이상과 같은 화상 형성 동작에 의해, 용지(P) 상에 화상 형성을 행한다. 그리고, 상기 구성의 탠덤 방식의 화상 형성 장치에 의해, 제1 실시 형태에 따른 양대전성 정전 잠상 현상용 현상제를 이용하여 현상을 행하는 경우, 화상 형성 장치가 탄성 블레이드(81)와, 도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부(37)를 구비하고 있어도, 장기에 걸쳐 연속적으로 화상을 형성할 때의 잠상 담지부 표면의 마찰 계수의 증대를 억제할 수 있고, 토너를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있으며, 역대전 토너의 발생을 억제함으로써, 현상부로부터의 토너 비산이나 형성 화상에 있어서의 흐려짐 등의 화상 불량의 발생을 억제할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 개시를 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 개시는 실시예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다.

[조제예 1]

(지방산 금속염 입자의 조제)

스테아르산아연(II)(SZ-TF(사카이 화학 주식회사제), 체적 평균 입자 직경 18μm), 스테아르산칼슘(칼슘스테아레이트 FI(니치유 주식회사제), 체적 평균 입자 직경 12.5μm), 팔미트산아연(II)(미츠와 화학 약품 주식회사제), 미리스트산아연(II)(미츠와 화학 약품 주식회사제), 또는 스테아르산마그네슘(다이헤이 화학 산업 주식회사제)를, 제트 밀(초음속 제트 밀 I형(일본 뉴매틱 공업 주식회사제))에 의해 분쇄하고, 얻어진 분쇄품을 엘보 제트(EJ-LABO형(니테츠 공업 주식회사제))에 의해 분급하였다. 분쇄, 및 분급 조건을 적절히 조정하여, 표 1에 기재된 지방산 금속염 A~H를 조제하였다. 지방산 금속염 A~H에 대해, 입도 분포 측정 장치(멀티사이저 3(베크먼 쿨터사제)에 의해 입도 분포를 측정하여, 체적 평균 입자 직경, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량(체적%), 및 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량(체적%)을 구하였다. 지방산 금속염 A~H의, 체적 평균 입자 직경, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량(체적%), 및 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량(체적%)을 표 1에 기재한다.

[표 1]

[조제예 2]

(양대전성 토너의 조제)

결착 수지(폴리에스테르 수지, 타프톤 NE-7200(가오 주식회사제) 100질량부, 이형제(카나바 왁스, C1(가토 양행 주식회사제)) 5.5질량부, 착색제(카본블랙, MA100(미츠비시 화학 주식회사제)) 4질량부, 및 양대전성 전하 제어제(4급 암모늄염 모노머 공중합체, FCA201PS(후지쿠라 화성 주식회지제, 제품 번호 : FCA201PS) 5.0질량부를, 헨셀 믹서(일본 코크스 주식회사제)로 2400rpm으로 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 2축 압출기(PCM-30(주식회사 이케가이제))로, 재료 투입량 5kg/h, 축 회전수 160rpm, 설정 온도 범위 100~130℃로 용융 혼련하였다. 용융 혼련물을 냉각시킨 후, 로트 플렉스 밀(8/16형(주식회사 동아 기계 제작소제))로 조분쇄한 후, 제트 밀(초음파 제트 밀 I형(일본 뉴매틱 공업 주식회사제))로 미분쇄하여, 얻어진 미분쇄품을 엘보 제트(EJ-LABO형(니테츠 공업 주식회사제))로 분급하였다. 조분쇄, 미분쇄, 및 분급의 조건을 적절히 조정하여, 입자 직경, 및 입도 분포가 다른 토너 모입자 I~토너 모입자 III을 얻었다.

얻어진 토너 모입자 I~III 100질량부에 대해, 소수성 실리카 미립자(RA-200H(일본 에어로질 주식회사제) 1질량부와, 산화티탄 미립자(ST-100(티탄 공업 주식회사제)) 0.5질량부를 더하고, 헨셀 믹서(FM-20B(일본 코크스 주식회사제))로 4분간 혼합하여, 토너 I~토너 III을 얻었다. 입도 분포 측정 장치(멀티사이저 3(베크먼 쿨터사제))에 의해 측정된, 토너 I~토너 III의 체적 평균 입자 직경, 입자 직경 4μm 이하인 입자의 함유량(개수%), 및 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량(체적%)을 표 2에 기재한다.

[표 2]

[실시예 1]

토너 I 101.5질량부에 대해, 지방산 금속염 A 0.1질량부를 더하고, 헨셀 믹서(FM-20B(일본 코크스 주식회사제))로 4분간 혼합하여, 토너와 지방산 금속염의 혼합물을 얻었다.

캐리어(피복제 : 불소 수지, 체적 고유 저항 : 10⁷Ωcm, 포화 자화 : 70emu/g, 평균 입자 직경 35μm, Cu-Zn계 페라이트 캐리어(파우더테크 주식회사제))에 대해, 얻어진 토너와 지방산 금속염의 혼합물을 현상제 중의 함유량이 12질량%가 되도록 배합하고, 볼밀에 의해 30분간 혼합하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 1의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다.

얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 A로 이루어지는 혼합물을 이용하여, 하기 방법에 따라, 인자 농도 5%로 1만장 인자하는 내구성 시험을 행하고, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 토너의 대전량, 및 역대전 토너량과, 내구 시험 중에 현상기 내에 낙하된 낙하 토너량과, 내구 시험 중의 전사 효율을 평가하였다. 실시예 1의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

<내구성 시험>

도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치인 복합기(TASKalfa500ci(쿄세라 미타 주식회사제))의 흑색용 현상부에, 3성분 현상제를 인스톨하고, 토너 I과 지방산 금속염 A로 이루어지는 혼합물을 흑색 토너용의 토너 카트리지에 충전하였다. 현상 슬리브와 마그넷 롤 사이의 전압(△V)을 250V로 설정하고, 마그넷 롤에 인가하는 교류 전압(Vpp)을 2.0kV로 설정하여, 인자율 5%로 1만장 연속적으로 인자를 행하였다.

(화상 농도)

내구성 시험에 있어서의 1만장 연속 인자 후에, 솔리드 화상을 포함하는 평가용의 샘플 화상을 인자하여, 솔리드 화상 내의 임의의 10점에서, 화상 농도계(스펙트로아이(그레택맥베스사제))에 의해 화상 농도를 측정하였다. 10점의 화상 농도의 평균치를, 화상 농도의 값으로 하였다. 화상 농도 1.2 이상을 OK로 판정하고, 1.2 미만을 NG로 판정하였다.

(흐려짐)

화상 농도의 평가에 이용한 샘플 화상의 비인자부의 임의의 3점의 화상 농도를, 화상 농도계(스펙트로아이(그레택맥베스사제))에 의해 측정하였다. 또, 미인자 용지의 화상 농도를 측정하였다. 샘플 화상의 비인자부의 3점의 화상 농도 중, 가장 높은 화상 농도의 값에서, 미인자 용지의 화상 농도를 제한 값을, 흐려짐 농도의 값으로 하였다. 흐려짐 농도 0.005 이하를 OK로 판정하고, 0.005 초과를 NG로 판정하였다.

(잠상 담지부 표면의 마찰 계수)

잠상 담지부(감광체 드럼) 표면과, 와이핑 클로스(킴와이프 200S(일본 제지 크레시아 주식회사제)) 사이의 운동마찰 계수를, 오토 그래프(주식회사 시마즈 제작소제)와 마찰 계수 측정용의 전용 지그를 이용해, JIS7125에 준거하여 측정하였다. 또한, 운동마찰 계수의 측정은, 216g의 중추(重錘)를 이용하여 행하였다. 또, 내구성 시험 전의 잠상 담지부 표면의 운동마찰 계수는 0.18이었다. 내구성 시험 후의 운동마찰 계수가 0.50 이하를 OK로 판정하고, 0.50 초과를 NG로 판정하였다.

(현상기 내의 낙하 토너량)

내구성 시험 후에, 현상기 내부에 낙하되어 있는 토너를 회수하여, 그 질량을 측정하였다. 낙하 토너량 100mg 이하를 OK로 판정하고, 100mg 초과를 NG로 판정하였다.

(토너의 대전량)

내구성 시험 후에 현상 슬리브 표면으로부터 채취한 토너의 대전량을, QM 미터(TREK사제, MODEL 210HS-1)에 의해 측정하였다. 대전량 12~27μC/g을 OK로 판정하고, 12μC/g 미만, 또는 27μC/g 초과를 NG로 판정하였다.

(전사 효율)

내구성 시험 후에 클리닝부에 회수된 회수 토너량을 측정하였다. 내구성 시험에 의해 소비된 토너량에서, 회수 토너량과 낙하 토너량을 제한 값을, 전사된 토너량으로 하였다. 전사된 토너량의, 소비된 토너량에 대한 비율을 전사 효율(질량%)로 하였다. 전사 효율 90질량% 이상을 OK로 판정하고, 90질량% 미만을 NG로 판정하였다.

(역대전 토너량)

내구성 시험 후에 현상 롤러 표면으로부터 채취한 토너를 이스파트 애널라이저(EST-III형(호소카와 미크론 주식회사제))에 투입하여, 토너 중의 역대전 토너량(질량%)을 측정하였다. 역대전 토너량이 1질량% 이하를 OK로 판정하고, 1질량% 초과를 NG로 판정하였다.

[실시예 2]

지방산 금속염 A를, 지방산 금속염 B(스테아르산아연)로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 2의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 B의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 2의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 3]

지방산 금속염 A를, 지방산 금속염 C(스테아르산아연)로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 3의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 C의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 3의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 4]

지방산 금속염 A를, 지방산 금속염 D(스테아르산칼슘)로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 4의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 D의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 4의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 5]

토너 I과 지방산 금속염 A의 혼합물을 조제할 때의, 지방산 금속염 A의 사용량을 0.1질량부에서 0.05질량부로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 5의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 A의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 5의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 6]

토너 I과 지방산 금속염 A의 혼합물을 조제할 때의, 지방산 금속염 A의 사용량을 0.1질량부에서 0.2질량부로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 6의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 A의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 6의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 7]

토너 I을 토너 II로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 7의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 II와 지방산 금속염 A의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 7의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 8]

토너 I을 토너 III으로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 8의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 III과 지방산 금속염 A의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 8의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 9]

지방산 금속염 A를, 지방산 금속염 G(팔미트산아연)로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 9의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 G의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 9의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[실시예 10]

지방산 금속염 A를, 지방산 금속염 H(미리스트산아연)로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 실시예 10의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 H의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 실시예 10의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[비교예 1]

지방산 금속염 A를, 지방산 금속염 E(스테아르산아연)로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 비교예 1의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 E의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 비교예 1의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다. 비교예 1의 현상제를 이용하는 내구성 시험에서는, 탄성 블레이드의 말려올라감은 발생하지 않았지만, 내구성 시험 중에 탄성 블레이드와 잠상 담지부 표면의 마찰에 의한 격렬한 마찰음이 발생하였다.

[비교예 2]

토너 I과 지방산 금속염 E의 혼합물을 조제할 때의, 지방산 금속염 E의 사용량을 0.1질량부에서 0.05질량부로 변경한 것 외는, 비교예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 비교예 2의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 E의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 비교예 2의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다. 또한, 비교예 2의 현상제를 이용하는 내구성 시험에서는, 약 8000장 인자한 시점에서 탄성 블레이드의 말려올감이 발생하였다. 이 때문에, 내구성 시험은, 도중에 탄성 블레이드를 교환하여 실시하였다.

[비교예 3]

토너 I과 지방산 금속염 E의 혼합물을 조제할 때의, 지방산 금속염 E의 사용량을 0.1질량부에서 0.20질량부로 변경한 것 외는, 비교예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 비교예 3의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 E의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 비교예 3의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다.

[비교예 4]

지방산 금속염 A를, 지방산 금속염 F(스테아르산아연)로 변경한 것 외는, 실시예 1과 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 비교예 4의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 F의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 비교예 4의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다. 또한, 비교예 4의 현상제를 이용하는 내구성 시험에서는, 약 6000장 인자한 시점에서 탄성 블레이드의 말려올라감이 발생하였다. 이 때문에, 내구성 시험은, 도중에 탄성 블레이드를 교환하여 실시하였다.

[비교예 5]

토너 I과 지방산 금속염 F의 혼합물을 조제할 때의, 지방산 금속염 F의 사용량을 0.1질량부에서 0.05질량부로 변경한 것 외는, 비교예 4와 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 비교예 5의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 F의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 비교예 5의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다. 또한, 비교예 5의 현상제를 이용하는 내구성 시험에서는, 약 4000장 인자한 시점에서 탄성 블레이드의 말려올라감이 발생하였다. 이 때문에, 내구성 시험은, 도중에 탄성 블레이드를 교환하여 실시하였지만, 약 5500장, 및 약 9000장 인자한 시점에서도, 또한 탄성 블레이드의 말려올라감이 발생하였다.

[비교예 6]

토너 I과 지방산 금속염 F의 혼합물을 조제할 때의, 지방산 금속염 F의 사용량을 0.1질량부에서 0.2질량부로 변경한 것 외는, 비교예 4와 동일하게 하여 3성분 현상제를 조제하였다. 비교예 6의 3성분 현상제의 작성에 이용한 토너의 조성과 지방산 금속염의 사용량과 입도 분포 특성을 표 3에 기재한다. 얻어진 3성분 현상제와, 토너 I과 지방산 금속염 F의 혼합물을 이용해, 실시예 1과 동일하게 하여, 내구성 시험 후의, 형성 화상의 화상 농도, 형성 화상의 흐려짐, 잠상 담지부 표면의 마찰 계수, 현상기 내의 낙하 토너량, 토너의 대전량, 전사 효율, 및 역대전 토너량을 평가하였다. 비교예 6의 현상제의 평가 결과를 표 4에 기재한다. 또한, 비교예 6의 현상제를 이용하는 내구성 시험에서는, 탄성 블레이드의 말려올라감이 발생하지 않았다.

[표 3]

<현상제 조성>

[표 4]

<현상제 평가 결과(평가 수치/판정)>

실시예 1~10에 의하면, 양대전성 토너와, 탄소 원자수 12~20인 지방산의, 아연, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 염을 포함하고, 지방산 금속염이, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량이 20체적% 이하이며, 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 5체적% 이하인 현상제이면, 도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치에 의해 화상을 형성하는 경우여도, 장기에 걸쳐 연속적으로 화상을 형성할 때의 잠상 담지부 표면의 마찰 계수의 증대를 억제할 수 있고, 토너를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있으며, 역대전 토너의 발생을 억제함으로써 현상기로부터의 토너 비산이나 형성 화상에 있어서의 흐려짐 등의 화상 불량의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.

비교예 1의 현상제는, 입자 직경 3μm 이하의 미분말 함유량이 많은 지방산 금속염 E를 포함하고 있으므로, 지방산 금속염의 미립자가 토너에 부착되기 쉽다. 이 때문에, 비교예 1의 현상제에서는, 잠상 담지부 표면에 지방산 금속염이 적절히 공급되기 어렵고, 내구성 시험에 의해 잠상 담지부 표면의 운동마찰 계수가 증대됨과 더불어, 역대전 토너가 다량으로 생성되고 있다. 또, 비교예 1의 현상제에서는, 역대전 토너가 다량으로 생성되므로, 내구성 시험 후에 형성 화상에 있어서의 흐려짐이 발생하고 있다.

비교예 2의 현상제는, 비교예 1과 동일하게, 미분말 함유량이 많은 지방산 금속염 E를 포함하고 있지만, 지방산 금속염 E의 함유량은 비교예 1보다 적다. 이 때문에, 비교예 2의 현상제는, 내구성 시험 후의 역대전 토너의 생성량이 적다. 그러나, 비교예 2의 현상제는, 지방산 금속염의 함유량이 적으므로, 비교예 1의 현상제보다 잠상 담지부 표면에 지방산 금속염이 더욱 공급되기 어렵고, 내구성 시험에 의해 잠상 담지부 표면의 운동마찰 계수가 증대되기 쉽다.

비교예 3의 현상제는, 비교예 1과 동일하게, 미분말 함유량이 많은 지방산 금속염 E를 포함하고 있지만, 지방산 금속염 E의 함유량은 비교예 1보다 많다. 이 때문에, 비교예 3의 현상제는, 지방산 금속염의 함유량이 절대적으로 많고, 미분말이 토너에 부착되기 쉬운 상황이어도, 잠상 담지부 표면에 지방산 금속염이 양호하게 공급되어, 잠상 담지부 표면의 운동마찰 계수가 증대되기 어렵다. 그러나, 비교예 3의 현상제는, 음대전성의 지방산 금속염을 다량으로 포함하므로, 역대전 토너가 다량으로 생성되기 쉽고, 토너의 대전량의 저하나, 형성 화상에 있어서의 흐려짐이 발생하기 쉽다.

비교예 4의 현상제는, 입자 직경 10μm 이상의 조분말 함유량이 많은 지방산 금속염 F를 포함하고 있다. 이 때문에, 비교예 4의 현상제에서는, 지방산 금속염의 조분말과 함께 토너가 낙하되기 쉽고, 낙하 토너량이 현저하게 많으며, 전사 효율도 낮다. 또, 비교예 4의 현상제는, 지방산 금속염의 조분말이 현상기 내에 낙하되기 쉬우므로, 지방산 금속염이 잠상 담지체 표면에 양호하게 공급되기 어렵고, 내구성 시험에 의해 잠상 담지부 표면의 운동마찰 계수가 증대되기 쉽다.

비교예 5의 현상제는, 비교예 4와 동일하게, 조분말 함유량이 많은 지방산 금속염 F를 포함하고 있지만, 지방산 금속염 F의 함유량은 비교예 4보다 적다. 이 때문에, 비교예 5의 현상제는 내구성 시험 후의 낙하 토너량이 적다. 그러나, 비교예 5의 현상제는, 지방산 금속염의 함유량이 적으므로, 비교예 4의 현상제보다 잠상 담지부 표면에 지방산 금속염이 더욱 공급되기 어렵고, 내구성 시험에 의해 잠상 담지부 표면의 운동마찰 계수가 극히 증대되기 쉽다.

비교예 6의 현상제는, 비교예 4와 동일하게, 조분말 함유량이 많은 지방산 금속염 F를 포함하고 있지만, 지방산 금속염 F의 함유량은 비교예 4보다 많다. 이 때문에, 비교예 6의 현상제는, 지방산 금속염의 함유량이 절대적으로 많고, 지방산 금속염의 조분말이 현상기 내에 낙하되기 쉬운 상황이어도, 잠상 담지부 표면에 지방산 금속염이 양호하게 공급되어, 잠상 담지부 표면의 운동마찰 계수가 증대되기 어렵다. 그러나, 비교예 6의 현상제에서는, 지방산 금속염의 조분말과 함께 토너가 현상기 내에 낙하되기 쉽고, 낙하된 토너의 비산의 영향에 의해 화상 오염이 발생하였다.

Claims

도전성 기체(基體) 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치에서 사용되는 정전 잠상 현상용 현상제로서,
상기 현상제는, 양대전성 토너와, 지방산 금속염을 포함하고,
상기 지방산 금속염은, 탄소 원자수 12~20인 지방산의, 아연, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 염이며,
상기 지방산 금속염은, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량이 20체적% 이하이고, 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 5체적% 이하인, 정전 잠상 현상용 현상제.
청구항 1에 있어서,
상기 지방산 금속염이, 스테아르산, 팔미트산, 및 미리스트산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 산의 금속염인, 정전 잠상 현상용 현상제.
청구항 2에 있어서,
상기 지방산 금속염이 스테아르산의 금속염인, 정전 잠상 현상용 현상제.
청구항 1에 있어서,
상기 지방산 금속염은 체적 평균 입자 직경이 4~8μm인, 정전 잠상 현상용 현상제.
청구항 1에 있어서,
상기 지방산 금속염의 함유량이, 상기 양대전성 토너 100질량부에 대해, 0.01~0.5질량부인, 정전 잠상 현상용 현상제.
도전성 기체 상에 적어도 비정질 실리콘으로 이루어지는 감광층이 형성되어 있는 잠상 담지부와, 탄성 블레이드를 갖는 클리닝부를 구비하는 화상 형성 장치에 있어서,
양대전성 토너와, 지방산 금속염을 포함하고,
상기 지방산 금속염은, 탄소 원자수 12~20인 지방산의, 아연, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 염이며,
상기 지방산 금속염은, 입자 직경 3μm 이하인 입자의 함유량이 20체적% 이하이고, 입자 직경 10μm 이상인 입자의 함유량이 5체적% 이하인, 정전 잠상 현상용 현상제를 이용하여 화상을 형성하는 화상 형성 방법.