KR20130045792A

KR20130045792A - 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법

Info

Publication number: KR20130045792A
Application number: KR1020120048112A
Authority: KR
Inventors: 가츠유키 기타지마; 유타카 사이토; 사콘 다카하시; 미치오 다케
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-05-06
Also published as: US20130108949A1; JP5879931B2; AU2012202495A1; US8735036B2; CN103076726B; CN103076726A; JP2013092692A; AU2012202495B2

Abstract

[과제] 색 줄무늬의 발생을 억제한 정전하상 현상용 토너를 제공한다.
[해결 수단] 토너 입자와, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도(圓形度)가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너를 적용한다.

Description

정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법{ELECTROSTATIC CHARGE IMAGE DEVELOPING TONER, ELECTROSTATIC CHARGE IMAGE DEVELOPER, TONER CARTRIDGE, PROCESS CARTRIDGE, IMAGE FORMING APPARATUS, AND IMAGE FORMING METHOD}

본 발명은, 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법의 발명에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 적어도 결착 수지, 착색제로 이루어지는 토너 모체 입자에 무기 미립자를 외첨시켜서 이루어지는 화상 형성용 토너로서, 상기 토너 모체 입자에, 입도 분포에 있어서의 체적 분포의 변동계수가 50% 이하인 무기 미립자를 습식 처리에 의해 부착해서 되는 것을 특징으로 하는 화상 형성용 토너가 제안되어 있다.

특허문헌 2에는, 적어도 바인더 수지와 착색제를 용융 혼련(混練)하고, 냉각한 뒤 분쇄에 의하여 분체로 하여, 분급에 의해 조립자와 미립자를 제거해서 되는 정전하상 현상용 토너에 있어서, 외첨제로서, 진원도(眞圓度) 1.00～1.30, 평균 1차 입자경 0.05～0.45㎛, 1차 입자경의 표준편차/평균값의 비 0.25 이하인 무기 미립자가 첨가되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너가 제안되어 있다.

일본 특개2005-266557호 공보 일본 특개2007-199579호 공보

본 발명은, 색 줄무늬(color streak)의 발생을 억제한 정전하상 현상용 토너를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<1> 토너 입자와, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도(圓形度)가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너이다.

<2> 상기 외첨제의 평균 원형도가 약 0.5 이상인 <1>에 기재된 정전하상 현상용 토너이다.

<3> 상기 외첨제가 졸겔 실리카인 <1>에 기재된 정전하상 현상용 토너이다.

<4> 상기 외첨제가 유기 규소 화합물에 의해 소수화(疎水化) 처리를 행한 졸겔 실리카인 <1>에 기재된 정전하상 현상용 토너이다.

<5> <1>에 기재된 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상제이다.

<6> <2>에 기재된 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상제이다.

<7> <1>에 기재된 정전하상 현상용 토너를 수납하고, 화상 형성 장치에 탈착되는 토너 카트리지이다.

<8> <5>에 기재된 정전하상 현상제를 수납하고, 상 유지체의 표면에 형성된 정전하상을 상기 정전하상 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단을 구비하고, 화상 형성 장치에 착탈되는 프로세스 카트리지이다.

<9> 상 유지체와, 상기 상 유지체의 표면을 대전하는 대전 수단과, 상기 상 유지체의 표면에 정전하상을 형성하는 정전하상 형성 수단과, <5>에 기재된 정전하상 현상제를 수납하고, 상기 정전하상 현상제에 의해 상기 정전하상을 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 수단과, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드를 가지는 클리닝 수단과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 수단을 구비하는 화상 형성 장치이다.

<10> 상 유지체의 표면을 대전하는 대전 공정과, 상기 상 유지체 표면에 정전하상을 형성하는 정전하상 형성 공정과, <5>에 기재된 정전하상 현상제에 의해 상기 정전하상을 현상하여 토너상을 형성하는 현상 공정과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 공정과, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드를 가지는 클리닝 공정과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 공정을 가지는 화상 형성 방법이다.

<1>에 따른 발명에 의하면, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 정전하상 현상용 토너가 얻어진다.

<2>에 따른 발명에 의하면, 외첨제의 평균 원형도가 약 0.5 미만일 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 정전하상 현상용 토너가 얻어진다.

<3>에 따른 발명에 의하면, 이 구성을 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 정전하상 현상용 토너가 얻어진다.

<4>에 따른 발명에 의하면, 이 구성을 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 정전하상 현상용 토너가 얻어진다.

<5>에 따른 발명에 의하면, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너를 사용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 정전하상 현상제가 얻어진다 .

<6>에 따른 발명에 의하면, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너를 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 정전하상 현상제가 얻어진다 .

<7>에 따른 발명에 의하면, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너를 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 토너 카트리지를 제공한다.

<8>에 따른 발명에 의하면, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너를 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 프로세스 카트리지를 제공한다.

<9>에 따른 발명에 의하면, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너를 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 화상 형성 장치를 제공한다.

<10>에 따른 발명에 의하면, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너를 적용하지 않는 경우에 비해, 색 줄무늬의 발생이 억제된 화상 형성 방법을 제공한다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 프로세스 카트리지의 일례를 나타내는 개략 구성도다.

이하, 본 발명의 일례인 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.

[정전하상 현상용 토너]

본 실시 형태에 따른 정전하상 현상용 토너(이하, 단지 「토너」라 하는 경우가 있다)는, 토너 입자와, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가진다.

본 실시 형태에 따른 토너는, 상기의 구성을 취함으로써, 색 줄무늬의 발생을 억제한다.

이 이유는, 확실하지는 않지만, 이하에 나타내는 이유에 의한 것으로 생각된다.

우선, 종래, 기계적인 부하에 의해, 외첨제가 토너 입자에 매몰하는 것을 억제하는 목적으로, 외첨제로서, 구상(球狀)의 큰 직경의 외첨제가 사용되고 있다. 그러나 토너의 외첨제로서 사용되어 온, 원형도가 1.0에 가까운 구상의 외첨제는, 클리닝 블레이드를 빠져나가기 쉬워, 색 줄무늬가 발생하는 원인이 되고 있다.

한편, 외첨제를 이형상(異形狀)으로 한 경우, 클리닝 블레이드에 대한 클리닝성이 향상하므로 외첨제의 빠져나감이 억제되기 쉽다.

그러나, 이형상의 외첨제는, 일정 패턴 화상을 연속해서 형성하면, 클리닝 블레이드와 상 유지체의 접하는 부분 중, 화상부에서는 토너 입자 및 외첨제가 체류하는 것에 대하여, 비화상부에서는, 토너 입자 및 외첨제가 체류하기 어려운 상태로 화상출력이 계속된다.

이 때문에, 클리닝 블레이드와 상 유지체가 접한 부분에는, 상 유지체의 축방향에 있어서, 토너 입자 또는 외첨제가 존재하는 영역이 편재하기 쉬워지고, 그 결과, 국소적으로 마찰계수가 상승하는 영역이 발생하여, 색 줄무늬가 발생하기 쉬워진다.

이 색 줄무늬는, 특히 저온 저습 하(예를 들면, 10℃, 10% RH)에서, 저화상 밀도(저(低) 에어리어 커버리지)로, 일정 패턴 화상을 연속해서 형성한 경우에, 현저하게 발생하기 쉽다.

이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 토너에 있어서는, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제, 즉, 이형이고, 또한, 원형도의 분포가 넓은 외첨제를 적용한다.

여기에서, 원형도의 분포가 넓은 외첨제란, 이형의 정도가 폭넓은 외첨제를 말하고, 구체적으로는, 이형의 정도가 큰 것부터 작은 것까지 존재하는 외첨제인 것을 말한다.

외첨제는, 원형도의 분포를 넓게 함으로써, 클리닝 블레이드에 체류하기 어려워 비화상부까지 이동하는 외첨제(이형의 정도가 작은 외첨제)부터, 클리닝 블레이드에 체류하기 쉬워서 이동하기 어려운 외첨제(이형의 정도가 큰 외첨제)까지를 포함하게 된다.

즉, 외첨제의 평균 원형도를 약 0.9 이하의 이형상으로 함으로써 클리닝 블레이드에서의 빠져나감을 억제한 후에, 클리닝 블레이드와 상 유지체가 접한 부분에 있어서, 화상부에서 비화상부로 일부의 외첨제가 이동해 오기 때문에, 클리닝 블레이드와 상 유지체가 접한 부분에는 상 유지체의 축방향에 있어서, 외첨제가 편재하는 것 없이, 체류하기 쉬워지는 것으로 생각된다. 그 결과, 클리닝 블레이드와 상 유지체의 접하는 부분의 상 유지체의 축방향에 있어서 국소적으로 마찰계수가 상승하는 영역이 발생하는 것이 억제된다고 생각된다.

이상으로부터, 본 실시 형태에 따른 토너에서는, 색 줄무늬의 발생이 억제된다고 생각된다.

또, 본 실시 형태에 따른 토너에서는, 클리닝 블레이드와 상 유지체의 접하는 부분에 있어서, 국소적으로 마찰계수가 상승하는 영역이 발생하는 것을 억제함으로써, 이음(異音)이나 클리닝 블레이드의 흠집, 클리닝 블레이드의 컬링(curling) 발생도 억제된다고 생각된다.

이하, 본 실시 형태에 따른 토너를 상세하게 설명한다.

[외첨제]

우선, 외첨제에 관하여 설명한다.

외첨제로서는, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 것을 적용한다.

(평균 입경)

외첨제의 평균 입경은, 70nm 이상 420nm 이하이며, 100nm 이상 300nm 이하인 것이 좋고, 바람직하게는 120nm 이상 200nm 이하다.

외첨제의 평균 입경이 420nm보다 작으면, 경시(經時)에서의 탈리가 억제되어, 토너 입자에 부착하기 쉬워지고, 또한, 클리닝 블레이드에서 빠져나감이 억제된다.

한편, 평균 입경이 70nm 이상이면, 외첨제는 토너 입자에 매몰하기 어려워진다.

외첨제의 평균 입경은, 토너 입자 표면을 관찰하여, 100개의 외첨제(입자)에 대해서 관찰하고, 관찰한 토너 입자 표면의 화상을 화상 처리 해석 소프트웨어 WinRoof(미타니쇼우지카부시키가이샤)를 시용하여 해석함으로써 산출했다. 외첨제의 평균 입경이란 1차 입자의 화상 해석에 의해서 얻어진 원 상당 직경의 누적 빈도에 있어서의 50% 직경(D50v)을 의미한다.

(평균 원형도)

외첨제의 평균 원형도는, 0.9 이하이며, 0.85 이하인 것이 좋고, 0.80 이하인 것이 더 바람직하다. 외첨제의 평균 원형도가 약 0.9 이하이면, 외첨제의 형상이 이형상이 되어, 구상이 아니게 되어 가기 때문에, 클리닝 블레이드에 있어서의 빠져나감이 억제되어서, 색 줄무늬의 발생이 억제된다고 생각된다.

한편, 외첨제의 평균 원형도는, 0.5 이상인 것이 좋고, 0.60 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.65 이상인 것이 더 바람직하다. 평균 원형도가 0.5 이상이면, 외첨제의 어스펙트 비(aspect ratio)가 작은 형상이 되고, 기계적 부하가 가해진 때에도 외첨제가 결손하기 어려워진다. 그 때문에, 예를 들면, 클리닝 블레이드와 상 유지체의 접하는 부분에서 결손한 외첨제가 빠지고, 거기에, 외첨제에 비해서 경도가 낮고 클리닝 블레이드에 의한 압력에 약한 토너 입자가 들어가는 결과, 토너 입자가 클리닝 블레이드에 부서져서 색 줄무늬가 발생하는 현상이 억제된다고 생각된다.

또, 외첨제는, 평균 원형도가 0.5 이상인 경우에, 제조가 용이하게 된다.

평균 원형도의 측정은, 100개의 외첨제에 대해서 40000배로 관찰하고, 관찰한 토너 입자 표면의 화상을 화상 처리 해석 소프트웨어 WinRoof(미타니쇼우지카부시키가이샤)를 사용하여 화상 해석함으로써 행한다.

해석된 화상으로부터 원 상당 직경 주위 길이 및 주위 길이를 구한 뒤에, 하기 식에 따라서 각각의 외첨제의 원형도를 구하고, 그것들을 평균하여 구한다(평균 입경의 산출과 같음).

원형도 = 원 상당 직경 주위 길이/주위 길이 = [2×(Aπ)^1/2]/PM

상기 식에 있어서, A는 외첨제의 투영 면적, PM은 외첨제의 주위 길이를 나타낸다.

원형도는, 1.0인 경우에는 진구(眞球)이며, 수치가 낮을수록 외주에 요철이 있어, 이형의 정도가 높아진다.

(원형도의 표준편차)

외첨제의 원형도의 표준편차는, 0.2보다 크지만, 0.22 이상이 보다 바람직하다. 여기에서, 원형도의 분포는 넓을수록 좋다고 생각되므로, 원형도의 표준편차는, 클수록 바람직하지만, 각 원형도를 가진 입자의 존재 비율이 크게 치우쳐버리기 때문에, 상한은 0.3인 것이 좋다.

외첨제의 원형도의 표준편차는, 0.2보다 크게 함으로써, 색 줄무늬의 발생이 억제된다고 생각된다.

외첨제의 원형도의 표준편차는 전술의 각각의 외첨제의 원형도에서 산출한다. 구체적으로는 얻어진 1차 입자의 원형도에 대하여, 각 입자의 원형도와 평균 원형도와의 차이의 2승의 합을 구해서 전(全) 입자 수로 나누고, 그 값의 평방근을 취하는 것으로 산출된다.

(재료)

외첨제의 재료로서는, 본 실시 형태에 따른 토너에 의한 효과는, 평균 입경, 평균 원형도 및 원형도의 표준편차에 의해 기계적으로 나타나므로, 상기의 평균 입경, 평균 원형도, 및 원형도의 표준편차를 만족하는 외첨제이면, 재료는 특히 한정되지 않고, 공지의 재료가 적용된다. 이하에서는, 적용될 수 있는 외첨제의 재료에 관하여 설명한다.

외첨제로서는, 무기 입자, 유기 입자 등, 주지의 것을 들 수 있다. 무기 입자로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 실리카(예를 들면, 퓸드 실리카(fumed silica), 졸겔 실리카(sol-gel silica) 등), 알루미나, 티타니아, 산화아연, 산화 주석, 산화철, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 인산3칼슘, 산화세륨 등의 통상 토너 표면의 외첨제로서 사용되는 모든 입자를 들 수 있고, 유기입자로서는, 예를 들면, 비닐계 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 불소계 수지 등의 통상 토너 표면의 외첨제로서 사용되는 모든 입자를 들 수 있다.

(외첨제의 제작 방법)

외첨제의 제작 방법의 일례로서는, 졸겔법을 들 수 있다.

이하, 졸겔법에 의한 외첨제의 제작 방법을 「졸겔 실리카의 제조 방법」이라 하여 설명한다.

졸겔 실리카의 제조 방법은, 알코올을 함유하는 용매 중에, 0.6mol/L 이상 0.87mol/L 이하의 농도로 알칼리 촉매가 함유되는 알칼리 촉매 용액을 준비하는 공정(이하, 「알칼리 촉매 용액 준비 공정」이라 하는 경우가 있다)과, 상기 알칼리 촉매 용액 중에, 테트라알콕시실란을 공급함과 함께, 테트라알콕시실란의 1분간당에 공급되는 총 공급량의 1mol당에 대하여 0.1mol 이상 0.4mol 이하로 알칼리 촉매를 공급하는 공정(이하, 「입자 생성 공정」이라 하는 경우가 있다)을 가진다.

즉, 이 제조 방법에서는, 상기 농도의 알칼리 촉매가 함유되는 알코올의 존재 하에, 원료인 테트라알콕시실란과, 별도, 촉매인 알칼리 촉매를 각각 상기 관계로 공급하면서, 테트라알콕시실란을 반응시켜서, 실란 입자를 생성하는 방법이다.

본 졸겔 실리카의 제조 방법에서는, 상기 수법에 의해, 조대(粗大) 응집물의 발생이 적고, 원형도가 낮은 졸겔 실리카가 얻어진다. 이 이유는, 확실하지는 않지만 이하의 이유에 의한 것으로 생각된다.

우선, 알코올을 함유하는 용매 중에 알칼리 촉매가 함유되는, 알칼리 촉매 용액을 준비하고, 이 용액 중에 테트라알콕시실란과 알칼리 촉매를 각각 공급하면, 알칼리 촉매 용액 중에 공급된 테트라알콕시실란이 반응하여, 핵입자가 생성된다. 이 때, 알칼리 촉매 용액 중의 알칼리 촉매 농도가 상기 범위에 있으면, 2차 응집물 등의 조대 응집물의 생성을 억제하면서, 원형도가 낮은 핵입자가 생성된다고 생각된다. 이것은, 알칼리 촉매는, 촉매 작용의 이외에, 생성되는 핵입자의 표면에 배위하여, 핵입자의 형상, 분산 안정성에 기여하지만, 그 양이 상기 범위 내이면, 알칼리 촉매가 핵입자의 표면을 균일하게 덮지 않기 때문에(즉 알칼리 촉매가 핵입자의 표면에 편재해서 부착하기 때문에), 핵입자의 분산 안정성은 유지하지만, 핵입자의 표면장력 및 화학적 친화성에 부분적인 치우침이 생겨, 원형도가 낮은 핵입자가 생성된다고 생각되기 때문이다.

그리고, 테트라알콕시실란과 알칼리 촉매의 공급을 각각 계속해 가면, 테트라알콕시실란의 반응에 의해, 생성한 핵입자가 성장하여, 실란 입자가 얻어진다. 여기에서, 이 테트라알콕시실란과 알칼리 촉매의 공급을, 그 공급량을 상기 관계로 유지하면서 행함으로써 2차 응집물 등의 조대 응집물의 생성을 억제하면서, 원형도가 낮은 핵입자가 그 이형성을 유지한 채 입자 성장하고, 결과, 원형도가 낮은 졸겔 실리카가 생성된다고 생각된다. 이것은, 이 테트라알콕시실란과 알칼리 촉매의 공급량을 상기 관계로 함으로써, 핵입자의 분산을 유지하면서도, 핵입자 표면에 있어서의 장력과 화학적 친화성의 부분적인 치우침이 유지되므로, 이형성을 유지하면서 핵입자의 입자 성장이 생긴다고 생각되기 때문이다.

이상으로부터, 본 졸겔 실리카의 제조 방법에서는, 조대 응집물의 발생이 적고, 원형도가 낮은 졸겔 실리카가 얻어진다고 생각된다.

여기에서, 테트라알콕시실란의 공급량은, 졸겔 실리카의 입도 분포나 원형도에 관계된다고 생각된다. 테트라알콕시실란의 공급량을, 0.0055mol/(mol·분) 이상 0.009mol/(mol·분) 이하로 함으로써, 입자 성장 단계에 있어서의 테트라알콕시실란과 핵입자의 접촉 확률을 낮추고, 테트라알콕시실란이 핵입자에 치우치지 않게 공급되기 전에, 테트라알콕시실란과 핵입자의 반응을 일으킬 수 있다고 생각된다. 즉, 테트라알콕시실란과 핵입자의 반응이 치우친다고 생각된다. 그 때문에 핵입자에의 테트라알콕시실란의 공급의 편재화를 조장하고, 입자 성장의 불균형을 초래하한다고 생각된다.

그 결과, 졸겔 실리카의 평균 원형도는 약 0.9 이하이고, 또한, 이형의 정도가 폭넓은 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 졸겔 실리카를 제조할 수 있다고 생각된다.

또, 졸겔 실리카의 평균 입경은, 테트라알콕시실란의 총 공급량에 의존한다고 생각된다.

또한, 본 졸겔 실리카의 제조 방법에서는, 이형상의 핵입자를 생성시켜, 이 이형상을 유지한 채로 핵입자를 성장시켜 졸겔 실리카가 생성된다고 생각되므로, 기계적 부하에 대한 형상 안정성이 높은 이형상의 졸겔 실리카가 얻어진다고 생각된다.

즉, 본 졸겔 실리카의 제조 방법에서는, 생성한 이형상의 핵입자가 이형상을 유지한 채로 입자 성장되어, 졸겔 실리카가 얻어진다고 생각되므로, 기계적 부하에 강하고, 부서지기 어려운 졸겔 실리카가 얻어진다고 생각된다.

또한 본 졸겔 실리카의 제조 방법에서는, 알칼리 촉매 용액 중에, 테트라알콕시실란과 알칼리 촉매를 각각 공급함으로써, 테트라알콕시실란의 반응을 일으켜, 입자 생성을 행하고 있으므로, 종래의 졸겔법에 의한 이형 실리카 입자를 제조하는 경우에 비해, 총 사용 알칼리 촉매량이 적어지게 되고, 그 결과, 알칼리 촉매의 제거 공정의 생략도 실현된다. 이것은, 특히, 고순도가 요구되는 제품에 졸겔 실리카를 적용하는 경우에 유리하다.

다음으로, 알칼리 촉매 용액 준비 공정에 관하여 설명한다.

알칼리 촉매 용액 준비 공정은, 알코올을 함유하는 용매를 준비하고, 이것에 알칼리 촉매를 첨가하여, 알칼리 촉매 용액을 준비한다.

알코올을 함유하는 용매는, 알코올 단독의 용매이어도 되고, 필요에 따라서 물, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 아세트산셀로솔브 등의 셀로솔브류, 디옥산, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류 등의 다른 용매와의 혼합 용매이어도 된다.

혼합 용매인 경우, 알코올의 다른 용매에 대한 양은 80질량% 이상(바람직하게는 90질량% 이상)인 것이 좋다.

또, 알코올로서는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올 등의 저급 알코올을 들 수 있다.

한편, 알칼리 촉매로서는, 테트라알콕시실란의 반응(가수분해 반응, 축합 반응)을 촉진시키기 위한 촉매이며, 예를 들면, 암모니아, 요소, 모노아민, 4급 암모늄염 등의 염기성 촉매를 들 수 있고, 특히 암모니아가 바람직하다.

알칼리 촉매의 농도(함유량)는, 0.6mol/L 이상 0.87mol/L이며, 바람직하게는 0.63mol/L 이상 0.78mol/L이며, 보다 바람직하게는 0.66mol/L 이상 0.75mol/L이다.

알칼리 촉매의 농도가, 0.6mol/L보다 적으면, 생성한 핵입자의 성장 과정의 핵입자의 분산성이 불안정하게 되어, 2차 응집물 등의 조대 응집물이 생성되거나, 겔화상이 되거나 하여, 입도 분포가 악화되는 경우가 있다.

한편, 알칼리 촉매의 농도가, 0.87mol/L보다 높으면, 생성한 핵입자의 안정성이 과대하게 되어, 진구상의 핵입자가 생성되어, 평균 원형도가 약 0.90 이하인 이형상의 핵입자를 얻는 것이 곤란해진다.

또, 알칼리 촉매의 농도는, 알코올 촉매 용액(알칼리 촉매 + 알코올을 함유하는 용매)에 대한 농도다.

입자 생성 공정에 관하여 설명한다.

입자 생성 공정은, 알칼리 촉매 용액 중에, 테트라알콕시실란과, 알칼리 촉매를 각각 공급하고, 당해 알칼리 촉매 용액 중에서, 테트라알콕시실란을 반응(가수분해 반응, 축합 반응)시켜서, 본 졸겔 실리카를 생성하는 공정이다.

이 입자 생성 공정에서는, 테트라알콕시실란의 공급 초기에, 테트라알콕시실란의 반응에 의해, 핵입자가 생성된 후(핵입자 생성 단계), 이 핵입자의 성장을 거쳐서(핵입자 성장 단계), 본 졸겔 실리카가 생성된다.

알칼리 촉매 용액 중에 공급하는 테트라알콕시실란으로서는, 예를 들면 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란 등을 들 수 있는데, 반응속도의 제어성이나 얻어지는 졸겔 실리카의 형상, 입경, 입도 분포 등의 점에서, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란이 좋다.

테트라알콕시실란의 공급량은, 알칼리 촉매 용액 중의 알코올에 대하여, 0.0055mol/(mol·분) 이상 0.009mol/(mol·분) 이하로 한다.

이것은, 알칼리 촉매 용액을 준비하는 공정에서 사용한 알코올 1mol에 대하여, 1분간당 0.0055mol 이상 0.009mol 이하의 공급량으로 테트라알콕시실란을 공급하는 것을 의미한다.

테트라알콕시실란의 공급량을 상기범위로 함으로써, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 졸겔 실리카가 생성되기 쉬워진다.

또, 졸겔 실리카의 입경에 대해서는, 테트라알콕시실란의 종류나, 반응 조건에도 의하지만, 입자 생성의 반응에 사용하는 테트라알콕시실란의 총 공급량을, 예를 들면 졸겔 실리카 분산액 1L에 대하여 0.756mol 이상으로 함으로써, 입경이 70nm 이상인 1차 입자가 얻어지고, 졸겔 실리카 분산액 1L에 대하여 4.4mol 이하로 함으로써, 입경이 420nm 이하인 1차 입자가 얻어진다.

테트라알콕시실란의 공급량이, 0.0055mol/(mol·분)보다 적으면, 비교적, 분포가 샤프한 실리카를 작성하기 쉽다.

한편, 테트라알콕시실란의 공급량이, 0.009mol/(mol·분) 이상이면, 반응에 대한 공급량이 과잉이 되어 반응계가 겔화하기 쉬워 핵입자 형성이나 입자 성장을 저해하기 쉽다.

테트라알콕시실란의 공급량은, 0.006mol/(mol·분) 이상 0.0085mol/(mol·분) 이하가 좋고, 보다 바람직하게는, 0.006mol/(mol·분) 이상 0.008mol/(mol·분) 이하다.

한편, 알칼리 촉매 용액 중에 공급하는 알칼리 촉매는, 상기 예시한 것을 들 수 있다. 이 공급하는 알칼리 촉매는, 알칼리 촉매 용액 중에 미리 포함되는 알칼리 촉매와 같은 종류의 것이어도 되고, 다른 종류의 것이어도 되지만, 같은 종류인 것이 좋다.

알칼리 촉매의 공급량은, 테트라알콕시실란의 1분간당에 공급되는 총 공급량의 1mol당에 대하여 0.1mol 이상 0.4mol 이하로 하고, 바람직하게는 0.14mol 이상 0.35mol 이하, 보다 바람직하게는 0.18mol 이상 0.30mol 이하다.

알칼리 촉매의 공급량이, 0.1mol보다 적으면, 생성한 핵입자의 성장 과정의 핵입자의 분산성이 불안정하게 되어, 2차 응집물 등의 조대 응집물이 생성되거나, 겔화상으로 되거나 하여, 입도 분포가 악화되는 경우가 있다.

한편, 알칼리 촉매의 공급량이, 0.4mol보다 많으면, 생성한 핵입자의 안정성이 과대하게 되어, 핵입자 생성 단계에서 원형도가 낮은 핵입자가 생성되어도, 그 핵입자 성장 단계에서 핵입자가 구상으로 성장하여, 원형도가 낮은 졸겔 실리카가 얻어지지 않는 경우가 있다.

여기에서, 입자 생성 공정에 있어서, 알칼리 촉매 용액 중에, 테트라알콕시실란과, 알칼리 촉매를 각각 공급하는데, 이 공급 방법은, 연속해서 공급하는 방식이어도 되고, 간헐적으로 공급하는 방식이어도 된다.

또한, 입자 생성 공정에 있어서, 알칼리 촉매 용액 중의 온도(공급시의 온도)는, 예를 들면, 5℃ 이상 50℃ 이하인 것이 좋고, 바람직하게는 15℃ 이상 40℃ 이하의 범위다.

이상의 공정을 거쳐서, 졸겔 실리카가 얻어진다. 이 상태에서, 얻어진 졸겔 실리카는, 분산액의 상태로 얻어지지만, 용매를 제거해서 졸겔 실리카의 분체로서 취출한다.

졸겔 실리카 분산액의 용매 제거 방법으로서는, 1)여과, 원심 분리, 증류 등에 의해 용매를 제거한 후, 진공 건조기, 붕단(棚段) 건조기 등에 의해 건조하는 방법, 2)유동층 건조기 , 스프레이 드라이어 등에 의해 슬러리를 직접 건조하는 방법 등, 공지의 방법을 들 수 있다. 건조 온도는, 특히 한정되지 않지만, 바람직하게는 200℃ 이하다. 200℃보다 높으면 졸겔 실리카 표면에 잔존하는 실라놀기의 축합에 의한 1차 입자끼리의 결합이나 조대 입자의 발생이 일어나기 쉬워진다.

건조된 졸겔 실리카는, 필요에 따라서 해쇄(解碎), 사분(篩分)에 의해, 조대 입자나 응집물의 제거를 행하는 것이 좋다. 해쇄 방법은, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 제트 밀, 진동 밀, 볼 밀, 핀 밀 등의 건식 분쇄 장치에 의해 행한다. 사분 방법은, 예를 들면, 진동 체, 풍력 사분기 등 공지의 것에 의해 행한다.

본 졸겔 실리카의 제조 방법에 의해 얻어지는 졸겔 실리카는, 소수화 처리제에 의해 졸겔 실리카의 표면을 소수화 처리하여 사용하고 있어도 된다.

소수화 처리제로서는, 예를 들면, 알킬기(예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등)을 가지는 공지의 유기 규소 화합물을 들 수 있고, 구체적인 예에는, 예를 들면, 실라잔 화합물(예를 들면, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 트리메틸클로로실란, 트리메틸메톡시실란 등의 실란 화합물, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔 등) 등을 들 수 있다. 소수화 처리제는, 1종으로 사용해도 되고, 복수종 사용해도 된다.

이들 소수화 처리제 중에서도, 트리메틸메톡시실란, 헥사메틸디실라잔 등의 트리메틸기를 가지는 유기 규소 화합물이 호적(好適)하다.

소수화 처리제의 사용량은, 특히 한정은 되지 않지만, 소수화의 효과를 얻기 위해서는, 예를 들면, 졸겔 실리카에 대하여, 1질량% 이상 100질량% 이하, 바람직하게는 5질량% 이상 80질량% 이하다.

소수화 처리제에 의한 소수화 처리가 실시된 소수성 졸겔 실리카 분산액을 얻는 방법으로서는, 예를 들면, 졸겔 실리카 분산액에 소수화 처리제를 필요량 첨가하고, 교반 하에 두어서 30℃ 이상 80℃ 이하의 온도 범위에서 반응시킴으로써, 졸겔 실리카에 소수화 처리를 실시하여, 소수성 졸겔 실리카 분산액을 얻는 방법을 들 수 있다. 이 반응 온도가 30℃보다 저온에서는 소수화 반응이 진행하기 어렵고, 80℃를 초과한 온도에서는 소수화 처리제의 자기 축합에 의한 분산액의 겔화나 졸겔 실리카끼리의 응집 등이 일어나기 쉬워지는 경우가 있다.

한편, 분체의 소수성 졸겔 실리카를 얻는 방법으로서는, 상기 방법으로 소수성 졸겔 실리카 분산액을 얻은 후, 상기 방법으로 건조하여 소수성 졸겔 실리카의 분체를 얻는 방법, 졸겔 실리카 분산액을 건조하여 친수성 졸겔 실리카의 분체를 얻은 후, 소수화 처리제를 첨가해서 소수화 처리를 실시하여, 소수성 졸겔 실리카의 분체를 얻는 방법, 소수성 졸겔 실리카 분산액을 얻은 후, 건조해서 소수성 졸겔 실리카의 분체를 얻은 후, 소수화 처리제를 더 첨가해서 소수화 처리를 실시하여, 소수성 졸겔 실리카의 분체를 얻는 방법 등을 들 수 있다.

여기에서, 분체의 졸겔 실리카를 소수화 처리하는 방법으로서는, 헨쉘(Henschel) 믹서나 유동상(流動床) 등의 처리조 내에서 분체의 친수성 졸겔 실리카를 교반하고, 거기에 소수화 처리제를 가하여, 처리조 내를 가열함으로써 소수화 처리제를 가스화해서 분체의 졸겔 실리카의 표면의 실라놀기와 반응시키는 방법을 들 수 있다. 처리 온도는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 80℃ 이상 300℃ 이하가 좋고, 바람직하게는 120℃ 이상 200℃ 이하다.

상기 본 졸겔 실리카의 제조 방법에 의해, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제, 즉, 작은 직경이고, 이형이며, 또한, 원형도의 분포가 넓은 외첨제가 얻어진다.

이상에서 설명한 외첨제는, 후술의 토너 입자 100질량부에 대하여 0.5질량부 이상 5.0질량부 이하로 첨가하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7질량부 이상 24.0질량부 이하이며, 더 바람직하게는 0.9질량부 이상 3.5질량부 이하다.

[토너 입자]

다음으로, 토너 입자에 관하여 설명한다.

토너 입자는, 적어도 결착 수지를 포함하고, 필요에 따라, 착색제와, 이형제(離型劑)와, 기타의 내첨제를 포함해도 된다.

(결착 수지)

결착 수지로서는, 특히 제한은 없지만, 예를 들면, 스티렌, 파라클로로스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산라우릴, 아크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산라우릴, 메타크릴산2-에틸헥실 등의 비닐기를 가지는 에스테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐니트릴류; 비닐메틸에테르, 비닐이소부틸에테르 등의 비닐에테르류; 비닐케틸케톤, 비닐에틸케톤, 비닐이소프로페닐케톤 등의 비닐케톤류; 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔 등의 폴리올레핀류 등의 단량체로 이루어지는 단독 중합체, 또는 이것들을 2종 이상 조합시켜서 얻어지는 공중합체, 또는 이것들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리에테르 수지 등, 비닐 축합 수지, 또는, 이것들과 상기 비닐 수지와의 혼합물이나, 이것들의 공존 하에서 비닐계 단량체를 중합해서 얻어지는 그라프트 중합체 등을 들 수 있다.

스티렌 수지, (메타)아크릴수지, 스티렌-(메타)아크릴계 공중합 수지는, 예를 들면, 스티렌계 단량체 및 (메타)아크릴산계 단량체를, 단독 또는 조합시켜서 공지의 방법에 의해 얻을 수 있다. 또, 「(메타)아크릴」이란, 「아크릴」 및 「메타크릴」의 어느 것도 포함하는 표현이다.

폴리에스테르 수지는, 디카르복시산 성분과 디올 성분 중에서 호적한 것을 선택하여 조합해, 예를 들면, 에스테르 교환법 또는 중축합법 등, 종래 공지의 방법을 사용하여 합성함으로써 얻을 수 있다.

스티렌 수지, (메타)아크릴수지 및 이것들의 공중합 수지를 결착 수지로서 사용하는 경우, 중량 평균 분자량(Mw)이 20,000 이상 100,000 이하, 수평균 분자량(Mn)이 2,000 이상 30,000 이하의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 폴리에스테르 수지를 결착 수지로서 사용하는 경우는, 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 이상 40,000 이하, 수평균 분자량(Mn)이 2,000 이상 10,000 이하의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

중량 평균 분자량은, THF 가용물을, 토소제 GPC·HLC-8120, 토소제 칼럼 TSK gel Super HM-M(15cm)을 사용하여, THF 용매에서 측정하고, 단분산 폴리스티렌 표준시료에 의해 제작한 분자량 교정 곡선을 사용하여 분자량을 산출한다.

결착 수지의 유리 전이 온도는, 40℃ 이상 80℃ 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 상기 범위인 것에 의해, 최저 정착 온도가 유지되기 쉬워진다.

유리 전이 온도는, 상기의 시차 주사 열량 측정(DSC)에 의해 얻어진 흡열 피크의 피크 온도로서 구한다.

(착색제)

착색제로서는, 공지의 착색제이면 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 퍼니스 블랙(furnace black), 채널 블랙, 아세틸렌 블랙, 서멀 블랙(thermal black) 등의 카본 블랙, 벵갈라, 감청, 산화티탄 등의 무기안료, 패스트 옐로우, 디스아조 옐로우, 피라졸론 레드, 킬레이트 레드, 브릴리언트 카민, 파라 브라운 등의 아조 안료, 구리 프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 안료, 플라반트론 옐로우, 디브로모안트론 오렌지, 페릴렌 레드, 퀴나크리돈 레드, 디옥사진 바이올렛 등의 축합 다환계 안료를 들 수 있다.

착색제는, 필요에 따라서 표면 처리된 착색제를 사용하여도 되고, 분산제와 병용하여도 된다. 또한, 착색제는, 복수종을 병용하여도 된다.

착색제의 함유량으로서는, 결착 수지의 전 질량에 대하여, 1질량% 이상 30질량% 이하의 범위가 바람직하다.

(이형제)

이형제로서는, 예를 들면, 탄화수소계 왁스; 카르나우바 왁스, 라이스 왁스, 칸데릴라 왁스 등의 천연 왁스; 몬탄 왁스 등의 합성 또는 광물·석유계 왁스; 지방산 에스테르, 몬탄산 에스테르 등의 에스테르계 왁스; 등을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

이형제의 융점은, 보존성의 관점에서, 50℃ 이상인 것이 바람직하고, 60℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 내오프셋성(offset resistance)의 관점에서, 110℃ 이하인 것이 바람직하고, 100℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.

이형제의 함유량은, 1질량% 이상 15질량% 이하가 바람직하고, 2질량% 이상 12질량% 이하가 보다 바람직하며, 3질량% 이상 10질량% 이하가 더 바람직하다.

(기타 내첨제)

그 밖의 내첨제로서는, 예를 들면, 자성체, 대전 제어제, 무기 분체 등을 들 수 있다.

(토너 입자의 특성)

다음으로, 토너 입자의 특성에 관하여 설명한다.

토너 입자의 체적 평균 입경은, 3㎛ 이상 9㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 3㎛ 이상 6㎛ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.

체적 평균 입경의 측정은, 멀티사이저-II(벡멘-콜터사제)를 사용하여, 50㎛의 애퍼처경(aperture diameter)으로 행한다. 이 때, 측정은 토너를 전해질 수용액(아이소톤 수용액(Isoton solution))에 분산시켜, 초음파에 의해 30초 이상 분산시킨 후에 행한다.

[토너의 제조 방법]

다음으로, 본 실시 형태에 따른 토너의 제조 방법에 관하여 설명한다.

우선, 토너 입자는, 건식 제법(예를 들면, 혼련 분쇄법 등), 습식 제법(예를 들면 응집 합일법, 현탁 중합법, 용해 현탁 조립법(造粒法), 용해 현탁법, 용해 유화 응집 합일법 등) 중 어느 것에 의해 제조해도 된다. 이들 제법에 특히 제한은 없고, 주지의 제법이 채용된다.

그리고, 본 실시 형태에 따른 토너는, 예를 들면, 얻어진 토너 입자에, 상기 외첨제를 첨가하고, 혼합함으로써 제조된다. 혼합은, 예를 들면 V 블렌더나 헨쉘 믹서, 뢰디게 믹서(Lodige mixer)등에 의해 행하는 것이 좋다. 필요에 따라, 진동 사분기, 풍력 사분기 등을 더 사용해서 토너의 조대 입자를 제거해도 된다.

[정전하상 현상제]

정전하상 현상제는, 본 실시 형태에 따른 토너를 적어도 포함하는 것이다.

본 실시 형태에 따른 정전하상 현상제는, 본 실시 형태에 따른 토너만을 포함하는 1성분 현상제이어도 되고, 당해 토너와 캐리어를 혼합한 2성분 현상제이어도 된다.

캐리어로서는, 특히 제한은 없고, 공지의 캐리어를 들 수 있다. 캐리어로서는, 예를 들면, 수지 코트 캐리어, 자성 분산형 캐리어, 수지 분산형 캐리어 등을 들 수 있다.

상기 2성분 현상제에 있어서의, 본 실시 형태에 따른 토너와 상기 캐리어와의 혼합비(질량비)는, 토너:캐리어 = 1:100 내지 30:100 정도의 범위가 바람직하고, 3:100 내지 20:100 정도의 범위가 보다 바람직하다.

[화상 형성 장치 및 화상 형성 방법]

다음으로, 본 실시 형태에 따른 토너를 사용한 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법에 관하여 설명한다.

본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치는, 상 유지체와, 상기 상 유지체의 표면을 대전하는 대전 수단과, 상기 상 유지체의 표면에 정전하상을 형성하는 정전하상 형성 수단과, 본 실시 형태에 따른 정전하상 현상제를 수납함과 함께, 상기 상 유지체의 표면에 형성된 상기 정전하상을 당해 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 수단과, 상기 상 유지체의 표면에 클리닝하는 클리닝 블레이드를 가지는 클리닝 수단과, 상기 기록 매체의 토너상을 정착하는 정착 수단을 구비하여 구성된다.

본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치에 의하면, 상 유지체의 표면을 대전하는 대전 공정과, 대전한 상기 상 유지체의 표면에 정전하상을 형성하는 정전하상 형성 공정과, 본 실시 형태에 따른 정전하상 현상제에 의해, 상 유지체의 표면에 형성된 정전하상을 현상하여 토너상을 형성하는 현상 공정과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 공정과, 상기 상 유지체의 표면에 클리닝하는 클리닝 블레이드를 가지는 클리닝 공정과, 상기 기록 매체의 토너상을 정착하는 정착 공정을 가지는 화상 형성 방법이 실시된다.

본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치에 있어서의 화상의 형성은, 상 유지체로서 전자 사진 감광체를 이용한 경우, 예를 들면, 이하와 같이 행한다. 우선, 전자 사진 감광체의 표면을, 코로트론(corotron) 대전기, 접촉 대전기 등에 의해 대전한 후, 노광하여, 정전하상을 형성한다. 다음으로, 표면에 현상제층을 형성시킨 현상롤과 접촉 또는 근접시켜서, 정전하상에 토너를 부착시켜, 전자 사진 감광체 위에 토너상을 형성한다. 형성된 토너상은, 코로트론 대전기 등을 이용하여 종이 등의 기록 매체 표면에 전사된다. 또한, 기록 매체 표면에 전사된 토너상은, 정착 장치에 의해 정착되어, 기록 매체에 화상이 형성된다.

또, 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치에 있어서, 예를 들면, 현상 수단을 포함하는 부분이, 화상 형성 장치에 대하여 탈착되는 카트리지 구조(토너 카트리지, 프로세스 카트리지 등)이어도 된다.

토너 카트리지로서는, 예를 들면, 본 실시 형태에 따른 정전하상 현상용 토너를 수납하고, 화상 형성 장치에 탈착되는 토너 카트리지가 호적하게 사용된다.

프로세스 카트리지로서는, 예를 들면, 본 실시 형태에 따른 정전하 현상용 현상제를 수납함과 함께, 정전 잠상 유지체의 표면에 형성된 정전하상을 당해 정전하상 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단을 구비하고, 화상 형성 장치에 탈착되는 프로세스 카트리지가 적합하게 사용된다.

이하, 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치의 일례를 예시하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 도면에 나타내는 주용부(主用部)를 설명하고, 기타는 그 설명을 생략한다.

도 1은, 4련 탠덤 방식의 컬러 화상 형성 장치를 나타내는 개략 구성도다. 도 1에 나타내는 화상 형성 장치는, 색 분해된 화상 데이터에 의거하는 노랑(Y), 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)의 각 색의 화상을 출력하는 전자 사진 방식의 제1 내지 제4 화상 형성 유닛(10Y, 10M, 10C, 10K)(화상 형성 수단)을 구비하고 있다. 이들 화상 형성 유닛(이하, 단지 「유닛」이라 하는 경우가 있다)(10Y, 10M, 10C, 10K)은, 서로 미리 정해진 거리로 이간(離間)해서 병설되어 있다. 또, 이들 유닛(10Y, 10M, 10C, 10K)은, 화상 형성 장치 본체에 대하여 탈착 가능한 프로세스 카트리지이어도 된다.

각 유닛(10Y, 10M, 10C, 10K)의 도면에 있어서의 위쪽에는, 각 유닛을 통해서 중간 전사체로서의 중간 전사 벨트(20)가 연장 설치되어 있다. 중간 전사 벨트(20)는, 도면에 있어서의 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 서로 이간해서 배치된 구동 롤러(22) 및 중간 전사 벨트(20) 내면에 접하는 지지 롤러(24)에 권부(卷付)하여 마련되어, 제1 유닛(10Y)에서 제4의 유닛(10K)으로 향하는 방향으로 주행되도록 되어 있다. 또, 지지 롤러(24)는, 도시하지 않은 스프링 등에 의해 구동 롤러(22)로부터 멀어지는 방향으로 힘이 가해지고 있어, 양자에 권부된 중간 전사 벨트(20)에 장력이 주어져 있다. 또한, 중간 전사 벨트(20)의 상 보관 유지체 측면에는, 구동 롤러(22)와 대향하여 중간 전사체 클리닝 장치(30)가 구비되어 있다.

또한, 각 유닛(10Y, 10M, 10C, 10K)의 현상 장치(현상 수단)(4Y, 4M, 4C, 4K)의 각각에는, 토너 카트리지(8Y, 8M, 8C, 8K)에 수납된 노랑, 마젠타, 시안, 검정의 4색의 토너를 포함하는 토너가 공급가능하다.

상술한 제1 내지 제4 유닛(10Y, 10M, 10C, 10K)은, 동등한 구성을 가지고 있기 때문에, 여기에서는 중간 전사 벨트 주행 방향의 상류 측에 배설된 노랑 화상을 형성하는 제1 유닛(10Y)에 관하여 대표하여 설명한다. 한편, 제1 유닛(10Y)과 동등한 부분에, 노랑(Y)의 대신에, 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)을 붙인 참조 부호를 붙임으로써, 제2 내지 제4 유닛(10M, 10C, 10K)의 설명을 생략한다.

제1 유닛(10Y)은, 상 유지체로서 작용하는 감광체(1Y)를 가지고 있다. 감광체(1Y)의 주위에는, 감광체(1Y)의 표면을 미리 정해진 전위로 대전시키는 대전 롤러(2Y), 대전된 표면을 색 분해된 화상 신호에 의거하는 레이저 광선(3Y)으로 노광하여 정전하상을 형성하는 노광 장치(정전하상 형성 수단)(3), 정전하상에 대전한 토너를 공급하여 정전하상을 현상하는 현상 장치(현상 수단)(4Y), 현상한 토너상을 중간 전사 벨트(20) 상에 전사하는 1차 전사 롤러(5Y)(1차 전사 수단), 및 1차 전사 후에 감광체(1Y)의 표면에 잔존하는 토너를 제거하는 클리닝 블레이드(6-1Y)를 가지는 감광체 클리닝 장치(클리닝 수단)(6Y)가 순차적으로 배치되어 있다.

또, 1차 전사 롤러(5Y)는, 중간 전사 벨트(20)의 내측에 배치되어, 감광체(1Y)에 대향한 위치에 마련되어 있다. 또한, 각 1차 전사 롤러(5Y, 5M, 5C, 5K)에는, 1차 전사 바이어스를 인가하는 바이어스 전원(도시하지 않음)이 각각 접속되어 있다. 각 바이어스 전원은, 도시하지 않은 제어부에 의한 제어에 의해, 각 1차 전사 롤러에 인가하는 전사 바이어스를 가변한다.

이하, 제1 유닛(10Y)에 있어서 노랑 화상을 형성하는 동작에 관하여 설명한다. 우선, 동작에 앞서, 대전 롤러(2Y)에 의해 감광체(1Y)의 표면이 -600V 내지 -800V 정도의 전위로 대전된다.

감광체(1Y)는, 도전성(20℃에 있어서의 체적 저항율 : 1×10^-6Ωcm 이하)의 기체(基體) 위에 감광층을 적층하여 형성되어 있다. 이 감광층은, 통상은 고저항(일반 수지 정도의 저항)이지만, 레이저 광선(3Y)이 조사되면, 레이저 광선이 조사된 부분의 비저항이 변화하는 성질을 가지고 있다. 그래서, 대전한 감광체(1Y)의 표면에, 도시하지 않은 제어부에서 보내져 오는 노랑용의 화상 데이터를 따라서, 노광 장치(3)를 거쳐서 레이저 광선(3Y)을 출력한다. 레이저 광선(3Y)은, 감광체(1Y)의 표면의 감광층에 조사되고, 그것에 의해, 노랑 인자(印字) 패턴의 정전하상이 감광체(1Y)의 표면에 형성된다.

정전하상이란, 대전에 의해 감광체(1Y)의 표면에 형성되는 상이며, 레이저 광선(3Y)에 의해서, 감광층의 피조사 부분의 비저항이 저하하여, 감광체(1Y)의 표면의 대전한 전하가 흐르고, 한편, 레이저 광선(3Y)이 조사되지 않은 부분의 전하가 잔류함으로써 형성된, 이른바 네거티브 잠상이다.

이렇게 하여 감광체(1Y) 위에 형성된 정전하상은, 감광체(1Y)의 주행에 따라 미리 정해진 현상 위치까지 회전된다. 그리고, 이 현상 위치에서, 감광체(1Y) 위의 정전하상이, 현상 장치(4Y)에 의해 가시상(현상상)화 된다.

현상 장치(4Y)내에는, 예를 들면, 적어도 노랑 토너와 캐리어를 포함하는 본 실시 형태에 따른 정전하상 현상제가 수납되어 있다. 노랑 토너는, 현상 장치(4Y)의 내부에서 교반됨으로써 마찰 대전하고, 감광체(1Y) 위에 대전한 대전하와 동극성(同極性)(부극성(負極性))의 전하를 가져 현상제롤(현상제 유지체) 위에 유지되어 있다. 그리고 감광체(1Y)의 표면이 현상장치(4Y)를 통과해 감으로써, 감광체(1Y) 표면 위의 제전(除電)된 잠상부에 노랑 토너가 정전적으로 부착되고, 잠상이 노랑 토너에 의해 현상된다. 노랑의 토너상이 형성된 감광체(1Y)는, 계속해서 미리 정해진 속도로 주행되어, 감광체(1Y) 위에 현상된 토너상이 미리 정해진 1차 전사 위치로 반송(搬送)된다.

감광체(1Y) 위의 노랑 토너상이 1차 전사에 반송되면, 1차 전사 롤러(5Y)에 1차 전사 바이어스가 인가되어, 감광체(1Y)에서 1차 전사 롤러(5Y)로 향하는 정전기력이 토너상에 작용되어, 감광체(1Y) 위의 토너상이 중간 전사 벨트(20) 위로 전사된다. 이 때 인가되는 전사 바이어스는, 토너의 극성(-)과 역극성인 (+)극성이며, 예를 들면 제1 유닛(10Y)에서는 제어부에(도시하지 않음) 따라서 +10㎂ 정도로 제어되어 있다.

한편, 감광체(1Y) 위에 잔류한 토너는 클리닝 장치(6Y)의 클리닝 블레이드(6-1Y)로 제거되어 회수된다.

또한, 제2 유닛(10M) 이후의 1차 전사 롤러(5M, 5C, 5K)에 인가되는 1차 전사 바이어스도, 제1 유닛에 준하여 제어되어 있다.

이렇게 해서, 제1 유닛(10Y)에서 노랑 토너상이 전사된 중간 전사 벨트(20)는, 제2 내지 제4 유닛(10M, 10C, 10K)을 통해서 순차적으로 반송되어, 각 색의 토너상이 겹쳐져 다중 전사된다.

제1 내지 제4 유닛을 통해서 4색의 토너상이 다중 전사된 중간 전사 벨트(20)는, 중간 전사 벨트(20)와 중간 전사 벨트 내면에 접하는 지지 롤러(24)와 중간 전사 벨트(20)의 상 유지면 측에 배치된 2차 전사 롤러(2차 전사 수단)(26)로 구성된 2차 전사부에 이른다. 한편, 기록지(피전사체)(P)가 공급 기구을 거쳐서 2차 전사 롤러(26)와 중간 전사 벨트(20)가 압접(壓接)되어 있는 극간(隙間)에 미리 정해진 타이밍에 급지되어, 2차 전사 바이어스가 지지 롤러(24)에 인가된다. 이 때 인가되는 전사 바이어스는, 토너의 극성(-)과 동극성인 (-)극성이며, 중간 전사 벨트(20)에서 기록지(P)로 향하는 정전기력이 토너상에 작용되어, 중간 전사 벨트(20) 위의 토너상이 기록지(P) 위로 전사된다. 또, 이 때의 2차 전사 바이어스는 2차 전사부의 저항을 검출하는 저항 검출 수단(도시하지 않음)에 의하여 검출된 저항에 따라 결정되는 것이며, 전압 제어되어 있다.

그 후, 기록지(P)는 정착 장치(롤상 정착 수단)(28)에 있어서의 한 쌍의 정착 롤의 압접부(닙(nip)부)에 보내져서 토너상이 가열되고, 색 겹친 토너상이 용융되어서, 기록지(P) 위에 정착된다.

토너상을 전사하는 피전사체로서는, 예를 들면, 전자 사진 방식의 복사기, 프린터 등에 사용되는 보통지, OHP시트 등을 들 수 있다.

또한, 정착 후에 있어서의 화상 표면의 평활성을 향상시키기 위해서는, 상기 피전사체의 표면도 평활한 것이 바람직하고, 예를 들면, 보통지의 표면을 수지 등으로 코팅한 코트지, 인쇄용의 아트지 등이 호적하게 사용된다.

컬러 화상의 정착이 완료한 기록지(P)는, 배출부를 향해서 반출되어, 일련의 컬러 화상 형성 동작이 종료된다.

또, 상기 예시한 화상 형성 장치는, 중간 전사 벨트(20)를 거쳐서 토너상을 기록지(P)에 전사하는 구성으로 되어 있지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 감광체로부터 직접 토너상이 기록지에 전사되는 구조이어도 된다.

[프로세스 카트리지, 토너 카트리지]

도 2는, 본 실시 형태에 따른 정전하상 현상제를 수용하는 프로세스 카트리지의 호적한 일례의 실시 형태를 나타내는 개략 구성도다. 프로세스 카트리지(200)는, 감광체(107)와 함께, 대전 롤러(108), 현상 장치(111), 클리닝 블레이드(113-1)를 가지는 감광체 클리닝 장치(113), 노광을 위한 개구부(118), 및, 제전 노광을 위한 개구부(117)를 장착하고, 레일(116)을 사용하여 조합시키고, 그리고 일체화한 것이다. 또, 도 2에 있어서 부호 300은 피전사체를 나타낸다.

그리고, 이 프로세스 카트리지(200)는, 전사 장치(112)와, 정착 장치(115)와, 도시하지 않은 그 밖의 구성 부분으로 구성되는 화상 형성 장치에 대하여 착탈 자재(自在)로 한 것이다.

도 2로 나타내는 프로세스 카트리지(200)에서는, 대전 장치(108), 현상 장치(111), 클리닝 장치(113), 노광을 위한 개구부(118), 및, 제전 노광을 위한 개구부(117)를 구비하고 있지만, 이들 장치는 선택적으로 조합시키는 것이 가능하다. 본 실시 형태의 프로세스 카트리지에서는, 감광체(107) 이외에는, 대전 장치(108), 현상 장치(111), 클리닝 장치(클리닝 수단)(113), 노광을 위한 개구부(118), 및, 제전 노광을 위한 개구부(117)로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종을 구비한다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 토너 카트리지에 관하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 토너 카트리지는, 정전하상 현상용 토너를 수납하고, 화상 형성 장치에 탈착되는 토너 카트리지다.

또, 도 1에 나타내는 화상 형성 장치는, 토너 카트리지(8Y, 8M, 8C, 8K)의 착탈이 가능한 구성을 가지는 화상 형성 장치이며, 현상 장치(4Y, 4M, 4C, 4K)는, 각각의 현상 장치(색)에 대응한 토너 카트리지와, 도시하지 않은 토너 공급관으로 접속되어 있다. 또한, 토너 카트리지 내에 수용되어 있는 토너가 적어진 경우에는, 이 토너 카트리지가 교환된다.

[실시예]

이하, 본 실시 형태를 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 실시 형태는 이들 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니다. 또 이하의 설명에 있어서, 특히 언급이 없는 한, 「부」, 「%」는 모두 「질량부」, 「질량%」를 의미한다.

(토너 입자 1의 제작)

-수지 입자 분산액 1의 조제-

스티렌(와코오쥰야쿠제) : 320부

n부틸아크릴레이트(와코오쥰야쿠제) : 80부

β카르복시에틸아크릴레이트(로디아닛카제) : 9부

1,10데칸디올디아크릴레이트(신나카무라카가쿠제) : 1.5부

도데칸 티올(와코오쥰야쿠제) : 2.7부

상기 성분을 혼합 용해한 것에, 음이온성 계면활성제 다우팩스(다우케미컬사제) 4부를 이온 교환수 550부에 용해한 용액을 가해서 플라스크 중에서 분산, 유화해 10분간 천천히 교반·혼합하면서, 과황산암모늄 6부를 용해한 이온 교환수 50부를 더 투입했다. 다음으로, 플라스크 내에서 질소 치환을 행한 후, 플라스크 내의 용액을 교반하면서 오일 배쓰에서 70℃가 될 때까지 가열하고, 5시간 그대로 유화 중합을 계속하여, 고형 분량 41%의 음이온성의 수지 입자 분산액 1을 얻었다.

수지 입자 분산액 1 중의 수지 입자는, 중심 입경이 196nm, 유리 전이 온도가 51.5℃, 중량 평균 분자량(Mw)이 32400이었다.

-수지 입자 분산액 2의 조제-

스티렌(와코오쥰야쿠제) : 280부

n부틸아크릴레이트(와코오쥰야쿠제) : 120부

β카르복시에틸아크릴레이트(로디아닛카제) : 9부

상기 성분을 혼합 용해한 것에, 음이온성 계면활성제 다우팩스(다우케미컬사제) 1.5부를 이온 교환수 550부에 용해한 용액을 플라스크 중에서 분산, 유화해 10분간 천천히 교반·혼합하면서, 과황산암모늄 0.4부를 더 용해한 이온 교환수 50부를 투입했다. 다음으로 플라스크 내에서 질소 치환을 행한 후, 플라스크 내의 용액을 교반하면서 오일 배쓰에서 70℃가 될 때 까지 가열하고, 5시간 그대로 유화중합을 계속하여, 고형 분량 42%의 음이온성의 수지 입자 분산액 2를 얻었다.

수지 입자 분산액 2 중의 수지 입자는 중심 입경이 150nm, 유리 전이 온도가 53.2℃, 중량 평균 분자량(Mw)이 41000, 수평균 분자량(Mn)이 25000이었다.

-착색제 입자 분산액 1의 조제-

C.I. Pigment Yellow74 안료 : 30부

음이온성 계면활성제(니혼유시(주)제 : 뉴렉스 R) : 2부

이온 교환수 : 220부

상기 성분을 혼합하고, 호모지나이저(IKA 울트라터렉스)에 의해 10분 예비 분산한 후에, 얼티마이저(대항 충돌형 습식 분쇄기 : 스기노머신제)를 이용하여 압력 245Mpa로 15분간 분산 처리를 행하고, 착색제 입자 중심 입경이 169nm로 고형분이 22.0%인 착색제 입자 분산액 1을 얻었다.

-이형제 입자 분산액 1의 조제-

파라핀왁스 HNP9(융해 온도 75℃ : 니혼세이로오제) : 45부

양이온성 계면활성제 Neogen RK(다이이치코오교오세이야쿠) : 5부

이온 교환수 : 200부

상기 성분을 혼합해 100℃로 가열하고, 울트라터렉스 T50(IKA제)로 분산 후, 압력토출형 골린 호모지나이저로 분산 처리하여, 이형제 입자의 중심 입경이 196nm, 고형분량이 22.0%인 이형제 입자 분산액 1을 얻었다.

수지 입자 분산액 1 : 106부

수지 입자 분산액 2 : 36부

착색제 입자 분산액 1 : 30부

이형제 입자 분산액 1 : 91부

상기 성분을 환형 스테인레스제 플라스크 중에 있어서 울트라터렉스 T50(IKA제)로 혼합·분산된 용액을 얻었다.

다음으로, 이 용액에 폴리염화알루미늄 0.4부를 가해서 코어 응집 입자를 제작하고, 울트라터렉스를 사용하여 분산 조작을 계속했다. 또한, 가열용 오일 배쓰로 플라스크 내의 용액을 교반하면서 49℃까지 가열하고, 49℃에서 60분 유지한 후, 여기에 수지 입자 분산액 1을 36부 추가하여, 코어/쉘 응집 입자를 제작했다. 그 후, 0.5mol/L의 수산화나트륨 수용액을 가해서 용액의 pH를 5.6으로 한 후, 스테인레스제 플라스크를 밀폐하고, 자력 실(seal)을 사용하여 교반을 계속하면서 96℃까지 가열하고, 5시간 유지한 후, 냉각하여, 노랑의 토너 입자를 얻었다.

다음으로 용액 중에 분산한 상태의 토너 입자를, 여과하여, 이온 교환수에서 세정한 후, 누체(Nutsche)식 흡인 여과에 의해 고액(固液) 분리를 실시했다. 이것을 또한 40℃의 이온 교환수 3L에 재분산하고, 15분 300rpm으로 교반·세정했다. 이것을 5회 더 되풀이하고, 여과액의 pH가 7.01, 전기전도도 9.8μS/cm, 표면장력이 71.1Nm가 된 때에, 누체식 흡인 여과에 의해 No5A 여과지를 사용하여 고액 분리를 행하고, 얻어진 고형물을, 12시간 동안 진공 건조시킨 체적 평균 입경 6.4㎛의 토너 입자를 얻었다.

(외첨제 1의 제작)

-알칼리 촉매 용액 준비 공정[알칼리 촉매 용액(1)의 조제]-

금속제 교반봉, 적하 노즐(테프론(등록상표)제 마이크로 튜브 펌프), 및, 온도계를 가진 용적 3L의 유리제 반응 용기에 메탄올 300부, 10% 암모니아수 47.8부를 넣고, 교반 혼합하여, 알칼리 촉매 용액(1)을 얻었다. 이 때의 알칼리 촉매 용액(1)의 암모니아 촉매량 : NH₃량(NH₃[mol]/(암모니아수+메탄올)[L])은, 0.72mol/L였다.

-입자 생성 공정[졸겔 실리카 분산액(1)의 조제]-

다음으로, 알칼리 촉매 용액(1)의 온도를 25℃로 조정하고, 알칼리 촉매 용액(1)을 질소 치환했다. 그 후, 알칼리 촉매 용액(1)을 교반하면서, 테트라메톡시실란(TMOS) 400부와, 촉매(NH₃) 농도가 4.44%인 암모니아수 260부를, 하기 공급량으로, 동시에 적하를 개시하여, 졸겔 실리카의 분산액(졸겔 실리카 분산액(1))을 얻었다.

여기에서, 테트라메톡시실란(TMOS)의 공급량은, 알칼리 촉매 용액(1) 중의 메탄올 총 mol수에 대하여, 8.4g/분, 즉, 0.0059mol/(mol·분)으로 했다.

또한, 4.44% 암모니아수의 공급량은, 테트라알콕시실란의 1분간당에 공급되는 총 공급량(0.0552mol/분)에 대하여, 3.97g/분으로 하였다. 이것은, 테트라알콕시실란의 1분간당에 공급되는 총 공급량의 1mol에 대하여 0.258mol/분에 상당한다.

-졸겔 실리카의 소수화 처리-

졸겔 실리카 분산액(1) 200부(고형분 13.985%)에, 트리메틸실란 5.59부를 첨가하여 소수화 처리를 행했다. 그 후, 핫플레이트를 사용하여, 65℃에서 가열하고, 건조시킴으로써 이형상의 소수성 졸겔 실리카(1)를 생성했다.

본 소수성 졸겔 실리카(1)를 외첨제 1이라고 했다.

(외첨제 2～13의 제작)

알칼리 촉매 용액 준비 공정에 있어서, 메탄올량, 10% 암모니아수량을 표 1에 기재한 양으로 한 이외는 외첨제 1의 제작과 같이 하여 알칼리 촉매 용액을 조제했다. NH₃량은 표 1의 10% 암모니아수 NH₃량의 란에 기재했다.

다음으로, 졸겔 실리카 분산액의 조제에 있어서, 상기의 알칼리 촉매 용액을 사용하고, 알칼리 촉매 용액에 첨가하는 테트라메톡시실란(TMOS)량 및 공급량과 알칼리 촉매 용액에 첨가하는 암모니아수의 촉매(NH₃) 농도, 양 및 공급량을 표 1에 나타내는 값으로 변경한 이외는 외첨제 1의 제작 방법과 같이 하여 졸겔 실리카 분산액을 조제했다.

그리고, 얻어진 졸겔 실리카 분산액을 사용하여, 외첨제 1과 같이 해서, 소수화 처리, 건조를 행하여, 이형상의 소수성 졸겔 실리카 2～13을 생성했다.

본 졸겔 실리카 2～13을 외첨제 2～13으로 했다.

또, 알칼리 촉매 용액에 첨가하는 테트라메톡시실란에 대해서는, 표 1의 전 첨가량 TMOS의 질량부란에 나타내는 값으로 변경하고, 테트라메톡시실란의 공급량을 표 1의 공급량(g/분) TMOS란에 나타내는 값으로 변경했다.

알칼리 촉매 용액에 첨가하는 암모니아수의 촉매(NH₃) 농도는, 표 1에 기재하는 전 첨가량, 암모니아수의 NH₃ 농도란에 나타내는 값으로 변경하고, 암모니아수량은, 표 1에 기재하는 전 첨가량, 암모니아수의 질량부란에 나타내는 값으로 변경하며, 암모니아수의 공급량을 표 1의 공급량(g/분) 암모니아수란에 나타내는 값으로 변경했다.

여기에서, TMOS의 공급량은 알칼리 촉매 용액 중의 메탄올 총 mol수에 대하여, 얼마인가를 각각 표 1의 공급량(상대량) TMOS량에 기재했다. 또한, 암모니아수의 공급량은 테트라메톡시실란의 1분간당에 공급되는 총 공급량의 1mol에 대하여 얼마인가를 각각 표 1의 공급량(상대량) NH₃량에 기재했다.

[실시예 1]

<토너 1의 제작>

헨쉘 믹서를 사용하고, 외첨제 1 : 2.0부를 토너 입자 1 : 100부에 첨가하여, 토너 1을 제작했다.

얻어진 토너 1에 대해서 상술의 방법으로 화상 해석을 행한 바, 외첨제(졸겔 실리카)의 평균 입경이 75nm, 평균 원형도가 0.77, 원형도의 표준편차가 0.21이었다.

<현상제 1의 제작>

상기 토너 1 : 4부와 하기 캐리어 : 96부를 V블렌더를 사용하여 40rpm으로 20분간 교반하고, 메시 250㎛의 시브(sieve)로 체로 쳐서 현상제 1을 제작했다.

(캐리어 1의 제작)

페라이트 입자(평균 입경 : 50㎛) : 100부

톨루엔 : 14부

스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체(성분비 : 90/10) : 2부

카본 블랙(R330 : 카보트사제) : 0.2부

우선, 페라이트 입자 이외의 상기 성분을 10분간 교반기로 교반시켜, 분산한 피복액을 조제하고, 다음으로, 이 피복액과 페라이트 입자를 진공 탈기형 니더(kneader)에 넣고, 60℃에서 30분 교반한 후, 더욱 가온하면서 감압하여 탈기하고, 건조시킴으로써 캐리어 1을 제작했다.

<평가>

얻어진 현상제에 대해서 이하의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

얻어진 현상제를 화상 형성 장치 DocuCentre Color 400(후지제록스사제)의 현상기에 수납했다. 상기 화상 형성 장치의 현상기의 상부에 OHP시트를 첩부하고, 10℃ 10% RH 환경 하(저온 저습 환경)에 있어서 A4용지 위에 화상 농도 1%의 화상을 각각의 환경 하에서 1만매씩 인쇄하고, 블레이드 컬링, 이음의 발생 및 색 줄무늬의 평가를 행했다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

(블레이드 컬링의 평가)

인쇄 초기(100매째까지)에 있어서의 블레이드 컬링은, 눈으로 관측을 행하고, 평가했다. 평가기준은 이하와 같다.

○ : 클리닝 블레이드 컬링은 발생하지 않았다.

× : 클리닝 블레이드 컬링이 발생했다.

(이음의 평가)

블레이드의 이음(울음)에 대해서는, 초기(1매 이상 10매 이하 인쇄 후) 및 1만장 인쇄 후에 있어서, 미현상 상태 또한 194mm/초의 프로세스 스피드로, 상 유지체를 대전시키면서 10분간 회전시켰다. 또한, 그 후에, 104mm/초의 프로세스 스피드로 바꾸어서, 평가했다.

평가기준은 이하와 같다. G1, G2 또는 G3이면, 실용상 문제는 없다.

G1 : 이음 등의 발생은 없다.

G2 : 감속 직후에는 경미한 울음이 발생하지만, 몇 매에서 사라진다(화상 형성 장치 전면(前面)을 개방하고, 귀를 가까이 대는 것으로 들리는 정도이며, 통상 상태에서는 무시할 수 있는 레벨).

G3 : 경미한 울음이 발생한다(화상 형성 장치 전면을 개방하고, 귀를 가까이 대는 것으로 들리는 정도이며, 통상 상태에서는 무시할 수 있는 레벨).

G4 : 감속시에 울음이 발생하고, 그 후 사라지지 않는다(통상 가동시에 들린다).

(색 줄무늬의 평가)

색 줄무늬 평가에 대해서는, 그 후, 화상 농도를 80%로 하고, 화상 1000매를 형성하여, 평가를 행했다.

평가 기준은 이하와 같다.

○ : 색 줄무늬가 발생하지 않고, 최후의 평가까지 양호한 화질을 얻을 수 있다.

△ : 약간, 색 줄무늬가 발생하고 있지만, 응시해서 아는 정도이며 허용 레벨.

× : 색 줄무늬에 의한 화질 열화가 발생.

[실시예 2～8, 비교예 1～5]

실시예 1의 외첨제 1을, 하기 표 1에 나타내는 외첨제로 바꾼 이외는 실시예 1과 같이 해서 토너 및 현상제를 제작하고, 이것들에 대해서 실시예 1과 같은 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

표 2의 결과에서, 본 실시 형태 1～7에 있어서는, 비교예에 비해, 색 줄무늬, 블레이드 컬링 및 이음의 발생이 억제된다.

또한, 실시예 8에 있어서는, 비교예에 비해, 색 줄무늬 및 이음의 발생이 억제된다.

1Y, 1M, 1C, 1K, 107…감광체(상 유지체), 2Y, 2M, 2C, 2K, 108…대전 롤러, 3Y, 3M, 3C, 3K…레이저 광선, 3…노광 장치, 4Y, 4M, 4C, 4K, 111…현상 장치, 5Y, 5M, 5C, 5K…1차 전사 롤러, 6Y, 6M, 6C, 6K, 113…감광체(상 유지체) 클리닝 장치(클리닝수단), 6-1Y, 6-1M, 6-1C, 6-1K…클리닝 블레이드, 8Y, 8M, 8C, 8K…토너 카트리지, 10Y, 10M, 10C, 10K…화상 형성 유닛, 20…중간 전사 벨트, 22…구동 롤러, 24…지지 롤러, 26…2차 전사 롤러, 28, 115…정착 장치, 30…중간 전사체 클리닝 장치, 112…전사 장치, 113…감광체 클리닝 장치, 113-1…클리닝 블레이드, 116…부착 레일, 117…제전 노광을 위한 개구부, 118…노광을 위한 개구부, 200…프로세스 카트리지, P, 300…기록지

Claims

토너 입자와, 평균 입경이 약 70nm 이상 420nm 이하이고, 평균 원형도(圓形度)가 약 0.9 이하이며, 또한, 원형도의 표준편차가 0.2보다 큰 외첨제를 가지는 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 외첨제의 평균 원형도가 약 0.5 이상인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 외첨제가 졸겔 실리카인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 외첨제가 유기 규소 화합물에 의해 소수화(疎水化) 처리를 행한 졸겔 실리카인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 기재된 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상제.
제2항에 기재된 정전하상 현상용 토너를 함유하는 정전하상 현상제.
제1항에 기재된 정전하상 현상용 토너를 수납하고, 화상 형성 장치에 탈착되는 토너 카트리지.
제5항에 기재된 정전하상 현상제를 수납하고, 상 유지체의 표면에 형성된 정전하상을 상기 정전하상 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단을 구비하고, 화상 형성 장치에 착탈되는 프로세스 카트리지.
상 유지체와, 상기 상 유지체의 표면을 대전하는 대전 수단과, 상기 상 유지체의 표면에 정전하상을 형성하는 정전하상 형성 수단과, 제5항에 기재된 정전하상 현상제를 수납하고, 상기 정전하상 현상제에 의해 상기 정전하상을 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 수단과, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드를 가지는 클리닝 수단과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 수단을 구비하는 화상 형성 장치.
상 유지체의 표면을 대전하는 대전 공정과, 상기 상 유지체 표면에 정전하상을 형성하는 정전하상 형성 공정과, 제5항에 기재된 정전하상 현상제에 의해 상기 정전하상을 현상하여 토너상을 형성하는 현상 공정과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 공정과, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드를 가지는 클리닝 공정과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 공정을 가지는 화상 형성 방법.