KR20200114984A

KR20200114984A - 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 및 토너 카트리지

Info

Publication number: KR20200114984A
Application number: KR1020190108003A
Authority: KR
Inventors: 신야 나카시마; 신야 사카모토; 도모히로 신야; 나오미 미야모토; 마사키 이와세; 류타로 겜보; 도모히토 나카지마
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2020-10-07
Also published as: JP7306008B2; JP2020160204A; CN111752116A; US10795274B1; US20200310270A1

Abstract

정전하상 현상용 토너는 결착 수지(i)를 함유하는 연속상; 및 결착 수지(ii)를 함유하는 코어 및 상기 코어를 피복하고 결착 수지(iii)를 함유하는 코팅층을 갖고, 상기 연속상 중에 분산된 불연속상을 포함한다.

Description

정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 및 토너 카트리지{ELECTROSTATIC CHARGE IMAGE DEVELOPING TONER, ELECTROSTATIC CHARGE IMAGE DEVELOPER, AND TONER CARTRIDGE}

본 발명은 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제, 및 토너 카트리지에 관한 것이다.

화상 형성 장치에서, 상유지체의 표면에 형성된 토너상이 기록 매체의 표면에 전사되고, 토너상과 접촉하여 가열 및 가압되는 정착 부재에 의해 토너상이 기록 매체 상에 정착되어 화상을 형성한다.

이러한 화상 형성 장치에 사용되는 토너로서, 예를 들면, JP-A-2014-006339는, "폴리에스테르 수지 A, 폴리에스테르 수지 B, 및 착색제를 함유하는 토너로서, (1) 폴리에스테르 수지 A는 결정 구조를 형성할 수 있는 부위를 갖는 수지이고, (2) 폴리에스테르 수지 B는 결정 구조를 형성할 수 있는 부위를 갖지 않는 수지이고, (3) 투과형 전자 현미경(TEM)을 이용한 토너의 단면적 관찰에서, 토너는 토너 단면에 폴리에스테르 수지 A 유래의 도메인을 갖고, 도메인 중에서, 최대 도메인 장경은 3.0㎛ 이상이고, (4) 도메인의 평균 애스펙트비(장경/단경)는 4.0 내지 20.0이고, (5) 폴리에스테르 수지 A의 융점 Ta 및 폴리에스테르 수지 B의 연화점 Tb는 식 "Ta<Tb"를 만족함을 개시한다.

또한, JP-A-2018-010286은, "결착 수지, 착색제, 비정성(amorphous) 폴리에스테르, 및 결정성 폴리에스테르를 함유하는 토너 입자를 갖는 토너로서, 결착 수지는 비닐 수지를 함유하고, 비정성 폴리에스테르는 탄소원자수 6 내지 12의 직쇄상 지방족 디카르복시산 유래의 단량체 단위 및 디알코올 유래의 단량체 단위를 함유하고, 비정성 폴리에스테르의 카르복시산 유래의 단량체 단위 전체에 대해 탄소원자수 6 내지 12의 직쇄상 지방족 디카르복시산 유래의 단량체 단위의 함유량은 10몰% 내지 50몰%이고, 투과형 전자 현미경으로 관찰되는 토너 입자의 단면에서, 비닐 수지는 매트릭스를 구성하고, 비정성 폴리에스테르는 도메인을 구성하고, 결정성 폴리에스테르는 도메인 내부에 존재하는 것을 개시한다.

또한, JP-A-2016-114782는 "토너는 특정 구조 식으로 나타나는 구조 유닛을 갖는 중합체를 함유하는 결착 수지를 포함하는 구조를 갖고, 여기서 광학 순도 X(%)=|X(L체)-X(D체)|[여기에서, X(L체)는 단량체 성분 환산에서 L 비율(몰%)을 나타내고, X(D체)는 단량체 성분 환산에서 D 비율(몰%)을 나타냄]는, 구조 식으로 나타나는 단량체 성분 환산에서, 80% 이하이고, 도메인은 매트릭스에 존재하고, 소(小)도메인은 도메인 내에 있음"을 개시한다.

또한, JP-A-2017-198980은 "결착 수지, 착색제, 이형제, 및 결정성 폴리에스테르를 함유하는 토너 입자를 갖는 토너로서, 투과형 전자 현미경에 의한 토너 입자의 단면 관찰에서, 하나의 입자 중에서 결정성 폴리에스테르의 도메인 및 이형제의 도메인이 관찰되는 토너 입자의 비율은 토너 중에 70개수% 이상이고, 이형제의 도메인의 최대 직경의 산술평균값은 1.0㎛ 내지 4.0㎛이고, 결정성 폴리에스테르의 도메인 및 이형제의 도메인이 하나의 입자에서 관찰되는 토너 입자로 이루어지는 입자 군에서, (i) 결정성 폴리에스테르의 도메인에 의한 이형제의 도메인의 평균 피복률은 80% 이상이고, (ii) 토너 입자의 단면적에 대해 결정성 폴리에스테르의 도메인에 의해 점유되는 면적의 평균 비율은 10.0% 내지 40.0%이고, (iii) 토너 입자의 단면적에 대해 이형제 도메인에 의해 점유되는 면적의 평균 비율은 10.0% 내지 40.0%인 조건을 만족함"을 개시한다.

화상 형성 장치에서, 다양한 개소에서 기계적 하중이 토너에 가해지고, 예를 들면 현상 유닛에 의해 대전을 위한 교반 중에 토너에 가해진다. 이어서, 하중에 의해 변형 또는 융합된 토너로 인해, 화이트 스팟(white spot)이 화상에 발생할 수 있다. 따라서, 토너에는 하중에 대한 내구성이 요구된다.

본 발명의 특정 비제한적인 실시형태의 태양은, 결착 수지를 함유하는 불연속상이 결착 수지를 함유하는 연속상 중에 분산되는 구성을 갖지 않는 경우, 즉, 결착 수지가 연속상 및 불연속상을 구성하지 않는 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너에 관한 것이다.

상기 목적은 하기의 수단에 의해 달성된다.

<1>

본 발명의 태양에 따르면, 결착 수지(i)를 함유하는 연속상; 및 결착 수지(ii)를 함유하는 코어 및 상기 코어를 피복하고 결착 수지(iii)를 함유하는 코팅층을 갖고, 상기 연속상 중에 분산된 불연속상을 함유하는 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<2>

상기 토너의 단면에서, 상기 토너의 단면적에 대한 상기 불연속상에 의해 점유되는 면적의 비율이 5% 내지 15%인, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<3>

상기 불연속상은 평균 원상당 직경이 100nm 내지 300nm인, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<4>

상기 코팅층은 평균 두께가 25nm 내지 50nm인, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<5>

상기 코팅층의 평균 두께 L2와 상기 불연속상의 평균 원상당 직경 L1의 비율 L2/L1이 0.12 내지 0.25인, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<6>

상기 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는, 상기 연속상에 함유된 결착 수지(i) 및 상기 코어에 함유된 결착 수지(ii)에 대해 중합체쇄에서의 구성 단위로서 서로 다른 구조를 갖는, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<7>

상기 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는, 상기 코어에 함유된 결착 수지(ii)에 대해 상기 코어와 상기 코팅층 사이의 계면에서 화학 결합을 형성하는, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<8>

상기 연속상은 상기 결착 수지(i)로서 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 결정성 폴리에스테르 수지 C를 함유하고, 상기 코어는 상기 결착 수지(ii)로서 비정성 폴리에스테르 수지 A2를 함유하고, 상기 코팅층은 상기 결착 수지(iii)로서 비닐 수지 B를 함유하는, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<9>

상기 연속상에 함유된 결정성 폴리에스테르 수지 C와 상기 연속상에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A1의 중량비 C/A1이 0.12 내지 0.40인, <8>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<10>

상기 비정성 폴리에스테르 수지 A1과 상기 비정성 폴리에스테르 수지 A2의 SP값의 차가 0.20 이하인, <8>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<11>

상기 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 상기 비정성 폴리에스테르 수지 A2는 모두 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 및 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 중 적어도 하나를 총 50중량% 이상 갖는, <8>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<12>

상기 토너의 단면에서, 상기 토너의 단면의 형상과 동일한 형상을 갖고 상기 토너의 단면적의 50% 면적을 둘러싸는 경계선을 상기 토너의 단면에 동축으로 그릴 경우, 상기 경계선 내측에 존재하는 불연속상의 면적 a1과 상기 경계선 외측에 존재하는 불연속상의 면적 a2의 비율 a1/a2는 0.8 내지 1.2인, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너.

<13>

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너를 포함하는, 정전하상 현상제가 제공된다.

<14>

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 화상 형성 장치로부터 탈착 가능하고, <1>에 따른 정전하상 현상용 토너를 수용하도록 구성된 토너 카트리지가 제공된다.

<1>, <6>, 또는 <8>에 기재된 본 발명에 따르면, 결착 수지를 함유하는 불연속상이 결착 수지를 함유하는 연속상 중에 분산되는 구성을 갖지 않는 경우, 즉, 결착 수지가 연속상 및 불연속상을 구성하지 않는 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<2>에 기재된 본 발명에 따르면, 토너의 단면적에 대한 불연속상에 의해 점유되는 면적의 비율이 5% 미만인 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<3>에 기재된 본 발명에 따르면, 불연속상이 평균 원상당 직경이 300nm 초과인 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<4>에 기재된 본 발명에 따르면, 코팅층이 평균 두께가 25nm 미만인 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<5>에 기재된 본 발명에 따르면, 코팅층의 평균 두께 L2와 불연속상의 평균 원상당 직경 L1의 비율 L2/L1이 0.12 미만인 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<7>에 기재된 본 발명에 따르면, 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)가, 코어에 함유된 결착 수지(ii)에 대해 코어와 코팅층 사이의 계면에서 화학 결합을 형성하지 않는 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<9>에 기재된 본 발명에 따르면, 연속상에 함유된 결정성 폴리에스테르 수지 C와 연속상에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A1의 중량비 C/A1이 0.12 미만인 경우와 비교하여, 저온 정착성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<10>에 기재된 본 발명에 따르면, 연속상에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A1과 코어에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A2의 SP값의 차가 0.20 초과인 경우와 비교하여, 화상의 정착 강도가 높은 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<11>에 기재된 본 발명에 따르면, 연속상에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 코어에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A2 중 적어도 하나에서의 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 및 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물 유래의 구조의 총량이 50중량% 미만인 경우와 비교하여, 화상의 정착 강도가 높은 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<12>에 기재된 본 발명에 따르면, 토너의 단면의 형상과 동일한 형상을 갖고 토너의 단면적의 50% 면적을 둘러싸는 경계선을 토너의 단면에 동축으로 그릴 경우, 경계선 내측에 존재하는 불연속상의 면적 a1과 경계선 외측에 존재하는 불연속상의 면적 a2의 비율 a1/a2가 0.8 미만 및 1.2 초과인 경우와 비교하여, 하중에 대한 내구성이 우수한 정전하상 현상용 토너가 제공된다.

<13> 또는 <14>에 기재된 본 발명에 따르면, 결착 수지를 함유하는 불연속상이 결착 수지를 함유하는 연속상 중에 분산되는 구성을 갖지 않는, 즉 결착 수지가 연속상 및 불연속상을 구성하지 않는 정전하상 현상용 토너를 도포할 경우와 비교하여, 화상 내의 화이트 스팟을 억제하는 정전하상 현상제 및 토너 카트리지가 제공된다.

본 발명의 예시적인 실시형태(들)를 하기의 도면에 의거하여 구체적으로 기술한다.
도 1은 예시적인 실시형태에 따른 토너의 예의 단면 화상.
도 2는 예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 예를 나타내는 구성도.
도 3은 본 예시적인 실시형태에 따른 프로세스 카트리지의 예를 나타내는 구성도.

이하, 본 발명의 예시적인 실시형태를 기술한다.

정전하상 현상용 토너

예시적인 실시형태에 따른 정전하상 현상용 토너(이하, "토너"라고 함)는 적어도 결착 수지를 함유한다. 토너는 결착 수지를 함유하는 연속상; 및 연속상 중에 분산되는 불연속상을 함유하고, 불연속상은 결착 수지를 함유하는 코어 및 상기 코어를 피복하고 결착 수지를 함유하는 코팅층을 갖는다.

예시적인 실시형태에 따른 토너는 상기 구성을 가지며, 이에 따라 하중에 대한 내구성이 우수하다. 그 이유는 다음과 같이 상정된다.

화상 형성 장치에 있어서, 다양한 포인트에서 기계적 부하가 토너에 가해진다. 예를 들면, 교반에 의해 토너가 대전되는 현상 유닛에서, 교반 중에 토너에 하중이 가해진다. 토너에 가해진 기계적 하중은, 기계의 화상 형성 속도(이른바, 프로세스 속도)가 높아짐에 따라, 증가하는 경향이 있다. 이어서, 하중을 가함에 의해 변형 또는 융합되는 토너가 생성될 경우에, 토너의 변형 또는 융합으로 인한 화상 내의 화이트 스팟(기록 매체 상에 형성된 화상부에 흰 점이 생성되는 화상 결함)이 발생할 수 있다. 따라서, 토너에는 하중에 대한 내구성이 요구된다.

그에 반해서, 예시적인 실시형태에 따른 토너는, 결착 수지를 함유하는 코어가 결착 수지를 함유하는 코팅층으로 피복되는 불연속상이, 결착 수지를 함유하는 연속상 중에 분산되는 구조를 갖는다.

여기에서, 예시적인 실시형태에 따른 토너의 구조를 예를 참조하여 기술한다. 도 1은 예시적인 실시형태에 따른 토너의 예의 단면 화상이다. 도 1에 나타난 토너는 결착 수지를 함유하는 연속상(40); 및 상기 연속상(40) 중에 분산된 불연속상(50)을 함유하고, 상기 불연속상(50)은 결착 수지를 함유하는 코어(52) 및 상기 코어(52)를 피복하고 결착 수지를 함유하는 코팅층(54)을 갖는다. 즉, '바다'에 대응하는 연속상(40) 및 '섬'에 대응하는 불연속상(50)은 이른바, 해도(海島) 구조를 형성하고, '섬'에 대응하는 불연속상(50)은 코어(52) 및 코어 둘레의 코팅층(54)을 포함하는 구조가 제공된다. 도 1에 나타난 토너는 이형제(60)를 함유한다.

따라서, 토너 중의 불연속상은 필러로서 기능하고, 불연속상이 없는 경우, 즉, 결착 수지가 연속상 및 불연속상을 형성하지 않는 경우와 비교하여, 토너 자체의 경도가 향상되어, 하중에 대한 내구성을 향상시킨다.

연속상, 코어, 및 코팅층에 함유된 결착 수지

예시적인 실시형태에 따른 토너는 적어도 불연속상 및 연속상을 형성하는 코어 및 코팅층에 결착 수지를 함유한다. 하기의 설명에서, 연속상에 함유된 결착 수지는 "(i)"라 하고, 코어에 함유된 결착 수지는 "(ii)"라 하고, 코팅층에 함유된 결착 수지는 "(iii)"라 함에 유의한다.

연속상에 함유된 결착 수지(i), 코어에 함유된 결착 수지(ii), 및 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 여기에서, "서로 다른 수지"의 예는 중합체쇄에서의 구성 단위로서 서로 다른 구조를 갖는(예를 들면, 수지의 원료로서 서로 다른 분자 구조의 단량체를 이용하여 합성된) 수지, 및 중합체쇄에서의 구성 단위의 구조가 동일하지만 서로 다른 평균 분자량을 갖는 수지를 포함한다.

· 연속상에 함유된 결착 수지(i).

연속상은 바람직하게는 결착 수지(i)로서 비정성 수지 및 결정성 수지를 함유한다. 연속상에 결정성 수지를 함유할 경우, 저온 정착성이 강화될 수 있다. 저온 정착성의 향상의 관점에서, 연속상은 비정성 폴리에스테르 수지 및 결정성 폴리에스테르 수지(여기에서, 하기의 설명에서, 연속상에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지는 "A1"이라 하고, 연속상에 함유된 결정성 폴리에스테르 수지는 "C"라 함)를 함유하는 것이 보다 바람직함에 유의한다.

연속상에 함유된 결정성 수지와 비정성 수지의 중량비(보다 바람직하게는 결정성 폴리에스테르 수지 C와 비정성 폴리에스테르 수지 A1의 중량비(C/A1))는 바람직하게는 0.12 내지 0.40이고, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.35이고, 보다 더 바람직하게는 0.20 내지 0.30이다.

결정성 수지와 비정성 수지의 중량비(보다 바람직하게는, 결정성 폴리에스테르 수지 C와 비정성 폴리에스테르 수지 A1의 중량비(C/A1))가 0.12 이상일 경우, 저온 정착성이 강화될 수 있다; 한편, 중량비는 0.40 이하이고, 화상의 정착 강도(특히, 스크래칭에 대한 정착 화상의 강도)가 강화될 수 있고, 핫 오프셋 저항이 강화될 수 있다.

또한, 연속상에 함유되는 1종 이상의 비정성 수지 및 결정성 수지가 사용될 수 있다. 또한, 연속상에 함유되는 1종 이상의 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 결정성 폴리에스테르 수지 C가 사용될 수 있다.

연속상에 함유된 결착 수지 전체에서, 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 결정성 폴리에스테르 수지 C의 총 함유량은 바람직하게는 50중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 80중량% 이상이고, 보다 더 바람직하게는 100중량%이다.

· 코어에 함유된 결착 수지(ii)

코어는 바람직하게는 결착 수지(ii)로서 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지)를 함유한다. 비정성 수지(보다 바람직하게는, 비정성 폴리에스테르 수지)가 코어에 함유될 경우, 하중에 대한 내구성이 강화될 수 있다.

또한, 후술하는 바와 같이, 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)의 유리 전이 온도 Tg가 정착 온도 미만일 경우, 코어 내에 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지)를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 정착 시 코어 내의 비정성 수지가 불연속상으로부터 용융되므로, 화상의 정착 강도(특히 스크래칭에 대한 정착 화상의 강도)가 강화될 수 있고, 저온 정착성이 강화될 수 있다. 본원에서, 하기의 설명에서, 코어에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지는 "A2"라 한다.

또한, 코어에 함유되는 1종 이상의 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A2)가 사용될 수 있다.

코어에 함유된 결착 수지 전체에서, 비정성 폴리에스테르 수지 A2의 함유량은 바람직하게는 50중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 80중량% 이상이고, 보다 더 바람직하게는 100중량%이다.

· 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)

코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는 바람직하게는 연속상에 함유된 결착 수지(i) 및 코어에 함유된 결착 수지(ii)에 대해 중합체쇄에서의 구성 단위로서 서로 다른 구조를 갖는 결착 수지이다. 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)가 연속상 및 코어에 함유된 결착 수지에 대해 중합체쇄에서의 구성 단위로서 서로 다른 구조를 가질 경우, 예시적인 실시형태에 따른 토너의 구조, 즉, 연속상과 코어 및 코어를 피복하는 코팅층을 포함하는 불연속상을 갖는 구조(이른바, 해도 구조)를 형성할 수 있다.

또한, 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는 바람직하게는 코어에 함유된 결착 수지(ii)에 대해 코어와 코팅층 사이의 계면에서 화학 결합을 형성한다. 결착 수지에 의해 화학 결합이 형성될 경우, 코어와 코팅층 사이의 계면에서의 강도는 강화되고, 하중에 대한 내구성이 강화될 수 있다. 또한, 예시적인 실시형태에 따른 토너의 구조, 즉, 연속상과 코어 및 코어를 피복하는 코팅층을 포함하는 불연속상을 갖는 구조(이른바, 해도 구조)를 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는 바람직하게는 결착 수지(i) 및 결착 수지(ii)에 대해 중합체쇄에서의 구성 단위로서 서로 다른 구조를 갖는 결착 수지이고, 바람직하게는 결착 수지(ii)에 대해 코어와 코팅층 사이의 계면에서 화학 결합을 형성한다. 또한, 예시적인 실시형태에 따른 토너의 구조, 즉, 연속상과 코어 및 코어를 피복하는 코팅층을 포함하는 불연속상을 갖는 구조(이른바, 해도 구조)를 형성할 수 있는 관점에서, 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는 바람직하게는 결착 수지(i) 및 결착 수지(ii)와의 상용성이 낮다.

이 관점에서, 연속상이 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 결정성 폴리에스테르 수지 C를 함유하고, 코어가 비정성 폴리에스테르 수지 A2를 함유할 경우에, 코팅층은 바람직하게는 비닐 수지(여기서, 하기의 설명에서, 코팅층에 함유된 비닐 수지는 "B"라 함)를 함유한다.

코팅층에 함유된 결착 수지(iii)(보다 바람직하게는 비닐 수지 B)는 바람직하게는 정착 온도, 즉, 화상 형성 장치에서의 정착 시의 설정 온도보다 낮은 유리 전이 온도 Tg를 갖는다. 결착 수지(iii)(보다 바람직하게는 비닐 수지 B)의 유리 전이 온도 Tg가 정착 온도보다 낮을 경우, 코어 내의 비정성 수지가 정착 시 불연속상으로부터 용융될 수 있어 화상의 정착 강도(특히, 스크래칭에 대한 정착 화상의 강도)가 강화될 수 있고, 핫 오프셋 저항이 강화될 수 있다.

화상의 정착 강도 및 저온 정착성의 강화의 관점에서, 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)의 유리 전이 온도 Tg는 바람직하게는 40℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 30℃ 이하이고, 보다 더 바람직하게는 20℃ 이하이다.

한편, 결착 수지(iii)의 유리 전이 온도 Tg는 코팅층의 강도의 강화 및 하중에 대한 토너의 내구성의 강화의 관점에서 바람직하게는 -70℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 -50℃ 이상이고, 보다 더 바람직하게는 -40℃ 이상이다.

결착 수지(iii)의 유리 전이 온도 Tg는 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 얻어지는 DSC 곡선으로부터 얻어진다. 보다 구체적으로, 유리 전이 온도는 JIS K 7121-1987 "플라스틱의 전이 온도에 대한 테스팅 방법"에서의 유리 전이 온도를 얻는 방법에 기재된 "외삽 유리 전이 개시 온도"로부터 얻어진다.

또한, 코팅층에 함유되는 1종 이상의 결착 수지(보다 바람직하게는 비닐 수지 B)가 사용될 수 있다.

코팅층에 함유된 결착 수지 전체에서, 비닐 수지 B의 함유량은 바람직하게는 50중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 80중량% 이상이고, 보다 더 바람직하게는 100중량%이다.

· 연속상에 함유된 결착 수지(i)와 코어에 함유된 결착 수지(ii) 사이의 관계

연속상이 결착 수지(i)로서 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A1)를 함유하고 코어가 결착 수지(ii)로서 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A2)를 함유할 경우에, 연속상 및 코어에 함유된 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 A2)는 서로 동일하거나 다를 수 있다.

코팅층에 함유된 결착 수지(iii)의 유리 전이 온도 Tg(보다 바람직하게는, 비닐 수지 B)가 정착 온도보다 낮을 경우에, 연속상 및 코어에 함유된 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 A2)간의 상용성은 바람직하게 높다. 비정성 수지간의 높은 상용성으로 인해, 코어 내의 비정성 수지는 정착 시 불연속상으로부터 융용되고 연속상 중의 비정성 수지와 혼화 가능하여, 화상의 정착 강도(특히, 스크래칭에 대한 정착 화상의 강도)가 강화될 수 있고, 핫 오프셋 저항이 강화될 수 있다.

여기에서, 상용성의 지표로서, 연속상에 함유된 비정성 수지와 코어에 함유된 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 비정성 폴리에스테르 수지 A2)의 SP값의 차는 바람직하게는 0.20 이하이고, 보다 바람직하게는 0.15 이하이다.

여기에서, 예시적인 실시형태에서, 수지의 SP값(단위:(cal/㎤)^1/2)은 Fedor법에 의해 계산된다. 구체적으로, SP값은 하기의 식에 의해 계산된다.

SP값 = √(Ev/v) = √(Σ△ei/Σ△vi)

식에서, Ev는 증발 에너지(cal/mol)를 나타내고, v는 몰 부피(㎤/mol)를 나타내고, Σ△ei는 각각의 원자 또는 원자단의 증발 에너지를 나타내고, △vi는 각각의 원자 또는 원자단의 몰 부피를 나타낸다.

이 계산 방법의 세부사항은, Polym. Eng. Sci., Vol. 14, p. 147(1974), Junji Mukai 외(1981), "A practical polymer for engineers", Kodansha, p. 66, Polymer Handbook(제4판, Willey-interscience Publication) 등에 기술되어 있고, 동일한 방법이 예시적인 실시형태에 적용된다. 예시적인 실시형태에서, (cal/㎤)^1/2를 SP값의 단위로서 채택하지만, 단위는 생략하고 실시에 따른 치수 없이 기술한다.

또한, 상용성의 강화의 관점에서, 연속상에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 코어에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A2는 바람직하게는 50중량% 이상, 보다 바람직하게는 60중량% 이상, 및 보다 더 바람직하게는 70중량% 이상의 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 및 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 중 적어도 하나를 갖는 수지이다.

비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 A2에서, 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 및 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물 유래의 구조의 총량의 상한값은 폴리에스테르 수지가 구성될 수 있는 범위 내이면 특별히 제한되지 않음에 유의한다. 즉, 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 A2가 다가 카르복시산 및 다가 알코올의 축합 중합체일 경우, 폴리에스테르 수지를 구성할 수 있는 다가 카르복시산 및 다가 알코올의 비율의 범위 내이면 특별히 제한되지 않는다.

비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 A2에서, 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 및 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물 유래의 구조의 총량은 NMR을 이용하는 분석에 의해 얻을 수 있음에 유의한다.

상용성의 강화의 관점에서, 연속상에 함유된 비정성 수지 및 코어에 함유된 비정성 수지(보다 바람직하게는, 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 비정성 폴리에스테르 수지 A2)는 바람직하게는 중합체쇄에서의 구성 단위로서 동일한 구조의 구성 단위만을 갖는 수지(예를 들면, 수지의 원료로서 동일한 분자 구조를 갖는 단량체만을 이용하여 합성됨)이다.

또한, 중합체쇄의 수지의 구성 단위의 분석은 NMR에 의해 행할 수 있다.

불연속상의 특성

토너의 단면을 관찰할 경우, 토너의 단면적에 대해 불연속상에 의해 점유되는 면적의 비율은 바람직하게는 5% 내지 15%이고, 보다 바람직하게는 6% 내지 14%이고, 보다 더 바람직하게는 7% 내지 12%이다.

불연속상에 의해 점유되는 면적의 비율이 5% 이상일 경우, 필러로서의 기능을 나타내는 다수의 불연속상이 존재하고, 하중에 대한 토너의 내구성이 강화될 수 있다. 또한, 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)의 유리 전이 온도 Tg가 정착 온도 미만이고, 코어가 비정성 수지(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A2)를 함유할 경우, 정착 시 코어로부터 용융된 비정성 수지의 양이 증가하여, 화상의 정착 강도(특히, 스크래칭에 대한 정착 화상의 강도)가 강화될 수 있고, 핫 오프셋 저항이 강화될 수 있다.

한편, 불연속상에 의해 점유되는 면적의 비율이 15% 이하일 경우, 과도하게 다량의 불연속상을 갖지 않음으로써 가요성 토너를 얻기 쉽다. 연속상이 비정성 수지 및 결정성 수지(보다 바람직하게는, 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 결정성 폴리에스테르 수지 C)를 함유할 경우에, 과도하게 적은 양의 연속상을 갖지 않음으로써 저온 정착성이 강화될 수 있다.

불연속상의 평균 원상당 직경 L1은 바람직하게는 100nm 내지 300nm이고, 보다 바람직하게는 120nm 내지 250nm이다.

불연속상의 평균 원상당 직경이 100nm 이상일 경우, 토너 제조성, 특히 토너 입경의 제어성, 및 토너 형상의 제어성이 개선될 수 있다.

한편, 평균 원상당 직경이 300nm 이하일 경우, 연속층(즉, '바다') 중의 불연속상(즉, '섬')의 내포가 강화될 수 있고, 하중에 대한 토너의 내구성이 강화될 수 있다. 따라서, 토너의 변형 또는 융합으로 인한 화상 내의 화이트 스팟을 억제할 수 있다.

코팅층의 평균 두께 L2는 바람직하게는 25nm 내지 50nm이고, 보다 바람직하게는 30nm 내지 40nm이다.

코팅층의 평균 두께가 25nm 이상일 경우, 토너의 제조 중 연속상 및 코어의 혼합이 억제되어서, 하중에 대한 토너의 내구성이 강화될 수 있다.

한편, 평균 두께가 50nm 이하일 경우, 저온 정착성이 강화될 수 있다.

불연속상의 평균 원상당 직경 L1과 코팅층의 평균 두께 L2의 비율 L2/L1은 바람직하게는 0.12 내지 0.25이고, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.20이다.

비율 L2/L1이 0.12 이상일 경우, 토너의 제조 중의 연속상과 코어의 혼합이 억제되어서, 하중에 대한 토너의 내구성이 강화될 수 있다.

한편, 비율 L2/L1이 0.25 이하일 경우, 저온 정착성이 강화될 수 있다.

예시적인 실시형태에 따른 토너에서, 불연속상이 토너 전체에 걸쳐 균일하게 분산되는 것이 바람직하다. 불연속상을 높은 균일성으로 분산시킴으로써, 필러로서의 불연속상의 기능의 불균일성이 억제되어서, 하중에 대한 토너의 내구성이 강화될 수 있다.

분산성의 지표로서, 토너의 단면에서의 토너의 내부 영역과 외부 영역 사이의 불연속상의 면적비. 구체적으로, 토너의 단면을 관찰할 경우, 토너의 단면의 형상과 동일한 형상을 갖고 토너의 단면적의 50% 면적을 둘러싸는 경계선을 단면에 동축으로 그린다. 즉, 토너의 단면의 형상과 동일한 형상을 갖고 토너의 단면의 형상보다 윤곽이 작은 경계선을 토너의 단면 화상에 그려서, 토너의 단면의 영역을 경계선 내측의 영역 및 경계선 외측의 영역으로 분할하여 면적비가 1:1이 되게 한다. 경계선 내측에 존재하는 불연속상의 면적 m1과 경계선 외측에 존재하는 불연속상의 면적 m2의 비율 m1/m2는 바람직하게는 0.8 내지 1.2이고, 보다 바람직하게는 0.9 내지 1.1이다.

여기에서, 토너의 단면을 관찰함으로써 불연속상의 각각의 특성을 측정하는 방법을 기술한다.

토너 입자를 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지 및 경화제로 임베드(embed)하고, 이어서 절단용 시료를 제조한다. 다음으로, 다이아몬드 나이프를 이용하는 절단기(예를 들면, LEICA Ultramicrotome, Hitachi Technologies제)를 이용하여 -100℃에서 절단용 시료를 절단하여, 관찰용 시료를 제조한다. 또한, 후술하는 휘도(콘트라스트)차를 높이고 싶은 경우에는, 관찰용 시료를 사산화루테늄 분위기의 데시케이터에 두고 스테이닝(staining)을 행할 수 있다. 또한, 염색은 데시케이터에 둔 테이프의 염색의 정도에 의해 판정된다.

이렇게 얻어진 관찰 시료는 주사 투과형 전자 현미경(STEM)에 의해 관찰된다. 화상은 하나의 토너 입자의 단면이 시야 내에 들어가는 배율로 기록된다. 기록된 화상과 관련하여, 화상 분석 소프트웨어(WinROOF, Mitani Corporation제)를 이용하여 조건 0.010000㎛/pixel 하에서 화상 분석이 행해진다. 이 화상 분석에 따르면, 토너 입자의 연속상('바다')의 결착 수지와 코어 및 코팅층을 갖는 불연속상('섬')의 결착 수지 사이의 휘도(콘트라스트)차에 의해 불연속상의 단면의 형상이 추출된다.

이어서, 투영 면적은 불연속상의 단면의 추출된 형상에 의거하여 얻어진다. 이 투영 면적으로부터, 100 토너 각각에 대해 토너의 단면적에 대한 불연속상의 총면적의 비율을 계산하고, 그 산술평균값을 토너의 단면적에 대한 불연속상에 의해 점유되는 면적의 비율로서 세트한다.

또한, 불연속상의 원상당 직경은 투영 면적으로부터 얻어진다. 원상당 직경은 식 "2×(투영 면적/π)^1/2"에 의해 계산됨에 유의한다. 100 토너를 관찰하고, 각각의 토너에 대해 하나의 불연속상을 선택하고, 그 원상당 직경을 얻고, 그 산술평균값을 불연속상의 평균 원상당 직경 L1로서 세트한다.

또한, 코어의 단면의 형상은 코어의 결착 수지와 코팅층의 결착 수지 사이의 휘도(콘트라스트)차에 의해 추출된다. 코어의 단면의 형상에 의거하여, 코어의 투영 면적이 얻어지고, 코어의 원상당 직경이 얻어진다. 상기 L1에서와 같이, 100 토너를 관찰하고, 각각의 토너에 대해 하나의 코어를 선택하고, 그 원상당 직경을 얻고, 그 산술평균값을 코어의 평균 원상당 직경 L3으로서 세트한다. 이어서, L1과 L3 사이의 차에서, 식 "(L1-L3)/2"로부터 코팅층의 평균 두께 L2가 얻어진다.

또한, 단면 화상에서, 토너의 단면의 형상과 동일한 형상을 갖고 토너의 단면적의 50% 면적을 둘러싸는 경계선을 토너의 단면에 동축으로 그린다. 경계선 내측에 존재하는 불연속상의 면적 m1과 경계선 외측에 존재하는 불연속상의 면적 m2의 비율을 100 토너 각각에 대해 계산하고, 그 산술평균값을 비율 m1/m2로서 세트한다.

여기에서, 예시적인 실시형태에 따른 토너의 구조, 즉 연속상과 코어 및 코팅층을 갖는 불연속상을 포함하는 구조를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 예로서, 하기의 방법의 융착법을 들 수 있다.

우선, 불포화 이중 결합을 갖는 비정성 폴리에스테르 수지 A2의 수지 입자 분산액을 제작한다. 얻어진 수지 입자 분산액에 비닐 단량체 및 개시제를 첨가하여 반응시킴으로써, 비정성 폴리에스테르 수지 A2를 함유하는 코어 둘레에 비닐 수지 B를 함유하는 코팅층을 갖는 복합 수지 입자 분산액을 제조한다. 비정성 폴리에스테르 수지 A2는 불포화 이중 결합을 가지므로, 코어와 코팅층 사이의 계면에서 비닐 수지 B와 화학 결합을 형성한다.

이 복합 수지 입자 분산액, 별개로 제조된 비정성 폴리에스테르 수지 A1의 수지 입자 분산액, 및 결정성 폴리에스테르 수지 C의 수지 입자 분산액으로 융착법을 이용하여 토너를 제조함으로써, 연속상과 코어 및 코팅층을 포함하는 불연속상을 포함하는 구조를 갖는 토너가 얻어진다.

수지가 용융될 때 온도가 높아지는 용융 혼련법 또는 수지가 용매에 용해되는 현탁 중합법을 이용하여 상술한 구조를 갖는 토너를 얻는 것이 쉽지 않다고 생각됨에 유의한다.

또한, 상기 제조 방법에서, 불연속상에 의해 점유되는 면적과 토너의 단면적의 비율은 토너 제조 시의 복합 수지 입자 분산액의 첨가량에 의해 제어될 수 있다. 또한, 불연속상의 평균 원상당 직경 L1 및 코팅층의 평균 두께 L2는 수지 입자 분산액 중의 비정성 폴리에스테르 수지 A2의 입경 및 비정성 폴리에스테르 수지 A2에 대한 비닐 단량체의 첨가량에 의해 제어될 수 있다.

다음으로, 예시적인 실시형태에 따른 토너를 구성하는 각각의 성분 등을 구체적으로 기술한다.

예시적인 실시형태에 따른 토너는 바람직하게는 토너 입자 및 필요에 따라 외첨제를 포함하도록 구성된다.

토너 입자

토너 입자는 결착 수지 및 필요에 따라 착색제, 이형제, 및 다른 첨가제를 포함하도록 구성된다. 토너 입자는 결착 수지를 함유하는 연속상; 및 상기 연속상 중에 분산되는 불연속상을 포함하고, 상기 불연속상은 결착 수지를 함유하는 코어 및 상기 코어를 피복하고 결착 수지를 함유하는 코팅층을 갖는다.

결착 수지

토너 입자 중의 연속상, 코어, 및 코팅층에 포함되는 결착 수지의 예는, 스티렌(예를 들면, 스티렌, 파라-클로로 스티렌, 및 α-메틸 스티렌), (메트)아크릴산 에스테르(예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 및 2-에틸헥실 메타크릴레이트), 에틸렌성 불포화 니트릴(예를 들면, 아크릴로니트릴, 및 메타크릴로니트릴), 비닐 에테르(예를 들면, 비닐 메틸 에테르, 및 비닐 이소부틸 에테르), 비닐 케톤(예를 들면, 비닐 메틸 케톤, 비닐 에틸 케톤, 및 비닐 이소프로페닐 케톤), 및 올레핀(예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 및 부타디엔)과 같은 단량체의 단독 중합체, 또는 이들 단량체의 2종 이상을 조합시킴으로써 얻어진 공중합체로 형성된 비닐 수지를 포함한다.

결착 수지로서, 또한, 예를 들면 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리에테르 수지, 및 변성 로진과 같은 비(非)비닐 수지, 그것과 상술한 비닐 수지와의 혼합물, 또는 비닐 단량체를 이러한 비비닐 수지의 공존 하에 중합함으로써 얻어진 그래프트 중합체를 들 수 있다.

이들 결착 수지는 연속상, 코어, 및 코팅층 각각에 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

특별히 제한은 없지만, 예시적인 실시형태에 따른 토너 입자에서, 연속상은 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 결정성 폴리에스테르 수지 C를 함유하고, 코어는 비정성 폴리에스테르 수지 A2를 함유하고, 코팅층은 비닐 수지를 함유하는 것이 바람직하다.

폴리에스테르 수지의 예는 주지의 비정성 폴리에스테르 수지를 포함한다. 폴리에스테르 수지로서, 비정성 폴리에스테르 수지와 조합하여 결정성 폴리에스테르 수지가 사용될 수 있다. 여기에서, 결정성 폴리에스테르 수지의 함유량은 토너 중의 결착 수지 전체에 대해 2중량% 내지 40중량%(바람직하게는 2중량% 내지 20중량%)의 범위에서 사용될 수 있다.

또한, 수지의 "결정성"이란, 시차 주사 열량계(DSC)에서 단계적인 흡열 변화가 아닌, 명확한 흡열 피크를 가짐을 의미하고, 구체적으로는 승온 속도 10(℃/min)으로 측정했을 때의 흡열 피크의 반값폭이 10℃ 이내인 것을 의미한다.

한편, 수지의 "비정성"이란, 반값폭이 10℃를 초과하고, 단계적인 흡열 변화가 나타나거나, 또는 명확한 흡열 피크가 관찰되지 않는 것을 의미한다.

· 비정성 폴리에스테르 수지

비정성 폴리에스테르 수지의 예는 다가 카르복시산 및 다가 알코올의 축합 중합체를 포함한다. 그 중에서도, 비정성 폴리에스테르 수지로서, 시판품이 사용되거나 합성물이 사용될 수 있다.

다가 카르복시산의 예는 지방족 디카르복시산(예를 들면, 옥살산, 말론산, 말레산, 푸마르산, 시트라콘산, 이타콘산, 글루타콘산, 숙신산, 알케닐 숙신산, 아디프산, 및 세바스산), 지환식 디카르복시산(예를 들면, 시클로헥산 디카르복시산), 방향족 디카르복시산(예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 및 나프탈렌 디카르복시산), 그 무수물, 그 저급 알킬 에스테르(예를 들면, 1 내지 5의 탄소원자수를 가짐)를 포함한다. 그 중에서도, 예를 들면, 다가 카르복시산으로서 방향족 디카르복시산이 바람직하게 사용된다.

다가 카르복시산으로서, 가교 구조 또는 분지쇄상 구조를 채용하는 3가 이상의 카르복시산이 디카르복시산과 함께 조합해서 사용될 수 있다. 3가 이상의 카르복시산의 예는 트리멜리트산, 피로멜리트산, 그 무수물, 또는 그 저급 알킬 에스테르(예를 들면, 1 내지 5의 탄소원자수를 가짐)를 포함한다.

다가 카르복시산은 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

다가 알코올의 예는 지방족 디올(예를 들면, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 및 네오펜틸 글리콜), 지환식 디올(예를 들면, 시클로헥산디올, 시클로헥산 디메탄올, 및 수첨 비스페놀 A), 방향족 디올(예를 들면, 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 부가물, 및 비스페놀 A의 프로필렌 옥사이드 부가물)을 포함한다. 그 중에서도, 다가 알코올로서, 예를 들면, 방향족 디올 및 지환식 디올이 바람직하게 사용되고, 방향족 디올이 보다 바람직하게는 사용된다.

다가 알코올로서, 가교 구조 또는 분지쇄상 구조를 채용하는 3가 이상의 다가 알코올이 디올과 함께 조합해서 사용될 수 있다. 3가 이상의 다가 알코올의 예는 글리세린, 트리메틸올프로판, 및 펜타에리트리톨을 포함한다.

다가 알코올은 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

비정성 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 Tg는 바람직하게는 50℃ 내지 80℃의 범위이고, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 65℃의 범위이다.

유리 전이 온도는 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 얻어지는 DSC 곡선으로부터 얻어진다. 보다 구체적으로, 유리 전이 온도는 JIS K 7121-1987 "플라스틱의 전이 온도에 대한 테스팅 방법"에서의 유리 전이 온도를 얻는 방법에 기재된 "외삽 유리 전이 개시 온도"로부터 얻어진다.

비정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량 Mw는 바람직하게는 5,000 내지 1,000,000의 범위이고, 보다 바람직하게는 7,000 내지 500,000의 범위이다.

비정성 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량 Mn은 바람직하게는 2,000 내지 100,000의 범위이다.

비정성 폴리에스테르 수지의 분자량 분포 Mw/Mn은 바람직하게는 1.5 내지 100의 범위이고, 보다 바람직하게는 2 내지 60의 범위이다.

중량 평균 분자량 및 수평균 분자량은 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된다. GPC에 의한 분자량 측정은 측정 디바이스로서의 GPC & HLC-8120 GPC(Tosoh Corporation제), Column TSK gel Super HM-M(15cm)(Tosoh Corporation제), 및 THF 용매를 이용하여 행해진다. 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량은 상술한 측정의 결과로부터의 단분산 폴리스티렌 표준 시료로부터 작성되는 분자량 검량선을 이용함으로써 산출된다.

비정성 폴리에스테르 수지를 제조하는데는 주지의 제작 방법이 사용된다. 그 특정 예는, 필요에 따라, 반응계의 감압 하에서 180℃ 내지 230℃의 범위로 설정된 중합 온도에서 반응을 행하면서, 축합 중에 발생되는 물 또는 알코올을 제거하는 방법을 포함한다.

원료의 단량체가 반응 온도 하에서 용해 또는 상용화되지 않을 경우, 단량체를 용해시키는 가용화제로서 고비점 용매를 첨가할 수 있다. 이 경우에, 중축합 반응이 가용화제를 증류 제거하면서 행해진다. 공중합 반응에 상용성이 나쁜 단량체가 있을 경우, 상용성이 나쁜 단량체와, 단량체와 중축합되는 산 또는 알코올을 사전에 축합하여, 주성분과 중축합할 수 있다.

· 결정성 폴리에스테르 수지

결정성 폴리에스테르 수지의 예는 다가 카르복시산과 다가 알코올의 축합 중합체를 포함한다. 그 중에서도, 결정성 폴리에스테르 수지로서, 시판품이 사용되거나 합성물이 사용될 수 있다.

여기에서, 결정 구조를 쉽게 형성하기 위해, 결정성 폴리에스테르 수지는 바람직하게는 방향족기를 갖는 중합 가능한 단량체보다는 직쇄상 지방족기를 갖는 중합 가능한 단량체를 이용한 중축합물이다.

다가 카르복시산의 예는 지방족 디카르복시산(예를 들면, 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 1,9-노난디카르복시산, 1,10-데칸디카르복시산, 1,12-도데칸디카르복시산, 1,14-테트라데칸디카르복시산, 및 1,18-옥타데칸디카르복시산), 방향족 디카르복시산(예를 들면, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복시산과 같은 이염기산), 및 그 무수물 또는 그 저급 알킬 에스테르(예를 들면, 1 내지 5의 탄소원자수를 가짐)를 포함한다.

다가 카르복시산으로서, 가교 구조 또는 분지쇄상 구조를 채용하는 3가 이상의 카르복시산이 디카르복시산과 함께 조합해서 사용될 수 있다. 3가 카르복시산의 예는 방향족 카르복시산(예를 들면, 1,2,3-벤젠트리카르복시산, 1,2,4-벤젠트리카르복시산, 및 1,2,4-나프탈렌트리카르복시산), 및 그 무수물 또는 그 저급 알킬 에스테르(예를 들면, 1 내지 5의 탄소원자수를 가짐)를 포함한다.

다가 카르복시산으로서, 설폰산기를 갖는 디카르복시산 및 에틸렌성 이중 결합을 갖는 디카르복시산이 이들 디카르복시산과 조합하여 사용될 수 있다. 다가 카르복시산은 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

다가 알코올의 예는 지방족 디올(예를 들면, 주쇄 부분에 7 내지 20의 탄소원자수를 갖는 직쇄 지방족 디올)을 포함한다. 지방족 디올의 예는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸디올, 1,13-트리데칸디올, 1,14-테트라데칸디올, 1,18-옥타데칸디올, 및 1,14-에이코산 데칸디올을 포함한다. 그 중에서도, 지방족 디올로서 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 및 1,10-데칸디올이 바람직하다. 다가 알코올로서, 가교 구조 또는 분지쇄상 구조를 채용하는 3가 이상의 알코올이 디올과 함께 조합해서 사용될 수 있다. 3가 이상의 알코올의 예는 글리세린, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 및 펜타에리트리톨을 포함한다. 다가 알코올은 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

여기에서, 다가 알코올은 바람직하게는 지방족 디올 함유량이 80몰% 이상이고, 보다 바람직하게는 90몰% 이상이다.

결정성 폴리에스테르 수지의 용융 온도는 바람직하게는 50℃ 내지 100℃이고, 보다 바람직하게는 55℃ 내지 90℃이고, 보다 더 바람직하게는 60℃ 내지 85℃이다.

용융 온도는 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 얻어지는 DSC 곡선으로부터 얻어지고, 구체적으로 JIS K 7121-1987 "플라스틱의 전이 온도에 대한 테스팅 방법"에서 용융 온도를 얻는 방법에 기재된 "용융 피크 온도"로부터 얻어짐에 유의한다.

결정성 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량 Mw는 바람직하게는 6,000 내지 35,000이다.

예를 들면, 비정성 폴리에스테르 수지와 마찬가지로, 결정성 폴리에스테르 수지는 주지의 제조 방법에 의해 얻어진다.

· 비닐 수지

비닐 수지는 비닐기(CH₂=C(-R^B1)-; 여기에서, R^B1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타냄)를 갖는 단량체인 적어도 비닐 단량체를 중합함으로써 얻어진 중합체이다.

본 명세서에서, "(메트)아크릴"은 "아크릴" 및 "메타크릴" 모두를 포함하는 표현이다.

비닐 단량체의 예는 (메트)아크릴산 및 (메트)아크릴산 에스테르를 포함한다. (메트)아크릴산 에스테르의 예는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르(예를 들면, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, n-펜틸 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, n-헵틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, n-도데실 (메트)아크릴레이트, n-라우릴 (메트)아크릴레이트, n-테트라데실 (메트)아크릴레이트, n-헥사데실 (메트)아크릴레이트, n-옥타데실 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소펜틸 (메트)아크릴레이트, 아밀 (메트)아크릴레이트, 네오펜틸 (메트)아크릴레이트, 이소헥실 (메트)아크릴레이트, 이소헵틸 (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸 헥실 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 및 t-부틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트), (메트)아크릴산 아릴 에스테르(예를 들면, 페닐 (메트)아크릴레이트, 비페닐 (메트)아크릴레이트, 디페닐에틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 페닐 (메트)아크릴레이트, 및 터페닐 (메트)아크릴레이트), 디메틸 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 디에틸 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, β-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 스티렌, 알킬 치환된 스티렌(예를 들면, α-메틸 스티렌, 2-메틸 스티렌, 3-메틸 스티렌, 4-메틸 스티렌, 2-에틸 스티렌, 3-에틸 스티렌, 및 4-에틸 스티렌), 할로겐 치환된 스티렌(예를 들면, 2-클로로스티렌, 3-클로로스티렌, 및 4-클로로스티렌), 및 비닐 나프탈렌을 포함한다.

또한, 2 이상 기능을 갖는 비닐 단량체(바람직하게는, 2 이상 비닐기를 갖는 다관능 비닐 단량체)가 또한 사용된다.

2관능 비닐 단량체의 예는 디비닐 벤젠, 디비닐 나프탈렌, 디(메트)아크릴레이트 화합물(예를 들면, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 메틸렌 비스(메트)아크릴아미드, 데칸디올 디아크릴레이트, 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트), 폴리에스테르 타입 디(메트)아크릴레이트, 메타크릴산 2-([1'-메틸 프로필리덴아미노] 카르복시아미노) 에틸을 포함한다.

3관능 이상 비닐 단량체의 예는 트리(메트)아크릴레이트 화합물(예를 들면, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메트)아크릴레이트, 및 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트), 테트라(메트)아크릴레이트 화합물(예를 들면, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 및 올리고에스테르 (메트)아크릴레이트), 2,2-비스(4-메타크릴옥시, 폴리에톡시페닐) 프로판, 디알릴 프탈레이트, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리알릴 트리멜리테이트, 및 디아릴 클로렌데이트를 포함한다.

비닐 단량체로서, 정착성의 관점에서, 탄소원자수 2 내지 14(바람직하게는 탄소원자수 2 내지 10, 및 보다 바람직하게는 탄소원자수 3 내지 8)의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르가 바람직함에 유의한다.

비닐 단량체는 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

비닐 단량체가 코팅층에 함유될 경우에, 유리 전이 온도 Tg는 바람직하게는 정착 온도(즉, 화상 형성 장치에서의 정착 시의 설정 온도) 미만이다.

결착 수지의 함유량은, 예를 들면 토너 입자 전체에 대해, 바람직하게는 40중량% 내지 95중량%이고, 보다 바람직하게는 50중량% 내지 90중량%이고, 보다 더 바람직하게는 60중량% 내지 85중량%이다.

착색제

착색제의 예는, 카본 블랙, 크롬 옐로우, 한자 옐로우, 벤지딘 옐로우, 트렌 옐로우, 퀴놀린 옐로우, 피그먼트 옐로우, 퍼머넌트 오렌지 GTR, 피라졸론 오렌지, 불칸 오렌지, 와치 영 레드, 퍼머넌트 레드, 브릴리언트 카민 3B, 브릴리언트 카민 6B, 듀퐁 오일 레드, 피라졸론 레드, 리톨 레드, 로다민 B 레이크, 레이크 레드 C, 피그먼트 레드, 로즈 벵갈, 아닐린 블루, 울트라마린 블루, 칼코 오일 블루, 메틸렌 블루 클로라이드, 프탈로시아닌 블루, 피그먼트 블루, 프탈로시아닌 그린, 및 말라카이트 그린 옥살레이트와 같은 다양한 타입의 안료, 또는 아크리딘 염료, 잔텐 염료, 아조 염료, 벤조퀴논 염료, 아진 염료, 안트라퀴논 염료, 티오인디고 염료, 디옥사진 염료, 티아진 염료, 아조메틴 염료, 인디고 염료, 프탈로시아닌 염료, 아닐린 블랙 염료, 폴리메틴 염료, 트리페닐메탄 염료, 디페닐메탄 염료, 및 티아졸 염료와 같은 다양한 타입의 염료를 포함한다.

또한, 착색제로서, 화이트 안료가 포함될 수 있다. 화이트 안료의 예는 산화티타늄(예를 들면, 아나타제형 산화티타늄 입자 및 루틸형 산화티타늄 입자), 황산바륨, 산화아연, 및 칼슘 카보네이트를 포함한다. 이들 중에서, 화이트 안료로서 산화티타늄이 바람직하다.

또한, 착색제로서, 브릴리언트 안료가 포함될 수 있다. 브릴리언트 안료의 예는 펄 안료 분말, 알루미늄 분말, 스테인리스 스틸 분말과 같은 금속 분말, 금속 플레이크, 글래스 비드, 글래스 플레이크, 마이카, 및 마이카상 산화철을 포함한다.

착색제는 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합해서 사용될 수 있다.

착색제로서, 필요에 따라 표면 처리 착색제가 사용될 수 있고, 분산제와 함께 사용될 수 있다. 또한, 복수 종류의 착색제가 조합해서 사용될 수 있다.

착색제의 함유량은 토너 입자 전체에 대해 바람직하게는 1중량% 내지 30중량%이고, 보다 바람직하게는 3중량% 내지 15중량%이다.

이형제

이형제의 예는 탄화수소 왁스; 카나우바 왁스, 라이스 왁스, 및 칸데릴라 왁스 등과 같은 천연왁스; 합성 왁스 또는 몬탄 왁스 등과 같은 광물 또는 석유 왁스; 및 지방산 에스테르 및 몬탄산 에스테르 등과 같은 에스테르 왁스를 포함한다. 그러나, 이형제는 상기 예에 제한되지 않는다.

이형제의 용융 온도는 바람직하게는 50℃ 내지 110℃의 범위이고, 더 바람직하게는 60℃ 내지 100℃의 범위이다.

이형제의 함유량은 토너 입자 전체에 대해 바람직하게는 1중량% 내지 20중량%이고, 보다 바람직하게는 5중량% 내지 15중량%이다.

다른 첨가제

다른 첨가제의 예는 주지의 첨가제, 예를 들면 자성 재료, 정전하 제어제, 및 무기 분말을 포함한다. 이들 첨가제는 내첨제로서 토너 입자에 포함된다.

토너 입자의 특성

토너 입자는 단층 구조를 갖는 토너 입자이거나, 또는 코어(이른바, 코어 입자) 및 코어 상에 코팅된 코팅층(이른바, 쉘층)으로 구성된 이른바, 코어쉘 구조를 갖는 토너 입자이다. 여기에서, 코어쉘 구조를 갖는 토너 입자는, 예를 들면, 바람직하게는 결착 수지를 함유하는 코어, 및 필요에 따라, 착색제 및 이형제와 같은 다른 첨가제, 및 결착 수지를 함유하는 코팅층으로 구성된다.

토너 입자의 체적 평균 입경 D50v는 바람직하게는 2㎛ 내지 10㎛이고, 보다 바람직하게는 4㎛ 내지 8㎛이다.

토너 입자의 다양한 평균 입경 및 다양한 입경 분포 지수는 쿨터 멀티사이저 II(Beckman Coulter, Inc.제)를 이용하여 측정되고, 전해액은 이소톤-II(Beckman Coulter, Inc.제)를 이용하여 측정된다.

측정에 있어서, 0.5mg 내지 50mg 범위의 측정 시료를, 분산제로서의 계면활성제(바람직하게는 알킬 벤젠 설폰산 나트륨)의 5중량% 수용액 2ml에 가한다. 얻어진 물질을 100ml 내지 150ml 범위의 전해액에 가한다.

시료가 현탁된 전해액을 초음파 분산기를 이용하여 1분간 분산 처리하고, 어퍼쳐경 100㎛의 어퍼쳐를 이용한 쿨터 멀티사이저 II에 의해 입경이 2㎛ 내지 60㎛인 입자의 입경 분포를 측정한다. 50,000 입자를 샘플링한다.

측정된 입경 분포에 의거하여 분리된 입경 범위(이른바, 채널)에 대해 최소 직경 측으로부터 체적 및 개수 누적 분포가 도출된다. 누적률 16%에 대응하는 입경은 체적 평균 입경 D16v 및 수평균 입경 D16p에 대응하는 것으로 정의되고, 누적률 50%에 대응하는 입경은 체적 평균 입경 D50v 및 수평균 입경 D50p에 대응하는 것으로 정의된다. 또한, 누적률 84%에 대응하는 입경은 체적 평균 입경 D84v 및 수평균 입경 D84p에 대응하는 것으로 정의된다.

이들을 이용하여, 체적 입경 분포 지수(GSDv)는 (D84v/D16v)^1/2로서 계산되고, 개수 입경 분포 지수(GSDp)는 (D84p/D16p)^1/2로서 계산된다.

토너 입자의 평균 진원도는 바람직하게는 0.94 내지 1.00이고, 보다 바람직하게는 0.95 내지 0.98이다.

토너 입자의 평균 진원도는 (원상당의 둘레 길이)/(둘레 길이)[(입자 화상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 둘레 길이)/(입자 투영상의 둘레 길이)]에 의해 계산된다. 구체적으로, 하기의 방법을 이용함으로써 상술한 값을 측정한다.

토너 입자의 평균 진원도는, 유동형 입자 화상 애널라이저(FPIA-3,000, Sysmex Corporation제)를 이용하여, 우선 플레이크 흐름을 형성하도록 피측정 토너 입자를 흡인 및 수집하고, 스트로브 광을 순간적으로 방출하여 정적 화상으로서 입자 화상을 캡처하고, 얻어진 입자 화상의 화상 분석을 행함에 의해 계산된다. 평균 진원도의 계산 시 3,500 입자를 샘플링한다.

토너가 외첨제를 함유할 경우에, 피측정 토너를 함유하는 현상제를 계면활성제를 함유하는 물에 분산시켜, 외첨제가 제거된 토너 입자를 얻도록 물을 초음파 처리한다.

외첨제

외첨제의 예는 무기 입자를 포함한다. 무기 입자의 예는 SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, CuO, ZnO, SnO₂, CeO₂, Fe₂O₃, MgO, BaO, CaO, K₂O, Na₂O, ZrO₂, CaO·SiO₂, K₂O·(TiO₂)n, Al₂O₃·2SiO₂, CaCO₃, MgCO₃, BaSO₄, 및 MgSO₄를 포함한다.

외첨제로서의 무기 입자의 표면은 소수화 처리가 될 수 있다. 예를 들면, 무기 입자를 소수화 처리제에 침지함으로써 소수화 처리가 행해진다. 소수화 처리제는 특별히 제한되지 않고, 그 예는 실란 커플링제, 실리콘 오일, 티타네이트 커플링제, 및 알루미늄 커플링제를 포함한다. 이들은 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합해서 사용될 수 있다.

소수화 처리제의 양은 일반적으로, 예를 들면, 무기 입자의 100중량부에 대해 1중량부 내지 10중량부이다.

외첨제의 예는 수지 입자(예를 들면, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 및 멜라민 수지), 클리닝제(예를 들면, 스테아르산 아연으로 대표되는 고급 지방산의 금속염, 및 불소 중합체의 입자)를 포함한다.

외첨제의 함유량은 바람직하게는 토너 입자 전체에 대해 0.01중량% 내지 5중량%이고, 보다 바람직하게는 0.01중량% 내지 2.0중량%이다.

토너를 제조하는 방법

다음으로, 예시적인 실시형태의 토너를 제조하는 방법을 기술한다. 예시적인 실시형태에 따른 토너는, 토너 입자의 제조 후에 외첨제를 토너 입자에 외첨함으로써 얻을 수 있다.

토너 입자는 건식법(예를 들면, 혼련 분쇄법) 및 습식법(예를 들면, 응집 융착법, 현탁 중합법, 및 용해 현탁법) 중 어느 하나를 이용함으로써 제조될 수 있다. 토너 입자의 제작 방법은 특별히 제한되지 않고, 주지의 방법을 채용할 수 있다.

이들 중에서, 응집 융착법을 이용함으로써 토너 입자를 얻을 수 있다.

구체적으로, 예를 들면, 토너 입자를 응집 융착법을 이용함으로써 제조할 경우에, 토너 입자는 하기의 스텝을 통해 제조된다. 스텝은 결착 수지를 구성하는 수지 입자가 분산된 수지 입자 분산액을 제작하는 스텝(수지 입자 분산액 제작 스텝), 수지 입자 분산액에서(필요에 따라 다른 입자 분산액이 혼합된 분산액에서) 수지 입자(필요에 따라 다른 입자)를 응집함으로써, 응집 입자를 형성하는 스텝(응집 입자 형성 스텝); 및 토너 입자를 제작하도록 응집 입자가 분산된 응집 입자 분산액을 가열하여 응집 입자를 융착시킴으로써 토너 입자를 형성하는 스텝(융착 스텝)을 포함한다.

이하, 각각의 스텝을 구체적으로 기술한다.

하기의 설명에서, 착색제 및 이형제를 포함하는 토너 입자를 얻는 방법을 기술한다; 단, 착색제 및 이형제는 필요에 따라 사용된다. 착색제 및 이형제 이외의 다른 첨가제가 또한 사용될 수 있다.

수지 입자 분산액 제작 스텝

우선, 예를 들면, 결착 수지에 대응하는 수지 입자가 분산된 수지 입자 분산액, 착색제 입자가 분산된 착색제 입자 분산액, 및 이형제 입자가 분산된 이형제 입자 분산액을 제작한다.

여기에서, 수지 입자 분산액은, 예를 들면 계면활성제를 갖는 분산 매체에 수지 입자를 분산시킴으로써 제조된다.

예를 들면, 수지 입자 분산액에서 사용되는 분산 매체로서 수매체가 사용된다.

수매체의 예는 증류수, 이온 교환수 등과 같은 물, 알코올 등을 포함한다. 매체는 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합해서 사용될 수 있다.

계면활성제의 예는, 설포네이트, 포스페이트, 및 비누 음이온성 계면활성제와 같은 음이온성 계면활성제; 아민염 및 4급 암모늄염 양이온성 계면활성제와 같은 양이온성 계면활성제; 및 폴리에틸렌 글리콜, 알킬 페놀 에틸렌 옥사이드 부가물, 및 다가 알코올과 같은 비이온성 계면활성제를 포함한다. 이들 중에서, 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제가 특히 바람직하다. 비이온성 계면활성제는 음이온성 계면활성제 또는 양이온성 계면활성제와 조합하여 사용될 수 있다.

계면활성제는 단독으로 또는 그 2종 이상을 조합해서 사용될 수 있다.

수지 입자 분산액에서, 분산 매체에 수지 입자를 분산시키는 방법으로서, 예를 들면, 로터리 전단형 호모지나이저, 미디어를 갖는 볼 밀, 샌드 밀, 또는 다이노 밀에 의한 일반적인 분산 방법을 들 수 있다. 또한, 수지 입자의 종류에 따라, 수지 입자는 수지 입자 분산액 중에, 예를 들면, 전상 유화법을 이용함으로써 분산될 수 있다.

전상 유화법은, 수지가 용해 가능한 소수성 유기 용매 중에 피분산 수지를 용해하고, 유기 연속상(O상)에 염기를 가하여 중화를 행하고, 수매체(W상)를 가하여 W/O로부터 O/W로의 수지의 변환(이른바, 전상)을 행해 불연속상을 만듦으로써, 수지를 수매체 중에 입자 형태로 분산시키는 방법이다.

수지 입자 분산액에 분산된 수지 입자의 체적 평균 입경은, 예를 들면, 바람직하게는 0.01㎛ 내지 1㎛이고, 보다 바람직하게는 0.08㎛ 내지 0.8㎛이고, 보다 더 바람직하게는 0.1㎛ 내지 0.6㎛이다.

수지 입자의 체적 평균 입경과 관련하여, 체적 누적 분포는 레이저 회절식 입경 분포 측정 디바이스(예를 들면, LA-700, Horiba, Ltd.제)의 측정에 의해 얻어진 입경 분포를 이용하여 분리되는 입경 범위(이른바, 채널)에 대해 최소 직경 측으로부터 도출되고, 입자 전체에 대해 누적률 50%에 대응하는 입경이 체적 평균 입경 D50v로서 세트된다. 다른 분산액에서의 입자의 체적 평균 입경이 또한 마찬가지 방식으로 측정됨에 유의한다.

수지 입자 분산액에 함유된 수지 입자의 함유량은 바람직하게는 5중량% 내지 50중량%이고, 보다 바람직하게는 10중량% 내지 40중량%이다.

착색제 입자 분산액 및 이형제 입자 분산액은 또한 수지 입자 분산액의 경우와 마찬가지 방식으로 제조됨에 유의한다. 즉, 수지 입자 분산액 중의 입자의 체적 평균 입경, 분산 매체, 분산 방법, 및 입자의 함유량은 착색제 입자 분산액 중에 분산된 착색제 입자 및 이형제 입자 분산액 중에 분산된 이형제 입자와 마찬가지이다.

예시적인 실시형태에서, 수지 입자 분산액 제조 스텝에서, 결착 수지(ii)(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A2)를 함유하는 코어 둘레에 결착 수지(iii)(보다 바람직하게는 비닐 수지 B)를 함유하는 코팅층를 갖는 복합 수지 입자 분산액을 제조하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 불포화 이중 결합을 갖는 비정성 폴리에스테르 수지 A2의 수지 입자 분산액을 제작하고, 얻어진 수지 입자 분산액에 비닐 단량체 및 개시제를 첨가하여 반응시킴으로써, 비정성 폴리에스테르 수지 A2를 함유하는 코어 둘레에 비닐 수지 B를 함유하는 코팅층을 갖는 복합 수지 입자 분산액을 제조할 수 있다.

또한, 복합 수지 입자 분산액과 별개로 결착 수지(i)를 함유하는 연속상용 수지 입자 분산액(보다 바람직하게는 비정성 폴리에스테르 수지 A1을 함유하는 수지 입자 분산액 및 결정성 폴리에스테르 수지 C를 함유하는 수지 입자 분산액)을 제작하는 것이 바람직하다.

응집 입자 형성 스텝

다음으로, 수지 입자 분산액, 착색제 입자 분산액, 및 이형제 입자 분산액을 서로 혼합한다. 또한, 혼합 분산액에서, 수지 입자, 착색제 입자, 및 이형제 입자는 이종(異種)응집되고, 이에 의해 토너 입자의 목표 직경에 가까운 직경을 갖고 수지 입자, 착색제 입자, 및 이형제 입자를 함유하는 응집 입자가 형성된다.

예시적인 실시형태에서, 수지 입자 분산액으로서, 상술한 복합 수지 입자 분산액 및 결착 수지(i)를 함유하는 연속상용 수지 입자 분산액을 이용함으로써, 연속상과 코어 및 코팅층을 갖는 불연속상을 포함하는 구조를 갖는 토너를 얻는 것이 바람직하다.

구체적으로, 예를 들면, 응집제가 혼합 분산액에 첨가되고 혼합 분산액의 pH가 산성(예를 들면, pH 2 내지 5)으로 조정된다. 필요에 따라, 분산 안정제가 첨가된다. 이어서, 혼합 분산액을 수지 입자의 유리 전이 온도(구체적으로, 예를 들면, 수지 입자의 유리 전이 온도 -30℃ 내지 유리 전이 온도 -10℃의 범위)에 가까운 온도로 가열하여, 혼합 분산액에 분산된 입자를 응집해서, 응집 입자를 형성한다.

응집 입자 형성 스텝에서, 예를 들면, 실온(예를 들면, 25℃)에서 로터리 전단형 호모지나이저를 이용하여 혼합 분산액을 교반하면서 응집제를 첨가할 수 있고, 혼합 분산액의 pH는 산성(예를 들면, pH 2 내지 5)으로 조정될 수 있고, 분산 안정제를 필요에 따라 첨가하여, 가열을 행할 수 있다.

응집제의 예는 혼합 분산액에 첨가되는 분산제로서 사용되는 계면활성제의 극성과 극성이 반대인 계면활성제, 무기 금속염, 2가 이상의 금속 착체를 포함한다. 특히, 금속 착체가 응집제로서 사용될 경우, 사용되는 계면활성제의 양은 감소되고 대전성은 개선된다. 필요에 따라, 응집제로서 착체 또는 금속 이온과의 유사한 결합을 형성하는 첨가제가 사용될 수 있다. 첨가제로서 킬레이트제가 적절하게 사용된다.

무기 금속염의 예는 염화칼슘, 질산칼슘, 염화바륨, 염화마그네슘, 염화아연, 염화알루미늄, 및 황산알루미늄과 같은 금속염, 및 폴리 염화알루미늄, 폴리 수산화 알루미늄, 및 칼슘 폴리설파이드와 같은 무기 금속염 중합체를 포함한다.

킬레이트제로서, 수성 킬레이트제가 사용될 수 있다. 킬레이트제의 예는 옥시카르복시산, 예를 들면 타르타르산, 시트르산, 및 글루콘산, 이미노디아세트산(IDA), 니트릴로트리아세트산(NTA), 및 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 포함한다.

킬레이트제의 첨가량은, 예를 들면, 바람직하게는 수지 입자 100중량부에 대해 0.01중량부 내지 5.0중량부 범위이고, 보다 바람직하게는 0.1중량부 이상 내지 3.0중량부 미만이다.

융착 스텝

다음으로, 응집 입자가 분산된 응집 입자 분산액을, 예를 들면, 수지 입자의 유리 전이 온도 이상의 온도(예를 들면, 수지 입자의 유리 전이 온도보다 10℃ 내지 30℃ 높은 온도)로 가열하여 상기 응집 입자 상의 융착을 행하여 토너 입자를 형성한다.

토너 입자는 상술한 스텝을 통해 얻어진다.

토너 입자는, 응집 입자가 분산된 응집 입자 분산액을 얻고, 응집 입자 분산액 및 수지 입자가 분산된 수지 입자 분산액을 혼합하고, 상기 응집 입자의 표면에 상기 수지 입자를 부착하도록 상기 혼합물을 응집시키는 방식으로 제2 응집 입자를 형성하는 스텝, 및 제2 응집 입자가 분산된 제2 응집 입자 분산액을 가열하고, 제2 응집 입자를 융착함으로써 코어쉘 구조를 갖는 토너 입자를 형성하는 스텝을 통해 얻어질 수 있음에 유의한다.

여기에서, 융착 스텝이 끝난 후에, 용액 중에 형성된 토너 입자는 주지의 세정 스텝, 고액 분리 스텝, 및 건조 스텝을 거치고, 이에 따라 건조 토너 입자가 얻어진다.

세정 스텝에서, 대전성의 관점에서 이온 교환수를 이용한 치환 세정이 충분히 행해질 수 있다. 또한, 고액 분리 스텝은 특별히 제한되지는 않지만, 제조성의 관점에서 흡인 여과, 압력 여과 등이 바람직하게 행해진다. 건조 스텝의 방법은 또한 특별히 제한되지 않지만, 제조성의 관점에서 동결 건조, 에어플로우 건조, 유동 건조, 진동식 유동 건조 등이 행해질 수 있다.

예시적인 실시형태에 따른 토너는, 예를 들면, 건조 상태의 얻어진 토너 입자에 외첨제를 첨가하여 혼합함으로써 제조된다. 혼합은, 예를 들면, V 블렌더, 헨쉘 믹서, 뢰디게 믹서 등을 이용함으로써 행해질 수 있다. 또한, 필요에 따라, 토너의 조대(粗大) 입자를 진동 시빙기, 윈드 분류기 등을 이용하여 제거할 수 있다.

정전하상 현상제

예시적인 실시형태에 따른 정전하상 현상제는 적어도 예시적인 실시형태에 따른 토너를 함유한다.

예시적인 실시형태에 따른 정전하상 현상제는 예시적인 실시형태에 따른 토너만을 함유하는 1성분 현상제이거나, 또는 토너와 캐리어가 서로 혼합된 2성분 현상제일 수 있다.

캐리어는 특별히 제한되지 않고, 주지의 캐리어가 사용될 수 있다. 캐리어의 예는 자성 입자로 형성된 코어의 표면이 코팅 수지로 코팅된 코팅 캐리어; 자성 입자가 매트릭스 수지에 분산되어 분포된 자성 입자 분산형 캐리어; 및 수지가 다공질 자성 입자 내에 함침된 수지 함침형 캐리어를 포함한다.

자성 입자 분산형 캐리어 및 수지 함침형 캐리어는, 상술한 캐리어의 형성 입자가 코어로서 세트되고 당해 코어가 코팅 수지로 코팅되는 캐리어일 수 있음에 유의한다.

자성 입자의 예는, 철, 니켈, 및 코발트와 같은 자성 금속, 및 페라이트, 및 마그네타이트와 같은 자성 산화물을 포함한다.

코팅 수지 및 매트릭스 수지의 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 케톤, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 오르가노실록산 결합을 포함하여 형성된 직쇄 실리콘 수지, 또는 그 변성품, 플루오로수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 페놀 수지, 및 에폭시 수지를 포함한다. 코팅 수지 및 매트릭스 수지는 다른 첨가제, 예를 들면 도전성 입자를 함유한다.

도전성 입자의 예는, 금, 은, 및 구리와 같은 금속, 및 카본 블랙, 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 황산바륨, 붕산알루미늄, 및 티탄산칼륨과 같은 입자를 포함한다.

여기에서, 코어의 표면을 코팅 수지로 코팅하기 위해, 코팅 수지 및 필요에 따라 다양한 첨가제가 적절한 용매에 용해된 코팅층 형성 용액으로 표면을 코팅하는 방법이 사용된다. 사용되는 코팅 수지 및 도장 적합성을 고려하여 용매를 선택하는 한, 용매는 특별히 제한되지 않는다.

수지 코팅법의 특정 예는 코팅층 형성 용액에 코어를 침지하는 침지법, 코어의 표면에 코팅층 형성 용액을 분무하는 스프레이법, 유동 에어에 의해 부유시킨 상태에서 코어에 코팅층 형성 용액을 분무하는 유동층법, 및 캐리어의 코어와 코팅층 형성 용액을 혼합하고 니더 코터에서 용매를 제거하는 니더 코팅법을 포함한다.

2성분 현상제의 토너와 캐리어의 혼합비(질량비)는 바람직하게는 토너:캐리어 = 1:100 내지 30:100이고, 보다 바람직하게는 3:100 내지 20:100이다.

화상 형성 장치 및 화상 형성 방법

본 예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법을 기술한다.

예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치에는, 상유지체, 상유지체의 표면을 대전하는 대전 유닛, 대전된 상유지체의 표면에 정전하상을 형성하는 정전하상 형성 유닛, 정전하상 현상제를 수용하고, 정전하상 현상제를 사용함으로써 상유지체의 표면에 형성된 정전하상을 토너상으로서 현상하는 현상 유닛, 상유지체의 표면에 형성된 토너상을 기록 매체의 표면에 전사하는 전사 유닛, 및 기록 매체의 표면에 전사된 토너상을 정착하는 정착 유닛이 마련된다. 또한, 예시적인 실시형태에 따른 정전하상 현상제는 정전하상 현상제로서 사용된다.

예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치에서, 상유지체의 표면을 대전하는 스텝, 대전된 상유지체의 표면에 정전하상을 형성하는 스텝, 상유지체의 표면에 형성된 정전하상을 예시적인 실시형태에 따른 정전하상 현상제로 토너상으로서 현상하는 스텝, 상유지체의 표면에 형성된 토너상을 기록 매체의 표면에 전사하는 스텝, 및 기록 매체의 표면에 전사된 토너상을 정착하는 스텝을 포함하는 화상 형성 방법(예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 방법)이 행해진다.

예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치로서, 주지의 화상 형성 장치, 예를 들면 상유지체의 표면에 형성된 토너상을 기록 매체에 직접 전사하는 직접 전사형 장치; 상유지체의 표면에 형성된 토너상을 중간 전사체의 표면에 1차 전사하고, 중간 전사체의 표면에 전사된 토너상을 기록 매체의 표면에 2차 전사하는 중간 전사형 장치; 대전 전 및 토너상 전사 후 상유지체의 표면을 클리닝하는 클리닝 유닛을 포함하는 장치; 및 대전 전 및 토너상 전사 후 상유지체의 표면에 소거광을 조사함으로써 전하를 소거하는 소거 유닛을 포함하는 장치이다.

중간 전사형 장치가 사용될 경우에, 전사 유닛은 토너상을 표면에 전사하는 중간 전사체, 상유지체의 표면에 형성된 토너상을 중간 전사체의 표면에 1차 전사하는 제1 전사 유닛, 및 중간 전사체의 표면에 형성된 토너상을 기록 매체의 표면에 2차 전사하는 제2 전사 유닛을 포함하도록 구성된다.

예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치에서, 예를 들면, 현상 유닛을 포함하는 유닛은 화상 형성 장치로부터 탈착 가능한 카트리지 구조(프로세스 카트리지)일 수 있다. 프로세스 카트리지로서, 예를 들면, 예시적인 실시형태에 따른 정전하상 현상제를 수용하는 현상 유닛을 포함하는 프로세스 카트리지가 바람직하게 사용된다.

이하, 예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 예를 기술한다. 그러나, 프로세스 카트리지는 그에 한정되지 않는다. 도면에 나타난 주요 부분을 기술하지만, 다른 부분의 설명은 생략한다.

도 2는 예시적인 실시형태에 따른 화상 형성 장치를 나타내는 구성도이다.

도 2에 나타난 화상 형성 장치에는, 색분해 화상 데이터에 의거하여 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 및 블랙(K)의 각 색의 화상을 출력하는 전자 사진 제1 내지 제4 화상 형성 유닛(10Y, 10M, 10C, 및 10K)(화상 형성 수단)이 마련된다. 이들 화상 형성 유닛(이하, 일부 경우에 간단히 "유닛"이라 함)(10Y, 10M, 10C, 및 10K)은 수평 방향으로 그들 간에 미리 정해진 간격으로 평행하게 배치된다. 이들 유닛(10Y, 10M, 10C, 및 10K)은 화상 형성 장치로부터 탈부착되는 프로세스 카트리지일 수 있음에 유의한다.

도면에서 각각의 유닛(10Y, 10M, 10C, 및 10K)의 상측에는, 중간 전사체로서의 중간 전사 벨트(20)가 각각의 유닛을 통해 연장된다. 중간 전사 벨트(20)는, 도면에서 좌우 방향으로 서로 이격되는 구동 롤(22) 및 지지 롤(24)의 둘레에 중간 전사 벨트(20)의 내면이 접촉하여 감기고, 제1 유닛(10Y) 내지 제4 유닛(10K) 방향으로 진행한다. 스프링 등(도시 생략)에 의해 구동 롤(22)로부터 멀어지는 방향으로 지지 롤(24)에 힘이 가해지고, 양쪽 롤에 감기 중간 전사 벨트(20)에 장력이 가해진다. 중간 전사체 클리닝 디바이스(30)는 구동 롤(22)과 대면하도록 중간 전사 벨트(20)의 상유지체의 측면에 마련된다.

또한, 각각의 유닛(10Y, 10M, 10C, 및 10K)의 현상기(현상 유닛)(4Y, 4M, 4C, 및 4K)의 토너 카트리지(8Y, 8M, 8C, 및 8K)에 포함된 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 4색 토너를 포함하는 토너가 공급된다.

제1 내지 제4 유닛(10Y, 10M, 10C, 및 10K)은 동일한 구성을 가지므로, 여기에서는, 중간 전사 벨트의 진행 방향에서 상류 측에 배치된 옐로우 화상 형성용 제1 유닛(10Y)을 대표적으로 기술한다. 제1 유닛(10Y)과 동일한 부분에는 옐로우(Y) 대신 마젠타(M), 시안(C), 및 블랙(K)의 참조 부호를 부여함으로써, 제2 내지 제4 유닛(10M, 10C, 및 10K)의 기재를 생략한다.

제1 유닛(10Y)은 상유지체로서 기능하는 감광체(1Y)를 포함한다. 감광체(1Y) 주위에는, 감광체(1Y)의 표면을 미리 정해진 전위로 대전하는 대전 롤(대전 유닛의 예)(2Y), 색분해 화상 신호에 의거하여 레이저빔(3Y)으로 대전된 표면을 노광함으로써 정전하상을 형성하는 노광 디바이스(정전하상 형성 유닛의 예)(3), 대전된 토너를 정전하상에 공급함으로써 정전하상을 현상하는 현상기(현상 유닛의 예)(4Y), 현상된 토너상을 중간 전사 벨트(20) 상에 전사하는 제1 전사 롤(5Y)(제1 전사 유닛의 예), 및 1차 전사 후에 감광체(1Y)의 표면에 잔류하는 토너를 제거하는 감광체 클리닝 디바이스(클리닝 유닛의 예)(6Y)가 순서대로 배치된다.

제1 전사 롤(5Y)이 중간 전사 벨트(20)의 내측에 배치되고, 감광체(1Y)에 대면하는 위치에 마련된다. 또한, 제1 전사 바이어스를 인가하기 위한 바이어스 전원(도시 생략)이 제1 전사 롤(5Y, 5M, 5C, 및 5K)의 각각에 연결된다. 각 바이어스 전원은 제어 유닛(도시 생략)의 제어 하에서 각각의 제1 전사 롤에 인가되는 전사 바이어스를 변화시킨다.

이하, 제1 유닛(10Y)에서 옐로우 화상을 형성하는 동작을 기술한다.

우선, 동작에 앞서, 감광체(1Y)의 표면은 대전 롤(2Y)에 의해 -600V 내지 -800V의 전위로 대전된다.

감광체(1Y)는 도전성(예를 들면, 20℃에서의 체적 저항: 1×10^-6 Ωcm 이하) 기재 상에 감광층을 적층함으로써 형성된다. 이 감광층은 일반적으로 높은 저항(일반적인 수지의 저항)을 갖지만, 레이저빔(3Y)이 조사될 경우 레이저빔이 조사되는 부분의 비저항이 변하는 특성을 갖는다. 따라서, 제어 유닛(도시 생략)으로부터 보내진 옐로우용 화상 데이터에 따라 노광 디바이스(3)를 통해 레이저빔(3Y)이 대전된 감광체(1Y)의 표면에 출력된다. 레이저빔(3Y)이 감광체(1Y)의 표면의 감광층에 가해지고, 이에 의해 감광체(1Y)의 표면에 옐로우 화상 패턴의 정전하상이 형성된다.

정전하상은 대전에 의해 감광체(1Y)의 표면에 형성된 화상이고, 레이저빔(3Y)에 의해 감광층의 조사된 부분의 비저항이 감소되어, 감광체(1Y)의 표면에 대전된 전하가 흐르고, 레이저빔(3Y)이 조사되지 않은 부분의 전하는 남는 방식으로 형성되는 이른바, 네가티브형 잠상이다.

감광체(1Y)가 진행함에 따라, 감광체(1Y) 상에 형성된 정전하상은 미리 정해진 현상 위치로 회전한다. 이어서, 이 현상 위치에서, 감광체(1Y) 상의 정전하상은 현상기(4Y)에 의해 토너상으로서 가시화(현상된 화상)된다.

현상기(4Y)에는, 예를 들면, 적어도 옐로우 토너 및 캐리어를 함유하는 정전하상 현상제가 수용된다. 옐로우 토너는 현상기(4Y) 내부에서 교반됨으로써 마찰 대전되고, 감광체(1Y) 상의 대전된 전하와 동일한 극성(음의 극성)의 전하를 갖는 현상 롤(현상제 유지체의 예) 상에 유지된다. 이어서, 감광체(1Y)의 표면이 현상기(4Y)를 통과함에 따라, 옐로우 토너가 감광체(1Y)의 표면의 방전된 잠상부에 정전기적으로 부착되어, 잠상이 옐로우 토너에 의해 현상된다. 이어서 옐로우 토너상이 형성된 감광체(1Y)는 미리 정해진 속도로 순차적으로 진행하여, 감광체(1Y) 상에 현상된 토너상은 미리 정해진 제1 전사 위치로 이송된다.

감광체(1Y) 상의 옐로우 토너상이 제1 전사 위치로 이송될 경우, 제1 전사 바이어스가 제1 전사 롤(5Y)에 인가되고, 감광체(1Y)로부터 제1 전사 롤(5Y)을 향한 정전기력이 토너상에 작용하여, 감광체(1Y) 상의 토너상은 중간 전사 벨트(20) 상에 전사된다. 이 때 인가된 전사 바이어스는 토너의 극성(-)과 반대인 (+) 극성이고, 예를 들면, 제1 유닛(10Y)에서, 제어 유닛(도시 생략)에 의해 +10㎂로 제어된다.

한편, 감광체(1Y) 상에 잔류하는 토너가 감광체 클리닝 디바이스(6Y)에 의해 제거 및 수집된다.

또한, 제2 유닛(10M) 후에 제1 전사 롤(5M, 5C, 및 5K)에 인가된 제1 전사 바이어스는 또한 제1 유닛에 따라 제어된다.

이 방식으로, 제1 유닛(10Y)에서 옐로우 토너상이 전사된 중간 전사 벨트(20)는 제2 내지 제4 유닛(10M, 10C, 및 10K)을 통해 순차 이송되어, 각각의 컬러의 토너상이 중첩되어 다중 전사된다.

제1 내지 제4 유닛을 통해 4색의 토너상이 다중 전사되는 중간 전사 벨트(20)는, 중간 전사 벨트(20) 및 중간 전사 벨트의 내면과 접촉하는 지지 롤(24) 및 중간 전사 벨트(20)의 화상 유지면 측에 배치된 제2 전사 롤(제2 전사 수단의 예)(26)을 포함하도록 구성된 제2 전사부에 도달한다. 한편, 기록 시트(기록 매체의 예)(P)는 미리 정해진 타이밍에, 제2 전사 롤(26) 및 중간 전사 벨트(20)가 공급 메커니즘을 통해 서로 접촉하는 갭에 공급되고, 제2 전사 바이어스가 지지 롤(24)에 인가된다. 이 때 인가된 전사 바이어스는 토너의 극성(-)과 동일한 극성(-)이고, 중간 전사 벨트(20)로부터 기록 시트(P)에의 정전기력이 토너상에 작용하여 토너상이 중간 전사 벨트(20) 상의 기록 시트(P)에 전사된다. 이 때의 제2 전사 바이어스는 제2 전사부의 저항을 검출하는 저항 검출 유닛(도시 생략)에 의해 검출된 저항에 따라 결정되어, 전압 제어된다.

그 후, 기록 시트(P)는 정착 디바이스(정착 유닛의 예)(28)의 정착 롤 쌍의 압접부(닙부)에 보내지고, 토너상이 기록 시트(P)에 정착되어, 정착 화상이 형성된다.

토너상이 전사되는 기록 시트(P)의 예는 전자 사진 복사기, 프린터 등에 사용되는 보통지를 포함한다. 기록 매체로서, 기록 시트(P) 외에도, OHP 시트 등을 들 수 있다.

정착 후에 화상 표면의 평활성을 더 향상시키기 위해, 기록 시트(P)의 표면은 또한 바람직하게는 평활하고, 예를 들면, 보통지의 표면이 수지 등으로 코팅된 코팅지 및 인쇄용 아트지가 바람직하게 사용된다.

컬러 화상의 정착이 완료된 기록 시트(P)는 배출부를 향해 이송되고, 일련의 컬러 화상 형성 동작이 완료된다.

프로세스 카트리지 및 토너 카트리지

예시적인 실시형태에 따른 프로세스 카트리지를 기술한다.

예시적인 실시형태에 따른 프로세스 카트리지에는, 예시적인 실시형태에 따른 정전하상 현상제를 수용하고 상유지체의 표면에 형성된 정전하상을 정전하상 현상제로 토너상으로서 현상하고, 화상 형성 장치로부터 탈착 가능한 현상 유닛이 마련된다.

예시적인 실시형태에 따른 프로세스 카트리지는 상술한 구성에 제한되지 않고, 현상기 및 다른 유닛, 예를 들면 상유지체, 대전 유닛, 정전하상 형성 유닛, 및 전사 유닛에서 선택되는 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 본 예시적인 실시형태에 따른 프로세스 카트리지의 예를 기술한다. 그러나, 프로세스 카트리지는 그에 한정되지 않는다. 도면에 나타난 주요 부분을 기술하지만, 다른 부분의 설명은 생략한다.

도 3은 예시적인 실시형태에 따른 프로세스 카트리지를 나타내는 구성도이다.

도 3에 나타낸 프로세스 카트리지(200)는, 감광체(107)(상유지체의 예), 감광체(107)의 근방에 마련되는 대전 롤(108)(대전 유닛의 예), 현상기(111)(현상 유닛의 예), 및 감광체 클리닝 디바이스(113)(클리닝 유닛의 예)가 조합하여 일체로 형성되고, 장착 레일(116) 및 노광용 개구부(118)가 마련된 하우징(117)에 의해 유지되도록, 구성된다.

도 3에서, 참조 부호 109는 노광 디바이스(정전하상 형성 유닛의 예)를 나타내고, 참조 부호 112는 전사 디바이스(전사 유닛의 예)를 나타내고, 참조 부호 115는 정착 디바이스(정착 유닛의 예)를 나타내고, 참조 부호 300은 기록 시트(기록 매체의 예)를 나타냄에 유의한다.

다음으로, 예시적인 실시형태의 토너 카트리지를 기술한다.

예시적인 실시형태에 따른 토너 카트리지는 예시적인 실시형태에 따른 토너를 수용하고 화상 형성 장치로부터 탈착 가능하다. 토너 카트리지는 화상 형성 장치에 마련된 현상 유닛에 공급하기 위한 보충용 토너를 포함한다.

도 2에 나타난 화상 형성 장치는, 토너 카트리지(8Y, 8M, 8C, 및 8K)가 탈착 가능하고, 현상기(4Y, 4M, 4C, 및 4K)가 토너 공급 튜브(도시 생략)를 통해 각각의 현상기(컬러들)에 대응하는 토너 카트리지에 각각 연결되는 구성을 갖는다. 또한, 토너 카트리지에 수용된 토너가 소모될 경우, 토너 카트리지를 교체한다.

실시예

이하, 본 발명을 예를 들어 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지에서 벗어나지 않는 한 하기의 예로 제한되지 않는다. 하기의 설명에서, 모든 "부" 및 "%"는 달리 명시하지 않는 한 질량 기준이다.

결정성 폴리에스테르 수지 1의 합성

1,10-도데칸디오산 225부, 1,10-데칸디올 174부, 및 촉매로서의 디부틸주석 옥사이드 0.8부를 가열 건조된 3구 플라스크에 넣는다. 그 후, 3구 플라스크 내의 공기를 감압 조작 하에서 질소로 치환하여, 불활성 분위기로 하고, 혼합물을 기계 교반에 의해 180℃에서 5시간 교반하고, 환류시켜 반응을 진행시킨다. 반응 중, 반응계에서 생성된 물을 증류 제거한다. 이어서, 감압 하에서, 온도를 230℃까지 서서히 증가시키고, 혼합물을 2시간 교반하고, 점성물이 되면, GPC에 의해 분자량을 체크하고, 중량 평균 분자량이 17,500에 도달할 경우, 진공 증류를 정지시킴으로써, 결정성 폴리에스테르 수지 1이 얻어진다.

비정성 폴리에스테르 수지 1의 합성

· 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물: 367부

· 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물: 230부

· 테레프탈산: 163부

· 무수 트리멜리트산: 20부

· 디부틸주석 옥사이드: 4부

상기 성분을 가열 건조된 3구 플라스크에 넣은 후, 용기 내의 공기를 감압 조작에 의해 감압해서 질소 가스로 더 불활성 분위기로 만들고, 기계 교반에 의해 상압(101.3kPa)에서 230℃로 10시간 반응을 허용하고, 추가로 8kPa에서 1시간 반응을 허용한다. 혼합물을 210℃로 냉각하고, 무수 트리멜리트산 4부를 첨가하여, 1시간 반응시키고, 8kPa에서 연화 온도가 118℃에 도달할 때까지 반응시켜, 비정성 폴리에스테르 수지 1을 얻는다.

수지의 연화 온도는, 플로우 테스터(CFT-5000, Shimadzu Corporation제)를 사용해서 가열 속도 6℃/min로 시료를 가열하면서 플런저로 시료 1g에 하중 1.96MPa를 가하고, 시료를 직경 1mm 및 길이 1mm의 노즐로부터 압출하여 시료의 절반이 유출되는 온도로서 세트된다.

비정성 폴리에스테르 수지 2의 합성

· 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물: 469부

· 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물: 137부

· 테레프탈산: 152부

· 푸마르산: 20부

· 디부틸주석 옥사이드: 4부

상기 성분을 가열 건조된 3구 플라스크에 넣은 후, 용기 내의 공기를 감압 조작에 의해 감압해서 질소 가스로 더 불활성 분위기로 만들고, 기계 교반에 의해 상압(101.3kPa)에서 230℃로 10시간 반응을 허용하고, 추가로 8kPa에서 1시간 반응을 허용한다. 반응 혼합물을 210℃로 냉각하고, 무수 트리멜리트산 4부를 첨가하고, 1시간 반응시키고, 8kPa에서 연화 온도가 107℃에 도달할 때까지 반응시키고, 이에 의해 비정성 폴리에스테르 수지 2를 얻는다.

상술한 방법에 의해 비정성 폴리에스테르 수지 1과 비정성 폴리에스테르 수지 2 사이의 SP값의 차가 0.14로 계산된다.

결정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1의 제조

결정성 폴리에스테르 수지 1 100부, 메틸 에틸 케톤 40부, 및 이소프로필 알코올 30부를 세퍼러블 플라스크에 넣고, 75℃에서 잘 혼합해서 용해시키고, 10% 암모니아 수용액 6.0부를 혼합물에 적하 첨가한다. 가열 온도를 60℃로 낮추고, 교반하면서 공급 펌프를 이용하여 이온 교환수를 공급량 6g/min으로 적하 첨가하여, 용액이 균일하게 탁해지면, 공급량을 25g/min까지 올린다. 용액 체적이 400부에 도달할 경우, 이온 교환수의 적하 첨가를 중지한다. 그 후, 감압 하에서 용매를 제거하여 결정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1을 얻는다. 얻어진 결정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1의 체적 평균 입경은 168nm이고, 고형분 농도는 11.5%이다.

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1의 제조

· 비정성 폴리에스테르 수지 1: 300부

· 메틸 에틸 케톤: 218부

· 이소프로판올: 60부

· 10% 암모니아 수용액: 10.6부

상기 성분(비정성 폴리에스테르 수지에 대해 불용성물을 제거한 후)을 세퍼러블 플라스크에 넣고, 혼합 및 용해하고, 40℃로 혼합물을 가열 및 교반하면서 공급 펌프에 의해 이온 교환수를 공급량 8g/min으로 적하 첨가한다. 용액이 탁해진 후, 액체 이송 속도를 12g/min까지 증가시켜 전상을 일으키고, 액체 이송량이 1050부에 도달하면, 적하 첨가를 중지한다. 그 후, 감압 하에서 용매를 제거하여 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1을 얻는다. 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1의 체적 평균 입경은 168nm이고, 고형분 농도는 30%이다.

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2의 제조

· 비정성 폴리에스테르 수지 2: 300부

· 메틸 에틸 케톤: 200부

· 이소프로판올: 50부

· 10% 암모니아 수용액: 10.6부

상기 성분(비정성 폴리에스테르 수지에 대해 불용성물을 제거한 후)을 세퍼러블 플라스크에 넣고, 혼합 및 용해하고, 40℃로 혼합물을 가열 및 교반하면서 공급 펌프에 의해 공급량 8g/min으로 이온 교환수를 적하 첨가한다. 용액이 탁해진 후, 액체 이송 속도를 12g/min까지 증가시켜 전상을 일으키고, 액체 이송량이 1050부에 도달하면, 적하 첨가를 중지한다. 그 후, 감압 하에서 용매를 제거하여 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2를 얻는다. 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2의 체적 평균 입경이 160nm이고, 고형분 농도는 30%이다.

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 3의 제조

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2에서 메틸 에틸 케톤의 함유량을 300부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 3을 얻는다. 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 3의 체적 평균 입경은 100nm이고, 고형분 농도는 30%이다.

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 4의 제조

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2에서 메틸 에틸 케톤의 함유량을 130부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 4를 얻는다. 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 4의 체적 평균 입경은 250nm이고, 고형분 농도는 30%이다.

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 5의 제조

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2에서 메틸 에틸 케톤의 함유량을 150부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 5를 얻는다. 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 5의 체적 평균 입경은 200nm이고, 고형분 농도는 30%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1

비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2 160부, 이온 교환수 253부, 부틸 아크릴레이트 96부, 및 10% 암모니아 수용액 3.6부를 2L 원통형 스테인리스 스틸 용기에 넣고, 호모지나이저(Ultra-Turrax T50, IKA Co., Ltd.제)의 회전수를 10000rpm으로 세트하여 10분간 분산 및 혼합한다. 그 후, 원료 분산액을, 층류를 형성하는 2패들 교반 블레이드를 이용하는 교반 디바이스 및 온도계를 구비한 중합 케틀에 이송하고, 질소 분위기 하에서 교반 회전수를 200rpm으로 세트하여 맨틀 히터로 가열을 시작하고, 혼합물을 75℃에서 30분간 유지한다. 그 후, 액 공급 펌프에 의해 120분에 걸쳐 과황산칼륨(KPS) 1.8부 및 이온 교환수 120부의 혼합 용액을 적하 첨가하여, 210분간 75℃로 유지한다. 액 온도를 50℃까지 낮춘 후, 음이온성 계면활성제(Neogen RK, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.제) 5.4부를 첨가하여, 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1을 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1의 체적 평균 입경은 220nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 2

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2를 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 3으로 변경하고, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 132부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 2를 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 2의 체적 평균 입경은 130nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 3

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2를 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 4로 변경하고, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 72부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 3을 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 3의 체적 평균 입경은 320nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 4

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2를 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 5로 변경하고, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 72부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 4를 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 4의 체적 평균 입경은 220nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 5

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 132부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 5를 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 5의 체적 평균 입경은 220nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 6

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2를 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 3으로 변경하고, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 102부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 6을 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 6의 체적 평균 입경은 140nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 7

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2를 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 4로 변경하고, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 36부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 7을 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 7의 체적 평균 입경은 300nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 8

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 72부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 8을 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 8의 체적 평균 입경은 190nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 9

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1에서, 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 2를 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 5로 변경하고, 부틸 아크릴레이트의 함유량을 132부로 변경한 것을 제외하고 마찬가지 방식으로 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 9를 얻는다. 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 9의 체적 평균 입경은 260nm이고, 고형분 농도는 32%이다.

비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1 내지 9에서, 코팅층을 구성하는 비닐 수지의 유리 전이 온도 Tg는 후술하는 <화상 형성> 시의 정착 디바이스의 온도(110℃) 미만이다.

이형제 분산액 1의 제조

· 파라핀 왁스(HNP9, Nippon Seiro Co., Ltd.제): 500부

· 음이온성 계면활성제(NEOGEN RK, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.제): 50부

· 이온 교환수: 1700부

상술한 물질들을 서로 혼합하고, 혼합물을 110℃에서 가열하고, 호모지나이저(Ultra-Turrax T50, IKA Ltd제)를 이용하여 분산시키고, 맨톤-골린 고압력 호모지나이저(Manton Gaulin Mfg Company Inc제)를 이용하여 분산 처리를 함으로써, 평균 입경 180nm의 이형제가 분산된 이형제 분산액 1(고형분 농도: 32중량%)을 제조한다.

시안 안료 분산액의 제조

· 피그먼트 블루 15:3(DIC제): 200부

· 음이온성 계면활성제(NEOGEN R, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.제): 1.5부

· 이온 교환수: 800부

상기 성분을 분산기 Cavitron(Taiheiyo Kiko Co., Ltd.제, CR 1010)을 이용하여 약 1시간 혼합 및 분산하여, 시안 안료 분산액(고형분 농도: 20중량%)을 얻는다.

시안 토너 1의 제조

· 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1:(표 1에 나타낸 양)

· 비닐/비정성 폴리에스테르 복합 수지 입자 분산액 1:(표 1에 나타낸 양)

· 결정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1:(표 1에 나타낸 양)

· 이형제 분산액 1: 45부

· 시안 안료 분산액: 90부

· 비이온성 계면활성제(IGEPALCA897): 1.40부

상기 원료를 2L 원통형 스테인리스 스틸 용기에 넣고, 호모지나이저(Ultra-Turrax T50, IKA Co., Ltd.제)로 4000rpm으로 전단력을 가하면서 10분간 분산 및 혼합한다. 이어서, 응집제로서 폴리염화알루미늄의 10% 질산 수용액 1.75부를 서서히 적하 첨가하고, 호모지나이저의 회전수를 5000rpm으로 세트하여 혼합물을 15분간 분산 및 혼합하여 원료 분산액을 얻는다.

그 후, 원료 분산액을, 층류를 형성하는 2패들 교반 블레이드를 이용하는 교반 디바이스 및 온도계를 구비한 중합 케틀에 이송하고, 교반 회전수를 550rpm으로 세트하여 맨틀 히터로 가열을 개시하고, 혼합물을 49℃로 유지하여 응집 입자의 성장을 촉진한다. 이 때, 원료 분산액의 pH는 0.3N 질산 또는 1N 수산화나트륨 수용액으로 2.2 내지 3.5 범위로 제어된다. 혼합물을 약 2시간 상기 pH의 범위로 유지하여 응집 입자를 형성한다.

다음으로, 비정성 폴리에스테르 수지 입자 분산액 1 184부를 추가적으로 첨가하여 결착 수지의 수지 입자가 응집 입자의 표면에 부착하도록 한다. 온도를 53℃로 더 올리고, 응집 입자를 광학 현미경 및 멀티사이저 II로 입자 크기 및 모폴로지를 체크하면서 배치한다. 그 후, 5% 수산화나트륨 수용액으로 pH를 7.8로 조정하고 15분간 유지한다. 그 후, pH를 8.0까지 올려 응집 입자를 융합시키고, 온도를 85℃까지 올렸다. 광학 현미경에 의해 응집 입자가 융합되었는지를 체크한 후, 2시간 후 가열을 중지하고 1.0℃/min의 강온 속도로 냉각을 행한다. 이어서, 결과물을 20㎛ 메쉬로 걸러, 물로 반복 세정하고, 진공 건조기로 건조하여 시안 토너 입자 1을 얻는다.

얻어진 시안 토너 입자 1과 관련하여, "연속상과 코어 및 코팅층을 갖는 불연속상의 유무", "토너 단면적에 대해 불연속상에 의해 점유되는 면적 [%]", "불연속상의 평균 원상당 직경 L1 [nm]", "코팅층의 평균 두께 L2 [nm]", "L2/L1", "연속상에 함유된 결정성 폴리에스테르 수지 1(C)와 비정성 폴리에스테르 수지 1(A1)의 중량비 C/A1", 및 "토너의 단면의 형상과 동일한 형상을 갖고 토너의 단면적의 50% 면적을 둘러싸는 경계선을 토너의 단면에 동축으로 그릴 경우, 경계선 내측에 존재하는 불연속상의 면적 a1과 경계선 외측에 존재하는 불연속상의 면적 a2의 비율 a1/a2"는 상술한 방법에 의해 각각 확인 또는 측정됨에 유의한다. 결과물은 표 1에 나타낸다.

각각의 경우에서 토너 입자에 대해 중량비로, 평균 입자 크기 40nm의 헥사메틸디실라잔 처리 실리카 0.5% 및 메타티탄산에 이소부틸 트리메톡시 실란 50%로 처리 후 소성에 의해 얻어진 평균 입자 크기 30nm의 티타늄 화합물 0.7%를 외첨제로서 얻어진 시안 토너 입자 1에 첨가하고, 결과물을 75L 헨쉘 믹서로 10분간 혼합하고, 그 후, 혼합물을 윈드 스크린 시빙기 하이 볼터 300(Shin-Tokyo machine company제)으로 걸러, 시안 토너 1을 제조한다. 얻어진 시안 토너 1의 체적 평균 입경은 5.8㎛이다.

시안 현상제 1의 제조

다음으로, 평균 입경 35㎛의 페라이트 코어 100부에 대해, 0.15부의 비닐리덴 플루오라이드, 및 1.35부의 메틸 메타크릴레이트 및 트리플루오로에틸렌의 공중합체(중합률은 80:20임) 수지를 니더를 이용하여 코팅하여 캐리어를 제조한다. 얻어진 캐리어 및 시안 토너 1을 100부:8부의 비율로 2리터 V 블렌더에서 각각 혼합하여, 시안 현상제 1을 제조한다.

시안 토너 2 내지 19 및 시안 현상제 2 내지 19의 제조

사용되는 분산액의 타입 및 첨가량을 표 1에 나타난 바와 같이 변경한 것을 제외하고, 시안 토너 1 및 시안 현상제 1과 마찬가지 방식으로 시안 토너 2 내지 19 및 시안 현상제 2 내지 19를 제조한다.

화상 형성

PREMAGE 355(Toshiba Tec Corporation제)의 정착 유닛을 제거하고, 이 정착 유닛의 코일 스프링을 교환하여, 가열 벨트 및 압력 롤을 가압하는 하중을 31kgf로 조정하고, 정착 유닛에 급전하기 위한 배선을 마련하여 정착 테스트 유닛(정착 디바이스)으로서 기능하게 한다.

한편, 비정착 토너상을 얻기 위해, DCIIC 7500(Fuji Xerox Co., Ltd.제)의 정착 유닛을 제거하고, 복사물이 비정착 상태로 배출되도록 개조한다. 평가 차트로서, 토너 하중량이 10.0g/cm²이도록 조정된 전면 솔리드 화상이 사용된다. 온도 25℃ 및 습도 90%의 환경에서 비정착 토너상을 제조한다.

또한, 정착 테스트 유닛을 장착하여, 생성된 비정착 토너상이 정착 테스트 유닛으로 유입되고, 500 화상이 연속적으로 인쇄되고, 50번째 및 500번째 시트의 화상 결함의 유무 및 스크래칭 강도를 평가한다. 용지의 화상의 면적이 30%이고, 정착 디바이스의 온도는 110℃, 150℃, 및 200℃이고, SP 용지 및 OS 코팅 127 gsm 용지(모두 Fuji Xerox Co., Ltd.제)를 사용한다.

화상 결함(내구성, 핫 오프셋 저항)의 평가 방법

정착 화상을 육안으로 관찰할 때 결손 화상, 거친 화상, 및 스크래칭 화상 중 적어도 하나가 관찰될 경우는 "보임"로 정의하고, 결손 화상, 거친 화상, 및 스크래칭 화상 중 적어도 하나가 약간 관찰될 경우는 "약간 보임"로 정의하고, 결손 화상, 거친 화상, 및 스크래칭 화상 중 적어도 하나가 매우 약간 관찰될 경우는 "매우 약간"으로 정의하고, 결손 화상, 거친 화상, 및 스크래칭 화상이 관찰되지 않을 경우는 "보이지 않음"로 정의한다.

평가 결과는 표 2에 나타낸다.

G0: 결함이 전체 화상에서 발생(콜드 오프셋이 발생)

G1: 결손 화상, 거친 화상, 및 스크래칭 화상 중 적어도 하나가 관찰됨

G2: 결손 화상, 거친 화상, 및 스크래칭 화상 중 적어도 하나가 약간 관찰됨

G3: 화상 거?s이 매우 약간 관찰되지만, 실사용에는 문제 없음

G4: 결손 화상, 거친 화상, 및 스크래칭 화상이 관찰되지 않음.

스크래치 화상 강도의 평가 방법

스크래치 화상 강도는 스크래치식 경도 시험기 모델 318(ERICHSEN GMBH & CO., KG제)을 이용하여 압력 0.5kg에서 평가한다.

평가는 다음과 같고, 평가 결과는 표 3에 나타낸다.

A: 밀도 저하(화상 중의 줄무늬)가 거의 없음

B: 밀도 저하(화상 중의 줄무늬)가 발생하지만 화상이 박리되지 않음.

C: 화상의 일부가 박리.

D: 화상 결함이 심각하고 허용 가능하지 않음.

본 발명의 예시적인 실시형태의 상술한 기재는 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 본 발명에 대해 모든 것을 나타내거나 개시된 정확한 형태로 제한하는 것을 의도하고 있지 않다. 분명하게, 많은 수정 및 변형이 당업자에게는 명확할 것이다. 실시형태는 본 발명의 원리 및 그 실제 적용을 최선으로 설명하기 위해 선택 및 기재되었고, 이에 의해 다양한 실시형태를 통해, 그리고 고려된 특정 사용에 맞춘 변형예로, 다른 당업자가 본 발명을 이해할 수 있다. 본 발명의 범위는 하기의 특허청구범위 및 그 등가물에 의해 정해지는 것으로 한다.

Claims

결착 수지(i)를 함유하는 연속상; 및
결착 수지(ii)를 함유하는 코어 및 상기 코어를 피복하고 결착 수지(iii)를 함유하는 코팅층을 갖고, 상기 연속상 중에 분산된 불연속상을 포함하는 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 토너의 단면에서, 상기 토너의 단면적에 대한 상기 불연속상에 의해 점유되는 면적의 비율이 5% 내지 15%인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 불연속상은 평균 원상당 직경이 100nm 내지 300nm인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 코팅층은 평균 두께가 25nm 내지 50nm인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 코팅층의 평균 두께 L2와 상기 불연속상의 평균 원상당 직경 L1의 비율 L2/L1이 0.12 내지 0.25인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는, 상기 연속상에 함유된 결착 수지(i) 및 상기 코어에 함유된 결착 수지(ii)에 대해 중합체쇄에서의 구성 단위로서 서로 다른 구조를 갖는 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 코팅층에 함유된 결착 수지(iii)는, 상기 코어에 함유된 결착 수지(ii)에 대해 상기 코어와 상기 코팅층 사이의 계면에서 화학 결합을 형성하는 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 연속상은 상기 결착 수지(i)로서 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 결정성 폴리에스테르 수지 C를 함유하고, 상기 코어는 상기 결착 수지(ii)로서 비정성 폴리에스테르 수지 A2를 함유하고, 상기 코팅층은 상기 결착 수지(iii)로서 비닐 수지 B를 함유하는 정전하상 현상용 토너.
제8항에 있어서,
상기 연속상에 함유된 결정성 폴리에스테르 수지 C와 상기 연속상에 함유된 비정성 폴리에스테르 수지 A1의 중량비 C/A1은 0.12 내지 0.40인 정전하상 현상용 토너.
제8항에 있어서,
상기 비정성 폴리에스테르 수지 A1과 상기 비정성 폴리에스테르 수지 A2의 SP값의 차가 0.20 이하인 정전하상 현상용 토너.
제8항에 있어서,
상기 비정성 폴리에스테르 수지 A1 및 상기 비정성 폴리에스테르 수지 A2는 모두 비스페놀 A 프로필렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 및 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물 유래의 구조 중 적어도 하나를 총 50중량% 이상 갖는 정전하상 현상용 토너.
제1항에 있어서,
상기 토너의 단면에서, 상기 토너의 단면의 형상과 동일한 형상을 갖고 상기 토너의 단면적의 50% 면적을 둘러싸는 경계선을 상기 토너의 단면에 동축으로 그릴 경우, 상기 경계선 내측에 존재하는 불연속상의 면적 a1과 상기 경계선 외측에 존재하는 불연속상의 면적 a2의 비율 a1/a2는 0.8 내지 1.2인 정전하상 현상용 토너.
제1항에 기재된 정전하상 현상용 토너를 포함하는 정전하상 현상제.
제1항에 기재된 정전하상 현상용 토너를 수용하도록 구성된 토너 카트리지로서,
상기 토너 카트리지는 화상 형성 장치로부터 탈착 가능한 토너 카트리지.