KR920011087B1 - 상형성방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

상형성방법

제1도는 자성날을 사용하는 현상장치를 보여주는 개략 단면도이다.

제2,3 및 4도는 각각 감광성부재의 상밀도와 표면 전위사이의 관계를 예시하는 도면이다.

제5도는 본 발명에 따르는 현상장치의 구체예를 보여주는 개략 단면도이다.

제6도는 표면 거침도 및 피치의 정의를 예시하는 개략도이다.

제7도는 본 발명에 따르는 상-형성 장치의 구체예를 보여주는 개략 단면도이다.

제8도는 본 발명에 따르는 감광성 드럼의 구체예의 스펙트럼 감도를 보여주는 그래프이다.

제9도는 감광성 드럼의 상밀도와 표면 전위사이의 관계를 도시하여 얻은 그래프이다.

본 발명은 자성토너(magnetic toner)의 사각에 의해 전자사진술, 정전기록등에서 형성되는 정전잠상을 현상하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상형성 방법에 관한 것이다.

지금까지, 정전잠상을 형성하는 방법으로서, 원본을 할로겐 램프같은 노출수단으로 조명하고 결과적인 방사광을 정전잠상을 지니는 부재상에 집중시키는 애널로그 시스템(또는 방식), 및 정전잠상을 지니는 부재를 레이저광, LED광등으로 직접 조명하여 부재상에 잠상을 형성하게 하는 디지탈시스템이 공지되어 왔다.

1성분형 자성토너로 이들 정전잠상을 현상시키는 보통 현상방법은 예를들어, 일본공개 특허출원(KOKAL) 제18656/1980호 및 제18659/1980호에 제안되었다.

상기 언급한 현상방법에서, 절연자성토너를 자석을 함유하는 원통형 토너-운반부재에 균일하게 적용하고, 토너-운반부재에 형성된 결과된 토너층을 잠상을 지니는 부재에 접촉시킴이 없이 대립시키며, 현상지대에서, 절연자성토너를 토너-운반부재로부터 잠상을 지니는 부재로 이동시켜 거기에 형성된 정전잠상을 현상한다.

교류전압을 토너-운반부재 및 잠상을 지니는 부재의 기판도체사이에 적용시키고, 토너를 토너-운반부재와 잠상을 지니는 부재사이에 왕복운동시키는 경우에, 결과된 상의 말단부분의 배경흐림(fog) 또는 엷어짐이 없이 우수한 그러데이션 재현성을 제공하도록 양호한 현상이 실행될 수 있다. 이러한 현상방법에서, 사용된 토너가 절연되어 있기 때문에 정전이동을 용이하게 실행된다.

적용을 위한 날이 토너-운반부재상에 토너층을 형성하기 위해, 토너용기의 출구에 배치되는 방법이 있다. 예를들어, 제1도에서 보여준 현상장치에서, 자성물질로 이루어지는 날(1a)은 토너-운반부재(2)에서 함유된 고정자석(4)의 자극 N₁맞은편에 배치되어 자성토너입자로 이루어지는 귀부(ears)가 상기-언급한 자극과 자성날 사이에 형성되는 자력선을 따라 곤두서고 자성토너입자의 귀부가 날끝의 테두리 부분으로 절단되도록 한다. 이와같이, 토너층의 두께는 예를들어, 일본공개 특허출원 제43034/1979호에서 기술된대로 자력의 기능을 이용하여 조절된다.

제1도에서, 참고번호(7)은 토너(10)을 함유하는 현상용기를 가리키고, 번호(9)는 전자사진술을 위한 감광성 드럼 또는 정전기록을 위한 절연드럼과 같은 잠상을 지니는 부재를 가리킨다(이후로는, “감강성부재”또는 “감광성드럼”이라 한다).

애널로그 잠상 및 디지탈 잠상에 관하여, 그의 형성방법은 서로 다르며, 이들 잠상에 해당하는 잠상의 적절한 표면전위 또한 서로 다르다. 애널로그 및 디지탈 현상 둘다를 실행하는 현상방법에서, 특히 한 패스(pass)에서 이들 둘다를 실행하는 방법(즉, 한 현상 조작에세 디지탈 및 애널로그 잠상 둘다를 현상하는 방법)에서, 종래 기술에서는 공지되지 않은 많은 문제를 만날 수 있다.

더 구체적으로, 디지탈 잠상은 일반적으로 정전잠상을 지니는 부재를 하전시키고, 그것에 레이저광과 같은 광원을 조명하여 그의 조명된 부분의 표면전위를 감소시키며, 전위 대비(contrast)를 제공함으로써 형성될 수 있다.

이와같이하여 형성된 잠상을 현상하기 위해, 명부전위(V_L) 또는 암부전위(L_D)중의 하나를 갖는 잠상을 지니는 부재의 부분을 연상할 수 있다. 보통 현상법에서, 토너입자는 비교적 고전위(L_D)를 가지는 부분에 부착될 수 있다. 한편, 역현상에서 토너입자는 비교적 저 전위를 가지는 부분에 부착될 수 있다.

아래에서, 보통 현상법이 실행되는 경우를 서술한다.

예를들어, 저 전위를 가지는 잠상을 지니는 부재의 부붑은 명부전위(L_L)를 가지도록 하며, 고전위를 가지는 그의 부분은 암부전위(L_D)를 가지도록 한다. 현상조작을 이러한 경우에 행할때, L_L을 가지는 부분(이후로는 “L_D부분”이라한다)은 백상(white image)으로 시각화 하고 L_D를 가지는 부분(이후로는 “L_D부분”이라한다)을 흑상(black image)으로 시각화한다. 이 경우에, L_D부분은 선택적으로 현상되는 것이 바람직하다. 만약 L_L부분이 또한 현상된다면, 흐림이 결과적인 상에 나타난다..

L_L부분에서, 표면전위는 레이저 스포트와 같은 노출수단을 사용함으로써 감소되나, 실제로는, 이들 스포트사이의 부분의 전위는 반드시 충분히 감소될 필요는 없으며 이로써 표면전위의 변동을 일으킬 수 있다. 따라서, 비교적 고전위를 가지는 부분은 L_L부분에서 발생될 수 있고 줄무늬 흐림으로서 보이게 된다. 한편, 디지탈 잠상에서, 반-색조상은 단위면적당 점의 수 및/또는 선의 밀도에 의해 표시된다. 따라서, 일반적으로, 반-색조전위를 가지는 부분을 시각화하기 위해 중간전위를 현상하는 것은 불필요하다.

디지탈 잠상이 상기-언급한 현상방법을 사용함으로써 현상되어지는 경우에, 중간전위에 해당하는 그러데이션 재현성(또는 색조재생)은 중요하지 않으나, 그것은 L_D부분의 주변에 있는 부분을 충분히 현상할 수 있으나 실질적으로는 L_L부분의 주변에 있는 낮은 전위를 가지는 부분은 현상하지 않도록 하는 자성토너가 요구된다.

그러나, 종래의 자성토너를 사용하는 현상방법에서는, 표면전위에 대해 상밀도를 도시하여 얻은 곡선은 제2도 및 제3도에서 보여주는 대로, L_L부분 및 L_D부분의 주변에서 비교적 작은 기울기를 나타내는 문제가 일어난다. 디지탈 잠상의 현상에서, 만약 L_D부분의 주변에서 다른 고전위를 가지는 부분을 현상한다면, 토너입자가 또한 이러한 부분에 부착된다.

이러한 현상을 방해하기 위해, 현상조건을 상 밀도-표면전위곡선의 기울기가 증가되고 밀도곡선의 영향이 제2도에 나타낸 것과 같이 나타나지 않도록 설정하는 현상방법을 사용하는 것이 필요하다(이후에는, 이러한 현상방법을 “현상방법 A”라고 한다).

한편, 애널로그 잠상은 일반적으로 정전잠상을 지니는 부재를 하전시키고, 광원으로서 원본으로부터의 반사광을 시용하여 원본의 밀도에 해당하는 그의 표면전위를 감소시켜 전위대비를 얻음으로써 형성될 수 있다.

예를들어, 낮은 전위를 가지는 잠상을 지니는 부재의 부분은 L_L을 가지도록 하고, 고전위를 가지는 부분은 L_D를 가지도록 하며, 중간 전위를 가지는 그의 부분은 반-색조전위(L_H)를 가지도록 한다. 현상조작을 이러한 경우에 행할 때, L_L부분은 백상으로 시각화되고, L_D부분은 흑상으로 시각화되며, L_H를 가지는 부분(이후에는, “L_H부분”이라 한다)을 반-색조상으로 시각화된다.

반-색조잠상의 시각화는 표면전위에 의해 직접적으로 영향을 받기 때문에, 양호한 그러데이션 특성을 제공하도록 각각의 전위를 현상하는 것이 필요하다.

애널로그 잠상을 상기-언급한 현상방법을 사용하여 시각화 할때, 중간전위에 해당하는 그러데이션 재현성이 또한 중요해진다.

따라서, 애널로그 잠상를 현상할때, 현상조건이 상 밀도-표면전위 곡선의 기울기가 감소되고 그러데이션 특성이 제3도에서 보여준대로 얻을 수 있도록 설정되는 현상방법이 사용된다(이후에는, 이러한 현상방법을 “현상방법 B”라고 한다).

전위-밀도곡선의 기울기가 그러데이션 재현성을 개선시키도록 감소될때, 곡선은 제3도에서 보여주는 대로 L_L및 L_D부분을 향하여 늘어진다. 애널로그 잠상의 경우에, 비-상부분은 원본으로 부터의 일정한 강도를 가지는 반사광으로 조명되어, 그의 전위를 일정하게 감소시켜서, 일반적으로 흐림이 덜 일어나게 된다.

그러나, 상기-언급한 현상방법 B는 디지탈 잠상에 적용되며, 전위-밀도곡선의 기울기가 L_L의 주변에서 늘어지기 때문에 L_L부분에서 흐림이 일어나는 경향이 있다.

한편, 상기-언급한 현상방법 A는 애널로그 잠상에 적용되어, 결과적인 상 밀도는 전위-밀도곡선의 기울기가 크기 때문에 전위의 약간의 변화에 상응하여 상당히 변화된다. 그 결과, 반-색조상의 재현성은 저하되어, 양호한 그러데이션 특성을 얻을 수 없다.

종전 기술에서, 애널로그 잠상은 400 내지 700nm의 파장을 갖는 가시광을 사용하여 형성되기 때문에, 이러한 파장영역에서 스펙트럼 감도를 가지는 감광성 드럼이 사용되어 왔다.

한편, 디지탈 잠상은 반도체 레이저와 같은 광원을 사용하여 형성되는 경우에, 800nm의 주변에 적외선 영역에서 스펙트럼 감도를 가지는 감광성 드럼이 사용되어 왔다.

이들 스펙트럼 강도의 둘다를 가질뿐 아니라 하전특성, 잔류 전위 특성 및 암잔광 특성과 같은 충분한 전자사진술 특징을 가지는 감광성 드럼을 제조하는 것은 곤란하다. 더욱이, 이러한 감광성 드럼에 적합한 토너는 제안된적이 없다. 따라서, 종래 상 형성 방법에서, 동일한 상 형성 기구에 의해 디지탈 및 애널로그잠상 둘다를 잘 현상하는 것은 곤란하다.

본 발명의 목적은 상기-언급한 문제를 해결하고, 1-성분 자성 현상제를 사용하여 디지탈 및 애널로그잠상을 시각화할 수 있는 현상방법을 사용한 상-형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 디지탈과 애널로그 잠상을 동시에 시각화할 수 있는 상-형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 더 나아간 목적은 높은 상밀도와 흐림이 없이 점 및/또는 선들의 탁월한 표현을 제공하도록 디지털 및 애널로그 잠상을 시각화할 수 있는 상형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 더 나아간 목적은 우수한 그러데이션 특성을 제공하도록 애널로그 잠상을 시각화 할 수 있는 상-형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 훨씬 더 나아간 목적은 상기-언급한 상-형성방법에서 적합하게 사용되는 자성토너를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 유기 광도체로 이루어지는 전자사진 감광성 부재와, 현상영역에서 소정의 간격을 가진 감광성 부재의 맞은편에 배치된 자성토너를 운반하는 토너-운반부재를 제공하고; 감광성 부재는 적어도 2종류의 전하-발생 물질로 이루어지며, 디지털 및 애널로그 정전상을 운반하며; 간격보다 더 작은 두께를 제공하도록 자성토너를 조절하면서 현상영역으로 토너-운반 부재상의 자성토너를 운반하고; 자성토너는 5μ이하의 입도를 가지는 자성토너 입자를 12 내지 60수%, 8 내지 12.7μ의 입도를 가지는 자성토너입자 1 내지 33수%와 16μ이상의 입도를 가지는 자성토너입자 2.0부피% 이하로 이루어지며 4-10μ의 부피평균입도를 가지며; 상기 자성토너를 가지고 정전상을 현상하는 것으로 이루어지는 상 형성방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 디지털 및 애널로그 잠상을 형성하는데 적합한, 백색광 내지 장-파장광을 포함하는 여러 가지 광에 대한 균일한 스펙트럼 감도를 가질뿐만 아니라 고감도 및 우수한 전자사진 특성을 가지는 감광성 드럼을 제공한다. 그 결과, 전자사진 복사기 및 레이저 프린터의 복합기능을 혼입시킨 상 형성장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 상 형성 방법에 따라서, 디지털 잠상은 흐림을 발생함이 없이 현상될 수 있고, 애널로그 잠상은 양호한 그러데이션 특성을 제공하도록 현상되어 이들 잠상의 각각을 시각화할 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 연결되는 본 발명의 바람직한 구체예의 다음 설명을 고려하여 더욱 더 밝혀질 것이다.

본 발명에 따르는 정전 상을 지니는 부재는 유기 광도체(OPC)로 이루어지는 감광성 부재로 이루어진다. 감광성 부재는 바람직하게는 전기전도성 기판과, 적어도 전하-발생물질과 전하-운반물질로 이루어지는 감광성 층으로 이루어질 수 있다. 본 발명에서, 감광성 층은 전하-발생물질로서 적어도 2종류의 화합물로 이루어진다.

더 구체적으로는, 본 발명에서, 감광성층은 바람직하게는 전하발생층과 전하운반층으로 기능-분리될 수 있다. 본 발명에서 사용된 감광성 부재는 바람직하게는 전기전도성 기판 및 지지체상에 순서대로 배열된 전하발생층과 전하운반층으로 이루어질 수 있다.

감광성 층은 바람직하게는 결합체와 적어도 2종의 전하발생물질로 이루어지는 전하발생층, 그리고 결합제와 전하-운반물질로 이루어지는 전하운반층으로 이루어질 수 있다

전하발생층에서, 전하-발생물질을 바람직하게는 결합제 100중량부당 20 내지 500중량부의 양, 더욱 바람직하게는 50 내지 200중량부의 양으로 사용될 수 있다.

전하운반층에서, 전하-운반물질은 바람직하게는 결합제 100중량부당 20 내지 500중량부, 더욱 바람직하게는 50 내지 200중량부의 양으로 사용될 수 있다.

전하발생층은 바람직하게는 0.01 내지 5μ의 두께를 가질 수 있고, 전하운반층을 바람직하게는 10 내지 40μ의 두께를 가질 수 있다.

상기-언급한 유기 광도체로 이루어지는 감광성 부재에서, 전하-발생물질을 바람직하게는 가시광영역(400nm이상 700nm이하 파장)에서 스펙트럼 감도를 가지는 화합물과 적외선광 영역(700nm이상, 900nm이하 파장)에서 스펙트럼감도를 가지는 화합물로 이루어질 수 있다.

감광성층에 함유되는 전하-운반물질은 그의 이온화 전위와 전기전위가 상기-언급한 전하-발생물질의것과 부합되고, 그것이 감도, 잔류전위와 하전 특성에서 우수한 것이 바람직하다.

유기 광도체로 이루어지는 이러한 감광성부재는 가시광 내지 레이저광에서 영역에서 스펙트럼 감도를 가지는 정전잠상을 지니는 부재로서 알맞게 사용될 수 있다.

본 발명에 따르는 감광성 층에서, 가시광과 적외선에 대한 상기-언급한 화합물은 바람직하게는(가시광에 대한 화합물/적외선에 대한 화합물)의 중량비가 5/1 내지 1/5, 더욱 바람직하게는 3/1 내지 1/3이도록 사용될 수 있다.

상기-언급한 정전상을 지니는 부재가 사용될때, 원본으로 부터 공급되는 백색반사광에 근거하는 애널로그 잠상과 반도체 레이저등으로부터 공급되는 레이저 스포트에 근거하는 디지탈 잠상이 정전상을 지니는 부재상에서 형성될 수 있다.

전하-빌생물질의 바람직한 예는 더 짧은 파장측에서 흡수 피이크를 보이는 디스아조-형 안료와 더 긴 파장측에서 흡수 피이크를 보이는 디스아조-형 안료의 조합물을 포함한다.

단파장측에서 흡수 피이크를 보이는 디스아조형 안료는 바람직하게는 중심 골격으로써 옥사디아졸 링을 함유하는 것을 포함할 수 있다. 그의 바람지한 예는 다음 식 (1)로 나태는 비스아조 안료를 포함할 수 있다.

장파장측에는 흡수 피이크를 보이는 디스아조-형 안료는 바람직하게는 중심 골격으로서 벤즈안트론 링을 함유하는 것 또는 중심 골격으로써 디페닐-피리딘-2-일 아민을 함유하는 것을 포함할 수 있다.

그의 바람직한 예는 다음 식 (2) 또는 (3)으로 나타내는 디스아조 안료를 포함할 수 있다.

전하-운반물질의 바람직한 예는 다음 식 (4)로 나타내는 트리페닐아민-형으로 포함할 수 있다.

본 발명에 따르는 상-형성방법은 자성토너가 5μ이하의 입도를 가지는 자성토너입자 12 내지 60수%, 8내지 12.7μ의 입도를 가지는 자성토너입자 1 내지 33수%, 16μ 이상의 입도를 가지는 자성토너입자 2.0부피% 이하를 함유하는 4 내지 10μ의 부피-평균입도를 가지도록 특정한 입도 분포를 가지는 자성토너를 사용한다.

본 발명에 따르는 현상방법에서, 표면에 이러한 자성토너를 운반하는 토너-운반부재는 현상지대(또는 현상영역)에서 부재간에 소정의 간격을 제공하도록 감광성 부재와 마주하여 배치되고, 토너-운반부재상에 형성된 토너층의 두께는 상기-언급한 간격보다 작도록 조절되면서, 자성토너가 현상지대에 운반되고, 이로써 감광성 부재상에 형성된 잠상이 현상된다. 상기-언급한 현상방법에 따라서, 상기한 바와같은 디지탈 및 애널로그 잠상은 흐림없이 고-밀도상을 제공하도록 충실하게 시각화 될 수 있다.

본 발명에 따르는 자성토너는 감광성 부재상에 형성된 잠상에서 얇은 선을 충실하게 재생할 수 있고 반색조(kalf tone)점 및 디지탈상과 같은 점잠상의 재생이 우수하여 그러데이션 및 해상도가 우수한 상을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 토너는 연속적인 복사 또는 프린트 할 경우에도 높은 상질을 보유할 수 있고 고-밀도상의 경우에도 종래 자성토너와 비교하여 그의 더 적은 소비량을 사용함으로써 양호한 현상을 실행 할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따르는 자성토너는 경제적인 특징에서 탁월하고 더욱이 복사기 또는 프린터의 본체의 소형화의 장점을 가지고 있다.

본 발명에 사용되는 자성토너의 상기-언급한 효과에 대한 이유는 반드시 분명한 것은 아니나 다음과 같이 추정할 수 있다.

본 발명에 따르는 자성토너는 5μ이하의 자성토너입자 12 내지 60수%를 함유하는 것을 특징으로 한다. 종래에는, 5μ이하의 자성토너 입자는 그의 전하량 조절이 어렵고, 그것들은 자성토너의 유동성을 손상시키고 토너분산을 일으켜 기계를 오염시키며 결과된 상에서 흐림을 발생하기 때문에 적극 감소시키도록 요구되는 것으로 생각된다.

그러나, 본 조사에 따라서, 5μ 이하의 자성토너 입자는 양질의 상을 형성하는 필수요소임이 발견되었다.

예를들어, 본 발명자는 다음 실험을 실행하였다.

이와같이, 잠상이 감광성 부재상에 형성되었는데, 감광성 부재상의 표면전위가 잠상이 많은 토너입자로 용이하게 현상되는 큰 현상 전위 대비로부터 잠상이 단지 소량의 토너 입자로 현상되는 작은 현상 전위대비까지 변화되었다.

이러한 잠상은 0.5 내지 30μ범위의 입도 분포를 가지는 자성토너로 현상되었다. 그때, 감광성 부재에 부착된 토너입자를 모아서 그의 입도 분포를 측정하였다. 결과로서, 8μ이하의, 특히 5μ이하의 입도를 가지는 많은 자성토너입자가 있다는 것이 발견되었다. 이러한 발견을 근거로, 5μ이하의 자성토너입자가 그렇게 조절되어, 그들이 감광성 부재상에 형성된 잠상의 현상을 위해 원할하게 공급될때 재현성이 매우 우수한 상을 얻을 수 있고 토너입자가 그것으로부터 돌출됨이 없이 잠상에 충심하게 부착된다는 것을 발견하였다.

본 발명에 따르는 자성토너는 또한 8 내지 12.7μ의 자성토너입자 1 내지 33수%를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징은 5μ이하의 토너입자의 존재를 위해 상기-언급한 필요성에 연관된다.

상기 기술한대로, 5μ이하의 입도를 가지는 토너입자는 잠상을 엄격하게 커버하고, 그것을 충실하게 재생하는 능력을 가진다.

한편, 잠상자체에서, 그의 주변 가장자리부분에서의 자장강도는 그의 중심부분에서 보다 더 높다.

그러므로, 토너입자는 때때로 그의 가장자리 부분에서의 것보다 더 적은 양에서 잠상의 내부부분을 커버하여, 내부부분에서의 상밀도는 때때로 더 낮게 나타난다.

특히, 5μ이하의 자성토너입자는 이러한 경향을 강하게 가지고 있다.

그러나, 8 내지 12.7μ의 토너입자 1 내지 33수%가 토너에 함유될때, 상기-언급한 문제가 해결될 뿐만 아니라 결과된 상이 더 선명할 수 있다는 것을 본 발명자는 발견하였다.

본발명자의 지식에 따르면, 이러한 현상에 대한 이유는 6 내지 12.7μ의 토너입자는 5μ 이하의 것과 비교해서 적절하게 조절된 전하량을 가지며, 이들 토너입자는 가장자리 부분의 것보다 더 낮은 자장 강도를 가지는 잠상의 내부부분에 공급되어 가장자리 부분에서의 것과 비교하여 내부부분으로 토너입자의 커버에서의 감소를 보충하여 균일하게 현상된 상을 형성하는 것으로 생각할 수 있다. 결과로서, 높은 상 밀도와 우수한 해상도외 그러데이션 특성을 가지는 상을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르는 자성토너에서, 16μ 이상의 입도를 가지는 자성토너입자는 2.0부피% 이하, 양으로 함유된다. 이들 입자의 양은 바람직하게는 가능한한 작을 수 있다.

상기 언급한 대로, 본 발명에 따르는 자성토너는 종래기술에서 접하는 문제를 종래기술에서의 견해와는 매우 다른 견해로 해결하였고 높은 상질에 대한 최근의 심각한 요구를 충족할 수 있다.

하기에서, 본발명을 더욱 상세히 기술할 것이다.

본발명에서, 5μ 이하의 입도를 가지는 자성토너 입자는 총 입자수를 기준으로 17 내지 60수%, 더욱 바람직하게는 25내지 50수%, 특히 바람직하게는 30 내지 50수%의 양으로 바람직하게 함유될 수 있다. 5μ 이하의 자성토너 입자양이 17수% 보다 작을 경우, 상질을 향상시키는데 효과적인 토너입자양은 충분치 않다.

특히, 토너입자가 연속적인 복사 또는 프린트에서 사용될때, 효과적인 자성토너입자의 성분은 감소되고, 본 발명에서 보여준 자성토너의 입도 분포의 균형은 파괴되어 상질이 점차적으로 감소된다.

한편, 상기-언급한 양이 60수%를 초과하여, 자성토너입자는 서로 응집되어 원래 입도보다 더 큰 크기를 가지는 토너집괴물을 만들기 쉽다. 결과로서, 거칠어진 상이 제공되어, 해상도는 낮아지고, 가장자리와 내부부분 사이의 밀도 사이는 증가되어, 약간 낮은 밀도를 가지는 내부부분을 가지는 상이 발생하기 쉽다.

본발명에 따르는 자성토너에서, 8 내지 12.7μ 범위의 입자양은 1 내지 33수%, 바람직하게는 8 내지 20수%이다. 상기-언급한 양이 33수% 보다 큰 경우, 상질이 약화될 뿐만 아니라 과도현상(즉, 토너입자의 과다한 커버)이 발생하여, 토너소비량의 증가를 초래한다. 한편, 상기-언급한 양은 1% 보다 작으면, 높은 상밀도를 수득하긴 곤란하다.

본발명에 따르는 자성토너에서, 16μ 이상의 입도를 가지는 자성토너 입자양은 2.0부피% 이하, 바람직하게는 1.0부피% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5부피% 이하이다.

상기 양이 2.0부피% 보다 클 경우, 이들 입자는 얇은 선재현성을 손상시킬 수 있다. 또한, 16μ 이상의 토너입자는 현상에 의해 감광성 부재상에 형성된 토너입자의 얇은 층의 표면상에 돌출되어 존재하고, 그들은 토너층을 통하여 감광성 분재와 전사지(또는 전사받는 종이) 사이의 미세한 접촉상태를 불규칙하게 함으로써 토너에 대한 전사조건을 변동시킨다. 결과로서, 전사되지 못한 상이 제공될 수 있다.

본발명에서, 토너의 수-평균입도는 4 내지 10μ, 바람직하게는 4 내지 9μ이다. 이 수치는 본발명에 따르는 자성토너의 상기-언급한 인자들과 밀접하게 관련된다. 수-평균 입자크기가 4μ 보다 작으면, 전영역에 대한 상부분영역의 비가 높은 그래픽상과 같은 상의 경우에 전사지로 전사된 토너입자의 양이 불충분하고 상밀도가 낮아지는 문제를 발생하는 성향이 있다. 이러한 현상에 대한 이유는 잠상의 내부부분이 그의 가장자리 부분에서의 상밀도보다 낮은 상밀도를 제공하는 상기-언급된 경우에서와 동일하게 생각될 수 있다. 만약 수-평균입자크기가 10μ을 초과한다면, 결과된 해상도는 양호하지 않고, 상질이 그의 초기단계에서는 양호할지라도 연속적인 사용에서 낮아지는 현상을 일으키는 경향이 있다.

제4도는 본발명에 따르는 특정 입도 분포를 가지는 자성토너를 사용하는 현상방법의 구체예에서 얻은 표면전위에 대하여 상밀도를 도시함으로써 얻은 곡선의 기울기를 보여주는 개략도이다.

제4도에서 나타나듯이, 곡선은 적당한 기울기를 가지기 때문에, 애널로그 잠상은 그의 전위에 해당하여 충실하게 현상되어, 반색조 재생에 관하여 그러데이션 특성을 가지는 상을 얻을 수 있다. V_H(반색조 전위)부분으로부터 V_L부분으로의 변화는 급격하기 때문에 디지탈상에서도 흐림은 실질적으로 발생하지 않는다.

더욱이, V_H부분으로부터 V_D부분으로의 변화 또한 급격하기 때문에, 상밀도에 변동을 일으킴이 없이 애널로그와 디지탈 잠상에서 충분한 상밀도가 제공될 수 있다.

특정 입도 분포를 가지는 본발명에 따르는 자성토너 입자는 이후에 기술한 대로, 잠상에 대해 양호하고 균일한 커버를 제공하며, 그의 전위에 해당하여 잠상에 부착된다. 따라서, V_L로부터 V_H로의 변화 또는 V_H로부터 V_D로의 변화는 급격하여 흐림없이 높은 상밀도를 가지며 우수한 반색조 재현성을 가지는 상을 얻을 수 있다.

본발명에서, 현상단계에서 사용된 자성토너는 잠상의 전위와 결과된 상밀도 사이의 관계에 관하여, 제4도에서 기술한대로 현상 특성을 만족시키는 조건을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 더 구체적으로는, 자성토너로 이루어지는 현상수단은 다음 현상특성중 적어도 하나를 만족시키는 것이 바람직할 수 있다:

(ⅰ) 흐림이 육안으로 관찰되는 잠상전위와 0.2의 상밀도를 제공하는 잠상전위 사이의 차이(V_L-H)가 100V 이하이다;

(ⅱ) 0.2 내지 0.8범위의 상밀도에 관하여, 10V의 잠상전위 차당 상밀도(D_H)의 변화량이 0.11보다 작다(바람직하게는 0.10보다 작다);

(ⅲ) 1.2의 상밀도를 제공하는 잠상전위와 1.3이상의 상밀도(또는 1.2 이상의 최대 상밀도)를 제공하는 잠상전위 사이의 차이(V_H-D)가 100V 이하이다; 및

(ⅳ) 흐림이 육안으로 관찰되는 잠상전위와 1.3이상의 상밀도(또는 1.2 이상의 최대 상밀도)를 제공하는 잠상전위 사이의 차이(V_L-D)가 400V 이하(더욱 바람직하게는 350V 이하, 특히 바람직하게는 300V 이하)이다.

본 발명에서, 흑상부분의 잠상전위(V_D)는 그의 절대치에 의해 550 내지 750V가 바람직하고, 600 내지 700V가 더욱 바람직하다. 토너의 입도 분포는 본 발명에서는 쿨터(Coulter)계수기로 측정된다; 한편 그것은 여러 가지 방법으로 측정될 수 있다.

쿨터 계수기 모델 TA-Ⅱ(쿨터 전기회사에서 시판)을 측정기기로서 사용하고, 수-기준 분포와 용적-기준 분포를 제공하기 위한 인터페이스(Nikkaki K.K. 시판) 및 퍼스날 컴퓨터 CX-1(Canon K.K. 시판)을 여기에 연결한다.

측정을 위해, 전해액으로서 1%-염화나트륨 수용액을 시약급의 염화나트륨을 사용하여 제조한다. 100 내지 150ml의 전해액에, 0.1 내지 5ml 계면활성제, 바람직하게는 알킬벤젠 술폰산염을 분산제로서 가하고, 2 내지 20mg 샘플을 여기에 가한다. 전해액중의 결과된 샘플 분산액을 초음파 분산기로 약 1 내지 3분간 분산처리한후, 상기-언급한 100μ-구멍을 가진 쿨터 계수기 모델 TA-Ⅱ를 사용하여 2 내지 40μ 범위의 입도 분포를 측정하여 용적-기준분포와 수-기준입도 분포를 얻는다. 용적-기준분포와 수-기준분포의 결과로부터, 본 발명의 자성토너를 특징화하는 파라미터를 얻을 수 있다.

오일 어플리케이터를 사용하는 고압로울러 정착장치에 적용될 때, 본 발명에 따르는 토너를 구성하는데 사용하는 결합제는 토너에 대한 공지의 결합제 수지일 수 있다. 그의 예는 다음을 포함한다; 폴리스티렌, 폴리-p-클로로스티렌과 폴리비닐톨루엔같은 스티렌 및 그의 유도체의 호모중합체; 스티렌-p-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-아크릴레이트 공중합체, 스티렌-메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸α-클로로메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐메틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐메틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체와 스티렌-아크릴로니트릴-인덴 공중합체와 같은 스티렌 공중합체; 폴리비닐 클로라이드, 페놀계 수지, 천연수지-변경된 페놀계수지, 천연수지-변경된 말레산수지, 아크릴수지, 메타크릴수지, 폴리비닐아세테이트, 실리콘수지, 폴리에스테르수지, 폴리우레탄, 폴리아미드수지, 푸란수지, 에폭시수지, 크실렌수지, 폴리비닐부티랄, 테르펜수지, 쿠마론-인덴수지 및 석유수지.

실질적으로 오일적용이 아닌 것을 사용한 고압로울러 정착 시스템에서, 심각한 문제가 토너 상-지지 부재상의 토너 상부분을 로울러로 전사시키는 오프셋 현상과 토너 상-지지 부재상의 친밀한 부착력에 의해 제공된다. 더 적은 열에너지를 가지고 정차가능한 토너는 일반적으로 보관시 또는 현상장치에서 블로킹 또는 케이킹을 일으키기 쉽기 때문에, 이것 또한 고려되어져야 한다. 이 현상에서, 토너중의 결합제 수지의 물리적 성질이 가장 고려된다. 본 연구에 따라, 토너중의 자성물질내용을 감소시킬 때 상기 언급한 토너상-지지 부재로의 토너의 부착력이 개선되는 한편 오프셋이 더욱 쉽게 발생하고 또한 블로킹 또는 케이킹이 또한 더 쉽게 일어난다. 따라서, 거의 오일적용이 아닌 것을 사용한 고온 로울러 정착 시스템이 본 발명에 채택될 때, 결합제 수지의 선택이 더욱 심각하게 된다. 바람직한 결합제 수지는 예를들어, 교차연결된 스티렌 공중합체 또는 교차연결된 폴리에스테르이다.

이러한 스티렌 공중합체를 형성하는 공단량체의 예는 다음으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 비닐단량체를 포함한다; 아크릴산, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴과 아크릴아미드같은 이중결합을 가진 모노카르복실산과 그의 치환된 유도체; 말레산, 부틸 말리에이트, 메틸말리에이트와 디메틸 말리에이트 같은 이중결합을 가진 디카복실산과 그의 치환된 유도체; 비닐 클로라이드, 비닐 아세테이트와 비닐 벤조에이트 같은 비닐에스테르; 에틸렌, 프로필렌과 부틸렌같은 에틸렌계 올레핀; 비닐메틸케톤과 비닐헥실케톤 같은 비닐케톤; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르와 비닐이소부틸에테르 같은 비닐에테르. 교차연결제로서, 2개 또는 그 이상의 중합가능한 이중결합을 가진 화합물이 주로 사용된다.

그의 예는 다음을 포함한다; 디비닐벤젠과 디비닐나프탈렌같은 방향족 디비닐화합물; 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트와 1,3-부타디올 디아크릴레이트 같은 2개의 이중결합을 가진 카르복실산 에스테르; 디비닐에테르, 디비닐설피드와 디비닐설폰같은 디비닐화합물; 및 3개 또는 그이상의 비닐기를 가진 화합물. 이들 화합물은 단독 또는 혼합하여 사용된다. 교차연결제는 바람직하게는 단량체 100중량부당 0.01 내지 5중량부의 양으로 사용된다.

압력-정착시스템을 위해서, 압력-정착가능한 토너를 위한 공지의 결합제 수지가 사용된다. 그의 예는 다음을 포함한다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸렌, 폴리우레탄 엘라스토머, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 이오노머수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 선형 포화 폴리에스테르와 파라핀.

본발명의 자성토너에서, 전하조절제가 토너입자에 혼입되거나 (내부첨가)에 토너입자와 함께 혼합되는 것(외부 첨가)이 바람직하다. 전하 조절제를 사용함으로써, 사용된 현상시스템에 해당하는 전하양을 가장 적절하게 조절하는 것이 가능하다. 특히, 본발명에서, 입도 분포와 전하사이의 균형을 더욱 더 안전화시킬 수 있다.

양의 전하 조절제의 예는 다음을 포함한다; 니그로신 및 지방산 금속염에 의해 변경된 그의 변경생성물; 트리부틸 벤질-암모늄-1-히드록시-4-나프톨술폰산염과 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트같은 4급 암모늄염, 디부틸주석옥사이드, 디옥틸주석옥사이드와 디시클로헥실주석옥사이드같은 2 유기주석옥사이드 및 디부틸주석보레이트, 디옥틸주석보레이트와 디시클로헥실주석보레이트 같은 2 유기주석 보레이트. 이들 양의 전하조절제는 단독 또는 2개 또는 그이상 종류의 혼합물로서 사용된다. 이들 중, 니그로신-형 전하 조절제 또는 4급 암모늄염 전하 조절제가 특히 바람직하게 사용된다.

양의 전하조절제의 또다른 형으로써 다음식에 의해 나타내는 아미노 기를 가지는 단량체의 호모중합체 또는 상기 기술한 대로 스티렌, 아크릴레이트와 메타크릴레이트같은 또다른 중합가능한 단량체와 아민기를 가지는 단량체의 공중합체를 사용한다:

상기식에서, R₁은 H 또는 CH₃이고; R₂와 R₃는 각각 치환되거나 비치환된 알킬기(바람직하게는 C₁내지 C₄)이다. 이 경우에서, 양의 전하조절제는 또한 결합제의(전부 또는 부분) 기능을 가진다.

상기-언급한 전하조절제(결합제수지의 기능을 가지지 않은 것)를 미세한 분말형태로 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 그의 수-평균입도는 4μ 이하가 바람직하고, 3μ 이하가 더욱 바람직하다.

내부첨가 경우에, 이러한 전하조절제는 결합제 수지 100중량부당 0.1 내지 20중량부의 양이 바람직하고, 0.2 내지 10중량부의 양이 더욱 바람직하다. 첨가제는 내부첨가 또는 외부첨가에 의해 목적하는 대로 본발명에 따르는 자성토너에 혼입하거나 혼합된다. 더 구체적으로, 착색제로서, 공지의 염료 또는 안료가 일반적으로 결합제수지 100중량부당 0.5 내지 20중량부 양에서 사용된다. 사용되는 또다른 임의의 첨가제는 예를들어 아연 스테아레이트같은 윤활제; 산화세륨과 탄화규소와 같은 연마제; 콜로이드상 실리카와 산화 알루미늄 같은 유동성 개선제; 케이킹 방지제; 또는 카본블랙과 산화주석같은 전도성-부여제를 포함한다.

고온-로울러 정착에서 이형성을 개선시키기 위해, 본발명의 바람직한 구체예는 또한 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌. 미세결정성 왁스, 카르나우바 왁스, 사솔왁스 또는 파라핀 왁스같은 왁스물질을 바람직하게는 0.5 내지 5중량% 양으로 자성토너에 가한다.

본발명의 자성토너는 착색제로서 또한 기능할 수 있는 자성물질을 함유한다. 자성토너에 함유되는 자성물질은 마그네사이트, γ-산화철, 페라이트와 과다한 철을 함유하는 페라이트 같은 산화철; 철, 코발트와 니켈같은 금속, 이들 금속과 알루미늄, 코발트, 구리, 납, 마그네슘, 주석, 아연, 안티몬, 베릴륨, 비스무스, 카드뮴, 칼슘, 망간, 셀레늄, 티탄, 텅스텐과 바나듐같은 금속과의 합금; 중 하나 또는 혼합물이 될 수 있다.

이들 강자성 물질은 0.1 내지 1μ, 바람직하게는 0.1 내지 0.5μ의 펑균입도를 가지는 입자의 형태로 바람직하고 수지성분 100중량부당 약 60 내지 120중량부, 특히 65 내지 110중량부 양으로 토너중에 사용된다.

본발명에 따르는 자성토너는 5 내지 20μc/g, 더욱 바람직하게는 7 내지 15μc/g의 마찰전기전화(양)절대치를 제공하도록 바람직하게 마찰전기 하전특성을 가진다. 자성토너의 마찰전기 하전특성은 다음 방법으로 결정될 수 있다.

밤새 25℃ 및 50 내지 60%RH의 상대습도의 환경에 방치된 10g의 자성토너입자와 200메쉬는 통과하고 300메쉬는 걸리는 입자크기를 가지는, 즉, 200 내지 300메쉬(Tyler)(예를들어, EFV 200/300, Nippon Teppun .K.K. 제) 범위의 모드(mode)입도를 가지는 수지로 피복되지 않은 캐리어 철분말 90g을 상기 언급한 대로의 동일한 환경에서 약 200cc용적을 가진 알루미늄 포트에서 격렬히(약 50번 손으로 포트를 수직으로 흔들므로서) 혼합하고, 자성토너입자의 마찰전기 전하를 400메쉬-스크린을 가진 알루미늄 셀에 의한 종래의 블로우-오프(blow-off)방법에 따라 측정한다.

본발명에 따르는 정전상을 현상하기 위한 자성토너는 자성분말을 이전에 열거한 것과 같은 비-비닐 가소성 수지상의 비닐, 및 임의로 착색제로서 안료 또는 염료, 전하조절제, 또다른 첨가제등과 함께 볼밀등과 같은 믹서로 충분히 혼합하고; 안료 또는 염료와 임의의 첨가제를 경우에 따라서는 용융된 수지중에 분산시키거나 용해시키기 위해 고온로울러, 혼련기와 압출기같은 더운 혼련수단에 의해 혼합물을 용융 혼련시키고; 분말생성물을 정밀 분류하여 본발명에 따르는 자성토너를 형성함으로써 제조된다.

본발명에 따르는 자성토너는 또한 다음방법으로 얻을 수 있다; 토너를 구성하는 물질을 결합제 수지용액중에 분산시키고 결과된 혼합물을 스프레이-건조시켜 토너를 얻은 방법; 소정의 물질을 결합제 수지를 구성하는 단량체와 혼합하여 유제 또는 분산제를 얻고 중합반응시켜 토너를 얻는 방법(즉, 중합반응방법); 소정의 물질을 캡슐화된 토너를 구성하는 중심물질과 껍질물질 둘다 또는 그중하나에 함입시키는 방법.

본발명에서, 자성토너의 실제밀도는 바람직하게는 1.45 내지 1.70g/cm³, 더욱 바람직하게는 1.50 내지 1.65g/cm³이다. 실제밀도가 이러한 범위에 있을 때, 본발명에 따르는 특정 입도 분포를 가지는 자성토너는 높은 상 질과 안정성면에서 연속적인 사용시 가장 효과적으로 기능을 나타낸다.

자성토너 입자의 실제밀도가 1.45 보다 작을 경우, 자성토너 입자 자체의 중량이 매우 가벼워서 역흐림, 얇은 선의 변형, 분산 및 해상도의 저하를 일으키는 경향이 있는데, 이것은 과다한 토너입자가 잠상에 부착하기 때문이다. 한편, 자성토너의 실제밀도가 1.7보다 클 경우 상밀도가 낮고, 얇은 선이 방해받고, 예리함이 부족한 상이 발생하게 된다. 더욱이, 이러한 경우에 자력이 상대적으로 강하기 때문에, 토너입자의 귀부는 길어지거나 분지된 형태로 전환되기 쉽다. 결과로서, 상질이 잠상의 현상에서 방해받아 거친상이 일어나기 쉽다.

본발명에서, 자성토너의 실제밀도는 다음방법으로 측정되고, 이 방법은 미세한 분말의 측정에서 정확한 수치를 간단히 제공할 수 있는데, 실제밀도는 어떤 방법으로도 측정가능하다. 내부직경이 10mm이고 약 5cm길이를 가지는 스테인레스스틸 원통과 원통에 밀접하게 삽입할 수 있는 외부직경이 약 10mm이고 높이가 약 5mm인 디스크(A)와 외부직경이 약 10mm이고 길이가 약 8cm인 피스톤(B)을 제공한다. 측정에서, 디스크(A)는 원통 밑에 먼저 배치되고 측정하고자 하는 샘플 약 1g을 원통에 충전시키며 피스톤(B)을 원통으로 부드럽게 민다. 그후에, 400kg/cm³힘을 수압기로 피스톤에 가하고 샘플을 5분간 압박한후 제거한다. 이와같이 압박된 샘플은 중량(Wg)을 측정하고 그의 직경(Dcm)과 높이(Lcm)를 마이크로미터로 측정한다. 이러한 측정을 근거로 실제밀도를 다음식으로 계산한다:

실제밀도(g/cm³)=W/(π×(D/2)²×L)

더 양호한 현상특성을 얻기위해, 본발명의 자성토너는 바람직하게는 다음 자성특성을 가진다. 잔류 자화 σ_r, 1 내지 5emu/g, 더욱 바람직하게는 2 내지 4.5emu/g; 포화 자화 σ_s, 20 내지 40emu/g, 및 항자력 Hc 40 내지 100

e. 이들 자성특성은 1,000

e의 측정을 위한 자장하에서 측정된다. 실리카 미세분말을 내부첨가 또는 외부첨가에 의해 본발명에 따라 자성토너에 가하는 것이 바람직하다. 외부첨가가 특히 바람직하다.

상기-언급한 입도 분포 특성을 가지는 본발명의 자성토너에서, 그의 비표면적은 종래 토너에서의 것보다 더 크다. 자성토너입자가 마찰전기적으로 고들을 하전시키기 위해 자장-발생수단을 함유한 원통형 전기전도성 비-자성 슬리브의 표면을 접촉하는 경우에, 토너입자 표면과 슬리브 사이의 접촉빈도는 종래 자성토너에서와 비교하여 증가하여 토너입자의 연마가 일어나기 쉽다. 그러나, 본발명의 자성토너는 실리카 미세분말과 합할때, 실리카 미세분말이 토너입자와 슬리브 표면사이에 배치되어 토너입자의 연마가 현저하게 감소된다.

이와같이, 자성토너와 슬리브의 수명이 연장되고 하전성이 안정하게 유지된다. 결과로서, 장시간 사용에서 우수한 특성을 보이는 자성토너로 이루이지는 현상제를 제공할 수 있다.

실리카 미세분말은 건식법과 습식법을 통해 제조된다. 건식법을 통해 제조된 실리카 미세분말은 그의 내막형성성과 내구성에서 바람직하다. 여기에 언급한 건식법은 실리카겔 미세분말을 할로겐화 극소의 증기상산화를 통해 제조하는 방법이다. 예를들어, 실리카 분말은 산소-수소 화염중의 가스상 사염화 규소의 열분해 산화를 이용하는 방법에 따라 제조될 수 있고 기본반응도는 다음과 같다:

SiCl₄+2H₂+O₂→SiO₂+4HCl

상기 제조단계에서, 실리카와 다른 금속산화물의 복합 미세분말을 알루미늄 클로라이드 또는 티타늄 클로라이드같은 다른 할로겐화 금속화합물을 할로겐화 규소화합물과 함께 사용하며 또한 얻을 수 있다. 본발명에 사용된 미세실리카 분말에 이러한 것이 또한 포함된다. 본발명에서 사용된 할로겐화 규소의 증기상 산화에 의해 형성된 시중 구입되는 미세실리카 분말은 아래에 보여준 품명하에 시판되는 것을 포함한다.

한편, 습식법에 의해 본발명에서 사용되는 실리카 분말을 제조하기 위해 지금까지 공지된 여러가지 공정이 적용된다. 예를들어, 다음 반응식에 의해 나타낸 산으로 규산나트륨의 분해가 적용된다:

Na₂O·×SiO₂+HCl+H₂O→SiO₂nH₂O+NaCl

덧붙여서, 규산나트륨이 암모늄염 또는 알카리염으로 분해되는 공정, 알칼리 토금속 규산염이 규산나트륨으로부터 제조되어 산으로 분해되어 규산을 형성하는 공정, 규산나트륨 용액을 이온-교환수지로 처리하여 규산을 형성하는 공정 및 천연규산 또는 규산염을 이용하는 공정이 또한 사용된다.

여기서 사용된 실리카 분말은 무수 이산화규소(실리카) 및 또한 규산 알루미늄, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 규산 마그네슘과 규산 아연과 같은 규산염이다.

습식법에 의해 형성된 시중 구입되는 미세한 실리카 분말은 하기 보여준 상품명하에 시판되는 것을 포함한다.

카플렉스(Shionogi Seiyaku K.K로부터 시판)

닙실(Nippon Silica K.K.)

토쿠실, 피네실(Tokuyama Soda K.K.)

비타실(Tagi Seihi K.K.)

실톤, 실넥스(Mizusawa Kagaku K.K.)

스타실(Kamishima Kagaku K.K.)

히메실(Ehime Yakuhin K.K.)

실로이드(Fuji Devison Kagaku K.K.)

히-실(Pittsuburgh Plate Glass Co.)

두로실, 울트라실(Fulstoff-Gesellshaft Marquart)

마노실(Hardman and Holden)

회쉬(Chemische Fabrik Hoesch K-G)

실-스톤(Stoner Rubber Co.)

날코(Nalco Chem. Co.)

쿠소(Philadilphia Quartz Co.)

임실(Illinois Minerals Co.)

칼슘 실리카트(Chemische Fabric Hoesch, K-G)

칼실(Fultstoff-Gesellschaft Marquart)

포르타필(Imperial Chemical Industries)

미크로칼(Joseph Crosfield Sons, Ltd.)

불카실(Farbenfabriken Bayer, A.G.)

투프크니트(Durham Chemicals, Ltd.)

실모스(Shiraishi Kogyo K.K.)

스타렉스(Kamishima Kagaku K.K.)

푸리코실(Tagi Seihi K.K.)

상기-언급한 실리카 분말중에서, 질소흡수로 BET법으로 측정한 바, 30m²/g이상, 특히 50 내지 400m²/g의 비표면적을 가지는 것들이 양호한 결과를 제공한다.

본발명에서, 실리카 미세한 분발은 자성토너의 100중량부에 관하여 0.01 내지 8중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5중량부 양으로 바람직하게 사용된다.

본발명의 자성토너가 양의 하전성 자성토너로서 사용될 될 경우, 하전력의 안정성을 보유하기 위해서 음하전성의 미세한 실리카 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

양의 하전성 실리카 미세분말을 얻기 위해, 상기-언급한 미처리된 실리카 분말은 측쇄네 적어도 하나의 질소원자를 함유한 유기기를 가진 실리콘오일 질소-함유 실란 커플링 물질 또는 이들 둘다로 처리된다.

본발명에서 “양의 하전성 실리카”는 블로우-오프방법에 의해 측정될때 철분말 캐리어에 관하여 포지티브마찰전기 전하를 가지는 것을 의미한다.

실리카 미세분말의 처리에 사용되는 측쇄에 질소원자를 가진 실리콘 오일은 적어도 다음의 부관구조를 가지는 실리콘 오일이다.

상기식에서, R₁은 수소, 알킬, 아릴 또는 알콕시이고; R₂는 알킬렌 또는 페닐렌이며; R₃와 R₄는 수소, 알킬 또는 아릴이고; R₅는 질소-함유 헤테로고리기이다.

상기 알킬, 아릴, 알킬렌과 페닐렌기는 질소원자를 가지는 유기기를 함유하거나 하전력에 손상을 주지않는 범위에서 할로겐과 같은 치환제를 가진다. 상기-언급한 실리콘 오일은 실리카 100중량부당 0.1 내지 100중량부의 양으로 바람직하게 사용된다.

본발명에서 사용된 질소-함유 실란 커플링 물질은 일반적으로 다음식에 의해 나타내는 구조를 가진다.

Rm SIYn

상기식에서, R은 알콕시기 또는 할로겐 원자이고; Y는 아미노기 또는 적어도 하나의 아미노기 또는 질소원자를 가지는 유기기이며; m과 n은 m+n=4의 관계를 만족시키는 1 내지 3의 양수의 정수이다.

적어도 하나의 질소기를 가지는 유기기를 예를들어 치환체로서 유기기를 가지는 아미노기, 질소-함유 헤테로고리기 또는 질소함유 헤테로고리기를 가지는 기이다. 질소-함유 헤테로고리기는 불포화 또는 포화될수 있고 각각 공지의 것이 될 수 있다. 질소-함유 헤테로고리기를 제공하는 불포화된 헤테로고리링의 예는 다음을 포함한다.

포화된 헤테로고리 링구조의 예는 다음을 포함한다;

본발명에서 사용된 헤테로고리는 안정성을 고려하여 5-환 또는 6-환의 것이 바람직하다.

실란 커플링물질의 예는 다음을 포함한다. 아리노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 디메틸아미노프로필트리메톡시실란, 디에틸아미노프로필트리메톡시실란, 디프로필아미노프로필트리메톡시실란, 디부틸아미노프로필트리메톡시실란, 모노부틸아미노프로필트리메톡시실란, 디옥틸아미노프로필트리메톡시실란, 디부틸아미노프로필디메톡시실란, 디부틸아미노프로필모노메톡시실란, 디메틸아미노페닐트리에톡시실란, 트리메톡시실릴-γ-프로필페닐아민, 및 트리메톡시실릴-γ-프로필벤질아민.

더욱이, 상기식으로 나타내는 질소-함유 헤테로고리 화합물의 예는 다음을 포함한다; 트리메톡시실릴-γ-프로필피페리딘, 트리메톡시실릴-γ-프로필모르폴린, 및 트리메톡시실릴-γ-프로필이미다졸.

상기-언급한 질소-함유 실란 커플링물질은 바람직하게는 실리카 100중량부당 0.1 내지 100중량부의 양으로 사용된다.

이와같이 처리된 양의 하전성 실리카 분말은 양의 하전성 자성토너 100중량부에 관하여 각각 0.01 내지 8중량부의 양으로 가할때, 효과를 보이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5중량부의 양에서 사용으로 우수한 안정성을 가진 양의 하전성을 보인다. 첨가의 바람직한 방식으로써, 양의 하전성 자성토너 100중량부에 관하여 0.1 내지 3중량부의 양으로 처리된 실리카분말은 바람직하게는 토너입자의 표면에 부착된 형태에 있다. 상기-언급한 미처리된 실리카 미세분말은 상기 언급한 대로와 동일한 양에서 사용된다.

본발명에서 사용된 실리카 미세분말은 또다른 실란 커플링물질 또는 소수성 향상 목적을 위해서는 유기규소화합물로 목적한 바대로 처리된다. 이러한 처리제의 예는 다음을 포함한다: 헥사메틸디실라잔, 트리메틸실란, 트리메틸클로로실란, 트리메틸에톡시실란, 디메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 알릴디메틸클로로실란, 알릴페닐디클로로실란, 벤질디메틸클로로실란, 브로모메틸-디메틸클로로실란, α-클로로에틸트리클로로실란, β-클로로에틸트리플로로실란, 클로로메틸디메틸클로로실란, 트리메틸실릴메르캅탄과 같은 삼유기실릴메르캅탄, 삼유기실릴, 아크릴레이트, 비닐디메틸아세톡시실린, 디메틸에톡시실란, 디메틸-디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 헥사메틸-디실옥산, 1,3-디비닐테트라메틸디실옥산, 1,3-디페닐테트라메틸디실옥산 및 분자당 2 내지 12실옥산 단위를 가지고 말단단위에서 Si에 결합된 각각 하나의 히드록시기를 함유한 디메틸폴리실옥산. 이들은 단독 또는 2개 이상의 화합물의 혼합물로 사용한다. 상기-언급한 처리제는 바람직하게는 실리카 100중량부당 0.1 내지 100중량 퍼센트의 양으로 사용된다.

본발명에서, 내부첨가 또는 외부첨가에 의해 불소-함유 중합체의 미세한 분말을 가하는 것이 바람직하다. 그외 예는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 테트라플루오로에틸렌-비닐리덴 블루오라이드 공중합체를 포함한다. 이들중에서, 폴리비닐리덴 플루오라이드 미세분말은 유동성과 연마성의 관점에서 특히 바람직하다. 이러한 불소-함유 중합체의 분말은 0.01 내지 2.0중량퍼센트, 바람직하게는 0.02 내지 1.0중량퍼센트의 양으로 토너에 바람직하게 가한다. 실리카미세분말과 상기-언급한 불소-함유 미세분말이 조합되는 자성토너에서, 이유가 반드시 분명하지는 않으나, 토너입자에 부착된 실리카의 존재상태가 안정화되고, 예를들어 부착된 실리카가 토너 연마와 슬리브 오염에 대한 그의 효과가 감소되지 않고 전하성에서의 안정성이 더욱 향상될 수 있도록 토너 입자로부터 분리되지 못하게하는 현상이 발생한다.

제5도는 본발명에 따르는 현상단계를 실행하기 위한 장치의 구체예를 보여준다.

본발명에 따르는 자성토너는 잠상이 현상되는 현상방법에 바람직하게 적용되고 토너입자는 원통형 슬리브같은 토너-운반 부재로부터 감광성부재와 같은 잠상-운반부재로 증발하도록 한다.

자성토너는 주로 슬리브 표면과의 접촉에 기인하는 마찰전기 전하로 공급되고 얇은 층 형태로 슬리브 표면상에 적용된다. 자성토너의 얇은 층은 그의 두께가 감광성부재와 현상영역에서 슬리브사이의 간격보다 작도록 형성된다. 감광성부재상에 형성된 잠상의 현상에서 마찰전기전하를 가진 자성토너입자가 슬리브로부터 감광성부재로 증발하도록 하는 것이 바람직하고 감광성부재와 슬리브사이에 교류전장을 적용하는 것이 바람직하다.

교류전장의 예는 펄스 전장 또는 AC 바이어스 또는 AC와 DC 바이어스의 겹침에 근거한 전장을 포함한다.

제5도에서 보여준 대로 현상장치에서 예를 들어 토너 운반 부재로서 비-자성 블리브(2)는 50mm 직경을 가지는 스테인레스 스틸 슬리브(SUS 304)이고; 슬리브(2)에 수용된 자석(4)은 N₁=850가우스, N₂=500가우스, S₁=650가우스와 S₂=500가우스의 자극을 가지는 것이며; 날(1a)은 자성물질로서 철을 포함하고; 날(1a)과 슬리브(2) 사이의 간격은 250μ이며 토너(10)은 본발명에 따르는 자성토너를 포함하고; 바이어스 전압공급원(11)은 V_pp=1200V, f=800Hz와 DC=+100V인 AC와 DC전압의 겹침을 제공하는 것이다. 슬리브(2)와 잠상을 지니는 부재(9) 사이의 최소간격은 예를들어 300μ이다.

본발명에 따르는 상-형성 방법에서, 자성토너를 표면상으로 운반하기 위한 토너-운반부재는 표면이 특이적 불균질상태를 가지는 불균질 거친 표면을 제공하도록 불규칙한-모양의 입자를 사용함으로써 샌드블래스팅(sandblasting)처리를 하게하는 것을 포함할 때, 토너는 양호한 토너 피복상태를 제공하도록 장시간 일정하고 균질하게 토너-운반 표면상에 일정하게 적용될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 토너-운반 부재의 예는 전표면이 임의의 방향에서 형성한 무수한 미세한 커트 또는 돌출을 가진 표면을 가지는 것이다.

그러나, 상기-언급한 특이적 표면조건을 가지는 토너-운반부재를 함유한 현상장치는 어떤 종류의 자성토너와 합한다고, 반드시 양호한 결과를 제공하지는 않는다. 예를들어 특이적 성질을 가지는 자성토너를 사용할 때 그것을 구성하는 토너 또는 성분은 토너-운반 부재 표면에 부착하여 그것을 오염시켜서 상밀도에서의 감소가 초기상에서 발생할 수 있다. 토너성분이 토너-운반부재표면의 볼록과 오목의 경사에 부착하여 자성토너입자에서 하전 실패를 발생함으로써 결과된 토너층에서 전하양을 감소시키는 것이 이러한 현상에 대한 이유로 고려된다.

이러한 경우에 토너-운반부재의 오염을 방해하거나 억제하기 위해 그의 표면은 바람직하게 더 평평하게 된다. 본 발명자의 조사에 따르면, 본발명에 따르는 현상방법에 사용된 자성토너를 위한 토너-운반 부재에서 그의 표면은 많은 구형의 자국 또는 만입을 포함하는 특이적 불균질을 가질 때, 토너성분은 표면에 부착하기가 덜 쉬워서 그의 오염은 장시간 방해되거나 억제되어, 토너운반부재의 결과된 표면은 균일한 자성토너 피복을 형성하는 우수한 성질을 지니게 된다.

이러한 표면형을 보여주는 토너-운반 부재는 마찰전기 전하-부여 능력에서 또한 우수하고 이것은 본발명에 따르는 자성토너가 충분히 그의 마찰전기 전하-부여 능력을 나타내게하여 하전성을 안정화시킨다. 따라서, 상기-언급한 토너-운반 부재를 사용할때, 정전 잠상의 전위는 더 용이하게 따르며 반-색조에 관하여 그러데이션 특징에서 우수한 결이 곱거나 미세한 상을 제공한다. 더우기 전위-상 밀도 곡선은 V_L부분에서 더욱 예리하게 변화되어 흐림이 더욱 효과적으로 억제된다.

하기에서 토너-운반부재는 “슬리브”로서 언급된다.

많은 구형 자국을 포함하는 불균질을 가지는 표면을 가진 슬리브를 얻기위해서 규칙적모양을 가진 입자를 사용하는 블래스팅처리를 사용한다. 불규칙한 모양을 가진 입자의 예는 다음을 포함한다; 스테인레스스틸, 알루미늄, 강철, 니켈과 황동같은 금속을 포함하는 특이적 입자크기를 가진 견고한 구형; 및 세라믹, 플라스틱, 유리구슬등을 포함하는 견고한 입자, 슬리브표면이 미리 정해진 입자크기를 가지는 규칙적모양의 입자를 사용하여 블래스팅 처리될때 실질적으로 동일한 직경 R을 가지는 다수의 구형자국 또는 만입이 형성된다.

슬리브 표면상에 형성된 다수의 구형 자국은 바람직하게는 20 내지 250μ, 더욱 바람직하게는 30 내지 200μ의 직경 R을 가진다. 만약 직경 R이 20μ보다 작을때, 자성토너를 구성하는 성분에 기인할 오염이 증가하는 경향이 있다. 만약 직경 R이 250μ 보다 클 경우, 슬리브상에 형성된 토너피복층의 균일성이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 슬리브 표명의 블래스팅 처리에서 사용되는 규칙적-모양의 입자는 20 내지 250μ의 직경을 바람직하게 가진다. 본 발명에서 슬리브표면의 불균질의 피치 P와 표면 거침도 d는 미세-표면 거침도 측정기(상품명:서어프코오더 SE-3F, Kosaka Laboratory Ltd.에서 제조됨)로 측정되고 표면 거침도 d는 JIS B 0601에 따라 표면 거침도의 측정치의 평균(Rz)으로 나타낸다.

제6도는 상기-언급한 피치 P와 표면 거침도 d를 예시한 개략도이다.

더욱 특히 제6도는 단면곡선으로 부터 발췌한 참고길이(1)와 평균선을 가진 부분을 보여준다.

M₁내지 M₅는 단면 곡선의 크레스트(또는 피이크)를 지적하며 V₁내지 V₅는 단면곡선의 밑을 지적한다. 제6도는 참조하면, 10회 측정의 거침도평균(또는 표면 거침도의 10회 측정치의 평균)은 평균선에 평행한 특이적 두 직선간의 거리에 의해 μm로 표현되는데, 여기서 하나는 3번째 높은 크레스트를 통과하는 선이고 다른 것은 3번째 낮은 밑을 통과하는 선이다.

제6도에서 참고길이(1)는 0.25mm이다.

한편, 피치 P는 다음 방법으로 결정된다.

제6도를 참조하면, 0.25mm의 참고길이를 가지는 단면 곡선에서 양쪽에서 밑으로 부터 세어서 0.1μ 이상의 높이를 가진 크레스트의 수를 센다. 피치 P는 다음식에 따라 결정된다:P=250(μ)/(250μ의 참고길이에서 함유된 크레스트의 수)

슬리브표면의 불균질의 피치 P는 바람직하게는 2 내지 100μ, 더욱 바람직하게는 10 내지 80μ이다. 만약 피치 P가 2μ 보다 작을때, 자성 토너를 구성하는 성분에 기인한 오염은 증가하는 경향이 있다. 피치 P가 100μ보다 큰 경우, 슬리브상에 형성된 토너 피복층의 균일성은 감소되는 경향이 있다.

슬리브 표면의 상기-언급한 포면 거침도 d는 바람직하게는 0.1 내지 5μ, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 4μ이다. 만약 d가 5μ보다 큰 경우 자성토너는 슬리브 쪽으로 부터 잠상을 지니는 표면으로 증발하도록 교류전압이 슬리브와 잠상을 지니는 부재사이에 적용되는 형상 시스템에서 전기장은 불균질 부분상에 집중되어서 결과된 상이 방해받는 경향이 있다. d가 0.1μ보다 작을경우, 슬리브상에 형성된 토너피복층의 균일성은 감소하는 경향이 있다.

제7도는 본발명에 따르는 상 형성방법을 실행하기 위한 장치의 구체예를 보여준다.

첫째, 제7도를 참고로 감광성 부재(30)상에 정전잠상을 형성하는 단계.

감광성부재(30)를 1차 하전기(29)로 하전시킨후, 할로겐램프(또는 형광 램프)(24)로 원본(21)을 조명하여 얻은 반사광(I_A)을 렌즈배열(26)과 반사경(25)에 의해 감광성부재(30)에 집중시켜서 애널로그 감상을 그곳에 형성한다. 한편, 키보어드 또는 외부장치로부터의 전기신호출력 또는 원본으로부터 얻은 상부호는 상처리장치(39)에 의해 처리되고 결과된 전기신호는 레이저 주사기(27)로 출력된다. 결과된 레이저광(I_D)은 감광성 부재(30)으로 공급되어 디지탈 잠상을 형성한다.

이와같이하여 형성된 잠상은 상기 언급한 현상단계에 따라서 현상장치(31)와 동시에 현상되어 감광성부재(30)상에 토너상을 형성한다. 그때 토너상은 전사-분리 하전기(35)에 의해 전사물질(38)로 전사되고 그후에 전사물질은 감광성부재(30)로부터 분리된다. 전사물질(38)로 전사된 토너상은 정착장치(37)에 의해 그곳에서 고정되어 전사물질(38)상에 정착성을 얻는다.

토너상의 전사후에 감광성부재(30)상에 남아있는 잔류토너는 클리너(33)에 의해 제거되고 감광성부재(30)는 전-노출램프(28)에 의해 방전되고 반복사용을 위해 제공된다.

하기에서, 본발명은 실시예를 참고로 더 상세히 기술하고자 한다. 다음 조제에서 “부”는 중량부이다.

[실시예 1]

제7도에서 보여준대로의 상 형성기구는 상형성을 위해 사용되었다.

첫째 감광성드럼(30)을 다음 방법으로 제조하였다.

10% 산화 안티몬함유 산화주석으로 산화티탄입자를 피복하여(산화주석 함량=산화티탄를 기준하여 75퍼센트) 수득한 전기전도성 분말(입자크기=약 0.4μ) 100부를 레졸형 페놀성수지 100부, 메탄을 30부와 메틸셀로솔브 100부로 이루어지는 용액에 가하고 충분히 분산시켰다.

얻어진 피복액을 80mm 직경과, 360mm 길이를 가진 알루미늄 원통의 기판상에 담그어서 도포하고 140℃에서 30분간 가열경화시켜 이로써 20μ두께의 전기전도성 밑피복층을 형성한다.

따로, 1부의 중량-평균 분자량(Mw)이 약 1.4×10⁵인 4급(6-66-610-12) 나일론과 3부의 8-나일론수지(Mw=dir 1.0×10⁵, 메톡시메틸화 6-나일론, 메톡시 도=약 30%)를 50부 메탄올과 40부 부탄올에 용해시켜 피복액을 얻은후, 이것에 담그어서 밑피복층상에 도포하여 0.5μ두께의 중간층을 형성한다.

그리고, 다음식 (1)로 나타내는 디아조 안료 2.5부, 식 (5)로 나타내는 디스아조 안료 1.0부:

및 다음식으로 나타내는 폴리비닐벤잘수지(수-평균분자량(Mn)=85,000, 벤잘도=80) 2부:

를 100부 시클로헥사논에 직경 1mm의 유리구슬을 사용하는 샌드밀에 의해 2시간 동안 분산시켰다.

결과된 분산액에 40 내지 80부의 테트라히트로푸란(THF)과 40 내지 80부의 메틸에틸케톤을 적절히 가한후 결과된 피복액을 중간층상에 도포하여 80℃에서 10분간 건조하여서 결합제와 전하-발생 물길에 관하여 250mg/m²의 피복중량(또는 피복양)을 가진 전하 발생층을 형성하였다.

따로, 10부의 비스페놀 Z-형 폴리카보네이트 수지(Mn=22,000)와 불소-함유수지분말로서 5부의 폴리테트라플루오로 에틸렌분말(평균 입도=약 0.3μ)을 40부의 모노클로로벤젠과 15부의 THF에 스테인레스 스틸의 볼밀로 50시간 분산시켰다.

결과된 분산액에 10부의 다음식 (6)으로 나타내는 스틸벤젠화합물:

을 용해시킨다.

결과된 피복액을 상기-언급한 전하발생층상에 적용시키고 더운 공기를 사용하여 1시간동안 120℃에서 건조시켜 25μ-두께의 전하 운반층을 형성하여 감광성부재(10)를 제조하였다.

이와같이하여 얻은 감광성부재(30)을 제7도에 보여준대로 상형성 장치로 조립하였다.

상기-언급한 감광성부재는 측정장치(웨이퍼 분석기 SP-428, Kawaguchi Denki Seisakusho에 의해 제조됨)를 사용한 측정에 따라 제8도에서 보여준대로 스펙트럼 감도를 보여주었다.

제7도를 언급하면 레이저 주사기(27)는 780nm의 반도체레이저를 사용하는 것이고 100μ 스포트 직경과 감광성부재(30)상에 254 DPI(일치당 도트)의 주사 선밀도를 제공토록 조절되었다.

이 경우에 감광성 부재(30)는 -700V의 암부전위(V_D)를 제공하기 위해 1차 하전기(29)를 사용하여 하전되고 할로겐 램프로의 조명에 근거한 반사광(I_A)이 광량은 -200V의 명부 전위(V_L)를 제공하기 위해 1.5룩스·초로 설정하였다.

디지탈 잠상의 형성을 위해 레이저 출력을 평균 -200V의 명부 전위(V_L)를 제공하기 위해 1.2μJ/cm²로 설정하였다.

상기 언급한 단계에 따라서, 애널로그와 디지탈 잠상은 감광성 부재(30)상에 형성되었다.

다음으로 이 경우에 사용된 현상조건은 제5도를 참고로 설명된다.

제5도를 참고로 하여, 현상제 챔버(7)에 함유된 자성토너(10)는 자성날(1a)에 의해 스테인레스스틸의 원통형 슬리브(2)의 표면상에 얇은 층형태로 적용하였다.

슬리브(2)와 날(1a)사이의 간격을 약 250μ로 설정하여 약 90-μ-두께 토너층을 형성하게 한다.

슬리브(2)는 자장-발생 수단으로서 고정된 자석(4)을 함유하였다.

고정된 자석(4)는 슬리브(2)가 네가티브 잠상을 우반하는 유기 광도체 층으로 이루어지는 감광성 드럼(9) 가까이에 배치되는 현상 영역에서 슬리브 표면의 주변에 1000가우스의 자장을 생성하였다.

슬리브(2)와 화살포로 표시한 방향으로 회전하는 감광성드럼(9) 사이의 최소공간은 약 300μ되게 설정하였다.

현상에서 2000Hz/1350V_pp의 AC바이어스와 250V의 DC바이어스를 겹치게하여 얻어진 바이어스는 감광성드럼(9)와 슬리브(2)사이에 적용되었다.

토너-운반 부재로서 슬리브는 스테인레스스틸 슬리브(SUS 304)의 표면을 2분간 블래스팅 처리하여 얻어진 것이다.

블래스팅 처리에서 카보런덤(Carborundum) #300(Fuji Seisakusho에서 제조)은 불규칙한 모양의 입자로서 사용되고, 블로우잉노즐의 직경이 7mm이며, 노즐과 슬리브 표면간의 거리는 100mm이고, 기압은 4kg/cm²였다.

상기-언급한 현상장치를 사용함으로써 상기-언급한 잠상은 현상되고 감광성부재(30)상에 형성된 얻어진 토너상은 전사물질(38)로 전사되며, 전사물질(38)은 정착 처리되어서 상을 얻었다.

다음으로 본 발명에서 사용된 상을 평가하는 방법을 기술한다.

에널로그상에 관하여, 가는-선 재현성은 다음 방법으로 측정되었다.

100μ의 폭을 정확하게 가지는 가는 선으로 이루어지는 원본상은 적당하 복사조건, 즉 직경 5mm와 0.3의 상밀도(반색조)를 가지는 원형의 상이 0.3 내지 0.5의 상밀도를 가지는 복사상을 제공하도록 복사되어 측정을 위한 샘플로서 복사상을 얻도록 하는 조건하에서 복사되었다.

샘플의 확대된 모니터상은 측정 장치로서 입자분석기(Luzexd 450, Nihon Regulator Co. Ltd.에서 제조)에 의해 형성되었고, 선폭은 인디케이터에 의해 측정되었다.

토너입자로 이루어지는 가는 선 상은 폭방향에서 불균질하기 때문에 선폭을 위한 측정점은 그들이 평균선 폭이, 즉, 최대와 최소선폭의 평균에 상응하도록 결정되었다.

이러한 측정을 근거하여 가는 선 재현성의 수치(%)는 다음식에 따라 계산되었다:

더우기, 해상도는 다음 방법으로 측정되었다.

동일한 선폭을 가지고 선폭과 동일한 간격으로 배치된 5개의 얇은 선의 패턴으로 이루어지는 10종의 원본상을 형성하였다.

이들 10종의 원본상에서 가는 선은 각각 그들이 1mm당 2,8,3.2,3.6,4.0,4.5,5.0,5.6,6.3,7.1 및 8.0개의 선밀도를 제공하도록 그려졌다.

이들 10종의 원본상은 상기-언급한 적당한 복사 조건하에서 복사되어서 확대경에 의해 관찰된 복사상을 형성하였다.

해상도의 수치는 이렇게 결정되어서 이것은 모든 가는선이 서로서로 분명히 분리되는 상의 가는선의 최대수(선/mm)에 상응한다.

상기-언급하 수가 더클때, 이것은 높은 해상도를 가리킨다.

디지탈상에 관하여, 선-표현 특징과 해상도는 다음 방법으로 결정되었다.

잠상은 한도트-한공간의 형태로 5개의 선(℃00μ)을 제공하도록 레이저광을 사용함으로써 감광성 부재상에 형성되었다.

해상도는 얻어진 5선/mm의 선상의 해상력을 사용함으로써 평가되었다.

더욱이, 선-표현 특징은 다음식에 따라 한도트-두공간의 형태로 4선(100μ)으로 이루어지는 복사상을 사용함으로써 평가되었다.

여기서 평균선폭은 애널로그상에서와 동일한 방법으로 결정되었다.

더욱이 도트-표현 특징은 다음 방법으로 결정되었다.

4종의 잠상DMS 각 부분이 1도트, 2도트, 3도트와 4도트로 각각 이루어지는 점검된 상을 제공하도록 레이저광을 사용하여 감광성 부재상에 형성되었다.

측정에서 결과된 복사상은 확대경(배율:30)으로 관찰되고 도트-표현 특징의 수치가 이렇게 결정되어서 이것이 점검된 부분을 분명히 관찰하는 점검된 상의 도트의 최대수에 상응하였다.

상기-언급한 수가 더클때 이것은 더 양호한 도트-표현 특징을 의미한다.

상형성 시험에서 디지탈과 애널로그상은 다음 방법으로 동시에 얻어졌다.

완전흑부를 함유하는 원본을 사용함으로써, 디지탈 잠상은 레이저광을 사용하여 완전 흑부에 상응하는 감광성부재의 부분에서 형성되었다.

이와같이하여 얻은 디지탈과 애널로그 잠상은 현상되어 애널로그상부분과 디지탈상부분을 가지는 상을 얻었다.

이 경우에 자성토너는 다음 방법으로 제조되었다.

상기 성분을 블렌더에서 잘 혼합하고 2축 압출기로 150℃에서 용융-혼련하였다.

혼련된 생성물을 냉각하고, 커터밀로 거칠게 부수어 제트기류를 사용하여 분쇄기로 미세하게 분쇄하고, 고정된-웰형 풍력 분급기(DS-형 분급기, Nippon Pneumatic mfd. co. Ltd. 에서 제조)로 분급하여 분급된 분말 생성물을 얻었다.

초미세한 분말과 거친 분말을 코안다(Coanda)효과를 이용한 다중- 분할 분급기(Nittetsu Kogyo. K.K 에서 시판한 엘보우제트 분급기)에 의해서 분급된 분말로부터, 동시에 정밀하게 제거하여서, 양의 하전성 흑생 미세한 분말(자성 토너)을 얻었다.

이와같이하여 얻은 자성토너의 입도분포는 이후에 나타낸 다음 표 1에서 보여준다.

따로, 실리카 미세 분말(Nihon Aerosil K.K. 에서 제조한 에어로실 #200)을 약 10중량 퍼센트의 아미노-변경된 실리콘오일로 처리하여 소수성-부여된 실리카를 얻었다.

0.6부의 결과된 양의 하전성 소수성 건식법실리카(BET 비표면적:200m²/g)를 100부의 상기에서 얻은 흑생 미세 분말의 자성토너에 가하고 헨쉘(Henschel)믹서로 혼합하였다.

이와같이하여 제조된 자성토너는 상기-언급한 상 형성장치에서 하전되고 상형성시험을 행하였다.

이러한 시험을 A-4용지를 사용하여 5000회 반복하였다.

결과는 이후에 보여줄 표 2(애널로그상부분)와 표 3(디지탈 상부분)에서 보여준다.

이들 표에서 나타나듯이, 애널로그와 디지탈상부분 둘다는 흐림없이 양호한 상을 제공하고 여기서 선-표현 특징, 반색조 표현과 그러데이션 특징도 또한 우수하였다.

제9도는 감광성 드럼의 표면전위와 상밀도 사이의 관계를 보여준다.

더 구체적으로, 할로겐 램프에서 공급된 광량은 그레이 스케일(즉, 백→ 회→ 흑 색조를 나타내는 척도)을 사용함으로써 조절하며 그래서, 여러가지 전하량이 감광성 부재상에 제공되고 그의 각 부분의 표면전위가 측정되었다.

더욱이, 여러가지 전위를 가지는 각 부분은 현상되어 각 전위에 상온하는 상밀도가 결정되었다.

[실시예 2 및 3]

2종의 자성 토너를, 가해진 자성 분말양을 변화시키고 미세분쇄한 분급 조건을 조절하여 이후에 나타낸 표 1에서 보여주는대로의 입도 분포를 가지는 토너를 얻는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 제조하였다.

이와같이하여 얻는 토너의 각각을 실시예 1과 동일한 방법으로 상형성 시험을 하였다.

결과로서, 이후에 표 2와 표 3에서 보여주는대로, 선명한 상이 애널로그와 디지탈 상 부부에 관하여 얻어졌다.

[실시예 4]

상기 성분을 사용함으로써 이후에 나타낸 표 1에서 보여주는대로의 입도 분포를 보이는 양의 하전성 자성토너를 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

결과된 자성 토너에 양의 하전성 소수성 실리카를 실시예 1과 동일한 방법으로 외부적으로 참가하였다.

상기-언급한 자성토너를 상형성장치에서 다음 방법으로 얻은 슬리브로 이루어지는 자성 토너-운반 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 상형성 시험을 하였다.

스테인레스스틸슬리브(SUS 304)의 표면을 2분간 블래스팅처리를 하였다.

블래스팅 처리에서 직경 53 내지 62μ을 가지는 80% 이상의 입자로 이루어지는 유리구슬을 규칙적인 모양의 입자로서 사용하고, 블로우잉 노즐의 직경은 7mm, 노즐과 스리브 표면간의 거리는 100mm, 기압은 4kg/cm²였다.

결과로서, 직경 R이 53 내지 62μ(광학 현미경 관찰에 따라)인 다수의 구형 자국으로 이루어지는 불균질을 슬리브 표면상에 형성하였다.

슬리브표면은 피치 P33μ과 표면 거침도 d 2.0μ을 가진 불균질을 가지고 있다.

이와같이하여 얻은 결과는 이후에 나타낸 표 2와 3에서 보여준다.

이들 표에서 나타나듯이, 흐림없이 고밀도상을 얻고 그의 상의 질도 또한 우수하다.

[실시예 5와 6]

2종의 자성토너를, 가해진 자성분말의 양을 변화시키고 미세분쇄와 분급 조건을 조절하여 이후에 나타나는 표 1에서 보여주는 대로의 입도분포를 가지는 토너를 얻는 것을 제외하고는 실시예 4에서와 동일한 방법으로 제조하였다.

이와같이하여 얻은 토너를 실시예 4와 동일한 방법으로 상형성시험을 하였다.

결과로서 이후에 나타낸 표 2와 3에서 보여주는데로, 우수한 상실을 애널로그와 디지탈상부분에 관하여 얻었다.

[비교실시예 1]

자성토너를 가해지 자성 분말양을 60부로 변화시켜 이후에 나타낸 표 1에서 보여주대로의 입도 분포를 가지는 토너를 얻었다.

0.4부 양의 하전성 소수성 건식법 실리카(BET 비표면적:200m²/g)를 위해서 얻은 자성토너 100부에 가하고, 헨쉘 믹서로 혼합하였다.

이와같이하여 얻은 토너를 실시예 1과 동일한 방법으로 상형성하였다.

결과로서 이후에 나타낸 표 2가 3에서 보여주듯이, 선-표현 특징, 도트-표현 특징과 해상도는 불량하였다.

더우기, 흐림이 디지탈 상 부분에서 관찰되고 애널로그상의 반색조부분이 거칠게 되었다.

[비교실시예 2 내지 4]

이후에 나타낸 표 1에서 보여준대로의 입도분포를 가지는 토너를 실시예 1 내지 6에서 얻은 거칠게 부서진 생성물을 사용하여 얻고 미세분쇄와 분급조건을 변화시켰다.

이와같이하여 얻은 토너는 실시예 4와 동일한 방법으로 상형성 시험을 하였다.

결과로서, 이후에 나타낸 표 2와 3에서 보여주듯이 양호한 상을 수득할 수 없었다.

더 구체적으로, 비교실시예 2는 디지탈상 부분에서 흐림을 제공하고, 비교실시예 3은 과잉의 커버에 기인한 선과 도트의 변형을 제공하며, 비교실시예 4는 흐림을 제공하였다.

[비교실시예 5]

감광성 부재는 식 (1)에 의해 나타내는 화합물을 제거하는 것을 제외하고는 실시예 4에서와 동일한 방법으로 얻었다.

이와같이하여 얻은 감광성 부재는 실시예 4에서 사용된 상형성 장치로 조립되었다.

실시예 4에서 얻은 자성토너를 이와같이하여 얻은 상형성 장치에서 하전시켜 실시예 4와 동일한 방법으로 상형성을 하였다.

결과로서, 이후에 나타낸 표 2와 3에서 보듯이 애널로그상 부분은 불충분한 감도에 기인하여 양호한 상을 제공하지는 않으나 디지탈 상 부분은 문제를 일으키지 않았다.

실시예 1 내지 6과 비교실시예에서 얻은 상기-언급한 토너의 어떤 물리적 성질은 표 4에서 보여주며 그의 현상 특성은 표 5에서 보여준다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

디지탈상의 평가

상기 표 2와 3에서 기호는 다음의 의미를 가진다.

흐림과 그러데이션 특징

이들 특징은 육안관찰을 사용하여 평가되었다.

[표 4]

[표 5]

[실시예 7]

감광성 드럼을 비스아조색조(5) 대신 비스아조색조(3)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

이와 같이 하여 제조한 감광성 드럼을 사용하여 잠상을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 현상함으로써 실시예 1의 결과와 유사한 양호한 결과를 얻었다.

Claims (18)

1. 본 발명에 따르면, 유기 광도체로 이루어지는 전자사진 감광성 부재와, 현상영역에서 소정의 간격을 가진 감광성 부재의 맞은편에 배치된 자성토너를 운반하는 토너-운반부재를 제공하고; 감광성 부재는 적어도 2종류의 전하-발생 물질로 이루어지며, 디지탈 및 애널로그 정전상을 운반하며; 간격보다 더 작은 두께를 제공하도록 자성토너를 조절하면서 현상영역으로 토너-운반 부재상의 자성토너를 운반하고; 자성토너는 5μ 이하의 입도를 가지는 자성토너 입자를 12 내지 60수%, 8 내지 12.7μ의 입도를 가지는 자성토너입자 1 내지 33수%와 16μ 이상의 입도를 가지는 자성토너입자 2.0부피% 이하로 이루어지며 4-10μ의 부피평균입도를 가지며; 상기 자성토너를 가지고 정전상을 현상하는 것으로 이루어지는 상 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전하-발생물질이 가시광영역에서 스펙트형 감도를 가지는 화합물과 적외선영역에서 스펙트럼강도를 가지는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로하는 상 형성방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 전하-발생물질이 400 내지 700nm 영역에서 스펙트럼 감도를 가지는 비스아조-형 화합물과 700 내지 900nm 영역에서 스펙트럼 감도를 가지는 비스아조-형 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 전하-발생물질이 중심골격으로써 옥사디아졸 링을 함유한 비스아조-형 안료와 중심골격으로써 벤즈안트론 링 또는 디페닐-피리딘-2-일-아민을 함유한 비스아조-형 안료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
5. 제1항에 있어서, 유기 광도체로 이루어지는 감광성부재가 전하-운반물질로서 트리페닐아민-형 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
6. 제1항에 있어서, 자성 토너가 5μ 이하의 입도를 가지는 자성토너입자 25 내지 50 수퍼센트, 8 내지 12.7μ 입도를 가지는 자성토너입자 8 내지 20 수퍼센트와 16μ 이상의 입도를 가지는 자성토너입자 1.0 용적퍼센트 이하로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
7. 제6항에 있어서, 자성토너가 5μ 이하의 입도를 가지는 자성토너입자 35 내지 50 수퍼센트와 16μ 이상의 입도를 가지는 자성토너입자 0.5 용적퍼센트 이하로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
8. 제1항에 있어서, 자성토너가 수지성분 100중량부와 자성물질 60 내지 120중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
9. 제1항에 있어서, 자성토너가 수지성분 100중량부와 자성물질 65 내지 110중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
10. 제1항에 있어서, 자성토너가 1.45 내지 1.70g/cm³의 실제 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
11. 제1항에 있어서, 자성토너가 1.50 내지 1.65g/cm³의 실제 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
12. 제1항에 있어서, 자성토너가 1 내지 5emu/g의 잔류자화(σr), 20 내지 40emu/g의 포화자화(σs)와 40 내지 100 Oe의 항 자력을 가지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
13. 제1항에 있어서, 자성토너가 그의 표면상에 실리카 미세분말을 가지는 자성토너입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
14. 제13항에 있어서, 자성 토너가 그의 표면상에 양의 하전성 실리카 미세분말을 가지는 양의 하전성 자성 토너입자로 이루어지는 양의 하전성 자성 토너로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
15. 제1항에 있어서, 토너-운반 부재상에 운반되는 자성토너가 100V 이하의 V_H-L, 0.11 미만의 D_H100V이하의 V_H-D와 400V 이하의 V_L-D를 가지도록 현상 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 상 형상방법.
16. 제1항에 있어서, 감광성 부재가 흑상부분에서 550 내지 750V의 잠상 전위를 가지는 잠상을 운반하는 것을 특징으로 하는 상 형성방법.
17. 제1항에 있어서, 자성토너가 마찰전기전하양의 절대치에 관하여 5 내지 20μc/g의 마찰전기 하전 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 상 형상방법.
18. 제1항에 있어서, 토너-운반부재가 다수의 구형 자국을 갖는 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 상 형상방법.

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