KR970007793B1 - 비자성 단일성분 현상방법 - Google Patents

비자성 단일성분 현상방법 Download PDF

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요약없음

Description

비자성 단일성분 현상방법
전자사진법으로서는, 미국특허 제2,297,691호 등에 기재된 방법이 주지돼있으나, 이 방법은 일반적으로 광전도성 절연체(감광드럼등)를 이용하여, 코로나 방전 등에 의하여 상기 광전도성 절연체상에 균일한 정전하를 부여하고, 각종 수단에 의해서 상기 광전도성 절연체상에 광화상을 조사함으로써 정전잠상을 형성하고, 다음 상기 잠상을 토너라고 하는 미분말을 사용하여 가시화상으로 현상하고, 필요에 따라서 종이 등에 토너화상을 전사한 후, 가압, 가열, 용제중기, 광등에 의해서 상기 토너화상을 용융시켜 이용융된 토너 화상을 종이 등에 정착시켜, 인쇄물을 얻는 방법이다. 상기 정전잠상을 현상하는 토터로서는, 종래 천연 또는 합성중합체수지로 된 바인더(binder)수지중에 염료 또는 카본블랙 등의 착색제 등을 분산시켜 얻어진 혼합물을 1~30㎛ 정도로 미분쇄한 입자가 사용되었다. 이 입자는 분쇄토너라고 한다.
이와같은 토너는 통상, 그대로 또는 유리구슬(beads) 등의 담체와 혼합하여 상기 정전 잠상의 현상에 사용된다.
상기 토너를 단체로써 현상에 사용하는 경우(단일성분 현상방법), 상기 토너는 현상롤러상에 퇴적되고, 닥터 블레이드에 의해서 전기적으로 대전된다. 다음, 상기 토너는, 상기 현상롤러의 회전에 의해서 광전도체상의 잠상부에 수송되고, 상기 대전된 토너만이 전기적 흡인력에 의해서 상기 잠상에 부착되기 때문에, 상기 잠상의 현상이 이루어진다.
종래의 비자성 단일성분 현상방법에서는 상기 현상롤러상에 퇴적되는 토너의 양이 닥터 블레이드에 의해서 조절되며, 금속물질 또는 경질고무로 된 롤러가 현상롤러로서 사용되고, 스티렌-아크릴 등의 수지로 된 분쇄토너가 상기 토너로서 상용된다.
상기 방법은 연속인쇄중 닥터 블레이드의 충격으로 토너입자들이 분쇄되기 때문에 대전이 불충분하고, 인쇄질이 불량한 문제점이 있고, 결과적으로 소립자 함량의 비율이 증가하고, 미분쇄된 토너 입자들이 표준입경의 토너 입자들간의 틈으로 들어가서 유동성이 손상되며, 토너의 닥터 블레이드가의 접촉효율이 저하된다.
또한, 상기 미분쇄된 토너입자들은 청정성이 불량하고, 청정 블레이드와 접촉이 안되며, 토너의 대전용랭이 작고 수송안된 토너량 증가로 인해서 잠사의 형성을 저해할 정도까지 상기 감광드럼의 표면상에 축적되는 경향이 있고, 인쇄질을 저하시킨다.
상기 미분쇄 토너입자의 발생원인으로서는 비자성 단일성분 현상방법이 "토너를 금속 또는 경질고무제 롤러상에서 금속제 블레이드와의 접촉에 의해서 마찰 대전시킨다." 는 토너에 대해 강한 음력을 가하는 방법이고, 이 분쇄법에 의해서 얻어지는 토너는 필연적으로 형상이 예각부가 많은 것이 되고, 예각부로부터 파쇄되기 쉽게 되는 경향 때문인 것으로 고려된다.
대조적으로, 진구형상의 현탁중합 토너입자는 파쇄가 잘되지 않으나, 최밀충전 상태로 되기 쉬워서 유동성이 저하되고, 대전특성이 불량하며, 표면상에서 쉽게 롤(roll) 되어, 결과적으로 상기 감광드럼의 청정 블레이드와의 접촉을 피하는 경향이 있어서 청정성이 불량한 문제점이 있다.
본 발명은 상가한 바와같이 종래기술의 문제점들을 고려하여 완성된 것이며, 내파쇄성, 대전특성, 청정성이 우수하고, 연속인쇄중에서도 인쇄특성을 유지하며 양호한 인쇄품질을 장기간 유지할 수 있고, 인쇄화상의 변질이 없는 비자성 단일성분 현상방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 파쇄에 대한 내성이 높고, 입도분포의 변화가 없고, 단체로서 사용시 유동성이 우수하고, 현상시에 단체형태의 토너로서 사용할 수 있는 토너를 사용하는 비자성 단일성분 현상방법이며, 이 방법에 의하면 상기 닥터 블레이드와 충분히 접촉할 수 있고, 결과적으로 우수한 대전 특성을 나타내며, 감광드럼상에서도 청정 블레이드에 의해 완전히 청정될 수 있고, 임의의 별도응력을 받지 않고도 완전 대전된다.
상기 비자성 단일성분 현상방법은 하기특성, 즉,(1) 상기 토너가 닥터 블레이드에 의한 압력에 의해 파쇄되지 않을 것. (2) 단체형태의 토너가 높은 유동성을 나타낼 것, 그리고 층두께 조절 블레이드에 의해서 충분히 대전될 것. (3) 상기 토너가 묻은 감광드럼이 상기 청정 블레이드로써 완전히 청정될 것 등의 특성을 가질것이 요구된다.
상기 특성들을 충족하기 위한 방법으로서 하기 조건들이 고려된다. (1) 상기 토너가 일정수준의 내파쇄성, 내마모성을 갖고, 예각부가 적을 것, (2) 토너에 걸리는 응력을 감소시키기 위해서, 상기 현상롤러와 닥터 블레이드가 탄성물질로 된 것일 것. (3) 유동성이 우수하고, 대전특성이 양호한 토너로 하기 위해서는 단체형태로 현상에 사용되는 경우에도 토너가 최밀 충전상태로 되지 않도록 토너 형상이 부정형이고, 입경이 어느정도 클 것, (4) 토너가 묻은 감광체 드럼이 완전히 청정될 수 있도록 토너입자가 청정 블레이드상에 용이하게 걷히기에 충분한 정도로 부정형일 것 등이 고려된다. 상기 다른 방법들중에서는 탄성재로된 닥터 블레이드를 사용하는 방법은 그 블레이드가 마모되기 때문에 비실용적이다. 상기 닥터 블레이드는 전압이 걸린 상태로 유지된다. 그러므로 상기 토너는 상기 닥터 블레이드와의 마찰과 전기적 전하의 부여에 의해서 대전된다. 따라서 상기 닥터 블레이드의 재료는 높은 도전성을 갖는 금속에 한정된다.
상기 특성들을 만족시키기 위해서 본 발명자들은 현상제를 마찰대전할 수 있고, 동시에 현상제의 층두께를 조절할 수 있는 닥터 블레이드를 사용하는 비자성 단일성분 현상방법에 있어서, (1)유화중합법에 의해 얻어진 미소입자를 응집하고, 이 미소입자들을 그들의 계면을 융착시켜 얻어진 에멀션 중합토너를 사용하고, (2) 미소입자들간의 계면의 융착을 위해 소모되는 시간을 제어함으로써 인접된 미소입자간의 융착면을 확대하고 토너의 내파쇄성을 향상시키고, (3) 상기 토너의 BEF 비표면적을 1.76m2/g 이하로 함으로써 토너를 적절한 부정형으로 하고, (4) 상기 토너입자들의 입경이 5.0 10.5㎛범위내인 것을 특징으로 비자성 단일성분 현상방법을 완성했다.
본 발명에서, 상기 현상롤러는 아스카(Ascar) C 경도가 50°이하인 연성 도전성 탄성공중합체로 된 것이 바람직하다.
발명의 최상양호 실시예
본 발명의 최상양호 실시예를 설명한다.
먼저, 토너제조를 위해 유화중합법을 채용하면, 예각부가 없는 토너입자를 제조할 수 있고, 따라서 상기 예각부로부터 발생하는 파쇄를 방지할 수 있다.
상기 토너는 입경이 5.0㎛이상이고, BET값이 1.76m2/g 이상인 경우, 진구형상을 갖는 종래의 토너입자로는 용이하게 달성할 수 없는 제한된 불규칙형상, 극소의 입경 및 청정성을 획득할 수 있다. 상기 청정성은 상기 토너입자가 그들의 비교적 작은 입경에도 불구하고, 그 부정형의 형태 때문에, 상기 드럼의 청정블레이드에 용이하게 감겨붙기 때문인 것으로 생각된다. 입경이 5.0㎛이하이면 부정형이라도 드럼상 토너의 청정성이 불충분하다. 청구범위에 기재한 5.0㎛이상의 입경과 1.75m2/g 이상의 BET 값은 전적으로 청정성의 관점에서 한정한 것이다. 장래에 청정성을 높이기 위해서 토너 제조방법자체가 개량되면 입경이 5.0㎛이하이고 BET 값이 1.76m2/g 이하인 토너를 본 발명에 적합하게 만들 수 있다. 기존방법에 의해서 달성할 수 있는 청정성의 관점에서, 본 발명의 청구범위는 입경을 5.0㎛이상, BET 값을 1.76m2/g로 한정하고 있다.
상기 BET 값을 4.50m2/g 이하로 한정하는 것은 인접된 미소토너 입자간의 융착면을 확대하여 결과적으로 융착강도를 높임으로써, 연속인쇄로 인한 토너파쇄 문제를 해소한다. 상기 BET 값이 4.50m2/g를 초과하고, 인접한 토너입자간의 융착계면이 작으면 토너가 파쇄되고, 미세하게 파쇄된 토너입자가 토너 대전량을 저하시키고, 드럼청정성을 위협한다.
상기 유화중합 기술은 미소중합체 입자를 응집하여 이들을 상기 토너입경으로 성정시킬 수 있다. 상기 토너의 입경이 10.5㎛를 초과하면 1단위의 토너를 형성하는데 필요한 개별 미소입자들의 수가 많고, 2단위의 토너내에 존재하는 미소입자들간의 전체 융착계면이 비례적으로 커져서 확대된 융착계면측에서 토너가 파쇄될 가능성을 더 크게 한다.
또한, 토너입자의 파쇄에 관해서는 상기 장치의 구성의 결과로서, 특히 상기 현상롤러를 아스카 C 경도가 50˚이하인 도전성 탄성공중합체로 형성함으로써 토너에 가해지는 응력이 감소된다. 또한 상기 현상롤러가 다공성 구조를 갖는다는 것은 토너의 수송성을 높이며, 비교적 소직경을 갖는 토너를 된 현상체의 유동성을 보장한다. 상기 현상롤러가 단일층으로 구성됨은 제조공정중 처리단계의 수를 감소시키고, 제조된 현상롤러의 성능신뢰도를 높인다.
본 발명에서 사용되는 단량체는 물론 스티렌-아크릴에 한정되지 않는다. 단지, 그 분자단위내에 1개의 에틸렌성 불포화결합을 갖고 있기만 하면 된다.
이 요건을 만족하는 단량체로는, 0-메틸스티렌, m-메틸스티렌, P-메틸스티렌, P-메톡시스티렌, P-페닐스티렌, P-클로로스티렌, 3,4-디클로로스티렌, P-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, p-n-부틸스티렌, p-t-부틸스티렌, p-n-노닐스티렌, p-n-옥틸스티렌, p-n-헥실스티렌 및 p-n-도데실스티렌 등의 스티렌 및 그의 유도체류, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 및 이소부틸렌등의 에틸렌성 불포화 모노오레핀류, 염화비닐, 염화비닐리덴, 브롬화 비닐 및 불화비닐 등의 할로겐화 비닐류, 초산비닐, 프로피온산비닐 및 벤조일산 비닐 등의 비닐에스테르류와, 메타크릴산메틸, 메타크리산에틸, 메타 릴산 프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 스테아릴, 메타크릴산페닐, 메타크릴산 디메틸 아미노에틸 및 메타크릴산 디에틸 아미노에틸 등의 α- 메틸렌지방산 모노카르복실레이트류와, 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르 및 비닐이소부틸 에테르 등의 비닐에테르류, 비닐메틸케톤, 비닐헥실케톤 및 메틸이소프론페닐케톤 등의 비닐케톤류, N-비닐피롤, N-비닐코바졸, N-비닐인돌 및 N-비닐피롤리돈 등의 n-비닐화합물, 비닐나프탈렌류, 아크릴로니트릴, 매타크릴로니트릴 및 아크릴아미드 등의 아크릴산 또는 메타크릴산 유도체류를 들수 있다. 이들 단량체들은 단독으로 또는 2종이상의 혼합물 형태로 사용할 수 있다.
상기 유화중합용 유화제로서는 예를들어 비누, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 및 불소계 계면활성제 등의 임의의 종래유화제를 사용할 수 있다. 통상 상기 유화제의 사용량은 물양에 대해서, 바람직하게는 0.01~1중량%, 더 바람직하게는 0.1~ 0.5중량% 범위내이다.
중합개시제로서 예를들어 과황산 칼륨, 과황산 암노늄, 기타 과황산염류와 과산화수소 등의 임의의 종래 수용성 중합개시제 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 통상, 상기 중합개시제의 양은 상기 중합체 혼합물 중량에 대해서 약 0.01%~약 10중량%, 바람직하게는 0.05%~5중량%의 범위내이면 충분하다.
착색제로서는 임의의 종래 안료와 염료들을 사용할 수 있다. 흑색 안료의 예를 들면 채널(channel)블랙과 하니스(furnace) 블랙이 있다.
상기 토너의 원료물질용 성분들은 필요에 따라서 예를들어 대전제어제, 유동성 개량제 등의첨가제를 함유할 수 있다.
상기 단량체 혼합물의 유화중합에 채용되는 방법은 예를 들어 일본특개소 63-281172호 동 특개소 63-282,749호 공보에 상세히 기재돼있다. 간단히 말해서, 본 방법은 먼저 유화제를 미리 함유시킨 물에 상기 단량체 혼합물을 가하고, 얻어진 혼합물을 분산제 또는 초음파 호모제나이저(homo genizer)로써 분산 및 유화시키고, 그 혼합물을 교반 및 가열하여 라디칼 중합을 행한다. 이 라디칼 중합은 50℃이상, 통상 70℃~90℃의 범위내의 온도에서 행한다. 이와같이 라디칼 중합계를 구성하고, 탄소 등의 탁색제 대전제어제를 가하고, 연속적으로 가열하여, 미소 에밀션입자를 응집시킨다.
이 공정에서 0.1~3㎛ 범위내의 평균입경을 갖는 미립자를 얻는다. 다음에 이 중합체가 분산된 액을 교반하면서 염석제를 첨가하여 미립자를 응집시키고, 더 교반을 계속하면서 수지의 Tg점을 초과하는 온도(일반적으로 약 100℃)로 가열을 행하여 미립자간을 융착시킨 토너를 얻는다.
토너의 입경은 역석조건에 의해 제어될 수 있고, 또한 토너형성 및 유화 미립자들간의 융착강도는 가열시간에 의해 제어될 수 있다(유화 미립자간 융착강도를 높여 미립자간의 유착면적을 넓혀줌으로써 토너형상은 구형에 가깝게 된다.)
미립자들의 열융착 완료후 생성물을 세정하여 여과 또는 데칸테이숀(decantation) 등 적당한 방법에 의해 회수하여 유화중합 토너를 얻는다.
예의 연구한 결과 입경이 5.0~10.5㎛ 범위내이고, BET 비표면적이 1.76m2/g 이상, 4.50m2/g 이하인 유화중합 토너를 이용하면, 50°이하의 아스카 C경도를 갖는 연도전성 탄성체로 제조된 현상롤러는 토너의 층두께 조절용 닥터 블레이드의 충격으로 인한 파쇄가 억제될 수 있고, 양호한 대전성을 나타내고, 감광드럼 청정성이 양호하고, 또한 연속인쇄하여도 고인자품위를 장기간 유지하는 것이 가능한 비자성 단일성분 현상방법을 완성했다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 비자성 단일성분 현상제를 사용하여 전자사진복사기, 전자사진프린터 또는 전자사진 기록장치등의 복사기 또는 프린터에서 화상을 현상하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 닥터 블레이드(Dotctor blade) 충격에 의한 토너 분쇄가 없고, 연속적 인쇄동작중에도 인쇄성이 손상되지 않으며, 인쇄질이 이상적인 현상방법에 관한 것이다.
제1도는 본 발명의 방법을 실시하는데 사용되는 전자사진 기록장치의 구성의 일예를 나타낸 도면,
제2도는 본 발명의 방법에 사용되는 토너의 입경분포를 나타낸 그래프,
제3도는 종래의 분쇄법에서 사용된 토너의 입도분포를 나타낸 그래프.
우선, 본 발명의 비자성 단일성분 현상방법을 실시하기 위해 사용되는 전자사진기록장치를 설명한다.
제1도는 본 발명의 구성의 일예(장치예 1)를 나타낸다.
본 발명에서는 제1도에 나타낸 바와같이 토너(1)가 저장수단(2)과 현상영역을 포함하는 소정의 순환경로에 연하여 토너를 반송하도록 채용된 다공성의 도전성 탄성체로 형성된 현상롤러(3)간에 개입되고, 또한 표면부에 가소재가 피착된 롤러현상의 리세트롤러(4)은 현상롤러(3)와 접촉하도록 배치된다.
현상롤러(3)로부터 리세트롤러(4)(이후 "리세트 바이어스(reset bias)"라 칭함)로 토너(1)를 전사하기위한 바이어스 전압은 현상롤러(3)와 리세트롤러(4)간에 인가된다. 따라서 현상롤러는 리세트 바이어스로 복원하는 전기적 회복에 의해서 뿐만 아니라 물리적 접촉에 의존하는 기계적 회복에 의해 기계 및 전기적 히스테리시스를 안정되고도 확실하게 제거할 수 있다.
그 다음 현상롤러(3)와 접촉상태로 유지되는 저장수단(2)에 저장된 토너(1)는 토너공급수단(5)에 의해 현상롤러(3)에 공급된다. 닥터 블레이드(6)는 공급된 토너(1)를 소정두께의 토너층으로 함과 동시에 그층을 전기적으로 대전시킨다. 결과적으로, 대전된 토너층이 현상영역으로 전사되어 현상을 위해 사용된다.
감광드럼(7)은 표면상에 형성된 잠상을 현상부로 반송시킨 다음 그위에 연속하여 형성되는 현상화상이 상이 전사될 기록지의 위치에 전사되도록 해준다.
잠상의 형성모드에 따라 감광드럼(7)은 감광체(예, 유기감광물질, 셀레늄 감광물질 또는 무정형실리콘 감광물질)또는 절연체 등을 사용하여 감광물질로 제조할 수 있다.
본 장치에 사용된 현상롤러(3)는 약5~10㎛ 직경의 토너입자들이 침입할 수 있도록 3~20㎛ 직경의 기공들을 갖는 다공질 도전탄성체로 형성된다. 기공들이 개방되어 상호 유통이 허용되더라도 기공들 내부의 토너입자들은 서로 지지하므로 기공들의 직경이 20㎛를 넘지않는한 기공들을 차단시키지 않는다. 기공들의 직경이 20㎛를 초과하면, 기공들이 밀페형으로 제조되지 않는한 기공들내에 토너입자들의 침투가 방해될 수 있다. 오목부들에 있어서는 잠상과 도전체(이 경우에는 기공조직 즉, 스폰지 자체)간의 거리가 너무 커서 측정부분들에 현상 바이어스가 인가되지 않으므로 다공성 조직내의 오목부들에서 저농도 화상부들이 명백히 인쇄되어 나타난다. 따라서 현상롤러(3)내의 기공들은 직경이 20㎛를 초과하지 않는 것이 좋다. 다공성 조직의 체적저항의 크기는 104~1010Ωcm간의 범위내가 좋다. 만일 전기저항이 지나치게 낮으면, 대전된 부채는 대전류가 흐르는 것을 허용하여 줄열을 발생하므로 현상롤러가 타서 손상된다. 반대로 전기저항이 지나치게 높으면 담지체의 표면과 감광드럼의 표면간의 전위차가 지나치게 증가하여 배경을 흐리게 하는 현상을 유발한다. 현상롤러의 표면경도는 아스카 C규격으로 23˚로 세트한다.
또 다른 장치의 실시예(장치예 2)에서는 현상롤러의 표면경도가 아스카 C규격으로 45°로 세트한다.
실시예 1~3
모노머 : 스티렌(와꼬 쥰야꾸제) 90 중량부
아크릴에이트(와꼬 쥰야꾸제) 10중량부
n-부틸 메타크릴에이트(와꼬 쥰야꾸제) 5중량부
착색제 : 카본블랙(150T, 데구사제) 2 중량부
아조크롬염료 (S : 34, 오이엔트사제) 2중량부
유화제 : 네오겐 SC(다이이찌 고교사제) 0.2 중량부
열중합개시제 : 포타시움 퍼설파이트 0.2 중량부
염석제 : 10%식염수 0.05중량부
외첨제 : 소수성 실리카(H-2000, 홱스트사제) 0.5 중량부
상술한 단량체를 분산기(야마또 가가꾸사제)를 사용하여 3분동안 교반하여 단량체 조성물을 조제했다. 그다음 상술한 유화제와 중합개시제를 함유하는 증류수 500 중량부에, 단량체 조성물을 넣고 분산기를 사용하여 3분동안 실온(20℃)에서 교반(4000r.p.m)했다. 그마음 혼합물을 스리-완 모터(three-one-motor)로 교반(100r.p.m)함과 동시에 60℃로 가열하여 단량체 조성물을 완전중합 시켰다. 그다음 유화입자를 갖는 분산수중에 카본등의 착색제를 첨가하고, 다시 가열을 계속하여 유화입자를 응집시켜 입경 0.1~3㎛의 미립자를 만들고, 그 분산수중에 염색제를 첨가하여 교반을 계속함과 동시에 100℃까지 온도를 올려 일정시간 숙성시킨 다음에 물에 분산된 토너를 원심분리하여 여과했다. 분리해낸 토너를 PH값이 8 이하로 떨어질 때까지 물로 반복 세척후 건조시켜 평균입경이 약 5㎛ BET 비표면적이 3.18~4.50m2/g인 토너를 얻었다. 이 토너에 유동성 개질제로서 소수성 실리카를 0.5 중량부 첨가했다.
제조된 토너의 특성과 열융착에 소비된 시간간의 관계를 표 1에 나타냈다.
상기 장치에 1과 2(분당 20매 인쇄가능)에 각각 200g의 토너를 탑재시키고, 연속인자 시험을 행하여, 인자품위, 현상롤러상의 토너의 입경분포, 대전량의 변화를 판정했다.
100,000매를 연속 인쇄한 후에도 인쇄품위, 토너의 입경분포, 대전특성에는 전혀 문제가 없었다.
연속인쇄를 행한 토너를 사용하여 2가지 분위기 조건 즉, 35℃ 및 80% RH와 10℃ 및 10% RH하에서 20,000매 연속 인쇄했다. 인쇄된 인쇄물들은 배경이 흐리지도 않고, 화상농도 손실도 없음이 밝혀졌다.
시험결과에 의하면 토너는 풍부한 대전용량을 나타냈고, 이상적인 유동성을 나타냈고, 입경이 5.0㎛이상 BET 비표면적이 4.50m2/g일 경우 고품위의 고유지성 인쇄가 계속될 수 있었다.
실시예 4~6
실시예 1과 동일한 방법으로 중합체 미립자를 조제했다. 조제된 중합체 매립자에 0.03 중량부의 염석제를 첨가하여 100℃까지 가열하여 일정기간동안 인접입자들을 열융착시켰다. 그렇게 얻은 입자들을 수세건조하여 입경이 8㎛이고, BET 비표면적이 2.87~3.48m2/g인 토너를 얻었다.
상술한 장치 실시예 1과 2에 200g의 토너를 탑재한 후 연속인쇄 시험하여 인쇄품위, 토너의 입경분포, 대전량의 변화를 판정했다.
100,000매 연속인쇄한 후에도 인쇄품위, 토너의 입경분포, 대전특성에 문제가 없었다.
실시예 7과8
실시예 1과 동일 조건으로 중합체 미립자를 조제했다.
이 미립자에 0.01 중량부의 염석제를 첨가하고, 100℃로 가열하여 일정기간 동안 미립자를 열융착시키고, 세정건조를 행하여 입경이 약 10㎛, BET 비표면적이 1.76~2.17m2/g의 토너를 제조했다. 상술한 장치예를 1과2에 200g의 토너를 탑재한 후 연속인쇄시험을 행하여 인쇄품위, 토너의 입경분포,대전량의 변화 등을 조정했다.
100,000매 연속 인쇄후에도 인쇄품위, 토너의 입경분포, 대전특성에는 전혀 문제가 없었다.
시험결과에 의하면 토너입경이 10.5㎛ 이하이고, BET 비표면적이 1.76m2/g 이상일 때 토너 파쇄성에 문제가 없고, 양호한 인자품위가 장기간 유지될 수 있음이 확인되었다.
비교예 1과2
이 비교예들은 0.5㎛ 이하의 입경을 갖는 토너들의 경우이다.
실시예 1과 동일한 방법에 의해 중합체 미립자를 조제했다. 이 미립자에 0.1중량부의 염석제를 첨가하고 2시간과 4시간동안 열융착시켰다. 그렇게 얻은 토너들은 평균입경이 약 4㎛, BET 비표면적이 4.57~4.96m2/g이었다.
상기 장치 1(분당 20매 인쇄가능)에 상기 토너를 탑재시킨 후 연속 인쇄시험을 했다. 시험결과 토너들은 유동성과 대전량이 부족했고, 지나치게 화상농도가 낮게 인쇄됐다. 그들은 또한 감광드럼에 만족스러운 청정도를 부여하지 못했다.
비교예 3과4
이들 비교예들은 토너가 4.50m2/g 이상의 BET 비표면적을 갖는 경우를 나타낸다.
실시예 1과 동일한 방법으로 중합체 미립자를 조제했다. 조제된 미립자들에 0.05 중량부의 염석제를 첨가하고 1시간과 2시간동안 열융착을 향했다. 그렇게 얻은 토너들은 약 5㎛의 평균 입경과 4.53~4.64m2/g의 BET 비표면적을 갖고 있었다.
상기 장치예 1(분당 20매 인쇄가능)에 토너를 탑재후 연속인쇄 시험을 향하여 인쇄품위, 토너의 입경분포, 대전용량의 변화를 측정했다.
100,000매 연속인쇄한 후, 토너는 입경분포가 넓고, 유동성이 낮고, 대전량이 충분치 못하여 인쇄된 화상농도가 부족한 것으로 나타났다. 또한 감광드럼의 청정불량도 확인됐다.
비교예 5와 6
이들 비교예들은 토너가 4.50m2/g 이상의 BET 비표면적을 갖는 경우들을 나타낸다.
실시예 1과 동일한 방법으로 중합체 미립자를 조제하여, 그에 0.03 중량부의 염석제를 첨가후 1시간과 2시간 동안 가열숙성하여 약 8㎛의 평균 입경과 4.52 4.57m2/g의 BET 비표면적을 갖는 토너를 얻었다.
상기 장치예 1(분당 20매 인쇄가능)에 200g의 토너를 탑재후 연속인쇄 시험을 했다.
100,000매 연속 인쇄한 후, 토너는 감광드럼의 청정성이 부족하였다.
비교예 7
이 비교예는 토너가 1.76m2/g 이하의 BET 비표면적을 갖는 경우이다.
실시예 1과 동일한 방법으로 중합체 미립자를 조제하여, 이에 0.03 중량부의 염석제를 첨가후 36시간 동안 열융착시켜 평균 입경이 약 8㎛이고, BET 비표면적이 1.61m2/g인 토너를 얻었다.
이 토너를 사용하여 인쇄시험한 결과, 감광드럼의 청정성이 불충분한 것으로 밝혀졌다.
비교예 8∼10
이들 비교예들은 토너가 10.5㎛ 이상의 입경을 갖는 경우이다.
실시예 1과 동일한 방법으로 중합체 미립자를 조제하여, 이에 0.01 중량부의 염석제를 첨가후 2,4 및 8시간 동안 열융착시켜 평균입경이 약 11㎛이고, BET 비표면적이 1.11∼1.76m2/g인 토너를 얻었다.
상기 장치예 1(분당 20매 인쇄가능)에 200g의 토너를 탑재한 후 연속인쇄 시험을 하여 인쇄품위 토너의 입경분포, 대전량의 변화를 측정했다.
100,000매 연속 인쇄한 결과, 상기 토너는 입경분포가 넓고, 유동성이 불량하고, 대전량이 불충분하여 화상농도가 부족하게 인쇄됐음을 알았다.
비교예 11
이 비교예는 금속성 롤러를 현상롤러로 사용한 경우이다.
실시예 1과 동일한 방법으로 입경이 5.5㎛ BET 값이 4.29m2/g인 토너를 조제했다.
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 그러나 현상롤러를 금속성 롤러로 사용한 현상장치에서 연속 인쇄능력을 시험했다.
100,000매 연속 인쇄완료한 결과, 토너는 입경분포가 넓고, 유동성이 불량하고, 대전량이 충분치않아 화상농도가 부족한 것으로 나타났다, 또한 감광드럼의 청정성도 불량했다.
비교예 12
이 비교예는 현상롤러로서 경성고무로 제조한 롤러를 사용한 경우이다.
비교예 11에 사용된 것과 동일한 그러나 현상롤러로서 경성고무로 된 롤러를 사용한 현상장치에서 비교예 11에서와 동일한 방법으로 얻은 토너로 연속 인쇄능력을 시험했다.
100,000매 연속 인쇄한 결과, 상기 토너는 입경분포가 넓고, 유동성이 불량하고, 대전량이 불충분하여 화상농도가 부족하게 인쇄됐음이 밝혀졌다. 또한 감광드럼의 청정성도 만족스럽지 못했다.
비교예 13
이 비교예는 현상롤러가 아스카 규격으로 50°이상의 경도를 갖는 경우이다.
비교예 11과 동일한 그러나 현상롤러가 다공성의 도전성 탄성체(아스카 경도 53°)로 형성된 것을 사용하는 현상장치에서 비교예 11과 동일한 방법으로 제조된 토너로 연속 인쇄능력을 시험했다.
100,000매 연속인쇄한 결과, 상기 토너는 입경분포가 넓고, 유동성이 불량하고, 대전량이 불충분하여 화상농도가 부족하게 인쇄됐음이 밝혀졌다. 또한 감광드럼의 청정성도 불충분하였다.
상술한 실시예들과 비교예들의 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1] 제조실시예의 비교예
상술한 표에서 표식○과 ×는 관련특성의 2점 스케일로 나타낸 레벨들을 상징한다.
내파쇄성 : 콜타 카운터(coaltar counter)를 사용하여 구한 바와같이 입자량 분포가 식별할 수 있는 변화가 없으면 ○, 콜타카운터를 사용하여 구한 입자량 분포가 뚜렷이 증가하면 ×
대전특성 : 대전량이 -10μc /g 이상이면 ○
대전량이 -10μc/g 이하이면 ×
청전성 : 청정기를 통과한 후 감광드럼상에 식별가능 토너잔량이 없으면 ○
청정기를 통과한 후 감광드럼상에 식별가능 토너잔량이 있으면 ×
비교예 14
본 발명의 방법과 종래의 방법을 다음 시험에 의해 비교했다.
다공성의 도전성 롤러(아스카 경도 28℃)를 갖는 상기 장치예 1(분당 20매 인쇄가능)에 실시예 1에서 얻은 토너(중합토너)를 탑재하고 연속 인쇄시험을 행하여 인쇄화상 농도와 토너입경분포(토너의 내파쇄성 지수)의 변화를 측정했다.
별도로 현상롤러로서 경성고무로 된 롤러(아스카 경도 55℃)를 갖는 상기 장치에 1에 종래의 방법으로 제조된 분말토너를 탑재하여 상기와 동일한 방법으로 연속인쇄 시험을 행하여 측정했다.
시험결과는 표 2와 제2 및 제3도에 나타냈다.
[표 2] 인쇄농도의 변화
표. 2의 시험결과로부터 본 발명의 방법은 종래으 방법보다 화상의 인쇄농도 변화가 작음을 알 수 있다. 제2도에서는 본 발명에 의한 제조된 토너가 내파쇄성에 있어 우수함을 알 수 있다.
제3도에서는 종래의 방법에 의해 제조된 토너가 넓은 입경분포를 나타내고, 내파쇄성이 부족함을 알수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 내파쇄성 대전능력, 청정성이 우수하고, 고품위의 고유지성 인쇄가 가능한 비자성 단일성분 현상법을 제공한다. 따라서, 본 발명은 각종 복사기와 인쇄기에서 화성 현상에 널리 이용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 잠상제담지체상에 현상제충을 형성하도록 현상제 담지체에 의해 반송되는 현상제를 층두께 규제부재에 의해 마찰 대전하는 동시에 층두께를 규제하여 현상을 행하는 비자성 단일성분 현상방법에 있어서, 상기 현상제는 입경이 0.1~ 3.0㎛인 미소입자를 응집한 다음 가열하여 인접한 미소입자들을 열융착시켜 얻은 토너이며, 상기 미소입자는 수용성 개시제의 존재하에서 수성계용매중에 라디칼 중합가능한 다량체를 유화중합시켜 형성되며, 상기 열융착에 의해 제조된 토너는 5.0㎛~10.5㎛의 입경과, 1.76m2/g 이상 4.50m2/g 이하의 BET 비표면적을 가지며, 상기 현상제담지체는 아스카C 경도로 50°이하의 경도를 갖는 것이 특징인 비자성 단일 성분 현상방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 현상에 담지체는 연성도전성 탄성체로 형성된 것이 특징인 비자성 단일성분 현상방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 현상제담지체는 다공성 조직을 갖는 것이 특징인 비자성단일성분 현상 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 현상제담지체는 직경이 20㎛ 이하인 기공들을 갖는 것이 특징인 비자성 단일성분 현상방법,
  5. 제1항에 있어서, 상기 현상제담지체는 104~1010Ωm의 고유체적 저항을 갖는 것이 특징인 비자성 단일성분 현상방법.
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