KR20110074624A

KR20110074624A - 캐리어, 현상제 및 화상 형성 방법

Info

Publication number: KR20110074624A
Application number: KR1020117011674A
Authority: KR
Inventors: 미노루 마스다; 기미토시 야마구치; 유타카 다카하시; 고이치 사카타; 히토시 이와츠키
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-06-30
Also published as: WO2010055933A1; BRPI0922024A2; EP2347306B1; AU2009314901B2; CN102272682B; JP2010140015A; EP2347306A1; JP5454081B2; US8431312B2; CA2743414C; CA2743414A1; CN102272682A; US20110217649A1; AU2009314901A1; EP2347306A4

Abstract

본 발명의 심재 입자 및 심재 입자의 표면 상의 피복층을 포함하는 캐리어를 제공하고, 상기 피복층은 실리콘 수지와 유기 지르코늄 촉매의 축합에 의해 얻어지는 가교결합된 생성물을 함유하며, 실리콘 수지는 실란올 기 및 가수분해에 의해 실란올 기를 발생시킬 수 있는 작용기 중 하나 이상을 갖는다.

Description

캐리어, 현상제 및 화상 형성 방법{CARRIER, DEVELOPER, AND IMAGE FORMING METHOD}

본 발명은 심재 입자의 표면 상에 형성된 피복층을 갖는 캐리어에 관한 것이고, 또한 현상제 및 화상 형성 방법에 관한 것이다.

전자사진 방식을 기초로 한 화상 형성에서는, 광도전성 물질 등을 함유하는 정전 잠상 담지체 상에 정전 잠상을 형성하고, 이 정전 잠상 상에 대전된 토너를 부착시켜 토너 화상을 형성한 후, 토너 화상을 기록 매체 상에 전사하여, 기록 매체 상에 정착시켜 출력 화상이 되도록 한다. 최근에는, 전자사진 방식을 이용한 복사기 및 프린터는 흑백 화상 기술에서 풀 컬러 화상 기술로 급속하게 전개되고 있고, 풀 컬러 화상 기술의 시장은 점점 더 확대되는 경향이 있다.

일반적으로, 풀 컬러 전자사진 방식을 기초로 하는 컬러 화상 형성에서는, 옐로우, 마젠타 및 시안의 기본 3색 토너 또는 기본 3색 토너에 블랙 컬러 토너를 더한 4색 토너를 중첩시켜 모든 색을 재현한다. 따라서, 컬러 재현성 및 컬러 선명도가 탁월한 풀 컬러 화상을 얻기 위해서는, 정착된 토너 화상의 표면을 평활하게 하여 광산란을 어느 정도로 감소시켜야 한다. 이러한 이유로, 종래 유형의 풀 컬러 복사기 등은 10%∼50%의 중고 수준의 화상 광택을 갖는 것이 많았다.

일반적으로, 건식 토너 화상을 기록 매체 상에 정착시키는 방법으로서는, 평활한 표면을 갖는 롤러 또는 벨트를 가열하여 표면을 토너와 압착시키는 접촉-가열 정착 방법이 주로 사용되고 있다. 이러한 정착 방법은 열 효율이 높고, 고속 정착이 가능하며, 컬러 토너에 광택 및 투명성을 부여하는 것이 가능한 반면, 가열 정착 부재의 표면과 용융 상태의 토너를 가압 하에서 접촉시킨 후 가열 정착 부재로부터 분리시키기 위해 토너 화상의 일부가 정착 롤러의 표면에 부착되어 또다른 화상 상에 전이되는 소위 "오프셋 현상"이 발생하기 쉽다.

오프셋 현상의 방지를 위해, 실리콘 고무, 불소수지 등으로 정착 롤러의 표면을 형성하고, 더하여 정착 롤러의 표면 상에 토너의 부착 방지용 오일, 예컨대 실리콘 오일을 도포하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 하지만, 이러한 방법은 토너의 오프셋 방지에는 상당히 효과적이지만, 오일을 공급하는 장치가 필요하게 되며, 정착 장치가 대형화된다는 문제가 생긴다.

이러한 이유로, 흑백 화상 형성에서는, 용융된 토너가 내부적으로 파쇄되지 않도록 용융 상태시 점탄성이 크고 이형제를 함유하는 토너를 이용함으로써 정착 롤러에 오일을 도포하지 않는 무오일 시스템(oil-less system) 또는 정착 롤러에 도포되는 오일이 오직 미량만을 필요로 하는 시스템을 이용하는 경향이 있다.

한편, 흑백 화상 형성과 유사하게, 또한 풀 컬러 화상 형성에서도, 정착 장치의 소형화 및 구조적 간소화를 목적으로 무오일 시스템을 이용하는 경향이 있다. 하지만, 풀 컬러 화상 형성에서는, 정착된 토너 화상의 표면을 평활하게 하기 위해, 용융 상태의 토너의 점탄성을 저하시킬 필요가 있으므로, 이에 따라 광택이 없는 흑백 화상 형성의 경우보다 오프셋 현상이 더 발생하기 쉽고, 무오일 시스템의 이용이 곤란해진다. 이형제를 함유하는 토너를 이용하는 경우, 토너의 부착성이 높아져서 기록 매체에 대한 토너의 전사성이 저하된다. 게다가, 토너의 필름화(filming)가 발생하고, 토너의 대전성이 저하되어, 내구성의 저하가 야기된다.

한편, 캐리어로서는, 토너의 필름화 방지, 균일한 두께를 갖는 표면 형성, 표면 산화의 방지뿐만 아니라 감습성 저하의 방지, 현상제의 수명 연장, 감광체에 대한 토너의 부착 방지, 감광체의 스크래치 및 마모로부터의 보호, 대전 극성의 제어, 및 대전량의 조절을 목적으로 하는 실리콘 수지로 표면이 피복되는 캐리어가 공지되어 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는 유기 티탄계 촉매를 함유하는 실리콘 수지로 심재 입자 표면의 주위가 피복되는 캐리어가 개시되어 있다.

특허 문헌 2에는 유기폴리실록산, 유기실란, 및 티탄, 주석, 아연, 코발트, 철, 알루미늄 화합물, 및 아민으로 이루어진 군에서 선택된 것을 하나 이상 함유하는 경화 촉매를 포함하는 피복성 조성물을 주성분으로 함유하는 코팅제로 심재 입자의 표면이 피복되는 캐리어가 개시되어 있다.

게다가, 특허 문헌 3에는 4급 알루미늄 촉매, 티탄 촉매를 함유하는 실리콘 수지 또는 변성 실리콘 수지로 심재 입자의 표면이 피복되는 캐리어가 개시되어 있다.

하지만, 종래 기술에 개시되어 있는 기술은 캐리어의 내구성을 저하시키고 블로킹을 발생시키는 문제를 야기한다.

[인용 리스트]

[특허 문헌]

[PTL l] 일본 특허 출원 공개 번호(JP-A) 2001-92189

[PTL 2] 일본 특허 출원 공개 번호(JP-A) 06-222621

[PTL 3] 일본 특허 출원 공개 번호(JP-A) 2006-337828

발명의 개요

본 발명은 캐리어 심재 상에 피복층을 형성할 때 일어날 수 있는 블로킹을 억제할 수 있고 내구성이 탁월한 캐리어; 캐리어를 함유하는 현상제; 및 현상제를 이용하는 화상 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

관련 업계의 문제를 해결하는 수단은 다음과 같다.

< 1 > 심재 입자, 및

심재 입자의 표면 상의 피복층을 포함하는 캐리어로서,

상기 피복층은 유기 지르코늄 촉매와, 실란올 기 및 가수분해에 의해 실란올 기를 발생시킬 수 있는 작용기 중 하나 이상을 갖는 실리콘 수지의 축합에 의해 얻어지는 가교결합된 생성물을 함유하는 캐리어.

< 2 > 유기 지르코늄 촉매가 지르코늄 킬레이트인 < 1 >에 따른 캐리어.

< 3 > 유기 지르코늄 촉매의 양은 실리콘 수지 100 질량부 당 0.5 질량부∼20 질량부인 < 1 > 또는 < 2 >에 따른 캐리어.

< 4 > 유기 지르코늄 촉매는 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트인 < 1 > 내지 < 3 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 5 > 피복층은 도전성 입자를 추가로 함유하는 것인 < 1 > 내지 < 4 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 6 > 피복층은 실란 커플링제를 추가로 함유하는 것인 < 1 > 내지 < 5 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 7 > 피복층은 아크릴 수지를 추가로 함유하는 것인 < 1 > 내지 < 6 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 8 > 부피 저항이 1 x 10⁹ Ω·cm 내지 1 x 10¹⁷ Ω·cm인 < 1 > 내지 < 7 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 9 > 피복층은 평균 두께가 0.05 ㎛∼4 ㎛인 < 1 > 내지 < 8 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 10 > 심재 입자는 중량 평균 입경이 20 ㎛∼65 ㎛인 < 1 > 내지 < 9 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 11 > 1 kOe의 자기장에 있어서 자화가 40 Am²/kg∼90 Am²/kg인 < 1 > 내지 < 10 > 중 어느 하나에 따른 캐리어.

< 12 > < 1 > 내지 < 11 > 중 어느 하나에 따른 캐리어 및 토너를 포함하는 현상제.

< 13 > 토너는 컬러 토너인 < 12 >에 따른 현상제.

< 14 > 정전 잠상 담지체의 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 단계,

< 12 > 또는 < 13 >에 따른 현상제를 이용하여 정전 잠상을 현상함으로써 가시 화상을 형성하는 단계,

가시 화상을 기록 매체 상에 전사하는 단계, 및

전사된 화상을 기록 매체 상에 정착시키는 단계

를 포함하는 화상 형성 방법.

< 15 > 정전 잠상 담지체, 및

< 12 > 또는 < 13 >에 따른 현상제를 이용하여 정전 잠상 담지체의 표면 상에 형성된 정전 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성하기 위해 배치된 현상 장치

를 포함하는 공정 카트리지.

< 16 > < 1 > 내지 < 11 > 중 어느 하나에 따른 캐리어, 및

캐리어 1 질량부와 혼합되는 2 질량부∼50 질량부의 토너

를 포함하는 보급용 현상제.

본 발명에 따르면, 캐리어 심재 상에 피복층을 형성할 때 일어날 수 있는 블로킹을 방지할 수 있고 내구성이 탁월한 캐리어; 캐리어를 함유하는 현상제; 및 현상제를 이용하는 화상 형성 방법을 제공하는 것이 가능하다.

도면의 간단한 설명

도 1은 캐리어의 부피 저항을 측정시 이용되는 셀을 도시하는 다이어그램이다.

도 2는 본 발명에 따른 공정 카트리지의 일례를 도시하는 다이어그램이다.

발명의 상세한 설명

(캐리어)

본 발명에 따른 캐리어는 심재 입자 및 심재 입자의 표면 상의 피복층을 함유하고 필요에 따라 다른 층을 추가로 함유한다.

< 피복층 >

피복층은 유기 지르코늄 촉매를 이용하여 실란올 기 및/또는 가수분해에 의해 실란올 기를 발생시킬 수 있는 작용기(이하, "가수분해성 작용기"로 지칭됨)를 갖는 실리콘 수지의 축합에 의해 얻어지는 가교결합된 생성물을 함유한다. 이에 의해, 실란올 기의 축합 반응을 충분히 가속시킬 수 있다. 그 결과, 피복층을 형성할 때의 블로킹을 방지할 수 있다.

또한, 심재 입자에 대한 접착성이 탁월하여, 표면 에너지가 작고 부착성이 작은 피복층을 형성할 수 있다. 그 결과, 토너의 필름화를 방지할 수 있다. 추가로, 실란올기를 축합시킴으로써, 실록산 결합을 발생시켜 실리콘 수지의 분자량을 증가시키고, 이에 따라 피복층의 강도를 증가시킬 수 있다. 이 때, 실리콘 수지의 규소 원자 1개 당 실란올 기 및 가수분해성 작용기의 수를 증가시킴으로써, 실리콘 수지의 가교결합 밀도를 증가시켜, 피복층의 경도를 향상시킬 수 있다.

실리콘 수지는 실란올 기 및/또는 가수분해성 작용기를 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 둘 이상의 실리콘 수지를 병용할 수 있다.

가수분해성 작용기는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 할로실릴 기, 알콕시실릴 기, 히드로실릴 기 및 이소시아네이트 실릴 기를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다.

실란올 기 및/또는 가수분해성 기를 갖는 실리콘 수지의 시판품은 특별히 한정되지 않고, KR155, KR282, KR211, KR216 및 KR213(Shin-Etsu silicone Corp.에 의해 제조됨); 및 AY42-170, SR2510, SR2406, SR2410, SR2405 및 SR2411(TORAY Silicone Co., Ltd.에 의해 제조됨)로 예시될 수 있다.

유기 지르코늄 촉매는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 지르코늄 알콕시드, 예컨대 지르코늄 테트라-n-프로폭시드, 및 지르코늄 테트라-n-부톡시드; 지르코늄 킬레이트, 예컨대 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트, 지르코늄 트리부톡시 모노아세틸아세토네이트, 지르코늄 모노부톡시 아세틸아세토네이트 비스(에틸아세토아세테이트), 및 지르코늄 디부톡시 비스(에틸아세토아세테이트); 및 지르코늄 아실레이트, 예컨대 지르코늄 트리부톡시 모노스테아레이트를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다. 이 중, 실란올 기의 축합 반응을 촉진하는 효과에 대해서는 지르코늄 킬레이트가 특히 바람직하다. 추가적으로, 지르코늄 킬레이트 중, 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트가 특히 바람직하다.

본 발명에 이용하기 위한 지르코늄 알콕시드, 지르코늄 킬레이트, 지르코늄 아실레이트 등은 실란올 기 및/또는 가수분해성 작용기를 갖는 실리콘 수지에 대한 촉매로서 작용하고 또한 단량체로서 작용한다. 촉매가 단량체로서 작용하는 경우, 이는 실리콘 수지로 혼입되게 된다. 이러한 이유로, 단량체로서 작용하지 않는 촉매가 이용되는 경우, 이의 이용량을 증가시킬 수 있다. 단량체로서 작용하지 않는 촉매가 실리콘 수지와 이용되는 경우, 이는 실리콘 수지 중에 촉매로서 별도로 잔존하므로, 따라서 촉매의 이용량을 증가시키게 되고, 대량의 촉매가 실리콘 수지 내에 잔존하게 되어, 문제를 야기시킨다. 생성된 캐리어의 표면 에너지 및 점착성의 증가가 일어나고, 캐리어 소모가 종종 발생한다. 한편, 본 발명에 이용하기 위한 지르코늄 알콕시드, 지르코늄 킬레이트, 지르코늄 아실레이트 등이 실리콘 수지로 혼입되기 때문에, 상기 언급된 문제는 심지어 이의 이용량이 증가할 경우에도 발생하지 않는다.

본 발명에 있어서, 실란올 기 및/또는 가수분해성 작용기를 갖는 실리콘 수지 100 질량부에 대해 0.5 질량부∼20 질량부의 양으로 유기 지르코늄 촉매를 이용하는 것이 바람직하다. 실리콘 수지 100 질량부에 대해 20 질량부의 촉매를 이용하는 것은 과도하게 보이지만, 유기 지르코늄 촉매가 단량체로서 작용하고 실리콘 수지로 혼입되기 때문에, 문제는 발생하지 않는다. 추가로, 실란올 기 및/또는 가수분해성 작용기를 갖는 실리콘 수지 100 질량부에 대해 2 질량부∼15 질량부의 유기 지르코늄 촉매를 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 이용된 유기 지르코늄 촉매의 양이 0.5 질량부 미만인 경우, 축합 반응은 이용된 소량의 유기 지르코늄 촉매로 인해 진행되지 않고, 이는 피복 처리 및 하소의 과정에서 문제를 야기시킨다. 이용된 유기 지르코늄 촉매의 양이 20 질량부 초과인 경우, 실리콘 수지로 혼입되지 않은 유기 지르코늄 촉매의 양이 증가되어 또한 문제를 야기시킨다. 그 결과, 저 분자량을 갖는 대량의 티탄 화합물이 생성된 캐리어에 잔존하여, 캐리어의 표면 에너지 및 점착성을 증가시키고 피복층의 강도가 저하된다는 문제가 발생하게 된다.

덧붙여, 피복층은 실란올 기 및/또는 가수분해성 작용기를 갖는 실리콘 수지, 유기 지르코늄 촉매 및 용매, 및 필요에 따라 실란올 기 및/또는 가수분해성 작용기를 갖는 실리콘 수지 이외의 수지를 함유하는 피복층 조성물을 이용함으로써 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 피복층은 피복층 조성물로 심재 입자의 표면을 피복하면서 실란올 기를 축합시킴으로써 형성될 수 있거나, 또는 피복층 조성물로 심재 입자의 표면을 피복한 후 실란올 기를 축합시킴으로써 형성될 수 있다. 피복층 조성물로 심재 입자의 표면을 피복하면서 실란올 기를 축합시키는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 열, 광 등의 부여 하에 피복층 조성물로 심재 입자의 표면을 피복하는 방법이 예시될 수 있다. 피복층 조성물로 심재 입자의 표면을 피복한 후 실란올 기를 축합시키는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 피복층 조성물로 심재 입자의 표면을 피복한 후에 심재 입자를 가열하는 방법이 예시될 수 있다.

실란올 기 및/또는 가수분해성 작용기를 갖는 실리콘 수지 이외의 수지는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 수지의 예는 아크릴 수지, 아미노 수지, 폴리비닐 수지, 폴리스티렌 수지, 할로겐화된 올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리비닐 플루오리드 수지, 폴리비닐리덴 플루오리드 수지, 폴리트리플루오로에틸렌 수지, 폴리헥사플루오로프로필렌 수지, 비닐리덴 플루오리드 및 비닐 플루오리드의 공중합체, 플루오로삼원중합체, 예컨대 테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오리드 및 비-불소 단량체의 삼원중합체, 실란올 기 또는 가수분해성 작용기를 갖지 않는 실리콘 수지를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다. 이 중, 아크릴 수지는 심재 입자 및 도전성 입자에 대해 유착이 강하고 취성이 낮아서 특히 바람직하다.

아크릴 수지는 바람직하게는 20℃∼100℃의 범위 내, 더욱 바람직하게는 25℃∼80℃의 범위 내의 유리 전이 온도를 갖는다. 이러한 아크릴 수지는 적당한 탄성을 가지므로, 현상제를 마찰 대전시키는 시점에서 토너와 캐리어 간의 마찰 또는 캐리어 입자 서로에 대한 마찰이 피복층에 강한 충격을 수반하는 경우, 충격을 흡수할 수 있고 파손되는 일 없이 피복층을 유지할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 피복층은 아크릴 수지 및 아미노 수지로부터 얻어진 가교결합된 생성물을 함유한다. 이에 의해, 적당한 탄성을 유지하면서 피복층 서로에 대한 융착을 억제할 수 있다.

아미노 수지는 특별히 한정되지 않지만, 생성된 캐리어의 대전 부여 능력을 향상시키기 위해서는 멜라민 수지 및 벤조구아나민 수지가 바람직하다. 생성된 캐리어의 대전 부여 능력을 적당하게 제어할 필요가 있는 경우에는, 경우에 따라 멜라민 수지 및/또는 벤조구아나민 수지와 병용하여 또다른 아미노 수지가 이용된다.

아미노 수지와 가교결합가능한 아크릴 수지로서는, 히드록실 기 및/또는 카르복실 기를 갖는 아크릴 수지가 바람직하고, 히드록실 기를 갖는 아크릴 수지가 더욱 바람직하다. 아크릴 수지의 이용에 의해, 심재 입자 및 도전성 입자에 대한 피복층의 유착을 더욱 향상시킬 수 있고 뿐만 아니라 도전성 입자의 분산 안정성도 향상시킬 수 있다. 이러한 경우, 아크릴 수지는 바람직하게는 10 mgKOH/g 이상, 더욱 바람직하게는 20 mgKOH/g 이상의 히드록실가를 갖는다.

본 발명에 있어서, 피복층 조성물은 도전성 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 생성된 캐리어의 부피 저항을 조정할 수 있다. 도전성 입자는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 카본 블랙, ITO, 산화주석 및 산화아연을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다.

도전성 입자의 첨가량은 실리콘 수지 100 질량부에 대해 0.1 질량부∼1,000 질량부인 것이 바람직하다. 도전성 입자의 첨가량이 0.1 질량부 미만인 경우, 캐리어의 부피 저항을 제어하는 효과가 불충분하게 될 수 있다. 이것이 1,000 질량부 초과인 경우, 피복층 내 도전성 입자의 충분한 보관 유지가 곤란해져서, 생성된 캐리어의 표면 층이 쉽게 파괴된다.

본 발명에 있어서, 피복층 조성물은 실란 커플링제를 함유하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 유기 지르코늄 촉매 및 도전성 입자를 적당한 방식으로 분산시킬 수 있다.

실란 커플링제는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 r-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, r-(2-아미노에틸)아미노프로필-메틸디메톡시 실란, r-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, N-β-(N-비닐벤질아미노에틸)-r-아미노프로필트리메톡시 실란 히드로클로라이드, r-글리시독시프로필-트리메톡시실란, r-머캅토프로필-트리메톡시실란, 메틸트리메톡시 실란, 메틸트리에톡시 실란, 비닐트리아세톡시실란, r-클로로프로필-트리메톡시실란, 헥사메틸디실라잔, r-아닐리노프로필- 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시 실란, 옥타데실디메틸[3-(트리메톡시실릴)프로필] 암모늄 클로라이드, r-클로로프로필메틸디메톡시 실란, 메틸트리클로로실란, 디메틸클로로실란, 트리메틸클로로실란, 알릴트리에톡시실란, 3-아미노프로필 메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시 실란, 디메틸디에톡시실란, 1,3-디비닐테트라메틸디실라잔 및 메타크릴옥시에틸디메틸(3-트리메톡시실릴프로필) 암모늄 클로라이드를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다.

실란 커플링제 시판품의 예는 AY43-059, SR6020, SZ6023, SH6026, SZ6032, SZ6050, AY43-310M, SZ6030, SH6040, AY43-026, AY43-031, sh6062, Z-6911, sz6300, sz6075, sz6079, sz6083, sz6070, sz6072, Z-6721, AY43-004; Z-6187, AY43-021, AY43-043, AY43-040, AY43-047, Z-6265, AY43-204M, AY43-048, Z-6403, AY43-206M, AY43-206E, Z6341, AY43-210MC, AY43-083, AY43-101, AY43-013, AY43-158E, Z-6920 및 Z-6940(TORAY Silicone Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

실리콘 수지에 첨가된 실란 커플링제의 양은 0.1 질량%∼10 질량%인 것이 바람직하다. 실란 커플링제의 첨가량이 0.1 질량% 미만인 경우, 심재 입자 및 도전성 입자에 대한 실리콘 수지의 접착성이 저하하고, 장기간의 이용 중에 피복층이 탈락할 수 있다. 이것이 10 질량% 초과인 경우, 장기간의 이용 중에 토너의 필름화가 발생할 수 있다.

피복층은 평균 두께가 0.05 ㎛∼4 ㎛인 것이 바람직하다. 평균 두께가 0.05 ㎛ 미만인 경우, 피복층이 쉽게 파손되고, 층이 박리될 수 있다. 이것이 4 ㎛ 초과인 경우, 생성된 캐리어가 화상에 부착될 수 있는데, 그 이유는 피복층이 자성 재료가 아니기 때문이다.

심재 입자는 심재 입자가 자성 물질을 포함하는 한 특별히 한정되지 않는다. 자성 물질의 예는 강자성 금속, 예컨대 철 및 코발트; 산화철, 예컨대 마그네타이트, 헤마타이트 및 페라이트; 각종 합금 및 합금 화합물; 및 자성 물질을 수지 중에 분산시킨 수지 입자를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 중, 환경 보호를 고려하여, Mn-페라이트, Mn-Mg 페라이트, Mn-Mg-Sr 페라이트 등이 바람직하다.

심재 입자는 중량 평균 입경이 20 ㎛∼65 ㎛인 것이 바람직하다. 중량 평균 입경이 20 ㎛ 미만인 경우, 캐리어 유착이 일어날 수 있다. 이것이 65 ㎛ 초과인 경우, 화상 세부의 재현성이 저하될 수 있어서, 세밀한 화상을 형성할 수 없게 된다.

여기서, 중량 평균 입경은, 예를 들어 마이크로트랙 입도 분포 분석기 모델 HRA9320-X100(NIKKISO Co., Ltd.에 의해 제조됨)을 이용하여 측정될 수 있다.

본 발명의 캐리어는 1 kOe(l0⁶/4π[A/m])의 자기장에서 40 Am²/kg∼90 Am²/kg의 자화를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 자화가 40 Am²/kg 미만인 경우, 캐리어는 화상에 부착될 수 있다. 이것이 90 Am²/kg 초과인 경우, 화상에 얇은 반점(thin spot)이 발생할 수 있다.

자화는, 예를 들어 VSM-P7-15(TOEI INDUSTRY CO., LTD에 의해 제조됨)를 이용하여 측정될 수 있다.

본 발명의 캐리어는 1 x 10⁹ Ω·cm∼1 x 10¹⁷ Ω·cm의 부피 저항을 갖는 것이 바람직하다. 부피 저항이 1 x 10⁹ Ω·cm 미만인 경우, 비-화상 부분에서 캐리어 유착이 발생할 수 있다. 이것이 1 x 10¹⁷ Ω·cm 초과인 경우, 에지 효과가 허용할 수 없는 수준으로 저하될 수 있다.

부피 저항은, 예를 들어 도 1에 도시된 셀을 이용하여 측정될 수 있다. 구체적으로는, 우선, 각각 표면적이 2.5 cm x 4 cm인 전극(1a) 및 전극(1b)을 서로 0.2 cm의 거리에 위치하도록 수용하는 불소수지 용기(2)를 포함하는 셀에 캐리어(3)를 배치하고, 1 cm의 낙하 높이 및 30 회/분의 탭핑 속도로 셀을 탭핑한다. 탭핑은 10회 반복한다. 그후, 전극(1a 및 1b) 사이에 1,000 V의 DC 전압을 인가하고, DC 전압의 인가하고 30초 후의 저항값 r[Ω]을, 고 저항 측정기 4329A(Yokokawa Hewlet Packard, Ltd.에 의해 제조됨)를 이용하여 측정한다. 그리고나서, 캐리어의 부피 저항[Ω·cm]은 식 r x (2.5 x 4)/0.2로 계산될 수 있다.

(현상제)

본 발명에 따른 현상제는 본 발명의 캐리어 및 토너를 함유한다.

토너는 결착 수지 및 착색제를 함유하고, 흑백 토너 또는 컬러 토너일 수 있다. 또한, 토너 유착 방지용 오일을 정착 롤러에 도포하지 않는 무오일 시스템에 적용하기 위해 토너는 경우에 따라 이형제를 함유한다. 통상, 이러한 유형의 토너는 필름화가 야기되기 쉽지만, 본 발명의 캐리어가 필름화의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 본 발명의 현상제는 장기간 동안 탁월한 품질을 유지할 수 있다. 추가로, 컬러 토너, 특히 옐로우 토너는 일반적으로 캐리어의 피복층의 마모로 의해 색 오염이 발생하는 단점을 갖는다. 하지만, 본 발명의 현상제는 색 오염의 발생을 방지할 수 있다.

토너는 분쇄법 및 중합법과 같은 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 토너가 분쇄법에 의해 제조되는 경우, 우선, 토너 재료를 혼련하여 얻어지는 용융-혼련물을 냉각하고, 분쇄하고, 분급하여 토너 베이스 입자를 제조한다. 다음으로, 전사성 및 내구성을 더욱 향상시키기 위해, 토너 베이스 입자에 외첨제를 첨가하고, 이에 따라 토너를 제조한다.

이 때, 토너 재료를 혼련하는 데 이용하는 장치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 2개의 롤을 이용하는 뱃치형 혼련기; 밴배리 믹서; 2축-연속 혼련기, 예컨대 KTK형 2축 압출기(KOBE STEEL., LTD.에 의해 제조됨); TEM형 2축 압출기(TOSHIBA MACHINE CO., LTD.에 의해 제조됨), 2축 압출기(KCK에 의해 제조됨); PCM형 2축 압출기(IKEGAI, LTD.에 의해 제조됨) 및 KEX형 2축 압출기(Kurimoto Ltd.에 의해 제조됨); 및 1축 연속 혼련기, 예컨대 공혼련기(BUSS Inc.에 의해 제조됨) 등이 예시될 수 있다.

냉각된 용융-혼련물을 분쇄할 때, 해머 밀, ROTOPLEX 등으로 굵게 분쇄한 후, 제트 스트림을 이용한 미분쇄기, 기계식 미분쇄기 등을 이용하여 용융-혼련물을 미분쇄할 수 있다. 덧붙여, 용융-혼련물은 3 ㎛∼15 ㎛의 평균 입경을 갖도록 분쇄되는 것이 바람직하다.

또한, 분쇄된 용융-혼련물을 분급할 때, 풍력식 분급기 등을 이용할 수 있다. 베이스 입자가 5 ㎛∼20 ㎛의 평균 입경을 갖도록 분쇄된 용융-혼련물을 분급하는 것이 바람직하다.

토너 베이스 입자에 외첨제를 첨가할 때, 믹서 등을 이용하여 외첨제 및 베이스 입자를 혼합 교반하여, 외첨제가 융해되면서 베이스 입자의 표면에 부착된다.

결착 수지는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 스티렌 및 그 치환체의 단독중합체, 예컨대 폴리스티렌, 폴리-p-스티렌, 및 폴리비닐 톨루엔; 스티렌 공중합체, 예컨대 스티렌-p-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 스티렌-메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-부틸메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-α-클로로메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐 메틸 에테르 공중합체, 스티렌-비닐 메틸 케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-말레산 에스테르 공중합체; 폴리메틸 메타크릴레이트 수지, 폴리부틸 메타크릴레이트 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리아크릴산 수지, 로진, 변성 로진, 테르펜 수지, 페놀 수지, 지방족 또는 방향족 탄화수소 수지, 및 방향족 석유 수지를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다.

압력 정착에 이용하기 위한 결착 수지는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 폴리올레핀, 예컨대 저 분자량 폴리에틸렌, 및 저 분자량 폴리프로필렌; 올레핀 공중합체, 예컨대 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 에스테르 공중합체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 및 이오노머 수지; 에폭시 수지, 폴리에스테르, 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리비닐 피롤리돈, 메틸비닐에테르-말레산 무수물 공중합체, 말레산-변성 페놀 수지 및 페놀-변성 테르펜 수지를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다.

착색제(안료 또는 염료)는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 옐로우 안료, 예컨대 카드뮴 옐로우, 미네랄 패스트 옐로우, 니켈 티탄 옐로우, 나벨 옐로우, 나프톨 옐로우 S, 한사 옐로우 G, 한사 옐로우 1OG 벤지딘 옐로우 GR, 퀴놀린 옐로우 레이크, 퍼머넌트 옐로우 NCG, 타르트라진 레이크; 오렌지 안료, 예컨대 몰리브덴 오렌지, 퍼머넌트 오렌지 GTR, 피라졸론 오렌지, 불칸 오렌지, 인단트렌 브릴리언트 오렌지 RK, 벤지딘 오렌지 G 및 인단트렌 브릴리언트 오렌지 GK; 레드 안료, 예컨대 콜코타르, 카드뮴 레드, 퍼머넌트 레드 4R, 리톨-레드 피라졸론 레드, 와청-레드 칼슘-염, 레이크 레드 D, 브릴리언트 카르민 6B, 에오신 레이크, 로다민 레이크 B, 알리자린 레이크 및 브릴리언트 카르민 3B; 바이올렛 안료, 예컨대 패스트 바이올렛 B 및 메틸 바이올렛; 블루 안료, 예컨대 코발트 블루, 알칼리 블루, 빅토리아 블루 레이크, 프탈로시아닌 블루, 금속-무함유 프탈로시아닌 블루, 부분 염소화된 프탈로시아닌 블루, 패스트 스카이 블루 및 인단트렌 블루 BC; 그린 안료, 예컨대 크롬 그린, 크롬 산화물, 안료 그린 B 및 말라키트 그린 레이크; 아진 안료, 예컨대 카본 블랙, 오일 퍼나스 블랙, 채널 블랙, 램프 블랙, 아세틸렌 블랙 및 아닐린 블랙; 및 블랙 안료, 예컨대 금속 염 아조 안료, 금속 산화물, 및 복합 금속 산화물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다.

이형제는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌; 지방산 금속 염, 지방산 에스테르, 파라핀 왁스, 아미드 왁스, 다가 알콜 왁스, 실리콘 바니쉬, 카노바 왁스 및 에스테르 왁스를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다.

토너는 대전 제어제를 추가로 함유할 수 있다. 대전 제어제는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 니그로신; 2∼16개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 함유하는 아진 염료(일본 특허 출원 공보(JP-B) 번호 42-1627 참조); 베이직 염료, 예컨대 C.I. 베이직 옐로우 2 (CI.41000), C.I. 베이직 옐로우 3, C.I. 베이직 레드 1 (CI.45160), CI. 베이직 레드 9 (CI.42500), C.I. 베이직 바이올렛 1 (CI.42535), C.I. 베이직 바이올렛 3 (CI. 42555), C.I. 베이직 바이올렛 10 (CI.45170), C.I. 베이직 바이올렛 14 (CI.42510), C.I. 베이직 블루 1 (CI.42025), C.I. 베이직 블루 3 (CI.51005), C.I. 베이직 블루 5 (CI.42140), C.I. 베이직 블루 7 (CI.42595), C.I. 베이직 블루 9 (CI. 52015), C.I. 베이직 블루 24 (CI.52030), C.I. 베이직 블루 25 (CI. 52025), C.I. 베이직 블루 26 (CI.44045), C.I. 베이직 그린 1 (CI.42040) 및 C.I. 베이직 그린 4 (CI.42000); 이러한 베이직 염료의 레이크 안료; 4급 암모늄 염, 예컨대 CI. 용매 블랙 8 (CI.26150), 벤조일메틸헥사데실암모늄 클로라이드 및 데실 트리메틸 클로라이드; 디알킬 주석 화합물, 예컨대 디부틸 및 디옥틸; 디알킬 주석 붕산염 화합물; 구아니딘 유도체; 폴리아민 수지, 예컨대 아미노 기를 갖는 비닐 중합체 및 아미노 기를 갖는 축합 중합체; 일본 특허 출원 공보(JP-B) 번호 41-20153, 43-27596, 44-6397 및 45-26478에 기술된 모노아조 염료의 금속 착체 염; 일본 특허 출원 공보(JP-B) 번호 55-42752 및 59-7385에 기술된 살리실산; Zn, Al, Co, Cr 및 Fe와 디알킬 살리실산, 나프토산 또는 디카르복실산의 금속 착체; 설폰화된 구리 프탈로시아닌 안료; 유기 보론 염; 불소 함유 4급 암모늄 염; 및 캘릭스 알렌 화합물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다. 덧붙여, 블랙 토너 이외에 컬러 토너의 경우, 백색 살리실산 유도체의 금속 염이 바람직하다.

외첨제는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 무기 입자, 예컨대 실리카, 티탄 산화물, 알루미나, 탄화규소, 질화규소 및 질화보론; 및 비누-무함유 유화 중합법에 의해 얻어지는 평균 입경이 0.05 ㎛∼1 ㎛인 수지 입자, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트 입자 및 폴리스티렌 입자를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 단독으로 또는 병용하여 이용될 수 있다. 이 중, 금속 산화물 입자, 예컨대 표면이 소수화된 실리카 입자 및 티탄 산화물 입자가 바람직하다. 추가로, 소수화된 실리카 입자의 첨가량보다 소수화된 티탄 산화물 입자의 첨가량이 더 많도록 소수화된 티탄 산화물 입자와 병용하여 소수화된 실리카 입자를 이용함으로써, 습도에 대한 대전 안정성이 탁월한 토너를 얻을 수 있다.

(화상 형성 방법)

본 발명에 따른 화상 형성 방법은 적어도 정전 잠상 형성 단계, 현상 단계, 전사 단계 및 정착 단계를 포함하고, 필요에 따라 적당하게 선택된 다른 단계, 예컨대 제전 단계, 클리닝 단계, 재순환 단계 및 제어 단계를 추가로 포함한다.

- 정전 잠상 형성 단계 -

정전 잠상 형성 단계에서, 정전 잠상은 정전 잠상 담지체 상에 형성된다.

정전 잠상 담지체(그렇지 않은 경우, "전자사진 감광체" 또는 "감광체"로도 언급됨)는 재료, 형태, 구조, 크기 등에 대해 특별히 한정하지 않고 공지된 정전 잠상 담지체 중에서 적당하게 선택될 수 있다. 여기서 형태에 관한 한, 드럼 형태가 바람직하다. 재료는, 예를 들어 무기 감광체, 예컨대 비정질 규소 및 셀레늄; 및 유기 감광체(OPC), 예컨대 폴리실란 및 프탈로폴리메틴이다. 이러한 재료 중에서, 비정질 규소 등이 장기간의 조작 수명 측면에서 바람직하다.

정전 잠상은, 예를 들어 정전 잠상 형성 장치에 의해 정전 잠상 담지체의 표면을 균일하게 대전한 후 표면 화상 형성 방식으로 노광함으로써 형성될 수 있다. 정전 잠상 형성 장치는, 예를 들어 적어도 정전 잠상 담지체의 표면을 균일하게 대전하기 위한 대전기 및 정전 잠상 담지체의 표면을 화상 형성 방식으로 노광하기 위한 노광 장치를 포함한다.

대전은 대전기 등을 이용하여 정전 잠상 담지체의 표면에 전기 전압을 인가함으로써 수행될 수 있다.

대전기는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 선택될 수 있다. 대전기의 예는 도체성 또는 반도체성 롤, 브러쉬, 필름, 고무 블레이드 등이 구비된 기존의 접촉식 대전기; 및 코로나 방전, 예컨대 코로트론 및 스코로트론을 이용하는 비접촉식 대전기를 포함한다.

바람직하게는, 대전기는 정전 잠상 담지체와 접촉 또는 비접촉 배치되어 직류 전압과 교류 전압을 중첩시킴으로써 정전 잠상 담지체의 표면을 대전한다.

대전기는 또한 갭 테이프를 통해 정전 잠상 담지체 근처에 그리고 비접촉식으로 배치된 대전 롤러가 바람직하고, 직류 전압과 교류 전압을 대전 롤러에 대해 중첩시킴으로써 정전 잠상 담지체의 표면을 대전한다. 노광은, 예를 들어 노광 장치를 이용하여 정전 잠상 담지체의 표면을 화상 형성 방식으로 노광시킴으로써 수행될 수 있다.

노광 장치는 특별히 한정되지 않지만, 단 노광은 형성하고자 하는 화상의 외관과 같이 정전 잠상 담지체의 표면 상에서 화상 형성 방식으로 수행될 수 있고, 의도된 용도에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 복사 광학 시스템, 로드 렌즈 어레이 시스템(rod lens array system), 레이저빔 시스템 및 액정 셔터 광학 시스템과 같은 여러 유형의 노광 장치가 있다.

본 발명에 있어서, 정전 잠상 담지체의 후면에서 화상 형성 방식으로 노광이 수행되는 광학 후면 공정을 이용할 수 있다.

- 현상 단계 -

현상 단계에서, 정전 잠상은 본 발명의 현상제를 이용하여 현상되어 가시 화상을 형성한다.

가시 화상은, 예를 들어 본 발명의 현상제를 이용하여 정전 잠상을 현상하여 현상 장치에 의해 형성될 수 있다.

현상 장치는 특별히 한정되지 않지만, 단 화상은 본 발명의 현상제를 이용하여 현상될 수 있고, 당업계에 공지된 것에서 적당하게 선택될 수 있다. 현상 장치의 바람직한 예는 본 발명의 현상제를 수용하는 것을 포함하고 정전 잠상과 접촉 또는 비접촉하여 현상제를 공급할 수 있는 현상 장치를 포함한다. 현상제를 함유하는 용기가 구비된 현상 장치가 더욱 바람직하다.

화상 현상 장치는 건식 현상 공정 또는 습식 현상 공정을 기초로 할 수 있고, 또한 흑백용 또는 다색용일 수 있다. 예를 들면, 대전하고자 하는 현상제를 마찰 교반하기 위한 교반기; 및 회전가능 자성 롤러를 포함하는 화상 현상 장치가 바람직하다.

화상 현상 장치에서는, 예를 들어 토너 및 캐리어를 혼합하고 교반하여, 회전 자성 롤러의 표면 상에 토너를 대기시켜 자성 브러쉬를 형성하는 상태에서 유지되는 시간에 마찰에 의해 토너를 대전한다. 자성 롤러는 정전 잠상 담지체, 즉 감광체 근처에 배치되기 때문에, 자성 롤러의 표면 상에 형성된 자성 브러쉬를 구성하는 일부의 토너를 전기 인력에 의해 정전 잠상 담지체의 표면 상으로 이동시킨다. 그 결과, 정전 잠상은 토너의 이용을 통해 현상되어 정전 잠상 담지체의 표면 상에 토너를 포함하는 가시 화상을 형성하게 된다. 현상 장치에 수용되는 현상제는 본 발명의 현상제이다.

- 전사 단계 -

전사 단계에서는, 가시 화상이 기록 매체 상에 전사된다. 바람직한 측면은 중간 전사체가 이용되고, 가시 화상은 중간 전사체 상에 우선 전사된 후, 가시 화상이 다음으로 기록 매체 상에 전사되는 전사 단계이다. 더욱 바람직한 측면은 토너로서 둘 이상의 컬러 토너를 이용하여, 바람직하게는 풀 컬러 토너를 이용하여 형성된 가시 화상을 중간 전사체 상에 전사시켜 복합 전사 화상을 형성하는 1차 전사 단계; 및 복합 전사 화상을 기록 매체 상에 전사하는 2차 전사 단계를 포함하는 전사 단계이다.

전사는 전사 대전기 등을 이용하여 정전 잠상 담지체 즉 감광체 상에 가시 화상을 대전하고, 전사 장치에 의해 수행될 수 있다. 전사 장치로서는, 바람직한 측면은 중간 전사체 상에 가시 화상을 전사하여 복합 전사 화상을 형성하기 위해 배치된 제1 전사 장치 및 복합 전사 화상을 기록 매체 상에 전사하기 위해 배치된 제2 전사 장치를 포함하는 전사 장치이다.

중간 전사체는 특별히 한정되지 않고 공지된 전사체 중에서 적당하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 전사 벨트 등이 바람직하게 예시된다.

바람직하게는, 전사 장치(제1 전사 장치 및 제2 전사 장치)는 적어도 기록 매체에 대해 정전 잠상 담지체(감광체) 상에 형성된 가시 화상을 박리 대전할 수 있는 화상 전사 장치를 포함한다. 하나의 전사 장치 또는 둘 이상의 전사 장치가 이용될 수 있다. 화상-전사 장치의 예는 코로나 방전 전극, 전사 벨트, 전사 롤러, 압력 전사 롤러 및 유착 전사 장치를 이용하는 코로나 전사 장치를 포함한다.

기록 매체는 특별히 한정되지 않고 공지된 기록 매체(기록지) 중에서 적당하게 선택될 수 있다.

- 정착 단계 -

정착 단계에서는, 정착 장치를 이용하여 기록 매체 상에 전사된 가시 화상을 정착시킨다. 화상의 정착은 각 컬러 현상제가 기록 매체 상에 전사될 때마다 수행될 수 있거나 또는 개별 컬러 토너의 가시 화상이 기록 매체 상에 중첩되는 상태의 시점에 수행될 수 있다.

정착 장치는 특별히 한정되지 않고 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있지만, 당업계에 공지된 가열/가압 장치가 바람직하다. 가열/가압 장치의 예는 가열 롤러 및 가압 롤러의 조합, 및 가열 롤러, 가압 롤러 및 순환 벨트의 조합을 포함한다.

정착 장치는 가열 부재가 구비된 히터, 히터와의 접촉이 제공된 필름 및 필름을 통해 히터에 가압 접촉된 가압체를 포함하고, 필름과 가압체 사이의 공간을 통해 비정착 화상을 표면 상으로 운반시키는 기록 매체를 통과하기 위해 배치되는 정착 장치가 바람직하다. 가열/가압 장치의 가열 온도는 80℃∼200℃가 바람직하다.

덧붙여, 본 발명에 있어서, 광-정착 장치는, 예를 들어 정착 단계 및 정착 장치를 함께 또는 대신하여 이용될 수 있다.

제전 단계에서는, 제전 바이어스를 정전 잠상 담지체에 인가하여 그로부터 대전을 제거한다. 제전는 바람직하게는 제전 장치에 의해 수행될 수 있다.

제전 장치는 특별히 한정되지 않지만, 단 제전 바이어스를 정전 잠상 담지체에 인가할 수 있고, 당업계에 공지된 제전 장치 중에서 적당하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 제전 램프 장치 등이 바람직하게 예시된다.

클리닝 단계에서는, 정전 잠상 담지체 상에 잔류하는 토너를 제거하고, 이는 바람직하게는 클리닝 장치에 의해 수행될 수 있다.

클리닝 장치는 특별히 한정되지 않지만, 단 정전 잠상 담지체 상에 잔류하는 토너를 제거할 수 있고, 공지된 클리너 중에서 적당하게 선택될 수 있다. 이의 바람직한 예는 자성 브러쉬 클리너, 정전 브러쉬 클리너, 자성 롤러 클리너, 블레이드 클리너, 브러쉬 클리너 및 웹 클리너를 포함한다.

재순환 단계에서는, 클리닝 단계에서 제거된 토너를 현상 장치 내에서 재순환시키고, 이는 바람직하게는 재순환 장치에 의해 수행될 수 있다.

재순환 장치는 특별히 한정되지 않고, 공지된 수송 장치 등이 바람직하게 예시된다.

제어 단계에서는, 상기 기술된 각 단계를 제어하고, 이러한 단계는 바람직하게는 제어 장치에 의해 수행될 수 있다.

제어 장치는 특별히 한정되지 않지만, 단 단위 각각의 성능을 제어할 수 있고, 의도된 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예는 시퀀서(sequencer) 및 컴퓨터와 같은 장치를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

(공정 카트리지)

본 발명의 공정 카트리지는 적어도 표면 상에 정전 잠상을 운반하는 정전 잠상 담지체, 및 현상제를 이용하여 정전 잠상 담지체 상에 운반된 정전 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성하기 위해 배치된 현상 장치를 포함하고, 필요에 따라 적당하게 선택된 기타 장치를 추가로 포함한다.

현상 장치는 적어도 본 발명의 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용 용기 및 현상제 수용 용기에 수용된 현상제를 운반하고 이송하기 위한 현상제 담지체를 포함하고, 표면 상에 운반되는 토너 층의 두께를 조절하기 위한 층 두께 조절체 및 기타 부재를 포함할 수 있다.

공정 카트리지는 각종 유형의 전자사진 화상 형성 장치의 본체 상에 장착될 수 있지만, 특히 바람직하게는, 이후 언급되는 본 발명의 화상 형성 장치의 본체 상에 공정 카트리지를 장착시킨다.

여기서, 본 발명의 공정 카트리지의 일례는 도 2에 도시된다. 공정 카트리지(10)는 감광체(11), 감광체(11)의 표면을 대전하는 대전 장치(12), 본 발명에 따른 현상제를 이용하여 감광체(11)의 표면 상에 형성되는 정전 잠상을 현상하여 토너 화상을 형성하는 현상 장치(13) 및 감광체(11)의 표면 상에 형성된 토너 화상을 기록 매체 상에 전사한 후 감광체(11)의 표면 상에 잔류하는 토너를 제거하는 클리닝 장치(14)를 포함하고 이들을 구성요소로서 지지한다. 공정 카트리지(10)는 복사기 및 프린터 등의 화상 형성 장치의 본체에 대해 착탈이 가능하다.

이하, 공정 카트리지(10)를 장착한 화상 형성 장치를 이용한 화상 형성 방법을 설명한다. 우선, 감광체(11)는 소정의 원주 속도로 회전 구동되어, 대전 장치(12)에 의해 소정의 정 또는 부 전위로 감광체(11)의 주변 표면이 균일하게 대전된다. 다음으로, 감광체(11)의 주변 표면에, 슬릿 노광 장치 및 레이저빔에 의해 감광체를 주사 노광하는 노광 장치와 같은 노광 장치(도시되지 않음)로부터 노광빛을 노광하여, 정전 잠상을 차례 차례 형성한다. 추가적으로, 감광체(11)의 주변 표면 상에 형성된 정전 잠상은 현상 장치(13)에 의해 본 발명의 현상제를 이용하여 현상하여 토너 화상을 형성한다. 다음으로, 감광체(11)의 주변 표면 상에 형성된 토너 화상은 감광체(11)의 회전과 동시에 일어나고, 감광체(11)와 전사 장치(도시되지 않음) 사이의 급지부(도시되지 않음)로부터 공급된 전사지 상에 순차적으로 전사된다. 추가적으로, 토너 화상이 전사된 전사지는 감광체(11)의 주변 표면으로부터 분리되어, 정착 장치(도시되지 않음)에 도입되어 정착된 후 복사물로서 화상 형성 장치의 외부에 인쇄 출력된다. 한편, 토너 화상이 전사된 후 감광체(11)의 표면은 클리닝 장치(14)에 의해 잔류 토너를 제거함으로써 세척된 후 화상 형성에서 재이용을 위해 준비되도록 제전 장치(도시되지 않음)에 의해 제전된다.

본 발명의 캐리어는 보급용 현상제로서 이용되고, 화상 형성 장치의 현상 장치에서 과량의 현상제를 배출하면서 화상 형성용 화상 형성 장치에서 보급용 현상제를 이용함으로써, 상당히 장기간 동안 화상의 안정한 품질을 얻을 수 있다. 한편, 현상 장치에 공급된 저하된 캐리어는 저하되지 않은 보급용 현상제 내 캐리어로 대체되고, 대전량은 장기간 동안 안정하게 유지됨으로써, 안정한 화상을 얻을 수 있게 된다. 이러한 방법은 많은 화상 부분을 갖는 화상을 인쇄하는데 특히 효과적으로 이용된다. 많은 화상 부분을 갖는 화상이 인쇄되는 경우, 캐리어 저하는 주로 캐리어에 대한 토너 소모에서 기인되는 대전된 캐리어의 저하로 인해 야기된다. 하지만, 많은 화상 부분을 갖는 화상의 인쇄시, 이러한 방법의 이용은 보충되는 캐리어의 양을 증가시킬 수 있으므로, 이에 따라 저하된 캐리어의 대체 빈도를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 상당히 장기간 동안 안정한 화상을 얻을 수 있다.

보급용 현상제에서, 토너는 캐리어 1 질량부와 혼합되는 2 질량부∼50 질량부의 양을 갖는 것이 바람직하다. 토너의 양이 2 질량부 미만인 경우, 현상 장치 내 캐리어의 농도는 보충된 과량의 캐리어로 인해 과다하게 높아져서, 현상제의 대전량이 증가되는 경향을 초래한다. 또한, 현상제의 증가된 대전량은 현상능의 저하 및 화상 밀도의 감소를 야기한다. 대조적으로, 캐리어와 혼합되는 토너의 양이 50 질량부 초과인 경우, 대체되는 캐리어의 양은 보급용 현상제 내 캐리어의 농도 감소로 인해 화상 형성 장치에서 감소되어, 이에 따라 캐리어 분해를 방지하는 효과를 기대하기 어려울 수 있다.

이하, 본 발명은 특정한 실시예 및 비교예를 언급하여 상세하게 기술되지만, 본 발명은 개시된 실시예로 한정되지 않는다. 덧붙여, 하기 기술되는 "부"는 달리 제시되지 않는 한, 질량 기준이다.

(실시예 1)

고형분이 50 질량%인 실리콘 수지(SR2406, TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd.에 의해 제조됨) 200 부 및 톨루엔 1,000 부를 10분 동안 호모믹서를 이용하여 분산시켜 분산액을 제조하였다. 그리고나서, 고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2 부를 톨루엔 100 부로 희석시켜 얻은 희석액을 분산액에 넣고, 30초간 교반하여 피복층용 코팅액을 얻었다.

스피라코터(Okada Seiko K. K.에 의해 제조됨)를 이용하고, 코터 내 온도를 50℃로 설정하고, 생성된 피복층의 평균 두께가 0.1 ㎛가 되도록 피복층용 코팅액을 중량 평균 입경이 35 ㎛인 하소된 페라이트 분말에 도포한 후, 건조시켰다. 그리고나서, 피복층으로 피복된 페라이트 분말을 250℃에서 가열된 전기로에서 1시간 동안 하소하고, 냉각시킨 후, 개도가 63 ㎛인 체 상에서 진창시켜 캐리어를 얻었다.

(실시예 2)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2 부를 대신하여, 고형분이 70 질량%인 지르코늄 디부톡시 비스(에틸아세토아세테이트)(ZC-580, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2.9 부를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 3)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2 부를 대신하여 고형분이 74 질량%인 지르코늄 테트라-n-프로폭시드(ZA-40, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2.7 부를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 4)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2부를 대신하여 고형분이 81 질량%인 지르코늄 트리부톡시 모노스테아레이트(ZB-320, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2.5 부를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 5)

고형분이 50 질량%이 실리콘 수지(SR2406, TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd.에 의해 제조됨) 200 부, 카본 블랙(블랙 PORLS 2000, Cabot Specialty Chemicals, Inc.에 의해 제조됨) 10 부, 아미노실란(SH6020, TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd.에 의해 제조됨) 10 부 및 톨루엔 1,000 부를 10분 동안 호모믹서를 이용하여 분산시켜 분산액을 제조하였다. 그리고나서, 고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2 부를 톨루엔 100 부로 희석시켜 얻은 희석액을 분산액에 붓고, 30초간 교반하여 피복층용 코팅액을 얻었다.

이렇게 얻은 피복층용 코팅액을 이용하고, 생성된 피복층의 평균 두께가 2.0 ㎛가 되도록 실시예 1에 이용된 동일한 유형의 하소된 페라이트 분말 상에 도포하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 6)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2 부를 대신하여 고형분이 70 질량%인 지르코늄 디부톡시 비스(에틸아세토아세테이트)(ZC-580, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2.9 부를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 5와 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 7)

고형분이 50 질량%인 실리콘 수지(SR2406, TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd.에 의해 제조됨) 160 부, 고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd. 에 의해 제조됨) 2 부, 아미노실란(SH6020, TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd. 에 의해 제조됨) 10 부, 고형분이 50 질량%인 아크릴 수지(MYCOAT 106, Mitsui Cytech Co., Ltd.에 의해 제조됨) 60 부, 고형분이 50 질량%인 구아나민 수지(HITALOID 3001, Hitachi Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 20 부, 고형분이 50 질량%인 산 촉매(촉매 4040, Mitsui Cytech Co., Ltd.에 의해 제조됨) 0.3 부, 도전성 입자(EC-700, Titan Kogyo Ltd.에 의해 제조됨) 150 부 및 톨루엔 1,000 부를 10분간 호모믹서를 이용하여 분산시켜 피복층용 코팅액을 얻었다.

이렇게 얻은 피복층용 코팅액을 이용하고, 생성된 피복층의 평균 두께가 0.3 ㎛가 되도록 실시예 1에 이용된 동일한 유형의 하소된 페라이트 분말 상에 도포하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 8)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2 부를 대신하여 고형분이 70 질량%인 지르코늄 디부톡시 비스(에틸아세토아세테이트)(ZC-580, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2.9 부를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 7과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 9)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 0.6 부의 양으로 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 5와 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(실시예 10)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 19 부의 양으로 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 5와 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 1)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 대신하여 고형분이 99 질량%인 티탄 테트라이소프로폭시드(TA-10, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 2)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2 부를 대신하여 고형분이 75 질량%인 티탄 이소프로폭 비스(아세틸아세토네이트)(TC-100, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2.7 부를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 3)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 대신하여 디부틸주석 디아세테이트(LJ-200, Nitto Kasei K. K.에 의해 제조됨)를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 4)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 대신하여 디부틸산화주석(U-300, Nitto Kasei K. K.에 의해 제조됨)을 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 5)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 대신하여 고형분이 99 질량%인 티탄 테트라이소프로폭시드(TA-10, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 5와 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 6)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 대신하여 디부틸주석 디아세테이트(U-200, Nitto Kasei K. K.에 의해 제조)를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 5와 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 7)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 대신하여 고형분이 75 질량%인 티탄 이소프로폭시 비스(아세틸아세토네이트)(TC-100, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨) 2.7 부를 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 7과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

(비교예 8)

고형분이 99 질량%인 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트(ZC-150, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.에 의해 제조됨)를 대신하여 디부틸산화주석(U-300, Nitto Kasei K. K.에 의해 제조됨)을 이용하는 것을 제외하고 나머지는 실시예 7과 동일한 방식으로 캐리어를 얻었다.

다음으로, 실시예 1∼10 및 비교예 1∼8의 캐리어 제형을 하기 표 1에 나타내었다.

다음으로, 상기와 같이 제조된 각 캐리어(심재 입자 및 피복층을 포함)를 하기 방식으로 다양한 물성에 대해 평가하였다. 평가 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

[심재 입자의 중량 평균 입경]

마이크로트랙 입도 분포 분석기 모델 HRA9320-X100(NIKKISO Co., Ltd.에 의해 제조됨)에 의해 심재 입자의 입도 분포를 측정하였다.

[피복층의 평균 두께]

투과형 전자 현미경(TEM)을 이용하여 캐리어의 단면을 관찰함으로써 피복층의 평균 두께를 측정하였다.

[부피 저항]

캐리어의 부피 저항을 하기 도 1에 도시된 셀을 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 우선, 각각 표면적이 2.5 cm x 4 cm인 전극(1a) 및 전극(1b)을 서로 0.2 cm의 거리에 위치하도록 수용하는 불소수지 용기(2)를 포함하는 셀에 캐리어(3)를 배치하고, 1 cm의 낙하 높이 및 30 회/분의 탭핑 속도로 셀을 탭핑하였다. 탭핑을 10회 반복하였다. 다음으로, 전극(1a 및 1b) 사이에 1,000 V의 DC 전압을 인가하여, DC 전압을 인가하고 30초 후의 저항값 r[Ω]을, 고 저항 측정기 4329A(Yokokawa Hewlet Packard, Ltd.에 의해 제조됨)를 이용하여 측정하였다. 그 후, 식 r x (2.5 x 4)/0.2로 캐리어의 부피 저항[Ω·cm]을 계산하였다.

[1 kOe의 자기장에서의 자화]

캐리어 0.15 g을 내경 2.4 mm, 높이 8.5 mm의 셀에 충전한 후, 1 kOe의 자기장에서 캐리어의 자화는 VSM-P7-15(TOEI INDUSTRY CO., LTD.에 의해 제조됨)를 이용하여 측정하였다.

[하소 후 캐리어 블로킹의 정도]

피복층용 코팅액으로 피복하여 건조되는 하소된 페라이트 분말을 1시간 동안 250℃에서 가열된 전기로에서 하소하고, 냉각하여 하기 기준에 따라 블로킹의 정도를 평가하였다.

A: 캐리어 입자는 전혀 응고되지 않음.

B: 캐리어 입자는 응고되지만 분말로 쉽게 부서짐.

C: 캐리어 입자는 응고되지만 개도가 63 ㎛인 체 상에서 진탕함으로써 부서짐.

D: 캐리어 입자는 완전히 응고되고 개도가 63 ㎛인 체 상에 단지 진탕하는 것으로는 부서지지 않음.

표 2에 나타난 결과는 실시예 1∼10 및 비교예 3∼6의 캐리어가 하소 동안 블로킹을 거의 야기시키지 않고 높은 생산성을 갖는 것을 입증하였다. 이는 피복층용 코팅액을 하소된 페라이트 분말에 도포하고 건조시키는 시간 동안 실리콘 수지의 축합 반응이 충분하게 진행되기 때문에, 실리콘 수지가 하소 동안 인접한 하소된 페라이트 분말 입자에 결합되는 것을 방지할 수 있는 것으로 간주될 수 있다.

다음으로, 개별 캐리어를 이용하여 형성된 각 화상을 하기의 방식으로 평가하였다. 평가 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

<화상 평가>

화상 평가는 디지털 풀 컬러 복합기(IMAGIO NEO C600, Ricoh Company Ltd.에 의해 제조됨)를 이용하여 수행하였다. 구체적으로는, 우선, 실시예 및 비교예의 각 캐리어와 IMAGIO NEO C600에 이용된 4색 토너의 각 토너, 즉 블랙 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 블랙), 옐로우 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 옐로우), 마젠타 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 마젠타) 또는 시안 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 시안)를 질량비 93:7로 혼합하여 4색 현상제를 얻었다. 그리고나서, 이렇게 얻은 각 현상제를 이용하여, 화상 면적이 20%인 화상으로 100,000매의 작동 테스트를 수행하였다. 작동 테스트의 초기 단계 및 작동 테스트 후에 캐리어의 대전량 및 부피 저항을 측정하였다. 그 후, 대전 감소량 및 부피 저항의 변화량을 계산하였다.

- 캐리어의 대전량 -

작동 테스트의 초기 단계에서 캐리어의 대전량은 하기의 방식으로 측정하였다. 캐리어 및 블랙 토너를 질량비 93:7로 혼합하여, 마찰 대전시켜 샘플을 제조하고, 이 샘플에서 블로우-오프 분말 대전기(모델 TB-200, Toshiba Chemical K. K.에 의해 제조됨)를 이용하여 대전량의 측정을 실시하였다. 작동 테스트 후 캐리어의 대전량은, 작동 테스트를 실시한 컬러 현상제에서 각 컬러 토너를 제거하여 캐리어만을 얻어서 생성된 캐리어를 측정에 이용한다는 것을 제외하고 작동 테스트의 초기 단계에서의 대전량의 측정과 동일한 방식으로 측정하였다. 덧붙여, 대전 감소량의 목표치는 10 μC/g 이하이다.

- 캐리어의 부피 저항 -

작동 테스트의 초기 단계에서 측정된 부피 저항은 상기 기술된 방식으로 측정된 캐리어의 부피 저항의 상용 대수치이다. 작동 테스트 후 캐리어의 부피 저항은, 작동 테스트를 실시한 컬러 현상제에서각 컬러 토너를 제거하여 캐리어만을 얻어서 생성된 캐리어를 측정에 이용한다는 것을 제외하고 작동 테스트의 초기 단계에서의 부피 저항의 측정과 동일한 방식으로 측정하였다. 덧붙여, 부피 저항의 대전량 목표치는 절대치로 1.5[Log(Ω·cm)] 이하이다.

표 3에 나타낸 결과로부터, 실시예의 각 캐리어는 비교예의 캐리어와 비교시 대전 고갈의 변화량과 부피 저항이 더 적고, 이에 따라 실시예의 캐리어가 토너의 필름화를 방지할 수 있고 내구성이 탁월하다는 것을 입증하였다.

(실시예 ll)

디지털 풀 컬러 복합기(IMAGIO NEO C600, Ricoh Company Ltd.에 의해 제조됨)에서, 현상 장치는 현상제가 완전히 공급될 때 과량의 현상제를 배출하기 위한 메카니즘을 구비하도록 개조되었다. IMAGIO NEO C600에 이용된 4색 토너의 각 토너, 즉 블랙 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 블랙), 옐로우 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 옐로우), 마젠타 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 마젠타) 또는 시안 토너(IMAGIO 토너 타입: 2 시안) 20 질량부의 양을 실시예 1의 캐리어 1 질량부와 혼합하여 보급용 현상제를 제조하였다.

상기 기술된 화상 평가를 위한 작동 테스트에서와 동일한 방식으로, 화상 면적이 20%인 화상을 이용하여 100,000매의 작동 테스트를 수행하고, 작동 테스트의 초기 단계 및 작동 테스트 후에 캐리어의 대전량 및 부피 저항을 측정하였다. 그 후, 대전 감소량 및 부피 저항의 변화량을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

표 4에 나타난 결과는 보급용 현상제의 이용이 대전량 및 부피 저항의 변화량의 감소를 방지할 수 있는 것을 입증하였다.

산업상 이용가능성

본 발명의 캐리어는 캐리어 심재 상에 피복층을 형성할 때 일어날 수 있는 블로킹을 억제할 수 있고 내구성이 탁월하기 때문에, 본 발명의 현상제 및 본 발명의 화상 형성 방법에 유리하게 이용될 수 있다.

Claims

심재 입자, 및
심재 입자의 표면 상의 피복층
을 포함하는 캐리어로서, 상기 피복층은 유기 지르코늄 촉매와, 실란올 기 및 가수분해에 의해 실란올 기를 발생시킬 수 있는 작용기 중 하나 이상을 갖는 실리콘 수지의 축합에 의해 얻어지는 가교결합된 생성물을 포함하는 캐리어.
제1항에 있어서, 유기 지르코늄 촉매는 지르코늄 킬레이트인 캐리어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 유기 지르코늄 촉매의 양은 실리콘 수지 100 질량부 당 0.5 질량부∼20 질량부인 캐리어.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 유기 지르코늄 촉매는 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트인 캐리어.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복층은 도전성 입자를 추가로 포함하는 것인 캐리어.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복층은 실란 커플링제를 추가로 포함하는 것인 캐리어.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복층은 아크릴 수지를 추가로 포함하는 것인 캐리어.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 부피 저항이 1 x 10⁹ Ω·cm 내지 1 x 10¹⁷ Ω·cm인 캐리어.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복층은 평균 두께가 0.05 ㎛∼4 ㎛인 캐리어.
제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 심재 입자는 중량 평균 입경이 20 ㎛∼65 ㎛인 캐리어.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1 kOe의 자기장에 있어서 자화가 40 Am²/kg∼90 Am²/kg인 캐리어.
제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 캐리어, 및
토너
를 포함하는 현상제.
제12항에 있어서, 토너는 컬러 토너인 현상제.
정전 잠상 담지체의 표면 상에 정전 잠상을 형성하는 단계,
제12항 또는 제13항에 따른 현상제를 이용하여 정전 잠상을 현상함으로써 가시 화상을 형성하는 단계,
가시 화상을 기록 매체 상에 전사하는 단계, 및
전사된 화상을 기록 매체 상에 정착시키는 단계
를 포함하는 화상 형성 방법.
정전 잠상 담지체, 및
제12항 또는 제13항에 따른 현상제를 이용하여 정전 잠상 담지체의 표면 상에 형성된 정전 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성하기 위해 배치된 현상 장치
를 포함하는 공정 카트리지.
제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 캐리어, 및
캐리어 1 질량부와 혼합되는 2 질량부∼50 질량부의 토너
를 포함하는 보급용 현상제.