KR100518989B1 - 토너 및 공정 카트리지 - Google Patents

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KR100518989B1
KR100518989B1 KR10-2003-0018758A KR20030018758A KR100518989B1 KR 100518989 B1 KR100518989 B1 KR 100518989B1 KR 20030018758 A KR20030018758 A KR 20030018758A KR 100518989 B1 KR100518989 B1 KR 100518989B1
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히로히데 다니까와
히로시 유사
다까시게 가스야
요시히로 오가와
히데또 이이다
가쯔히사 야마자끼
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, (a) 결착 수지 성분내에 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 A1을 20.0 중량％ 내지 65.0 중량％로, 및 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-가용성분 A2를 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％로; (b) 결착 수지 성분내에 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 B1을 10.0 중량％ 내지 30.0 중량％로, 및 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-가용성분 B2를 70.0 중량％ 내지 90.0 ％로; 및 (c) 결착 수지 성분내에 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-불용성분 C1을 0.5 중량％ 내지 3.0 중량％로, 및 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-가용성분 C2를 97.0 중량％ 내지 99.5 중량％로 포함하고; (d) C1의 B1에 대한 비율 (C1/B1)이 0.06 내지 0.15이며, A1, B1 및 C1이 A1 > B1 > C1를 충족시키는 것인, 적어도 결착제 수지 성분으로 폴리에스테르 수지 및 착색제를 포함하는 토너, 및 상기 토너를 사용한 공정 카트리지에 관한 것이다.

Description

토너 및 공정 카트리지 {Toner, and Process Cartridge}
본 발명은 전자사진법, 정전기록법, 토너 제트 기록법 등에 사용되는 토너, 및 상기 토너를 이용하는 공정 카트리지에 관한 것이다.
종래, 토너용 수지로서는 스티렌계 수지 등의 비닐계 공중합체 및 폴리에스테르 수지가 주로 사용되고 있다. 스티렌계 수지 등의 비닐계 공중합체는 토너 제조시의 분쇄성이 우수하고, 고분자량화가 용이하기 때문에 고온 항-오프셋 특성이 우수하다. 그러나, 저온 정착성을 향상시키기 위해서 분자량을 작게 만들면 내블로킹성 또는 현상성이 악화될 수 있다. 한편, 폴리에스테르 수지는 유리 전이 온도가 높음에도 불구하고 저연화점의 수지를 얻기 쉽고, 가열 용융시 종이 등의 피정착 시트에 대한 습윤성이 양호하고 보다 저온에서 충분한 정착을 수행할 수 있다.
그러나, 한편으로는 폴리에스테르 수지는 고온에서의 오프셋 현상이 발생하기 쉽다는 결점도 동시에 가지고 있다. 이러한 오프셋에 대한 내성을 제공하기 위하여, 분자량 분포의 이중-피크화, 또는 일본 특허 공개 제63-60904호에 기재되어 있는 것과 같은 클로로포름-불용성분을 함유하는 폴리에스테르 수지, 일본 특허 출원 제3-269542호 및 일본 특허 출원 공개 제4-70765호에 기재된 THF-불용성분을 갖는 폴리에스테르 수지 등이 제안되고 있다.
이러한 불용성분을 갖는 폴리에스테르 수지를 결착제로 사용함으로써, 항-오프셋 특성이 우수한 토너가 얻어지지만, 원래 강인하기 때문에 분쇄성의 향상에 문제가 있는 폴리에스테르 수지의 분쇄성을 더욱 악화시킨다. 복사 화상의 고화질화를 달성하기 위해 필요한 소입경 토너의 제조시에, 생산성을 대폭 저하시킬 수 있다. 또한 연화점이 비교적 높기 때문에 저온 정착성이 반드시 양호하다고는 할 수 없다. 또한 일본 특허 출원 공개 제3-197971호 또는 동 제8-297378호에는 가용성분의 분자량 이외에 불용성분의 분자량도 규정하고 있지만, 현재 조건하에서는 고온 항-오프셋 특성의 면에서 한층 더 개선이 요구된다.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2000-02946호에 개시된 바와 같이 폴리에스테르 수지의 유전 정접 (tanδ)이 저온 정착성 및 고온 항-오프셋 특성을 개선하도록 규정된다. 그러나, 토너의 유전 정접은 측정되지 않으므로 상기가 토너의 성능을 충분히 제어한다고는 할 수 없다. 또한, 폴리에스테르 수지를 반응실로부터 꺼낼때 어떠한 어닐링도 수행되지 않으므로, THF-불용성분의 목적 품질을 달성하기 위해서는 반응이 더 많이 진행되도록 조건을 설정하거나, 또는 더 많은 양의 가교결합제를 사용하는 것이 필요하다. 그러나, 이러한 조건 하에서 형성되는 THF-불용성분은 경질성이 되는 경향이 있으므로, 저온 정착성만이 충분히 충족되지 못하는 것이 아니라 토너의 제조시 분쇄성도 또한 불량해질 수 있으므로, 따라서 토너의 생산성이 매우 낮아진다.
따라서, 불용성분의 양이나 가용성분의 분자량 분포에 대해서는 개시되어 있지만 상이한 용매에 대한 불용성분의 엄격한 규제에 대한 언급은 개시되어 있지 않다. 또한, 현재 조건하에서 모든 저온 정착 성능, 고온 항-오프셋 특성 및 토너 생산성을 완전히 충족시키는 것은 아직까지 없다.
본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하는 것이며, 뛰어난 분쇄성 (토너 제조시 분쇄성)으로 제조될 수 있고 또한 양호한 저온 정착성, 항-오프셋 특성 및 박리성에 의한 넓은 정착가능 온도 영역을 가지며 긴 기간의 시간에 걸쳐 균일한 대전 성능을 갖는 토너, 및 상기 토너를 이용하는 공정 카트리지를 제안하는 것이다.
본 발명은, (a) 결착 수지 성분내에 6 시간 추출시의 THF (테트라히드로푸란)-불용성분 A1을 20.0 중량％ 내지 65.0 중량％로, 및 6 시간 추출시의 THF-가용성분 A2를 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％로;
(b) 결착 수지 성분내에 16 시간 추출시의 THF-불용성분 B1을 10.0 중량％ 내지 30.0 중량％로, 및 16 시간 추출시의 THF-가용성분 B2를 70.0 중량％ 내지 90.0 ％로;
및
(c) 결착 수지 성분내에 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB (오르토디클로로벤젠)-불용성분 C1을 0.5 중량％ 내지 3 중량％로, 및 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB-가용성분 C2를 97.0 중량％ 내지 99.5 중량％로 포함하고;
(d) C1의 B1에 대한 비율 (C1/B1)이 0.06 내지 0.15이며, A1, B1 및 C1이 A1 > B1 > C1를 충족시키는 것인,
적어도 결착제 수지 성분으로 폴리에스테르 수지 및 착색제를 포함하는 토너를 제공한다.
또한, 본 발명은 정전 잠상 보유 부재, 및 토너를 사용하여 정전 잠상 보유 부재에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 수단을 포함하며,
상기 토너가
(a) 결착 수지 성분내에 6 시간 추출시의 THF-불용성분 A1을 20.0 중량％ 내지 65.0 중량％로, 및 6 시간 추출시의 THF-가용성분 A2를 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％로;
(b) 결착 수지 성분내에 16 시간 추출시의 THF-불용성분 B1을 10.0 중량％ 내지 30.0 중량％로, 및 16 시간 추출시의 THF-가용성분 B2를 70.0 중량％ 내지 90.0 ％로;
및
(c) 결착 수지 성분내에 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB-불용성분 C1을 0.5 중량％ 내지 3 중량％로, 및 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB-가용성분 C2를 97.0 중량％ 내지 99.5 중량％로 포함하고;
(d) C1의 B1에 대한 비율 (C1/B1)이 0.06 내지 0.15이며, A1, B1 및 C1이 A1 > B1 > C1를 충족시키고, 적어도 결착제 수지 성분으로 폴리에스테르 수지 및 착색제를 포함하는 것인, 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착되는 공정 카트리지를 포함한다.
본 발명자들은 토너에 사용되는 구성 재료에 관해 연구하여, 토너 중에 있어서의 결착 수지 성분에 포함되는 특정 용매로 추출할 때의 불용성분 및 가용성분의 양이 저온 정착성, 고온 항-오프셋성 뿐만 아니라 토너 제조시의 분쇄성에 크게 관계하고 있음을 발견하였다. 또한 본 발명자들은 특정 용매로 추출시의 불용성분 양 및 상이한 비점의 용매로 추출시의 불용성분 양 간의 추출 시간의 차를 제어함으로써 상기 효과를 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 또한 불용성분 C1의 불용성분 B1에 대한 비율 (C1/B1)을 규정함으로써 항-오프셋 특성 및 토너 분쇄 성능이 달성될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 토너는 결착 수지 성분내에 6 시간 추출시의 THF-불용성분 A1을 20.0 중량％ 내지 65.0 중량％, 더욱 바람직하게는 25.0 중량％ 내지 60.0 중량％로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 THF-불용성분이 20.0 중량％ 미만인 경우에는 토너의 세선부 (細線部)에서의 항-오프셋 특성이 저하될 수 있다. 한편 65.0 중량％ 초과인 경우에는 토너의 저온 정착성이 불량해질 수 있다. 한편, 결착 수지 성분내에서 6 시간 추출시의 THF-가용성분 A2는 저온 정착을 위해 효과적인 성분이다. 이러한 이유로, 토너는 또한 6 시간 추출시의 THF-가용성분 A2를 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％, 바람직하게는 40.0 중량％ 내지 75.0 중량％로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 THF-가용성분이 35.0 중량％ 미만인 경우, 토너는 매우 낮은 저온 정착성을 가질 수 있다. 한편, 80.0 중량％ 초과인 경우 토너는 매우 낮은 항-오프셋 특성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 토너는 결착수지 성분 내에 16 시간 추출시의 THF-불용성분 B1을 10.0 중량％ 내지 30.0 중량％, 더욱 바람직하게는 10.0 중량％ 내지 25.0 중량％로 포함한다. 상기 THF-불용성분 B1은 항-오프셋 특성을 개선하기 위한 필수적인 성분이다. 따라서, 상기 성분이 10.0 중량％ 미만인 경우에는 수지의 탄성이 감소하여 박리성이 저하되고, 솔리드-블랙부에서 항-오프셋 특성이 불량해진다. 한편, 상기 성분이 30 중량％ 초과인 경우에는 토너 제조시의 분쇄성이 저하될 수 있다. 또한 결착 수지 성분에서 16 시간 추출시의 THF-가용성분 B2는 또한 A2와 마찬가지로 저온 정착을 위해 효과적인 성분이다. 이러한 이유로 인해, 토너는 16-시간 추출시의 THF-가용성분 B2를 70.0 중량％ 내지 90.0 중량％, 바람직하게는 75.0 중량％ 내지 90.0 중량％로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 THF-가용성분이 70.0 중량％ 미만인 경우에는 토너는 세선부에서 낮은 정착 성능을 가질 수 있다. 한편 상기 성분이 90.0 중량％ 초과인 경우에는 토너가 매우 낮은 항-오프셋 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 토너는 또한 결착제 수지 성분내에 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB (오르토디클로로벤젠)-불용성분 C1을 0.5 중량％ 내지 3 중량％로, 및 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB-가용성분 C2를 97.0 중량％ 내지 99.5 중량％로 포함한다.
또한, 6 시간 추출시의 THF-불용성분 A1과 16 시간 추출시의 THF-불용성분 B1과의 차 (불용성분 양 A1 - 불용성분 양 B1)가 10.0 중량％ 내지 55.0 중량％, 더욱 바람직하게는 15.0 중량％ 내지 50.0 중량％일 수 있다. 16 시간 추출시의 THF-불용성분 B1과 6 시간 추출시의 ODCB-불용성분 C1의 차 (불용성분 양 B1 - 불용성분 양 C1)가 10.0 중량％ 내지 30.0 중량％, 바람직하게는 10.0 중량％ 내지 25.0 중량％이다. 이러한 불용성분 양의 차는 토너 중에 포함되는 불용성분의 추출 시간 및 열에 의한 용해량의 차를 나타낸다. 상기 성분들은 용매 추출 시간이 경과하고 용매의 온도가 상승함에 따라 분자의 얽힘이 느슨해지면 가용 성분이 되는, 장쇄 분자의 얽힘에 의해 형성된 불용성분일 것으로 여겨진다.
또한, 본 발명의 토너에서 성분 A1, B1 및 C1은 A1 > B1 > C1를 충족시킨다. 상기에 나타난 바와 같이, 각 불용성분은 용매 추출 시간의 경과 및 용매의 종류에 따라 감소된다. 상기 사실로부터 또한 본 발명에서 불용성분은 장쇄 분자의 얽힘에 의해 형성된 불용성분일 것으로 여겨진다.
본 발명의 토너에 포함되는 수지 성분은, 다음과 같이 4종으로 분류할 수 있다.
(1) 6 시간 추출시 THF에 가용성인 성분 (A2): 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％.
(2) 6 시간 추출시 THF에 불용성이지만 16 시간 추출시 THF에 가용성인 성분 (A1 - B1): 10.0 중량％ 내지 55.0 중량％.
(3) 16 시간 추출시 THF에 불용성이지만 6 시간 추출시 ODCB에 가용성인 성분 (B1 - C1): 9.5 중량％ 내지 29.5 중량％.
(4) ODCB에 불용성인 성분 (C1): 0.5 중량％ 내지 3.0 중량％.
성분 (1), 즉 A2는 저온 정착에 유효한 성분이다. 따라서, 바람직한 양으로 존재하지 않는다면 충분한 저온 정착성을 충족시킬 수 없다.
다음으로, 성분 (2) (A1 - B1)은 상기에 기재한 바와 같이 장쇄 분자의 얽힘에 의해 형성된 성분이지만 비교적 그 얽힘이 약한 성분이다. 따라서, 성분 (2)는 성분 (1)과 (3)의 중간적인 역할을 하고，또한 두 성분의 혼합을 용이하게 하는 기능도 한다. 상기 성분 (2)가 10.0 중량％ 미만인 경우에는 성분 (1)과 (3)이 불량하게 혼합되므로, 정착 온도에 있어서 성분 (3)이 열적인 운동을 수행하기 어렵기 때문에 토너 박리성이 저하된다. 한편 55.0 중량％ 초과인 경우에는 다른 성분이 소량으로 존재하게 되므로 본 발명의 토너에 특징적인 저온 정착성 및 고온 항-오프셋 특성을 충분히 나타낼 수 없다.
THF-불용성분 중 ODCB에 가용성인 성분 (3) (B1 - C1)은 185 ℃에서 ODCB로 추출시의 가용성분이 된다. 따라서, 상기는 장쇄 분자의 비교적 강한 얽힘에 의해 형성된 성분이고, 본 발명 토너에 특징적인 작용 및 효과를 갖는다.
통상적인 폴리에스테르 수지를 갖는 토너에서 THF-불용성분의 연화점은 저온 정착에 효과적인 저분자량 수지 연화점과 차이가 크기 때문에, 토너의 저온 정착시에 불용성분이 열적인 거동을 일으키기 어렵고, 항-오프셋 성능을 충분히 발휘할 수 없다. 또한 열 용해성이 없는 불용성분이 충전제로도 작용하기 때문에 토너에서 수지 성분의 움직임을 방해하여 저온 정착성도 손상시킬 수 있다.
한편, 성분 (3)의 연화점은 저분자량 수지 연화점과의 차가 적으므로 저온 영역에서 열적인 거동을 쉽게 일으킬 수 있다. 또한 열에 의한 용해성도 우수하고, 또한 부드러운 탄성도 갖기 때문에 저온 정착성을 손상시키지 않고 고온 항-오프셋 특성도 충족시킨다. 또한 열에 의해서 얽힘이 느슨해져, 자성체나 박리제 등의 다른 성분과도 쉽게 혼합될 수 있다. 따라서, 우수한 현상 성능을 갖는 토너도 또한 제공될 수 있다. 또한, 통상의 경질 THF-불용성분과는 달리 적합한 탄성을 가지므로 뛰어난 분쇄성도 갖는다. 상기 성분의 존재량이 9.5 중량％ 미만인 경우에는 고온 항-오프셋 특성이 만족되지 않을 수 있다. 상기량이 29.5 중량％ 초과인 경우에는 저온 정착성이 불량하게 될 수 있다.
마지막으로, ODCB에도 불용성인 성분 (4)는, 강한 탄성을 갖는 매우 가교결합가능한 성분이기 때문에 뛰어난 열 안정성을 갖는다. 따라서, 토너 중에 상기 성분이 소량 존재한다면 고온 다습과 같은 엄격한 환경에서도 고품질의 화상 형성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 그러나, 상기 성분의 불용성분 양이 3.0 중량％를 초과하면 토너의 저온 정착성에 영향을 끼칠 수 있고, 저연화점 수지와 혼합되기 어려워지고 또한 불량한 분쇄성이 야기되어 바람직하지 못하게 유리 수지 가루가 발생될 수 있다.
B1은 항-오프셋 특성을 충족시키기 위해 필수적인 성분이며, 항-오프셋 특성은 B1의 C1에 대한 비율 (B1/C1)을 0.06 내지 0.15로 제어함으로써 더욱 개선될 수 있다. B1/C1이 0.06 내지 0.15의 범위를 벗어날 경우, 두 가지 불용성분의 균형이 깨어져 정착 성분과의 혼합이 어렵게 되고, 본 발명에서 특징적인 저온 정착성 및 항-오프셋 특성의 면에서 넓은 범위를 달성할 수 없게 될 수 있다.
토너가 결착 수지 성분내에 6 시간 추출시의 THF-불용성분 A1을 20.0 중량％ 내지 65.0 중량％로, 6 시간 추출시의 THF-가용성분 A2를 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％로, 16 시간 추출시의 THF-불용성분 B1을 10.0 중량％ 내지 30 중량％로, 16 시간 추출시의 THF-가용성분 B2를 70.0 중량％ 내지 90.0 중량％로 포함하고, 또한 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB-불용성분 C1를 0.5 중량％ 내지 3.0 중량％로 및 185 ℃에서 6 시간 추출시의 ODCB-가용성분 C2를 97.0 중량％ 내지 99.5 중량％로 포함하고, C1의 B1에 대한 비율 (C1/B1)이 0.06 내지 0.15이며, A1, B1 및 C1이 A1 > B1 > C1를 충족시키는 경우, 저온 정착성 및 고온 항-오프셋 특성이 모두 달성될 수 있고, 토너는 우수한 보관 안정성, 토너 제조시 분쇄성을 가질 수 있고, 또한 고온 다습이라는 엄격한 환경하에서도 고품질 화상 형성이 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다.
본 발명에서의 THF (테트라히드로푸란)-불용성분 및 ODCB (오르토디클로로벤젠)-불용성분이란 하기의 방법으로 산출한 것을 의미한다.
수지의 THF-불용성분:
수지 약 1.0 g을 칭량하고, 원통형 여과지 (예, 크기 28×100 mm의 No.86 R, 도요 로시사 (Toyo Roshi K.K.) 제조)에 넣어 속슬레 (Soxhlet) 추출기에 설치한다. 용매로서 THF 200 ㎖를 이용하여 16 시간 동안 추출한다. 이 때, 용매의 추출 사이클이 약 4 분 내지 약 5 분에 1회가 되는 정도의 환류 속도로 추출한다. 추출 후, 원통형 여과지를 꺼내어 40 ℃에서 8 시간 진공 건조하여, 추출 잔분을 칭량한다. 불용성분은, 처음에 투입한 수지 성분의 중량을 W1 g으로 하고, 추출 잔분 중의 수지 성분의 중량을 W2 g로 하였을 때 (W2/W1)×100 (중량％)로 나타낸 것이다. 수지에 왁스를 내부첨가한 경우, 처음에 투입한 시료의 중량으로부터 왁스의 중량을 뺀 중량 (W1 g)과, 추출 잔분의 중량으로부터 왁스의 중량을 뺀 중량 (W2 g)으로부터 상기 화학식에 의해 계산할 수 있다.
토너의 THF-불용성분 및 THF-가용성분:
토너 약 2.0 g을 칭량하고, 원통형 여과지 (예, 크기 28×100 mm의 No.86 R, 도요 로시사 제조)에 넣어 속슬레 추출기에 설치한다. 용매로서 THF 200 ㎖를 이용하여, 6 시간 또는 16 시간 동안 추출한다. 이 때, 용매의 추출 사이클이 약 4 분 내지 약 5 분에 1회가 되는 것과 같은 환류 속도로 추출한다. 추출 후, 원통형 여과지를 꺼내어, 40 ℃에서 8 시간 진공 건조하여, 추출 잔분을 칭량한다. 불용성분은, 처음에 투입한 수지 성분의 중량을 W1 g으로 하고, 추출 잔분 중의 수지 성분의 중량을 W2 g로 하였을 때 (W2/W1) ×100 (중량％)로 나타낸 것이다. 예를 들어, i) 자성 토너의 경우에는 시료 토너의 중량으로부터 자성체, 안료 및 왁스와 같은 수지 이외의 THF-불용성분의 중량을 뺀 중량 (W1 g) 또는 비자성 토너의 경우에는 시료 토너의 중량으로부터 안료와 같은 수지 이외의 THF-불용성분의 중량을 뺀 중량 (W1 g)과, ii) 추출 잔분의 중량으로부터 자성체, 안료 및 왁스와 같은 THF-불용성분의 중량을 뺀 중량 (W2 g)으로부터 상기 화학식에 의해 계산할 수 있다.
6-시간 추출시의 및 16-시간 추출시의 토너의 THF-가용성분도 또한 [1-(W2/W1)] ×100 (중량％)에 의해 계산할 수 있다.
토너의 ODCB-불용성분 및 ODCB-가용성분:
토너 약 2.0 g을 칭량하고, 원통형 여과지 (예, 크기 20×9O mm의 No.86 R, 도요 로시사 제조)에 넣는다. 상기를 상부에 냉각기가 연결된 가지형 플라스크의내벽에 기대어 세운다. 용매로서 오르토디클로로벤젠 (ODCB) 200 ㎖을 사용하여, 185 ℃에서 6 시간 동안 추출한다. 추출 후, 원통형 여과지를 꺼내어 150 ℃에서 8 시간 진공 건조하여, 추출 잔분을 칭량한다. 불용성분은 처음에 투입한 토너의 수지 성분의 중량을 W1 g으로 하고, 추출 잔분 중의 수지 성분의 중량을 W3 g으로 하였을 때, (W3/W1) × 100 (중량 ％)으로 나타낸 것이다. 예를 들어, i) 자성 토너의 경우에는 시료 토너의 중량으로부터 자성체, 안료 및 왁스와 같은 수지 이외의 오르토디클로로벤젠 (ODCB) 불용성분의 중량을 뺀 중량 (W1 g) 또는 비자성 토너의 경우에는 시료 토너 중량으로부터 안료와 같은 수지 이외의 ODCB 불용 성분의 중량을 뺀 중량 (W1 g)과, ii) 추출 잔분의 중량으로부터 자성체, 안료 및 왁스와 같은 ODCB-불용성분의 중량을 뺀 중량 (W3 g)으로부터 상기 화학식에 의해 계산할 수 있다.
6-시간 추출시의 토너의 ODCB-가용성분도 또한 [1-(W3/W1)] ×100 (중량％)에 의해 계산할 수 있다.
본 발명에서 목적으로 하는 토너를 얻기 위해서도 결착 수지로서 사용하는 폴리에스테르 수지는 THF-불용성분을 10.0 내지 70.0 중량％로 함유하고, 열에 의해 얽힘이 느슨해질 수 있는 용매-불용성분을 갖는 수지를 설계할 필요가 있다. 바람직한 폴리에스테르 수지로서는 다가 히드록시 화합물과 다염기성 카르복실산의 중축합물을 포함할 수 있으며, 하기 기재된 조성을 갖는다.
2가 알코올 성분으로서는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 2-에틸-1,3-헥산디올, 수소화 비스페놀 A, 또한 하기 화학식 1로 표시되는 비스페놀 및 그 유도체, 또한 하기 화학식 2로 표시되는 디올류를 들 수 있다.
상기 식에서,
R은 에틸렌기 또는 프로필렌기이고, x, y는 각각 0 이상의 정수이고, 또한 x+y의 평균치는 0 내지 10이고,
R'은 를 나타내고, x', y'는 각각 0 이상의 정수이고, 또한 x'+y'의 평균치는 0 내지 10이다.
그 중에서도 특히, 비스페놀류의 산화알킬렌 2 내지 8 몰 부가물이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 양호한 항-오프셋 특성을 부여할 수 있는 비스페놀류의 산화에틸렌 2 내지 4몰 부가물 또는 비스페놀류의 산화프로필렌 2 내지 4몰 부가물이다.
2염기성의 산 성분으로서는 예를 들면 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 무수프탈산 등의 벤젠 디카르복실산류 또는 그 무수물, 저급 알킬 에스테르; 숙신산, 아디프산, 세바크산, 아젤라산 등의 알킬디카르복실산류 또는 그 무수물, 저급 알킬 에스테르; n-도데세닐숙신산, n-도데실숙신산 등의 알케닐숙신산류 또는 알킬숙신산류, 또는 그 무수물, 저급 알킬 에스테르; 푸마르산, 말레산, 시트라콘산, 이타콘산 등의 불포화 디카르복실산류 또는 그 무수물, 저급 알킬 에스테르; 등의 디카르복실산류 및 그 유도체를 들 수 있다. 이들 중에서, (무수) 말레산, 푸마르산, 이소프탈산, 테레프탈산, n-도데세닐숙신산이 바람직하다. 특히, (무수) 말레산 및 푸마르산은 반응성이 풍부한 것이 더욱 바람직하다. 이소프탈산 및 테레프탈산은 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도를 상승시키기 때문에 내블로킹성에 기여하고, 토너 대전량의 온도나 습도 등에 의한 환경 의존성을 감소시키는 작용 및 토너의 토너 정착 부재로의 고착을 억제하는 작용이 있기 때문에 더욱 바람직하다.
또한, 폴리에스테르 수지는 바람직하게 가교 성분으로도 기능하는 3가 및 4가 이상의 알코올 성분 및(또는) 3염기성 및 4염기성 이상의 산 성분을 함유할 수 있다.
3가의 알코올 성분으로서는, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판 등의 지방족 다가 알코올; 상기 지방족 다가 알코올의 C2 내지 C4 산화알킬렌 (예, 산화에틸렌, 산화프로필렌, 산화부틸렌) 부가물: 유닛 개수 3개의 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락 등의 노볼락 수지; 상기 노볼락 수지의 C2 내지 C4 산화알킬렌 부가물 등을 들 수 있다.
4가 이상의 다가 알코올 성분으로서는, 펜타에리트리톨, 소르비톨 등의 지방족 다가 알코올; 상기 지방족 다가 알코올의 C2 내지 C4 산화알킬렌 (예, 산화에틸렌, 산화프로필렌, 산화부틸렌) 부가물; 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락 등의 유닛 개수 4개 이상의 노볼락 수지; 상기 노볼락 수지의 C2 내지 C4 산화알킬렌 부가물 등을 들 수 있다.
이들 중에서 바람직한 것은, 지방족 다가 알코올의 산화알킬렌 부가물 및 노볼락 수지의 산화알킬렌 부가물이다. 특히 바람직한 것은 하기 화학식 3으로 표시되는 노볼락 수지의 산화알킬렌 부가물이다.
식 중, R은 에틸렌기 또는 프로필렌기이고, x는 0 이상의 수이고, y1 내지 y3은 각각 0 이상의 동일 또는 상이한 수이다.
상기 노볼락 수지의 산화알킬렌 부가물이 THF-불용성분을 얽힘형 THF-불용성분으로 만들 수 있기 때문에 효과적이다. 산화알킬렌 부가물의 부가 몰수가 많을 수록 가교점의 가지 길이가 길어지고, 보다 얽히기 쉬운 구조가 된다. 바람직한 수평균 부가 몰수는 3 내지 60, 보다 바람직하게는 4 내지 40이다. 노볼락 수지 중, 페놀 단위의 수-평균 유닛 개수는 통상 3 내지 60개, 바람직하게는 4 내지 20개, 더욱 바람직하게는 4 내지 15개이다. 상기 범위내의 부가 몰수를 갖는 산화알킬렌 부가물은, 3가 이하의 알코올에 비하여 가교점이 증가되고 수지 분자가 더 높은 밀도로 얽히기 때문에 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서의 3염기성 카르복실산 성분으로서는 예를 들면 트리멜리트산, 1,2,4-벤젠트리카르복실산, 1,2,5-벤젠트리카르복실산, 2,5,7-나프탈렌트리카르복실산, 1,2,4-나프탈렌트리카르복실산, 1,2,4-부탄트리카르복실산, 1,2,5-헥산트리카르복실산, 1,3-디카르복실-2-메틸-2-메틸렌카르복시프로판, 엠폴 (Empol) 삼량체산, 및 이들의 무수물, 저급 알킬 에스테르 등을 들 수 있다.
4염기성 이상의 다가 카르복실산 성분으로서는 테트라(메틸렌카르복실) 메탄, 피로멜리트산, 1,2,7,8-옥탄테트라카르복실산, 및 이러한 무수물, 저급 알킬 에스테르; 하기 화학식 4로 표시되는 테트라카르복실산 등 및 이들의 무수물, 저급 알킬 에스테르 등의 다가 카르복실산류 및 그 유도체를 들 수 있다.
식 중, X는 탄소수 3 이상의 측쇄를 1개 이상 갖는 탄소수 5 내지 30의 알킬렌기 또는 알케닐렌기이다.
상기 중에서도, 1,2,4-벤젠트리카르복실산, 1,2,5-벤젠트리카르복실산 및 이들의 무수물, 저급 알킬 에스테르가 바람직하다.
이들 중에서, 트리멜리트산 또는 이들의 무수물이나 저급 알킬 에스테르는 불용성분에 적절한 탄성을 제공하고, 또한 저렴한 가격으로 입수할 수 있고 항-오프셋 특성을 제공할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명에 사용되는 알코올 성분으로서는 모든 성분을 기준으로 40 내지 60 몰％, 바람직하게는 45 내지 55 몰％, 산 성분으로서는 모든 성분을 기준으로 60 내지 40 몰％, 바람직하게는 55 내지 45 몰％인 것이 바람직하다.
또한 성분 (2)를 10.0 내지 55.0 중량％로 갖기 위해서, 4가 이상의 다가 알코올 성분은 바람직하게는 전체 성분의 0.5 내지 40 몰％의 양일 수 있다. 상기 성분이 0.5 몰％ 미만인 경우에는 충분한 얽힘형 불용성분이 얻어지기 어렵다. 한편, 40 몰％ 초과인 경우에는 얽힘형 불용성분이 너무 많아져 본 발명의 효과를 얻기 어렵다.
본 발명의 폴리에스테르 수지는 통상 일반적으로 공지되어 있는 축중합에 의해서 얻어질 수 있다. 그러나, 특히 반응이 완결된 후, 반응 생성물을 천천히 냉각시키는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로 설명하자면, 반응이 완결된 후 온도를 1 ℃/분 이하의 냉각 속도로 저하시키고, 상기 냉각 도중에 몇 시간 동안 일정한 온도에서 유지한 후, 실온으로 온도를 떨어뜨리는 것이 바람직하다. 이것은 불용성분이 천천히 얽힘에 따라 얽힘 밀도도 함께 증가하기 때문이다. 유지 시간이 짧을 경우 낮은 얽힘 밀도가 얻어지므로 충분한 항-오프셋 특성이 나타날 수 없다. 또한, 1 ℃/분 초과의 냉각 속도로 신속하게 냉각되면서 온도가 저하되는 경우, 축중합시 생성된 수분 함량이 충분하게 휘발되지 않아 수지 중 남게되므로 수지 성분 (1) 및 (3)이 불량하게 혼합되어 토너의 불량한 박리성이 얻어진다.
상기 단량체로부터 얻어진 폴리에스테르 수지의 연화점은 80 내지 160 ℃, 바람직하게는 85 내지 140 ℃일 수 있다. 연화점이 80 ℃ 보다 낮으면 토너가 불량한 고온 항-오프셋 특성을 가질 수 있다. 연화점이 160 ℃보다 높으면 정착성 및 토너 제조시의 분쇄성을 악화시킬 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도는 바람직하게는 40 내지 90 ℃, 보다 바람직하게는 45 내지 85 ℃일 수 있다.
폴리에스테르 수지의 산가는, 바람직하게는 1 내지 60 mgㆍKOH/g, 보다 바람직하게는 2 내지 55 mgㆍKOH/g, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 mgㆍKOH/g일 수 있으며, OH가는 바람직하게는 2 내지 80 mgㆍKOH/g, 보다 바람직하게는 5 내지 70 mgㆍKOH/g, 더욱 바람직하게는 10 내지 60 mgㆍKOH/g일 수 있다.
폴리에스테르 수지의 산가가 1 mgㆍKOH/g 미만이면, 토너에서 충분한 대전량이 얻어지기 어려울 수 있다. 산가가 60 mgㆍKOH/g보다 크면 토너의 대전량은 향상되지만 환경 안정성의 악화가 일어나기 쉽다. 폴리에스테르 수지의 OH가가 2 mgㆍKOH/g 미만인 경우는, 결착 수지 중 불량하게 분산될 수 있고, 대전 제어제 및 착색제의 분산도 또한 불량하여, 토너의 대전이 불균일하게 된다. 80 mgㆍKOH/g보다 큰 경우는 OH기의 회합체가 많이 형성될 수 있다. 따라서, 수분에 의한 공격을 받기 쉽고, 따라서 환경 안정성이 저하되기 쉽다.
또한, 본 발명의 폴리에스테르 수지는 그의 THF-가용성분의 GPC (겔 투과 크로마토그래피)에 의해 측정시 그의 분자량 분포에서, 분자량 3,000 내지 20,000의 영역, 더욱 바람직하게는 분자량 3,000 내지 15,000의 영역에 피크를 가질 수 있다. THF-가용성분의 GPC에 의해 측정된 분자량 분포에서의 피크가 분자량 3,000 미만의 영역에 존재하는 경우 토너는 불량한 분말 유동성을 가질 수 있다. 피크가 분자량 20,000 초과의 영역에 존재하는 경우 토너는 불량한 저온 정착성을 가질 수 있다. 또한, 본원의 분자량은 스티렌 환산에 의한 값을 의미한다.
본 발명의 폴리에스테르 수지는 또한 바람직하게는 토너의 THF-가용성분의 GPC에 의해 측정된 크로마토그램에서 분자량 3,000 내지 10,000의 영역에 주된 피크를 가질 수 있다. 주된 피크가 상기 범위를 벗어나는 경우, 토너는 불량한 저온 정착 성능을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 임의의 다른 폴리에스테르 수지, 변성 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리비닐 부티랄, 로진, 변성 로진, 테르펜 수지, 페놀 수지, 지방족 또는 지환족 탄화수소 수지, 방향족계 석유 수지 등을 상술한 폴리에스테르 수지에 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 관한 특성의 측정법은 이하에 나타낸 바와 같다.
(1) 연화점의 측정 방법:
수지 1 g을 정밀하게 칭량하고, 2,940 N (300 kg 하중)에서 5 분간 가압하여 단면적 1 cm2의 원주형의 정제를 성형한다. 이 샘플을 유출 시험기 CFT-500C (시마즈 세이사꾸쇼 (Shimadzu Corporation) 제조)로 하기의 조건하에서 측정한다. 유출 개시점으로부터 유출 종료점까지의 유출 곡선 높이의 1/2에 상당하는 온도를 연화점으로 한다.
- 측정 조건
하중: 196 N (20 kg).
오리피스 직경: 직경 1 mm, 길이 1.0 mm.
가열 속도: 6 ℃/분.
측정 개시 온도: 75 ℃.
예열 시간: 300 초.
(2) 유리 전이 온도 Tg:
시차 열 분석기 (시차 주사 열량계, DSC 측정 장치)로서 DSC-7 (퍼킨-엘머 코포레이션 (Perkin-Elmer Corporation) 제조) 또는 DSC 2920 (TA 인스투르먼츠 제팬, 리미티드 (TA Instruments Japan, Ltd.)사 제조)를 이용하여 ASTM D3418-82에 따라 측정한다.
측정 시료는 5 내지 20 mg, 바람직하게는 10 mg의 양을 정밀히 칭량한다. 상기 시료를 알루미늄팬에 넣고, 빈 알루미늄 팬을 기준물로 사용한다. 측정 온도 범위 30 내지 200 ℃의 범위에서, 가열 속도 10 ℃/분으로 상온 상습 환경 (25 ℃, 상대 습도 60 ％)하에서 측정을 수행한다. 상기 가열 도중, 온도 40 내지 100 ℃의 범위에서의 DSC 곡선의 주된 흡열 피크가 얻어진다. 이 때의 흡열 피크 출현 전과 후의 기준선의 중간점을 나타내는 선과 시차열 곡선의 교점을 본 발명에 있어서 유리 전이 온도 Tg라 한다.
(3) 수지의 산가 및 히드록시가:
-산가의 측정
JIS K0070-1992에 기재된 측정 방법에 따라 측정한다.
측정 장치: 전위차 자동 적정 장치 AT-400 (쿄오토 전자사 (Kyoto Denshi K.K.) 제조)
장치의 교정: 톨루엔 120 ml과 에탄올 30 ml의 혼합 용매를 사용한다.
측정 온도: 25 ℃.
시료의 제조: 토너 0.5 g (에틸-아세테이트-가용성분의 경우 0.3 g)을 톨루엔 120 ml에 첨가하여 실온 (약 25 ℃)에서 약 10 시간 교반하여 용해시킨다. 또한 에탄올 30 ml을 첨가하여 시료 용액을 만든다.
-OH가 (히드록시가)의 측정
시료 0.5 g을 100 ml 눈금 플라스크에 정밀하게 칭량하고, 여기에 아세틸화 시약 5 ml을 첨가한다. 그 후, 상기 플라스크를 100 ℃ ±5 ℃의 욕 중에 침지하여 가열한다. 1 내지 2 시간 후 플라스크를 욕으로부터 꺼내어, 냉각시킨 후 물을 첨가하고 진탕시켜 아세틸화 시약 중 무수 아세트산을 분해한다. 또한 분해를 완전히 하기 위해서 다시 플라스크를 욕 중에서 10 분 이상 가열하여 냉각시킨다. 그 후, 유기 용매로 플라스크의 벽을 잘 세척한다. 얻어진 용액을 유리 전극을 이용하여 N/2 수산화칼륨의 에틸 알코올 용액으로 전위차 적정을 행하여, OH가를 구한다 (JIS K0070-1966에 따름).
(4) 수지 또는 토너 분자량의 측정:
겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의한 크로마토그램의 분자량을 하기 조건하에서 측정한다.
40 ℃의 가열실 내에서 칼럼을 안정화시킨다. 상기 온도로 유지된 칼럼에, 용매로서 THF (테트라히드로푸란)을 매분 1 ㎖의 유속으로 유동시킨다. 수지 및(또는) 토너를 THF에 용해하고 형성된 용액을 0.05 내지 0.60 중량％의 농도로 조절한 후, 상온 상습 환경 (25 ℃, 상대 습도 60 ％)에 48 시간 동안 둔다. 그 후, 기공 크기 0.2 ㎛의 필터로 여과하여, 얻어진 여액을 시료로서 사용한다. 시료 용액의 50 내지 200 ㎕를 주입하여 측정한다. 시료의 분자량 측정에서, 시료가 갖는 분자량 분포는 여러 종류의 단분산 폴리스티렌 표준 시료에 의해 제조된 검량선의 대수치와 카운트수의 관계로부터 산출된다. 검량선 제조용의 표준 폴리스티렌 시료로서는 예를 들면, 프레셔 케미칼 캄파니 (Pressure Chemical Co.) 또는 도소 고교사 (Tosoh Corporation) 제조의 분자량 600, 2,100, 4,000, 17,500, 51,000, 110,000, 390,000, 860,000, 2,000,000 및 4,480,000의 시료를 사용하여 적어도 분자량 약 1O 이상의 표준 폴리스티렌 시료를 사용하는 것이 적합하다. 또한 검출기에는 RI (굴절률) 검출기를 사용한다.
칼럼으로서는 1,000 내지 2,000,000의 분자량 영역에서 정밀하게 측정하기 위해서 시판되는 폴리스티렌 겔 칼럼을 복수개 조합할 수 있다. 예를 들면, 워터스사 (Waters Co.) 제조의 μ-스티라겔 (STYRAGEL) 5OO, 1,000, 10,000 및 100,000의 조합이나 쇼와 덴꼬사 (Showa Denko K.K.) 제조의 쇼덱스 (SHODEX) KA-801, KA-802, KA-803, KA-804, KA-805, KA-806, KA-807의 조합이 바람직하다.
저온 정착성이라는 관점에서, 폴리에스테르 수지 연화점의 ±30 ℃ 범위 내에 연화점을 갖는 박리제를 혼입하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 사용되는 박리제에는 다음과 같은 것이 있다. 예를 들면 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합체, 폴리올레핀 왁스, 미소결정질 왁스, 파라핀 왁스, 피셔-트롭슈 (Fischer-Tropsh) 왁스와 같은 지방족 탄화수소계 왁스; 산화폴리에틸렌 왁스와 같은 지방족 탄화수소계 왁스의 산화물; 또는 이들의 블럭 공중합체; 칸델릴라 왁스, 카르나우바 왁스, 제팬 왁스 (목랍), 호호바 왁스와 같은 식물계 왁스; 밀랍, 라놀린, 경랍과 같은 동물계 왁스; 지랍, 세레신, 광유와 같은 광물계 왁스; 몬타네이트 왁스, 캐스터 왁스와 같은 지방족 에스테르를 주성분으로 하는 왁스류; 탈산 카르나우바 왁스와 같은 지방족 에스테르의 일부 또는 전부가 탈산화된 것을 들 수 있다. 또한, 팔미트산, 스테아르산, 몬탄산, 또는 장쇄의 알킬기를 더 갖는 장쇄 알킬카르복실산류와 같은 포화 직쇄 지방산; 블라시딘산, 엘레오스테아르산, 파리나린산과 같은 불포화 지방산: 스테아릴알코올, 에이코실 알코올, 베헤닐 알코올, 카우나우빌 알코올, 세릴 알코올, 멜리실 알코올 또는 장쇄의 알킬기를 더 갖는 알킬 알코올과 같은 포화 알코올; 소르비톨과 같은 다가 알코올; 리놀산 아미드, 올레산 아미드, 라우르산 아미드와 같은 지방족 아미드; 메틸렌비스(스테아르산 아미드), 에틸렌비스(카프린산 아미드), 에틸렌비스(라우르산 아미드), 헥사메틸렌비스(스테아르산 아미드)와 같은 포화 지방족 비스아미드; 에틸렌비스(올레산 아미드), 헥사메틸렌비스(올레산 아미드), N,N'-디올레일아디프산 아미드, N,N'-디올레일세바크산 아미드와 같은 불포화 지방산 비스아미드류; m-크실렌비스스테아르산 아미드, N,N'-디스테아릴이소프탈산 아미드와 같은 방향족계 비스아미드; 스테아르산칼슘, 라우르산칼슘, 스테아르산아연, 스테아르산마그네슘과 같은 지방산 금속염 (일반적으로 금속 비누라 함); 지방족 탄화수소계 왁스에 스티렌 또는 아크릴산과 같은 비닐계 단량체에 의해 그래프트화시킨 왁스: 모노글리세라이드 베헤네이트와 같은 지방산과 다가 알코올의 부분 에스테르화물: 식물성 유지를 수소첨가함으로써 얻어지는 히드록실기를 갖는 메틸에스테르 화합물을 들 수 있다.
또한 이들 왁스를 프레스 발한법, 용매 분획법, 재결정법, 진공 증류법, 초임계 가스 추출법 또는 용융-액체 결정법에 의해 분자량 분포를 좁게한 것이나 저분자량 고형 지방산, 저분자량 고형 알코올, 저분자량 고형 화합물, 및 불순물을 제거한 기타 왁스도 바람직하게 사용된다.
본 발명에 사용되는 왁스는 GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량 (Mw)의 수 평균 분자량(Mn)에 대한 비율(Mw/Mn)이 1.0 내지 2.0, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 1.8, 더욱더 바람직하게는 1.0 내지 1.5이고, 분자량 분포가 날카로운 것이 바람직하다. Mw/Mn이 2.0 초과인 경우, 왁스는 본 발명에 토너중 불충분한 분산성을 가질 수 있으므로 토너가 불량한 저장 안정성을 갖도록 만들고 감광성 부재와 같은 부재를 오염시키는 경향이 있으며, 내구성의 열화를 야기하여 안정하고 양호한 화성을 얻기 어렵게 만들 수 있다.
또한 본 발명의 토너는 바람직하게는 왁스를 함유하여 시차 열분석에 의한 흡열 피크를 60 내지 120 ℃, 바람직하게는 70 내지 115 ℃, 더욱더 바람직하게는 90 내지 110 ℃에 적어도 하나 이상 가질 수 있다. 토너가 60 ℃ 미만에서 흡열 피크를 갖는 경우에는 토너는 낮은 내블로킹성을 갖는다. 한편, 토너가 120 ℃ 초과에서 흡열 피크를 갖는다면 토너는 그의 저온 정착성에 역효과를 미칠 수 있다.
왁스의 분자량 분포를 좁게 하는 것 및 흡열 피크 (왁스의 융점)을 규정하는 것으로, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있다. 상기와 같은 왁스는 바람직하게는 수지에 대한 축중합시에 첨가될 수 있다. 수지에 대한 축중합시에 왁스를 첨가하는 것은 각 가용성분 및 불용성분이 서로 잘 혼합되도록 만드므로 왁스는 토너 제조시 더 양호한 분산을 나타내고 토너는 안정한 대전성을 가질 수 있으며 양호한 화상이 얻어질 수 있다. 이것은 또한 토너가 저온 정착성 및 고온 항-오프셋 특성을 쉽게 효과적으로 나타낼 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명에 사용되는 왁스의 분자량 및 흡열 피크 온도를 하기 방법으로 측정할 수 있다.
-왁스의 분자량 측정:
측정 장치: GPC-150 C (워터즈사 제조)
칼럼: GMH-HT (도소사 (Tosoh Corporation) 제조)
온도: 135 ℃
용매: o-디클로로벤젠 (0.1 ％ 아이오놀 첨가)
유속: 1.0 ml/분
시료: 농도 0.15 중량부의 시료를 0.4 ml 주입
상기 조건하에서 측정한다. 시료의 분자량은 단분산 폴리스티렌 표준 시료에 의해 제조한 분자량 교정 곡선을 사용하여 산출된다. 또한, 왁스의 분자량은 마크-하우윈크 (Mark-Houwink) 점도식으로부터 도출되는 환산식에 따라 얻어진 값을 환산함으로써 산출된다.
- 왁스의 흡열 피크 온도의 측정:
왁스의 흡열 피크 온도가 DSC-7 (퍼킨-엘머사 제조) 또는 DSC2920 (TA 인슬루먼츠 제팬사 제조)를 이용하여 가열 속도 10 ℃/분으로 ASTM D3418-82의 온도 측정 패턴에 준하여 측정하여, 그 최대 용융 온도의 피크 최상부 값으로 한다.
왁스의 흡열 피크 온도가 높은 경우, 고온 항-오프셋 특성을 개선시킬 수 있지만 저온 정착성에 대한 효과는 작다. 또한 왁스의 자기 응집력이 높고 수지로의 분산성이 불충분하고 현상 성능에 영향을 미치는 경우가 있다.
왁스의 흡열 피크 온도가 낮거나 분자량 분포가 넓은 경우, 왁스의 초저분자 성분이 토너의 유동성, 대전의 상승, 저장 안정성, 전사 성능에 영향을 미치는 경우가 있다.
본 발명에 사용되는 착색제로서는 자성 산화철 또는 금속을 들 수 있다. 자성 산화철로서는 자철광, 마그헤마이트, 페라이트 등의 산화철, 금속으로서는 철, 코발트, 니켈과 같은 금속 또는 이들 금속과 알루미늄, 코발트, 구리, 납, 마그네슘, 망간, 셀레늄, 티탄, 텅스텐 또는 바나듐과 같은 금속의 합금 및 그 혼합물이 이용된다. 자성 산화철 표면 또는 내부에 비철 원소를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 자성 산화철은 철 원소 기준으로 이종 원소를 0.05 내지 10 중량％ 함유하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량％이다.
이종 원소로서는 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 황으로부터 선택되는 원소가 바람직할 수 있다. 특히 대전 성능의 면에서, 규소 원소를 함유하는 자성 산화철이 바람직하다. 또한 이하의 리튬, 베릴륨, 붕소, 게르마늄, 티탄, 지르코늄, 주석, 납, 아연, 칼슘, 바륨, 스칸듐, 바나듐, 크롬, 망간, 코발트, 구리, 니켈, 갈륨, 카드뮴, 인듐, 은, 팔라듐, 금, 수은, 백금, 텅스텐, 몰리브덴, 니오븀, 오스뮴, 스트론튬, 이트륨, 테크네튬 등의 금속을 들 수 있다.
또한, 자성 산화철은 또한 수지 성분 100 중량부에 대하여 20 내지 200 중량부, 특히 바람직하게는 수지 성분 100 중량부에 대하여 40 내지 150 중량부로 토너 내에 포함될 수 있다.
본 발명의 자성 토너에 사용되는 자성 산화철은 임의로는 실란 커플링제, 티탄 커플링제, 티타네이트, 아미노실란 등로 처리할 수 있다.
본 발명의 토너에 사용할 수 있는 그 밖의 착색제로서는 임의의 적당한 안료또는 염료를 들 수 있다. 안료로서 카본 블랙, 아닐린 블랙, 아세틸렌 블랙, 나프톨 옐로우, 한자 옐로우, 로다민 레이크, 알리자린 레이크, 적산화철, 프탈로시아닌 블루, 인단트렌 블루 등을 들 수 있다. 이들은 정착 화상의 광학 농도를 유지하는 데 필요한 양이 사용되고, 결착 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 10 중량부의 양으로 첨가할 수 있다. 염료로서는 아조계 염료, 안트라퀴논 염료, 크산틴계 염료, 메틴계 염료 등을 들 수 있다. 염료는 결착 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.3 내지 10 중량부의 양으로 첨가할 수 있다.
본 발명의 토너에는 대전 제어제 또는 대전 제어 수지를 첨가할 수 있다. 토너를 음 대전성으로 제어할 수 있는 대전 제어제에는 하기 물질이 있다.
예를 들면 유기 금속 착체, 킬레이트 화합물이 효과적이고, 모노 아조 금속 착체, 아세틸아세톤 금속 착체, 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디카르복실산계의 금속 착체가 있다. 그 밖에는 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 모노- 및 폴리카르복실산 및 그 금속염, 무수물, 에스테르류, 비스페놀 등의 페놀 유도체류 등이 있다.
또한 다음에 표시한 화학식 5로 표시되는 아조계 금속 착체가 바람직하다.
식 중, M은 배위 중심 금속을 나타내고, Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn, Fe 등을 들 수 있다. Ar은 아릴기이고, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있고, 치환기를 가질 수 있다. 이 경우의 치환기로서는 니트로기, 할로겐기, 카르복실기, 아닐리드기 및 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 알콕시기 등이 있다. X,X',Y 및 Y'는 -O-, -CO-, -NH- 또는 -NR- (R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기)이다. A+는 수소, 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 지방족 암모늄을 나타낸다.
특히, 중심 금속으로서는 Fe 또는 Cr가 바람직하다. 치환기로서는 할로겐 원자, 알킬기 또는 아닐리드기가 바람직하다. 카운터 이온으로서는 수소, 알칼리 금속 암모늄 또는 지방족 암모늄이 바람직하다. 또한 상이한 카운터 이온을 갖는 착염의 혼합물도 바람직하게 사용된다.
다르게는, 하기 화학식 6으로 표시한 염기성 유기산 금속 착체도 음 대전성을 제공하는 것으로, 본 발명에 사용할 수 있다.
식 중, M은 배위 중심 금속을 나타내고, Cr, Co, Ni, Mn, Fe, Zn, Al 또는 B 등을 들 수 있다. B는 (알킬기 등의 치환기를 가질 수 있음) , (X는 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 알킬기를 나타냄) 및 (R은 수소 원자, C1 내지 C18의 알킬기 또는 C2 내지 C18의 알케닐기를 나타냄)을 나타낸다.
A'+는 수소, 나트륨, 칼륨, 암모늄, 지방족 암모늄을 나타내거나, 또는 생략될 수 있다. Z는 -O- 또는 이다.
특히, 중심 금속으로서는 Fe, Cr, Si, Zn 또는 Al이 바람직하다. 치환기로서는 알킬기, 아닐리드기, 아릴기, 할로겐 원자가 바람직하다. 카운터 이온은 수소, 암모늄, 지방족 암모늄이 바람직하다.
그 중에서도 화학식 5로 표시되는 아조계 금속 착체가 보다 바람직하다. 특히, 하기 화학식 7로 표시되는 아조계 금속 착체가 가장 바람직하다.
식 중, X1 및 X2는 각각 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고; m 및 m'은 각각 1 내지 3의 정수를 나타내고; Y1 및 Y3은 각각 수소 원자, C1 내지 C18의 알킬기, C2 내지 C18 의 알케닐기, 술폰아미드기, 메실기, 술폰산기, 카르복실레이트기, 히드록시기, C1내지 C18의 알콕시기, 아세틸아미노기, 벤조일기, 아미노기 또는 할로겐 원자를 나타내고; n 및 n'은 각각 1 내지 3의 정수를 나타내고; Y2 및 Y4는 각각 수소 원자 또는 니트로기를 나타내고 (상기 X1과 X2, m과 m', Y1과 Y3, n과 n', Y2와 Y 4는 동일 또는 상이할 수 있음); A+는 암모늄 이온, 알칼리 금속 이온, 수소 이온, 또는 이들의 혼합 이온을 나타낸다.
상기 착체의 구체적인 예들은 하기와 같다.
아조형 철 착체 (1):
아조형 철 착체 (2):
아조형 철 착체 (3):
또한, 이하의 시판품도 사용할 수 있다. 크롬 착염형 아조염료 S-32, S-33, S-34, S-35, S-37, S-38, S-40 (오리엔트 가가꾸 고교사 (Orient Chemical Industries, Ltd.) 제조), 아이젠 스필론 블랙 (AIZEN SPILON BLACK) TRH, BHH (호도가야 가가꾸사 (Hodogaya Chemical Co. Ltd.) 제조), 카야셋트 블랙 (KAYASET BLACK) T-22, 004 (닛본 가야꾸사 (Nippon Kayaku Co. Ltd.)) 제조), 구리 프탈로시아닌계 염료 S-39 (오리엔트 가가꾸 고교사 제조), 크롬 착염 E-81, E-82 (오리엔트 가가꾸 고교사 제조), 아연 착염 E-84 (오리엔트 가가꾸 고교사 제조), 알루미늄 착염 E-86 (오리엔트 가가꾸 고교사 제조) 등이다. 또, 상기 대전 제어제 중 입경이 큰 것은 미리 분쇄 등이 처리를 실시하고 원하는 입경을 갖도록 조절한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
대전 제어 수지로서는, 카르복실기, 페놀계 히드록시기, 나프톨계 히드록시기, 술폰산기, 아미노기, 4급 암모늄염 등의 대전성 관능기를 갖는 수지를 들 수 있다.
토너를 양 대전성으로 제어하는 것으로서, 니그로신 및 지방산 금속염 등에 의한 변성물; 트리부틸벤질암모늄-1-히드록시-4-나프토술포네이트, 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트 등의 4급 암모늄염, 및 이들의 유사체인 포스포늄염 등의 오늄염 및 이들 레이크 안료, 트리페닐메탄 염료 및 이들 레이크 안료 (레이크화제로서는, 인텅스텐산, 인몰리브덴산, 인텅스텐몰리브덴산, 탄닌산, 라우르산, 갈산, 페리시안산 및 페로시안산 등), 고급 지방산의 금속염; 디부틸산화 주석, 디옥틸산화 주석 및 디시클로헥실산화 주석 등의 디오르가노산화 주석; 디부틸붕산염 주석, 디옥틸붕산염 주석, 디시클로헥실붕산염 주석 등의 디오르가노붕산염 주석류; 구아니딘 화합물, 이미다졸 화합물과 같은 물질이 있다. 이들을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이둘 중에서도, 트리페닐메탄 염료 화합물, 카운터이온이 할로겐이 아닌 4급 암모늄염이 바람직하게 사용된다. 또한, 하기 화학식 8로 표시되는 단량체의 단중합체; 또는 상술한 스티렌, 아크릴산에스테르 또는 메타크릴레이트와 같은 중합성 단량체와의 공중합체를 양 대전성 제어제로서 사용할 수 있다. 이 경우 이러한 대전 제어제는, 결착 수지(의 전부 또는 일부)로서 작용할 수도 있다.
식 중, R1은 H 또는 CH3을 나타내고; R2 및 R3은 각각 치환 또는 비치환의 (바람직하게는 탄소수 1 내지 4의) 알킬기를 나타낸다.
특히 하기 화학식 9로 표시되는 화합물이 본 발명의 구성에 있어서 바람직하다.
식 중, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 각각 서로 동일 또는 상이할 수 있는 수소 원자, 치환 또는 비치환의 알킬기 또는 치환 또는 비치환의 아릴기를 나타내고; R7, R8 및 R9는 각각 서로 동일 또는 상이할 수 있는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기를 나타내고; A-는 황산 이온, 질산 이온, 붕산 이온, 인산 이온, 수산 이온, 유기 황산 이온, 유기 술폰산 이온, 유기 인산 이온, 카르복실산 이온, 유기 붕산 이온 또는 테트라플루오로보레이트로부터 선택되는 음이온을 나타낸다.
또한 시판품으로서는 아진 화합물 니그로신 베이스 (NIGROSIN BASE) EX, 본트론 (BONTRON) N-01, N-02, N-04, N-05, N-07, N-09, N-10, N-13 (오리엔트 가가꾸 고교사 제조), 오일 블랙 (OIL BLACK) (츄오 고세이 가가꾸사 (Chuo Synthetic Chemical Co., Ltd.) 제조); 제4급 암모늄염 P-51, 폴리아민 화합물 P-52, 수단 치프 슈발쯔 (SUDAN CHIEF SCHWARZ) BB (솔벤트 블랙 3; C. I. No.26150), 페트 슈발쯔 (FET SCHWARZ) HBN (C. I. No. 26150), 블리리안트 스피릿쯔 슈발쯔 (BRILLIANT SPIRIT SCHWARZ) TN (팔벤파브리켄 바이엘사 (Farbenfabriken Bayer GmbH) 제조), 또한 알콕시화아민, 알킬아미드, 몰리브덴산킬레이트 안료, 이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.
대전 제어제를 토너에 함유시키는 방법으로서는 토너 입자의 내부에 첨가하는 방법과 토너 입자의 외부에 첨가하는 방법이 있다. 이러한 대전 제어제의 사용량으로서는 결착 수지의 종류, 다른 첨가제의 유무, 분산 방법을 포함하는 토너 제조 방법에 다르고, 완전히 규정될 수는 없다. 바람직하게는, 결착 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부의 범위로 사용될 수 있다.
또한 필요에 따라 임의의 바람직한 외부 첨가제를 헨쉘 믹서 등에 의해 혼합할 수 있다. 외부 첨가제로서는 표면을 소수화 처리한 실리카 미립자, 산화 티탄 미립자, 알루미나 미립자, 산화셀륨 미립자, 카본 블랙 등의 무기 미립자 및 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 실리콘 수지 등의 중합체 미립자 등 외부 첨가제로서 공지된 미립자를 사용할 수 있다.
본 발명의 토너를 하기와 같이 제조할 수 있다: 상기 THF-불용성분을 함유하는 폴리에스테르 수지로 이루어지는 결착 수지, 착색제 및 임의로는 박리제에 대전 제어제 및 자성분을 첨가한다. 헨쉘 믹서 또는 볼 밀과 같은 혼합기에 의해 충분히 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 가열 롤, 혼련기, 압출기와 같은 열 혼련기를 이용하여 용융 혼련하여 수지 등을 서로 용융시킨 중에 착색제 또는 자성체를 분산시킨다. 여기서, 용융 혼련을 바람직하게는 본 발명에 특징적인 불용성분의 얽힘을 유지할 수 있는 조건하에서 수행할 수 있다. 용융 혼련 후, 얻어진 혼련물을 냉각 고화 후 분쇄 및 분급한다. 또한 필요에 따라 원하는 첨가제(들)을 헨쉘 믹서와 같은 혼합기에 의해 충분히 혼합할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 토너를 얻을 수 있다.
예를 들면 혼합기로서는 헨쉘 믹서 (미쓰이 고산사 (Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) 제조); 수퍼 믹서 (가와타사 (Kawata K.K.) 제조); 코니칼 리본 믹서 (오카와라 세이사꾸쇼 (Ohkawara Seisakusho K.K.) 제조); 나우타 믹서, 터뷰라이저, 사이크로 믹스 (호소카와 미크론사 (Hosokawa Micron K.K.) 제조): 스파이럴 핀 믹서 (다이헤이요 기코사 (Taigeiyo Kiko K.K.) 제조); 및 료디게 믹서 (마쯔보사 (Matsubo K.K.) 제조)를 들 수 있다. 혼련기로서는 KRC 니이더 (구리모토뎃고쇼사 (Kurimoto Tekkosho K.K.) 제조); 부스-니이더 (부스사 (Buss Co.) 제조); TEM형 압출기 (도시바 기가이샤 (Toshiba Machine Co., Ltd.) 제조); TEX 이축 혼련기 (닛본 세이꼬쇼 (Nippon Seiko K.K.) 제조): PCM 혼련기 (이케가이 뎃고쇼 (Ikegai Tekkosho) 제조); 쓰리-롤 밀, 믹싱 롤 밀 및 니이더 (이노우에 (Inoue) 세이사꾸쇼사 제조); 니덱스 (미쓰이 고산사 제조); MS식 가압 니이더, 니더-루더 (모리야마 (Moriyama) 세이사꾸쇼사 제조); 벤버리 믹서 (고베 세이고사 (Kobe Seikosho K.K.) 제조)를 들 수 있다. 분쇄기로서는 카운터 제트 밀, 마이크론 제트, 이오노마이저 (호소카와 미크론사 제조); IDS형 밀, PJM 제트 분쇄기 (닛본 뉴마틱 공업사 (Nippon Pneumatic Kogyo K.K.) 제조); 크로스 제트 밀 (구리모토 뎃고쇼사 (Kurimoto Tekkosho K.K.) 제조); 울 막스 (닛소 (Nisso) 엔지니어링사 제조); SK 제트-오-밀 (세이신 기교사 (Seishin Kigyo K.K.) 제조); 크립톤 (가와사키 쥬고교사 (Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) 제조); 터보밀 (터보 (Turbo) 고교사 제조)을 들 수 있다. 분급기로서는, 클래실, 마이크론 클래시파이어, 스페딕 클래시파이어 (세이신 기교사 제조); 터보 클래시파이어 (닛신 (Nisshin)엔지니어링사 제조); 마이크론 세퍼레이터, 터보프렉스 (ATP), TSP 세퍼레이터 (호소카와 미크론사 제조); 엘보 제트 (닛테츠 (Nittestsu) 고교사 제조), 디스퍼젼 세퍼레이터 (닛본 뉴마틱 공업사 제조); YM 마이크로컷트 (야스카와 쇼지사 (Yasukawa Shoji K.K.) 제조)를 들 수 있다. 조대 분말 등을 체질 하는데 사용되는 체로서는 울트라소닉스 (고에이 산교사 (Koei Sangyo K.K.) 제조); 레조나시브 및 쟈이로 시프터 (도꾸주 고사꾸쇼사 (Tokuju Kosakusho K.K.) 제조): 바이브라 시프터 (달톤사 (Dalton Co.) 제조); 소니크린 (신토 (Shinto) 고교사 제조); 터보-스크리너 (터보 고교샤 제조); 마이크로시프터 (마기노 (Makino) 산교샤 제조): 원형 진동 스크린 등을 들수있다.
상기한 바와 같이 제조되는 본 발명의 토너는, 1성분 현상제로서 사용할 수도 있지만, 담체와 혼합하여 2성분 현상제로도 사용할 수 있다. 본 발명의 현상제가 담체와 토너로 이루어지는 경우, 담체로서는 수지 피복층을 갖는 수지-피복 담체를 적합하게 사용할 수 있다. 수지-피복 담체는 코어 재료의 표면을 수지로 피복함으로서 얻어진다. 코어 재료로는 예를 들면 철분, 페라이트 분말 및 니켈 분말 등의 자성을 갖는 분체를 들 수 있다. 코어 재료 표면을 피복하는 수지로서는 예를 들면 불소 수지, 비닐 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
본 발명의 토너에 사용되는 화상-형성 장치의 예는 도 1을 참조하여 하기에 기재되어 있다.
정전 잠상 보유 부재 (3)의 표면은 1차 대전 어셈블리로 작용하는 대전 롤러로 구성된 접촉 대전 수단 (11)에 의해 음으로 대전되고, 레이저광 (5)에 노출되어 정전 잠상 보유 부재 (3)에 정전 잠상을 형성한다. 이렇게 형성된 잠상은, 탄성 블레이드 (8) 및 현상 슬리브 (6)을 갖는 현상 어셈블리 (1)에 보유된 음의 마찰대전성인 자성 토너 (13)을 사용한 역현상에 의해 현상된다. 상기 탄성 블레이드 (8)은 우레탄 고무로 제조되어 카운터 방향으로 설치되고, 현상 슬리브 (6)은 자석 (15)와 함께 내부에 제공된다. 다르게는, 무정형 규소 감광성 부재를 사용하고, 여기서 감광성 부재는 양으로 대전되어 정전 잠상을 형성한 후, 음의 마찰대전성인 자성 토너를 사용한 표준 현상에 의해 현상된다. 상기 현상 슬리브에, 교대 바이어스, 펄스 바이어스 및(또는) DC 바이어스가 바이어스 인가 수단 (12)에 의해 인가된다. 전사지 (P)는 전사 구역으로 이동되고, 여기에 전사 롤러로 구성되고 전사 수단으로 작용하는 접촉 전사 부재 (4)에 의해 전사 전압이 전사지 (P) 뒷면 (감광성 드럼에 반대쪽 면)에 인가된다. 따라서, 감광성 드럼 (3)의 표면 상의 토너 화상은 전사지 (P)로 전사된다. 감광성 드럼 (3)으로부터 분리된 전사지 (P)는 가열 롤러 (21) 및 압력 롤러 (22)를 갖는 열-및-압력 정착기를 사용하여 정착되어, 전사지 (P)에 보유된 토너 화상이 정착된다.
전사 단계 후 정전 잠상 보유 부재 (감광성 드럼) (3)에 잔류하는 자성 토너는 세정 블레이드 (7)을 갖는 세정 어셈블리 (14)에 의해 제거된다. 세정 후, 감광성 드럼 (3)은 지움 노출 (erase exposure) (10)에 의해 대전제거되므로, 공정을 다시 접촉 대전 수단 (11)을 사용한 대전 단계로부터 출발하여 반복한다.
정전 잠상 보유 부재 (감광성 드럼)(3)은 감광성 층 및 전도성 기판을 갖고, 화살표 방향으로 회전한다. 토너-담지 부재인 비자성 실린더형으로 형성된 현상 슬리브 (6)은 회전하여 현상 구역내 정전 잠상 보유 부재의 표면 이동과 동일한 방향으로 이동된다. 비자성 실런더형 현상 슬리브 (6) 내에는, 자기장 발생 수단으로 기능하는 다극성 영구 자석 (자석 롤)이 고정된 상태로 제공된다. 현상 어셈블리 (1)에 보유된 자성 토너 (13)은 비자성 실린더형의 표면에 코팅되고, 현상 슬리브 (6)의 표면과 자성 토너 입자 간의 마찰로 인하여 자성 토너에 음 마찰 대전이 부가된다. 자성 닥터 블레이드 (8)도 또한 배치되어 토너 층의 두께를 얇고 (30 ㎛ 내지 300 ㎛) 균일하게 제어하여 현상 슬리브 (6) 상의 토너 층이 정전 잠상 보유 부재의 현상 구역에서 접촉되지 않도록, 감광성 드럼 (3) 및 현상 슬리브 (6)간의 간격 보다 더 작은 두께를 가진 토너층이 형성된다. 상기 현상 슬리브 (6)의 회전 속도는 현상 슬리브 (6)의 선단 속도가 정전 잠상을 보유하는 표면의 선단 속도와 실질적으로 동일하거나 또는 그에 가깝도록 조절된다.
AC 바이어스 또는 펄스 바이어스는 바이어스 수단 (12)에 의해 현상 슬리브 (6)에 인가될 수 있다. 상기 AC 바이어스는 진동수 (f)가 200 내지 4,000 ㎐이고 Vpp가 500 내지 3,000 V이다.
자성 토너 입자가 현상 구역에서 제거될 때, 자성 토너 입자는 정전기적으로 대전된 화상을 보유하는 감광성 드럼 (3)의 표면의 정전력 및 AC 바이어스 또는 펄스 바이어스의 작용에 의해 정전기적으로 대전된 화상 (정전 잠상)의 측면으로 이동된다.
정전 잠상 보유 부재 (예, 감광성 드럼), 현상 어셈블리 및 세정 수단과 같은 상기 성분 중, 다수의 성분들은 장치 유닛으로 일체형으로 결합되어 공정 카트리지가 조립되고, 상기 공정 카트리지는 화상-형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착된다. 예를 들어, 1차 대전 부재 및 현상 어셈블리는 감광성 드럼과 함께 일체형으로 지지되어 장치의 본체에 착탈가능하게 장착된 단일 유닛인 공정 카트리지를 형성할 수 있고, 장치의 본체에 제공된 레일과 같은 가이드 수단을 통해 착탈가능하게 장착되도록 구성될 수 있다. 여기서, 장치는 이렇게 구성되어 세정 수단이 공정 카트리지의 일부와 함께 조립된다.
도 2는 본 발명의 공정 카트리지의 한 예를 도시하고 있다. 본 발명의 공정 카트리지는 정전 잠상 보유 부재, 및 토너의 사용에 의해 상기 정전 잠상 보유 부재에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 수단을 갖고, 상기는 화성-형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착된다. 이러한 예에서, 드럼형 정전 잠상 보유 부재 (감광성 드럼) (3), 세정제 (14) 및 1차 대전 어셈블리 (11)이 일체형으로 지지된 공정 카트리지 (18)가 예시된다.
공정 카트리지의 사용시, 현상 어셈블리 (1)의 자성 토너 (13)가 부족하게 되면 새로운 카트리지로 교체한다.
이러한 예에서, 현상 어셈블리 (1)은 자성 토너 (13)을 갖는다. 현상시, 소정의 전기장이 감광성 드럼 (3) 및 현상 슬리브 (6)을 가로질러 형성되므로 현상 단계가 바람직하게 수행되기 위해서는 감광성 드럼 (3)과 현상 슬리브 (6)간의 거리는 매우 중요하다. 예를 들어, 상기 예에서 거리는 약 300 ㎛ ±20 ㎛으로 조절된다.
도 2의 공정 카트리지에서, 현상 어셈블리 (1)은 자성 토너 (13)을 보유하는 토너 용기 (2), 토너 용기 (2)내의 자성 토너 (13)을 토너 용기 (2)로부터 감광성 드럼 (정전 잠상 보유 부재) (3)에 대향하는 현상 구역으로 담지 및 운반하는 현상 슬리브 (6), 및 현상 슬리브 (6)에 담지되고 현상 구역으로 운반되는 자성 토너 (13)을 소정의 두께로 제어하는 현상 슬리브 (6) 상에 토너 박층을 형성하는 탄성 블레이드 (8)을 갖는다.
현상 슬리브 (6)은 임의의 바람직한 구조를 가질 수 있다. 보통, 상기는 자석 (15)와 일체형으로 제공된 비자성 현상 슬리브 (6)으로 구성된다. 현상 슬리브 (6)은 도면에 도시된 바와 같이 원통형 회전 부재일 수 있거나, 또는 순환적으로 이동하는 벨트 형상일 수 있다. 상기의 재료로는 보통 알루미늄 또는 스테인레스강을 사용하는 것이 바람직하다.
탄성 블레이드 (8)은 고무 탄성 재료, 예를 들어 우레탄 고무, 실리콘 고무 또는 NBR (니트릴-부타디엔 고무), 금속 탄성 재료, 예를 들어 인청동 또는 스테인레스 강, 또는 수지 탄성 재료, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 고밀도 폴리에틸렌으로 구성된 탄성한으로 제조된다. 탄성 블레이드 (8)을 블레이드 부재 그 자체가 갖고 있는 탄성에 의해 현상 슬리브 (6)과 접촉시키고, 철과 같은 강직한 재료로 구성된 블레이드 지지 부재 (9)를 사용하여 토너 용기 (2)에 고정시킨다. 탄성 블레이드 (8)은 바람직하게는 5 내지 80 g/cm의 선형 압력에서 현상 슬립 (6)의 회전 방향과는 정반대 방향으로 접촉될 수 있다.
상기 기재된 대전 롤러 대신 접촉 대전 부재로서 블레이드형의 대전 블레이드도 또한 사용할 수 있다. 본 발명의 토너는 또한 대전 블레이드에서 오염을 방지하는 효과도 가질 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 따라 상세히 설명하지만 본 발명은 이들에 의해서 한정되는 것이 아니다.
<폴리에스테르 수지 제조예 1>
화학식 1로 표시되는 비스페놀 유도체 67 중량부
(R: 프로필렌기, x + y = 2.2의 평균값)
테레프탈산 24 중량부
이소프탈산 2 중량부
무수트리멜리트산 5 중량부
노볼락형 페놀 수지 (유닛 개수 약 5.6개)의 5.6 몰 산화에틸렌 부가물
(5.6가 알코올에 해당) 2 중량부
상기 재료에 폴리에틸렌 왁스 (흡열 피크 온도: 101 ℃, Mn: 720, Mw/Mn: 1.33) 4 중량부 및 디부틸산화 주석 0.5 중량부를 첨가하고, 210 ℃에서 이들을 축합 중합하였다. 산가를 측정하면서 반응의 진행을 추적하여 소정의 산가에 도달한 시점에 반응을 종료하였다. 그 후, 반응 생성물을 0.5 ℃/분의 냉각 속도로 180 ℃에서 어닐링시킨 후 0.5 ℃/분의 냉각 속도로 실온으로 어닐링시켜 (냉각 방법 A) 폴리에스테르 수지 (1)을 얻었다. 상기의 Tg는 56 ℃, 연화점은 108 ℃, 및 THF-불용성분 함량이 25.0 ％이었다. 여기서 얻어진 폴리에스테르 수지 조성물의 물성을 표 2에 표시한다.
<폴리에스테르 수지 제조예 2 내지 5>
원료로 사용하는 카르복실산 화합물 및 알코올 화합물의 종류 및 양 (중량비)를 표 1에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고, 제조예 1과 마찬가지로 단량체 축합 중합시켰다. 따라서, 표 2에 나타낸 폴리에스테르 수지 (2) 내지 (5)를 제조하였다.
<폴리에스테르 수지 제조예 6>
원료로 사용하는 카르복실산 화합물 및 알코올 화합물의 종류 및 양 (중량비)를 표 1에 기재된 바와 같이 변경하고 폴리에틸렌 왁스 (흡열 피크 온도: 114 ℃; Mn: 800; Mw/Mn: 1.70)을 왁스로 사용하는 것을 제외하고, 제조예 1과 마찬가지로 단량체 축합 중합을 수행하였다. 따라서, 표 2에 나타낸 폴리에스테르 수지 (6)을 제조하였다.
<폴리에스테르 수지 제조예 7>
원료로 사용하는 카르복실산 화합물 및 알코올 화합물의 종류 및 양 (중량비)를 표 1에 기재된 바와 같이 변경하고 폴리에틸렌 왁스 (흡열 피크 온도: 118 ℃; Mn: 850; Mw/Mn: 1.90)을 왁스로 사용하는 것을 제외하고, 제조예 1과 마찬가지로 단량체 축합 중합을 수행하였다. 따라서, 표 2에 나타낸 폴리에스테르 수지 (7)을 제조하였다.
<폴리에스테르 수지 제조예 8>
원료로 사용하는 카르복실산 화합물 및 알코올 화합물의 종류 및 양 (중량비)를 표 1에 기재된 바와 같이 변경하고 폴리에틸렌 왁스 (흡열 피크 온도: 125 ℃; Mn: 950; Mw/Mn: 2.5)을 왁스로 사용하는 것을 제외하고, 제조예 1과 마찬가지로 단량체 축합 중합을 수행하였다. 따라서, 표 2에 나타낸 폴리에스테르 수지 (8)을 제조하였다.
<폴리에스테르 수지 제조예 9 내지 11>
원료로 사용하는 카르복실산 화합물 및 알코올 화합물의 종류 및 양 (중량비)를 표 1에 기재된 바와 같이 변경하고 수지에 대한 중축합시 왁스를 전혀 첨가하지 않은 것을 제외하고, 제조예 1과 마찬가지로 단량체 축합 중합을 수행하고, 반응이 완결된 후 반응 생성물을 0.5 ℃/분의 냉각 속도로 180 ℃로 어닐링시키고 180 ℃에서 10 분 동안 유지한 후, 3 분 동안 실온으로 켄칭하였다 (냉각 방법 B). 따라서, 표 2에 나타낸 폴리에스테르 수지 (9) 내지 (11)을 제조하였다.
<폴리에스테르 수지 제조예 12 내지 17>
원료로 사용하는 카르복실산 화합물 및 알코올 화합물의 종류 및 양 (중량비)를 표 1에 기재된 바와 같이 변경하고 수지에 대한 중축합시 왁스를 전혀 첨가하지 않은 것을 제외하고, 제조예 1과 마찬가지로 단량체 축합 중합을 수행하고, 반응이 완결된 후 반응 생성물을 3 분 동안 실온으로 켄칭하였다 (냉각 방법 C). 따라서, 표 2에 나타낸 폴리에스테르 수지 (12) 내지 (17)을 제조하였다.
<실시예 1>
폴리에스테르 수지 (1) 100 중량부
자성 산화철 (입경: 0.2 ㎛; 형상: 구형) 95 중량부
모노아조 철 착체 (T-77, 호도가야 가가꾸사 제품) 2 중량부
상기 혼합물을 130 ℃ 및 200 rpm으로 설정된 2축 압출기로 용융 혼련하였다. 이렇게 얻어진 혼련 생성물을 냉각시키고 햄머 밀로 조분쇄하였다. 얻어진 조분쇄물을 터보 밀로 미분쇄하여 얻어진 미분쇄 가루를 고정 벽형 풍력 분급기로 분급하여, 중량-평균 입경 (D4) 6.8 ㎛의 음 대전성 자성 토너 1을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,500에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 갖고, 불용성분비 C1/B1이 0.15였다. 토너의 가용성분 양 및 불용성분 양을 하기 표 3에 나타내었다.
상기 자성 토너 100 중량부와 소수성 실리카 미분체 1.2 중량부를 헨쉘 믹서로 혼합하여 현상제 1을 제조하였다.
<실시예 2>
폴리에스테르 수지 (1) 대신에 폴리에스테르 수지 (2)를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 토너 2 및 현상제 2를 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,700에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<실시예 3>
폴리에스테르 수지 (1) 대신에 폴리에스테르 수지 (3)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너 3 및 현상제 3을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,500에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<실시예 4>
폴리에스테르 수지 (1) 대신에 폴리에스테르 수지 (4)를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너 4 및 현상제 4를 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,700에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<실시예 5>
폴리에스테르 수지 (1) 대신에 폴리에스테르 수지 (5)를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너 5 및 현상제 5를 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,700에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<실시예 6>
폴리에스테르 수지 (1) 대신에 폴리에스테르 수지 (6)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너 6 및 현상제 6을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,700에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<실시예 7>
폴리에스테르 수지 (1) 대신에 폴리에스테르 수지 (7)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너 7 및 현상제 7을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,700에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<실시예 8>
폴리에스테르 수지 (1) 대신에 폴리에스테르 수지 (8)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너 8 및 현상제 8을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,800에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 1>
폴리에스테르 수지 (9) 100 중량부
자성 산화철 (입경: 0.2 ㎛; 형상: 구형) 95 중량부
모노아조 철 착체 (T-77, 호도가야 가가꾸사 제품) 2 중량부
폴리에틸렌 왁스 (흡열 피크 온도: 125 ℃; Mn: 950; Mw/Mn: 2.5)
4 중량부
상기 혼합물을 100 ℃ 및 250 rpm으로 설정한 2축 압출기로 용융 혼련하였다. 이렇게 얻어진 혼련 생성물을 냉각시키고, 햄머 밀로 조분쇄하였다. 얻어진 조분쇄된 생성물을 젯 분쇄 밀에 의해 미분쇄하여 이렇게 얻어진 미분쇄물을 고정 벽형 풍력 분급기로 분급하여, 중량 평균 입경 (D4) 6.8 ㎛의 음 대전성 자성 토너 9를 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,900에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 불량한 분쇄성을 가졌다.
상기 자성 토너 100 중량부와 소수성 실리카 미분체 1.2 중량부를 헨쉘 믹서로 혼합하여 현상제 9를 제조하였다.
<비교예 2>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (10)을 사용하고 첨가된 왁스를 폴리프로필렌 왁스 (흡열 피크 온도: 150 ℃; Mn: 1,900; Mw/Mn: 5.06)으로 바꾼 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 토너 10 및 현상제 10을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,900에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 불량한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 3>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (11)을 사용한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 토너 11 및 현상제 11을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,700에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 4>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (12)를 사용한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 토너 12 및 현상제 12를 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,900에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 불량한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 5>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (13)을 사용한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 토너 13 및 현상제 13을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 8,500에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 불량한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 6>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (14)를 사용한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 토너 14 및 현상제 14를 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,500에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 7>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (15)를 사용한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 토너 15 및 현상제 15를 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 7,000에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 8>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (16)을 사용한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 토너 16 및 현상제 16을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 8,000에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 불량한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
<비교예 9>
폴리에스테르 수지 (9) 대신에 폴리에스테르 수지 (17)을 사용하고 토너는 제조하는 용융-혼련 조건을 70 ℃ 및 300 rpm으로 설정한 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 토너 17 및 현상제 17을 얻었다. 상기 토너의 THF-가용성분은 분자량 6,000에 주된 피크를 가졌다. 또한, 상기 토너는 양호한 분쇄성을 가졌다. 상기 토너의 데이타를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
다음으로, 이렇게 얻어진 현상제 (토너)를 하기에 나타낸 바와 같은 방법에 의해 평가하였다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
화상 농도의 평가:
<화상 재현 시험>
상기 토너를 각각 공정 카트리지에 넣었다. 시판되는 레이저 빔 프린터 LBP-210 (캐논 제품) 및 전사재로 복사용지 (기초 중량: 75 g/m2)를 사용하여, 고온 다습 환경하 (32.5 ℃, 상대 습도 80 ％)에서 A4 12,000 매를 4 매/분의 공정 속도로 세로로 공급하여 화상 재현성을 시험하였다. 얻어진 화상의 농도를 하기 방법으로 평가하였다.
초기 단계 및 마지막 단계에서 인쇄된 화상에 대한 화상 농도를 평가하였다. 여기서, 맥베스 반사 농도계 (MACBETH REFLECTION DENSITOMETER) (맥베스사 (Macbeth Co.) 제조)를 사용하여 원래 농도가 0.00인 흰 바탕 부분 (예, 백지)에 인쇄된 화상에 대한 상대 농도로 화상 농도를 측정하였다.
<엄격한 방치 시험>
온도 45 ℃, 상대 습도 90 ％로 20 일간 토너를 방치하였다. 그 후, 상온 상습하 (23 ℃, 상대 습도 60 ％)에 1 일간 방치하여 동일 환경하에서 상기와 동일한 장치를 사용하여 화상을 재현하여 초기 단계 및 500 매째의 화상 농도를 확인하였다.
저온 정착성, 고온 항-오프셋 특성:
상기 토너를 각각 공정 카트리지에 넣었다. 시판되는 레이저 빔 프린터 LBP-450 (캐논사 (CANON INC.) 제품)의 정착기를 떼어내고 외부 드라이브 및 정착기의 온도 제어 장치를 부착하여, 가열 롤러의 표면 온도를 120 내지 250 ℃까지 외부에서 변경할 수 있도록 개조하였다. 솔리드 블랙 화상을 전사하여 정착시켰다. 미리설정된 온도를 5 ℃ 간격으로 변경시키면서 상온 상습 환경하 (25 ℃, 상대 습도 60 ％)에서 화상 샘플을 인쇄하였다.
(1) 저온 정착성:
4.9 kPa (50 g/cm2)의 하중을 가하여 부드러운 박지로 정착 화상을 문질렀다. 문지르기 전후에서의 화상 농도의 저하율 (％)이 10 ％ 이하인 최저의 온도를 최저 정착 온도, 즉 정착 개시 온도로서 평가하였다. 여기서, 시험 용지로서 정착 성능에 심각한 복사기용 보통지 (90 g/m2)를 사용하였다.
(2) 고온 항-오프셋 특성:
위쪽 절반 부분에 100 ㎛ 폭의 가로 줄 패턴 (가로폭 10.0 mm, 간격 1.0 mm ㎛), 및 솔리드 블랙, 아래쪽 절반 부분에 백색 화상을 인쇄하였다. 백색 화상상에 오염이 발생하지 않은 최고 온도를 데이타에 나타내었다. 시험 용지로서 오프셋이 발생하기 쉬운 복사기용 보통지 (60 g/m2)를 사용하였다.
본 발명에 의하여 최저 정착 온도가 낮고 고온 항-오프셋 특성이 우수하며 넓은 정착 가능 영역을 갖고, 또한 고온 다습 환경하에 있어서도 높은 현상성을 유지하며 고온 다습하의 방치에 있어서도 열화가 발생하지 않은 토너가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자성 토너를 사용하여 화상을 형성하기 위한 화상-형성 장치의 예를 도시하고 있는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자성 토너를 사용하여 화상을 형성하기 위한 공정 카트리지의 예를 도시하고 있는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 현상 어셈블리 2: 토너 용기
3: 정전 잠상 보유 부재 4: 접촉 전사 부재
5: 레이저 광 6: 현상 슬리브
7: 세정 블레이드 8: 탄성 블레이드
9: 블레이드 지지 부재 10: 지움 노출
11: 접촉 대전 수단 12: 바이어스 인가 수단
13: 토너 14: 세정 어셈블리
15: 자석 18: 공정 카트리지
21: 가열 롤러 22: 가압 롤러
P: 전사 용지

Claims (12)

  1. (a) 결착 수지 성분내에 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 A1을 20.0 중량％ 내지 65.0 중량％로, 및 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-가용성분 A2를 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％로;
    (b) 결착 수지 성분내에 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 B1을 10.0 중량％ 내지 30.0 중량％로, 및 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-가용성분 B2를 70.0 중량％ 내지 90.0 ％로;
    및
    (c) 결착 수지 성분내에 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-불용성분 C1을 0.5 중량％ 내지 3.0 중량％로, 및 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-가용성분 C2를 97.0 중량％ 내지 99.5 중량％로 포함하고;
    (d) C1의 B1에 대한 비율 (C1/B1)이 0.06 내지 0.15이며, A1, B1 및 C1이 A1 > B1 > C1를 충족시키는 것인,
    적어도 결착제 수지 성분으로 폴리에스테르 수지 및 착색제를 포함하는 토너.
  2. 제1항에 있어서, 상기 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 A1과 상기 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 B1과의 차 (불용성분 양 A1 - 불용성분 양 B1)가 10.0 중량％ 내지 55.0 중량％인 것을 특징으로 하는 토너.
  3. 제1항에 있어서, 상기 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 B1과 상기 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-불용성분 C1과의 차 (불용성분 양 B1 - 불용성분 양 C1)가 10.0 중량％ 내지 29.5 중량％인 것을 특징으로 하는 토너.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결착 수지 성분으로 사용되는 폴리에스테르 수지가 적어도 (i) 4가 이상의 히드록시 화합물 또는 4염기성 이상의 카르복실산과 (ii) 3가 이하의 히드록시 화합물 또는 3염기성 이하의 카르복실산과의 중축합물인 것인 토너.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 성분의 주된 피크가 토너의 테트라히드로푸란-가용성분의 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 크로마토그램에서 분자량 3,000 내지 10,000의 영역에 있는 것인 토너.
  6. 제1항에 있어서, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 중량-평균 분자량 Mw의 수-평균 분자량 Mn에 대한 비율 (Mw/Mn)이 1.0 내지 2.0인 왁스를 더 포함하며 시차 열분석에서 60 ℃ 내지 120 ℃에서 적어도 하나 이상의 흡열성 피크를 갖는 토너.
  7. 정전 잠상 보유 부재, 및 토너를 사용하여 정전 잠상 보유 부재에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 수단을 포함하며, 상기 토너가
    (a) 결착 수지 성분내에 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 A1을 20.0 중량％ 내지 65.0 중량％로, 및 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-가용성분 A2를 35.0 중량％ 내지 80.0 중량％로;
    (b) 결착 수지 성분내에 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 B1을 10.0 중량％ 내지 30.0 중량％로, 및 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-가용성분 B2를 70.0 중량％ 내지 90.0 ％로;
    및
    (c) 결착 수지 성분내에 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-불용성분 C1을 0.5 중량％ 내지 3.0 중량％로, 및 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-가용성분 C2를 97.0 중량％ 내지 99.5 중량％로 포함하고;
    (d) C1의 B1에 대한 비율 (C1/B1)이 0.06 내지 0.15이며, A1, B1 및 C1이 A1 > B1 > C1를 충족시키고,
    적어도 결착제 수지 성분으로 폴리에스테르 수지 및 착색제를 포함하는 것인, 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착된 공정 카트리지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 토너에서 상기 6 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 A1과 상기 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 B1과의 차 (불용성분 양 A1 - 불용성분 양 B1)가 10.0 중량％ 내지 55.0 중량％인 것을 특징으로 하는 공정 카트리지.
  9. 제7항에 있어서, 상기 토너에서 상기 16 시간 추출시의 테트라히드로푸란-불용성분 B1과 상기 185 ℃에서 6 시간 추출시의 오르토디클로로벤젠-불용성분 C1과의 차 (불용성분 양 B1 - 불용성분 양 C1)가 10.0 중량％ 내지 29.5 중량％인 것을 특징으로 하는 공정 카트리지.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토너에서 상기 결착 수지 성분으로서 사용되는 폴리에스테르 수지가 적어도 (i) 4가 이상의 히드록시 화합물 또는 4염기성 이상의 카르복실산과 (ii) 3가 이하의 히드록시 화합물 또는 3염기성 이하의 카르복실산과의 중축합물인 것인 공정 카트리지.
  11. 제7항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 성분의 주된 피크가 토너의 테트라히드로푸란-가용성분의 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 크로마토그램에서 분자량 3,000 내지 10,000의 영역에 있는 것인 공정 카트리지.
  12. 제7항에 있어서, 상기 토너가 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 중량-평균 분자량 Mw의 수-평균 분자량 Mn에 대한 비율 (Mw/Mn)이 1.0 내지 2.0인 왁스를 더 포함하며 시차 열분석에서 60 ℃ 내지 120 ℃에서 적어도 하나 이상의 흡열성 피크를 갖는 것인 공정 카트리지.
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