KR101626413B1 - 전자 사진용 마젠타 토너, 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및, 화상 형성 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너의 제공.
[해결 수단] 폴리에스테르 수지, C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 C.I. 피그먼트 레드 122의 고용체(固溶體)를 함유하는 착색제, 이형제, 및, 무기 입자를 함유하는 토너 입자와, 외첨제를 함유하고, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상인 전자 사진용 마젠타 토너.

Description

전자 사진용 마젠타 토너, 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및, 화상 형성 방법{MAGENTA TONER FOR ELECTROPHOTOGRAPHY, DEVELOPER, TONER CARTRIDGE, PROCESS CARTRIDGE, IMAGE FORMING APPARATUS, AND IMAGE FORMING METHOD}

본 발명은, 전자 사진용 마젠타 토너, 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및, 화상 형성 방법에 관한 것이다.

전자 사진법 등 정전 잠상을 거쳐 화상 정보를 가시화(현상)하는 방법은, 현재 다양한 분야에서 이용되고 있다. 전자 사진법에 있어서는, 예를 들면, 대전, 노광에 의해 잠상 유지체 표면에 정전 잠상을 형성하고(정전 잠상 형성 공정), 이에 토너를 공급하여 정전 잠상을 현상하고(현상 공정), 현상된 토너상을, 중간 전사 부재를 거치거나 또는 거치지 않고, 기록 매체에 전사하고(전사 공정), 전사된 전사상을 정착함으로써(정착 공정) 가시화된다.

전자 사진법에 있어서, 칼라 화상을 형성하는 경우에는, 일반적으로, 색재의 삼원색인, 옐로우, 마젠타, 시안의 조합의 3색, 또는 이에 블랙을 더한 4색의 토너를 사용하여, 색의 재현을 행하고 있다.

마찰 대전성이 뛰어나고, 매우 선명한 색채를 얻을 수 있으며, 또한 OHP 투명성이 뛰어난 정전하상 현상용 마젠타 토너를 제공하기 위해, 결착 수지, 마젠타 안료 및 극성 수지를 적어도 함유하는 마젠타 토너 입자를 갖는 정전하상 현상용 마젠타 토너이며, 당해 결착 수지는 스티렌 중합체, 스티렌 공중합체 또는 그들의 혼합물이며, 당해 마젠타 안료는, 씨 아이 피그먼트 레드 122(C.I. Pigment Red 122)와 씨 아이 피그먼트 바이올렛 19(C.I. Pigment Violet 19)의 고용체(固溶體) 안료 또는 씨 아이 피그먼트 레드 202(C.I. Pigment Red 202)와 씨 아이 피그먼트 바이올렛 19(C.I. Pigment Violet 19)의 고용체 안료이며, 극성 수지는, 산가 3㎎KOH/g 이상 20㎎KOH/g 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 마젠타 토너가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

마찰 대전성이 뛰어나고, 매우 선명한 색채를 얻을 수 있으며, 또한 OHP 투명성이 뛰어난 정전하상 현상용 마젠타 토너를 제공하기 위해, 결착 수지 및 마젠타 안료를 적어도 함유하는 마젠타 토너 입자를 갖는 정전하상 현상용 마젠타 토너이며, 당해 마젠타 안료가 씨 아이 피그먼트 레드 122(C.I. Pigment Red 122), 씨 아이 피그먼트 레드 202(C.I. Pigment Red 202) 및 씨 아이 피그먼트 바이올렛 19(C.I. Pigment Violet 19)의 고용체 안료인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 마젠타 토너가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

인자(印字) 농도가 높고, 흐림의 발생이 없고, 잉크 인쇄와 동등한 색상을 갖는 마젠타 토너를 제공하기 위해, 결착 수지와 마젠타 안료를 함유하는 마젠타 토너 입자를 갖는 마젠타 토너이며, 당해 마젠타 안료가 C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 C.I. 피그먼트 레드 185로 이루어지는 마젠타 토너가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

고채도로 색재현성이 뛰어남과 함께, 높은 환경 안정성, 색상 안정성, 오일리스 정착성, 및 내광성을 갖는 전자 사진용 오일리스 마젠타 토너를 제공하기 위해, C.I. 피그먼트 레드 256과 C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 C.I. 피그먼트 레드 202의 적어도 1종과의 고용체를 사용하는 토너가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조).

착색제 분산체의 침강성이나 응집성이 억제되고, 종이 흐림, 잔상, 오염이 없고 적절한 화상 농도인 고화질의 화상을 얻는 토너의 제조 방법을 제공하기 위해, C.I. Pigment Red 122와 C.I. Pigment Violet 19로 이루어지는 고용체를 사용하고, 착색제 분산체의 점도와 착색제 분산체의 체적 중위경(中位徑)의 관계를 나타낸 토너가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조).

일본 특개평10-123760호 공보 일본 특개평11-084735호 공보 일본 특개2004-061686호 공보 일본 특개2007―094270호 공보 일본 특개2011-215311호 공보

본 발명은, 착색제의 색옮아감(color migration)이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너를 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 폴리에스테르 수지, C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 C.I. 피그먼트 레드 122의 고용체를 함유하는 착색제, 이형제, 및, 무기 입자를 함유하는 토너 입자와, 외첨제를 함유하고, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상인 전자 사진용 마젠타 토너.

2. 상기 이형제의 융해 온도가, 70℃ 이상 100℃ 이하인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

3. 상기 이형제가, 피셔-트롭쉬 왁스인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

4. 상기 이형제의 첨가량이, 상기 폴리에스테르 수지 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 15질량부 이하인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

5. 상기 고용체의 상기 토너 입자 중에 있어서의 함유량이, 2질량% 이상 30질량% 이하인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

6. 상기 C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 상기 C.I. 피그먼트 레드 122의 비율(질량 기준)이, 80:20 내지 20:80인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

7. C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, C.I. 피그먼트 레드 269를 더 함유하는 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

8. 상기 C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, 상기 C.I. 피그먼트 레드 269의 비율이, 상기 고용체 100질량부에 대하여 30질량부 이상 500질량부 이하인 7에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

9. 착색제의 평균 입경이 30㎚ 이상 300㎚ 이하인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

10. 상기 무기 입자가 실리카이며, 상기 토너 입자 중에 있어서의 상기 무기 입자의 함유량이, 0.3질량% 이상 10질량% 이하인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

11. 상기 무기 입자의 평균 입경이 100㎚ 이상인 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

12. 상기 외첨제가 실리카를 함유하는 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

13. 상기 실리카의 1차 입경이 0.01㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 12에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

14. 상기 외첨제가 활제를 더 함유하는 12에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

15. 상기 활제의 1차 입경이, 0.5㎛ 이상 8.0㎛ 이하인 14에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너.

16. 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너를 함유하는 전자 사진용 마젠타 현상제.

17. 1에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너를 수납하고, 화상 형성 장치에 착탈되는 토너 카트리지.

18. 16에 기재된 현상제를 수납하고, 잠상 유지체 표면에 형성된 정전 잠상을 상기 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단을 구비하고, 화상 형성 장치에 착탈되는 프로세스 카트리지.

19. 잠상 유지체와, 상기 잠상 유지체 표면을 대전하는 대전 수단과, 상기 잠상 유지체 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 수단과, 상기 정전 잠상을 16에 기재된 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 수단과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 수단을 구비하는 화상 형성 장치.

20. 상기 정착 수단에 의한 정착 압력이, 4.0kgf/㎠ 이상인 19에 기재된 화상 형성 장치.

21. 프로세스 속도가, 300㎜/sec 이상인 19에 기재된 화상 형성 장치.

22. 잠상 유지체 표면을 대전하는 대전 공정과, 상기 잠상 유지체 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 공정과, 상기 정전 잠상을 16에 기재된 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 공정과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 공정과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 공정을 갖는 화상 형성 방법.

23. 상기 정착 공정에 있어서의 정착 압력이, 4.0kgf/㎠ 이상인 22에 기재된 화상 형성 방법.

24. 프로세스 속도가, 300㎜/sec 이상인 22에 기재된 화상 형성 방법.

1에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 미만인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

2에 관한 발명에 의하면, 상기 이형제의 융해 온도가, 70℃ 이상 100℃ 이하의 범위 외인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

3에 관한 발명에 의하면, 상기 이형제가, 피셔-트롭쉬 왁스가 아닌 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

4에 관한 발명에 의하면, 상기 이형제의 첨가량이, 상기 폴리에스테르 수지 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 15질량부 이하의 범위 외인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

5에 관한 발명에 의하면, 상기 고용체의 상기 토너 입자 중에 있어서의 함유량이, 2질량% 이상 30질량% 이하의 범위 외인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

6에 관한 발명에 의하면, 상기 C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 상기 C.I. 피그먼트 레드 122의 비율(질량 기준)이, 80:20 내지 20:80이 아닌 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

7에 관한 발명에 의하면, C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, C.I. 피그먼트 레드 269를 더 함유하지 않는 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

8에 관한 발명에 의하면, 상기 C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, 상기 C.I. 피그먼트 레드 269의 비율이, 상기 고용체 100질량부에 대하여 30질량부 이상 500질량부 이하의 범위 외인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

9에 관한 발명에 의하면, 착색제의 평균 입경이 30㎚ 이상 300㎚ 이하가 아닌 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 더 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

10에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자가 실리카가 아니거나, 또는, 상기 토너 입자 중에 있어서의 상기 무기 입자의 함유량이, 0.3질량% 이상 10질량% 이하의 범위 외인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

11에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자의 평균 입경이 100㎚ 이상이 아닌 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

12에 관한 발명에 의하면, 상기 외첨제가 실리카를 함유하지 않는 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

13에 관한 발명에 의하면, 상기 실리카의 1차 입경이 0.01㎛ 이상 0.5㎛ 이하가 아닌 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

14에 관한 발명에 의하면, 상기 외첨제가 활제를 더 함유하지 않는 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

15에 관한 발명에 의하면, 상기 활제의 1차 입경이, 0.5㎛ 이상 8.0㎛ 이하가 아닌 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너가 제공된다.

16에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 미만인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너를 함유하는 현상제가 제공된다.

17에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 미만인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너를 수용한 토너 카트리지만 제공된다.

18에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 미만인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너를 함유하는 현상제의 취급을 용이하게 하고, 각종 구성의 화상 형성 장치로의 적응성을 높일 수 있다.

19에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 미만인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너를 함유하는 현상제를 사용한 화상 형성 장치가 제공된다.

20에 관한 발명에 의하면, 상기 정착 수단에 의한 정착 압력이, 4.0kgf/㎠ 이상이어도 착색제의 색옮아감이 억제되는 화상 형성 장치가 제공된다.

21에 관한 발명에 의하면, 프로세스 속도가, 300㎜/sec 이상이어도 착색제의 색옮아감이 억제되는 화상 형성 장치가 제공된다.

22에 관한 발명에 의하면, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 미만인 경우에 비교하여, 착색제의 색옮아감이 억제되는 전자 사진용 마젠타 토너를 함유하는 현상제를 사용한 화상 형성 방법이 제공된다.

23에 관한 발명에 의하면, 상기 정착 공정에 있어서의 정착 압력이, 4.0kgf/㎠ 이상이어도 착색제의 색옮아감이 억제되는 화상 형성 방법이 제공된다.

24에 관한 발명에 의하면, 프로세스 속도가, 300㎜/sec 이상이어도 착색제의 색옮아감이 억제되는 화상 형성 방법이 제공된다.

[도 1] 본 실시 형태의 화상 형성 장치를 나타내는 개략 구성도.
[도 2] 전자(電磁) 유도 방식의 정착 장치를 나타내는 도면.
[도 3] 본 실시 형태의 프로세스 카트리지의 호적(好適)한 일례의 기본 구성을 개략적으로 나타내는 모식 단면도.

이하, 본 발명의 전자 사진용 마젠타 토너, 현상제, 토너 카트리지, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및, 화상 형성 방법의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

<전자 사진용 마젠타 토너>

본 실시 형태의 전자 사진용 마젠타 토너(이하, 본 실시 형태의 토너라고 하는 일이 있다)는, 폴리에스테르 수지, C.I. 피그먼트 바이올렛 19(이하, PV19라고 하는 일이 있다) 및 C.I. 피그먼트 레드 122(이하, PR122라고 하는 일이 있다)의 고용체를 함유하는 착색제, 이형제, 및, 무기 입자를 함유하는 토너 입자와, 외첨제를 함유하고, 상기 무기 입자의 평균 입경을, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상으로 한 것이다.

일반적으로 PV19, PR122와 같은 퀴나크리돈 안료는 견뢰성(堅牢性)이 높다. 이는 퀴나크리돈이 갖는 NH기와 CO기가 서로 수소 결합을 생기는 구조를 취하기 쉬워지는 것이 한 원인으로 생각되지만, 동시에 색미(色味)나 투명감을 제어하는 일이 곤란해지기 쉽다. 그래서, 이들의 안료를 고용체로 하는 것에 의해, 입체적으로 장해를 소지(所持)시킴으로써, 상기 수소 결합에 의한 견뢰성을 저하시켜, 색미나 투명감을 제어하는 기술이 알려져 있다.

그러나, 안료는 토너를 구성하는 재료 중에서는 결착 수지, 이형제 등과 비교하여 충분한 견뢰성을 갖고, 또한 종이 등의 기록 매체에 스며들기 어렵기 때문에, 고광택 화상과 같이 결착 수지가 기록 매체에 스며들고, 또한 이형제가 화상 표면에 많이 존재하는 화상을 출력한 후에는, 화상 중에 안료가 많이 존재하게 된다.

이형제는 통상 유리 전이 온도가 0℃ 이하에서 부드러운 재료이기 때문에 화상 표면으로부터 탈리하기 쉽고, 화상 표면으로부터 이형제가 탈리한 후에는 화상의 표면에 안료가 드러난다. 그 결과, 출력한 화상과 다른 화상이나 기록 매체와의 접촉에 의해 안료가 이행하여, 화상의 색옮아감으로써 드러나버리는 일이 있다.

또한, PV19 및 PR122의 고용체는 응집하기 쉬우므로 정착 화상 표면으로 이형제가 배어나오기 어려운 경우가 있었다. 이 경우, 이형제층이 화상 표면에 형성되기 어렵게 되어, 이형제에 의한 정착 화상의 표면 보호 기능이 발휘되기 어려워진다. 그 결과, 고용체가 화상 표면에 노출하기 쉬워지게 되고, 스침에 대하여 색옮아감이 생기기 쉽게 되버리는 일이 있다.

본 실시 형태에서는, 결착 수지로서 폴리에스테르 수지를 사용하고, 무기 입자의 평균 입경을 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상으로 함으로써 색옮아감이 억제된다. 그 이유는 명확하지 않지만, 이하와 같이 추찰(推察)된다.

우선, 결착 수지에 폴리에스테르 수지를 사용함으로써, 안료 표면의 CO기, NH기와 폴리에스테르 수지의 에스테르기의 친화성이 향상하고, 정착 화상 표면으로의 안료의 직접 노출이 감소하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 무기 입자도 안료(착색제)와 같이 기록 매체에 배어나오기 어렵고, 화상 중에 안료와 함께 무기 입자도 많이 존재하게 된다. 무기 입자의 평균 입경을 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상으로 함으로써, 무기 입자의 스페이서 기능에 의해, 화상 중에 포함되는 안료가 다른 화상이나 기록 매체와 접촉하거나 스치거나 하는 일이 방지된다. 또 무기 입자가 안료(착색제)보다 작아도 효과가 나타나는 것은, 화상 표면에 있어서는 결착 수지와의 친화성이 큰 편이 보다 볼록 부분이 작아진다고 생각되고, 무기 입자는 안료(착색제)보다 작아도 0.75배 이상이면, 결과적으로 볼록 부분의 크기는 동(同)정도가 되기 때문에, 안료가 다른 화상이나 기록 매체와 접촉하거나 스치거나 하는 일이 방지된다고 생각된다. 그 결과, 안료의 색옮아감이 억제된다고 추찰된다.

본 실시 형태에 있어서는, 무기 입자의 평균 입경이 착색제의 평균 입경의 0.8배 이상인 것이 바람직하고, 0.9배 이상인 것이 더 바람직하다.

본 실시 형태에 있어서, 무기 입자 및 착색제의 평균 입경은, 체적 평균 입경이어도 개수 평균 입경이어도 그 외의 평균 입경이어도 되지만, 서로 같은 정의의 평균 입경일 필요가 있다. 예를 들면, 무기 입자의 평균 입경이 체적 평균 입경이었을 경우에는 착색제의 평균 입경도 체적 평균 입경이 되고, 무기 입자의 평균 입경이 개수 평균 입경이었을 경우에는 착색제의 평균 입경도 개수 평균 입경이 된다.

본 실시 형태에 있어서, 무기 입자 및 착색제의 평균 입경은, 하기 방법에 의해 얻어진 값을 말한다.

우선 투과형 전자 현미경(TEM)의 화상에서 무기 입자 및 착색제를 확인할 수 있는 조건을 찾는다. 이 때 착색제는 색에 따라 반드시 보이는 방식이 같지 않기 때문에, 무기 입자, 착색제는 각각 화상을 작성해도 된다. 무기 입자, 착색제의 최장 부분의 길이를 각각 측정하고, 각각 20개에 대하여 그 길이를 측정한다. 측정한 20개의 입자 중, 큰 것으로부터 10개의 평균을, 각각 무기 입자, 착색제 평균 입경으로 한다. 이는 TEM의 화상이 단면 화상이며, 무기 입자, 착색제의 중심을 절단할 수 있다고는 한할 수 없기 때문에, 큰 것으로부터 10개를 선택함으로써 평균 입경의 오차를 작게 하려고 하기 위함이다.

본 실시 형태의 토너는, 폴리에스테르 수지, 상기 특정의 고용체를 함유하는 착색제, 이형제, 및, 무기 입자를 함유하는 토너 입자와, 외첨제를 함유하고, 필요에 따라 그 외의 성분을 함유하고 있어도 된다. 이하에 있어서, 본 실시 형태의 토너를 구성하는 각 성분에 대하여 설명한다.

(착색제)

본 실시 형태의 토너는 착색제로서 PV19 및 PR122의 고용체(이하, 특정의 고용체라고 하는 일이 있다)를 함유한다.

착색제로서 사용할 수 있는 특정의 고용체의 토너 입자 중에 있어서의 함유량은, 2질량% 이상 30질량% 이하가 바람직하다. 특정의 고용체의 토너 입자 중에 있어서의 함유량이 2질량% 이상 30질량% 이하이면, 착색제의 색옮아감이 더 억제된다. 또한, 높은 착색력과 채도를 얻을 수 있다. 토너 입자 중에 있어서의 함유량이 2질량% 미만이면, 착색력을 얻을 수 없는 경우가 있고, 30질량%를 초과하면 채도를 얻을 수 없는 경우가 있다.

특정의 고용체의 토너 입자 중에 있어서의 함유량의 바람직한 범위는 4질량% 이상 15질량% 이하이다.

본 실시 형태에서 사용할 수 있는 특정의 고용체 중에 포함되는 PV19와 PR122의 비율(질량 기준)은, 80:20 내지 20:80이 바람직하고, 60:40 내지 40:60이 더 바람직하다.

본 실시 형태의 토너는, 특정의 고용체와 함께, C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, C.I. 피그먼트 레드 269를 더 함유하는 것이 바람직하다. 특정의 고용체에 더하여 이들 착색제를 더 함유함으로써, 청색 영역의 색재현역에 더해, 적색 영역의 색재현역이 확대한다.

C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, C.I. 피그먼트 레드 269의 비율은, 특정의 고용체 100질량부에 대하여 30질량부 이상 500질량부 이하가 바람직하고, 50질량부 이상 200질량부 이하가 더 바람직하다.

특정의 고용체의 제조 방법은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면 미국 특허3160510호 공보 명세서에 기재된 고용체 성분을 황산 또는 적당한 용매로부터 동시에 재결정시키고, (염마쇄(鹽摩碎) 후에) 이어서 용제 처리하는 방법이나, 독일 특허 출원 공고1217333호 공보에 기재된 적당히 치환된 디아미노테레프탈산 혼합물의 환화 후에 용제 처리하는 방법을 들 수 있다.

본 실시 형태의 토너에 있어서, 착색제에는, 특정의 고용체 이외에, 사용 목적에 따라, 다른 안료나 염료, 체질 안료 등을 혼합 사용해도 된다. 특정의 고용체의 비율로서는, 착색제 전체의 60질량% 이상인 것이 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 그 전부가 특정의 고용체인 것이 가장 바람직하다. 특정의 고용체의 비율이 착색제 전체의 60질량% 이상이면, 2종 이상의 착색제를 혼합했을 경우에도, 색이 탁해지는 일이 없고, 또한, 특정의 고용체가 뛰어난 발색성의 이익을 향수(享受)할 수 있다.

혼합 사용 가능한 안료로서는, 일반적인 옐로우, 오렌지, 레드, 마젠타 등의 안료를 들 수 있다. 혼합 사용 가능한 체질 안료로서는, 바리타분, 탄산바륨, 클레이, 실리카, 화이트 카본, 탈크, 알루미나 화이트 등을 들 수 있지만, 체질 안료는 투명성을 해치는 경우가 많으므로 체질 안료의 혼합 사용은 바람직하지 않다.

또한, 혼합 사용 가능한 염료로서는, 염기성, 산성, 분산, 직접 염료 등의 각종 염료, 예를 들면, 니그로신, 메틸렌 블루, 로즈벵갈, 퀴놀린 옐로우, 울트라 마린 블루 등을 들 수 있다. 또한, 이들 염료를 단독으로, 혹은 혼합하여, 또한 고용체의 상태로 사용해도 된다. 습식 제법으로 사용하는 경우, 염료가 수상으로 빠지는 것을 억제하는 관점에서, 유용성(油溶性) 염료가 바람직하다. 또한, 염료를 화학적으로 소수화 처리하는, 폴리머로 캅셀화하는 등의 처리를 실시하고 나서 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 토너 중의 착색제의 평균 입경은, 무기 입자의 평균 입경이 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상이 되도록 설정되지만, 예를 들면, 30㎚ 이상 300㎚ 이하의 범위가 바람직하고, 60㎚ 이상 200㎚ 이하의 범위가 보다 바람직하다. 30㎚ 이상이면, 토너가 현저하게 증점하는 일이 없다. 또한, 300㎚ 이하이면, 토너 표면에 안료가 노출하는 일이 없기 때문에, 토너의 대전량이 저하하는 일도 없다.

(결착 수지)

본 실시 형태의 토너는, 결착 수지로서 폴리에스테르 수지를 함유한다.

전 결착 수지 중의 폴리에스테르 수지의 배합 비율로서는, 60질량% 이상인 것이 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 폴리에스테르 수지의 배합 비율이 60질량% 이상이면, 폴리에스테르 수지 특유의 성질을 충분히 향수할 수 있다.

폴리에스테르 수지로서는, 예를 들면 다가 카르복시산류와 다가 알코올류의 중축합에 의해 얻을 수 있는 것을 들 수 있다.

다가 카르복시산의 예로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 피로멜리트산, 나프탈렌디카르복시산 등의 방향족 카르복시산류; 무수 말레산, 푸마르산, 숙신산, 알케닐 무수 숙신산, 아디프산 등의 지방족 카르복시산류; 시클로헥산디카르복시산 등의 지환식 카르복시산류를 들 수 있고, 이들 다가 카르복시산을 1종 또는 2종 이상 사용해도 된다. 양호한 정착성을 확보하기 위해 가교 구조 혹은 분기 구조를 폴리에스테르 수지 중에 도입하는 것이 바람직하고, 그 때문에 디카르복시산과 함께 3가 이상의 카르복시산(트리멜리트산이나 그 산무수물 등)을 병용하는 것이 바람직하다.

폴리에스테르 수지에 있어서의 다가 알코올의 예로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린 등의 지방족 디올류; 시클로헥산디올, 시클로헥산디메탄올, 수첨 비스페놀A 등의 지환식 디올류; 비스페놀A의 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀A의 프로필렌옥사이드 부가물 등의 방향족 디올류를 들 수 있다. 이들 다가 알코올을 1종 또는 2종 이상 사용해도 된다. 이들 다가 알코올 중에서도, 방향족 디올류, 지환식 디올류가 바람직하고, 이 중 방향족 디올이 보다 바람직하다. 또한, 보다 양호한 정착성을 확보하기 위해서, 폴리에스테르 수지 중에 가교 구조 혹은 분기 구조를 도입하는 것이 바람직하고, 그 때문에 디올과 함께 3가 이상의 다가 알코올(글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨)을 병용해도 된다.

폴리에스테르 수지의 합성 방법(중합 온도, 산성분과 알코올 성분의 몰비, 사용 가능한 촉매 등)은, 공지의 방법을 사용할 수 있다.

결착 수지로서 폴리에스테르 수지 이외에 사용 가능한 수지로서는, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 이소프렌 등의 모노올레핀; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 벤조산비닐, 부티르산비닐 등의 비닐에스테르; 아크릴산메틸, 아크릴산페닐, 아크릴산옥틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산도데실 등의 α―메틸렌지방족 모노카르복시산에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 비닐부틸에테르 등의 비닐에테르류; 비닐메틸케톤, 비닐헥실케톤, 비닐이소프로페닐케톤 등의 비닐케톤류 등의 단독 중합체 또는 그들 공중합체 등의 비결정성 수지를 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 대표적인 결착 수지로서는, 예를 들면 폴리스티렌, 스티렌-아크릴산알킬 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-무수 말레산 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 들 수 있다. 또한, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리아미드, 변성 로진 등을 들 수 있다.

(이형제)

본 실시 형태의 토너는, 이형제를 함유한다. 사용할 수 있는 이형제로서는, JIS K7121-1987 「플라스틱의 전이 온도 측정 방법」에 준거하여 측정된 DSC 곡선에 있어서의 융해 온도가 70℃ 이상 100℃ 이하의 물질이어도 된다. 또 융해 온도는 상기 DSC 곡선의 피크 온도를 융해 온도라고 한다.

상기 이형제는 시차 주사 열량계에 의해 측정되는 DSC 곡선에서 융해 온도는 70℃ 이상인 것이 바람직하고, 80℃ 이상인 것이 정착 화상과 정착롤 등의 정착 부재의 사이에 빠르게 스며들어 정착 화상 표면을 보다 평활하게 할 수 있고, 그 결과 고광택의 화상을 얻을 수 있는 점에서 보다 바람직하다. 흡열 개시 온도는 이형제를 구성하는 분자량 분포 중, 저분자량의 것이나 그 구조가 갖는 극성기의 종류, 양으로 변동한다.

일반적으로 고분자량화하면 융해 온도와 함께 흡열 개시 온도도 상승하지만, 이 방식에서는 왁스(이형제) 본래의 저용융 온도와, 저점도를 손상해버린다. 따라서 왁스의 분자량 분포 중, 이들 저분자량의 것만을 선별하여 제거하는 것이 유효하지만, 그 방법으로서, 분자 증류, 용제 분별, 가스 크로마토그래피 분별 등의 방법을 들 수 있다.

상기 이형제의 구체예로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 폴리부텐계 왁스, 파라핀계 왁스 등의 탄화수소계 왁스, 가열에 의해 연화점을 나타내는 실리콘류, 올레산아미드, 에루크산아미드, 리시놀레산아미드, 스테아르산아미드 등의 지방산아미드류나, 카나우바 왁스, 라이스 왁스, 칸델릴라 왁스, 목랍, 호호바 오일 등의 식물계 왁스, 밀랍 등의 동물계 왁스, 지방산에스테르, 몬탄산에스테르 등의 에스테르계 왁스, 몬탄 왁스, 오조케라이트, 세레신, 마이크로크리스탈린 왁스, 피셔-트롭쉬 왁스 등의 광물계·석유계 왁스, 및 그들의 변성물 등을 들 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 이형제로서 피셔-트롭쉬 왁스를 사용하는 것이 바람직하다. 피셔-트롭쉬 왁스를 이형제로서 사용하는 것에 의해, 착색제의 색옮아감이 더 억제된다.

또한, 피셔-트롭쉬 왁스를 이형제로서 사용하는 것에 의해, 폴리에스테르 수지와의 상용성이 낮으므로, 정착 시에 화상 표면으로 이행하기 쉽고, 그 결과, 화상에 고광택을 부여할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 이형제의 융해 온도는 70℃ 이상 100℃ 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 80℃ 이상 100℃ 이하이다. 이형제의 융해 온도가 70℃ 이상 100℃ 이하이면, 착색제의 색옮아감이 더 억제된다.

특히, 상기 폴리에스테르 수지를 사용했을 경우에 피셔-트롭쉬 왁스를 병용하면, 착색제로서의 특정의 고용체와의 상용성이 향상하고, 특정의 고용체의 응집을 더 억제할 수 있다.

이형제의 첨가량은, 결착 수지 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 15질량부 이하가 바람직하고, 3질량부 이상 10질량부 이하가 보다 바람직하다. 1질량부 이상이면, 이형제의 첨가에 의한 효과가 발휘된다. 또한, 15질량부 이하이면, 토너의 유동성이 극단으로 악화하는 것이 방지됨과 함께, 대전 분포가 매우 넓어지는 것이 방지된다.

(무기 입자)

무기 입자로서는, 실리카, 알루미나, 산화티탄, 산화칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 인산3칼슘, 산화마그네슘 등을 들 수 있고, 이를 단독으로 사용하거나 또는 병용할 수 있고, 그 중에서도 실리카를 사용하는 것이 바람직하다.

실리카로서는, 소수화 처리 실리카, 콜로이달 실리카, 알루미나 처리 콜로이달 실리카, 양이온 표면 처리 콜로이달 실리카, 음이온 표면 처리 콜로이달 실리카 등을 들 수 있고, 그 중에서도 콜로이달 실리카가 바람직하다.

토너 입자 중에 있어서의 무기 입자의 함유량은, 0.3질량% 이상 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상 8질량% 이하가 더 바람직하고, 1질량% 이상 6질량% 이하가 특히 바람직하다.

무기 입자의 평균 입경은, 무기 입자의 평균 입경이 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상이 되도록 설정되지만, 예를 들면, 100㎚ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120㎚ 이상이다. 또한, 바람직하게는 400㎚ 이하이면 정착 시의 화상에 과도한 요철을 생기게 하지 않고, 높은 광택도를 갖는 화상을 얻을 수 있다.

상기 무기 입자는 토너 제조 시, 직접 첨가할 수도 있지만, 미리 초음파 분산기 등을 사용하여 물 등의 수용성 매체로 분산된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 분산에 있어서는, 이온성 계면 활성제나 고분자산, 고분자 염기 등을 사용하여 분산성을 향상시킬 수도 있다.

(그 외의 성분)

토너에는 대전 제어제 등의 공지의 재료를 첨가해도 된다. 그 때에 첨가되는 재료의 개수 평균 입경으로서는, 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.01㎛ 이상 1㎛ 이하인 것이 보다 호적하다. 이러한 개수 평균 입경은, 예를 들면 마이크로트랙 등을 사용하여 측정할 수 있다.

<토너 입자의 제조>

본 실시 형태의 토너 입자의 제조 방법은, 일반적으로 사용되고 있는 혼련 분쇄법이나 습식 조립법 등을 이용하면 된다. 여기에서, 습식 조립법으로서는, 현탁 중합법, 유화 응집법, 유화 중합 응집법, 소프프리(soap-free) 유화 중합법, 비수분산 중합법, in-situ 중합법, 계면 중합법, 유화 분산 조립법, 응집·합일법 등을 들 수 있다.

상기 습식 조립법으로서는, 공지의 용융 현탁법, 유화 응집법, 용해 현탁법 등의 방법을 호적하게 들 수 있다. 이하, 유화 응집법을 예로 설명한다.

유화 응집법은, 수지 입자(이하, 「유화액」이라고 하는 경우가 있다)를 분산시킨 분산액 중에서 응집 입자를 형성해 응집 입자 분산액을 조제하는 공정(응집 공정)과, 상기 응집 입자 분산액을 가열하여, 응집 입자를 융합하는 공정(융합 공정)을 포함하는 제조 방법이다. 또한, 응집 공정 전에, 응집 입자를 분산하는 공정(분산 공정)이나, 응집 공정과 융합 공정의 사이에, 응집 입자 분산액 중에, 입자를 분산시킨 입자 분산액을 첨가 혼합하여 상기 응집 입자에 입자를 부착시켜 부착 입자를 형성하는 공정(부착 공정)을 마련한 것이어도 된다. 상기 부착 공정에서는, 상기 응집 공정에서 조제된 응집 입자 분산액 중에, 상기 입자 분산액을 첨가 혼합하여, 상기 응집 입자에 상기 입자를 부착시켜 부착 입자를 형성하지만, 첨가되는 입자는, 응집 입자에 응집 입자로부터 보아서 새롭게 추가되는 입자에 해당하므로, 「추가 입자」라고 하는 경우가 있다.

상기 추가 입자로서는, 상기 수지 입자 외에 이형제 입자, 착색제 입자 등을 단독으로 사용한 것 또는 복수 조합한 것이어도 된다. 상기 입자 분산액을 추가 혼합하는 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면 서서히 연속적으로 행해도 되며, 복수 회로 분할하여 단계적으로 행해도 된다. 상기 부착 공정을 마련하는 것에 의해, 의사적인 쉘 구조를 형성할 수 있다.

상기 토너에 있어서는, 상기 추가 입자를 첨가하는 조작에 의해, 코어쉘 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 추가 입자의 주성분이 되는 결착 수지가, 쉘층용 수지이다. 이 방법을 사용하면, 융합 공정에 있어서, 온도, 교반수, pH 등의 조정에 의해, 토너 형상 제어를 간단하게 행할 수 있다.

상기 유화 응집법에 있어서는, 폴리에스테르 수지 분산액을 사용할 수 있다. 또, 폴리에스테르 수지를 유화해 유화 입자(액적)를 형성하는 유화 공정을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

상기 유화 공정에 있어서는, 상기 폴리에스테르 수지의 유화 입자(액적)는, 수계 매체와, 폴리에스테르 수지 및 필요에 따라 착색제를 포함하는 혼합액(폴리머액)을 혼합한 용액에, 전단력을 주는 것에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 그 때, 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열함으로써, 폴리머액의 점성을 내려서 유화 입자를 형성할 수 있다. 또한, 분산제를 사용할 수도 있다. 이하, 이러한 유화 입자의 분산액을, 「폴리에스테르 수지 분산액」이라고 하는 경우가 있다.

상기 유화 입자를 형성할 때에 사용하는 유화기로서는, 예를 들면, 호모지나이저, 호모 믹서, 가압 니더, 익스트루더, 미디어 분산기 등을 들 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지의 유화 입자(액적)의 크기로서는, 그 평균 입경(체적 평균 입경)으로 0.010㎛ 이상 0.5㎛ 이하가 바람직하고, 0.05㎛ 이상 0.3㎛ 이하가 보다 바람직하다. 또, 수지 입자의 체적 평균 입경은, 도플러 산란형 입도 분포 측정 장치(니키소(주)제, 마이크로트랙 UPA9340)로 측정했다.

또한, 유화 시의 수지의 용융 점도가 높으면 원하는 입경까지 작아지지 않기 때문에, 대기압 이상으로 가압 가능한 유화 장치를 사용하여 온도를 올리고, 수지 점도를 내린 상태로 유화함으로써, 원하는 입경의 폴리에스테르 수지 분산액을 얻을 수 있다.

상기 유화 공정에 있어서는, 수지의 점도를 내리는 목적에서, 미리 수지에 용제를 첨가해 두어도 상관없다. 사용되는 용제로서는, 폴리에스테르 수지를 용해시키는 것이면 특별히 한정은 없지만, 테트라히드로푸란(THF) 등의 에테르계 용제, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 메틸에틸케톤 등의 에스테르계 및 게톤계 용제, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 벤젠계 용제 등을 사용할 수 있고, 아세트산에틸이나 메틸에틸케톤 등의 에스테르계 및 케톤계 용제를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 에탄올이나 이소프로필알코올 등의 알코올계 용제를, 물 또는 수지에 직접 첨가해도 된다. 또한, 염화나트륨, 염화칼륨 등의 염이나, 암모니아 등을 첨가해도 된다. 이 중에서는 암모니아를 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 분산제를 첨가해도 된다. 상기 분산제로서는, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리아크릴산나트륨 등의 수용성 고분자; 도데실벤젠설폰산나트륨, 옥타데실황산나트륨, 올레산나트륨, 라우릴산나트륨, 스테아르산칼륨 등의 음이온성 계면 활성제; 라우릴아민아세테이트, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 양이온성 계면 활성제; 라우릴디메틸아민옥사이드 등의 양성 이온성 계면 활성제; 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민 등의 비이온성 계면 활성제 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 음이온성 계면 활성제를 호적하게 사용할 수 있다.

상기 분산제의 사용량으로서는, 상기 결착 수지 100질량부에 대하여, 0.01질량부 이상 20질량부 이하가 바람직하다. 그러나, 분산제는 대전성에 영향을 주는 경우가 많기 때문에, 폴리에스테르 수지 주쇄의 친수성, 말단의 산가, 수산기가의 양 등에 의해, 유화성을 확보할 수 있을 때에는, 가능한 한 첨가하지 않는 편이 좋다.

또, 상기 유화 공정에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지에, 설폰산기를 갖는 디카르복시산을 공중합시켜(즉, 산유래 구성 단위 중에, 설폰산기를 갖는 디카르복시산 유래 구성 단위가 호적량 포함된다) 두어도 된다. 첨가량은 산유래 구성 단위 중 10몰% 이하인 것이 바람직하지만, 폴리에스테르 수지 주쇄의 친수성, 말단의 산가, 수산기가의 양 등에 의해, 유화성을 확보할 수 있을 때에는, 가능한 한 첨가하지 않는 편이 좋다.

또한, 상기 유화 입자의 형성에 전상 유화법을 사용하여도 된다. 전상 유화법은, 폴리에스테르 수지를 용제에 용해시켜, 필요에 따라 중화제나 분산 안정제를 첨가하여, 교반 하에서, 수계 매체를 적하하여, 유화 입자를 얻은 후, 수지 분산액 중의 용매를 제거하여, 유화액을 얻는 방법이다. 이 때, 중화제나 분산 안정제의 투입 순서는 변경해도 된다.

수지를 용해시키는 용제로서는, 예를 들면, 포름산에스테르류, 아세트산에스테르류, 부티르산에스테르류, 케톤류, 에테르류, 벤젠류, 할로겐화 탄소류를 들 수 있다. 구체적으로는, 포름산, 아세트산, 부티르산 등의, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n―부틸, 이소부틸, sec-부틸, t―부틸 등 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸프로필케톤(MPK), 메틸이소프로필케톤(MIPK), 메틸부틸케톤(MBK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 메틸케톤류, 디에틸에테르, 디이소프로필에테르 등의 에테르류, 돌루엔, 크실렌, 벤젠 등의 복소환 치환체류, 사염화탄소, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2―트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 모노클로로벤젠, 디클로로에틸리덴 등의 할로겐화 탄소류 등을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 그 중에서도, 저비점 용매의 아세트산에스테르류나 메틸케톤류, 에테르류가 통상 바람직하게 사용되며, 특히, 아세톤, 메틸에틸케톤, 아세트산, 아세트산에틸, 아세트산부틸이 바람직하다. 이들 용제는, 수지 입자 중에 잔존하지 않도록 휘발성이 비교적 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 용제의 사용량은, 수지량에 대하여 20질량% 이상 200질량% 이하인 것이 바람직하고, 30질량% 이상 100질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 수계 매체로서는, 기본적으로는 이온 교환수를 사용할 수 있지만, 유적(油滴)을 파괴하지 않을 정도로 수용성 용제를 포함해도 상관없다. 수용성 용제로서는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, t―부탄올, 1―펜탄올 등의 단탄소쇄 알코올류; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜 모노알킬에테르류; 에테르류, 디올류, THF, 아세톤 등을 들 수 있고, 에탄올, 2―프로판올을 바람직하게 사용할 수 있다.

이들 수용성 용제의 사용량은, 수지량에 대하여 0질량% 이상 100질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이상 60질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수용성 용제는 첨가되는 이온 교환수에 혼합할 뿐만 아니라, 수지 용해액 중에 첨가하여 사용해도 상관없다.

또한, 필요에 따라 폴리에스테르 수지 용액 및 수성 성분에 분산제를 첨가해도 된다. 상기 분산제로서는, 수성 성분 중에서 친수성 콜로이드를 형성하는 것으로, 특히 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체; 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산염, 폴리메타크릴산염 등의 합성 고분자류, 젤라틴, 아라비아 고무, 한천 등의 분산 안정화제를 들 수 있다.

이들 분산 안정화제는 통상, 수성 성분 중의 농도가 0질량% 이상 20질량% 이하가 되도록 첨가되는 것이 바람직하고, 0질량% 이상 10질량% 이하가 되도록 첨가되는 것이 보다 바람직하다.

상기 분산제로서는, 계면 활성제도 사용할 수 있다. 상기 계면 활성제의 예로서는, 후술하는 착색제 분산액에 사용할 수 있는 것에 준한 것을 사용할 수 있다.

상기 유화액의 pH를 조정하기 위해, 중화제를 첨가해도 된다. 상기 중화제로서는, 질산, 염산, 수산화나트륨, 암모니아 등 일반의 산, 알칼리를 사용할 수 있다.

상기 유화액으로부터 용제를 제거하는 방법으로서는, 유화액을 15℃ 이상 70℃ 이하에서 용제를 휘발시키는 방법, 이에 감압을 조합하는 방법을 바람직하게 사용할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 입도 분포나 입경 제어성의 관점에서, 전상 유화법에 의해 유화한 후, 가열 하에서 감합하여 용제를 제거하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 토너에 사용하는 경우는, 대전성에의 영향의 관점에서, 분산제나 계면 활성제는 가능한 한 사용하지 않고, 폴리에스테르 수지 주쇄의 친수성, 말단의 산가, 수산기가의 양 등에 의해, 유화성을 억제하는 것이 바람직하다.

상기 착색제나 이형제의 분산 방법으로서는, 예를 들면, 고압식 호모지나이저, 회전 전단형 호모지나이저, 초음파 분산기, 고압 충격식 분산기나, 미디어를 갖는 볼밀, 샌드밀, 다이노밀 등의 일반적인 분산 방법을 사용할 수 있고, 조금도 제한되는 것은 아니다.

필요에 따라, 계면 활성제를 사용하여 착색제의 수분산액을 조제하거나, 분산제를 사용하여 착색제의 유기 용제 분산액을 조제하거나 할 수도 있다. 이하, 이러한 착색제, 이형제의 분산액을, 「착색제 분산액」, 「이형제 분산액」이라고 하는 경우가 있다.

착색제 분산액, 무기 입자 분산액이나 이형제 분산액에 사용되는 분산제는, 일반적으로는 계면 활성제이다. 계면 활성제로서는, 예를 들면, 황산에스테르염계, 설폰산염계, 인산에스테르계, 비누계 등의 음이온 계면 활성제; 아미노염형, 제4급 암모늄염형 등의 양이온 계면 활성제; 폴리에틸렌글리콜계, 알킬페놀에틸렌옥사이드 부가물계, 다가 알코올계 등의 비이온계 계면 활성제 등을 호적하게 들 수 있다. 이들 중에서도 이온성 계면 활성제가 바람직하고, 음이온 계면 활성제, 양이온 계면 활성제가 보다 바람직하다. 상기 비이온계 계면 활성제는, 상기 음이온 계면 활성제 또는 양이온 계면 활성제와 병용해도 된다. 또한, 이형제 분산액 등의 다른 분산액에 사용되는 분산제와 동극성인 것이 바람직하다.

상기 음이온 계면 활성제의 구체예로서는, 라우르산칼륨, 올레산나트륨 등의 지방산 비누류; 옥틸설페이트, 라우릴설페이트 등의 황산에스테르류; 라우릴설포네이트, 도데실설포네이트, 도데실벤젠설포네이트 등의 알킬나프탈렌설폰산나트륨, 나프탈렌설포네이트포르말린 축합물, 모노옥틸설포숙시네이트, 디옥틸설포숙시네이트 등의 설폰산염류; 라우릴포스페이트, 이소프로필포스페이트 등의 인산에스테르류; 디옥틸설포숙신산나트륨 등의 디알킬설포숙신산나트륨, 설포숙신산라우릴2나트륨, 폴리옥시에틸렌설포숙신산라우릴2나트륨 등의 설포숙신산염류 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도데실벤젠설포네이트나 그 분기체 등의 알킬벤젠설포네이트계 화합물이 바람직하다.

상기 양이온 계면 활성제의 구체예로서는, 라우릴아민염산염, 스테아릴아민염산염 등의 아민염류; 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 디라우릴디메틸암모늄클로라이드 등의 제4급 암모늄염류 등을 들 수 있다.

상기 비이온성 계면 활성제의 구체예로서는, 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 등의 알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등의 알킬페닐에테르류; 폴리옥시에틸렌라우레이트, 폴리옥시에틸렌스테아레이트, 폴리옥시에틸렌올레이트 등의 알킬에스테르류; 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴아미노에테르, 폴리옥시에틸렌올레일아미노에테르 등의 알킬아민류; 폴리옥시에틸렌라우르산아미드, 폴리옥시에틸렌스테아르산아미드 등의 알킬아미드류; 폴리옥시에틸렌 피마자유 에테르, 폴리옥시에틸렌 채종유 에테르 등의 식물유 에테르류; 라우르산디에탄올아미드, 스테아르산디에탄올아미드, 올레산디에탄올아미드 등의 알칸올아미드류; 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노팔미테이트 등의 소르비탄에스테르에테르류 등을 들 수 있다.

사용할 수 있는 분산제의 첨가량은, 착색제나 이형제에 대하여, 2질량% 이상 30질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이상 10질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

사용할 수 있는 수계 분산매는, 증류수, 이온 교환수 등, 금속 이온 등의 불순물이 적은 것이 바람직하고, 알코올 등을 더 첨가할 수도 있다. 또한, 폴리비닐알코올이나 셀룰로오스계 폴리머 등을 첨가할 수도 있지만, 토너 중에 잔류하지 않도록, 할 수 있는 한 사용하지 않는 편이 좋다.

또한, 무기 입자나, 상기 각종의 첨가제의 분산액을 제작하는 수단으로서는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 회전 전단형 호모지나이저나 미디어를 갖는 볼밀, 샌드밀, 다이노밀 등, 그 외, 착색제 분산액이나 이형제 분산액의 제작에 사용한 것에 준한 장치 등, 그 자체 공지의 분산 장치를 들 수 있고, 최적인 것을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 응집 공정에 있어서는, 폴리에스테르 수지 입자의 분산액, 착색제 분산액, 무기 입자 분산액, 이형제 분산액 등을 혼합하여 혼합액으로 하고, 폴리에스테르 수지 입자의 유리 전이 온도 이하의 온도로 가열하여 응집시켜서, 응집 입자를 형성한다. 응집 입자의 형성은, 교반하, 혼합액의 pH를 산성으로 하는 것에 의해 이루어지는 경우가 많다. pH로서는, 2 이상 7 이하의 범위가 바람직하고, 이 때, 응집제를 사용하는 것도 유효하다.

또, 응집 공정에 있어서, 이형제 분산액은, 폴리에스테르 수지 입자 분산액 등의 각종 분산액과 함께 한번에 첨가·혼합해도 되며, 복수 회로 분할하여 첨가해도 된다.

상기 응집 공정에 있어서는, 응집 입자를 형성시키기 위해, 응집제를 사용하는 것이 바람직하다. 사용할 수 있는 응집제는, 상기 분산제에 사용하는 계면 활성제와 역극성의 계면 활성제나, 일반의 무기 금속 화합물(무기 금속염) 또는 그 중합체를 들 수 있다. 무기 금속염을 구성하는 금속 원소는 주기율표(장주기율표)에 있어서의 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8, 1B, 2B, 3B족에 속하는 2가 이상의 전하를 갖는 것이며, 수지 입자의 응집계에 있어서 이온의 형태로 용해하는 것이면 된다.

사용 가능한 무기 금속염으로서는, 구체적으로는, 염화칼슘, 질산칼슘, 염화바륨, 염화마그네슘, 염화아연, 염화알루미늄, 황산알루미늄 등의 금속염, 및, 폴리염화알루미늄, 폴리수산화알루미늄, 다황화칼슘 등의 무기 금속염 중합체 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 특히, 알루미늄염 및 그 중합체가 호적하다. 일반적으로, 보다 샤프한 입도 분포를 얻기 위해서는, 무기 금속염의 가수가 1가 보다 2가, 2가 보다 3가 이상으로, 같은 가수여도 중합 타입의 무기 금속염 중합체인 편이 보다 적합하다.

이들 응집제의 첨가량은, 응집제의 종류나 가수에 따라 변동하지만, 대략, 0.05질량% 이상 0.1질량% 이하의 범위인 것이 바람직하다. 상기 응집제는, 토너화의 공정 중에, 수계 매체 중으로의 유출, 조분(粗粉)의 형성 등에 의해, 첨가한 것 모두가 토너 중에 잔류하는 것은 아니다. 특히 토너화의 공정에서, 수지 중의 용제량이 많은 경우에는, 용제와 응집제가 상호 작용하여, 수계 매체 중에 유출하기 쉽기 때문에, 잔용제량에 맞춰서 조절하는 것이 바람직하다.

상기 융합 공정에 있어서는, 응집 공정에 준한 교반 하에서, 응집체의 현탁액의 pH를 5 이상 10 이하의 범위로 하는 것에 의해, 응집의 진행을 멈추고, 수지의 유리 전이 온도(Tg) 이상의 온도로 가열을 하는 것에 의해 응집 입자를 융합시켜 합일시키는 것이 바람직하다. 또한, 가열의 시간으로서는, 원하는 합일이 될 정도 행하면 되며, 0.2시간 이상 10시간 이하 행하면 된다. 그 후, 수지의 Tg 이하까지 강온하여, 입자를 고화할 때, 강온 속도에 의해 입자 형상 및 표면성이 변화한다. 바람직하게는 0.5℃/분 이상의 속도로, 보다 바람직하게는 1.0℃/분 이상의 속도로 수지의 Tg 이하까지 강온한다.

또한, 수지의 Tg 이상의 온도로 가열하면서, 응집 공정에 준하여 pH나 응집제의 첨가에 의해 입자를 성장시켜, 원하는 입경이 된 지점에서 융합 공정의 경우에 준하여, 0.5℃/분의 속도로 수지의 Tg 이하까지 강온하여, 고화와 동시에 입자 성장을 정지시키면, 응집 공정과 융합 공정을 동시에 행할 수 있기 때문에, 공정의 간략화의 면에서는 바람직하지만, 상술한 코어쉘 구조를 만드는 것이 어려워지는 경우가 있다.

융합 공정을 종료한 후는, 입자를 세정하고 건조하여 토너 입자를 얻는다. 또, 이온 교환수로 치환 세정을 실시하는 것이 바람직하고, 세정 정도는 여과액의 전기 전도도로 모니터하는 것이 일반적이며, 최종적으로, 전기 전도도가 25μS/㎝ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 세정 시, 산이나 알칼리로 이온을 중화하는 공정을 포함해도 되며, 산에 의한 처리는 pH를 6.0 이하로, 알칼리에 의한 처리는 pH를 8.0 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 세정 후의 고액 분리는, 특별히 제한은 없지만, 생산성의 점에서 흡인 여과, 필터 프레스 등의 가압 여과 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 건조도, 특히 방법에 제한은 없지만, 생산성의 점에서 동결 건조, 플래쉬젯 건조, 유동 건조, 진동형 유동 건조 등을 바람직하게 사용할 수 있고, 최종적인 토너의 수분율은 1질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.7질량% 이하가 되도록 건조한다.

상기와 같이 하여 얻어진 토너 입자에는, 유동성 조제, 클리닝 조제, 연마제 등으로서, 무기 입자 및/또는 유기 입자를 외첨제로서 외첨 혼합할 수 있다.

외첨 가능한 무기 입자로서는, 예를 들면, 실리카, 알루미나, 산화티탄, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 인산3칼슘, 산화세륨 등의 통상 토너 표면의 외첨제로서 사용되는 모든 입자를 들 수 있다. 이들 무기 입자는, 그 표면이 소수화된 것이 바람직하다.

외첨 가능한 유기 입자로서는, 예를 들면, 스티렌계 중합체, (메타)아크릴계 중합체, 에틸렌계 중합체 등의 비닐계 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 불소계 수지 등의 통상 토너 표면의 외첨제로서 사용되는 모든 입자를 들 수 있다.

이들의 외첨제는, 그 1차 입경이 0.01㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 활제를 첨가할 수도 있다. 활제로서, 예를 들면 에틸렌비스스테아릴산아미드, 올레산아미드 등의 지방산아미드, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘 등의 지방산금속염, 유니린 등의 고급 알코올 등을 들 수 있다. 그 1차 입경은, 0.5㎛ 이상 8.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 무기 입자 중에서 2종 이상의 입경인 것을 사용하고, 당해 무기 입자의 1종은 30㎚ 이상 200㎚ 이하의 평균 1차 입경을 갖는 것이 바람직하고, 30㎚ 이상 180㎚ 이하의 평균 1차 입경을 갖는 것이 보다 바람직하다.

구체적으로는, 실리카, 알루미나, 산화티탄이 바람직하고, 특히, 소수화된 실리카를 첨가하는 것이 바람직하다. 특히 실리카와 산화티탄를 병용하는 것, 또는, 입경이 다른 실리카를 병용하는 것이 바람직하다. 또한, 입경 80㎚ 이상 500㎚ 이하의 유기 입자를 병용하는 일도 바람직하다. 외첨제를 소수화 처리하는 소수화제로서는 공지의 재료를 들 수 있고, 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미네이트계 커플링제, 지르코늄계 커플링제 등의 커플링제, 실리콘오일 등을 들 수 있다. 또한, 외첨제의 소수화 처리로서, 폴리머 코팅 처리 등을 들 수 있다.

상기 외첨제는, V형 블렌더, 샘플밀, 헨쉘 믹서 등으로 기계적 충격력을 더해져서 토너 표면에 부착 또는 고정되는 것이 바람직하다.

<토너의 물성>

본 실시 형태의 토너는, 그 체적 평균 입경(소위 토너 입자의 입경. 이 항에 있어서 같음)이 3㎛ 이상 9㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 3.5㎛ 이상 8.5㎛ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하고, 4㎛ 이상 8㎛ 이하의 범위인 것이 더 바람직하다. 9㎛ 이하이면, 고정세(高精細) 화상을 재현하는 것이 용이하다. 또한, 3㎛ 이상이면, 역극성 토너의 발생이 억제되어, 바탕더러움이나 색빠짐 등의 화질에 대한 영향이 저감된다.

또한, 본 실시 형태의 토너는, 하기의 방법에 의해 측정되는 입도 분포에 대하여, 분할된 입도 범위(채널)에 대해, 체적 및 개수, 각각 소경측에서 누적 분포를 그리고, 체적에 대하여 누적 16%가 되는 입경을 체적D_16v, 누적 50%가 되는 입경을 체적D_5ov, 누적 84%가 되는 입경을 체적D_84v로 정의했을 때에, (D_84v/D_16v)^0.5로 산출되는 체적 평균 입도 분포 지표(GSDv)가, 1.15 이상 1.30 이하인 것이 바람직하고, 1.15 이상 1.25 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 체적 평균 입경 등의 측정은, 멀티 사이저Ⅱ(콜터사제)를 사용하여, 50㎛ 또는 100㎛의 어퍼쳐경으로 행할 수 있다.

또한, 입도 분포에 대해서는, 멀티 사이저Ⅱ를 사용하여 측정되는 입도 분포를 기초로 하여 분할된 입도 범위(분할수 : 1.59㎛ 이상 64.0㎛ 이하까지를 16채널로, log 스케일로 0.1 간격이 되도록 분할한다. 구체적으로는, 채널1이 1.59㎛ 이상 2.00㎛ 미만, 채널2가 2.00㎛ 이상 2.52㎛ 미만, 채널3이 2.52㎛ 이상 3.175㎛ 미만…,으로 하고, 좌측의 하한 수치의 log값이 (log1.59=)0.2, (log2.0=)0.3, (1og2.52=)0.4, …, 1.7이 되도록 분할했다)에 대하여, 체적, 수를 각각 소입경 측에서 누적 분포를 그어, 누적 16%가 되는 입경을 체적D_16v, 수D_16p, 누적 50%가 되는 입경을 체적D_5ov(체적 평균 입경), 수D_5op, 누적 84%가 되는 입경을 체적D_84v, 수D_84p로 정의했다.

또한, 상기 토너는, 형상 계수SF1이 110 이상 145 이하의 범위의 구상(球狀)인 것이 바람직하다. 형상이 이 범위의 구상인 것에 의해, 전사 효율, 화상의 치밀성이 향상하고, 고화질의 화상 형성을 행할 수 있다.

상기 형상 계수SF1은 110 이상 140 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.

여기에서 상기 형상 계수SF1은, 하기 식(I)에 의해 구할 수 있다.

SF1=(ML²/A)×(π /4)×100 …식(I)

상기 식(I) 중, ML은 토너 입자의 절대 최대 길이, A는 토너 입자의 투영 면적을 각각 나타낸다.

형상 계수SF1은, 현미경 화상 또는 주사형 전자 현미경(SEM) 화상을, 화상 해석 장치로 해석하는 것에 의해 수치화되며, 예를 들면, 이하와 같이 하여 산출할 수 있다. 즉, 슬라이드 유리 표면에 산포한 토너 입자의 광학 현미경상을, 비디오 카메라를 통하여 루젝스 화상 해석 장치에 취입(取入)하고, 100개 이상의 토너 입자에 대하여, 그 최대 길이와 투영 면적을 구하고, 상기 식(I)에 의해 계산하고, 그 평균값을 구하는 것에 의해 얻을 수 있다.

토너의 형상 계수SF1이 상기 범위 내이면, 장기에 걸쳐, 뛰어난 대전성, 클리닝성, 전사성을 얻을 수 있다.

최근에는, 간편하게 측정이 가능하므로, 시스멕스(주)제 FPIA―3000을 사용하여 원형도를 측정하는 경우가 많다. FPIA-3000은, 4,000개 정도의 입자상을 광학적으로 측정하고, 입자 1개씩의 투영 화상을 화상 해석한다. 구체적으로는, 우선, 입자 1개의 투영 화상에서 주위 길이를 산출한다(입자상의 주위 길이). 다음으로, 그 투영 화상의 면적을 산출하고, 그 면적과 동면적을 갖는 원을 가정하고, 그 원의 원주를 산출한다(원상당경으로부터 구한 원의 원주 길이). 원형도는, 원형도=원상당경으로부터 구한 원의 원주 길이/입자상의 주위 길이로서 산출되어, 수치가 1.0에 가까울수록 구형을 나타낸다. 이 원형도가, 0.945 이상 0.990 이하인 것이 바람직하고, 0.950 이상 0.975 이하인 것이 보다 바람직하다. 0.950 이상이면, 양호한 전사 효율을 얻을 수 있다. 또한 0.975 이하이면, 양호한 클리닝성을 얻을 수 있다.

또, 장치간 오차가 있지만, 형상 계수SF1의 110은, 대략 FPIA-3000의 원형도 0.990에 상당한다. 또한, 형상 계수SF1의 140은, 대략 FPIA-3000의 원형도 0.945에 상당한다.

이상 설명한 본 실시 형태의 토너는, 다른 컬러 토너와 함께, 토너 세트로 하여 사용해도 된다.

본 실시 형태의 토너 세트의 일례로서는, 본 실시 형태의 토너와, C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 180, 또는, C.I. 피그먼트 옐로우 185 중 어느 하나를 착색제로서 함유하는 옐로우 토너를 포함하는 토너 세트를 들 수 있다. 이 토너 세트를 사용함으로써, 적색 영역의 색재현역이 확대한다.

또한, 다른 일례로서는, 본 실시 형태의 토너와, C.I. 피그먼트 블루 15를 착색제로서 함유하는 시안 토너를 포함하는 토너 세트를 들 수 있다. 이 토너 세트를 사용함으로써, 청색 영역의 색재현역이 확대한다.

또한 다른 일례로서는, 본 실시 형태의 토너와, C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 180, 또는, C.I. 피그먼트 옐로우 185 중 어느 하나를 착색제로서 함유하는 옐로우 토너와, C.I. 피그먼트 블루 15를 착색제로서 함유하는 시안 토너를 포함하는 토너 세트를 들 수 있다. 이 토너 세트를 사용함으로써, 적색 영역 및 청색 영역의 색재현역이 확대한다.

옐로우 토너로서는, 착색제로서 C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 180, 또는, C.I. 피그먼트 옐로우 185 중 어느 하나를 포함하는 것이면 특별히 제한은 없지만, 대전성이나 정착성의 관점에서, 본 실시 형태의 토너와 같은 재료 구성을 갖는 것이 바람직하다. 토너 중의 착색제의 80질량% 이상이 C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 180, 또는, C.I. 피그먼트 옐로우 185 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 100질량%이다. 혼합할 수 있는 그 외의 착색제로서는, 예를 들면, 황연, 아연황, 황색 산화철, 카드뮴 옐로우, 크롬 옐로우, 한자 옐로우, 한자 옐로우 10G, 벤지딘 옐로우 G, 벤지딘 옐로우 GR, 스렌 옐로우, 퀴논 옐로우, 퍼머넌트 옐로우 NCG 등을 들 수 있다. 구체적으로는, C.I. 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 155, C.I. 피그먼트 옐로우 128, C.I. 피그먼트 옐로우 111, C.I. 피그먼트 옐로우 17 등을 들 수 있다.

시안 토너로서는, 착색제로서 C.I. 메틸렌 블루 15를 포함하는 것이면 특별히 제한은 없지만, 대전성이나 정착성의 관점에서, 본 실시 형태의 토너와 같은 재료 구성을 갖는 것이 바람직하다. 특히 C.I. 피그먼트 블루 15:3인 것이 바람직하다. 토너 중의 착색제의 80질량% 이상이 C.I. 메틸렌 블루 15:3인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 100질량%이다.

이러한 조합의 컬러 세트를 사용하면, 사진 화질에 보다 가까워질 수 있다.

본 실시 형태의 토너는, 그대로 1성분 현상제로서, 혹은 캐리어와 혼합되어서 2성분 현상제로서 사용할 수 있다.

사용 가능한 캐리어로서는, 특별히 제한은 없지만, 수지로 피막된 캐리어(일반적으로, 「코트 캐리어」 「수지 피막 캐리어」 등이라고 불린다)인 것이 바람직하고, 질소 함유 수지로 피막된 캐리어인 것이 보다 바람직하다. 피막에 적절한 질소 함유 수지로서는, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 포함하는 아크릴계 수지, 우레아, 우레탄, 멜라민, 구아나민, 아닐린 등을 포함하는 아미노 수지, 또한 아미드 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있고, 이들의 공중합 수지여도 상관없다. 이들 중에서도, 특히 우레아 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 아미드 수지가 바람직하다.

캐리어의 피막 수지로서는, 상기 질소 함유 수지 중에서 2종 이상을 조합하여 사용해도 되며, 상기 질소 함유 수지와 질소를 함유하지 않는 수지를 조합하여 사용해도 된다. 또한, 상기 질소 함유 수지를 입자상으로 하고, 질소를 함유하지 않는 수지 중에 분산하여 사용해도 된다.

일반적으로, 캐리어에는, 적당한 전기 저항값을 갖는 것이 기능상 요구되어, 구체적으로는 10⁹Ω·㎝ 이상 10¹⁴Ω·㎝ 이하의 전기 저항값인 것이 바람직하다. 예를 들면, 철분 캐리어와 같이 전기 저항값이 10⁶Ω·㎝로 낮은 경우에는, 절연성(체적 저항률이 10¹⁴Ω·㎝ 이상의 수지를 피복하고, 수지 피막층 중에 도전성 분말을 분산시키는 것이 바람직하다.

도전성 분말의 구체예로서는, 금, 은, 동 등의 금속; 카본 블랙; 산화티탄, 산화아연 등의 반도전성 산화물; 산화티탄, 산화아연, 황산바륨, 붕산알루미늄, 티탄산칼륨 분말 등의 표면을 산화주석이나 카본 블랙, 금속으로 덮은 것 등을 들 수 있다. 이 중에서도 카본 블랙이 바람직하다.

상기 수지 피막층을, 캐리어 심재의 표면에 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 캐리어 심재의 분말을 피막층 형성용 용액 중에 침지하는 침지법, 피막층 형성용 용액을 캐리어 심재의 표면에 분무하는 스프레이법, 캐리어 심재를 유동 에어에 의해 부유시킨 상태에서 피막층 형성용 용액을 분무하는 유동상법, 니더 코터 중에서 캐리어 심재와 피막층 형성용 용액을 혼합해 용제를 제거하는 니더 코터법, 피막 수지를 입자화해 피막 수지의 융해 온도 이상으로 캐리어 심재와 니더 코터 중에서 혼합해 냉각하여 피복시키는 파우더 코트법 등을 들 수 있지만, 니더 코터법 및 파우더 코트법이 특히 바람직하다.

캐리어의 제조에는, 가열형 니더, 가열형 헨쉘 믹서, UM 믹서 등을 사용하면 되며, 상기 피막 수지의 양에 따라서는, 가열형 유동 전동상, 가열형 킬른 등을 사용해도 된다.

상기 방법에 의해 형성되는 수지 피막층의 평균 막두께는, 통상 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하, 보다 호적하게는 0.2㎛ 이상 5㎛ 이하의 범위이다.

캐리어에 사용되는 심재(캐리어 심재)로서는, 특별히 제한은 없고, 철, 강, 니켈, 코발트 등의 자성 금속, 페라이트, 마그네타이트 등의 자성 산화물, 유리 비드 등을 들 수 있지만, 특히 자기 브러쉬법을 사용하는 경우에는, 자성 금속이 바람직하다. 캐리어 심재의 개수 평균 입경으로서는, 일반적으로는 10㎛ 이상 100㎛ 이하가 바람직하고, 20㎛ 이상 80㎛ 이하가 보다 바람직하다.

상기 2성분 현상제에 있어서의 본 실시 형태의 토너와 상기 캐리어의 혼합비로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 선택하면 되지만, 질량비로 토너:캐리어=1:100 내지 30:100 정도의 범위가 바람직하고, 3:100 내지 20:100 정도의 범위가 보다 바람직하다.

<화상 형성 장치 및 화상 형성 방법>

다음으로, 본 실시 형태의 토너를 사용한 본 실시 형태의 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 형성 장치는, 잠상 유지체와, 상기 잠상 유지체 표면을 대전하는 대전 수단과, 상기 잠상 유지체 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 수단과, 상기 정전 잠상을 본 실시 형태의 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 수단과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 수단을 구비한다.

본 실시 형태의 화상 형성 장치에 의해, 잠상 유지체 표면을 대전하는 대전 공정과, 상기 잠상 유지체 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 공정과, 상기 정전 잠상을 본 실시 형태의 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 공정과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 공정과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 공정을 갖는 화상 형성 방법이 실시된다.

본 실시 형태에서는, 전사 수단으로서, 중간 전사 부재를 통하여 전사하는 중간 전사 방식의 것이 예시되어 있고, 현상된 토너상을 중간 전사 부재에 1차 전사하는 1차 전사 수단과, 중간 전사 부재에 전사된 토너상을 기록 매체에 2차 전사하는 2차 전사 수단을 갖는다. 또한, 본 실시 형태의 화상 형성 장치는, 1차 전사 수단에 의한 전사 후의 잠상 유지체 표면에 잔존한 토너를 제거하는 클리닝 수단을 포함한다.

본 실시 형태의 화상 형성 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도를 도 1에 나타낸다. 화상 형성 장치(200)는, 잠상 유지체(201), 대전 수단인 대전기(202), 정전 잠상 형성 수단인 상입력 장치(203), 현상 수단인 로터리 현상 장치(204), 1차 전사 수단(전사 수단)인 1차 전사롤(205), 클리닝 블레이드에 따르는 클리닝 수단인 클리닝 장치(206), 기록 용지(기록 매체)(P)에 대하여 복수색의 토너상이 적층되어, 일괄하여 전사시키는 중간 전사 부재인 중간 전사체(207), 1차 전사롤(205)과 함께 중간 전사체(207)를 장가(張架) 지지하는 3개 지지롤(208, 209, 210), 2차 전사 수단(전사 수단)인 2차 전사롤(211), 2차 전사 후의 기록 용지(P)를 반송하는 반송 벨트(212), 반송 벨트(212)에 의해 반송되어 온 기록 용지(P)를, 가압 부재(19)와 도시하지 않은 정착 패드에 의해 가압 부재(19)에 압력을 가한 상태에서 접촉하여 배치되는 정착 벨트(10)로 협입(挾入)하고, 열과 압력으로 토너상을 정착하는 정착 장치(정착 수단)(20) 등을 구비하여 구성되어 있다.

잠상 유지체(201)는, 전체로서 드럼상으로 형성된 것으로, 그 외주면(드럼 표면)에 감광층을 갖고 있다. 이 잠상 유지체(201)는 도 1의 화살표(C) 방향으로 회전 가능하게 마련되어 있다. 대전기(202)는, 잠상 유지체(201)의 표면을 대전하는 것이다. 상입력 장치(203)는, 대전기(202)에 의해 대전된 잠상 유지체(201)에 상양(像樣)의 광(X)을 조사하는 것에 의해, 정전 잠상을 형성하는 것이다.

로터리 현상 장치(204)는, 각각 옐로우용, 마젠타용, 시안용, 블랙용의 토너를 수용하는 4개 현상기(204Y, 204M, 204C, 204K)를 갖는 것이다. 본 장치에서는, 화상 형성을 위한 현상제에 토너를 사용하므로, 현상기(204Y)에는 옐로우 토너, 현상기(204M)에는 마젠타 토너, 현상기(204C)에는 시안 토너, 현상기(204K)에는 블랙 토너가 각각 수용되게 된다. 본 실시 형태에서는 현상기(204M)에 수용되는 마젠타 토너로서, 본 실시 형태의 토너를 사용한다.

이 로터리 현상 장치(204)는, 상기 4개 현상기(204Y, 204M, 204C, 204K)가 순서대로 잠상 유지체(201)와 근접, 대향하도록 회전 구동하는 것에 의해, 각각의 색에 대응하는 정전 잠상에 토너를 전이하여 토너상을 형성하는 것이다.

1차 전사롤(205)은, 잠상 유지체(201)와의 사이에서 중간 전사체(207)를 협지(挾持)하면서, 잠상 유지체(201) 표면에 형성된 토너상을 엔드리스 벨트상의 중간 전사체(207)의 외주면에 전사(1차 전사)하는 것이다. 클리닝 장치(206)는, 전사 후에 잠상 유지체(201) 표면에 남은 토너 등을 클리닝(제거)하는 것이다. 중간 전사체(207)는, 그 내주면이 복수의 유지롤(208, 209, 210) 및 1차 전사롤(205)에 의해 장가되어, 화살표(D) 방향 및 그 역방향에 주회 가능하게 지지되어 있다. 2차 전사롤(211)은, 도시하지 않은 용지 반송 수단에 의해 화살표(E) 방향에 반송되는 기록 용지(기록 매체)(P)를 지지롤(210)과의 사이에서 협지하면서, 중간 전사체(207) 외주면에 전사된 토너상을 기록 용지(P)에 전사(2차 전사)하는 것이다.

화상 형성 장치(200)는, 순차, 잠상 유지체(201) 표면에 토너상을 형성하여 중간 전사체(207) 외주면에 겹쳐서 전사하는 것이며, 다음과 같이 동작한다. 즉, 우선, 잠상 유지체(201)가 회전 구동되어, 대전기(202)에 의해 잠상 유지체(201)의 표면이 대전된(대전 공정) 후, 그 잠상 유지체(201)에 상입력 장치(203)에 의한 상광이 조사되어서 정전 잠상이 형성된다(잠상 형성 공정).

이 정전 잠상은 예를 들면 옐로우용의 현상기(204Y)에 의해 현상된(현상 공정) 후, 그 토너상이 1차 전사롤(205)에 의하여 중간 전사체(207) 외주면에 전사된다(1차 전사 공정). 이 때 중간 전사체(207)에 전사되지 않고 잠상 유지체(201) 표면에 남은 옐로우 토너 등은, 클리닝 장치(206)에 의해 클리닝된다.

또한, 옐로우색의 토너상이, 외주면에 형성된 중간 전사체(207)는, 당해 외주면에 옐로우색의 토너상을 유지한 채, 일단 화살표(D) 방향과 역방향으로 주위 이동(이 때, 잠상 유지체(201)와 중간 전사체(207)가 이간하도록 구성되어 있다)하고, 다음 예를 들면 마젠타색의 토너상이, 옐로우색의 토너상 위에 적층되어서 전사되는 위치에 구비할 수 있다.

이후, 마젠타, 시안, 블랙의 각 토너에 대해서도, 상기와 같이 대전기(202)에 의한 대전, 상입력 장치(203)에 의한 상광의 조사, 204M, 204C, 204K에 의한 토너상의 형성, 중간 전사체(207) 외주면으로의 토너상의 전사가 순차, 반복된다.

본 실시 형태에서는, 예를 들면 블루(청색)의 화상을 형성하는 경우, 현상 공정과 1차 전사 공정을 거쳐 중간 전사체(207) 위에 형성된 마젠타 토너상 위에, 현상기(204C)에 의해 잠상 유지체(201) 위에 형성된 시안 토너상이, 1차 전사 공정에 있어서 배치되도록 전사된다.

이렇게 하여 중간 전사체(207) 외주면에 대한 2색의 토너상의 전사가 종료하면, 이 토너상은 2차 전사롤(211)에 의해 일괄하여 기록 용지(P)에 전사된다(2차 전사 공정). 이에 의해, 기록 용지(P)의 화상 형성면에는, 화상 형성면부터 순서대로 시안 토너상, 마젠타 토너상이 적층된 기록 화상이 얻어진다. 2차 전사롤(211)에 의해 토너상이 기록 용지(P) 표면에 전사된 후에, 정착 장치(20)에 의해 전사된 토너상이 가열 정착된다(정착 공정).

이하, 도 1의 화상 형성 장치(200)에 있어서의 대전 수단, 잠상 유지체, 정전 잠상 형성 수단, 현상 수단, 전사 수단, 중간 전사 부재, 클리닝 수단, 정착 수단 및 기록 매체에 대하여 설명한다.

(대전 수단)

대전 수단인 대전기(202)로서는, 예를 들면, 코로트론 등의 대전기를 사용할 수 있지만, 도전성 또는 반도전성의 대전롤을 사용하여도 된다. 도전성 또는 반도전성의 대전롤을 사용한 접촉형 대전기는, 잠상 유지체(201)에 대하여, 직류 전류를 인가하거나, 교류 전류를 중첩시켜서 인가해도 된다. 예를 들면 이러한 대전기(202)에 의해, 잠상 유지체(201)와의 접촉부 근방의 미소 공간에서 방전을 발생시키는 것에 의해 잠상 유지체(201) 표면을 대전시킨다.

대전 수단에 의해 잠상 유지체(201)의 표면은, 통상, -300V 이상 -1,000V 이하로 대전된다. 또한, 상기의 도전성 또는 반도전성의 대전롤은 단층 구조 혹은 다중 구조여도 된다. 또한, 대전롤의 표면을 클리닝하는 기구를 마련해도 된다.

(잠상 유지체)

잠상 유지체(201)는, 잠상(정전 잠상)이 형성되는 기능을 갖는다. 잠상 유지체로서는, 전자 사진 감광체가 호적한 것으로서 들 수 있다. 잠상 유지체(201)는, 원통상의 도전성의 기체 외주면에 유기 감광층 등을 포함하는 감광층이 형성되어 이루어진다. 이 감광층은 일반적으로, 기체 표면에 필요에 따라 하인층(下引層)이 형성되고, 또한 전하 발생 물질을 포함하는 전하 발생층과, 전하 수송 물질을 포함하는 전하 수송층이 이 순서로 형성된 것이다. 전하 발생층과 전하 수송층의 적층 순서는 역이여도 된다.

이들은, 전하 발생 물질과 전하 수송 물질을 별개의 층(전하 발생층, 전하 수송층)에 함유시켜서 적층한 적층형 감광체이지만, 전하 발생 물질 및 전하 수송 물질의 양쪽을 동일한 층에 포함하는 단층형 감광체여도 되며, 바람직하게는 적층형 감광체이다. 또한, 하인층과 감광층의 사이에 중간층을 갖고 있어도 된다. 또한, 유기 감광층에 한하지 않고 아모퍼스 실리콘 감광막 등 다른 종류의 감광층을 사용해도 된다.

(정전 잠상 형성 수단)

정전 잠상 형성 수단인 상입력 장치(203)로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 잠상 유지체 표면에, 반도체 레이저광, LED광, 액정 셔터광 등의 광원을, 원하는 상양에 노광하는 광학계 기기 등을 들 수 있다.

(현상 수단)

현상 수단은, 잠상 유지체 위에 형성된 잠상을 토너를 함유하는 토너상 형성제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 기능을 갖는다. 그러한 현상 수단으로서는, 상술한 기능을 갖고 있는 한 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 선택하면 되지만, 예를 들면, 정전 잠상 현상용의 토너를 브러쉬, 롤러 등을 사용하여 잠상 유지체(201)에 부착시키는 기능을 갖는 공지의 현상기 등을 들 수 있다. 현상 시, 잠상 유지체(201)에는, 통상 직류 전압이 사용되지만, 또한 교류 전압을 중첩시켜서 사용해도 된다.

(전사 수단)

전사 수단(본 실시 형태에 있어서는, 1차 전사 수단 및 2차 전사 수단의 쌍방을 가리킨다)으로서는, 예를 들면, 기록 매체의 이측(裏側)으로부터 토너상의 토너와는 역극성의 전하를 주고, 정전기력에 의해 토너상을 기록 매체 표면에 전사하는 것, 혹은 기록 매체의 이면에 직접 접촉하여 전사하는 도전성 또는 반도전성의 롤 등을 사용한 전사롤 및 전사롤 가압 장치를 사용하면 된다.

전사롤에는, 잠상 유지체에 부여하는 전사 전류로서, 직류 전류를 인가해도 되며, 교류 전류를 중첩시켜서 인가해도 된다. 전사롤은, 대전해야 할 화상 영역폭, 전사 대전기의 형상, 개구폭, 프로세스 스피드(주속) 등에 따라, 각종 조건 내지 제원을 설정하면 된다. 또한, 저비용화 때문에, 전사롤로서 단층의 발포롤 등을 호적하게 사용할 수 있다.

(중간 전사 부재)

중간 전사 부재로서는, 공지의 중간 전사 부재를 사용하면 된다. 중간 전사 부재에 사용할 수 있는 재료로서는, 폴리카보네이트 수지(PC), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리알킬렌프탈레이트, PC/폴리알킬렌테레프탈레이트(PAT)의 블렌드 재료, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE)/PC, ETFE/PAT, PC/PAT의 블렌드 재료 등을 들 수 있지만, 기계적 강도의 관점에서 열경화 폴리이미드 수지를 사용한 중간 전사 벨트가 바람직하다.

(클리닝 수단)

클리닝 수단에 대해서는, 잠상 유지체 상의 잔류 토너를 청소하는 것이면, 블레이드 클리닝 방식, 브러쉬 클리닝 방식, 롤 클리닝 방식을 채용한 것 등, 선정하여도 지장이 없다. 이들 중에서도 클리닝 블레이드를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 클리닝 블레이드의 재질로서는 우레탄 고무, 네오프렌 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내마모성이 뛰어나므로, 특히 폴리우레탄 탄성체를 사용하는 것이 바람직하다.

또, 전사 효율이 높은 토너를 사용하는 경우에는, 클리닝 수단을 사용하지 않는 태양이어도 상관없다.

(정착 수단)

정착 수단으로서는, 미리 정해진 정착 압력을 미정착 토너 화상에 가함으로써 미정착 토너 화상을 기록 매체 표면에 정착할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 도 2에 나타내는 전자 유도 방식의 정착 장치(20)를 사용하여도 된다. 정착 장치(20)는, 정착 벨트(10)와, 가압 부재(19)와, 정착 패드(12)와, 유지 부재(13)와, 전자 유도 코일(14a)을 구비한 발열 장치(14)와, 지지 부재(15)로 구성되어 있다. 또한, 정착 벨트(10)는, 기층 위에 전자 유도에 의해 과전류를 발생시키는 것에 의해 발열하는 발열층을 갖는 것이면 되며, 필요에 따라 보호층이나 탄성층 등을 갖고 있어도 된다.

가압 부재(19)는, 도시하지 않은 구동원에 의해 화살표(R) 방향으로 회전된다. 정착 벨트(10)와 가압 부재(19)는, 기록 용지(P)가 삽통(揷通)하도록 압력을 가한 상태에서 접촉하여 배치되어 있고, 가압 부재(19)의 화살표(R) 방향으로의 회전에 수반하여, 정착 벨트(10)는 회전된다. 정착 벨트(10)의 내측에는, 정착 패드(12)가 정착 벨트(10)의 내측의 면에 접촉하여 배치되고, 또한 정착 패드(12)와 접촉하고 있는 개소의 외측의 면(정착 벨트(10)의 외측의 면) 측에는, 가압 부재(19)가 당해 외측의 면에 접촉하여 배치되고, 기록 용지(P)가 압력을 가하면서 통과하는 압접부가 형성되어 있다. 또, 정착 패드(12)는, 정착 벨트(10)의 내측에 마련된 지지 부재(13)에 의해 고정되어 있다.

한편, 정착 벨트(10)의 외측에는, 정착 벨트(10)의 외측의 면에 대하여 간격을 둔 상태에서, 발열 장치(14)가 마련되어 있다. 발열 장치(14)는, 전자 유도 코일(14a)을 구비하고 있고, 이 전자 유도 코일(14a)은, 지지 부재(15)에 의해 고정되어 있다. 전자 유도 코일(14a)은, 도시하지 않은 전원에 접속되어 있고, 교류 전류가 흐름으로써, 정착 벨트(10)의 외측으로부터 발열층에 자장을 인가하고, 이 자장을 여자(勵磁) 회로로 변화시킴으로써 발열층에 와전류(渦電流)가 발생한다. 그리고, 이 와전류가, 발열층의 전기 저항에 의해 열(줄열)로 변환되어, 그 결과로, 정착 벨트(10)가 발열하게 된다.

정착 장치(20)에서는, 기록 용지(P) 표면에 형성된 미정착의 토너상을 기록 용지(P)에 정착하고, 기록 용지(P) 표면에 토너 화상을 형성한다.

상세하게는, 정착 장치(20)의 가압 부재(19)의 화살표(R) 방향으로의 회전에 수반하여, 정착 벨트(10)가 회전하고, 발열 장치(14)의 전자 유도 코일(14a)에 의해 발생한 자계에 노출된다. 이 때, 전자 유도 코일(14a)에 의해 정착 벨트(10) 중의 발열층에는 와전류가 발생하고 발열한다. 이에 의해, 정착 벨트(10)의 외측의 면이 토너상을 정착시키는 온도로까지 가열된다.

상기 방법에서 정착 벨트(10)의 외측의 면이 가열되어, 이 가열된 영역이, 정착 벨트(10)의 회전에 수반하여, 가압 부재(19)와의 압접부까지 이동한다. 한편, 반송 벨트에 의해 미정착 토너상이 전사된 기록 용지(P)가 반송된다. 기록 용지(P)가 상기 압접부를 통과할 때에, 미정착 토너상은 정착 벨트(10)가 가열된 영역과 접촉하는 것에 의해 가열되어, 기록 용지(P) 표면에 정착된다. 그리고, 토너 화상이 그 표면에 형성된 기록 용지(P)는, 정착 장치(20)로부터 배출된다.

본 실시 형태의 화상 형성 장치에 있어서는, 전자 유도 방식의 정착 장치(20)를 사용했지만, 가열롤과 가압롤을 사용하는 2롤 방식 외, 가열측 또는 가압측이 벨트상에서 다른 쪽이 롤상의 벨트롤닙 방식, 가열측 및 가압측의 쌍방 모두 벨트상의 2벨트 방식 등의 정착 장치를 사용하여도 된다. 벨트에 대해서는, 복수의 롤로 벨트를 장가하는 방식 외, 벨트를 장가하지 않고 사용하는 프리 벨트 방식도 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 어느 방식의 정착 장치여도 상관없지만, 저전력화의 이유로부터 전자 유도 방식의 정착 장치가 바람직하다.

본 실시 형태의 화상 형성 장치에 있어서는, 정착 수단에 의한 정착 압력이 4.0kgf/㎠ 이상이어도 된다. 정착 수단에 의한 정착 압력이 높으면, 토너 화상을 정착할 때에 토너 화상 표면으로 배어나온 이형제의 층이 얇게 퍼져버리고, 이형제에 의한 정착 화상의 표면 보호 기능이 발휘되기 어렵고, 화상의 색옮아감이 생기기 쉬워지는 일이 있다. 종래에는, 특히 정착 압력이 4.0kgf/㎠ 이상과 같은 고정착 압력의 경우에 화상의 색옮아감이 생기기 쉬웠다. 그러나, 본 실시 형태의 토너를 사용함으로써, 정착 수단에 의한 정착 압력이 4.0kgf/㎠ 이상이어도 착색제의 색옮아감이 억제된다.

본 실시 형태에 있어서, 정착 압력은, 가마타고교제 압력 분포 측정 시스템에 의해 정착롤러/벨트 간의 압력을 측정한 값을 말한다.

본 실시 형태의 화상 형성 장치(화상 형성 공정)에 있어서는, 프로세스 속도가 300㎜/sec 이상이어도 된다. 프로세스 속도가 빠르면, 토너 화상을 정착할 때에 토너 화상 표면으로 이형제가 충분히 배어나올 수 없어, 이형제층의 두께를 충분히 벌 수 없는 일이 있다. 종래에는, 특히 프로세스 속도가 300㎜/sec 이상과 같은 고속의 경우에 화상의 색옮아감이 생기기 쉬웠다. 그러나, 본 실시 형태의 토너를 사용함으로써, 프로세스 속도가 300㎜/sec 이상이어도 착색제의 색옮아감이 억제된다.

여기에서, 프로세스 속도란, 용지 등의 기록 매체가 화상을 형성할 때의 기록 매체의 이동 속도를 의미한다.

(기록 매체)

토너상이 전사되어서 최종적인 기록 화상이 형성되는 기록 매체(기록 용지)로서는, 예를 들면, 전자 사진 방식의 복사기, 프린터 등에 사용되는 보통지, OHP 시트 등을 들 수 있다. 정착 후에 있어서의 화상 표면의 평활성을 더 향상시키기 위해서는, 기록 매체의 표면도 가능한 한 평활한 것이 바람직하고, 예를 들면, 보통지의 표면을 수지 등으로 코팅한 코트지, 인쇄용의 아트지 등을 호적하게 사용할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 보통지로서는, 예를 들면, JIS―P-8119로 측정되는 평활도가 15∼80초의 범위인 것, 또한, JIS-P-8124로 측정되는 평량이 80g/㎡ 이하인 것 등을 들 수 있다. 코트지로서는, 종이 기재의 한쪽의 면에 도피층을 갖고, 또한, 평활도가 150초 이상 1,000초 이하의 범위인 것 등을 들 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는 기록 매체로서 평량이 50g/㎡ 이상 100g/㎡ 이하이며 두께가 60㎛ 이상 100㎛ 이하인, 소위 박지를 사용하여도 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 기록 매체의 평량이 55g/㎡ 이상 95g/㎡ 이하이며 두께가 65㎛ 이상 95㎛ 이하인 것이 더 바람직하고, 평량이 60g/㎡ 이상 90g/㎡ 이하이며 두께가 70㎛ 이상 90㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.

이상, 바람직한 실시 형태를 들어서 본 실시 형태의 화상 형성 장치를 상세하게 설명했지만, 본 실시 형태는 이상의 실시 형태에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는 색수만큼의 현상기를 갖는 로터리 현상 장치(204)에 의해, 1개 잠상 유지체(201)에 각색의 잠상을 형성하여, 그 때마다 중간 전사체(207)에 전사하는 구성의 장치를 예시하고 있지만, 색수분의 잠상 유지체, 대전 수단, 현상 수단, 클리닝 수단 등을 갖는 각색 유닛을 중간 전사 매체에 대향시켜 병렬로 배치(물리적으로 직선상이 아니어도 상관없다)하여, 각각의 유닛에서 형성된 각 색의 토너상을 중간 전사 매체에 1차 전사하여 순차 적층하고, 일괄하여 기록 매체에 2차 전사하는, 일반적으로 탠덤 방식이라고 불리는 화상 형성 장치를 사용하여도 된다.

또한, 본 실시 형태의 화상 형성 장치는, 상기 실시 형태에서 설명한 각 구성 요소에 더하여, 그 외 종래 공지의, 혹은 공지가 아닌 각종 구성을 부가할 수 있고, 그 부가에 의해서도 또 본 실시 형태의 화상 형성 장치의 구성을 구비하는 한, 물론, 본 실시 형태의 범주에 포함되는 것이다. 예를 들면, 클리닝 수단의 후공정으로서, 제전 수단을 마련할 수도 있다. 또, 제전 수단에 대해서는, 프로세스 카트리지의 항에 있어서 개략설명한다.

그 외, 당업자는, 종래 공지의 지견을 따라, 본 실시 형태의 화상 형성 장치를 개변할 수 있다. 이러한 개변에 의해서도 또 본 실시 형태의 화상 형성 장치의 구성을 구비하는 한, 물론, 본 실시 형태의 범주에 포함되는 것이다.

<토너 수용 용기(토너 카트리지)>

본 실시 형태에 있어서, 토너 수용 용기란, 표면에 형성된 정전 잠상을 유지할 수 있는 잠상 유지체와, 당해 잠상 유지체 표면에 형성된 정전 잠상을 토너에 의해 현상하여 상기 잠상 유지체 표면에 토너상을 형성하는 현상 수단과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 수단을 구비한 화상 형성 장치에 대하여 탈착 가능하며, 상기 현상 수단에 공급하기 위한 본 실시 형태의 토너를 수용하여 이루어지는 것이며, 일반적으로는 「토너 카트리지」라고 불리는 것이다.

즉, 도 1에 나타낸 실시 형태에 있어서는, 현상기(204M)에 공급하기 위한 본 실시 형태의 토너를 수용하여 이루어지는 것이 토너 수용 용기이며, 적당한 용기에 마젠타 토너가 수용된 것이다(도시 안함). 그러한 용기의 형상이나 재질은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 폴리스티렌이나 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 혹은 ABS 수지라고 하는 재료로 이루어진다.

<프로세스 카트리지>

본 실시 형태의 프로세스 카트리지는, 본 실시 형태의 현상제를 수납하고, 잠상 유지체 표면에 형성된 정전 잠상을 상기 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단을 구비하고 있으면 되며, 다른 구성 요소는 임의이다.

도 3은, 본 실시 형태의 프로세스 카트리지의 적합한 일례의 기본 구성을 개략적으로 나타내는 모식 단면도이다. 도 3에 나타내는 프로세스 카트리지(300)에 있어서는, 잠상 유지체(307)와 함께, 대전기(대전 수단)(308), 현상 장치(현상 수단)(311) 및 클리닝 장치(클리닝 수단)(313)를 포함하고, 외장에는 노광을 위한 개구부(318) 및 제전 노광을 위한 개구부(317)가 마련되고, 또한 부착 레일(316)이 장착되어, 이들이 일체화 하여 이루어지는 것이다. 또, 현상 장치(311)에는, 앞서 말한 본 실시 형태의 현상제가 수용되어 있다.

이 프로세스 카트리지(300)는, 전사 장치(312)와, 정착 장치(20)와, 도시하지 않은 것 외의 구성 부분으로 이루어지는 화상 형성 장치 본체를 대하여 착탈하도록 되어 있고, 화상 형성 장치 본체와 함께 화상 형성 장치를 구성한다.

잠상 유지체(307), 대전기(대전 수단)(308) 및 클리닝 장치(클리닝 수단)(313)로서는, 이미 화상 형성 장치의 실시 형태의 항에서 설명하고 있기 때문에, 상세는 할애하지만, 프로세스 카트리지(300)에 있어서도 같은 것을 사용할 수 있다.

잠상 유지체(307) 표면에 현상된 토너상을 기록지(500)에 전사하는 전사 장치(312)에 대해서도, 화상 형성 장치의 실시 형태의 항에서, 1차 전사 수단 및 2차 전사 수단의 쌍방을 정리하여 「전사 수단」이라고 설명한 내용이, 프로세스 카트리지(300)에 있어서도 그대로 적용되기 때문에, 상세는 할애한다.

도시하지 않은 제전 장치(광제전 장치)로서는, 예를 들면, 텅스텐 램프, LED 등을 들 수 있고, 광제전 프로세스에 사용하는 광질로서는, 예를 들면, 텅스텐 램프 등의 백색광, LED광 등의 적색광 등을 들 수 있다. 당해 광제전 프로세스에 있어서의 조사광 강도로서는, 통상, 잠상 유지체의 반감 노광 감도를 나타내는 광량의 수 배 내지 30배 정도가 되도록 출력 설정된다.

본 예의 프로세스 카트리지(300)에 있어서는, 개구부(317)에서 이러한 광제전 장치로부터의 광이 취입되어, 잠상 유지체(307) 표면이 제전된다.

한편, 도시하지 않은 노광 장치(노광 수단)로부터의 상양의 노광광은, 본 예의 프로세스 카트리지(300)에 있어서, 개구부(318)로부터 취입되어, 잠상 유지체(307) 표면에 조사되어서 정전 잠상이 형성된다.

도 3에서 나타내는 프로세스 카트리지(300)에서는, 잠상 유지체(307) 및 현상 장치(311)와 함께, 대전기(308), 클리닝 장치(313), 노광을 위한 개구부(318), 및, 제전 노광을 위한 개구부(317)를 구비하고 있지만, 본 실시 형태에 있어서는, 이들 장치 등은 선택적으로 조합하는 것이 가능하다. 본 실시 형태의 프로세스 카트리지는, 현상 장치(311) 등의 현상 수단을 필수 구성으로 하고, 다른 구성은 임의적 요소이다.

이러한 본 실시 형태의 프로세스 카트리지는, 앞서 말한 화상 형성 장치(바람직하게는, 소위 탠덤 방식의 화상 형성 장치)에 장착되는 것이며, 본 실시 형태에 근거하는 뛰어난 작용·효과를 나타내는 현상제를 수용하고 있는 것에 의해, 착색제의 색옮아감이 억제된다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 실시 형태를 보다 구체적으로 상세하게 설명하지만, 본 실시 형태는, 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다. 또, 특별히 언급이 없는 한, 단지 「부」 「%」라는 것은 모두 질량 기준이다.

본 실시 형태에 있어서의 입도 분포 측정에 대하여 기술한다.

측정 장치로서는 콜터 멀티 사이저-Ⅱ형(콜터사제)을 사용하고, 전해액은 ISOTON-Ⅱ(콜터사제)를 사용했다.

측정법으로서는 분산제로서 계면 활성제, 바람직하게는 알킬벤젠설폰산나트륨의 5% 수용액 2㎖ 중에 측정 시료를 1.0㎎ 가한다. 이를 상기 전해액 100㎖ 중에 첨가하여 시료를 현탁한 전해액을 제작했다.

시료를 현탁한 전해액은 초음파 분산기에서 1분간 분산 처리를 행하고, 상기 콜터 멀티 사이저-Ⅱ형에 의해, 어퍼처경으로서 50㎛를 사용하여 1∼30㎛의 입자의 입도 분포를 측정하여 체적 평균 분포, 개수 평균 분포를 구한다. 측정하는 입자수는 50000이었다.

또한, 본 실시 형태에 있어서 측정하는 입자가 2㎛ 미만의 경우, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(LA-700 : 호리바세이사쿠쇼제)를 사용하여 측정했다. 측정법으로서는 분산액으로 되어 있는 상태의 시료를 고형분에서 약 2g이 되도록 조제하고, 이에 이온 교환수를 첨가하여, 약 40㎖로 한다. 이를 셀에 적당한 농도가 될 때까지 투입하고, 약 2분 기다려, 셀 내의 농도가 거의 안정하게 됐을 때 측정한다. 얻어진 채널 마다의 체적 평균 입경을, 체적 평균 입경의 작은 쪽부터 누적하고, 누적 50%가 됐을 때를 체적 평균 입경으로 했다.

본 실시 형태에 있어서, 분자량 분포의 측정은, 이하의 조건에서 행한 것이다. GPC는 「HLC-8120GPC, SC-8020(도소(주)사제)장치」를 사용하고, 칼럼은 「TSKgel, SuperHM-H(도소(주)사제 6.0㎜ IDx15㎝)」를 2본 사용하고, 용리액으로서 THF(테트라히드로푸란)를 사용했다. 실험 조건으로서는, 시료 농도 0.5%, 유속 0.6m1/min., 샘플 주입량 10㎕, 측정 온도 40℃, RI 검출기를 사용하여 실험을 행했다. 또한, 검량선은 도소사제 「polystylene 표준 시료 TSK standard」 : 「A-500」, 「F-1」, 「F-10」, 「F-80」, 「F-380」, 「A―2500」, 「F-4」, 「F-40」, 「F―128」, 「F-700」의 10샘플로부터 제작했다.

(이형제의 융해 온도의 측정 방법)

이형제의 융해 온도는 토너를 테트라히드로푸란(THF)에 용해하고, 불용분을 원심 분리에 의해 취출하고, 또한 THF에 의해 세정하고, 건조시킨다. 이를 열분석 장치(시마즈세이사쿠쇼사제)를 사용하여, JIS K7121-1987 「플라스틱의 전이 온도 측정 방법」에 준하여 0℃∼150℃까지의 온도를 측정하고, 피크의 온도를 측정하여, 이형제의 융해 온도로 했다. 또, 상기 불용분에는 이형제 이외에 착색제가 포함되는 일이 있지만, 착색제는 상기 온도 범위에는 피크를 갖지 않기 때문에, 무시할 수 있다.

(토너, 결착 수지의 유리 전이 온도의 측정 방법)

열분석 장치(시마즈세이사쿠쇼사제)를 사용하여, JIS K7121-1987 「플라스틱의 전이 온도 측정 방법」에 준하여 0℃∼150℃까지의 온도를 측정하고, JIS K7121-1987의 9.1(2)의 보외(補外) 융해 개시 온도를 유리 전이 온도로 했다.

(토너 입자 중의 무기 입자 및 착색제의 평균 입경의 측정)

투과형 전자 현미경(TEM : JEM-1010형 니혼덴시데이텀가부시키가이샤제))용 카본그리드 상에서 처리하고, TEM 관찰(50000배)을 행하고, 그 화상을 프린트하여 1차 입자를 샘플로서 무기 입자 및 착색제를 20샘플을 추출해 평균 입경을 상술한 바와 같이 하여 구했다.

<마젠타 안료 분산액1의 조제>

·C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 C.I. 피그먼트 레드 122의 고용체 안료(디아이씨가가쿠가부시키가이샤 : Fastogen Super Magenta RE05) : 200부

·음이온계 계면 활성제(다이이치고교세이야쿠샤제, 네오겐SC) : 33부(유효 성분 60%. 착색제에 대하여 10%)

·이온 교환수 : 750부

상기 성분을 전부 투입했을 때에 액면의 높이가 용기의 높이의 1/3 정도가 되는 크기의 스테인레스 용기에, 이온 교환수를 280부와 음이온계 계면 활성제 33부를 투입하고, 충분히 계면 활성제를 용해시킨 후, 상기 고용체 안료 전부를 투입하고, 교반기를 사용하여 젖지 않은 안료가 없어질 때까지 교반함과 함께, 충분히 탈포시켰다. 탈포 후에 나머지의 이온 교환수를 가해, 호모지나이저(IKA사제, 울트라터랙스T50)를 사용하여, 5000회전으로 10분간 분산한 후, 교반기로 1주야 교반시켜 탈포했다. 탈포 후, 다시 호모지나이저를 사용하여, 6000회전으로 10분간 분산한 후, 교반기로 1주야 교반시켜 탈포했다. 이어서, 분산액을 고압 충격식 분산기 얼티마이저((주)스기노머신사제, HJP30006)를 사용하여, 압력 240MPa로 분산했다. 분산은, 토탈 투입량과 장치의 처리 능력으로부터 환산하여 25패스(pass) 상당 행했다. 얻어진 분산액을 72시간 방치하여 침전물을 제거하고, 이온 교환수를 가하여, 고형분 농도를 15%로 조제했다. 이 마젠타 안료 분산액1 중의 입자의 체적 평균 입경D50은 135㎚였다.

<마젠타 안료 분산액2의 조제>

마젠타 안료 분산액1의 조제에 있어서, 마젠타 안료를 C.I. 피그먼트 레드 269(디아이씨가가쿠가부시키가이샤 : SYMULER FAST RED 1022)로 변경한 이외는 같은 방법으로 마젠타 안료 분산액2를 조제했다.

이 마젠타 안료 분산액2 중의 입자의 체적 평균 입경D50은 155㎚였다.

<폴리에스테르 수지의 합성>

·비스페놀A에틸렌옥사이드 2.2몰 부가물 : 40몰%

·비스페놀A프로필렌옥사이드 2.2몰 부가물 : 60몰%

·테레프탈산 : 47몰%

·푸마르산 : 40몰%

·도데세닐숙신산 무수물 : 15몰%

·트리멜리트산 무수물 : 3몰%

교반기, 온도계, 콘덴서 및 질소 가스 도입관을 구비한 반응 용기에, 상기 중합성 단량체 성분 중 푸마르산과 트리멜리트산 무수물 이외와, 디옥탄산주석을 상기 중합성 단량체 성분의 합계 100부에 대해서 0.25부 투입했다. 질소 가스 기류하, 230℃에서 6시간 반응시킨 후, 200℃로 강온하여, 상기 푸마르산과 트리멜리트산 무수물을 투입하고 1시간 반응시켰다. 온도를 또한 230℃까지 4시간 걸쳐 승온하고, 10kPa의 압력 하에서 원하는 분자량이 될 때까지 중합시켜, 폴리에스테르 수지를 얻었다.

얻어진 폴리에스테르 수지는, DSC에 의한 유리 전이 온도Tg가 59℃, GPC에 의한 중량 평균 분자량Mw가 26,000, 수 평균 분자량Mn이 8,000이었다.

<폴리에스테르 수지 분산액의 조제>

콘덴서, 온도계, 수적하(水滴下) 장치, 앵커 날개를 구비한 자켓 부착 3리터 반응조(도쿄리카기카이(주)제 : BJ-30N)를 물순환식 항온조에서 40℃로 유지하면서, 당해 반응조에 아세트산에틸 160부와 이소프로필알코올 100부의 혼합 용제를 투입하고, 이에 폴리에스테르 수지를 300부 투입하여, 쓰리원 모터를 사용하여 150rpm으로 교반을 실시하고, 용해시켜 유상(油相)을 얻었다. 이 교반되어 있는 유상에 10% 암모니아 수용액을, 적하 시간 5분간으로 14부 적하하고, 10분간 혼합한 후, 또한 이온 교환수 900부를 매분 7부의 속도로 적하하여 전상시켜서, 유화액을 얻었다.

곧, 얻어진 유화액 800부와 이온 교환수 700부를 2리터의 가지모양 플라스크에 넣고, 트랩구를 거쳐 진공 제어 유닛을 구비한 이베이퍼레이터(도쿄리카기카이(주))에 세트했다. 가지모양 플라스크를 회전시키면서, 60℃의 탕 배쓰에서 가온하고, 7kPa까지 감압하여 용제를 제거했다. 용제 회수량이 1,100부가 된 시점에서 상압으로 되돌리고, 가지모양 플라스크를 수냉하여 분산액을 얻었다. 이 분산액에 있어서의 수지 입자의 체적 평균 입경D50은 130㎚였다. 그 후, 이온 교환수를 가하여 고형분 농도가 20%가 되도록 조제하고, 이를 폴리에스테르 수지 분산액으로 했다.

<스티렌계 중합체 분산액의 조제>

스티렌 480부

n부틸아크릴레이트 120부

도데칸티올 9부

데칸디올디아크릴레이트 4.5부

이온 교환수 250부

음이온성 계면 활성제 12부

상기 성분을 혼합하여 혼합액을 조제하고, 한편, 음이온성 계면 활성제(로디아사제, 다우팩스) 1부를 이온 교환수 550부에 용해하고, 혼합액 430부를 가하여 플라스크 중에서 분산하여 유화시켰다. 이어서, 과황산암모니아 9부를 용해한 이온 교환수 52부를 투입하고, 계내를 질소로 치환한 후, 플라스크를 교반하면서 오일 배쓰에서 계내가 70℃가 될 때까지 가열하고, 2시간 그대로 유화 중합을 계속했다. 또한, 혼합액 444부에 도데칸티올 5부를 가하여 분산하여 유화시킨 액을 계내에 투입하고, 70℃로 3시간 유화 중합하고, 입자의 중심경이 185㎚, 유리 전이 온도가 52℃, 중량 평균 분자량이 32000, 고형 분량이 42%의 분산액을 얻었다. 그 후, 이온 교환수를 가하여 고형분 농도가 20%가 되도록 조제하고, 이를 스티렌계 중합체 분산액으로 했다.

<이형제 분산액1의 조제>

·피셔-트롭쉬 왁스(니혼세이로(주)제, 상품명 : FNP-0090, 융해 온도=90℃) : 270부

·음이온성 계면 활성제(다이이치고교세이야쿠(주)제, 네오겐RK, 유효 성분량 : 60%) : 13.5부(유효 성분으로서, 이형제에 대하여 3.0%)

·이온 교환수 : 21.6부

상기 성분을 혼합하고, 압력 토출형 호모지나이저(고린사제, 고린 호모지나이저)로, 내액 온도 120℃에서 이형제를 용해한 후, 분산 압력 5MPa로 120분간, 이어서 40MPa로 360분간 분산 처리하고, 냉각하여, 이형제 분산액1을 얻었다. 그 후, 이온 교환수를 가하여 고형분 농도가 20%가 되도록 조제했다.

<이형제 분산액2의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 피셔-트롭쉬 왁스(니혼세이로(주)제, 상품명 : FT100, 융해 온도=98℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액2를 얻었다.

<이형제 분산액3의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 피셔-트롭쉬 왁스(사졸사제, 상품명 : 파라프린트H1-N6, 융해 온도=83℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액3을 얻었다.

<이형제 분산액4의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 피셔-트롭쉬 왁스(니혼세이로(주)제, 상품명 : HNP-51, 융해 온도=78℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액4를 얻었다.

<이형제 분산액5의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 피셔-트롭쉬 왁스(사졸사제, 상품명 : SP-105, 융해 온도=105℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액5를 얻었다.

<이형제 분산액6의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 폴리에틸렌 왁스(베이커페트로라이트사제, 상품명 : 폴리 왁스725, 융해 온도=104℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액6을 얻었다.

<이형제 분산액7의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 폴리에틸렌 왁스(베이커페트로라이트사제, 상품명 : 폴리 왁스500, 융해 온도=88℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액7을 얻었다.

<이형제 분산액8의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 폴리에틸렌 왁스(베이커페트로라이트사제, 상품명 : 폴리 왁스400, 융해 온도=80℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액8을 얻었다.

<이형제 분산액9의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 에스테르 왁스(리켄비타민사제, 상품명 : 리케말B―100, 융해 온도=77℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액9를 얻었다.

<이형제 분산액10의 조제>

이형제 분산액1의 조제에 있어서, 에스테르 왁스(리켄비타민사제, 상품명 : 리케말B-150, 융해 온도=69℃)로 변경한 이외는 같은 방법으로 이형제 분산액10을 얻었다.

<무기 입자 분산액1의 제작>

질소 분위기하, 반응 용기에 에탄올 80부, 2―프로판올 80부, 테트라에톡시실란 6부, tert―부틸디메틸클로로실란 6부, 증류수 6부를 넣고, 80rpm으로 교반을 행하고 있는 중에, 20% 암모니아수 14부를 5분간으로 적하했다. 30℃에서 3.5시간 교반을 행한 후, 액량이 반이 될 때까지 이베이퍼레이터를 사용하여 농축했다. 거기에 tert―부틸알코올을 15부, 증류수 300부를 가해, 원심 침강기에 의해 생성물을 침전시켰다. 상징액을 디캔테이션으로 제거한 후, 증류수 300부를 가해 마찬가지로 원심 침강기에 의해 분리를 행했다. 이를 몇 번 반복한 후, 이혼 교환수를 가하여 고형분 농도가 20%가 되도록 조제했다. 체적 평균 입경 125㎚의 무기 입자 분산액1을 얻었다.

<무기 입자 분산액2의 제작>

240rpm으로 교반하고 있는 중에 20% 암모니아수 10부를 12분 걸쳐 적하한 이외는, 무기 입자 분산액1과 같이 하여, 체적 평균 입경 290㎚의 무기 입자 분산액2를 얻었다.

<무기 입자 분산액3의 제작>

250rpm으로 교반하고 있는 중에 20% 암모니아수 10부를 13분 걸쳐 적하한 이외는, 무기 입자 분산액1과 같이 하여, 체적 평균 입경 310㎚의 무기 입자 분산액3을 얻었다.

<무기 입자 분산액4의 제작>

tert―부틸디메틸클로로실란을 병용하는 대신에 테트라에톡시실란 9부와 디페닐디에톡시실란 3부를 사용하고, 55rpm으로 교반하고 있는 중에 20% 암모니아수를 30분 걸쳐 적하한 이외는, 무기 입자 분산액1과 같이 하여, 체적 평균 입경 115㎚의 무기 입자 분산액4를 얻었다.

<무기 입자 분산액5의 제작>

tert―부틸디메틸클로로실란를 병용하는 대신에 테트라에톡시실란 9부와 디페닐디에톡시실란 3부를 사용하고, 55rpm으로 교반하고 있는 중에 20% 암모니아수를 20분 걸쳐 적하한 이외는, 무기 입자 분산액1과 같이 하여, 체적 평균 입경 105㎚의 무기 입자 분산액5를 얻었다.

<무기 입자 분산액6의 제작>

60rpm으로 교반하고 있는 중에 20% 암모니아수를 35분 걸쳐 적하한 이외는, 무기 입자 분산액1과 같이 하여, 체적 평균 입경 95㎚의 무기 입자 분산액6을 얻었다.

<무기 입자 분산액7의 제작>

체적 평균 입경 135㎚의 기상법 실리카(UFP-30, 덴키가가쿠고교제) 100부, 음이온성 계면 활성제(다이이치고교세이야쿠(주)제, 네오겐RK) 2부, 이온 교환수 400부를 혼합하고, IKA사제 호모지나이저에 의해 분산 공정을 거쳐 체적 평균 입경 135㎚의 무기 입자 분산액7을 얻었다.

<토너1의 조제>

·폴리에스테르 수지 분산액 : 700부

·마젠타 안료 분산액1 : 133부

·이형제 분산액1 : 100부

·무기 입자 분산액1 : 50부

·이온 교환수 : 350부

·음이온성 계면 활성제(다우케미칼사제, Dowfax2A1) : 2.9부

상기 성분을, 온도계, pH계, 교반기를 구비한 3리터의 반응 용기에 넣어, 온도 25℃에서, 1.0% 질산을 가하여 pH를 3.0으로 한 후, 호모지나이저(IKA 재팬(주)제 : 울트라터랙스T50)로 5,000rpm으로 분산하면서, 황산알루미늄 5부를 이온 교환수 125부에 용해한 황산알루미늄 수용액을 130부 첨가하여 6분간 분산했다.

그 후, 반응 용기에 교반기, 맨틀 히터를 설치하고, 슬러리가 충분히 교반되도록 교반기의 회전수를 조정하면서, 온도 40℃까지는 0.2℃/분의 승온 속도, 40℃를 초과하고 나서는 0.05℃/분의 승온 속도로 승온하고, 10분 마다에 멀티 사이저Ⅱ(어퍼쳐경 : 50㎛, 콜터사제)로 입경을 측정했다. 체적 평균 입경이 5.0㎛가 된 지점에서 온도를 유지하고, 폴리에스테르 수지 분산액 : 50부를 5분간 걸쳐 투입했다.

30분간 유지한 후, 1% 수산화나트륨 수용액을 사용하여 pH를 9.0로 했다. 그 후, 5℃마다 pH가 9.0이 되도록 같이 하여 조정하면서, 승온 속도 1℃/분으로 90℃까지 승온하고, 90℃로 유지했다. 15분 마다에 광학 현미경으로 입자 형상을 관찰한 바, 2시간째에 응집 입자의 융합이 확인되었으므로, 냉각수로 용기를 30℃까지 5분간 걸쳐 냉각했다.

냉각 후의 슬러리를, 오프닝 15㎛의 나일론 메쉬에 통과시켜 조대분(粗大粉)을 제거하고, 메쉬를 통과한 토너 슬러리에, 질산을 가하여 pH6.0으로 조정한 후, 아스피레이터로 감압 여과했다. 여과지 위에 남은 토너의 덩어리를 해쇄하여, 온도 30℃로 토너량의 10배의 이온 교환수에 투입하고, 30분간 교반 혼합한 후, 다시 아스피레이터로 감압 여과하고, 여과액의 전기 전도도를 측정했다. 여과액의 전기 전도도가 10μS/㎝ 이하가 될 때까지 이 조작을 반복했다.

세정된 토너를 습식 건식 정립기(코밀)로 세밀하게 부수고 나서, 35℃의 오븐 중에서 36시간 진공 건조하여, 토너 입자를 얻었다. 얻어진 토너 입자 100부에 대하여, 소수성 실리카(니뽄아에로질(주)제, RY50) 1.0부를 가해, 헨쉘 믹서를 사용하여 20m/s의 주속으로 3분간 혼합했다. 그 후, 오프닝 45㎛의 진동체로 사분(篩分)하여, 토너1을 얻었다.

얻어진 토너1은, 체적 평균 입경D50이 6.0㎛였다. 토너1의 구성을 표 1에 나타낸다.

<수지 피복의 캐리어의 조제>

·Mn-Mg-Sr계 페라이트 입자(평균 입경 40㎛) : 100부

·톨루엔 : 14부

·시클로헥실메타아크릴레이트/디메틸아미노에틸메타크릴레이트 공중합체(공중합 중량비 99:1, Mw 8만) : 2.0부

·카본 블랙(VXC72 : 카봇제) : 0.12부

페라이트 입자를 제거하는 상기 성분 및 유리 비드(φ 1㎜, 톨루엔과 동량)를, 간사이페인트(주)제 샌드밀을 사용하여 1,200rpm으로 30분간 교반하고, 수지 피복층 형성용 용액을 얻었다. 또한, 이 수지 피복층 형성용 용액과 페라이트 입자를 진공 탈기형 니더에 넣어, 감압하고, 톨루엔을 유거(留去)하여 건조하는 것에 의해, 수지 피복 캐리어를 조제했다.

<현상제1의 조제>

상기 수지 피복 캐리어 500부에 대하여, 상기 토너1을 40부 가하고, V형 블렌더로 20분간 블렌드한 후, 오프닝 212㎛의 진동체에 의해 응집체를 제거하여, 현상제1을 조제했다.

<토너2 및 현상제2의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 무기 입자 분산액1을 무기 입자 분산액2로 변경한 이외는 같이 하여 토너2를 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제2를 얻었다. 토너2의 구성을 표 1에 나타낸다.

<토너3 및 현상제3의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 무기 입자 분산액1을 무기 입자 분산액4로 변경한 이외는 같이 하여 토너3을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제3을 얻었다. 토너3의 구성을 표 1에 나타낸다.

<토너4 및 현상제4의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 무기 입자 분산액1을 무기 입자 분산액5로 변경한 이외는 같이 하여 토너4를 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제4를 얻었다. 토너4의 구성을 표 1에 나타낸다.

<토너5 및 현상제5의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 무기 입자 분산액1을 무기 입자 분산액3으로 변경한 이외는 같이 하여 토너5를 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제5를 얻었다. 토너5의 구성을 표 1에 나타낸다.

<토너6 및 현상제6의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 무기 입자 분산액1을 무기 입자 분산액6으로 변경한 이외는 같이 하여 토너6을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제6을 얻었다. 토너6의 구성을 표 1에 나타낸다.

<토너7∼12 및 현상제7∼12의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액2로 변경한 이외는 같이 하여 토너7∼12를 얻고, 또한 현상제7∼12를 얻었다. 토너7∼12의 구성을 표 2에 나타낸다.

<토너13∼18 및 현상제13∼18의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액5로 변경한 이외는 같이 하여 토너13∼18을 얻고, 또한 현상제13∼18을 얻었다. 토너13∼18의 구성을 표 3에 나타낸다.

<토너19∼24 및 현상제19∼24의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액3으로 변경한 이외는 같이 하여 토너19∼24를 얻고, 또한 현상제19∼24를 얻었다. 토너19∼24의 구성을 표 4에 나타낸다.

<토너25∼30 및 현상제25∼30의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액4로 변경한 이외는 같이 하여 토너25∼30을 얻고, 또한 현상제25∼30을 얻었다. 토너25∼30의 구성을 표 5에 나타낸다.

<토너31∼36 및 현상제31∼36의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액6으로 변경한 이외는 같이 하여 토너31∼36을 얻고, 또한 현상제31∼36을 얻었다. 토너31∼36의 구성을 표 6에 나타낸다.

<토너37∼42 및 현상제37∼42의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액7로 변경한 이외는 같이 하여 토너37∼42를 얻고, 또한 현상제37∼42를 얻었다. 토너37∼42의 구성을 표 7에 나타낸다.

<토너43∼48 및 현상제43∼48의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액8로 변경한 이외는 같이 하여 토너43∼48을 얻고, 또한 현상제43∼48을 얻었다. 토너43∼48의 구성을 표 8에 나타낸다.

<토너49∼54 및 현상제49∼54의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액9로 변경한 이외는 같이 하여 토너49∼54를 얻고, 또한 현상제49∼54를 얻었다. 토너49∼54의 구성을 표 9에 나타낸다.

<토너55∼60 및 현상제55∼60의 조제>

토너1∼6의 조제에 있어서 사용한, 이형제 분산액1을 이형제 분산액10으로 변경한 이외는 같이 하여 토너55∼60을 얻고, 또한 현상제55∼60을 얻었다. 토너55∼60의 구성을 표 10에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

[표 6]

[표 7]

[표 8]

[표 9]

[표 10]

<토너61∼65 및 현상제61∼65의 조제>

토너1, 7, 13, 25, 55의 조제에 있어서 사용한, 무기 입자 분산액1을 무기 입자 분산액7로 변경한 이외는, 토너1, 7, 13, 25, 55와 같이 하여 토너61∼65를 얻고, 또한 현상제61∼65를 얻었다. 토너61∼65의 구성을 표 11에 나타낸다.

[표 11]

<토너66 및 현상제66의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 35.9부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 771.8부로 변경한 이외는 같이 하여 토너66을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제66을 얻었다. 토너66의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너67 및 현상제67의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 44부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 767부로 변경한 이외는 같이 하여 토너67을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제67을 얻었다. 토너67의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너68 및 현상제68의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 50.7부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 762부로 변경한 이외는 같이 하여 토너68을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제68을 얻었다. 토너68의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너69 및 현상제69의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 56부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 758부로 변경한 이외는 같이 하여 토너69를 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제69를 얻었다. 토너69의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너70 및 현상제70의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 197부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 652부로 변경한 이외는 같이 하여 토너70을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제70을 얻었다. 토너70의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너71 및 현상제71의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 202.7부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 648부로 변경한 이외는 같이 하여 토너71을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제71을 얻었다. 토너71의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너72 및 현상제72의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 264부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 602부로 변경한 이외는 같이 하여 토너72를 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제72를 얻었다. 토너72의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너73 및 현상제73의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 133부에서 270.7부로, 또한 폴리에스테르 수지 분산액을 700부에서 597부로 변경한 이외는 같이 하여 토너73을 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제73을 얻었다. 토너73의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너74 및 현상제74의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 마젠타 안료 분산액1을 마젠타 안료 분산액2로 변경한 이외는 같이 하여 토너74를 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제74를 얻었다. 토너74의 구성을 표 12에 나타낸다.

<토너75 및 현상제75의 조제>

토너1의 조제에 있어서, 폴리에스테르 수지 분산액을 스티렌계 중합체 분산액으로 변경한 이외는 같이 하여 토너75를 얻고, 또한 현상제1의 조제와 같이 하여 현상제75를 얻었다. 토너75의 구성을 표 12에 나타낸다.

[표 12]

(색옮아감 평가)

후지제록스사제 ApeosPort-Ⅳ C7780 개조기(마젠타용의 현상기 이외는 작동하지 않고, 또한 정착 온도를 200℃로 변경하고, 정착 압력(정착시 면압)을 3.0kgf/㎠ 이상 6.0kgf/㎠ 이하로, 또한 프로세스 속도를 250㎜/sec 이상 600㎜/sec 이하로 가변 가능하도록 한 것)를 사용하고, 화상을 정착 압력 4.0kgf/㎠, 프로세스 속도를 300㎜/초로 하여 출력했다. 화상은 일본화상학회의 「전자 사진 학회 테스트 차트 No.4 1986」을, 용지는 후지제록스사제 SP지(평량 : 60g/㎡, 종이 두께 : 81㎛, ISO 백색도 : 82%)를 사용했다. 이 인쇄된 용지에 대하여, ApeosPort-Ⅳ C7780(후지제록스사제)의 자동 양면 원고 이송 장치를 사용하여 20회의 피더를 1세트로 하여 행하고 화상의 색옮아감의 정도를 하기 규준에 근거해 눈으로 보아 평가했다. 문제 없는 평가였을 경우, 1세트별로 평가를 더 행하여, 최대 5세트 100회의 피더를 행했다. 각 세트별로 평가 기준에서 문제가 생겼을 경우, 그 이상의 평가는 행하지 않았다. 문제가 생기는 것은 이하의 기준에서 G1이며, G2 이상은 또한 평가를 계속했다. 또 40회의 피더에서 G2 이상이면, 문제 없음으로 했다. 얻어진 결과를 표 13 및 표 14에 나타낸다.

또, 본 실시예에 있어서 색옮아감이란, 정착 후의 토너 화상을 백지로 문질렀을 때에 토너 화상의 일부가 파단되어 문지른 백지로 옮아가는 현상이다.

<평가기준>

G4 : 백지로 색옮아감은 확인할 수 없고, 화상에 파괴는 확인할 수 없음

G3 : 백지로 색옮아감은 확인할 수 없지만, 화상에 파괴를 약간 확인할 수 있음

G2 : 백지로 색옮아감을 약간 확인할 수 있지만, 허용할 수 있는 범위임

G1 : 백지로 색옮아감을 분명하게 확인할 수 있음

또한, 화상의 착색과, 채도, 및 광택에 대하여 필요에 따라 눈으로 보아 확인했다.

<실시예1∼63, 비교예1∼12>

실시예1∼63, 비교예1∼12에 대하여, 표 13 또는 표 14에 나타내는 토너, 현상제를 사용하고, 상기의 평가를 행했다. 결과를 표 13 또는 표 14에 나타낸다.

[표 13]

[표 14]

토너1 및 74를 사용하고, 정착 압력과 프로세스 속도를 변경하여 평가를 행했다. 결과를 표 15에 나타낸다.

[표 15]

10 : 정착 벨트, 14a : 전자(電磁) 유도 코일, 20 : 정착 장치, 200 : 화상 형성 장치, 201, 307 : 정전 잠상 유지체, 202, 308 : 대전기(대전 수단), 203 : 상입력 장치(정전 잠상 형성 수단), 204 : 로터리 현상 장치(토너상 형성 수단), 204Y, 204M, 204C, 204K, 204R : 현상기, 205 : 1차 전사롤(전사 수단), 206, 313 : 클리닝 장치, 207 : 중간 전사체, 208, 209, 210 : 지지롤, 211 : 2차 전사롤(전사 수단), 212 : 반송 벨트, 300 : 프로세스 카트리지, 311 : 현상 장치, 312 : 전사 장치, 316 : 부착 레일, 317 : 개구부, 318 : 개구부, P : 기록 용지(기록 매체)

Claims (24)

1. 폴리에스테르 수지, C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 C.I. 피그먼트 레드 122의 고용체(固溶體)를 함유하는 착색제, 이형제, 및, 무기 입자를 함유하는 토너 입자와, 외첨제를 함유하고, 상기 무기 입자의 평균 입경이, 상기 착색제의 평균 입경의 0.75배 이상이며, 상기 무기 입자의 평균 입경이 105 nm 이상 310 nm 이하이며, 상기 무기 입자가 실리카이며, 상기 토너 입자 중에 있어서의 상기 무기 입자의 함유량이, 0.3질량% 이상 10질량% 이하인 전자 사진용 마젠타 토너.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이형제의 융해 온도가, 70℃ 이상 100℃ 이하인 전자 사진용 마젠타 토너.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이형제가, 피셔-트롭쉬 왁스인 전자 사진용 마젠타 토너.
4. 제1항에 있어서,
   상기 이형제의 첨가량이, 상기 폴리에스테르 수지 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 15질량부 이하인 전자 사진용 마젠타 토너.
5. 제1항에 있어서,
   상기 고용체의 상기 토너 입자 중에 있어서의 함유량이, 2질량% 이상 30질량% 이하인 전자 사진용 마젠타 토너.
6. 제1항에 있어서,
   상기 C.I. 피그먼트 바이올렛 19 및 상기 C.I. 피그먼트 레드 122의 비율(질량 기준)이, 80:20 내지 20:80인 전자 사진용 마젠타 토너.
7. 제1항에 있어서,
   C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, C.I. 피그먼트 레드 269를 더 함유하는 전자 사진용 마젠타 토너.
8. 제7항에 있어서,
   상기 C.I. 피그먼트 레드 238, 또는, 상기 C.I. 피그먼트 레드 269의 비율이, 상기 고용체 100질량부에 대하여 30질량부 이상 500질량부 이하인 전자 사진용 마젠타 토너.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 외첨제가 실리카를 함유하는 전자 사진용 마젠타 토너.
13. 제12항에 있어서,
    상기 실리카의 1차 입경이 0.01㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 전자 사진용 마젠타 토너.
14. 제12항에 있어서,
    상기 외첨제가 활제를 더 함유하는 전자 사진용 마젠타 토너.
15. 제14항에 있어서,
    상기 활제의 1차 입경이, 0.5㎛ 이상 8.0㎛ 이하인 전자 사진용 마젠타 토너.
16. 제1항에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너를 함유하는 전자 사진용 마젠타 현상제.
17. 제1항에 기재된 전자 사진용 마젠타 토너를 수납하고, 화상 형성 장치에 착탈되는 토너 카트리지.
18. 제16항에 기재된 전자 사진용 마젠타 현상제를 수납하고, 잠상 유지체 표면에 형성된 정전 잠상을 상기 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단을 구비하고, 화상 형성 장치에 착탈되는 프로세스 카트리지.
19. 잠상 유지체와, 상기 잠상 유지체 표면을 대전하는 대전 수단과, 상기 잠상 유지체 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 수단과, 상기 정전 잠상을 제16항에 기재된 전자 사진용 마젠타 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 수단과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 수단과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 수단을 구비하는 화상 형성 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 정착 수단에 의한 정착 압력이, 4.0kgf/㎠ 이상인 화상 형성 장치.
21. 제19항에 있어서,
    프로세스 속도가, 300㎜/sec 이상인 화상 형성 장치.
22. 잠상 유지체 표면을 대전하는 대전 공정과, 상기 잠상 유지체 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 공정과, 상기 정전 잠상을 제16항에 기재된 전자 사진용 마젠타 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하는 현상 공정과, 상기 토너상을 기록 매체에 전사하는 전사 공정과, 상기 기록 매체에 상기 토너상을 정착하는 정착 공정을 갖는 화상 형성 방법.
23. 제22항에 있어서,
    상기 정착 공정에 있어서의 정착 압력이, 4.0kgf/㎠ 이상인 화상 형성 방법.
24. 제22항에 있어서,
    프로세스 속도가, 300㎜/sec 이상인 화상 형성 방법.

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