KR101238365B1 - 전자사진용 토너 - Google Patents
전자사진용 토너 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101238365B1 KR101238365B1 KR1020080015910A KR20080015910A KR101238365B1 KR 101238365 B1 KR101238365 B1 KR 101238365B1 KR 1020080015910 A KR1020080015910 A KR 1020080015910A KR 20080015910 A KR20080015910 A KR 20080015910A KR 101238365 B1 KR101238365 B1 KR 101238365B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- toner
- binder resin
- image
- seconds
- temperature range
- Prior art date
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 88
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 21
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 5
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 5
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 235000019809 paraffin wax Nutrition 0.000 description 2
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTCCVIYSGXONHU-CJHDCQNGSA-N (z)-2-(2-phenylethenyl)but-2-enedioic acid Chemical class OC(=O)\C=C(C(O)=O)\C=CC1=CC=CC=C1 DTCCVIYSGXONHU-CJHDCQNGSA-N 0.000 description 1
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KTZVZZJJVJQZHV-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-4-ethenylbenzene Chemical compound ClC1=CC=C(C=C)C=C1 KTZVZZJJVJQZHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FWLHAQYOFMQTHQ-UHFFFAOYSA-N 2-N-[8-[[8-(4-aminoanilino)-10-phenylphenazin-10-ium-2-yl]amino]-10-phenylphenazin-10-ium-2-yl]-8-N,10-diphenylphenazin-10-ium-2,8-diamine hydroxy-oxido-dioxochromium Chemical compound O[Cr]([O-])(=O)=O.O[Cr]([O-])(=O)=O.O[Cr]([O-])(=O)=O.Nc1ccc(Nc2ccc3nc4ccc(Nc5ccc6nc7ccc(Nc8ccc9nc%10ccc(Nc%11ccccc%11)cc%10[n+](-c%10ccccc%10)c9c8)cc7[n+](-c7ccccc7)c6c5)cc4[n+](-c4ccccc4)c3c2)cc1 FWLHAQYOFMQTHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSIPEPRFZWZQCN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxybenzoic acid;zinc Chemical compound [Zn].OC(=O)C1=CC=CC=C1O.OC(=O)C1=CC=CC=C1O GSIPEPRFZWZQCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013032 Hydrocarbon resin Substances 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 238000000944 Soxhlet extraction Methods 0.000 description 1
- 229920007962 Styrene Methyl Methacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- UKXSKSHDVLQNKG-UHFFFAOYSA-N benzilic acid Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(O)(C(=O)O)C1=CC=CC=C1 UKXSKSHDVLQNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001638 boron Chemical class 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004203 carnauba wax Substances 0.000 description 1
- 235000013869 carnauba wax Nutrition 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229920006270 hydrocarbon resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- ADFPJHOAARPYLP-UHFFFAOYSA-N methyl 2-methylprop-2-enoate;styrene Chemical compound COC(=O)C(C)=C.C=CC1=CC=CC=C1 ADFPJHOAARPYLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229940110337 pigment blue 1 Drugs 0.000 description 1
- 229920001490 poly(butyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001483 poly(ethyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- WPPDXAHGCGPUPK-UHFFFAOYSA-N red 2 Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=CC=CC=C11)=C(C=2C=3C4=CC=C5C6=CC=C7C8=C(C=9C=CC=CC=9)C9=CC=CC=C9C(C=9C=CC=CC=9)=C8C8=CC=C(C6=C87)C(C=35)=CC=2)C4=C1C1=CC=CC=C1 WPPDXAHGCGPUPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical class OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 230000001720 vestibular Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000001060 yellow colorant Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0821—Developers with toner particles characterised by physical parameters
- G03G9/0823—Electric parameters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0821—Developers with toner particles characterised by physical parameters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08742—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- G03G9/08755—Polyesters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
- G03G9/08795—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their chemical properties, e.g. acidity, molecular weight, sensitivity to reactants
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
- G03G9/08797—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/06—Developing structures, details
- G03G2215/0602—Developer
- G03G2215/0604—Developer solid type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
전자사진용 토너가 제공되며, 상기 전자사진용 토너는 결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고, 상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0×103 내지 4.5 ×104 Pa이고, 상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃ 이다.
Description
본 발명은 전자사진용 토너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템에서 안정된 정착 화상 및 인쇄 품질을 얻기 위한 물성을 갖는 전자사진용 토너에 관한 것이다.
전자사진 장치나 정전 기록 장치 등의 화상 형성 장치에 있어서, 균일하게 대전시킨 감광체상에 상 노광을 행하여 정전 잠상을 형성하고, 상기 정전 잠상에 토너를 부착시켜 톤 화상으로 하여 상기 톤 화상을 전사지 등의 전사재상에 전사한다. 이어서 미정착의 톤 화상을 가열, 가압, 용제 증기 등 여러 가지 방식에 의해 전사재상에 정착시키고 있다. 정착 공정에서는 대부분의 경우 정착롤과 가압롤 사이에 톤 화상을 전사한 전사재를 통하고, 토너를 가열 압착하여 전사재상에 융착시키고 있다. 이때 피정착재인 토너는 정착 환경에 따라 전사재에 정착하여 안정한 화상을 형성하게 된다.
가열 롤러 또는 필름을 사용하는 열 정착법에서는 가열 롤러 또는 필름 표면이 정착 시트 상의 토너 화상과 서로 접촉할 때 정착 시트 상으로 토너 화상을 융융 접착시키기 위해 우수한 열 효율이 필요하다. 열 정착법에서는 정착 시트의 통 과와 저온 환경에서의 정착으로 인하여 발생되는 정착 실패를 방지하기 위해 열 정착 수단의 열 용량을 증가시킬 필요가 있다. 따라서, 정착성을 유지하면서 낮은 전력 소비를 실현하는 것은 토너 성능의 개선, 특히, 토너의 저온 정착성의 개선에 크게 의존한다.
예를 들면, 압력-열 정착법의 정착 단계에서 고온 롤러 표면과 토너 화상은 용융 상태로 압력 하에 서로 접촉하므로 일부 토너가 정착 롤러 표면에 전사되고 부착된 다음, 후속 정착 시트에 다시 전사되어 정착 시트를 오염시키게 된다. 이는 오프셋(offset) 현상으로 칭하며, 정착 속도와 온도에 의해 영향을 많이 받는다. 일반적으로, 정착 롤러 표면 온도는 정착 속도가 느린 경우 낮게 설정되고, 정착 속도가 빠른 경우 높게 설정된다. 이는 정착 속도에서의 차이와 무관하게 토너 화상을 정착시키기 위해 토너 화상에 일정한 열량이 공급되기 때문이다.
상기 문제를 해결하기 위해, 일반적으로 정착 시트 상으로 토너의 고정을 촉진시키기 위해 정착 속도가 빠른 경우 정착 온도를 증가시켰다. 이 방법에 따라, 가열 롤러 온도는 다소간 낮아질 수 있고, 최상부 토너층의 고온 오프셋 현상을 방지할 수 있다. 그러나, 매우 높은 전단력이 토너층에 가해질 때 정착 시트가 정착 롤러 주변에 감기는 감김(winding) 오프셋, 및 정착 롤러로부터 정착 시트를 분리시키기 위한 분리 수단의 흔적이 정착된 화상에 발생하는 것과 같은 몇 가지 어려운 문제가 발생하기 쉽다.
특히, 2 롤러 (1 H/R + 1 P/R) 방식의 정착시스템과 같이 대칭형 단일 압력분포를 갖는 정착시스템이 아닌 도 1에 도시된 바와 같은 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템의 일례인 3 롤러/벨트 정착 시스템의 경우 토너의 용융 강도가 인쇄의 품질에 영향을 많이 미치게 된다.
이때, 상기 3 롤러/벨트 정착 시스템은 연속/ 혹은 불연속의 다중 닙(Nip)을 갖게 되므로, 1차 닙에서 용융된 토너가 2차 닙에서 인가된 압력에 의하여 2차 정착이 이루어 지는데 이러한 다중 정착시스템은 단일 정착시스템에 비하여 초기의 불필요한 압력을 제거하는 이점이 있으나 1차 닙에서 2차 닙으로 반송되는 과정에서 화상의 안정된 이송과 용지 분리력의 확보가 선행되어야 하는 단점이 있고, 이러한 시스템에 적합한 토너의 성질로 1차 가압부에서 충분한 용융, 및 2차 가압부에서 충분한 용지 분리력 (anti-Wrap Jam)과 안정된 화상 (Anti-Blur)을 갖는 성질이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템에서 정착성이 개선되고 오프셋 현상이 방지되며 충분한 용지 분리력을 갖는 전자사진용 토너를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 제2 과제는 상기 전자사진용 토너를 채용한 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 제3 과제는 상기 전자사진용 토너를 채용한 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
상기의 제1 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서,
120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고, 상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa이고, 상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃인 전자사진용 토너를 제공한다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 결착 수지는 3,000 내지 200,000의 중량 평균 분자량 및 1 내지 10%의 겔 함량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 결착 수지는 90,000 내지 150,000의 중량 평균 분자량 및 5 내지 10%의 겔 함량을 갖는 제1 결착 수지 및 5,000 내지 60,000의 중량 평균 분자량 및 1 내지 3%의 겔 함량을 갖는 제2 결착 수지를 포함하고, 상기 제1 결착 수지 대 제2 결착 수지의 중량비는 8:2 내지 5:5 인 것이 바람직하다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 이형제의 함량은 결착 수지 100 중량부 기준으로 1 내지 4 중량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 토너는 다중 압력 구조를 갖는 정착 시 스템에 적용되는 것이 바람직하다.
상기 제2 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
정전잠상이 형성된 감광체 표면에 토너를 부착시켜 가시상을 형성하고 상기 가시상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 화상 형성 방법을 제공하며, 상기 토너는 결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고, 상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa이고, 상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃이다.
상기 제3 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
유기감광체; 상기 유기감광체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 화상형성 수단; 토너를 수용하는 수단; 상기 유기감광체의 표면에서 정전 잠상을 토너상으로 현상하기 위해 상기 토너를 유기감광체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및 상기 토너상을 유기감광체 표면에서 전사재에 전사하는 토너 전사 수단;을 포함하는 화상 형성 장치를 제공하며, 상기 토너는 결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고, 상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa이고, 상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃ 이다.
본 발명에 따르면, 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템에 적용되는 전자사진용 토너로서, 유변학적 특성을 조절하여 정착성을 개선하고 오프셋을 방지하며, 충분한 용지 분리력을 갖고, 개선된 광택성 및 내구성을 구비할 수 있는 전자사진용 토너를 제공할 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서,
120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고, 상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa이고, 상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃인 전자사진용 토너를 제공한다.
본 발명에 따른 전자사진용 토너는 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템에 적용되는 것이 바람직하다. 상기 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템이라 함은 기존의 가열 롤러와 가압 롤러를 한 개씩 갖는 단일 대칭 압력 구조와 달리, 하나의 가열롤러에 2 이상의 가압 롤러 혹은 하나의 가압롤러에 2개 이상의 가열롤러를 구비하여 2 이상의 닙을 가짐으로써, 다중 비대칭/대칭형의 압력 구조를 형성하게 된다. 그 결과, 상기 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템은 2 이상의 압력 피크를 갖게 된다.
상기 다중 압력 구조의 일례로서 도 1에 도시된 3 롤러/벨트 정착 시스템이 있다. 상기 3 롤러/벨트 정착 시스템은 가열 롤러 (1)에 가압롤러 (2)와 포스트-가압롤러(3)가 결합된 구조를 가진다. 화상형성 장치의 전사 수단을 통하여 미정착된 토너로 이루어진 화상이 전사된 인쇄 매체(4)가 인쇄 매체 진행 방향(5)으로 진행하면서, 가열 롤러와 가압롤러의 접촉 부분인 1차 닙과 가열롤러와 포스트-가압롤러의 접촉 부분인 2차 닙을 통과하게 되면, 상기 토너가 열과 압력을 받아 인쇄 매체에 정착하게 된다.
이때, 상기 3 롤러/벨트 정착 시스템과 같은 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템은 연속/ 혹은 불연속의 다중 닙을 갖게 되므로, 1차 닙에서 2차 이상의 닙으로 반송되는 과정에서 안정된 화상의 이송과 용지 분리력의 확보가 요구되는데, 본 발명에서는, 전자사진용 토너의 복소 점도 및 응력 완화 등의 유변학적 특성을 조 절함으로써 정착단계에서의 오프셋 현상이 방지되며 충분한 용지 분리력을 갖는 전자사진용 토너를 제공할 수 있게 된다.
본 발명의 상기 복소 점도의 측정은 진동 주파수 1.6 내지 10 rad/s의 범위에서 정현파 진동법에 의한 온도 분산 측정법으로 구하는 것이 바람직하고, Rheometric Scientific사에 의해 제조된 ARES 측정기구를 사용하여 측정한다.
또한, 이때 상기의 복소 점도는 120 내지 160℃ 의 온도범위에서 측정되고, 이는 정착 가열롤러의 정착온도인 160 내지 180℃를 기준으로 불완전 열전달에 의한 토너의 정착환경에서의 자체 온도 및 토너의 승온 이력(History)을 근거로 한 이유로, 정착온도보다 -40~-20 ℃ 만큼 낮은 온도를 설정한 것이다.
120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)는 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s, 바람직하게는 450 내지 7,800 Pa·s , 더 바람직하게는 475 내지 7,750Pa·s이다.
복소 점도는 측정 온도 및 각속도 조건에 의존하는데, 측정하는 온도 및 각속도가 클수록 복소 점도는 작아지고, 측정하는 온도 및 각속도가 작을수록 복소 점도는 커지게 된다.
상기 복소 점도가 4×102 Pa·s 미만인 경우에는 결착 수지 자체의 응집력이 너무 저하되어 고온도 영역에서 오프셋 현상이 일어나거나 최종 닙에서 용지 분리력 저하로 인한 랩 잼(Wrap Jam)이 나타나기 때문에 바람직하지 못하고, 8×103 Pa·s 초과하는 경우에는 결착 수지의 응집력이 너무 커지고, 그 결과 화상매체와 토너의 부착력이 토너와 롤러간의 부착력보다 작게 되어 1차 닙에서 오프셋(Offset) 혹은 불안정된 정착화상으로 인한 최종 정착 화상의 표면 광택 및 적정 정착강도를 얻는 것이 용이하지 않기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 토너의 점도 거동에 있어서, 120℃ 내지 160℃ 온도 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 조건에서 점도의 범위 뿐만 아니라 상기 온도 및 각속도 범위 내에서 온도 변화에 따른 복소 점도의 변화량도 화상의 품질에 영향을 주게 된다.
상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)은 하기 식으로 나타낼 수 있다.
Δη*/ΔT = │(Δη* 종료 - Δη* 시작)/(T종료 - T시작)│
상기 식에서, T시작은 복소 점도의 변화율을 측정하는 온도 구간의 시작 온도를 나타내고, T종료 는 복소 점도의 변화율을 측정하는 온도 구간의 종료 온도를 나타낸다.
또한 Δη* 시작은 시작 온도에서의 토너의 복소 점도를 나타내고, Δη* 종료 는 종료 온도에서의 토너의 복소 점도를 나타낸다.
본 발명에서는 복소 점도의 변화율을 측정하는 온도 구간이 120℃ 내지 160℃ 온도 범위가 되므로, 상기 T시작은 120℃ 이고, T종료 는 160℃ 가 된다.
상기 Δη*/ΔT로부터 T시작에서 T종료 까지의 온도 구간에서, 용지 상에 미정착된 토너가 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템의 1차 닙을 지나서 최종 닙을 통 과하는 동안에 상기 토너의 점도 거동을 확인할 수 있다.
본원 발명에 따른 전자사진용 토너의 Δη*/ΔT는 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 바람직하게는 1.6rad/s에서 165 내지 180 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 72 내지 79 Pa·s/℃ 이다.
상기 Δη*/ΔT가 1.6rad/s 에서 165 Pa·s/℃ 미만의 경우, 즉 온도가 증가함에 따라 토너의 점도가 상대적으로 완만히 감소하여, 복소 점도의 변저속 운전에서 충분한 광택도(Gloosy) 효과나 정착 효과를 얻기 힘들고 185 Pa·s/℃ 초과의 경우, 즉 온도가 증가함에 따라 토너의 점도가 상대적으로 급격히 감소하게 되어 핫 오프셋(Hot Offset) 혹은 랩 잼/ 좁은 정착 온도영역 등의 발생이 문제될 수 있다. 또한 10rad/s에서 70 Pa·s/℃ 미만인 경우 정속 운전시 광택도 효과나 정착 효과를 얻기 힘들고 80 Pa·s/℃ 초과의 경우 핫 오프셋 혹은 랩 잼 등 화상이 일관적이지 못한 문제가 발생될 수 있다.
또한, 응력 완화(stress relaxation)는 일정한 스트레인(strain)이 토너에 가해지는 경우 스트레인이 시간에 따라 감소하는 것을 유지하기 위해 필요한 힘, 토너가 정착기 내에 머무르는 시간에 따른 탄성율의 변화를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 응력 완화의 보다 구체적인 의미는, 정착의 조건이 일정시간 이후 토너가 점탄성 거동의 안정적인 거동을 보일 때 측정이 되는 점도만의 의존성을 갖는 것이 아니라 매우 짧은 시간 동안 안정화되기 전의 물성에 의존성을 갖는 이유로, 적정 점도라고 하더라도 정착의 조건에 따른 점탄성의 시간 의존성을 보기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa , 바람직하게는 1.2×103 내지 4.3×104 Pa 이다.
이때, 상기 응력 완화를 측정하는 기준이 되는 완화 시간 0.05초 내지 0.3초는 미정착화상이 정착 닙을 통과하며 열압착되는 시간의 의미로 1차 가압부를 통과하는 시간부터 1차와 최종 가압부를 통과하는 전체시간의 범위의 의미를 갖는다.
상기 응력 완화가 1.0 ×103 Pa 미만인 경우에는 최종 닙에서 용지 분리력의 저하로 랩 잼이 일어나거나 핫 오프셋 등이 발생할 수 있고, 4.5 ×104 Pa 초과인 경우에는 1차 닙에서의 콜드(cold) 오프셋에 의한 화상 뒤틀림이나 정착 화상의 표면 거침/광택저하 등의 결함이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
또한, 토너의 응력 완화 거동에 있어서, 120℃ 내지 160℃ 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초 조건에서 응력 완화의 범위 뿐만 아니라 상기 온도 및 완화시간 범위 내에서 온도 변화에 따른 응력 완화의 변화량도 화상의 품질에 영향을 주게 된다.
상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)은 하기 식으로 나타낼 수 있다.
ΔG/ΔT = │(G 종료 - G 시작)/(T종료 - T시작)│
상기 식에서, T시작은 응력 완화의 변화율을 측정하는 온도 구간의 시작 온도 를 나타내고, T종료 는 응력 완화의 변화율을 측정하는 온도 구간의 종료 온도를 나타낸다.
또한 G시작은 시작 온도에서의 토너의 응력 완화를 나타내고, G 종료는 종료 온도에서의 토너의 응력 완화를 나타낸다.
본 발명에서는 응력 완화의 변화율을 측정하는 온도 구간이 120℃ 내지 160℃ 온도 범위가 되므로, 상기 T시작은 120℃ 이고, T종료 는 160℃ 가 된다.
상기 ΔG/ΔT로부터 T시작에서 T종료까지의 온도 구간에서, 용지상에 미정착된 토너가 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템의 1차 닙을 지나서 최종 닙을 통과하는 동안에 상기 토너의 응력 완화 거동을 확인할 수 있다.
본원 발명에 따른 전자사진용 토너의 ΔG/ΔT가 0.05초에서 785 내지 1,000 Pa/℃, 바람직하게는 790 내지 900 Pa/℃, 더욱 바람직하게는 790 내지 850 Pa/℃ 이고, 0.3초에서 190내지 215 Pa/℃, 바람직하게는 192 내지 215 Pa/℃ , 더욱 바람직하게는 192 내지 210 Pa/℃ 이다.
상기 ΔG/ΔT 가 0.05초에서 785 Pa/℃ 미만인 경우 1차 닙에서의 불안정한 화상정착으로 인한 충분한 화상의 광택도를 얻기가 힘들고, 1,000 Pa/℃ 초과인 경우 랩 잼이나 오프셋/좁은 정착 윈도우(Window) 등 화상의 안정성을 유지하기가 어렵다. 0.3초 190 Pa/℃ 미만의 경우 정착기 통과시 점도 변화가 미미함으로써 불완전 정착, 오프셋, 혹은 화상 품질 저하 등의 문제가 발생할 수 있고, 215 Pa/℃ 초과인 경우 급격한 점도 변화에 따른 정착영역이 좁아지는 단점이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명을 따르면, 토너의 열특성과 유변학적 특성의 상호관계를 정착환경에 따라 포괄적으로 정의함으로써 정착현상을 일반화하고 토너의 품질을 평가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자사진용 토너는 결착 수지, 착색제 및 이형제를 포함하는 바, 이하 각각에 대하여 살펴 보겠다.
상기 결착 수지로서는 공지의 각종 수지를 사용할 수 있는데, 예컨대 폴리스티렌, 폴리-P-클로로스티렌, 폴리-α-메틸스티렌, 스티렌-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-아크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴산에틸 공중합체, 스티렌-아크릴산프로필 공중합체, 스티렌-아크릴산부틸 공중합체, 스티렌-아크릴산옥틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산에틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산프로필 공중합체, 스티렌-메타크릴산 부틸 공중합체, 스티렌-α-클로로메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐메틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴니트릴-인덴 공중합체, 스티렌-말레인산 공중합체, 스티렌-말레인산에스테르 등의 스티렌계 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 이들의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리초산비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 에폭시수지, 폴리비닐부티랄수지, 로진, 변성 로진, 테르펜수지, 페놀수 지, 지방족 또는 지환족 탄화수소수지, 방향족계 석유수지, 염소화 파라핀, 파라핀 왁스 등이 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 이들 중 폴리에스테르계 수지는 정착성 및 투명성이 우수하여 칼라 현상제에 적합하다.
상기 결착 수지는 바람직한 복소 점도 및 응력 완화를 갖는 토너를 제조하기 위해 선택된다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 결착 수지는 3,000 내지 200,000, 바람직하게는 5,000 내지 150,000의 중량 평균 분자량, 및 1 내지 10%의 겔 함량을 갖는 것이 바람직하다.
상기 결착 수지의 중량 평균 분자량이 3,000 미만이면 저분자량의 기계적 물성 취약에 의한 고온환경의 점도 저하로 핫 오프셋(Hot Offset)에 불리하고, 200,000 초과이면 적정한 용융 점도를 얻기 위하여 상대적으로 많은 열량을 주어야 하기 때문에 정착 온도 상승과 고속기 적용에 한계가 있어 바람직하지 않다.
이때, 상기 겔 함량(겔 %)이라 함은, 결착 수지 중 유기용매에 녹아 나오지 않는 무게 함량을 나타낸다.
상기 결착 수지의 겔 함량은 하기의 방법으로 측정할 수 있다.
즉, 결착 수지의 중량을 측정하고, 이후, 상기 결착 수지를 속슬레 추출법을 사용하여 24시간 동안 용해성 물질을 추출한다. 추출에 사용되는 용매에 대해, 결착 수지에 포함되어 있는 첨가제 및 결착 수지에 대한 용매가 용매로서 사용된다. 예를들면, 결착 수지가 스티렌 중합체, 아크릴 수지 또는 변성된 폴리페닐렌 에테르일 경우, 톨루엔이 용매로써 사용되고; 결착 수지가 올레핀 중합체 또는 폴리아 세탈일 경우, 트리클로로벤젠이 용매로 사용되고; 그리고, 결착 수지가 폴리아미드일 경우, 헥사플루오로이소프로판올이 용매로써 사용된다.
추출 후, 수득된 모든 잔여 물질을 아세톤으로 세척하고, 140 ℃ 로 진공 건조하여, 건조 물질을 수득한다. 건조 물질의 중량을 측정하여 이를 추출 후 건조 중량으로 간주한다. 겔 함량(%)은 하기식에 의하여 계산된다.
[수학식]
겔 함량 (%) = (추출후 결착 수지의 건조 중량)(g)/ (결착 수지의 최초 중량)(g) × 100
상기 결착 수지의 겔 함량이 1 % 미만이면 고온 물성의 안정화를 얻기 힘들고, 10% 초과이면 적정한 용융 점도를 얻기 위하여 상대적으로 많은 열량을 주어야 하기 때문에 정착 온도 상승과 고속기 적용에 한계가 있고 첨가제의 분산성이 좋지 않게 되어 바람직하지 않다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 결착 수지는 상이한 중량 평균 분자량과 겔(%)를 갖는 제1 결착 수지 및 제2 결착 수지의 혼합물이다. 이렇게 상기 제1 결착 수지 및 제2 결착 수지를 혼합하여 사용하는 이유는 단일 수지의 결함을 보완할 수 있는 수지시스템을 구현하기 위함으로 함량에 따라 물성을 조절하기 용이하기 때문이다.
따라서, 본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 결착 수지는 90,000 내지 150,000의 중량 평균 분자량 및 5 내지 10%의 겔 함량을 갖는 제1 결착 수지 및 5,000 내지 60,000의 중량 평균 분자량 및 1 내지 3%의 겔 함량을 갖는 제2 결착 수지를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 결착 수지 대 제2 결착 수지의 중량비는 8:2 내지 5:5, 바람직하게는 7:3 내지 6:4 일 수 있다. 상기 중량비가 5:5 미만인 경우에는 정착 온도의 범위가 좁아지거나 내구성이 취약할 수 있고, 8:2 초과인 경우에는 정착성이 저하되거나 인쇄 광택이 저하되어 바람직하지 않다.
또한 상기 착색제로서는 흑백 토너의 경우에는 카본블랙 또는 아닐린블랙을 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 비자성 토너는 칼라 토너를 제조하기 용이하다. 또한, 칼라 토너의 경우에는 착색제 중 검은색은 카본 블랙을 이용하고, 칼라는 옐로우, 마젠타 및 시안 착색제를 더 포함한다.
상기 옐로우 착색제는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라킨 화합물, 아조 금속 착제, 또는 알릴 이미드 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 옐로우 12, 13, 14, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168, 180 등이 사용될 수 있다.
상기 마젠타 착색제는 축합 질소 화합물, 안트라킨, 퀴나크리돈 화합물, 염기 염료 레이트 화합물, 나프톨 화합물, 벤조 이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물, 또는 페릴렌 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 또는 254 등이 사용될 수 있다.
상기 시안 착색제는 동 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 또는 염기 염료 레이트 화합물 등이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 블루 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, 또는 66 등이 사용될 수 있다.
이러한 착색제는 단독 또는 2 종 이상의 혼합물로 혼합하여 사용될 수 있으며, 색상, 채도, 명도, 내후성, 토너 중의 분산성 등을 고려하여 선택된다.
착색제의 함량은 결착수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부이다. 상기 착색제의 함량은 토너를 착색하기에 충분한 양이면 무방하고 결착수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 중량부 미만일 경우에는 착색효과가 충분하지 않기 때문에 바람직하지 못하고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 토너의 착색제의 분산성이 나빠지고 이로 인한 불균일 마찰 대전이 문제가 됨으로 바람직하지 못하다.
이형제는 바람직한 복소 점도 및 정착시 이형성을 갖는 토너 조성물을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 일구현예에 따른 이형제는 이에 한정되는 것은 아니지만, 상기 이형제는 최종 토너 조성물의 목적 수행 특성을 제공하는 임의의 적합한 이형제를 선택할 수 있다. 사용될 수 있는 이형제의 형태의 예들은 이에 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 실리콘 왁스, 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 카르나우바 왁스 및 메탈로센(metallocene) 왁스를 포함한다. 바람직하게는 이형제는 융점은 약 50 내지 약 150℃이다. 이형제 성분은 토너 입자와 물리적으로 밀착되지만, 토너 입자와 공유적으로 결합하지 않는다. 최종 화상 수용체 상에 저정착 온도에서 정착되고 우수한 최종 화상 내구성 및 내마모 특성을 나타내는 토너를 제공한다.
상기 이형제는 일반적으로 결착 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 4 중량 부, 바람직하게는 2 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 이형제의 함량이 1 중량부 미만인 경우 안티-오프셋(anti-Offset)성능이 떨어지고, 4 중량부 초과인 경우 보관성과 내구성이 취약해질 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자사진용 토너는 대전제어제를 더 포함할 수 있다. 상기 대전제어제로는 아연 또는 알루미늄과 같은 금속 함유 살리실산(salicylic acid) 화합물, 비스 디페닐글리콜산(bis diphenyl glycolic acid)의 붕소 착체, 실리케이트(silicate)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는 디알킬 살리실산 아연, 보로 비스(1,1-디페닐-1-옥소-아세틸 포타슘염){boro bis (1,1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt)} 등이 사용될 수 있다. 상기 대전제어제의 함량은 일반적으로 결착 수지 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 2 중량부, 바람직하게는 1 내지 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 대전제어제의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우 전체 대전량의 확보가 어려워 지고고, 2 중량부 초과인 경우 과대전 및 분산성등에 영향을 주어 바람직하지 않다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 정전잠상이 형성된 감광체 표면에 토너를 부착시켜 가시상을 형성하고 상기 가시상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 화상 형성 방법에 있어서, 상기 토너는 상기 토너는 결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고, 상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa이고, 상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃ 인 전자사진용 토너인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법을 제공한다.
대표적인 전자사진 화상 형성 공정은 대전, 노광, 현상, 전사, 정착, 클리닝 및 제전 단계를 포함하여, 수용체 상에 화상을 형성하는 일련의 단계들을 포함한다.
상기 대전 단계에서, 감광체는 통상적으로 코로나 또는 대전 롤러에 의해 음 또는 양 중의 하나인, 원하는 극성의 전하로 덮힌다. 노광 단계에서, 광학 시스템, 통상적으로 레이저 스캐너 또는 다이오드 배열은 최종 화상 수용체 상에 형성되는 목적 화상에 대응하는 화상 방식(imagewise manner)으로 감광체의 대전 표면을 선택적으로 방전시켜 잠상을 형성한다. "광"으로 언급할 수 있는 전자기 조사는, 예를 들어 적외선 조사, 가시광선, 및 자외선 조사를 포함할 수 있다.
현상 단계에서, 적합한 극성의 토너 입자들은 일반적으로 감광체 상의 잠상과 접촉하는데, 토너 극성에 동일한 포텐셜 극성을 갖는, 통상적으로 전기적으로 편향된 현상기(developer electrically-biased)를 사용한다. 토너 입자들은 감광체로 이동하고 정전기력에 의해 잠상에 선택적으로 부착되고, 감광체 상에 톤 화상을 형성한다.
전사 단계에서, 톤 화상은 감광체로부터 목적으로 하는 최종 화상 수용체에 전사되는데, 때때로 중간체 전사 요소가 톤 화상의 후속의 전사와 함께 감광체로부터 최종 화상 수용체로의 톤 화상의 전사에 영향을 주기 위하여 이용된다.
정착 단계에서, 최종 화상 수용체 상의 톤 화상은 가열되어 토너 입자들이 연화 또는 용융됨으로써, 톤 화상을 최종 수용체에 정착하게 한다. 다른 하나의 정착 방법은 열을 가하거나 또는 가하지 않는 고압하에서 최종 수용체에 토너를 고정시키는 것을 포함한다.
클리닝 단계에서는 감광체 상에 남아 있는 잔류 토너가 제거된다.
마지막으로, 제전 단계에서는 감광체 전하가 특정 파장 밴드의 광에 노광되어 실질적으로 균일하게 낮은 값으로 감소됨으로써, 본래 잠상의 잔류물이 제거되고 다음의 화상 형성 사이클을 위하여 감광체가 준비된다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 유기감광체; 상기 유기감광체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 화상형성 수단; 토너를 수용하는 수단; 상기 유기감광체의 표면에서 정전 잠상을 토너상으로 현상하기 위해 상기 토너를 유기감광체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및 상기 토너상을 유기감광체 표면에서 전사재에 전사하는 토너 전사 수단;을 포함하는 화상 형성 장치를 제공하며, 상기 토너는 결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고, 상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고, 120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa이고, 상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃ 인 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자사진용 토너를 수용한 비접촉 현상방식의 화상 형성 장치의 일 구현예를 도시한 것으로서 하기에 작동 원리를 설명한다.
현상장치(14)의 비자성 1 성분 현상제는 폴리우레탄 폼, 스폰지 등의 탄성부재로 구성된 공급롤러(16)에 의해 현상제(18)를 현상롤러(15)상으로 공급된다. 상기 현상롤러(15) 상으로 공급된 현상제(18)은 현상롤러(15)의 회전에 따라 현상제 규제블레이드(17)과 현상롤러(15)의 접촉부에 도달한다. 상기 현상제 규제블레이드(17)은 금속, 고무 등의 탄성부재로 구성되어 있다. 현상제 규제블레이드(17)과 현상롤러(15)의 접촉부 사이를 현상제가 통과시 현상제(18)의 층이 일정한 층으로 규제되어 박층이 형성되고 현상제를 충분히 대전시킨다. 박층화된 현상제(8)은 현상롤러(5)에 의하여 잠상 담지체인 감광체(11)의 정전잠상에 현상제(18)가 현상되는 현상영역으로 이송되게 된다. 이때, 상기 전정잠상은 상기 감광체(11)에 광(13)을 주사함으로써 형성된다.
현상롤러(15)는 감광체(11)와 일정한 간격을 두고 접촉하지 않고 서로 마주보고 위치하고 있다. 현상롤러(15)는 시계회전 반대방향으로 회전하고 감광체(11)는 시계회전방향으로 회전한다.
상기 감광체(11)의 현상영역으로 이송된 현상제(18)는 현상롤러(15)에 인가된 DC 중첩된 AC 전압과, 대전수단(12)에 의해 대전된 감광체(11)의 잠상전위와의 전위차에 의해 발생된 전기력에 의해 상기 감광체(11)에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너 화상을 형성한다.
감광체(11)에 현상된 현상제(18)는 감광체(11)의 회전방향에 따라 전사수단(19)의 위치에 도달한다. 감광체(11)에 현상된 현상제는 코로나 방전 또는 롤러형태로 현상제 (18)에 대한 역극성 고전압이 인가된 전사수단(19)에 의하여 인쇄용지(23)가 통과하면서 인쇄용지로 현상제가 전사되어 화상이 형성된다.
인쇄용지에 전사된 화상은 고온, 고압의 정착기(미도시)를 통과하면서 인쇄용지에 현상제가 융착되어 화상이 정착된다. 한편 현상롤러(15) 상의 미현상된 잔류 현상제(18')는 상기 현상롤러(15)와 접촉되어 있는 공급롤러(16)에 의해 회수되고, 감광체(11) 상의 미현상된 잔류 현상제(18')는 클리닝 블레이드(20)에 의해 회수된다. 상기의 과정이 반복된다.
발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
결착 수지로는 폴리에스테르 계열의 수지인 제1 결착 수지(삼양사 MH141, 중량 평균 분자량(Mw) 103,530, 겔함량: 5%)와 제2 결착 수지(삼양사 ML121, 중량 평균 분자량 40,000, 겔함량: 3%)를 7:3의 중량비율로 사용하였다.
상기 결착 수지와 함께, 착색제로 카본 블랙(Cabot사, Mogul-L) 1 중량부, 대전제어제로 Carlit사의 LR-147 1 중량부, 및 이형제로 Nof회사의 상품명 WE3 및 Sasol회사의 상품명 H1N4 를 9:1의 비율로 2.5 중량부 사용하였다. 이후 상기 결착 수지, 착색제, 대전어제, 및 이형제를 혼합하고, Ikega사의 PCM30 압출기를 사용하여 하기의 조건으로 압출하였다.
- 공급 속도(Feeding speed) 3rpm, 스크류 속도 (Screw speed) 200 rpm,
- 압출 온도: 주입구(inlet) 온도: 40℃, 이송 구역 온도: 80 내지 100℃, 출구(outlet) 온도: 150℃
이후 압출된 결과물을 5 내지 10㎛ 로 분쇄하여 토너를 제조하였다.
실시예 2
제1 결착 수지와 제2 결착 수지를 8:2의 중량비율로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 토너를 제조하였다.
실시예 3
결착 수지로는 폴리에스테르 계열의 수지인 제1 결착 수지(삼양사 MH141, 중량 평균 분자량(Mw) 103,530, 겔함량: 5%)와 제2 결착 수지(삼양사 ML125, 중량 평균 분자량 80,000, 겔함량: 1%)을 6:4의 중량비율로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 토너를 제조하였다.
비교예 1
결착 수지로 폴리에스테르 계열 수지(삼양사 LL, 중량 평균 분자량(Mw) 2,900, 겔함량: 1% 미만)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 토너를 제조하였다.
비교예 2
결착 수지로 폴리에스테르 계열 수지(삼양사 HH, 중량 평균 분자량(Mw) 210,000, 겔함량: 7%)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 토너를 제조하였다.
비교예 3
결착 수지로 폴리에스테르 계열의 수지인 제1 결착 수지(삼양사 HH, 중량 평균 분자량(Mw) 210,000, 겔함량 : 7%)와 제2 결착 수지(삼양사 LL, 중량 평균 분자량 2,900, 겔함량 : 1%미만)을 6:4의 중량비율로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 토너를 제조하였다.
토너의 평가 방법
<복소 점도 측정>
복소 점도의 측정은 Rheometric Scientific사 ARES 측정장치를 사용하였다. 측정 시간은 30초, 측정 개시 후 온도 오차 범위 1℃ 이내로 하여 측정 정밀도를 확보하였다. 분체 상태로 직경 25mm인 두 개의 원형판 사이에 시료를 넣고, 선형 영역(Linear Region)에서 Dynamic 점도를 측정하였다.
분체 상태의 시료를 직접 측정하는 것은 시편 제작하는 과정에서 열이력의 부여/제거를 최소한으로 하여 제작된 토너의 물성을 정확히 측정하기 위해서이다. Dynamic Viscosity는 5% 이내의 Strain에서의 테스트 각속도 = 정착기 회전각속도 의 조건으로 복소 점도를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 하기 측정 온도에서의 복소 점도(Pa·s) 및 120℃ 내지 160℃ 범위의 복소 점도 변화율 (Pa·s) (측정 각속도 1.6 rad/s / 10 rad/s) |
||||
| 120℃ | 140℃ | 160℃ | Δη*/ΔT | |
| 실시예 1 | 7.75×103/3.56×103 | 2.00×103/9.97×102 | 1.01×103/4.73×102 | 169/77 |
| 실시예 2 | 7.81×103/3.61×103 | 2.10×103/1.02×103 | 1.12×103/4.85×102 | 168/78 |
| 실시예 3 | 7.93×103/3.23×103 | 2.55×103/8.70×102 | 1.31×103/4.23×102 | 165/70 |
| 비교예 1 | 7.31×103/3.55×103 | 1.81×103/7.70×102 | 8.70×102/4.01×102 | 161/78 |
| 비교예 2 | 9.25×103/4.32×103 | 2.75×103/1.31×103 | 2.56×103/6.72×102 | 167/91 |
| 비교예 3 | 8.12×103/3.75×103 | 1.94×103/8.05×102 | 6.70×102/3.65×102 | 186/85 |
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 토너의 경우 복소 점도는 측정시 온도 및 각속도가 증가할수록 그 수치가 감소하고 전체적으로 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s 의 범위의 수치를 나타내었다. 또한, 온도 변화에 따른 복소 점도의 변화율인 Δη*/ΔT가 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 의 범위에 포함되어 있음을 확인할 수 있었다.
한편, 결착수지로 중량 평균 분자량이 2,900인 폴리에스테르계 수지를 단독으로 사용하여 제조된 비교예 1의 토너의 경우 실시예의 토너들 보다 복소 점도가 저하됨을 확인할 수 있었고, 또한 중량 평균 분자량 210,000 인 폴리에스테르계 수지를 단독으로 사용한 비교예 2의 토너의 경우는 실시예의 토너들 보다 복소 점도가 상당히 증가한 것을 알 수 있었다.
중량 평균 분자량 210,000 및 2,900의 제1 및 제2 결착 수지를 6:4로 혼합하였으나 제2 결착 수지의 분자량이 실시예의 경우 (중량 평균 분자량 80,000)보다 상당히 작은 것을 사용하여 제조된 비교예 3의 토너의 경우는 측정 온도가 커질수록 복소 점도가 급격히 저하됨을 확인할 수 있었다. 이는 저분자량의 수지가 온도에 민감하여 전체 시스템의 점도를 낮추는 이유에 기인한 것으로 판단된다.
<응력 완화 평가>
Rheometric Scientific사 ARES 측정장치를 사용하고, 측정 시간은 500초, 측정 개시 후 온도 오차 범위 1℃ 이내로 하여 측정 정밀도를 확보하였다. 분체 상태로 직경 25mm인 두 개의 원형판 사이에 시료를 넣고, 선형 영역(Linear Region)에서 응력 완화를 측정하였다.
분체 상태의 시료를 직접 측정하는 것은 시편 제작하는 과정에서 열이력의 부여/제거를 최소한으로 하여 제작된 토너의 물성을 정확히 측정하기 위해서이다. 응력 완화는 5% 이내의 신장율(Strain)에서 측정하였다. 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다:
| 하기 측정 온도에서의 응력 완화(Pa) 및 120℃ 내지 160℃ 범위의 응력 완화 변화율(Pa/℃) (완화 시간 0.05초 / 0.3초) |
||||
| 120℃ | 140℃ | 160℃ | ΔG/ΔT | |
| 실시예 1 | 4.35×104/9.23×103 | 1.32×104/2.71×103 | 1.12×104/1.39×103 | 807/196 |
| 실시예 2 | 4.41×104/9.9×103 | 1.35×104/2.93×103 | 1.23×104/1.41×103 | 795/212 |
| 실시예 3 | 4.49×104/8.87×103 | 1.41×104/2.65×103 | 1.31×104/1.18×103 | 795/192 |
| 비교예 1 | 4.01×104/9.55×103 | 1.05×104/2.13×103 | 8.90×103/8.70×102 | 780/217 |
| 비교예 2 | 5.75×104/1.15×104 | 2.15×104/3.55×103 | 1.63×104/1.63×103 | 1030/247 |
| 비교예 3 | 4.87×104/9.31×103 | 1.51×104/2.73×103 | 7.10×103/6.12×102 | 1040/215 |
표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 3의 토너의 경우 응력 완화는 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa 의 범위의 수치를 나타내었다. 또한, 온도 변화에 따른 응력 완화의 변화율인 ΔG/ΔT가 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃ 의 범위에 포함되어 있음을 확인할 수 있었다.
한편, 결착수지로 중량 평균 분자량이 2,900인 폴리에스테르계 수지를 단독으로 사용하여 제조된 비교예 1의 토너의 경우 실시예의 토너들보다 고온 조건 (160℃)에서 응력 완화 값이 현저히 저하됨을 확인할 수 있었고, 또한 중량 평균 분자량 210,000인 폴리에스테르계 수지를 단독으로 사용한 비교예 2의 토너의 경우는 실시예의 토너들보다 저온 조건 (140℃)에서 응력 완화 값이 상당히 큰 것을 알 수 있었다.
또한, 중량 평균 분자량 210,000 및 2,900의 제1 및 제2 결착 수지를 6:4로 혼합하였으나 제2 결착 수지의 분자량이 실시예의 경우 (중량 평균 분자량 80,000)보다 상당히 작은 것을 사용하여 제조된 비교예 3의 토너의 경우는 비교예 1과 유사하게 측정온도가 커지면 응력 완화가 값이 급격히 저하됨을 확인할 수 있었다. 이는 저분자량의 수지의 온도가 올라감에 따라 응력 완화가 빠르게 진행되는 이유에 기인한 것으로 판단된다.
<오프셋/랩 잼 (Offset/Wrap Jam) 평가>
오프셋/랩 잼 평가는 지그(Jig) 형태로 만든 수재기기를 사용하여 Heat Roller의 각속도 2~10 rad/s 조건에서 실시하였고 이때 1차 가압부의 통과 시간을 최소0.05s로 조정하고, 1차 및 2차 가압부의 전체 통과 시간을 최대 0.3s로 조정하여, 50매 연속 인쇄를 통하여 랩 잼의 발생이 없고 화상이 안정된 경우는 ○, 랩 잼의 발생은 없으나 오프셋의 정도가 약한 경우는 △, 랩 잼, 화상 오프셋이 모두 발생한 경우는 ×로 표기하였다.
그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<광택도 평가>
광택도(Glossiness)는 가드너 마이크로트리글로스미터 (Gardner microtrigloss meter) (type 4430)를 이용해서 반사각 60ㅀ로 측정하여 그 값이 3 미만인 경우에는 X, 3 내지 5인 경우에는 △, 5 초과인 경우에는 ○으로 판단하였다.
그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<정착성 테스트>
정착성의 테스트는 175℃의 정착 온도에서 정착된 화상을 테이프 테스트하여 테스트 전후의 화상 농도 차이가 85%이상 인 경우는 ○, 75~85% 인 경우는 △, 75% 이하인 경우는 ×로 표기하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<내구성 테스트>
내구성은 20PPM 운전 조건에서 500매 0% 인쇄 후 스트리크(Streak)발생 여부로 판단하여, 오염 발생하지 않은 경우는 ○, 오염 발생하였으나 화상 영향이 없는 경우는 △, 화상에 오염의 영향이 나타나는 경우는 ×로 표기하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 구분 | 오프셋/랩 잼 | 광택도 | 정착성 | 내구성 |
| 실시예 1 | O | O | O | O |
| 실시예 2 | O | △ | O | O |
| 실시예 3 | O | O | O | △ |
| 비교예 1 | X | △ | O | X |
| 비교예 2 | O | X | △ | O |
| 비교예 3 | X | △ | O | △ |
표 3을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 토너를 이용한 경우에는 모든 평가 항목에서 기준 이상의 우수한 결과를 얻을 수 있었다.
한편, 비교예 1 및 3의 토너의 경우는 오프셋/랩 잼 등이 관찰되어 정착화상에서 문제점이 있었고, 스트리크(Streak)가 관찰되어 내구성 면에서도 기준에 미달하는 결과를 확인할 수 있었다. 이는 비교예 1 및 3의 토너는 모두 2,900의 상당히 작은 중량 평균 분자량을 갖는 결착 수지를 포함하고 있는 관계로 저분자량의 수지가 내구성에서 취약한 이유에 기인한 것으로 판단된다.
또한, 비교에 2의 경우 광택도가 상당히 낮고, 정착성에서도 다소 떨어짐을 확인할 수 있었다. 이는 비교예 2의 경우 210,000의 중량 평균 분자량이 큰 결착 수지를 단독으로 사용하여 온도 대역별 적정 점도 숫치를 초과하고 있는 이유에 기인한 것으로 판단된다.
도 1은 3 롤러/벨트 정착 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 토너를 수용한 화상 형성 장치의 일 구현예를 도시한 것이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
1: 가열 롤러 2: 가압 롤러
3: 포스트-가압롤러 4: 인쇄 매체
5: 인쇄 매체 진행 방향
11: 감광체 12: 대전수단
13: 광 14: 현상장치
15: 현상롤러 16: 공급롤러
17: 현상제규제 블레이드 18: 현상제
18': 잔류현상제 19: 전사수단
20: 클리닝 블레이드 22: 전원
23: 인쇄매체
Claims (7)
- 결착 수지, 착색제, 및 이형제를 포함하는 전자사진용 토너로서,120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 1.6 내지 10 rad/s의 각속도 범위에서, 복소 점도(η)가 4×102 Pa·s 내지 8×103 Pa·s이고,상기 온도 범위에서의 복소 점도의 변화율(Δη*/ΔT)이 1.6rad/s에서 165 내지 185 Pa·s/℃ 이고, 10rad/s 에서 70 내지 80 Pa·s/℃ 이고,120℃ 내지 160℃의 온도 범위 및 완화 시간 0.05초 내지 0.3초에서, 응력 완화가 1.0 ×103 내지 4.5 ×104 Pa이고,상기 온도 범위에서의 응력 완화의 변화율(ΔG/ΔT)이 0.05초에서 785 내지 1000 Pa/℃ 이고 0.3초에서 190 내지 215 Pa/℃ 인 전자사진용 토너.
- 제1항에 있어서,상기 결착 수지가 3,000 내지 200,000의 중량 평균 분자량 및 1 내지 10%의 겔 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
- 제1항에 있어서,상기 결착 수지가 90,000 내지 150,000의 중량 평균 분자량 및 5 내지 10%의 겔 함량을 갖는 제1 결착 수지 및 5,000 내지 60,000의 중량 평균 분자량 및 1 내 지 3%의 겔 함량을 갖는 제2 결착 수지를 포함하고,상기 제1 결착 수지 대 제2 결착 수지의 중량비가 8:2 내지 5:5 인 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
- 제1항에 있어서,상기 이형제의 함량이 결착 수지 100 중량부 기준으로 1 내지 4 중량부인 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
- 제1항에 있어서,상기 토너가 다중 압력 구조를 갖는 정착 시스템에 적용되는 것을 특징으로 하는 전자사진용 토너.
- 정전잠상이 형성된 감광체 표면에 토너를 부착시켜 가시상을 형성하고 상기 가시상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 화상 형성 방법으로서, 상기 토너가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 전자사진용 토너인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
- 유기감광체; 상기 유기감광체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 화상형성 수단; 토너를 수용하는 수단; 상기 유기감광체의 표면에서 정전 잠상을 토너상으로 현상하기 위해 상기 토너를 유기감광체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및 상 기 토너상을 유기감광체 표면에서 전사재에 전사하는 토너 전사 수단;을 포함하는 화상 형성 장치로서, 상기 토너가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 토너인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080015910A KR101238365B1 (ko) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | 전자사진용 토너 |
| US12/239,962 US8546054B2 (en) | 2008-02-21 | 2008-09-29 | Toner for electrophotography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080015910A KR101238365B1 (ko) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | 전자사진용 토너 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090090599A KR20090090599A (ko) | 2009-08-26 |
| KR101238365B1 true KR101238365B1 (ko) | 2013-02-28 |
Family
ID=40998647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080015910A KR101238365B1 (ko) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | 전자사진용 토너 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8546054B2 (ko) |
| KR (1) | KR101238365B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009282294A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Canon Chemicals Inc | 電子写真装置用クリーニングブレード |
| JP7275678B2 (ja) * | 2019-03-13 | 2023-05-18 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003262978A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Sharp Corp | 電子写真用トナーおよび現像剤 |
| KR20050024670A (ko) * | 2003-09-01 | 2005-03-11 | 삼성전자주식회사 | 전자사진용 현상제 |
| KR20060070163A (ko) * | 2004-12-20 | 2006-06-23 | 삼성전자주식회사 | 전자사진용 현상제 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58211166A (ja) * | 1982-06-02 | 1983-12-08 | Canon Inc | トナ−の製造方法 |
| US5397671A (en) * | 1994-02-10 | 1995-03-14 | Xerox Corporation | Processes for preparing crosslinked resins and toner compositions therefrom |
| EP0840171B1 (en) * | 1995-06-27 | 2005-02-02 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Polyester resin for full color toner |
| US5851714A (en) * | 1996-04-02 | 1998-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner for developing electrostatic image and fixing method |
| SG70143A1 (en) * | 1997-12-25 | 2000-01-25 | Canon Kk | Toner and image forming method |
| US6692880B2 (en) | 2001-05-14 | 2004-02-17 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Electrophotographic toner with stable triboelectric properties |
| KR100481481B1 (ko) | 2002-02-15 | 2005-04-07 | 주식회사 디피아이 솔루션스 | 폴리에스터 입자 내부에 왁스를 삽입시킨 정전 잠상 현상용 토너 조성물 및 그 제조 방법 |
| KR100481466B1 (ko) | 2003-05-14 | 2005-04-07 | 주식회사 디피아이 솔루션스 | 정전 잠상 현상용 토너 조성물, 이의 제조방법 및 이를포함하는 정전 잠상 현상제 조성물 |
| EP1645913B1 (en) * | 2004-10-08 | 2011-03-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic toner |
| JP4076996B2 (ja) | 2005-02-09 | 2008-04-16 | シャープ株式会社 | 電子写真用トナー |
| EP1995638B1 (en) * | 2006-03-03 | 2014-03-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
| KR101304463B1 (ko) * | 2006-12-21 | 2013-09-04 | 삼성전자주식회사 | 전자사진 현상제 |
-
2008
- 2008-02-21 KR KR1020080015910A patent/KR101238365B1/ko active IP Right Grant
- 2008-09-29 US US12/239,962 patent/US8546054B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003262978A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Sharp Corp | 電子写真用トナーおよび現像剤 |
| KR20050024670A (ko) * | 2003-09-01 | 2005-03-11 | 삼성전자주식회사 | 전자사진용 현상제 |
| KR20060070163A (ko) * | 2004-12-20 | 2006-06-23 | 삼성전자주식회사 | 전자사진용 현상제 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20090214965A1 (en) | 2009-08-27 |
| US8546054B2 (en) | 2013-10-01 |
| KR20090090599A (ko) | 2009-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7613419B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method characterized by a particular nip time | |
| EP2573624B1 (en) | Image forming apparatus | |
| US6131010A (en) | Rotatable member having elastic layer and fixing apparatus having said rotatable member | |
| US20110268482A1 (en) | Image forming apparatus | |
| KR101238369B1 (ko) | 전자사진용 토너 | |
| KR101145924B1 (ko) | 전자사진용 토너 | |
| KR101238365B1 (ko) | 전자사진용 토너 | |
| US6096463A (en) | Image forming method | |
| KR101464975B1 (ko) | 전자사진용 토너 | |
| US8068749B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus provided with fixing apparatus | |
| JP3755353B2 (ja) | 画像形成方法 | |
| JP4966813B2 (ja) | トナー、現像剤、現像装置および画像形成装置 | |
| JP2017009982A (ja) | トナー、現像剤、画像形成装置及びトナー収容ユニット | |
| US20190294065A1 (en) | Image forming apparatus | |
| EP4323842B1 (en) | Cleaning blade, image forming apparatus, and process cartridge | |
| US20040058259A1 (en) | Electrostatic charge image developing toner and image forming apparatus using the same | |
| JP2005203181A (ja) | 加熱装置および画像形成装置 | |
| US20240231252A1 (en) | Toner, toner accommodating unit, image forming apparatus, and image forming method | |
| JP2008003538A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH09218538A (ja) | トナー及びこれを用いた画像形成方法 | |
| JP2002244346A (ja) | 静電荷像現像用トナー及び画像形成方法 | |
| JP2001235956A (ja) | 画像形成方法 | |
| JP3069934B2 (ja) | 現像剤及び画像形成方法 | |
| JP2004145199A (ja) | 画像形成方法及び装置 | |
| JP2002311633A (ja) | 電子写真定着方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20080221 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20110120 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20080221 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20120718 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20130130 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20130222 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20130225 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160128 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20160128 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170124 Year of fee payment: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20170124 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180212 Year of fee payment: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20180212 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190207 Year of fee payment: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20190207 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220125 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
| PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20231205 |