KR100306066B1 - 클리닝 부재, 클리닝 장치, 및 화상 형성 장치 및 클리닝 장치가 이용되는 프로세스 카트리지 - Google Patents

클리닝 부재, 클리닝 장치, 및 화상 형성 장치 및 클리닝 장치가 이용되는 프로세스 카트리지 Download PDF

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Abstract

전자사진 장치에서 클리닝될 (1)에 남아있는 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 토너를 문질러 제거하기 위한 클리닝 부재(8a, 8b)가 개시되어 있다. 클리닝 부재는 300연장시의 인장 시험시 200kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단되는 탄성 블레이드(8a) 및 탄성 블레이드를 지지하기 위한 블레이드 지지 부재(8d)를 갖는다. 또한, 클리닝 장치(8)는 상기 클리닝 부재를 갖고, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치는 상기 클리닝 장치를 갖는다.

Description

클리닝 부재, 클리닝 장치, 및 화상 형성 장치 및 클리닝 장치가 이용되는 프로세스 카트리지{CLEANING MEMBER, CLEANING DEVICE, AND IMAGE FORMING APPARATUS AND PROCESS CARTRIDGE TO WHICH THIS CLEANING DEVICE IS APPLIED}
본 발명은 전자사진 프로세스가 채택된 화상 형성 장치용 탄성 블레이드를 포함한 클리닝 장치, 화상 형성 장치 및 클리닝 장치가 장착된 프로세스 카트리지에 관한 것이다.
종래에는 전자사진 프로세스가 채택된 화상 형성 장치에 포함된 클리닝 수단으로서 간단한 구성 및 합당한 가격의 관점에서, 도 10에 도시된 탄성 블레이드를갖는 이른바 블레이드 클리닝 방법이 널리 행해져 왔다. 도 10에서, 감광 드럼(101)은 화살표로 표시된 방향으로 회전 구동되는 화상 베어링 부재로서 사용되고, 클리닝 부재(102)는 폐기 토너 수용기(103), 폐기 토너 수용기(103)에 부착된 지지 부재(104), 지지 부재(104)에 의해 지지된 탄성 블레이드(105), 및 토너 포집 시트(106)를 포함한다. 우레탄 고무로 만들어진 탄성 블레이드(105)는 감광드럼(101)에 대해 역방향으로 접하게 된다. 즉, 지지 부재(104)에 의해 지지된 탄성 블레이드(105)의 적어도 선단부가 감광 드럼(101)의 표면에 대해 접하게 되고 감광 드럼(101)의 표면에 대해 탄성 블레이드(105)의 접한 면의 적어도 일부는 감광 드럼(101)의 회전 방향의 하향 방향으로 감광 드럼(101)의 표면으로부터 점차 이격된다.
그러나, 최근 컬러 화상 형성 장치에 대한 필요성이 증가됨에 따라, 보다 안정된 토너가 요구되므로, 편의상 보다 균일한 대전 특성을 가질 수 있는 거의 구형인 토너를 채택하는 경향이 있다.
한편, 이러한 유형의 거의 구형인 토너는 클리닝 수단으로서 탄성 블레이드(105)에 의해 감광 드럼(101)의 표면으로부터 오려내어 제거되는 것이 매우 어렵다. 감광 드럼(101)의 표면에 대해 접하게 되는 탄성 블레이드(105)가 감광 드럼(101)이 회전 구동되고 거의 구형인 토너가 감광 드럼(101) 및 이 때 발생된 탄성 블레이드(105) 간의 미소한 간극을 통과할 때 떨어지기 쉬운 이유로 고려된다.
또한, 일반적으로, 토너는 외주면상에 그 대전을 증가시켜 토너를 안정화시키는 것을 주목적으로 토너의 입자 직경보다 작은 입자를 각각 갖는 첨가 입자들을 갖는다. 외부 첨가물로서는, 예를 들면, 실리카계의 미분체가 사용되고, 각각의 토너 입자가 파우더로 살포되더라도 각각의 토너 입자의 표면상에 부착된다.
그러나, 거의 구형인 토너에서, 토너 및 외부 첨가물 간의 접착력은 비구면 토너 및 그 외부 첨가물 간의 것보다 작은 경향이 있다. 이러한 유형의 토너가 화상 형성으로 사용되면, 외부 첨가물은, 화상이 형성된 시트의 수가 점차 증가됨에 따라 각각의 토너 입자들의 표면으로부터 쉽게 떨어진다.
또한, 외부 첨가물이 상술된 토너에 비해 더 작은 입자 직경을 각각 갖는 입자들로 만들어지기 때문에, 감광 드럼(101)의 표면에 대해 접하게 되는 탄성 블레이드(105)는, 감광 드럼(101)이 회전 구동될 때 움추리므로, 이 때 발생된 감광 드럼(101) 및 탄성 블레이드(105)의 표면 간의 미소한 간극을 첨가물이 비교적 통과하기 쉬운 경향이 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 거의 구형인 토너를 사용하여 화상 형성 공정을 수행하기 위한 화상 형성 장치에서, 탄성 블레이드(105)를 선압 55g/㎝ 이상 및 105g/㎝ 이하를 갖는 접촉 압력에서 화상 베어링 부재(101)의 표면에 대해 접하게 함으로써, 전사 공정 후의 감광 드럼(101)의 표면상의 전사 잔여 토너 및 감광 드럼의 표면으로부터 외부 첨가물을 제거할 때 클리닝 불량을 방지하기 위한 수단이 개시되어 있다(일본 특허 출원 공개 공보 회전 구동0-214013호).
그러나, 감광 드럼(101)에 대한 보다 높은 탄성 블레이드(105)의 접촉 압력은, 감광 드럼(101) 및 탄성 블레이드(105) 간의 접한 부분을 통과하는 외부 첨가물에 의해 발생된 감광 드럼(101)의 표면상에 외부 첨가물등이 고정되는 융착(fusion bond)이라 하는 불량 현상을 보다 쉽게 발생시킨다.
본 발명의 목적은, 거의 구형인 토너에 의해 화상 베어링 부재의 표면상에 형성된 정전 잠상을 가시화하고 이를 전사 위치에 전사될 표면에 정전 전사하고 화상 베어링 부재상의 토너 및 외부 첨가물의 융착을 억제하기 위해 화상 베어링 부재의 표면으로부터 화상 베어링 부재의 표면상에 남아있는 거의 구형인 나머지 토너를 제거할 목적으로 장착된 클리닝 장치를 사용하여 클리닝 불량을 방지하기 위하여, 대전 수단, 노광 수단, 현상 수단, 및 전사 수단이 회전가능한 화상 베어링 부재 주위에 순서대로 구성되는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 클리닝 불량을 방지하기 위해, 탄성 블레이드가 침입량 δ의 상당한 증가로 발생할 수 있는 탄성 블레이드의 에지(사이드 접함) 이외의 부분에서 화상 베어링 부재에 대해 접해지지 않도록 탄성 블레이드를 높은 접촉 압력에서 화상 베어링 부재에 대해 접해지는 데 필요한 탄성 블레이드의 화상 베어링 부재에 대한 침입량 δ을 억제하기 위한 상기에 따른 클리닝 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 거의 구형인 토너 및 외부 첨가물이 그 클리닝 특성을 강화하기 위해 화상 베어리 부재의 표면에 대해 접해 있는 탄성 블레이드가 움추려서 간극을 통과하지 못하도록 할 때, 화상 베어링 부재 및 탄성 블레이드의 표면 간의 간극을 발생시키기 어려운 상기에 따른 클리닝 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 장기간 동안 고품질의 출력 화상을 얻기 위해 화상 베어링 부재상의 토너 및 외부 첨가물의 융착을 억제하기 위해 클리닝 불량이 방지되는 거의 구형인 토너를 사용하여 화상을 형성하기 위한 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 화상 형성 장치의 보수 및 소모성 부품의 대체를용이하도록 하기 위해, 적어도 화상 베어링 부재 및 상기 클리닝 장치를 포함하며, 화상을 형성하는 데 필요한 기구 중 일부가 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착되면서 일체화되는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
하나의 특징에 따르면, 이들 목적들을 실현하는 본 발명은 전자사진 장치의 본체내의 클리닝된 부재에 남아있는 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 토너를 문질러 제거하기 위해 300연장시의 인장 시험시 200kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단되는 탄성 블레이드, 및 이 탄성 블레이드를 지지하기 위한 블레이드 지지 부재를 포함하는 전자사진 장치에 적용된 클리닝 장치에서 사용하기 위한 클리닝 부재에 관한 것이다.
다른 특징에 따르면, 이들 목적들을 실현하는 본 발명은 클리닝 부재가 적용되는 클리닝 장치, 이 클리닝 장치를 갖는 화상 형성 장치, 또는 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착할 수 있는 프로세스 카트리지에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 회전 구동 실시예에 따라 클리닝 장치가 장착되어 있는 화상 형성 장치를 설명하는 구성도.
도 2는 본 발명의 회전 구동 실시예에 따른 감광 드럼의 개략적인 단면도.
도 3은 형상 계수 SF1을 설명하는 도면.
도 4는 형상 계수 SF2를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 토너의 개략적인 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 클리닝 장치의 개략적인 구성도.
도 7은 클리닝 블레이드의 접촉 압력의 측정 방법을 도시한 도면.
도 8은 클리닝 블레이드의 경도에 따른 접촉 압력 및 침입량 간의 관계를 설명하는 그래프.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 개략적인 단면도.
도 10은 종래의 블레이드 클리닝 방법을 설명하는 도면.
도 11은 화상 베어링 부재에 대한 클리닝 블레이드의 침입량(δ) 및 설정각(θ)을 설명하는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 감광 드럼
2: 대전 로울러
8: 클리닝 장치
8a: 클리닝 블레이드
8b: 폐기 토너 포집 시트
8c: 폐기 토너 수용기
[회전 구동 실시예]
본 발명에 따른 실시예가 이하 설명될 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 화상 형성 장치(상세하게는, 컬러 화상 형성 장치)를 설명하는 구성도가 도시되어 있다.
도 1에서, 감광 드럼(1)은 회전 구동 화상 베어링 부재로서 사용되며, OPC 또는 다른 감광 재료는 알루미늄 또는 다른 원통 기판의 외주면상에 형성되고, 그 상세한 구성이 이하 설명될 것이다.
감광 드럼(1)은 화살표로 표시된 120㎜/s의 원주 속도로 회전 구동되고, 먼저 그 표면은 콘택 대전 수단으로서 사용된 대전 로울러(2)에 의해 음부 전위 VD로서 -700V에서 균일하게 대전된다. 다음에, 회전 구동 화상 정보에 따른 레이저 빔(3) 제어 ON 및 OFF는 스캐닝 및 노광에 적용되어, 회전 구동 정전 잠상이 명부 전위 VL로서 -100V에서 형성된다.
이와 같이 형성된 정전 잠상은 현상 장치(4)에 의해 가시화되도록 현상된다. 현상 장치(4)는 노란색 토너가 회전 구동 컬러의 토너로서 포함된 회전 구동 현상 장치(4a), 자홍색 토너가 제2 컬러의 토너로서 포함된 제2 현상 장치(4b), 청록색 토너가 제3 컬러의 토너로서 포함된 제3 현상 장치(4c), 및 블랙 토너가 제4 컬러의 토너로서 포함된 제4 현상 장치(4d)를 일체화한 구성을 포함하고 있다. 먼저, 회전 구동 정전 잠상은, 노란색 토너가 회전 구동 컬러의 토너로서 포함된 회전 구동 현상 장치(4a)에 의해 가시화되도록 현상된다. 현상 방법으로서는, 점핑 방법, 두-성분 현상 방법, 또는 FEED 현상 방법이 사용되며, 화상 노광은 종종 반전 현상과 조합된다.
회전 구동 컬러의 토너로 가시화된 화상은, 회전 구동되는 제2 화상 베어링 부재로서 중간 전사 부재(5)에 대향인 회전 구동 전사 위치(6a)에서 중간 전사 부재(5)(회전 구동 전사)의 표면상에 정전적으로 전사된다. 전사 재료의 길이보다 약간 긴 주변을 갖고, 감광 드럼(1)에 대해 소정의 압압력으로 접촉되는 중간 전사 부재(5)는 감광 드럼의 원주 속도와 거의 동일한 속도에서 감광 드럼(1)의 회전 방향에 대해 순방향으로 회전 구동된다. 상술된 감광 드럼(1)의 표면상에 형성된 토너 화상은 고전압 전원(7)으로부터 중간 전사 부재(5)의 토너 대전 극성에 반대인 극성을 갖는 전압(회전 구동 전사 바이어스) 인가에 의해 중간 전사 부재(5)의 표면상에 정전 전사된다(회전 구동 전사).
회전 구동 전사가 완료된 후, 감광 드럼(1)의 표면상에 남아있는 소량의 토너는 클리닝 장치(8)에 의해 제거된다.
다음에 상기의 과정이 3번 재반복된다. 즉 자홍색 토너로 현상된 제2 컬러 토너 화상, 청록색 토너로 현상된 제3 컬러 토너 화상, 및 블랙 토너로 현상된 제4 컬러 토너 화상이 중간 전사 부재(5)의 표면상에 순서대로 전사되고 서로의 상부에 중첩된다.
그 후에, 중간 전사 부재(5)의 표면으로부터 이격된 전사 벨트(9)는 회전 구동되도록 소정의 압압력으로 중간 전사 부재(5)의 표면과 접촉되도록 가압된다. 전사 벨트(9)는 바이어스 로울러(9a) 및 장력 로울러(9b)에 의해 지지되고, 토너의 대전 극성에 반대인 극성을 갖는 전압(제2 전사 바이어스)은 고전압 전원(10)으로부터 바이어스 로울러(9a)에 인가되어, 중간 전사 부재(5)의 표면상에 형성된 토너 화상은 제2 전사 위치(6b)에 대한 소정의 시점에서 이송된 전사 재료 P의 표면상에 일제히 전사되고(제2 전사), 전사 재료 P는 영구 화상으로서 화상을 고정시키기 위해 도시되어 있지 않은 고정 장치에 이송되어 장치의 외부로 방출된다.
제2 전사 완료 후에 중간 전사 부재(5)의 표면상에 남아있는 소량의 토너는 소정의 시점에서 중간 전사 부재(5)의 표면에 대해 접해진 상태로 된 클리닝 장치(11)에 의해 제거된다.
다음에, 본 실시예에 사용된 감광 드럼이 이하 설명된다.
본 실시예에 사용된 감광 드럼인 경우, 프탈로시아닌 화합물로 만들어진 0.2㎛ 두께를 갖는 대전 발생층(1b)은 도 2에 도시된 약 60㎜의 외경을 갖는 알루미늄 코어 금속(1a)상에 형성되고, 다른 상부층인 경우, 히드라존 화합물이 분산된 바인더로서 폴리탄산 에스테르로 만들어진 20㎛ 두께를 갖는 전하 전송층(1c)을 형성하는 유기 광도전체가 사용된다.
감광 드럼(1) 표면의 물에 대한 접촉각 및 미끄러짐 특성을 측정한 결과로서, 접촉각은 85。이고 미끄러짐 특성은 미끄러짐이 없는 이유로 측정이 불가능하다.
상기 '미끄러짐 특성'은 Heidon사에 의해 제조된 미끄러짐 특성 테스터에 의해 측정되고, 측정 대상의 미끄러짐 특성은 1로서 PET의 미끄러짐 특성을 참조하여 폴리에틸렌 테레프탈(PET)에 대한 비율로 표시되는 데, 보다 작은 값의 비율은 우수한 미끄러짐 특성을 갖는다.
다음에, 본 실시예에 사용된 토너가 이하 설명될 것이다.
5 내지 30wt.의 낮은 연화 재질을 포함한 본 실시예에 사용된 토너는 5 내지 7㎛의 입자 직경을 각각 갖는 거의 구형인 입자로 구성되는 100 내지 150의 형상 계수 SF1 및 100 내지 140의 형상 계수 SF2을 갖는 비자성 일성분 토너이다.
상기 '형상 계수 SF1'은 도 3에 도시된 구형 재료의 형상의 굴곡률을 표시한 값이고, 구형 재료의 투영에 의해 그랙픽 영역 AREA에 의한 2차원 평면상에 형성된 타원 모양의 최대 길이 MXLNG의 정사각형을 분할한 다음, 이 값에 100π/4를 곱하여 구해진 값으로 표시된다.
즉, 이 값은 다음 수학식 1에 의해 정의된다.
'형상 계수 SF2'는, 도 4에 도시된 바와 같이, 재료의 형상의 불균일 비율을 가리키는 수치이고 재료의 투영에 의해 그래픽 영역 AREA에 의한 2차원 평면상에 형성된 모양의 주변 PERI를 분할한 다음, 이 값에 100/4π를 곱하여 구해진 값으로 표시된다.
즉, 이 값은 다음 수학식 2에 의해 정의된다.
본 실시예에서의 SF1 및 SF2인 경우, 토너 화상은 히타치사에 의해 제조된 FE-SEM(S-800)을 사용하여 랜덤하게 100배 샘플링되고, 화상 정보는 분석용 인터페이스를 거쳐 Nicolet 일본 회사에 의해 제조된 화상 분석 장치(Luzex3)에 도입되어 이 값은 상기 수학식들의 계산으로서 구해진다.
토너(12)의 개략적인 구성도가 도 5에 도시되어 있다. 이러한 유형의 토너는 제조 방법으로 인해 거의 구형이다. 본 실시예에서, 내부에 포함된 에스터 왁스로 만들어진 코어(12a), 스티렌-부틸로 만들어진 수지층(12b), 및 스티렌-폴리에스터로 만들어진 표면층(12c)을 포함하는 토너가 사용된다. 그 특정 비중은 거의1.05이다.
상술된 바와 같이, 고정 공정에서의 오프셋 방지 효과는 코어(12a)에 왁스를 포함함으로써 얻어지며, 대전 효율은 표면층(12c)에 수지층을 제공함으로써 증가되고, 또한 상기 토너의 마찰 전기(Q/M)의 -20μC/g가 마찰 전기의 안정화를 위한 오일 처리된 실리카를 외부로 부가함으로써 얻어진다.
다음에, 본 실시예에 사용된 탄성 블레이드를 포함한 클리닝 장치(8)가 도 6을 사용하여 이하 설명될 것이다.
도 6에서, 클리닝 블레이드(8a), 토너 포집 시트(8b), 및 폐기 토너 수용기(8c)가 도시되어 있다.
상술된 바와 같이, 제1 전사 완료 후에 감광 드럼(1)의 표면상에 남아있는 소량의 토너는 클리닝 장치(8)의 성분인 클리닝 블레이드(8a)에 의해 감광 드럼(1)으로부터 제거되고 토너 포집 시트(8b)를 사용하여 클리닝 장치(8)의 외부로의 산란없이 폐기 토너 수용기(8c)에 저장된다.
한편, 클리닝 블레이드(8a)는 시트 금속(8d)의 선단에 통합해서 보유된 폴리우레탄 고무로 만들어지며, 소정의 침입량 δ 및 설정각 θ의 조건을 통해 감광 드럼(1)에 대해 접해진다.
도 11에 도시된 바와 같이, '침입량 δ'은 변형없이 화상 베어링 부재로서 감광 드럼(101)으로 침입하는 탄성 블레이드(105)의 선단의 가상량이고, '설정각 θ'는, 탄성 블레이드의 선단이 상기 가상 상태에서 화상 베어링 부재 및 탄성 블레이드와 일치한 지점에서 탄젠트로 이루어진 각도이다.
침입량 δ가 매우 증가될 때, 탄성 블레이드는 화상 베어링 부재의 에지 이외의 부분에 대해 접해질 수 있다(사이드 접함). 그러나, 본 발명에 따른 제2 실시예에서, 화상 베어링 부재를 향한 탄성 블레이드의 침입량 δ은 소량으로 억제되므로, 사이드 접함은 클리닝 불량이 이로 인한 발생되지 않도록 방지될 수 있다.
게다가, 상기 접촉 압력의 측정 방법을 설명하는 도 7을 참조하여, 1㎝의 폭을 갖도록 절단된 클리닝 블레이드(8a)는 우선 모터(12)에 의해 도면에서 화살표로 표시된 방향으로 이동가능한 블레이드 스탠드(13)에 설정되고 클리닝 블레이드는 로드 센서(14)에 대해 접해지도록 소망의 설정각(본 실시예에서 32。)에서 설정된다. 다음에, 블레이드 스탠드(13)는 얻는데 필요한 침입량 δ에 의해 로드 센서(14)의 방향으로 이동되고, 이 때 로드 센서(14)의 출력값은 증폭기(15)에 의해 증폭된 다음, 이 값은 전압계(16)에 의해 판독된다. 상기 구해진 단위 전압 당 로드는 단위 길이 당 선압으로 대체되고, 이 결과의 값은 접촉 압력인 것으로 결정된다.
본 실시예의 클리닝 장치에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 클리닝 블레이드(8a)의 경도는, 상술된 접촉 압력 측정 방법에서 구해진 클리닝 블레이드(8a)의 경도에 따른 접촉 압력 및 침입량 간의 관계에 따라 감광 드럼(1)을 향한 클리닝블레이드(8a)의 1.6㎜ 미만인 침입량의 범위내에서 55g/cm의 접촉 압력을 얻도록 선택된다.
여기 설명된 '인장 응력'는 JIS 표준(K6301)에서 규정한 덤벨 견본에 의한인장 응력 측정 방법에서 측정되고, 그 값은 수학식 Mn= Fn/A에 의해 구해진다.
상기 수학식에서, Mn, Fn, 및 A는 각각 인장 응력(kgf/㎠), 특정 연장시의 로드(kgf), 및 견본의 단면적(㎠)을 가리키고, M300의 값(300연장시의 인장 응력)은 본 발명에서 취급된다. 또한, 상술된 시험은 23℃에서 실행된다.
높은 인장 응력를 갖는 탄성 블레이드의 적용에 따라, 낮은 인장 응력를 갖는 탄성 블레이드에 비해 탄성 블레이드를 변형하는데 보다 큰 힘이 필요하다. 따라서, 탄성 블레이드의 에지부가 회전하는 화상 베어링 부재의 표면에 대한 압력으로 접촉될 때, 탄성 블레이드의 에지부는 화상 베어링 부재의 표면과의 마찰 또는 토너 등의 침입으로 인해 변형되기 곤란하므로, 탄성 블레이드는 안정한 접촉 압력을 항상 화상 베어링 부재의 표면에 대해 접해지도록 한다. 따라서, 상기 수단들을 사용하여, 화상 베어링 부재 및 탄성 블레이드의 표면 간에 간극이 발생되는 것이 어려워져, 거의 구형인 토너 및 그 외부 첨가물은 간극을 통과하지 못하도록 되어 클리닝 특성이 개선된다. 또한, 토너 및 외부 첨가물은 화상 베어링 부재상에 함께 융화되지 않도록 한다.
한편, 본 실시예에서의 클리닝 장치의 클리닝 블레이드(8a)용으로는, 300연장시의 장력 시험에서 200kgf/㎠ 이상의 값을 나타내는 복수의 클리닝 블레이드들이 준비되고, 그들 중에서 가장 견고한 블레이드는 80。의 경도를 갖는다(JIS A).
클리닝 블레이드의 경도가 초과하도록 증가되면, 클리닝 블레이드는 환경 조건에 따라 탄성 블레이드로서 기능하지 않으며, 예를 들면, 클리닝 블레이드(8a)를감광 드럼(1)에 대해 수반되는 특성을 상실시킨다는 것이 명백해졌다.
따라서, 본 실시예의 클리닝 장치에서, 60。 이상 및 80。 이하의 범위내에 있는 경도를 갖는 클리닝 블레이드(JIS A)는 클리닝 블레이드(8a)로서 사용된다.
본 실시예의 효과를 검사하기 위해, 감광 드럼(1)에 대한 클리닝 블레이드(8a)의 침입량을 1.3㎜로 고정하고 표 1에서 도시된 300연장에서 인장 시험(M300)에서 다른 값을 나타내는 클리닝 블레이드(8a)를 준비하면서, 3가지 유형의 환경하에서, 10℃/10(저온 및 저습 환경하에서), 25℃/60(정상 온도 및 정상 습도 환경하에서), 및 35℃/90(고온 및 고습 환경하에서), 클리닝 블레이드는 클리닝 특성 및 융착 레벨에 관한 그 내구성에 대해 상호 비교된다.
클리닝 블레이드의 고상 특성의 나열
시험 샘플 [20℃]
경도(JIS A) 인장력[kgf/㎠] 연장[] M100[kgf/㎠] M300[kgf/㎠]
샘플 1 60 461 388 27 143
샘플 2 68 456 382 29 148
샘플 3 68 479 361 31 160
샘플 4 65 389 342 26 172
샘플 5 68 376 338 28 185
샘플 6 69 358 335 30 194
샘플 7 67 328 331 30 194
샘플 8 72 298 330 31 221
샘플 9 67 475 328 28 292
샘플 10 68 310 262 31 연장
샘플 11 74 321 231 36 연장
샘플 12 80 316 218 35 연장
융착 레벨인 경우, 감광 드럼(1)상에 임의의 융착 물질이 있는지의 여부가 결정하기 위해 관찰이 행해지며, 이들 융착 물질이 정상의 화상 형상을 방해하므로고체 화상상의 블랙 영역의 양이 관찰되며, 융착 레벨은 비블랙 영역인 경우 O, 일부 블랙 영역인 경우 △, 및 다수의 블랙 영역인 경우 X로 표시된 3 등급으로 판정된다.
표 2는 본 실시예의 화상 형성 장치를 사용하여 수행되는 7,000 페이지의 내구성 시험 결과를 도시한다. 특히, 저온 및 저습 환경하에서, 클리닝 불량은 발생하지 않고 융착 레벨은 인장 응력 측정시 300연장에서 170kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단되는 클리닝 블레이드(8a)를 포함한 화상 형성 장치에서 바람직하였다. 반대로, 융착 레벨은, 내구성 시험이 300연장에서 170kgf/㎠ 미만의 인장 응력을 나타내는 클리닝 블레이드(8a)를 포함한 화상 형성 장치에서 진행됨에 따라 저하되었고, 특히 300연장에서 인장 응력 측정시 150kgf/㎠ 이하의 값을 나타내는 클리닝 블레이드를 포함한 화상 형성 장치에서 클리닝 불량이 발생된다.
실시예 1에 따른 화상 형성 장치의 내구성 시험 결과(1)
저온 및 저습하에서 정상 온도 및 정상 습도하에서 고온 및 고습하에서
클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급 클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급 클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급
샘플 1 불량 존재함 x 불량 존재함(매우 적음) △ 양호 존재함 △
샘플 2 불량 존재함 x 불량 존재함(매우 적음) △ 양호 존재함 △
샘플 3 양호 존재함 x 양호 존재함(매우 적음) o 양호 존재함(매우 적음) o
샘플 4 양호 존재함(매우 적음) o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 5 양호 존재함(매우 적음) o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 6 양호 존재함(매우 적음) o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 7 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 8 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 9 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 10 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 존재함(매우 적음) o
샘플 11 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 존재함(매우 적음) o
샘플 12 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 존재함(매우 적음) o
또한, 동일한 내구성 시험은, 감광 드럼(1)에 대한 클리닝 블레이드(8a)의 접촉 압력이 50g/cm 미만이도록 침입량을 설정함과 동시에 실행되었다.
표 3은, 300연장에서 인장 응력 측정시 200kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단되는 클리닝 블레이드(8a)를 포함한 화상 형성 장치에서 클리닝 불량이 발생되지 않고 융착 레벨이 양호하였다는 내구성 시험 결과를 도시한다. 이와는 반대로, 클리닝 불량은, 저온 및 저습 환경하에서 300연장에서 인장 응력 측정시200kgf/㎠ 미만인 값을 나타내는 클리닝 블레이드(8a)를 포함한 화상 형성 장치에서 발생하였다.
실시예 1에 따른 화상 형성 장치의 내구성 시험 결과(2)
저온 및 저습하에서 정상 온도 및 정상 습도하에서 고온 및 고습하에서
클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급 클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급 클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급
샘플 1 불량 존재함 x 불량 존재함 x 불량 존재함 x
샘플 2 불량 존재함 x 불량 존재함 x 불량 존재함 △
샘플 3 불량 존재함 x 불량 존재함 x 불량 존재함(매우 적음) o
샘플 4 불량 존재함 x 불량 존재함(매우 적음) o 양호 존재함(매우 적음) o
샘플 5 불량 존재함 △ 양호 존재함(매우 적음) o 양호 존재함(매우 적음) o
샘플 6 불량 존재함(매우 적음) △ 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 7 양호 존재함(매우 적음) o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 8 양호 존재함(매우 적음) o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 9 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 10 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 11 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 존재함(매우 적음) o
샘플 12 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 존재함(매우 적음) o
이들 결과들로부터 판단하면, 저온 및 저습, 정상 온도 및 정상 습도, 및 고온 및 고습하에서 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 현상제의 클리닝 불량을 방지하고 감광 드럼(1)상에 토너 및 외부 첨가물의 융착을 방지하기 위하여, 클리닝 장치(8)에 사용된 클리닝 블레이드(8a)로서 300연장에서 인장 응력 측정시 200kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단되는 클리닝 블레이드를 사용하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
따라서, 상기 특성을 갖는 클리닝 블레이드(8a)를 포함한 클리닝 장치(8)가 장착된 본 실시예의 화상 형성 장치에서, 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 현상제의 사용시에도 장기간동안 클리닝 불량 또는 융착없이 고품질의 출력 화상이 얻어졌다.
또한, 클리닝 장치에서, 탄성 블레이드는 선압 55g/cm 이상의 접촉 압력에서 화상 베어링 부재의 표면에 대해 접해지도록 이루어져, 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 클리닝 현상제의 클리닝 블레이드(8a)에 필요한 300연장시의 인장 응력의 범위가 증가되므로, 클리닝 장치(8)의 신뢰성이 개선된다.
[제2 실시예]
본 실시예의 화상 형성 장치에서, 약 0.3㎛의 입자 직경을 각각 갖는 불소 입자 '테플론(상표명)'은 본 발명의 제1 실시예의 화상 형성 장치에 사용된 감광 드럼(1)의 전하 전송층(1c)의 10만큼 살포된다. 불소 입자는 감광 드럼의 표면의 미끄러짐 특성을 현저하게 개선하기 위해 물질을 미끄럽게 하는 역할을 한다.
본 실시예에 사용된 감광 드럼의 표면의 물에 대한 접촉각 및 미끄러짐 특성의 측정 결과로서, 접촉각은 100˚ 및 미끄러짐 특성은 0.85이다. 상기 불소 입자가 표면 몰드 방출층에 과도하게 부가되면, 노광시 전하 전송층(1c)을 통과하는 광은 테플론 입자에 의해 산란되므로, 고품질 잠상의 형성을 방해한다. 따라서, 바람직하게, 전하 전송층(1c)내의 테플론의 살포량은 상한치로서 약 20까지이다.
본 실시예의 효과를 검사하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에서와 동일한 방식으로, 3가지 유형, 즉 저온 및 저습, 정상 온도 및 정상 습도, 및 고온 및 고습의 환경하에서, 표 1에 도시된 바와 같이, 감광 드럼(1)에 대한 클리닝 블레이드(8a)의 침입량을 1.3㎜로 고정하고 다른 인장 응력을 갖는 클리닝 블레이드(8a)를 준비함과 동시에, 클리닝 블레이드는 클리닝 특성 및 융착 레벨에 관한 그들의 내구성에 대하여 상호 비교된다.
표 4는 본 실시예의 화상 형성 장치를 사용하여 수행된 7,000 페이지(A4 크기의 전-컬러 인쇄)의 내구성 시험 결과를 나타낸다. 특히, 저온 및 저습 환경하에서, 300연장시의 인장 응력 측정시 170kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단되는 클리닝 블레이드(8a)를 포함한 화상 형성 장치에서 클리닝 불량이 발생하지 않고 융착 레벨은 양호하였다. 이와는 반대로, 융착 레벨은, 내구성 시험이 300연장시의 인장 응력 측정시 170kgf/㎠ 미만인 값을 나타내는 클리닝 블레이드(8a)를 포함한 화상 형성 장치에서 진행됨에 따라 저하되었고, 특히 300연장에서 인장 응력 측정시 150kgf/㎠ 이하의 값을 나타내는 클리닝 블레이드를 포함한 화상 형성 장치에서 클리닝 불량이 발생하였다.
실시예 2에 따른 화상 형성 장치의 내구성 시험 결과
저온 및 저습하에서 정상 온도 및 정상 습도하에서 고온 및 고습하에서
클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급 클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급 클리닝 불량 감광 드럼상의 융착 물질 화상상의 융착등급
샘플 1 불량 존재함 x 불량 존재함(매우 적음) △ 양호 존재함 △
샘플 2 불량 존재함 x 불량 존재함(매우 적음) o 양호 존재함 △
샘플 3 양호 존재함 x 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 4 양호 존재함(매우 적음) o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 5 양호 존재함(매우 적음) o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 6 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 7 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 8 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 9 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 10 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 11 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
샘플 12 양호 없음 o 양호 없음 o 양호 없음 o
본 실시예의 화상 형성 장치에서, 불소 입자가 감광 드럼(1)으로서 전하 전송층(1c)에 살포된 감광 부재를 사용할 때에도, 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 현상제의 클리닝 불량 및 융착은, 클리닝 장치(8)에 사용된 클리닝 블레이드(8a)로서 300연장시의 인장 응력 측정시 200kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단되는 클리닝 블레이드를 사용하여 방지될 수 있으므로, 고품질의 출력 화상이 장기간 동안 얻어질 수 있다는 것을 알 수 있다.
[제3 실시예]
본 실시예의 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지에 따르면, 본 발명의 제1 실시예의 화상 형성 장치에서, 감광 드럼(1), 대전 수단으로서의 대전 로울러(2), 및 클리닝 장치(8)는 도 9에 도시된 바와 같은 프로세스 카트리지를 형성하도록 일체화되고, 프로세스 카트리지는 화상 형성 장치상에 장착되어 화상 형성 공정을 수행하도록 화상 형성 장치상에 장착된다.
본 실시예에서, 클리닝 장치(8)에 사용된 클리닝 블레이드(8a)로서 300연장시의 인장 응력 측정시 200kgf/㎠ 이상의 값 또는 파단을 나타내는 클리닝 블레이드가 사용되어, 감광 드럼(1)상의 토너 및 외부 첨가물의 융착을 방지하기 위해 저온 및 저습 환경, 정상 온도 및 정상 습도 환경, 및 고온 및 고습 환경하에서 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 현상제의 클리닝 불량을 방지할 수 있게 되며, 고품질의 출력 화상은 장기간 동안 클리닝 불량 또는 융착없이 얻어졌다.
또한, 프로세스 카트리지 방법의 적용에 따라, 감광 드럼(1)과 같은 소모성 부품을 새로운 부품으로 대체하거나 또는 폐기 토너 수용기(8c)에 수집된 폐기 토너를 처리하는 과정을 간단화할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 장기간 동안 고품질의 출력 화상을 얻기 위해 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 거의 구형인 현상제를 사용할 때, 클리닝 불량 및 융착을 방지할 수 있다.
상기 클리닝 장치를 갖는 화상 형성 장치에서, 화상 베어링 부재상의 토너 및 외부 첨가물의 융착을 억제하기 위해 거의 구형인 토너 및 외부 첨가물의 클리닝 불량을 방지할 수 있으므로, 고품질의 출력 화상을 장기간 동안 얻는다.
상기 클리닝 장치를 갖고 장치의 본체에 착탈가능하게 장착할 수 있는 프로세스 카트리지에서, 장치 보수의 목적에 따라 또는 소모성 부품을 공급할 때 일체화된 프로세스 카트리지의 각 부품을 새로운 부품으로 대체함으로써 언제든 양호한 화상을 쉽게 얻는다.
전자사진 감광 부재가 상기 실시예에서 클리닝될 대상으로서 예시되어 있지만, 본 발명은 또한 도 1에 도시된 바와 같은 중간 전사 부재(5)상에 남아있는 나머지 토너를 제거하기 위한 클리닝 장치에 적용가능하다.

Claims (12)

  1. 전자사진 장치에 이용될 클리닝 장치(8)에서 사용하기 위한 클리닝 부재(8a, 8d)에 있어서,
    상기 전자사진 장치의 본체에서 클리닝될 부재(1)상에 남아있는 100 내지 150의 형상 계수 SF1을 갖는 토너를 문질러 제거하기 위한 것으로서, 300연장시의 인장 시험시 200kgf/㎠ 이상의 값을 나타내거나 또는 파단(破斷)되는 탄성 블레이드(8a), 및
    상기 탄성 블레이드를 지지하기 위한 블레이드 지지 부재(8d)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 클리닝 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 블레이드는 60˚ 이상 내지 80˚ 이하의 경도(JIS A)를 갖는 폴리우레탄 고무로 만들어지는 것을 특징으로 하는 클리닝 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 블레이드는 클리닝될 상기 부재의 표면에 대해 선압 55g/cm 이상의 접촉 압력(abutment pressure)으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 클리닝 부재.
  4. 클리닝 장치에 있어서,
    청구항 1에 기재된 클리닝 부재
    를 포함하되,
    상기 탄성 블레이드는 끊임없이 움직이는 상기 클리닝될 부재에 대해 역방향으로 접촉하도록 상기 블레이드 지지 부재에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클리닝될 부재는 전자사진 감광 부재인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  6. 전자사진 화상 형성 장치에 있어서,
    청구항 4에 기재된 클리닝 장치
    를 포함하되,
    상기 클리닝될 부재상에 형성되는 토너 화상이 전사될 부재상에 전사되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  7. 프로세스 카트리지에 있어서,
    청구항 5에 기재된 클리닝 장치
    를 포함하되,
    상기 탄성 블레이드는 끊임없이 움직이는 상기 전자사진 감광 부재에 대해역방향으로 접촉하도록 상기 블레이드 지지 부재에 의해 지지되고, 상기 프로세스 카트리지는 상기 전자사진 장치의 본체에 착탈가능하게 장착될 유닛으로서 상기 클리닝 장치 및 상기 감광 부재를 일체로 지지하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세스 카트리지는 상기 감광 부재를 대전시키기 위한 대전 장치(2)를 일체로 지지하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  9. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 토너는 컬러 토너인 것을 특징으로 하는 클리닝 부재.
  10. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 토너는 컬러 토너인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 토너는 컬러 토너인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 토너는 컬러 토너인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
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