KR100363137B1 - 화상형성매체로부터토너화상을수상물질로이송하는토너화상이송장치 - Google Patents

Abstract

화상형성매체(1)로부터 토너화상을 수상물질로 이송하기 위한 장치로서 이 장치가 제 1이송영역에서 화상형성매체(12)와 접촉하는 상부층을 갖는 무단가동형 중간매체(12), 중간매체(12)의 상부층에 있는 토너화상을 가열하기 위한 가열수단(17), 제 2 이송영역에서 중간매체(12)와 접촉가능한 편중수단(22), 제 2 이송영역을 통하여 수상물질을 이송하기 위한 이송수단(24), 중간매체의 상부층으로 이송된 불순물을 이 불순물을 파괴하는 물질에 접촉시키므로서 중간매체상부층으로부터 불순물을 제거하기 위하여 제공된 수단으로 구성된다.

Description

화상형성매체로부터 토너화상을 수상물질로 이송하는 토너화상이송장치

본 발명은 후측부를 통하여 고정되는 상부층이 구비된 지지체로 구성되고 제1이송영역에서 화상형성매체에 접촉하는 무단가동형 중간매체, 제2이송영역에서 중간매체와 접촉될 수 있게 된 편중수단과, 제2이송영역을 통하여 수상(受像)물질을 이송하기 위한 이송수단으로 구성되는 화상형성매체로부터 수상물질로 이송하는 토너 화상이송장치에 관한 것이다.

미국특허 A-4 607 947에는 토너화상이 화상형성매체로부터 가열가능한 중간매체로 이송되는 접촉정착장치가 기술되어 있다. 토너화상은 정착영역을 통하여 이송되고 여기에서 중간매체가 편중수단과 접촉하며 동시에 정착영역을 통하여 이송된 수상물질에 정착된다.

그리나, 불순물이 수상물질로부터 중간매체에 이송될 수 있다. 또한 토너 물질잔류물이 수상물질에 토너화상의 이송이 불완전하여 중간매체에 불순물로서 남을 수 있다.

만약 이러한 종류의 불순물이 중간매체에 남는 경우 이들은 제1이송영역에서 화상형성매체에 이송될 수 있다. 이는 화상형성을 방해하여 수상물질에 화상복사의 에러원인이 된다.

제1이송영역에 도달하기 전에 중간매체로부터 이들 불순물을 제거하는 여러가지 세정수단이 제안된 바 있다. 예를 들어 미국특허 US-A-4 607 947에는 토너가 중간매체에 점착되는 것보다 더 잘 점착되는 세정면을 갖는 세정수단이 기술되어 있다. 이러한 종류의 세정수단은 토너잔류물과 같은 고융점불순물을 제거하는데 만족스럽게 작동한다. 또한 이러한 세정수단은 중간매체로부터 종이먼지를 제거하는데 사용될 수 있다. 그러나, 실제로는 왁스형 화합물, 가소제, 발포방지제, 용지의 플라스틱 충전재와 플라스틱 수상물질로부터의 먼지입자와 같은 수상물질로부터의 저융점불순물이 종래의 세정수단으로서는 중간매체로부터 완전히 제거되거나 일부분만이라도 제거되는 것으로 판명되었다. 제2이송영역에서 중간매체상에 침착된 후에 이들 불순물은 제1이송영역에서 화상형성매체로 이송될 수 있으며 그 결과로 화상형성이 방해받고 결국은 수상물질에 복사화상의 결점을 남기는 결과를 가져왔다.이로써 중간매체와 화상형성매체의 규칙적인 조기교환이 필요하게 되어 유지비용이 많이 들고 복사기의 사용중지시간이 길어진다.

예를 들어 알킬케텐 이합체와 같은 셀룰로우즈, 초오크 및 사이징수단에 기초를 두고 사용되는 "알카라인" 수상용지가 이러한 불순물의 적당한 공급원인것으로 판명되었다.

이와 같은 수상용지는 셀룰로우즈, 클레이 및 변성 또는 비변성수지에 기초한 "산성" 수상용지와 비교할때에 가격이 싸고 내구성이 좋으므로 오늘날 널리 사용되고 있다.

현재에는 이러한 수상용지가 사용되는 경우에 이들 바인더의 반응생성물이 중간매체의 상부층에 이들 용지로부터 침착되는 것으로 판명되었다. 그리고 이들 반응생성물은 화상형성매체로 이송되어 화상형성을 방해한다. 상부층으로부터 이들 반응생성을 제거하기 위하여, 본원 출원에서 내용을 인용하고 있는 유럽특허 EP-A-0 581 365에서는 상부층의 후측을 통하여 중간 또는 하부고무층으로 불순물을 배출하는 것이 제안되고 있다. 카본블랙과 같은 불순물 흡수물질이 이 중간층에 혼합된다. 또한 이송로울러를 상부층으로부터 원격한 쪽의 중간 또는 하부층과 접촉되게 하므로서 상부층으로부터 불순물의 추가이송이 일어날 수 있도록 하는 것이 제안되고 있다.

유럽특허 EP-A-0 581 355(내용이 본원출원에 인용되고 있음)는 제2이송영역과 제1이송영역사이애서 중간매체의 상부층과 접촉될 수 있는 세정수단을 이용하는 것을 제안하고 있으며, 이 세정수단의 외측부에 불순물흡수물질이 구비되어 있다.상기 언급된 특허출원에 기술된 장치에 있어서, 상부층의 불순물양은 감소되나 아직까지는 어느 정도의 시간이 지난 후 중간층 또는 하부층이 불순물흡수물질로 포화되고 세정수단이 수상물질로부터 일어나는 불순물로 포화되어 중간매체 또는 세정수단을 조기교환할 필요가 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 줄이는데 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따라서 청구범위 1 항의 전문에 따른 장치에서 수상물질에 의하여 중간매체의 상부층으로 이송된 불순물을 파괴하는 수단이 제공된다. 따라서, 상부층의 불순물양은 장시간동안 감소되어 중간매체와 화상형성매체의 수명 즉 화상결점이 발생하지 않고 상기 매체가 사용되는 시간이 크게 증가된다.

좋기로는 이 수단이 불순물을 파괴하고 불순물에 접촉할 수 있는 물질로 구성되며, 불순물을 차단하는 상기물질은 전이금속화합물을 함유한다. 전이금속은 여기에서는 ⅢB-ⅧB족의 금속으로 정의되며 란탄족과 같은 "내부전이금속"을 포함한다.

전이금속화합물은 염화물, 산화물, 카르복실레이트와 베타디케토네이트와 같은 배위착물, 유기금속배위화합물 등과 같은 염의 형태로 사용될 수 있다. 카르복실레이트가 사용되는 것이 좋다. 전이금속화합물은 알칼라인 종이로부터 저융점불순물과 반응하여 불순물이 분해한다. 이들 저융점화합물을 나타내는 화합물의 한 종류로서는 디알킬케톤이 있다. 디알킬케톤의 한 예로서는 디스테아릴케톤이 있다. 비록 전이금속화합물의 영향하에 이러한 디알킬케톤의 파괴메카니즘 완벽하게 규명되지 않았으나 본원 발명자들은 경험에 비추어 파괴시에 부분적으로 산화가 이루어지는 것으로 추정한다. 이러한 4알킬케톤의 파괴를 위하여서는 실제로 전이금속이 0.7 이상의 환원전위를 갖는 전이금속화합물을 이용하는 것이 좋은 것으로 판명되었다. 이러한 종류의 환원전위는 오하이오 클리브랜드의 CRC Press에서 1976년 발행한 57판 페이지 D141 et seq의 "Handbook of Chemistry and Physics"에서 제시되어 있다.

적당한 전이금속화합물로서는 전이금속이 Mn, Co, Fe, Pt와 같은 ⅦB족 또는 ⅧB족으로부티 선택되는 전이금속화합물이 있다.

이들 화합물에 의한 저융점화합물의 파괴는 매우 양호하다. 망간화합물은 고무매트릭스에 혼합되었을 때에도 이들의 활성이 높으므로 양호하다. 매우 양호한 파괴특성을 갖는 망간화합물의 예로서는 망간옥토에이트, 망간시클로헥실부틸레이트, 망간스테아르산염 및 망간아세틸라세톤염 등이 있다.

불순물을 파괴하는 물질이 여러가지 방법으로 사용될 수 있다.

제1실시형태에서, 전이금속화합물이 중간매체의 상부층에 혼합된다. 따라서, 상부층에 침착된 불순물을 부분적으로 파괴하는 것이 가능하다.

제2실시형태에서, 전이금속화합물이 상부층의 하부에 배치된 중간층에 혼합된다. 이러한 실시형태의 잇점은 토너이송에 필요한 상부층특성이 상부층내 파괴물질의 혼합으로 영향받을 필요가 없다는 점이다. 중간층으로서 고무물질이 유리하게 선택된다. 실리콘 고무층이 특히 적합한 것으로 입증되었다.

이와 같이 하므로서 대기중이나 운전중에 연속하여 상부층으로부터 중간층으로 불순물을 배출하는 것이 가능하여 중간매체의 사용수명과 화상형성매체의 상용시간이 크게 증가된다.

제3실시형태는 전이금속화합물이 제2 및 제1이송영역사이에서 중간매체의 상부층과 접촉되는 세정수단에 적용하기 위한 고무물질에 혼합되는 것이 특징이다.

중간매체의 상부층으로서는 RTV 또는 HTV 실리콘고무가 사용된다. 이들은 적당한 촉매의 영향하에서, 그리고 실온 또는 고온에서 반응기를 갖는 탄성중합체조성의 폴리오르가노실론산혼합물로 경화시켜 얻는다. 또한 상부층은 기계적인 강도, 열전도성 및 정전기방지특성과 같은 특성을 개선하기 위한 첨가제를 포함할 수 있다. 분말화상을 잠정적으로 유지하는 잠정지지체로서 이용할 수 있는 중간매체용 상부층을 형성하기 위한 전형적인 고무조성물이 영국특허 제1 279 687호와 유럽특허출원 제146 980호의 실시예 1에 기술되어 있다.

중간매체는 상부층이 도포되는 탄성고무중간층을 구비한 원통형 금속로울러로 구성될 수 있다. 다른 실시형태는 중간매체가 둘 이상의 축에 연결된 무단벨트로서 구성되며, 지지체가 불순물을 파괴하는 물질의 층에 형태임을 특징으로 한다.

이러한 종류의 섬유강화벨트가 그 내측부에 인접하여 예를 들어 불순물을 파괴하는 물질이 구비된 고무피복로울러와 같은 세정수단과 접촉할 수 있다. 또한 축이 이러한 종류의 고무물질로 피복될 수 있다. 이러한 종류의 중간매체벨트는 제작이 간편하고 경제적이며 그 사용수명의 종료시에 교환이 용이하다. 다른 실시형태는 지지체가 섬유벨트로 구성되고 이 섬유벨트는 상부층이 도층되는 불순물파괴물질의 층이 구비됨을 특징으로 한다.

예를 들어 실리콘 고무가 중간층의 고무물질로서 적합하다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 보인 화상형성장치에는 구동안내로울러(2)(3)(4)에 의하여 균일한 속도로 전진되는 무단광전도벨트(1)가 구비되어 있다. 윈도우(5)에 놓인 원고의 화상은 벨트가 코로나장치(10)에 의하여 정전기적으로 대전된 후에 섬광등(6)(7), 렌즈(8) 및 거울(9)에 의하여 무단광전도벨트(1)에 투사된다. 섬광노출 후 무단광전도벨트(1)애 형성된 눈에 보이지 않는 전하화상은 제1이송영역에서 무단중간벨트(12)와 압력하에 접촉하는 토너화상을 얻을 수 있도록 자기브러쉬장치(11)에 의하여 토너분말로 현상되며, 무단중간벨트(12)에는 연질의 탄성 및 내열물질 예를 들어 실리콘고무의 상부층이 구비되어 있다.

이 경우에 있어서 토너화상은 무단광전도벨트(1)로부터 무단중간벨트(12)로 점착력에 의하여 이송된다.

이러한 화상이송후에 다른 나머지 화상잔류물은 세정장치(13)에 의하여 무단광전도벨트(1)로부터 제거되며, 이후에 무단광전도벨트(1)는 새롭게 이용토록 준비된다.

중간매체인 무단중간벨트(12)는 구동안내로울러(14)(15)상에 연결되고 로울러(14)내부에 배치된 적외선히터(17)에 의하여 토너분말 연화온도이상의 온도로 가열된다. 무단중간벨트(12)가 이에 토너화상이 이송된 상태에서 전진하는 동안에 토너화상은 가열에 의하여 끈적끈적하게 된다. 제2이송영역에서 끈적한 토너화상이 제2이송영역에서 압력의 영향하에 로울러(23)(24)상에 연결된 벨트(22)의 형태인 압력부재에 의하여 이송되며, 동시에 로울로(19)(20)를 통하여 카트리지(18)로부터공급되는 수상물질의 시이트상에 정착된다.

끝으로 이와 같이 하여 얻은 복사본은 로울러(23)(24)상에 연결된 벨트(22)에 의하여 수집트레이(25)에 배치된다.

제2도에서 보인 중간매체인 무단중간벨트(12)는 2mm 두께층의 과산화물경화형 실리콘고무(41)가 구비된 폴리에스터섬유벨트(40)으로 구성되며 1중량%의 망간옥토에이트가 실리콘고무에 혼합되었다.

60㎛두께의 상부층(42)이 유럽특허출원 EP-A-0 146 980의 실시예 1에 언급된 바와 같이 이 층에 도포된다.

또한 세정수단이 US-A-4 607 947에 따라서 토너잔류물을 제공토록 제공되고 그 표면(31)은 중간매체와 접촉될 수 있다.

다른 실시형태에서 상부층에는 1중량%의 망간옥토에이트가 함유될 수 있다.

상부층이 전이금속화합물을 포함하는 한 실시형태에서 전이금속화합물이 포함된 상기 언급된 중간층이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 제3실시형태가 제2도에 도시되어 있다.

제 1 도와 동일한 부분에 대하여서는 동일한 부호로 표시하였다.

무단중간벨트(12)로부터 불순물을 제거하기 위하여 이 장치는 망간스테아르산염과 같은 0.5%의 전이금속화합물이 혼합된 과산화물경화형 실리콘고무층이 구비된 자유회전로울러(36)의 형태인 세정수단(35)이 구비되어 있다. 다른 불순물흡수고무가 전이금속화합물과 조합되어 EP-A-0 581 355에 언급된 바와 같이 사용될 수 있다. 또한 카본블랙과 같은 불순물흡수물질이 혼합될 수 있다.

세정수단은 이것만으로도 사용될 수 있으나 불순물파괴물질이 중간층 또는 상부층에 혼합된 중간매체와 조합되어 사용될 수 있다. 전이금속화합물의 실시예가 전이금속의 환원전위와 함께 표 1에 예시되어 있다. 0.02g의 적당한 모델화합물(디스테아릴 케톤)을 100℃에서 24시간동안 0.05g의 전이금속화합물과 접촉시키고 잔류디스테아릴케톤의 양을 측정하므로서 결정된 파괴율이 표시되어 있다.

제1도는 본 발명에 따른 장치의 한 실시형태를 보인 개략단면도

제2도는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시형태를 보인 개략단면도

* 주요부분에 대한 부호설명

1 : 광전도벨트 12 : 무단중간벨트

17 : 적외선히터 22 : 벨트

24 : 로울러 42 : 상부층

Claims (16)

1. 후측부를 통하여 고정되는 상부층(42)이 구비된 지지체(40)로 구성되고 제1이송영역에서 화상형성매체(1)에 접촉하는 중간매체인 무단중간벨트(12), 중간매체인 이 무단중간벨트의 상부층(42)에 형성된 토너화상을 가열하기 위한 가열단인 적외선히터(17), 제2이송영역에서 무단중간벨트(12)와 접촉될 수 있게 된 편중수단인 벨트(22)과, 제2이송영역을 통하여 수상물질을 이송하기 위한 이송수단인 로울러(24)으로 구성되는 화상형성매체(1)로부터 토너화상을 수상물질로 이송하는 토너화상이송장치에 있어서, 수상물질에 의하여 중간매체인 무단중간벨트의 상부층(42)으로 이송된 불순물을 파괴하기 위한 불순물파괴수단이 제공됨을 특징으로 하는 화상형성매체로부터 토너화상을 수상물질로 이송하는 토너화상이송장치.
2. 제1항에 있어서, 불순물파괴수단이 불순물을 파괴하고 불순물에 접촉될 수 있는 물질로 구성되며 불순물을 파괴하는 상기 물질이 전이금속화합물을 함유함을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 전이금속화합물의 전이금속이 0.7 이상의 환원전위를 가짐을 특징으로 하는 장치
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 전이금속화합물이 ⅦB족 또는 ⅧB족의 전이금속을 함유함을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 전이금속화합물이 망간을 함유함을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 전이금속화합물이 망간옥토에이트, 망간시클로헥실부티레이트, 망간스테아르산염, 망간아세틸아세토네이트로부터 선택됨을 특징으로 하는 장치.
7. 제2항에 있어서, 전이금속화합물이 하나 이상의 카르복실레이트 리간드를 함유함을 특징으로 하는 장치.
8. 제2항에 있어서, 전이금속화합물이 상부층에 혼합됨을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 적어도 0.5중량%의 전이금속화합물이 상부층에 혼합됨을 특징으로 하는 장치.
10. 제9항에 있어서, 전이금속화합물이 상부층아래에 배치된 중간층에 혼합됨을 특징으로 하는 장치.
11. 제10항에 있어서, 중간층이 고무물질로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 고무물질이 실리콘 고무로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 적어도 0.5중략%의 전이금속호합물이 고무물질에 혼합됨을 특징으로 하는 장치.
14. 제2항에 있어서, 전이금속화합물이 제2 및 제1이송영역사이에서 중간매체인 무단중간벨트의 상부층에 접촉될 수 있는 세정수단(35)에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 전이금속화합물이 고무물질에 혼합됨을 특징으로 하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 적어도 0.5중랑%의 전이금속화합물이 고무물질에 혼합됨을 특징으로 하는 장치.