KR100404410B1 - 발포 탄성부를 갖는 대전 부재, 대전 장치, 프로세스카트리지 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

대전될 부재를 대전하기 위한 대전 부재는 대전 부재의 표면에 제공된 탄성 발포 부재를 포함하며, 탄성 발포 부재는 복수개의 셀 부분들과 상기 셀 부분들을 한정하는 벽부를 구비하며, 상기 셀 부분을 연결하는 갭은 각각의 셀에 대해 5% 이상 및 50% 이하인 영역을 갖는다.

Description

발포 탄성부를 갖는 대전 부재, 대전 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 {CHARGING MEMBER HAVING FOAMED ELASTIC PORTION, CHARGING APPARATUS, PROCESS CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 전자사진 광도전성 부재 또는 정전기적으로 기록가능한 유전체 부재와 같은 물체를 대전시키기 위한 대전 부재에 관한 것으로서, 발포 탄성부, 이러한 대전 부재를 포함하는 대전 장치, 이러한 대전 장치를 이용한 복사기 또는 프린터 등의 화상 형성 장치, 및 이러한 화상 형성 장치에 의해 이용된 프로세스 카트리지를 갖추고 있다.

종래의 전자사진 장치 또는 정전 기록 장치와 같은 화상 형성 장치의 기술 분야에서는 코로나식 대전 장치(corona based charging device)[코로나 방전기(corona discharger)]가 전자사진 광도전성 부재 또는 정전 기록 유기체 부재와 같은 (대전될 물체)화상 담지 부재를 설정된 극성 및 전위 레벨로 균일하게 대전시키기 위한 대전 장치로써 널리 사용되었다.

코로나식 대전 장치는 비접촉 대전 장치이다. 전형적으로는 일편의 와이어 등으로 구성된 코로나 대전 전극과, 화상 담지 부재 다시 말해서, 대전될 물체에 대면하는 측을 제외한 모든 측에서 상기 코로나 대전 전극을 둘러싸는 실드 전극(shield electrode)을 포함한다. 작동 중, 상기 대전 장치와 화상 담지 부재 사이에 어떠한 접촉도 없이 상기 실드 전극의 개방측이 화상 담지 부재에 대면하도록 위치되고, 고압이 코로나 방전 전극과 실드 전극 사이에 인가되어 방전 전류[코로나 샤워(corona shower)]를 생성한다. 결국, 화상 담지 부재의 주연면은 상기 코로나 샤워에 노출되어 설정된 전극과 전위 레벨로 대전된다.

최근, 접촉 대전 장치가 오존 생성, 전력 소비 등과 같은 관점에서 코로나 기초 대전 장치에 비해 오존 생성 및 전력 소비가 작다는 이점으로 실제 사용되어져 왔다. 접촉 대전 장치를 사용하여 물체를 대전시키기 위해, 전압이 상기 설명한 것처럼 인가되는 장치의 대전 부재는 대전될 물체에 접촉식으로 위치된다.

특히, 접촉 대전 장치의 경우, 롤러(대전 롤러), 모피 브러시, 자기 브러시, 블레이드 등으로 구성된 전기 도전성 부재는 화상 담지 부재와 같이 대전될 물체에 접촉식으로 위치되어 설정된 전하 바이어스가 대전 부재(접촉 대전 부재 또는 이후접촉 대전 부재로서 인용되는 접촉 대전 장치)에 인가되어, 대전되는 상기 물체의 주연면은 설정된 전극 및 전위 레벨로 대전된다.

접촉 대전 장치의 대전 기구는 두 개의 대전 기구 즉, (1) 코로나 대전을 기반으로 하는 대전 기구 및 (2) 직접적으로 전하를 주입하는 기구들을 혼합한 것이다. 따라서, 어떠한 대전 기구가 지배적인가에 따라 접촉 대전 장치의 특성이 달라진다.

(1) 전기 방전식 대전 기구

이것은 대전될 물체의 표면이 접촉 대전 부재와 대전될 물체 사이에 아주 작은 갭 사이에 대전된 코로나에 의해 대전되는 것이다.

전기 방전식 대전 기구의 경우, 전기 방전은 접촉 대전 부재와 대전될 물체 사이에서 유발되어야하고, 접촉 대전 부재와 대전될 물체 사이에서 전기 방전을 유발시키기 위해서는 접촉 대전 부재와 대전될 물체 사이에 개시 전압(초기 전압)보다 전위가 더 큰 전압이 접촉 대전 부재에 인가되어야 한다. 따라서, 소정의 전위 레벨로 물체를 대전시키기 위해서는, 접촉 대전 부재에 인가되는 전압의 전위 레벨은 물체에 대전되는 전위 레벨보다 높아야한다. 또한, 전기 방전식 대전 기구의 경우에서, 전기 방전은 부산물을 남긴다. 접촉 대전 장치 내의 전기 방전으로부터의 부산물의 양은 코로나식 대전 장치 내의 전기 방전으로부터의 부산물의 양에 비해 현저하게 작다는 것은 명백하다. 그러나, 원리적으로 전기 방전식 대전 기구에서 어떠한 부산물도 남지 않는다는 것은 불가능하다. 따라서, 오존과 같은 활성 이온으로부터 초래된 문제점을 얻기란 불가능하다.

(2) 주입식 대전 기구

이것은 전기 전하가 접촉 대전 부재로부터 대전될 물체 안으로 직접 주입됨으로써 대전될 물체의 표면이 대전되는 대전 기구이다. 이것은 때때로 직접 대전 기구, 주입 대전 기구 또는 전하 주입 대전 기구로써 언급된다.

보다 상세히 주입식 대전 기구를 설명하기 위해, 그 중간 영역에 전기 저항성이 있는 접촉 대전 부재에 의해 전기 전하는 대전될 물체의 표면 안으로 직접 주입되고, 상기 물체의 표면에 직접 접촉한다. 다시 말해서, 원리적으로, 물체의 표면은 전기 방전과는 상관없이 대전된다. 따라서, 접촉 대전 부재에 인가되는 전압의 전위 레벨이 접촉 대전 부재와 대전될 물체 사이의 개시 전압(초기 전압)의 전위 레벨보다 낮은 경우에도, 상기 물체는 접촉 대전 부재로 인가되는 전압의 전위 레벨과 사실상 균등한 전위 레벨로 대전된다. 이러한 직접 대전 기구가 전기 방전과 관련없기 때문에, 활성 이온을 생성시키지 않으므로 전기 방전에 영향을 미치는 부산물과 관련된 어떠한 문제도 발생시키지 않는다.

그러나, 이것은 물체를 직접 대전시키는 기구이며, 그 대전 효율은 접촉 대전 부재와 대전될 물체 사이의 접촉 상태에 매우 큰 영향을 받는다. 따라서, 접촉 대전 장치는 접촉 대전 부재의 표면층이 가능한 한 조밀하고, 접촉 대전 부재의 주연 속도와 대전될 물체 사이의 차이는 가능한 한 크고, 접촉 대전 부재가 대전될 물체와 접촉하는 주파수가 가능한 한 높게 구성될 가질 필요가 있다.

A) 롤러식 대전 방법(Roller Based Charging Method)

접촉 대전 장치의 기술분야에서, 접촉 대전 부재로써 전기 도전성 롤러(대전롤러)를 채용하는 롤러식 대전 방법은 안정성 측면에서 양호하여 널리 사용되어오고 있다.

상기 대전 롤러식 대전 방법에서는, 상기 설명한 전기 방전식 대전 기구(1)가 지배적이다.

대전 롤러는 중간 영역에서 전기적 도전성이거나 또는 전기 저항을 갖는 고무-형태 또는 발포 재료를 사용하여 제조된다. 이러한 재료는 때때로 양호한 특성을 갖는 대전 롤러를 제공하도록 층 내에 위치된다.

대전될 물체(이후에는 광도전성 부재로 언급함)와의 접촉부의 소정의 상태를 유지하기 위해, 대전 롤러의 표면층은 탄성을 가짐으로써 대전 롤러와 광도전성 부재 사이의 마찰 저항량을 증가시킨다. 많은 경우에, 대전 롤러는 광도전성 부재에서와 동일한 주변 속도로 광도전성 부재에 의해 구동되거나 또는 대전 롤러와 광도전성 부재 사이의 주변 속도의 작은 차이가 있도록 구동된다. 따라서, 대전 롤러가 접촉식 대전 기구에 사용될 때, 대전 롤러의 절대적인 대전 수행력의 손실, 대전 롤러와 대전될 물체 사이의 접촉부의 상태의 악화, 대전 롤러의 표면의 불균일성 및/또는 광도전성 부재의 주연면 상에의 이물질의 퇴적으로 인해 대전될 물체는 균일하지 못하게 대전될 수밖에 없다. 따라서, 종래 기술을 기반으로 하는 롤러형 접촉 대전 장치의 경우에는 전기 방전식 대전 기구가 지배적이다.

도7은 전형적인 대전 부재가 사용될 때의 대전 효율을 그래프로 도시한 도면이다. 가로좌표 축은 접촉 대전 부재에 인가되는 바이어스를 나타내고, 세로좌표 축은 광도전성 부재가 대전되는 전위 레벨을 나타낸다.

종래 기술을 기반으로 하는 대전 롤러를 채용하는 대전 기구의 대전 수행 특성은 라인(A)으로 나타낸다. 그래프로부터 명백히 알 수 있듯이, 이러한 경우 대전 롤러에 인가된 전압의 전위 레벨로서 대전되기 시작하는 물체는 약 -500 V의 초기 전압 레벨 이상으로 증가된다. 따라서, 일반적으로 광도전성 부재에 -500 V의 전위 레벨을 대전하기 위해, -1,000 V의 DC 전압이 대전 롤러에 인가되고 또는 -500 V의 DC 전압 외에 1,200 V의 피크 대 피크 전압을 갖는 AC 전압이 인가되었고, 대전 롤러와 광도전성 부재 사이의 전위 레벨의 차이값은 임계 전압의 값보다 더 크고 광도전성 부재의 외주면의 전위 레벨은 의도된 것으로 수렴된다.

더 구체적으로 설명하기 위해, 예를 들어 대전 롤러가 25 ㎛ 두께의 OPC 층을 갖는 광도전성 드럼과 접촉되어 배치되어 소정량의 접촉 압력이 생성될 때, 광도전성 부재의 외주면의 전위 레벨은 대전 롤러에 인가된 전압의 전위 레벨이 대략 640 V를 지나 상승할 때 상승하기 시작하고, 이 때 광도전성 부재의 외주면의 전위 레벨은 대전 롤러에 인가된 전압의 전위 레벨에 대해 하나의 경사로서 선형으로 상승된다. 이러한 임계 전위 레벨은 대전 개시 전압(Vth)으로 정의된다.

즉, 광도전성 부재의 외주면을 전자사진술에서 필요한 전위 레벨(Vd)로 대전하기 위해, 대전 롤러에 인가된 DC 전압의 전위 레벨은 전자사진술에서 필요한 전위 레벨보다 더 높은 (Vd + Vth)의 전위 레벨보다 작지 않아야 한다. 이하, 전술한 접촉 대전 부재에 단지 DC 전압만을 인가하여 물체(광도전성 부재)가 대전되는 대전 방법이 "DC식 대전 방법"으로 명명될 것이다.

그러나, DC식 대전 방법을 사용하면, 다음의 이유로 광도전성 부재에 소정의전위 레벨을 대전하는 것이 어려웠다. 접촉 대전 부재의 저항은 주위 등의 변화로 인해 변경되고, 광도전성 부재는 대전 롤러에 의해 깎여져서 광도전성 층의 두께를 변화시키며 이로써 Vth의 전압에서의 변경을 초래하였다.

그러므로, 광도전성 부재의 외주면을 보다 균일하게 대전하기 위해 일본 공개 특허 출원 제63-149669호에 개시된 바와 같은 소위 AC식 대전 방법이 사용되기 시작하였다. 상기 특허 출원의 AC식 방법에 따르면, DC 전압, 광도전성 부재가 대전되는 전위 레벨과 동일한 전위 레벨 및 AC 전압, 2 x Vth보다 적은 피크 대 피크 전압을 포함하는 혼합 전압이 접촉 대전 부재에 인가되었다. 이 경우에, AC 전압은 AC 전압의 원활한 효과에 유리하도록 인가되고, 대전되는 대상물의 전위 레벨은 Vd의 전압 레벨 또는 AC 전압의 상부 및 하부 피크 사이의 중심점에 대응되는 전압 레벨로 수렴되고, 즉 예컨대 주위의 교란과 같은 외부 요인에 의해 영향을 받지 않는다.

그러나, 전술한 접촉 대전 장치의 경우에도, 원칙적으로 그 대전 기구는 접촉 대전 부재로부터 광도전성 부재로의 전기 대전에 다소간 의존한다. 그러므로, 접촉 대전 부재에 인가된 전압의 전위 레벨의 값은 광도전성 부재의 외주면이 대전되는 전위 레벨의 값보다 더 클 필요가 있다. 결과적으로, 이 경우에 단지 소량이지만 오존이 발생된다.

또한, 광도전성 부재를 보다 균일하게 대전하기 위해 인가된 AC 전압은 AC 전압에 특징적인 새로운 문제점들을 유발하였다. 즉, 추가량의 오존을 생성한 AC 전압의 인가, 접촉 대전 부재 및 광도전성 부재는 AC 전압에 의해 발생된 전기장에의해 진동되었고 소음(AC 대전 소음)을 발생시켰다. 또한, 광도전성 드럼의 외주면은 전기 방전에 의해 저하되었다.

B) 모피 브러시식 대전 방법(Fur Brush Based Charging Method)

모피 브러시식 대전 방법에서, 전기 도전성 섬유로 형성된 브러시부를 갖는 부재가 접촉 대전 부재(모피 브러시식 대전 장치)로 사용된다. 전기 도전성 섬유 브러시부는 대전되는 대상물로서 광도전성 부재와 접촉되어 배치되고, 광도전성 드럼의 외주면에 소정의 극성 및 전위 레벨로 대전되도록 소정의 대전 바이어스가 브러시부에 인가된다.

또한, 이러한 모피 브러시식 대전 방법은 전술한 전기 방전식 대전 기구에 의해 지배된다.

실질적으로 사용되는 모피 브러시식 대전 장치에 대해서, 고정 브러시식 장치 및 회전 브러시식 장치의 2가지 형태의 장치가 있다. 고정식 모피 브러시식 대전 장치는 전극, 및 플랜팅 섬유로 제조된 일편의 파일(pile)을 포함하고, 그 전기 저항은 일편의 기층 섬유로의 중간 범위이고, 회전식 모피 브러시식 대전 장치는 금속 코어 및 금속 코어 둘레에 감겨진 일편의 파일을 포함한다. 전술한 브러시부의 섬유 밀도에 관해서, 대략 100 섬유/mm²의 섬유 밀도를 갖는 파일은 상대적으로 용이하게 얻어질 수 있다. 그러나, 100 섬유/mm²의 섬유 밀도는 모피 브러시식 대전 방법을 사용하여 광도전성 부재를 만족되고 균일하게 대전하기에 충분한 접촉 상태를 실현하기 위해 충분히 높지 않다. 즉, 모피 브러시식 대전 방법을 사용하여 광도전성 부재를 충족되고 균일하게 대전하기 위해, 광도전성 드럼의 외주면과 모피 브러시부의 표면 사이의 외주 속도의 차이는 기계적으로 알기에는 실질적으로 불가능하도록 너무 커야한다. 즉, 광도전성 드럼의 외주면과 모피 브러시식 대전 장치의 모피 브러시부의 표면 사이의 외주 속도 차이를 제공하는 것은 비실재적이다.

전형적인 모피 브러시식 대전 부재는 DC 전압이 전술한 모피 브러시식 대전 부재의 모피 브러시부에 인가될 때 도7에서 선(B)으로 표시된 대전 성능 특성을 나타낸다.

즉, 모피 브러시식 대전 방법의 경우에도, 광도전성 부재는 모피 브러시가 고정식이든지 회전식이든지 간에 고전압을 모피 브러시에 인가함으로써, 즉 전기 방전을 사용하여 대전된다.

C) 자기 브러시식 대전 방법(Magnetic Brush Based Charging Method)

자기 브러시식 대전 방법에서, 자기 브러시부를 갖는 부재, 즉 자기 롤 등으로부터의 자기에 의해 유발된 전기 도전성 자기 입자들의 브러시형 응집물이 접촉 대전 부재(자기 브러시식 대전 장치)로 사용된다. 대전되는 대상물로서 광도전성 부재의 외주면은 광도전성 드럼의 외주면과 접촉하여 배치된 접촉 대전 부재의 자기 브러시부로 소정의 대전 바이어스를 인가함으로써 소정의 극성 및 전위 레벨로 대전된다.

자기 브러시식 대전 방법의 경우에, 전술한 직접 대전 기구(2)가 유력하다.

자기 브러시부를 형성하도록 응집된 전기 도전성 자기 입자들에 대해서, 입자 직경이 5 내지 50 ㎛의 범위인 전기 도전성 자기 입자들이 사용된다. 광도전성 드럼의 외주면과 자기 브러시부 사이의 속도 차이의 실질적인 양을 제공하는 것은 광도전성 드럼의 외주면을 균일하게 대전하는 것을 가능하게 한다.

자기 브러시식 대전 방법을 채택하는 것은 다양한 접촉 대전 부재들의 대전 성능 특성을 나타내는 도7에서의 선(C)에 의해 표시된 바와 같이 접촉 대전 부재에 인가된 바이어스의 전위 레벨에 실질적으로 비례하는 전위 레벨로 광도전성 드럼의 외주면을 대전할 수 있게 한다.

그러나, 자기 브러시식 대전 방법은 자체적으로 단점을 가지고 선행한 방법들과는 다른 문제점을 갖고 있다. 예컨대, 구성면에서 복잡하다. 또한, 소정량의 전기 도전성 자기 입자들이 자기 브러시부로부터 낙하하고 광도전성 드럼에 부착되는 경향이 있다.

일본 공개 특허 출원 제6-3921호 등은 전하를 보유할 수 있는 광도전성 부재의 일부로 예컨대 광도전성 드럼의 외주면 또는 광도전성 드럼의 대전 주사층에서의 트랩으로 직접 전기 전하를 주사함으로써 광도전성 부재가 대전되는 접촉 대전 방법을 제안한다.

이러한 방법은 방전에 의존하는 것은 아니다. 따라서, 이러한 방법을 사용하여 광도전성 드럼의 주연면을 대전하기 위해 필요한 전압 전위 수준은 광도전성 드럼의 주연면이 대전되는 만큼의 전위 수준을 갖는다. 또한, 오존이 발생되지 않는다. 또한, 교류 전압이 적용되지 않으므로, 대전 소음이 발생되지 않는다. 다시 말하면, 이러한 방법은 오존이 발생되지 않고 롤러식 대전 방법에 비하여 더 적은 양의 전력을 소비한다는 점에서 롤러식 대전 방법보다 우수하다.

D) 토너 재활용 시스템(세척기가 없는 시스템)

전사형의 화상 기록 장치에서, 잔여 현상제(토너), 즉 화상 전사후의 광도전성 드럼(화상 담지 부재) 상에 존재하는 현상제 입자들(토너 입자들)은 세척기(세척 장치)에 의해 광도전성 드럼의 주연면으로부터 제거되어 토너를 소비하게 된다. 환경 보호의 견지에서, 버려지는 토너가 발생되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 토너 재활용 시스템(토너 재활용 공정)을 채택하는 화상 기록 장치가 실현되었다. 이러한 시스템 또는 공정에 따르면, 화상 전사후 광도전성 드럼의 주연면 상에 존재하는 토너가 제거되어 "현상/세척 공정"을 통한 현상 장치에 의해 회수된다. 회수된 토너는 다시 사용된다.

"현상/세척 공정"은 화상 전사후 광도전성 드럼의 주연면 상에 존재하는 토너가 광도전성 드럼이 대전되고, 잠상이 노출에 의해 형성되고, 잠상이 현상되는 광도전성 드럼의 연속되는 회전 사이클 동안, 흐림 방지 바이어스[현상 장치에 인가되는 직류 전압의 전위 수준과 광도전성 드럼의 주연면의 전위 수준 사이의 차이(Vback)]를 이용하여 회수되는 공정이다. 이러한 공정에 따르면, 전사 잔여 토너는 현상 장치에 의해 회수되어 연속하는 현상 공정 동안 재사용된다. 다시 말하면, 버려지는 토너가 발생되지 않고 유지 보수에서의 성가신 일을 감소시킨다. 또한, 세척기를 없애는 것은 공간적인 이점을 제공하여, 화상 기록 장치의 크기를 상당히 줄일 수 있게 한다.

토너 재활용 시스템에서, 전사 잔여 토너는 후술하는 바와 같이 전용 세척기에 의해 광도전성 드럼의 주연면으로부터 제거되지 않는다. 대신에, 전사 잔여 토너는 대전 수단부를 통하여 현상 공정을 위해 재사용되는 현상 장치로 보내진다. 따라서, 전기적으로 절연된 토너가 광도전성 드럼과 접촉 대전 부재 사이의 계면에 있는 동안, 광도전성 드럼을 대전시키기 위한 수단으로서 접촉 대전 방법의 사용으로 광도전성 드럼을 만족스럽게 대전시킬 수 있는 방법에 관한 문제가 있다. 롤러식 대전 방법 또는 모피(fur) 브러시식 대전 방법에서는 상당히 자주, 광도전성 드럼 상의 전사 잔여 토너에 의해 형성된 패턴이 전사 잔여 토너를 분산시킴으로써 제거되고, 큰 바이어스가 광도전성 드럼을 대전시키기 위한 방전을 일으키기 위해 적용된다. 대조적으로, 자기 브러시식 대전 방법의 경우에는, 이러한 경우 입자 형태의 자기 물질인 분말 모양의 물질이 접촉 대전 부재용 재료, 즉 자기 브러시로서 사용된다. 따라서, 자기 브러시부, 또는 전기 도전성 물질의 집괴는 광도전성 드럼과 접촉하여 광도전성 드럼의 주연면의 형상에 정확히 일치시킴으로써 광도전성 드럼을 대전시키고, 이는 유리하다. 그러나, 토너 재활용 시스템의 채택은 장치 구조를 복잡하게 하고, 자기 브러시부를 형성하는 전기적 도전성 자기 입자들이 낙하한다는 점에서 심각한 문제를 야기시킨다.

E) 전기 전하를 직접 주입하는 방법

(스펀지와 전기 도전성 입자의 조합)

전하가 직접 대전되는 물체로 주입되는 접촉 대전 방법에서, 전하는 접촉 대전 부재로부터 대전될 물체로 직접 전달된다. 따라서, 롤러식 대전 방법의 사용으로 전하를 대전될 물체로 직접 주입하여 물체를 만족스럽게 대전하기 위해서는, 대전 롤러와 대전될 물체의 표면 사이의 접촉 상태는 전하 주입을 위해 실질적으로 완벽할 필요가 있다. 대전 롤러가 광도전성 드럼의 회전에 의해 회전되는 상기의 단순한 배치로는 이러한 접촉 상태를 실현하는 것이 불가능하다.

대전 롤러와 대전될 물체의 표면 사이에 전하를 주입하기 위한 완벽한 접촉 상태를 생성하기 위해서는, 대전 롤러의 표면과 대전될 물체 사이에서의 실질적인 속도 차이가 자기 브러시식 대전 방법의 경우와 같이 유지되도록, 대전 롤러는 회전되어야 한다. 그러나, 대전 롤러, 또는 탄성 재료로 형성된 접촉 대전 부재의 경우에서는, 접촉 대전 부재 및 대전될 물체 사이에서 상당한 양의 마찰이 있어서, 접촉 대전 부재의 표면과 대전될 물체 사이의 실질적인 속도차를 유지하면서 접촉 대전 부재를 회전시키는 것은 불가능하다. 또한, 이러한 조건하에서 접촉 대전 부재를 회전시키는 것은 접촉 대전 부재의 표면과 대전될 물체가 스치면서 지나가게 되는 문제가 발생한다.

더 구체적으로는, 대전 부재의 표면과 대전될 물체 사이의 속도차는 대전될 물체에 대하여 대전 부재의 표면을 이동시킴으로써 제공된다. 대전 부재의 표면의 이러한 이동은 대전 부재를 회전 구동함으로써 발생되는 것이 바람직하고, 또한 대전 부재의 주연면이 이동되는 방향은 대전될 물체의 표면의 이동 방향에 반대되는 것이 바람직하다.

대전 부재의 표면과 대전될 물체 사이의 속도차는 대전될 물체의 표면의 이동 방향과 동일한 방향에서 대전 부재의 표면을 이동시킴으로써 또한 제공된다. 그러나, 전하가 직접 대전될 물체로 주입되는 대전 방법의 성능은 대전 부재의 표면 속도에 대한 대전될 물체의 표면 속도의 비에 비례한다. 따라서, 대전 부재의 주연면과 대전될 물체가 동일한 방향으로 이동될 때 실현되는 대전 부재와 대전될 물체 사이의 주연 속도비가 대전 부재의 주연면과 대전될 물체가 반대되는 방향으로 이동될 때 실현되는 대전 부재와 대전될 물체 사이의 주어지는 주연 속도비와 동일하게 하기 위해서는, 그 주연면이 대전될 물체의 표면과 동일한 방향에서 이동되는 대전 부재의 회전은 그 주연면이 대전될 물체의 표면이 이동되는 방향과 반대되는 방향에서 이동되는 대전 부재의 회전에 비하여 증가되어야 하므로, 대전될 물체의 표면의 이동 방향에 반대되는 방향으로 대전 부재의 표면을 이동시키는 것이 회전의 견지에서 동일한 방향으로 두 면을 이동시키는 것 보다 유리하다. 상술한 주연 속도차는 이하와 같이 정의된다.

주연 속도비=[(대전 부재의 주연 속도-대전될 물체의 주연 속도)/대전될 물체의 주연 속도]×100 (대전 부재의 주연 속도는 대전 부재와 대전될 물체의 주연면이 동일한 방향에서 이동할 때 양의 값으로 가정한다.)

상술한 구조적 배열의 제공으로, 구조에서 비교적 간단한 대전 롤러 등이 접촉 대전 부재로 사용될 때에도, 대전 롤러 또는 접촉 대전 부재에 인가된 바이어스의 전위 수준이 대전될 물체의 전위 수준 만큼 되고, 방전에 의존하지 않고 물체를 만족스럽게 대전하여 신뢰성 있고 안전하게 대전할 수 있다.

즉, 접촉 대전 장치용의 접촉 대전 부재로서 대전 롤러 등과 같은 간단한 부재가 사용될 경우에도, 대전의 균일성이 우수한 접촉 대전 장치를 실현하고, 오랜 시간 동안 전하를 대전될 물체로 직접 주입할 수 있다. 다시 말하면, 간단한 구조이면서도, 접촉 대전 부재에 인가되는 전압으로 비교적 낮은 전압을 필요로 하면서 오존을 발생시키지 않고, 물체로 직접 전하를 주입함으로써 만족스럽게 물체를 대전시킬 수 있는 접촉 대전 장치를 실현하는 것이 가능하게 한다.

또한 이러한 구조적 배열로써, 오존 생성이나 대전 실패로 인한 문제들을 발생시키지 않으면서, 구조가 간단하고, 비용이 낮지만, 광도전성 부재를 균일하게 대전할 수 있는 화상 형성 장치 또는 프로세스 카트리지를 제공할 수 있다.

미국 특허 제6,134,407호, 제6,081,681호, 및 제6,128,456호에는 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 마찰량을 감소시키기 위한 수단이 개시되어 있다. 이들에 따르면, 최소한의 전기 도전성 입자가 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체의 사이의 닙부 내에 위치되어서, 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 마찰이 입자들의 윤활 효과(마찰 감소 효과)에 의해 효과적으로 감소된다. 또한, 접촉 대전 부재에는 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 마찰량의 감소를 위해 저마찰 표면층이 제공된다.

접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 닙부 내의 전술된 최소한의 입자의 존재는 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 마찰량을 감소시킨다. 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 마찰의 감소는 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체의 표면 사이의 많은 속도량의 차이를 유지하면서도 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체가 서로에 대해 접촉 상태를 지속하게 하면서, 접촉 대전 부재를 회전시키는데 필요한 토오크를 감소시킬 수 있게 한다. 또한, 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 닙부 내의 입자의 존재는 밀도 및 균일성의 측면에서, 닙부 내의 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 접촉 상태를 개선한다. 보다 구체적으로, 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 닙부 내의 분말형 물질은 대전되기 위한 물체의 표면을 마찰하면서 실질적으로 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 닙부 내에 존재하는 모든 미세한 갭을 채운다. 그러므로, 대전되기 위한 물체 내로 전기적 전하가 높은 수준의 효율로써 직접 주입될 수 있다. 다시 말하면, 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이에 분말형 물질이 위치된 접촉 대전 방법의 경우에서는, 직접 주입 기구, 즉, 전기적 전하가 대전되기 위한 물체 내로 직접 주입되는 대전 기구가 지배적이다.

그러므로, 대전 효율은 매우 높아서, 물체는 접촉 대전 부재에 가해진 전압의 전위 수준과 실질적으로 동등한 전위 수준까지 대전될 수 있다. 대전되기 위한 물체의 표면과 접촉된 상태에서 탄성 재료를 사용하여 형성된 접촉 대전 부재의 표면을 대전되기 위한 물체의 표면에 대해 상대적으로 이동시킴으로써 물체를 대전시킬 때, 두 표면 사이의 실질적인 속도 차이를 유지하더라도, 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 마찰을 감소시킴으로써 접촉 대전 부재를 구동하는데 필요한 초기 토오크가 감소될 수 있어서, 전기적 전하가 대전되기 위한 물체 내로 직접적으로 균일하게 주입되는 것을 가능하게 하면서, 접촉 대전 부재의 표면이 매끄럽게 이동될 수 있고, 균일성의 측면에서 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 직접 접촉 상태가 개선된다.

본 명세서의 종래 기술에 관련된 부분에서 기술될 직접 대전 주입에 관한 종래 기술에 기초한 접촉 대전 부재중에는, 그 표면이 스펀지 롤러처럼 다공성이며,직접 주입 효율을 개선시키기 위해 전기 도전성 미세 입자로 코팅된 것들이 있다. 이러한 접촉 대전 부재의 경우에, 대전되기 위한 물체는 물체와 접촉 대전 부재 사이의 직접 접촉을 통해서 뿐만 아니라, 물체와 전기 도전성 미세 입자 사이의 접촉을 통해서 대전된다. 다시 말해서, 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이에 극히 조밀한 접촉 상태를 만드는 것이 가능하다. 그러므로, 물체는 전하 주입를 통해 만족스럽게, 즉, 균일하고 신뢰성 있게 대전될 수 있다.

전기 도전성 미세 입자는 접촉 대전 부재의 대전 성능을 증진시키기 위한 입자(대전 성능 증진 입자)이다. 전기 도전성 미세 입자(이하의 명세서에서 전기 도전성 입자로 참조함)는 대전되기 위한 물체를 균일하게 대전하기 위해 물체 내로 전기적 전하를 신뢰성 있게 주입하도록 접촉 대전 부재와 대전되기 위한 물체 사이의 닙부(대전 닙부) 내에 최소한으로 위치된다.

다시 말해서, 대전될 물체는 대전될 물체와 접촉 대전 부재 사이의 대전 닙부 내의 전기 도전성 입자의 존재로써, 접촉 대전 방법에 의해 대전된다. 또한 대전 닙부 내에 전기 도전성 입자의 존재로써, 대전될 물체가 입자들의 윤활 효과로 인해 접촉 대전 부재와 접촉하면서 매끄럽게 이동하도록 할뿐만 아니라, 접촉 부재가 대전될 물체의 표면과 접촉하게 되는 주파수가 증가하더라도 접촉 밀도의 측면에서 접촉 대전 부재와 대전될 물체 사이의 접촉 상태가 개선된다. 그 결과, 이동 물체의 표면은 대전 닙부 내의 전기 도전성 입자들에 의해 균일하게 마찰된다. 그러므로, 접촉 대전 부재 및 대전될 물체의 표면은 적절한 양의 접촉 저항을 유지하는 동안 높은 수준의 효율과 균일성으로 전기적 전하가 대전될 물체 내로 직접 주입되게 하면서 미세한 수준에서도 서로에 대하여 실질적으로 완전한 접촉을 유지한다. 상기 기술된, 대전 부재의 접촉에 의한 물체의 접촉 대전의 경우에, 지배적인 대전 기구는 직접 주입 기구, 즉, 전기적 전하가 물체 내로 직접 주입되는 대전 기구이다.

그렇지만, 상기 기술된 대전 장치가 세척기가 없는 화상 형성 장치, 즉, 전용 세척기를 가지지 않은 화상 형성 장치에서 채택되고, 대전 장치용 대전 부재로서 셀(cell)이 상호 연결된 스펀지 롤러가 채택될 때, 복사량이 누적되어 증가함에 따라 스펀지 롤러 상에 증착되는 종이 섬유질 먼지의 누적량 또한 증가하며, 전사 잔여 토너 입자가 종이 먼지 입자 둘레에 덩어리져서, 대전 부재의 대전 성능이 불만족스럽게 된다는 문제점이 발생한다.

한편, 셀들이 불연속적으로 되어있는 스펀지 롤러가 세척기가 없는 화상 형성 장치의 대전 부재로서 채택될 때, 상기 기술된 것과는 다른 이하의 문제가 발생한다. 즉, 전사 잔여 토너 입자가 광도전성 드럼의 외주연면 상으로 신속하게 방출되고, 그러한 스펀지 롤러가 입자 보유 내부에 있기 때문에, 그러므로, 전사 잔여 토너 입자를 일시적으로 보유하는 데 실패한다. 그 결과, 광도전성 드럼의 외주연면 상의 전사 잔여 토너 입자에 의해 노출광이 차단된다. 또한, 때때로, 많은 양의 전사 잔여 토너 입자가 대전 롤러로부터 광도전성 드럼 상으로 일시에 방출된다. 그러한 경우에, 현상 장치는 모든 전사 잔여 토너 입자를 광도전성 드럼의 외주연면으로부터 회수하는 것에 실패하고, 현상 장치가 회수에 실패한 입자들, 다시 말해서, 광도전성 드럼의 외주연면 상에 남아 있는 입자들은 전사 매체 상으로 전사되어, 화상의 배경부가 약간 흐리게 보이는 것을 야기한다.

본원 발명의 주 목적은 상기 기술된 문제들을 해결하고, 만족스러운 대전 성능 및 만족스러운 화상의 형성을 보장할 수 있는 대전 부재, 대전 장치, 화상 형성 장치, 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또 다른 목적은 종이 먼지와 같은 이물질이 대전 부재의 발포부 내부 및 그 위에 축적되는 것을 방지할 수 있는 대전 부재, 대전 장치, 화상 형성 장치, 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또 다른 목적은 입자 보유가 월등한 대전 부재, 대전 장치, 화상 형성 장치, 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또다른 목적은 전사 잔여 현상제를 일시적으로 저장할 수 있는 대전 부재, 대전 장치, 화상 형성 장치, 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.

첨부된 도면과 관련하여 본원 발명의 양호한 실시예에 대한 이하의 설명을 고려할 때, 본원 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점들이 보다 명백해 질 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예인 화상 형성 장치의 전체적인 구조를 도시하기 위한 개략적인 단면도.

도2는 대전 부재의 발포 탄성부를 통해 공기 유동의 양을 측정하는 방법을 도시하기 위한 개략도.

도3은 전하 주입 가능한 표면층를 갖는 광도전성 부재의 주연 부분의 적층 구조를 도시하기 위한 확대 단면도.

도4는 입자들이 발포 탄성부로 흡수되거나 이로부터 방출되는 방식을 도시하기 위하여 셀들이 인접 셀들 중 오직 일부에만 임의로 연결된, 대전 부재의 발포 탄성부의 확대 단면도.

도5는 입자들이 발포 탄성부로 흡수되거나 이로부터 방출되는 방식을 도시하기 위하여 셀들이 임의로 상호 연결된, 대전 부재의 발포 탄성부의 확대 단면도.

도6은 입자들이 발포 탄성부로 흡수되거나 이로부터 방출되는 방식을 도시하기 위하여 셀들이 분리된, 대전 부재의 발포 탄성부의 확대 단면도.

도7은 대전 성능으로 대전 부재의 특성을 도시하기 위한 도표.

도8은 본 발명의 실시예인 대전 부재의 표면의 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광도전성 드럼

2 : 대전 롤러

3 : 레이저 비임 스캐너

4 : 현상 장치

5 : 전사 롤러

6 : 정착 장치

17 : 테스트 피스

18 : 실린더

19 : 공기 유동 미터

20 : 진공 펌프

(실시예 1)

도1은 본 발명에 따른 접촉 대전 장치 또는 대전 부재를 갖춘 전형적인 화상 형성 장치의 전체 구조를 도시하기 위한 개략적인 단면도이다.

이 실시예의 화상 형성 장치는 전사형 전자사진 프로세스, 프로세스 카트리지 장착/탈착 시스템 및 접촉 대전 시스템을 사용하는 레이저 프린터(기록 장치)이다.

(1) 프린터의 전반 구조

참조 부호 1은 대전될 물체(화상 담지 부재)를 나타낸다. 이 실시예에서, 이는 음으로 대전가능한 유기 광도전성 부재(음성 광도전성 부재로, 이하 광도전성 드럼이라 한다)로, 30 mm의 직경을 갖는 회전 드럼의 형태이다. 이 광도전성 드럼(1)은 화살표에 의해 지시된 시계 방향으로 50 mm/sec의 주연 속도(프로세스 속도; PS; 인쇄 속도)로 회전식을 구동된다.

참조 부호 2는 탄성 접촉 대전 부재(접촉 대전 장치)로서 전기 도전성 탄성 롤러(이하, 대전 롤러로 부른다)이고, 미리 정해진 압력의 인가로 광도전성 드럼(1)과 접촉 상태로 위치된다. 참조 부호 n은 대전 닙, 즉 광도전성 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 닙을 나타낸다. 플루오르가 첨가된 화학적 화합물로 처리된 대전 롤러(2)의 주연 표면은 입자들이 자유롭게 대전 롤러(2)의 주연 표면을 떠나는 것이 허용되는 방식으로 전기 도전성 입자(m1, 대전 성능 향상 입자)로 미리 코팅된다. 대전 롤러(2) 및 전기 도전성 입자(m1)는 후에 설명될 것이다.

대전 롤러(2)는 대전 닙(n)에서 이의 주연 표면의 이동 방향이 대전 닙(n)에서 광도전성 드럼(1)의 주연 표면의 이동 방향에 대향되는(반대되는) 방향으로 회전식으로 구동되어 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이에 주연 속도의 차이가 있게 된다. 대전 롤러(2)로 미리 정해진 대전 바이어스가 대전 바이어스 인가 전원(S1)으로부터 인가된다.

그 결과, 전하는 회전하는 광도전성 드럼(1)의 주연 표면으로 직접 주입되어, 미리 정해진 극성 및 전위 레벨로 광도전성 드럼(1)을 주연 표면을 균일하게 대전시킨다. 또한, 이 프로세스는 후에 자세히 설명될 것이다.

참조 부호 3은 레이저 다이오드, 다각형 거울 등을 포함하는 레이저 비임 스캐너(노출 장치)를 나타낸다. 이 레이저 비임 스캐너(3)는 의도된 화상의 화상 정보 데이터를 반영하는 순차적인 디지털 전기 신호로 변조된 레이저광(L)의 비임을 출력하여, 회전하는 광도전성 드럼(1)의 균일하게 대전된 주연 표면이 레이저광(L)의 빔에 노출되게(이에 의해 스캔되게) 한다. 그 결과, 의도된 화상의 화상 형성 데이터에 따른 정전 잠상이 회전하는 광도전성 드럼(1)의 주연 표면 상에 형성된다.

참조 부호 4는 현상 장치를 나타낸다. 현상제(t)로 전기 도전성 입자(m2, 대전 성능 향상 입자)가 첨가된다. 광도전성 드럼(1)의 주연 표면 상의 정전 잠상은 현상 장치(4)의 현상부(a)에서 토너 화상으로 현상된다. 현상 장치(4) 및 전기 도전성 입자(m2)는 후에 설명될 것이다.

참조 부호 5는 접촉 전사 수단으로서 전사 롤러를 나타내고, 이의 전기 저항은 중간 범위(mid range)이다. 전사 롤러(5)는 미리 정해진 방식으로 광도전성 드럼(1) 상에 가압 유지되어, 전사 닙(b)을 형성한다. 이 전사 닙(b)으로, 기록 매체로서, 전사 매체(P)가 미리 정해진 타이밍으로 도시되지 않은 시트 공급부로부터 공급되고, 전사 롤러(5)로 미리 정해진 전사 바이어스 전압이 전사 바이어스 인가 전원(S3)으로부터 인가된다. 그 결과, 광도전성 드럼(1) 상의 토너 화상은 전사닙(b)으로 공급된 전사 매체(P)의 표면 상으로 순차적으로 전사된다. 이 실시예에서, 5×10³Ω의 전기 저항을 갖는 전사 롤러(5)가 사용되고, +2,000 V의 직류(DC) 전압이 전사를 위해 전사 롤러(5)로 인가된다. 보다 상세하게는, 전사 닙(b)으로 도입된 후, 전사 닙(b)에 물려 있는 동안 전사 매체(P)는 전사 닙(b)을 통해 이송되고, 전사 매체(P)가 이송됨에 따라 광도전성 드럼(1)의 주연 표면 상에 형성되어 담지된 토너 화상은 정전기력 및 압력에 의해 전사 매체(P) 상으로 순차적으로 전사된다.

참조 부호 6은 열 정착 장치 등을 나타낸다. 전사 닙(b)을 통해 공급되는 동안 광도전성 드럼(1)으로부터 토너 화상을 수용한 후에, 전사 매체(P)는 회전하는 광도전성 드럼(1)의 주연 표면으로부터 분리되어, 토너 화상이 기록 매체(P)로 정착되는 정착 장치(6)로 도입된다. 그런 후, 기록 매체(P)는 화상 형성 장치로부터 완성된 사본(인쇄물)으로서 배출된다.

이 실시예의 프린터는 세척기가 없는 형태이다. 따라서, 전사기 잔여 토너, 즉 전사 매체(P) 상으로의 토너 화상이 전사된 후에 회전하는 광도전성 드럼(1)의 주연 표면 상에 잔여하는 토너는 전용 세척기(세척 장치)에 의해 제거되지 않는다. 대신에, 이는 광도전성 드럼(1)이 회전함에 따라 대전 닙(n)을 통해 현상부(a)에 도달하는 것이 허용된다. 그런 후, 이는 잠상이 현상부(a)에서 현상됨과 동시에 현상 장치(4)에 의해서 회복된다.(토너 재생 프로세스)

(2) 대전 롤러(Charge Roller, 2)

이 실시예에서 접촉 대전 부재로서 대전 롤러(2)는 전극으로 작용하는 부재로서 금속 코어(2a)와, 탄성부로서 탄성층(2b)을 포함한다. 탄성층(2b)은 탄소 입자가 분산되어 있는 발포 우레탄으로 형성되고, 이의 전기 저항은 중간 범위이다. 발포 탄성부에서 셀들은 인접 셀들 중 오직 일부에만 임의로 연결된다.

이후에, 이 실시예에서 대전 롤러(2)의 탄성층을 위한 재료로써 사용된 발포 재료의 구조가 상세히 설명될 것이다.

도8은 SEM 사진 등에 의해서 얻어진 이 실시예의 대전 부재의 표면의 확대도이다. 대전 부재의 확대된 표면의 사진으로부터, 100개의 셀이 가장 큰 것부터 크기의 순서대로 선택되어, 각 셀의 투영된 면적(A)과 갭(셀을 다른 셀과 연결하는 통로)의 투영된 면적(B)이 측정된다. 그런 후, 투영된 면적들(A, B)의 값들 사이의 비율이 계산된다. 이 비율은 선택된 100개의 셀의 모두에 대해 얻어진다. 그런 후, 100개의 셀에 대해 얻어진 비율이 평균내어진다.

각 셀의 갭 비율 = (갭의 면적(B)/각 셀의 투영된 면적(A)) × 100

100개의 셀의 갭 비율의 값은 평균내어진다(평균 갭 비율).

이 실시예에 사용된 발포 재료의 경우, 이 갭 비율은 5 ％내지 50 ％의 범위 내에서 유지된다. 발포 재료의 평균 갭 비율이 5 ％ 이상이면, 발포 재료는 입자 보유에서 우수한 반면에, 발포 재료의 평균 갭 비율이 50 ％ 이하이면, 발포 재료는 상대적으로 작은 수의 상호 연결부를 갖기 때문에, 따라서 발포 재료 내로 종이 먼지가 들어가는 것이 방지할 수 있다.

이후에, 평균 갭 비율이 5 % 이상 50 % 이하인 발포 재료는 "인접 셀들의 일부만에 무작위로 연결된 발포 재료"에 참조될 것이다.

다음으로, 본 발명의 효과는 도4-6에서 개략도를 참조하여 자세히 설명될 것이다.

(A) 도4는 셀들이 인접 셀들의 일부만에 무작위로 연결된, 대전 부재(대전 롤러)의 발포 탄성부의 개략 단면도이고, 종이 먼지 입자(s) 및 전사 잔여 토너 입자(t')가 발포 탄성부로 들어가거나 그로부터 방출되는 방식으로 도시된다.

도4에서 도시된 바와 같이, 셀들이 인접 셀들의 일부만에 무작위로 연결된 발포 탄성부(2b)는 모든 셀들이 이산된 발포 재료의 특징을 도시한다. 따라서, 한조각의 필라멘트의 형태인 종이 먼지(s)는 발포 탄성부(2b)로 깊이 침투하도록 허용되지 않는다. 그러므로, 비록 종이 먼지(s)가 발포 탄성부(2b)속으로 침투하도록 허용될 때, 대부분은 발포 탄성부(2b)에 또는 표면 가까운 부분에 남아있다. 따라서, 종이 먼지(s)는 전사 반경 토너 입자(t')가 상기 발포 탄성부(2b)로부터 방출된 후 즉시 발포 탄성부(2b)로부터 방출된다.

이와 달리, 이 발포 탄성부(2b)는 셀이 연결되는 발포 재료의 특성을 또한 보이고, 상기 입자가 발포 탄성부(2b) 내부로 깊이 유입되게 한다. 따라서, 발포 탄성부(2b)는 전사 반경 토너 입자(t')를 일시적으로 저장하고 그들을 대전될 물체(감광 부재) 상에 점차 방출하는 것이 가능하다.

(B) 도5는 발포 탄성부(2b')의 개략적 단면도이고, 즉, 셀이 연결되는 대전 부재의 비교 예고, 종이 먼지 입자(s) 및 전사 반경 토너 입자(t')가 발포 탄성부(2b) 안으로 들어가거나 그곳으로부터 방출되는 방법을 도시한다.

도5에 도시된 바와 같이, 이 발포 탄성부(2b')는 모든 셀이 분리된 발포 재료의 특성을 보이지 않는다. 따라서, 종이 먼지(s)가 발포 탄성부(2b') 안으로 들어갈 때 그것은 발포 탄성부(2b') 안으로 깊이 유입되고, 발포 탄성부(2b')가 그것을 방출하는 것을 방지한다. 그러나, 발포 탄성부(2b')의 셀은 연결되어 발포 탄성부(2b')에 입자 보유력의 높은 수준을 제공한다. 따라서, 이 발포 탄성부(2b')는 전사 반경 토너 입자(t')를 일시적으로 저장하고 대전될 물체 상에 그것을 점차 방출하는 것이 가능하다.

(C) 도6은 발포 탄성부(2b")의 개략적 단면도이고, 즉, 셀이 분리된 대전 부재의 다른 예이고, 종이 먼지 입자(s) 및 전사 반경 토너 입자(t')가 발포 탄성부(2b") 안으로 들어가거나 또는 그곳으로부터 방출되는 방법을 도시한다.

도6에 도시된 바와 같이, 이 발포 탄성부(2b")에서 셀은 분리된다. 따라서 필라멘트의 형태로 있는 종이 먼지(s)는 발포 탄성부(2b") 안으로 들어갈 수 없다. 따라서, 종이 먼지(s)가 발포 탄성부(2b")안으로 들어갈 때조차, 전사 반경 토너 입자(t')가 발포 탄성부(2b)로부터 방출된 후에 즉시 발포 탄성부(2b")로부터 방출된다.

그러나, 이 발포 탄성부(2b")는 셀이 연결되는 발포 재료의 모든 특성을 보이지 않는다. 따라서, 이것은 입자 보유에서 열등하다. 따라서, 이것은 전사 반경 토너 입자(t')를 일시적으로 저장할 수 없고, 다시 말해 전사 반경 토너 입자(t')는 대전될 물체 상에서 갑자기 토너 입자에 발포 탄성부(2b")로부터 방출된다.

상술된 설명으로부터 명백해 지듯이, 셀이 단지 몇 개의 이웃한 셀에 연결된 발포 탄성부(2b)에서 대전 부재의 사용은 셀이 연결된 발포 탄성부(2b')의 문제점들 중의 하나, 즉, 대전될 물체가 필라멘트의 형태로 있는 종이 먼지(s)로부터의 간섭으로 인해 불만족스럽게 대전되는 문제를 해결한다. 따라서, 오랜 인쇄 작업할 때조차도, 대전 부재는 섬유질 종이 먼지(s)를 저장하지 않고, 따라서, 감광성 부재의 불만족스런 대전에 따를 수 있는 결점이 없는 화상이 생성된다.

더욱이, 셀이 대전 부재의 탄성부로서 단지 몇 개의 이웃한 셀에 연결된 발포 탄성부(2b)의 사용은 셀이 연결된 발포 탄성부(2b')를 탄성부로서 사용하는 대전 부재의 다른 문제, 즉 전사 반경 토너 입자(t')가 대전 롤러 블록 노광으로부터 방출되고 흐림이 전사 반경 토너 입자(t')에 의해 발생하는 문제를 해결한다. 따라서, 오랜 인쇄 작업동안에도 만족스런 화상, 즉, 방출된 전사 반경 토너 입자(t')에 따를 수 있는 결점이 없는 화상이 생성된다.

대전 부재의 발포 탄성층의 특성에 대해, 대전 부재의 발포 탄성층은 다음의 테스트를 통과하도록 요구된다. 대전 롤러(2)의 축방향으로 25mm 길이의 피스가 발포 탄성층(2b)으로부터 테스트 피스로서 절단된다. 그것의 축방향으로 테스트 피스의 일단부는 주위에 노출되고, 타단부는 챔버에 연결되고, 그것의 내부 압력은 대기압보다 낮은 100 mmHg(13.3 kPa)로 유지된다. 다음에, 테스트 피스를 관통한 공기 유동의 양이 1 cc/cm²min 이상 100 cc/cm²min 이하 인지 아닌지 테스트된다. 대전 롤러의 발포 탄성층의 공기 유동량이 1 cc/cm²min 이하일 때, 사실상 대전 부재의 어떤 표면 셀도 그것의 이웃한 셀에 연결되지 않는다. 따라서, 대전 롤러는 입자 보유능에서 열등하다. 따라서, 대전 롤러는 전사 반경 토너 입자를 일시적으로 저장할 수 없고, 감광성 부재 상에 그들을 즉각 방출한다. 따라서, 노광은 노출 과정동안 방출된 전사 반경 토너 입자에 의해 막힌다. 더욱이, 현상 장치는 감광성 부재 상에 즉시 방출된 전사 반경 토너 입자의 모든 양을 회복하지 못한다. 따라서, 전사 매체의 비-화상 영역은 전사 반경 토너 입자를 따를 수 있는 흐림을 지탱한다. 반면에, 대전 롤러의 발포 탄성층을 관통하는 공기 유동의 양이 100 cc/cm²min 이상일 때, 대전 롤러의 탄성층의 상당한 양의 셀들은 연결되고, 종이 먼지가 대전 부재로 진입하도록 한다. 결과적으로, 스폰지 대전 롤러의 섬유질 종이 먼지의 양은 점차 증가한다. 더욱이, 전사 반경 토너 입자는 종이 먼지를 핵으로서 작용시켜 응집되고, 감광성 부재를 불만족스럽게 대전되도록 한다.

더욱 확실하게 설명하기 위해, 대전 부재의 탄성층에 대한 상술된 재료와 같은 발포 탄성 재료를 관통하는 공기 유동의 양은 다음 방식으로 도2에 도시된 바와 같은 구조의 장치에 의해 측정된다. 즉, 먼저, 발포 탄성층(2b)을 구성하는 대전 롤러(2)가 제조된다. 다음, 대전 롤러(2)의 축방향으로 25 mm 길이의 피스는 테스트 피스(17)로서 발포 탄성부(2b)로부터 절단된다. 다음, 테스트 피스(17)는 실린더(18) 안으로 가압되고, 그것의 내부 직경은 대전 롤러(2)의 외부 직경보다 다소 더 적다. 다음, 실린더(18)의 일 단부는 주위에 노출되어 있고, 반면에 타단부는 유동 미터(19)의 개재물을 갖는 진공 펌프 게이지(19)에 연결된다. 다음, 테스트피스(17)를 관통하여 유동하는 공기의 양은 압력 게이지(21)을 사용해서 진공 펌프(20)에 연결된 측면 상에 실린더(18)의 일부의 내부 압력을 측정하고 진공 펌프(20)를 작동시키면서 공기 유동 미터(19)에 의해 측정되어 내부 압력은 대기압보다 100 mmHg 낮게 유지된다. 다음, 공기 유동의 측정된 양은 대전 롤러를 관통하는 공기 유동의 양을 얻도록 테스트 피스(17)의 단면 영역에 의해 분할된다. 본 실시예에서의 대전 롤러를 관통하는 공기 유동의 양은 13 cc/cm²min 였다.

이 대전 롤러(2)는 입자가 자유롭게 이동하도록 하는 방식으로 전기 도전성 입자[m1,(대전 성능 향상 입자)]로 코팅된다.

발포 탄성층을 형성하기 위해 그것의 전기 저항은 중간 범위에 있고, 반응성 발포 재료는 대각-연결 작용제, 발포 작용제(물, 낮은 끊는 점을 갖는 물질, 기체 물질 등), 계면 활성제, 촉매 등을 우레탄 재료 안에서 혼합물이 생성되는 발포 탄성층의 구조가 셀이 단지 몇 개의 이웃 셀에 연결되는 그러한 공지된 비율로 혼합함으로써 생성된다. 더욱이, 대전 롤러에 바람직한 수준의 전기 도전성을 부여하기 위해, 전기 도전성 입자(예로써, 카본 블랙)는 상술한 반응성 혼합물 또는 발포 탄성층을 위한 재료 안으로 혼합된다. 따라서, 생성된 재료는 몰드 안으로 안내되고, 그 안에서 발포식으로 만들어지고, 롤러의 형태로 발포 탄성층(2b)를 형성하며, 셀은 금속성 코어(2a) 주위에서 단지 몇 개의 이웃한 셀에 연결된다. 그런후에, 발포 탄성층(2b)의 주연면은 필요시 연마되고, 대전 롤러(2) 또는 전기 도전성 탄성 롤러에 영향을 미치며, 이것은 직경 12 mm 이고 길이 200 mm 이다.

본 실시예에서의 대전 롤러(2)의 측정된 전기 저항은 100 kΩ이고, 이것은 다음 방식으로 얻어진다. 대전 롤러(2)는 30 mm의 직경을 갖는 알루미늄 드럼 상에 가압된 체로 유지되고, 그 결과 1 kg(9.8 N)의 전체 압력은 대전 롤러(2)의 금속성 코어(2a)에 인가된다. 다음에, 대전 롤러(2)의 전기 저항은 금속성 코어(2a)와 알루미늄 드럼 사이에 100 V를 인가하면서 측정된다.

접촉 대전 부재로서의 대전 롤러(2)가 전극으로서 기능한다는 것은 매우 중요하다. 즉, 대전 롤러(2)와 대전될 물체 사이의 접촉 상태를 가능한 한 이상적으로 구현하기 위해 대전 롤러(2)에 충분한 양의 탄성이 주어지고, 또한 대전 롤러(2)의 전기 저항은 이동 물체를 만족스럽게 대전시키기에 충분히 낮다. 반면, 대전될 물체가 전기 절연의 관점에서 예를 들면 바늘 구멍과 같은 결점 부분을 가질 때, 대전 롤러(2)는 전압 누설을 방지할 수 있어야 한다. 그래서, 대전될 물체가 전자 사진 광전기 도전성 부재일 때, 대전 롤러(2)의 전기 저항은 10⁴- 10⁷Ω의 범위로 요구되며, 그래서 대전 롤러(2)에는 전기 누설을 방지하기 위해 만족스러운 양의 전기 저항 뿐만 아니라 만족스러운 대전 성능도 제공된다.

대전 롤러(2)의 경도와 관련하여, 경도가 너무 낮으면, 대전 롤러(2)는 형상이 불안정하여, 대전될 물체와 적당하게 접촉되어 유지될 수 없으나, 반면 경도가 너무 높으면, 대전 롤러(2)는 대전될 물체와 적당한 크기의 대전 닙을 형성할 수 없을 뿐만 아니라 대전될 물체의 표면과, 미소 수준으로, 적당하게 접촉할 수 없다. 그래서, 대전 롤러(2)의 경도는 경도계 애스커 시(hardness scale Asker C)로25 내지 50 등급이 되도록 요구된다.

대전 롤러(2)의 발포 탄성부를 위한 재료와 관련하여, EPDM 우레탄, NBR, 실리콘 고무, IR, 등이 명단에 오를 수 있다. 이러한 재료들에, 교차 결합 작용제, 발포 작용제(물, 낮은 끓는점을 갖는 물질, 기체 물질, 등), 계면 활성제, 촉매 등이 공지된 비율로 혼합되고, 이 혼합물로부터 형성되는 발포된 탄성 층 구조는 상기 공지된 비율에서 셀들이 단지 몇 개의 인접 셀들과 결합되도록 된다. 또한, 전기 저항의 조절을 위해, 카본 블랙 또는 금속 산화물과 같은 전기 도전성 입자가 상기 반응성 혼합물 안으로 분산된다. 전기 도전성 물질의 분산 대신에, 이온 전기 도전성 물질이 전기 저항을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 이렇게 생성된 발포 가능 재료는 주형 안으로 안내되며, 그 안에서 발포되도록 만들어지며, 셀들이 단지 몇 개의 인접 셀들과 결합되고 전기 저항이 중간 범위인 발포 탄성층을 형성한다.

대전 롤러(2)는 소정의 양의 압력이 가해진 상태에서, 대전될 물체로서의 광도전성 드럼(1)과 접촉하여 배치되며, 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이에 대전 닙을 형성하는데, 대전 롤러(2)가 탄성이기 때문이다. 이 실시예에서 대전 닙의 폭은 3 mm 이다.

또한 이 실시예에서, 대전 롤러(2)는 시계 방향으로 대략 80 rpm으로 회전 구동되어, 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1)의 외주 표면이 대전 닙(n)에서 대략 같은 속도로 서로에 대해 반대 방향으로 이동되었다. 즉, 대전 롤러(2)는 대전 롤러(2)의 외주 표면과 대전될 물체로서의 광도전성 드럼(1)의 외주 표면 사이에 일정 속도 차이가 제공되도록 회전되었다.

또한, -700 V의 DC 전압이 대전 바이어스로서 대전 바이어스 인가 전력원(S1)으로부터 대전 롤러(2)의 금속 코어(2a)에 인가되었다.

(3) 현상 장치(Developing Device, 4)

이 실시예에서 현상 장치(4)는 현상제(t)로서 단일 부품 자석 토너(네거티브 토너)를 사용하는 반전(reversal) 현상 유형 현상 장치이다.

참조 부호 "4a"는 현상제 담지/이송 부재로서의 회전 비자석 현상 슬리브를 나타내며, 상기 회전 비자석 현상 슬리브의 중공부에는 자석 롤러(4b)가 배치된다. 현상제(t)는 조절 블레이드(4c)를 이용하여 회전 현상 슬리브(4a)의 외주 표면 상에 얇은 층으로 코팅된다.

회전 현상 롤러(4a)의 외주 표면 상의 현상제(t) 층이 조절 블레이드(4c)에 의해 두께가 조절됨에 따라, 전기 대전이 현상제(t)에 주어진다.

회전 슬리브(4a)가 회전됨에 따라, 슬리브(4a) 상에 코팅되는 현상제는 광도전성 드럼(1) 및 슬리브(4a)의 외주 표면이 서로 대향되는 현상 부분(a)(현상 영역)으로 이송된다. 슬리브(4a)로 현상 바이어스 전압이 현상 바이어스 인가 전력원(S2)으로부터 인가된다. 현상 바이어스 전압으로서, -500 V의 DC 전압과, 1,800 Hz의 주파수 1,600 V의 피크 대 피크(peak-to-peak) 전압 및 직사각형 파형을 갖는 AC 전압의 조합이 사용된다. 이 현상 바이어스 전압의 인가와 함께, 광도전성 드럼(1)의 외주 표면 상의 정전 잠상이 토너에 의해 현상된다.

단일 부품 자석 토너인 현상제(t)는 결합 작용제, 자석 입자, 및 전기 대전제어 작용제를 함유한다. 제조중에, 이러한 요소들은 혼합되고, 반죽되고, 가루로 만들어지고, 분류되며, 그 후 이렇게 얻어진 입자에 유체화(fluidizing) 작용제 등이 완제품, 또는 단일 부품 자석 토너를 얻기 위해 첨가된다. 토너의 중량 평균 입자 직경(D4)은 7 ㎛이다.

이 실시예에서, 대전 성능 향상 입자로서, 전기 도전성 입자(m2)의 중량당 2부분이, 상기 현상제(t)의 중량당 100 부분에 첨가되었다.

(4) 광도전성 드럼(1) 상으로의 현상제(t) 및 전기 도전성 입자의 이동

현상 부분(a)에서, 광도전성 드럼(1) 상의 정전 잠상이 토너에 의해 현상됨에 따라, 현상 장치(4)에서 현상제(t)에 2 중량% 만큼 첨가된 전기 도전성 입자(m2)는 토너 입자와 함께 광도전성 드럼(1) 상으로 적당한 양만큼 이동한다.

전사 닙(b)에서, 광도전성 드럼(1) 상의 토너 화상은 전사 바이어스의 영향에 의해 기록 매체(P) 쪽으로 당겨지고, 기록 매체(P) 상으로 침식성 전사된다. 이에 비해, 광도전성 드럼(1) 상의 전기 도전성 입자(m2)는 기록 매체(P) 상으로 침식성 전사되지 않고, 입자의 관점에서 광도전성 드럼(1)에 부착된 채 잔여되는데, 입자들이 전기 도전성이기 때문이다.

프린터는 세척기가 없는 유형이기 때문에, 토너 화상이 전사된 후에 광도전성 드럼(1)의 외주 표면 상에 잔여하는 상술된 전기 도전성 입자(m2)는 광도전성 드럼(1)의 외주 표면의 이동에 의해, 대전 닙(n), 즉 광도전성 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 닙으로 이송되고, 대전 롤러(2)에 부착, 즉 대전 롤러(2)에 공급된다.

다시 말하면, 전기 도전성 입자가 대전 롤러(2)로부터 떨어질지라도, 현상 장치(4)의 현상제(t)에 함유된 전기 도전성 입자(m2)는 계속해서 대전 롤러(2)에 공급된다. 더욱 구체적으로, 인쇄 장치가 작동됨에 따라, 전기 도전성 입자(m2)는 광도전성 드럼(1)의 외주 표면 상으로 이동되고, 현상 부분(a)에서, 광도전성 드럼(1)의 외주 표면의 이동에 의해서 전사 닙(b)을 통해 대전 닙(n)으로 이동되며, 상기 대전 닙(n)에서 입자들은 대전 롤러(2)로 공급된다.

대전 롤러(2)로부터 떨어지는 상기 전기 도전성 입자(m2)는 현상 장치(4)에 의해 회복되는데, 상기 현상 장치(4)에서 입자들은 재생될 현상제(t) 안으로 혼합된다.

또한 프린터는 세척기가 없는 유형이기 때문에, 토너 화상이 전사된 후에 광도전성 드럼(1)의 외주 표면 상에 잔여하는 전사 잔여 토너 입자는 그대로 광도전성 드럼(1)의 외주 표면의 이동에 의해, 대전 닙(n), 또는 광도전성 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 경계면으로 이송되고, 대전 롤러(2)에 부착, 및/또는 대전 롤러(2)에 유입된다. 전사 잔여 토너 입자가 상술된 바와 같이 대전 롤러(2)에 부착, 및/또는 대전 롤러(2)에 유입될 때도, 대전 닙(n), 즉 광도전성 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 닙에 전기 도전성 입자(m1 및 m2)가 존재함으로써, 대전 롤러(2)를 광도전성 드럼(1)과 접촉 유지함과 동시에 그 사이에 미소 수준의 틈도 없게 하면서, 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이에 적당량의 접촉 저항을 유지할 수 있게 한다. 그래서, 전사 잔여 토너 입자에 의한 대전 롤러(2)의 오염에도 불구하고, 대전 롤러(2)는 긴 시간 주기 동안 광도전성 드럼(1) 안으로 전기 대전을 직접 및 신뢰성 있게 주입할 수 있다; 즉, 대전 롤러(2)는 긴 시간 주기 동안 오존을 생성함이 없이 광도전성 드럼(1)을 균일하게 대전할 수 있다.

상술된 바와 같이, 대전 롤러(2) 및 감광 드럼(1)은, 대전 롤러(2) 및 광도전성 드럼(1)의 외주 표면들 사이에 임의의 크기의 속도 차이가 존재하면서, 서로 접하여 회전된다. 따라서, 전사 닙(b)으로부터의 전사 잔여 토너 입자들이 대전 닙(n)에 도달되면서, 토너 입자들은 활발히 교반되어 광도전성 드럼(1)에 부착되는 패턴을 잃어버린다. 따라서, 광도전성 드럼(1)의 선행 회전 사이클 중 광도전성 드럼(1) 상에 형성된 화상 패턴은 현재 형성된 화상의 반색조(halftone) 영역에 대한 음영(ghost)에 영향을 미치지 않는다.

전사 잔여 토너 입자들은 대전 롤러(2)에 부착되고 그리고/또는 그에 진입한 후, 대전 롤러(2)로부터 광도전성 드럼(1)에 점차 방출된다. 그 후, 광도전성 드럼(1)의 외주 면이 이동되면서, 전사 잔여 토너 입자들은, 광도전성 드럼(1)의 외주 표면 상에 잠상이 현상 수단에 의해 현상되는 것과 동시에 전사 잔여 토너 입자들이 현상 수단에 의해 회수되는 (광도전성 드럼(1)으로부터 제거되는) 현상부(a)에 도달된다.

전술된 바와 같이, 현상/세척 프로세스는, 광도전성 드럼(1)의 후속 회전 사이클 중 형성된 잠상의 현상 중, 토너 화상 전사후 광도전성 드럼(1) 상에 남아 있는 토너 입자가 흐림 방지 바이어스, 즉, 현상 장치에 인가된 DC 전압 레벨과 광도전성 드럼(1)의 외주 표면의 전압 레벨 사이의 전압 레벨의 차이(Vback)를 사용하여 현상 장치에 의해 회복되는 프로세스이다. 특히, 광도전성 드럼(1)의 회전이계속되면서, 전사 잔여 토너 입자가 남아 있는 광도전성 드럼(1)의 외주 표면의 일부가 대전되며, 전사 잔여 토너 입자가 존재하면서, 노광되어 광도전성 드럼(1)의 외주 표면 상에 잠상을 형성한다.

그 후, 이러한 잠상이 현상되면서 전사 잔여 토너 입자는 제거된다. 본 실시예에서의 프린터와 같이 역으로 잠상을 현상하는 프린터의 경우, 이러한 현상/세척 프로세스는 광도전성 부재의 어두운 전위 레벨 부분으로부터 토너 입자를 벗겨내어 그들을 현상 슬리브에 부착(회수)시키는 전기장 및 현상 슬리브로부터 토너 입자를 벗겨내어 그들을 광도전성 부재의 밝은 전위 레벨 부분에 부착시키는 전기장에 의해 수행된다.

(5) 전기 도전성 입자(m1 및 m2)

본 실시예에서, 저항이 10⁶Ω·cm이며 평균 입자 직경이 3 ㎛인 전기 도전성 산화 아연 입자가 대전 롤러(2)의 외주 표면 상에 대전 성능 향상 입자로서 미리 피막된 전기 도전성 입자(m1)로 사용된다.

광도전성 드럼(1)의 외주 표면을 균일하게 대전하기 위해, 전기 도전성 입자의 입자 직경은 보다 작은 것이, 보다 구체적으로는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 양호하게는, 입자는 평균 입자 직경이 10 nm 이상이며, 크기가 하나의 화소보다 크지 않다.

전기 대전이 전기 도전성 입자를 통해 효과적으로 주어지거나 또는 수용되기 위해, 입자의 전기 저항이 10¹²Ω·cm 이하, 양호하게는 10¹⁰Ω·cm 이하인 것이바람직하다. 또한, 입자의 저항이 10¹²Ω·cm 이상인 것이 바람직하다.

대전 성능 향상 입자가 제1 (즉, 서로로부터 독립적인) 상태인지 또는 제2 (즉, 덩어리) 상태인지는 전혀 문제되지 않는다.

본 실시예에서, 대전 롤러(2) 상에 미리 피막된 전기 도전성 입자(m1)에 유사한 전기 도전성 입자가, 현상제 내로 대전 성능 향상 입자로서 혼합된 전기 도전성 입자(m2)로서 사용되었다.

진기 도전성 입자(m2)가 입자 직경이 너무 작으면, 토너 입자는 전기 저항이 낮은 전기 도전성 입자(m2)로 덮인다. 따라서, 토너 입자는 마찰에 의해 충분히 대전되지 못하고 잠상을 만족스럽게 현상시키지 못한다. 반면, 전기 도전성 입자(m2)의 입자 직경이 너무 크면, 전기 도전성 입자(m2)는 노광을 차단시킨다. 또한, 전기 도전성 입자는 마무리된 화상을 열악하게 보이게 한다. 전기 도전성 입자(m2)는 토너 입자들 사이에서 두드러져서, 토너 화상, 즉, 현상된 잠상이 불규칙하게 보이도록 한다. 따라서, 현상제에 첨가되는 전기 도전성 입자의 입자 직경은 0.1 ㎛ 이상이며 토너의 입자 직경보다 작은 것이 바람직하다.

대전 닙(n)에, 즉, 대전될 물체로서 광도전성 드럼(1)과 접촉 대전 부재로서 대전 롤러(2) 사이의 닙에 존재하는 상술된 전기 도전성 입자는 윤활제로 기능한다. 따라서, 대전 닙에 전기 도전성 입자의 존재에 의해 마찰 저항 때문에 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이의 소정 크기의 외주 속도의 차이를 유지하면서 광도전성 드럼(1)과 접촉하여 회전하기 어려운 대전 롤러일지라도, 대전 롤러(2)와광도전성 드럼(1) 사이의 소정 크기의 외주 속도 차이를 유지하면서 광도전성 드럼(1)과 접촉하여 용이하게 회전될 수 있다.

대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이의 소정 크기의 외주 속도 차이를 제공함으로써, 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이의 닙에서 전기 도전성 입자(m1 및 m2)가 광도전성 드럼(1)과 접하는 주파수는 극적으로 증가될 수 있으며, 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1)의 외주면들은 그들 사이의 실질적인 갭 없이 서로 접촉하여 유지될 수 있다. 또한, 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이의 닙에 있는 이러한 전기 도전성 입자(m1, m2)는 하나의 점(spot)도 놓치지 않고 광도전성 드럼(1)의 외주 표면을 문질러서, 전기 대전이 광도전성 드럼(1)으로 직접적으로 그리고 효과적으로 유입될 수 있게 한다. 따라서, 광도전성 드럼(1)이 대전 롤러(2)의 사용에 의해 대전될 때, 즉, 광도전성 드럼(1)이 접촉 대전 방법을 사용하여 대전될 때, 대전 롤러(2)와 광도전성 드럼(1) 사이의 닙에서 전기 도전성 입자(m1, m2)의 존재에 의해, 직접 대전 유입이 유력한 대전 메카니즘이다.

(6) 광도전성 부재(Photoconductive member, 1)

본 실시예에서, 대전 성능 향상 입자와 대전되는 물체의 외주 표면 사이의 마찰을 감소시키고, 또한, 광도전성 부재(1)를 신뢰성 있고 균일하게 대전시키도록 대전되는 물체의 표면 저항을 조절하기 위해, 대전되는 물체로서 광도전성 부재(1)의 외주 표면은 제1 실시예에서는 대전 주입 층으로 피막되었다.

도3은 광도전성 부재(1)의 표면 층이 대전 주입 층(16)인 본 실시예에서 사용된 광도전성 부재(1)의 외주부의 개략적인 단면도로서, 광도전성 부재의 층상 구조를 도시한다. 도면으로부터 명백한 바와 같이, 이러한 광도전성 부재(1)는, 통상의 유기 광도전성 드럼과, 통상의 유기 광도전성 드럼의 대전 성능을 개선하기 위해 통상의 유기 광도전성 드럼의 외주 표면에 위치된 대전 주입 층(16)을 포함한다. 또한, 통상의 유기 광도전성 드럼은 알루미늄 기초 부재(11, 알루미늄 드럼)의 외주 표면 상에, 하부 피막층(12), 포지티브 대전 차단 층(13), 대전 발생 층(14) 및 대전 전사 층(15)을 순서대로 피막함으로써 제조된다.

대전 주입 층(16)은 결합제로서 광경화성(photocurable) 아크릴 수지와, 전기 도전성 입자(전기 도전성 필터)로서 산화 주석(SnO₂)의 미세 (직경이 약 0.03 ㎛) 입자(16a)와, 테트라플루오로에틸렌 수지(상품명: 테프론)와 같은 윤활제와, 중합화 개시제(polymerization initiator) 등을 포함한다. 이러한 성분은 잘 혼합되어, 통상의 유기 광도전성 부재의 외주 표면에 피막되어, 필름 층으로 광경화된다.

대전 유입 층(16)의 가장 중요한 특징은 표면 저항 및 표면 에너지이다. 전기 대전이 직접 유입되는 대전 방식에서, 대전되는 측의 전기 저항을 감소시키는 것은 전기 대전의 보다 효과적인 교환을 가능하게 한다. 한편, 대전되는 물체가 화상 담지 부재(광도전성 부재)인 경우, 대전될 물체는 소정의 시간 동안 정전 잠상을 유지시킬 수 있어야 한다. 따라서, 적절한 범위의 대전 유입 층(16)의 부피 저항치는 1x10⁹- 1x10¹⁴(Ω·cm)이다.

대전 주입층(16) 내의 윤활제의 존재는 대전될 물체(광도전성 부재)의 표면에너지를 감소시켜서, 토너가 전사 매체 상으로 용이하게 이동하도록 하는 동시에 종이 먼지가 대전될 대상에 고착하기 어렵도록 한다. 따라서, 토너 및 종이 먼지에 의한 접촉 대전 수단의 오염은 감소되어, 대전 롤러가 만족스런 수준 이상으로 수행하는 기간을 연장한다. 또한, 대전 주입층(16) 내의 윤활제의 존재는 대전 성능 향상 입자와 대전될 대상 사이의 마찰력을 감소시켜서, 대전될 대상이 깍이는 양을 상당히 감소시킨다.

전술한 바와 같이, 광전도 부재에 전하 주입층을 그 표면층으로 제공하는 것은 본 실시예의 대전 장치를 사용하여 장기간 동안 높은 수준의 효율로 전기적 전하가 광전도 부재로 직접 주입될 수 있는 것을 보장한다.

(제1 비교예)

이러한 제1 비교예의 프린터는 제1 실시예의 프린터와 접촉 대전 부재에 있어서 약간 다를 뿐이다. 보다 구체적으로, 본 비교예의 대전 롤러(2)는 금속 코어(2a)와, 그 금속 코어(2a) 주위에 감긴 발포된 탄성층(2b')으로 구성된다. 발포된 탄성층(2b')은 탄소 입자가 확산된 우레탄으로 형성되고, 제1 실시예의 발포된 탄성층(2b')처럼 그 전기 저항성은 중간 범위이다. 그러나, 이러한 비교예에서, 발포된 탄성층(2b') 내의 셀들은 상호 연결되어 있고 (도5), 다음과 같은 방법으로 측정되는 발포된 탄성층(2b')의 공기 유동량은 150/㎠ min이다. 그 방법은 발포된 탄성층(2b')의 축방향 길이로 25㎜의 단편이 발포된 탄성층(2b')에서 시험편(17)으로 절삭되고(도2), 그 시험편(17)의 일 단부는 대기에 노출되는 한편 다른 단부는 대기압 이하인 100mHG의 내부 압력이 유지되는 챔버에 연결된 채로 공기 유동량이 측정된다. 그 외에는, 본 비교예의 프린터는 제1 실시예의 프린터와 동일하다.

(제2 비교예)

이러한 제2 비교예의 프린터 역시 제1 실시예의 프린터와 접촉 대전 수단에 있어서 약간 따를 뿐이다. 보다 구체적으로, 본 비교예의 대전 롤러(2)는 금속 코어(2a)와, 그 금속 코어(2a) 주위에 감긴 발포 탄성층(2b")으로 구성된다. 발포 탄성층(2b")은 탄소 입자가 확산된 실리콘 고무로 형성되고, 그 전기 저항성은 중간 범위이다. 발포 탄성층(2b")의 셀은 분리되었고 (도6), 다음과 같은 방법으로 측정된 발포 탄성층(2b")의 공기 유동량은 0/㎠ min이다. 그 방법은 발포 탄성층(2b")의 축방향 길이로 25㎜의 단편이 발포 탄성층(2b")에서 시험편(17)으로 절삭되고(도2), 그 시험편(17)의 일 단부는 대기에 노출되는 한편 다른 단부는 대기압 이하인 100mHG의 내부 압력이 유지되는 챔버에 연결된 채로 공기 유동량이 측정된다. 그 외에는, 본 비교예의 프린터는 제1 실시예의 프린터와 동일하다.

(평가)

1. 화상 결점 평가

전술한 제1 실시예와, 제1 및 제2 비교예는 화상 결점에 대해 평가되었다. 그 결과는 표1에서 요약된다.

1㎝ ×1㎝의 셀 크기를 갖는 격자 패턴이 2,000번째 및 5,000번째 A4 크기의 일반 용지에 인쇄된 다음 평가가 이뤄져서, 종이의 긴 모서리는 종이가 이송되는 방향에 수직하도록 종이를 위치시킨다.

화상 결점 평가에 있어서, 하프톤(halftone) 화상이 출력되고, 화상은 흑점 및 백점 형태의 결점의 수에 기초하여 평가된다. 화상 형성에 있어서, 화상 형성 장치는 600dpi의 해상도를 갖는 레이져 스캐너로서 사용된다. 이러한 평가에서, 하프톤 화상은 밀도가 주 스캐닝 방향으로 매 3번째 래스터 선에 대해 하나의 선을 인쇄하여 형성된 줄무늬 패턴에 의해 이루어진 화상이다.

이러한 평가에서, 화상은 역현상 시스템을 사용하여 형성된다. 따라서, 광전도 부재의 주연면의 소정의 지점에 조준된 노출광이 차단되면, 이러한 점은 화상에서 백점으로 나타난다. 따라서, 화상은 다음과 같은 기준을 사용하여 백점 또는 결점의 수에 기초하여 평가된다.

NG: 불과 0.3㎜의 직경을 갖는 30개의 백점이 하프톤 화상에서 존재한다.

G: 불과 0.3㎜의 직경을 갖는 6개 내지 9개의 백점이 하프톤 화상에서 존재한다.

E: 불과 0.3㎜의 직경을 갖는 5개 이하의 백점이 하프톤 화상에서 존재한다.

또한, 가역 현상 시스템의 사용으로 인하여, 대전이 되지 않은 광전도 부재의 주연 표면의 임의의 지점은 흑점으로 나타난다. 따라서, 화상은 또한 다음과 같은 기준을 사용하여 흑점 또는 결점의 수에 기초하여 평가된다.

NG: 불과 0.3㎜의 직경을 갖는 적어도 30개의 흑점이 하프톤 화상에서 존재한다.

G: 불과 0.3㎜의 직경을 갖는 6개 내지 9개의 흑점이 하프톤 화상에서 존재한다.

E: 불과 0.3㎜의 직경을 갖는 5개 이하의 흑점이 하프톤 화상에서 존재한다.

표 1

제1 실시예의 경우에 있어서, 격자 패턴으로 2,000 또는 5,000장의 사본이 인쇄된 후에도, 하프톤 화상에서 사실상 화상 결점이 나타나지 않는다. 사실상 화상 결점이 나타나지 않는 이유는 다음과 같다.

셀이 몇몇 인접한 셀에만 연결된 대전 롤러(2)의 발포 탄성부(2b)는 모든 셀이 상호 연결되어 입자 보유 능력이 우수한 발포된 재료의 특성을 보인다. 따라서, 대전 롤러(2)는 전사 잔여 토너 입자를 일시적으로 저장하고, 저장된 전사 잔여 토너 입자를 광전도 드럼(1) 상으로 점진적으로 방출할 수 있다. 따라서, 광전도 드럼(1) 상의 전사 잔여 토너 입자는 노출광을 차단하지 않는다. 결과적으로, 백점 또는 화상 결점이 하프톤 화상에서 사실상 나타나지 않는다.

또한, 이러한 발포 탄성부(2b)는 또한 모든 셀이 분리된, 즉 어느 셀도 상호 연결되지 않은 발포된 재료의 특성을 나타내어서, 발포 탄성부(2b)가 섬유질 종이 먼지를 흡수하기 어렵도록 한다. 따라서, 인쇄 사본의 수의 증가에도 불구하고, 종이 먼지는 대전 롤러(2) 상에 또는 내부에 상당량 축적되지 않으므로, 전사 잔여토너 입자가 대전 롤러(2)의 주연 표면 상에서 종이 먼지 주위로 응집되는 일이 없다. 결과적으로, 대전 롤러(2)는 종이 먼지에 의한 오염에 사실상 자유롭게, 즉 양호한 상태로 남게 된다. 따라서, 사실상 흑점이 하프톤 화상에 나타나지 않는다.

제1 비교예의 경우에, 2,000장의 사본을 인쇄한 후에, 화상 결점이 하프톤 화상에서 사실상 나타나지 않는다. 그러나, 5,000장의 사본을 인쇄한 후에는, 흑점 또는 화상 결점이 하프톤 화상에서 나타난다. 이러한 문제점에 대한 이유는 다음과 같다. 제1 비교예의 대전 롤러의 발포 탄성부(2b')에 있어서, 셀은 상호 연결되어 대전 롤러가 섬유질 종이 먼지를 흡수하기에 용이하도록 한다. 따라서, 인쇄 사본의 수가 증가함에 따라, 종이 먼지가 대전 롤러 상에 또는 내부에 축적되어, 광전도 부재의 주연 표면의 다양한 지점이 불충분하게 대전되도록 한다. 그러나, 제1 비교예의 경우에는, 다음과 같은 이유로 백점과 같은 형태의 화상 결점이 사실상 나타나지 않는다. 이러한 비교예의 발포 탄성부(2b')에는, 셀이 상호 연결된다. 따라서, 감광 부재의 주연 표면 상의 전사 잔여 토너 입자는 노출광을 차단하지 않는다. 결과적으로, 백점 형태의 화상 결점이 하프톤 화상에 사실상 나타나지 않는다.

제2 비교예의 경우에는, 백점 형태의 화상 결점이 2,000장의 사본을 인쇄한 후에 그리고 5,000장의 사본을 인쇄한 후에 하프톤 화상에 나타난다. 이러한 경우에, 대전 롤러의 발포 탄성부(2b") 내의 셀은 분리되었다. 따라서, 대전 롤러는 전사 잔여 토너 입자를 모두 광전도 부재의 주연 표면 상으로 즉시 방출한다.

결과적으로, 백색점 형태의 화상 결함이 중간톤 화상 내에 나타났다. 그러나, 제1 비교예의 경우에, 흑점 형태의 화상 결함이 실질적으로 나타나지 않았다. 이는 발포 탄성부(2b) 내의 셀들이 이산되었기 때문이다. 따라서, 대전 롤러는 종이 먼지를 수집하지 않았다. 결과적으로, 흑점 형태의 화상 결함이 중간톤 화상 내에서 실질적으로 나타나지 않았다.

2. 백색 영역에 걸친 흐림의 평가

위에서 설명된 제1 실시예와 제1 및 제2 비교예의 프린터가 백색 영역에 걸친 토너 흐림에 관하여 평가되었다. 결과의 요약이 표2에 주어져 있다.

백색 영역에 걸친 토너 흐림(toner fog)의 평가는 다음과 같은 방식으로 이루어졌다. 셀 크기가 1cm x 1cm인 격자 패턴이 2,000번째 및 5,000번째 A4 사이즈 보통 용지 상에 인쇄된 후에, 기록 문자로 구성된 20%의 인쇄율을 갖는 화상 패턴이 인쇄되고, 용지의 긴 에지가 용지가 이송되는 방향에 수직이 되도록 용지들을 위치시킨 직후에 백색 화상이 인쇄되었다. 그 다음, 이러한 백색 화상이 토너 흐림에 대하여 평가되었다.

백색 화상은 다음과 같은 방식으로 평가되었다. 프린터를 통과하기 전의 인쇄 용지 상의 임의로 선택된 10개의 지점의 반사율과, 백색 화상이 인쇄된 인쇄 용지 상의 임의로 선택된 10개의 지점의 반사율이 반사형 밀도기를 사용하여 측정되었다. 그 다음, 평가는 이전의 인쇄 용지로부터 얻어진 가장 작은 반사율 값과 이후의 인쇄 용지로부터 얻어진 가장 작은 반사율 값 사이의 반사율 차이에 기초하여 이루어졌다. 프린터를 통과하지 않고서 측정된 용지의 반사율과 순백색 화상이 인쇄되기 전에 측정된 순백색 화상이 인쇄되는 용지의 반사율은 실질적으로 동일하였다.

이렇게 얻어진 반사율 차이는 다음과 같은 기준에 기초하여 평가되었다.

NG: 반사율 차이가 2.0% 이상임.

G: 반사율 차이가 1.0% 이상 2.0% 이하임.

E: 반사율 차이가 1.0% 이하임.

표 2

제1 실시예의 경우에, 격자 패턴의 2,000 및 5,000장의 사본이 인쇄된 후에도, 토너 흐림이 백색 화상 내에서 실질적으로 발견되지 않았다. 이는 다음과 같은 이유 때문이다. 셀들이 인접 셀들의 단지 일부에 연결되어 있는 발포 탄성부(2b)가 모든 셀들이 상호 연결되어 있는 발포 재료의 특성을 나타내어 입자 보유 능력에서 우수했다. 따라서, 대전 롤러(2)는 전사 잔여 토너 입자를 일시적으로 저장하여 저장된 전사 잔여 토너 입자를 감광 부재 상으로 점진적으로 방출할 수 있다. 결과적으로, 감광 부재 상의 거의 모든 잔여 토너 입자들이 현상 장치에 의하여 회수되었다.

제1 비교예의 경우에, 격자 패턴의 2,000 및 5,000장의 사본이 인쇄된 후에도, 토너 흐림이 다음과 같은 이유로 실질적으로 나타나지 않았다. 본 비교예의 발포 탄성부(2b') 내에서, 셀들은 상호 연결되어 있다. 그러므로, 대전 롤러는 입자 보유 능력에서 우수했다. 그러므로, 대전 롤러는 전사 잔여 토너 입자를 일시적으로 저장할 수 있었다.

제2 비교예의 경우에, 2,000장의 사본 인쇄 후에 그리고 5,000장의 사본 인쇄 후에 토너 흐림이 백색 화상 내에서 발견되었다. 이러한 경우에, 대전 롤러의 발포 탄성부(2b") 내의 셀들은 이산되었다. 그러므로, 대전 롤러는 입자 보유 능력이 열악하여, 전사 잔여 토너 입자를 일시적으로 저장하는 데 실패했다. 그러므로, 대전 롤러는 전사 잔여 토너 입자를 감광 부재의 주연 표면 상으로 한번에 방출하였다. 결과적으로, 현상 장치가 회수해야 하는 너무 많은 전사 잔여 토너 입자가 있었다.

(기타 사항)

1) 탄성 대전 부재에 인가된 대전 바이어스는 교류 전압 요소(AC 요소: 주기적으로 변하는 값을 갖는 전압)을 포함하는 대전 바이어스일 수 있다. 교류 전압 요소의 파형은 선택적이다. 사인곡선형, 사각형, 삼각형 등일 수 있다. DC 전원을 주기적으로 켜고 꺼서 형성된 사각형 파형일 수 있다.

2) 화상 형성 장치의 화상 담지 부재인 감광 부재의 대전 표면 상에 화상 정보 데이터를 기록하기 위한 수단인 화상 노광 수단은 제1 실시예의 레이저 스캐닝 수단 대신에 LED와 같은 솔리드 발광 다이오드를 채용한 디지털 노광 수단일 수 있다. 원래의 조사 광원인 할로겐 램프 및 형광등 등을 채용한 아날로그 화상 노광수단일 수도 있다. 요약하자면, 화상 정보 데이터를 정확하게 반영하여 정전 잠상을 형성할 수 있는 임의의 수단이면 충분하다.

3) 화상 담지 부재는 정전식으로 기록 가능한 유전성 부재일 수 있다. 정전식으로 기록 가능한 유전성 부재의 경우에, 그의 표면은 균일하게 대전되고, 균일하게 대전된 표면은 전하 제거 니들 헤드 및 전자총 등과 같은 전하 제거 수단을 사용하여 선택적으로 방전되어, 의도된 화상의 화상 정보 데이터를 정확하게 반영하는 정전 잠상을 기록한다.

4) 토너를 사용하여 정전 잠상을 현상하기 위한 화상 형성 장치의 방법 및 수단의 선택은 선택적이다. 보통의 현상 방법 또는 역전 현상 방법일 수 있다.

통상, 정전 잠상을 현상하기 위한 방법은 대략 다음 네 개의 그룹으로 나누어진다. 단일 요소/비접촉 현상 방법 그룹, 단일 요소/접촉 현상 방법 그룹, 2요소/접촉 현상 방법 그룹, 2요소/비접촉 현상 방법 그룹이다. 단일 요소/비접촉 현상 방법 그룹의 경우에, 자성 토너는 자력을 사용하여 현상제 보유/이송 부재 상에 코팅되는 반면, 비자성 토너가 사용되면 비자성 토너는 블레이드 등을 사용하여 현상 슬리브와 같은 현상제 보유/이송 부재 상에 코팅된다. 그 다음, 정전 잠상은 현상제 보유/이송 부재 상의 현상제를 현상제 보유/이송 부재와 화상 담지 부재 사이에 접촉이 없이 화상 담지 부재 상으로 전달함으로써 현상된다. 단일 요소/접촉 현상 방법 그룹의 경우에, 정전 잠상은 단일 요소/비접촉 현상 방법 그룹에서와 같은 현상제 보유/이송 부재 상에 코팅된 토너를 현상제 보유/이송 부재와 화상 담지 부재 사이의 접촉력을 이용하여 화상 담지 부재 상으로 전달함으로써 현상된다. 2요소/접촉 현상 방법 그룹의 경우에, 토너 입자와 자성 캐리어 입자의 혼합물이 현상제(2요소 현상제)로서 사용되고, 2요소 현상제는 자력을 이용하여 현상제 보유/이송 부재 상에 코팅된다. 그 다음, 정전 잠상은 현상제 보유/이송 부재 상의 2요소 현상제를 현상제 보유/이송 부재와 화상 담지 부재 사이의 접촉력에 의하여 화상 담지 부재 상으로 전달함으로써 현상된다. 마지막으로, 2요소/비접촉 현상 방법 그룹의 경우에, 위에서 설명된 2요소 현상제는 현상제 보유/이송 부재와 화상 담지 부재 사이에 접촉이 없이 화상 담지 부재 상으로 전달된다. 이러한 현상 방법들 모두가 본 발명에 따른 화상 형성 장치와 호환성이 있다.

상술한 바와 같이, 본원 발명에 따르면, 셀들이 인접한 셀들의 일부에만 연결되는 발포 탄성재는 접촉 대전 부재의 탄성층 부분을 위한 재료로 사용된다. 따라서, 접촉 대전 부재는 섬유질의 용지 먼지에 의해 오염되지 않으며, 또한 이송 잔존 토너 입자들을 일시적으로 저장할 수 있게 된다. 섬유질의 용지 먼지가 없으면, 접촉 대전 부재는 장기간 고수준의 효율로 전하를 화상 담지 부재로 직접 주입할 수 있게 된다. 따라서, 접촉 대전 부재는 종래의 기술에 기초한 접촉 대전 부재에 의해 요구되는 대전 전압에 비해 사실상 더 낮은 전위 수준의 대전 전압을 요구하면서 장기간 오존을 발생시키지 않고 화상 담지 부재를 보다 균일하게 대전시킬 수 있다. 따라서, 고화질의 화상, 즉 하프톤 영역이 화상 담지 부재의 불균일한 대전 표시를 보여주지 않는 화상이 장기간 출력될 수 있다. 더욱이, 접촉 대전 부재는 이송 잔존 토너 입자들을 일시적으로 저장할 수 있기 때문에, 고화질의 화상, 즉 백색 일색의 영역이 토너 흐림을 지속하지 않는 화상이 장기간 출력될 수있다.

본 발명은 본 명세서에 개시된 구조를 참조하여 기재되었지만, 상술한 상세한 설명에 구속되지 않으며, 본원은 개선의 목적 또는 이하의 청구범위 내에서 발생될 수 있는 수정 또는 변경을 포함하도록 의도된 것이다.

본원 발명에 따른 대전 부재, 대전 장치, 화상 형성 장치, 및 프로세스 카트리지에 의해, 만족스러운 대전 성능 및 만족스러운 화상의 형성을 보장할 수 있고 종이 먼지와 같은 이물질이 대전 부재의 발포부 내부 및 그 위에 축적되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (29)

1. 대전될 부재를 대전하기 위한 대전 부재에 있어서,

   상기 대전 부재의 표면에 탄성 발포 부재를 포함하고,

   상기 탄성 발포 부재는 복수개의 셀 부분들과 상기 셀 부분들을 한정하는 벽부를 구비하고, 상기 셀 부분들을 연결하는 갭들은 각 셀들에 대해 5 % 이상 50 % 이하의 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 발포 부재는 상기 탄성 발포 부재의 일측이 대기압 조건에 놓이고 그 타측이 대기압보다 13.3 KPa 낮은 압력하에 놓일 때, 공기 유량은 1 cc/㎠ min 이상 100 cc/㎠ min 이하의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 대전될 부재는 전기 도전성 입자들이 상기 탄성 발포 부재의 표면상에 유지되면서 대전될 부재에 의해 가압되는 상기 탄성 발포층에 의해 대전되는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
4. 제3항에 있어서, 상기 대전 부재의 표면은 상기 대전될 부재의 주연 속도와 상이한 주연 속도로 움직이는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
5. 제3항에 있어서, 상기 대전될 부재는 화상을 지니는 화상 담지 부재이고, 상기 전기 도전성 입자들은 10 nm 이상이고 화상의 1 픽셀의 크기 이하인 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
6. 제3항에 있어서, 상기 전기 도전성 입자는 1 ｘ 10¹²Ω㎝ 이하의 체적 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
7. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 전압을 수용하기 위한 전극 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
8. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 롤러 형태인 것을 특징으로 하는 대전 부재.
9. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 상기 대전될 부재에 주입 대전을 일으키는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
10. 대전될 부재를 대전하고 그 표면에 탄성 발포 부재가 제공되는 대전 부재와,

    대전될 부재와 상기 탄성 발포 부재의 사이에 형성되고 그 내부에 전기 도전성 입자들이 제공되는 닙부를 포함하고,

    상기 탄성 발포 부재는 복수개의 셀 부분들과 이 셀 부분들을 한정하는 벽부를 구비하고, 상기 셀 부분들을 연결하는 갭들은 각 셀들에 대해 5 % 이상 50 % 이하의 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 탄성 발포 부재는 상기 탄성 발포 부재의 일측이 대기압 조건에 놓이고 그 타측이 대기압보다 13.3 KPa 낮은 압력하에 놓일 때, 공기 유량은 1 cc/㎠ min 이상 및 100 cc/㎠ min 이하의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 대전될 부재는 전기 도전성 입자들이 상기 탄성 발포 부재의 표면상에 유지되면서 대전될 부재에 의해 가압되는 상기 탄성 발포층에 의해 대전되는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 대전 부재의 표면은 상기 대전될 부재의 주연 속도와 상이한 주연 속도로 움직이는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 대전 부재와 상기 대전될 부재는 닙부에서 주입 출구로부터 대향하는 방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 대전될 부재는 화상을 지니는 화상 담지 부재이고,상기 전기 도전성 입자들은 10 nm 이상이고 화상의 1 픽셀의 크기 이하인 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
16. 제12항에 있어서, 상기 전기 도전성 입자는 1 ｘ 10¹²Ω㎝ 이하의 체적 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
17. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재는 전압을 수용하기 위한 전극 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
18. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재는 롤러 형태인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
19. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재는 닙부 내에 주입 대전을 일으키는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
20. 화상 형성 장치의 주 조립체에 분리가능하게 장착되는 프로세스 카트리지에 있어서,

    화상 담지 부재와,

    상기 화상 담지 부재를 대전하기 위한 대전 부재를 포함하며,

    상기 대전 부재는 그 표면에 제공된 탄성 발포 부재가 제공되며, 대전될 부재와 상기 탄성 발포 부재 사이에 닙이 형성되며, 상기 닙부 내에 전기 도전성 입자가 제공되며, 상기 탄성 발포 부재는 복수개의 셀 부분들과 상기 셀 부분들을 한정하는 벽부를 구비하고, 셀 부분을 포함하며, 상기 셀 부분을 연결하는 갭은 각각의 셀에 대해 5% 이상 및 50% 이하의 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
21. 제20항에 있어서, 상기 화상 담지 부재는 10⁹~10¹⁴Ω의 체적 저항을 갖는 표면층을 갖는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
22. 제21항에 있어서, 상기 표면층은 광 전송 절연 바인더, 윤활제 및 전기 도전성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
23. 제20항에 있어서, 상기 화상 담지 부재 상에 형성된 정전 화상을 현상제로 현상하기 위한 현상 수단을 더 포함하며, 상기 현상 수단은 상기 화상 담지 부재에 상기 전기 도전성 입자를 공급하며, 상기 전기 도전성 입자는 상기 화상 담지 부재에 의해 상기 닙부에 공급되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
24. 제23항에 있어서, 상기 현상 수단은 상기 화상 담지 부재로부터 현상제를 수집할 수 있는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
25. 화상 형성 장치에 있어서,

    화상 담지 부재와,

    대전될 상기 부재를 대전하기 위한 대전 부재와,

    상기 화상 담지 부재 상에 정전 화상을 형성하기 위한 정전 화상 형성 수단을 포함하며,

    상기 대전 부재는 그 표면에 제공된 탄성 발포 부재가 제공되며, 대전될 부재와 상기 탄성 발포 부재 사이에 닙이 형성되며, 상기 닙부 내에 전기 도전성 입자가 제공되며,

    상기 탄성 발포 부재는 복수개의 셀 부분들과 상기 셀 부분들을 한정하는 벽부를 구비하며, 상기 벽부는 상기 셀 부분을 한정하며 상기 셀 부분을 연결하는 갭은 각각의 셀에 대해 5% 이상 및 50% 이하인 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 화상 담지 부재는 10⁹~10¹⁴Ω의 체적 저항을 갖는 표면층을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
27. 제25항에 있어서, 상기 표면층은 광 전송 절연 바인더, 윤활제 및 전기 도전성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
28. 제25항에 있어서, 상기 화상 담지 부재 상에 형성된 정전 화상을 현상제로 현상하기 위한 현상 수단을 더 포함하며, 상기 현상 수단은 상기 화상 담지 부재에 상기 전기 도전성 입자를 공급하며, 상기 전기 도전성 입자는 상기 화상 담지 부재에 의해 상기 닙부에 공급되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
29. 제28항에 있어서, 상기 현상 수단은 상기 화상 담지 부재로부터 현상제를 수집할 수 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.