KR100477677B1 - 새로운 전자사진용 중간 전사 부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전자사진 토너 화상을 전사하기 위한 중간 전사 부재로서, 지지체; 및 상기 지지체상의 폴리머층을 포함하고, 상기 폴리머층은 유기 티타네이트 및 플루오로실리콘 폴리머, 실리콘 폴리머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 폴리머를 포함하는 중간 전사 부재에 관한 것이다.

Description

새로운 전자사진용 중간 전사 부재{Novel intermediate transfer member for electrophotographic process}
본 발명은 전자사진용으로 적합한 새로운 중간 전사 부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, a) 플루오로실리콘 또는 실리콘 및 b) 유기 티타네이트를 포함하는 전자사진용 중간 전사 부재에 관한 것이다.
전자 사진(electrophotography)에 있어서, 전기 전도성 지지체 상에 전기 절연성 광도전 요소를 갖는 플레이트, 벨트, 디스크, 쉬트 또는 드럼 형상의 감광체(photoreceptor)는, 상기 광도전 요소의 표면을 정전기적으로 먼저 균일하게 대전한 후, 이어서 소정의 광 패턴(a pattern of light)에 상기 대전된 표면을 노광시키는 것에 의하여 화상이 형성된다. 상기 노광은 조사된 영역의 전하를 선택적으로 소산시켜서, 잠상(latant image)으로 지칭되는 충전된 영역과 충전되지 않은 영역의 패턴을 형성한다. 습식 잉크 또는 건식 잉크가 이어서 상기 충전된 영역 또는 충전되지 않은 영역 중 어느 하나에 증착되어, 광도전 요소의 표면상에 착색된 화상(toned image)을 형성한다.
어떠한 전자사진 결상 시스템에 있어서, 잠상들은 감광체의 통상적인 화상형성 영역 내에서 서로 정합되도록 중첩된 상태로(on top of one another in register) 형성되고 현상된다. 잠상들은 연속적인 이동 경로(continuous transport path) 주위의 광도전체(photoconductor)의 멀티플 패스(즉, 멀티 패스 시스템)에서 형성되고 현상될 수 있다. 또는, 잠상들은 상기 연속적인 반송 경로 주위의 광도전체의 싱글 패스에서 형성되고 현상될 수 있다. 싱글 패스 시스템은 멀티 패스 시스템에 비하여 매우 빠른 속력으로 멀티 칼라 화상을 완성할 수 있다. 각 칼라 현상 스테이션에서, 습식 칼라 현상제(liquid color developer)는, 예를 들면 전기적으로 바이어스된 회전 현상제 롤(rotating developer roll)에 의하여 광도전체에 가해진다. 칼라 습식 현상제(또는 잉크)는 절연 액체(즉, 캐리어 액체)내에 분산된 작은 칼라 피그먼트 입자로 이루어진다. 화상형성 과정(imaging process)은 재사용가능한 광도전성 요소상에서 여러번 반복될 수 있다.
감광체 상에 현상된 가시(可視) 잉크 화상은, 감광체 표면에 정착(定着)될 수 있거나 또는 예를 들면, 종이, 금속, 금속 코팅 지지체, 복합재료 등을 포함하는 재료의 쉬트와 같은 적당한 수용 매체(receiving medium)의 표면으로 전사될 수 있다. 많은 경우, 가시 잉크 화상은 수용 매체에 전사되기 전에, 먼저 중간 전사 벨트 또는 중간 전사 드럼과 같은 중간 전사 부재(intermediate transfer member)에 전사된다.
상기 중간 전사 부재는 캐리어 유체에 의하여 스웰링되거나 용해되지 않도록 높은 캐리어 유체 저항성을 가져야 한다. 또한, 상기 캐리어 중간 전사 부재는 화상이 효율적으로 전사될 수 있도록 높은 화학적 내구성 및 적당한 유전(誘電) 특성을 가져야 한다.
비록, 본 기술 분야에는 많은 상이한 종류의 중간 전사 부재가 있지만, 다양한 전자사진 응용을 위하여, 다른 대체적인 중간 전사 부재를 제공할 필요성 또는 중간 전사 부재의 화학적 저항성, 캐리어 유체 저항성 및 전사 효율을 향상시킬 필요성은 항상 존재한다.
본 발명은 높은 캐리어 유체 내구성 및 높은 화학적 내구성을 갖는 중간 전사 부재를 제공한다. 상기 중간 전사 부재는 향상된 폿 라이프(pot life), 높은 습도 조건에서의 우수한 경화특성(硬化特性), 및 박막 구조에서의 우수한 경화특성을 갖는 포리머 코팅 조성물로부터 제조된 폴리머층을 포함한다.
제1 태양에 있어서, 본 발명은, 전자사진 화상 또는 중간(예를 들면, 부분) 화상을 전사하기 위한 중간 전사 부재로서, (a) 지지체; 및 (b) 상기 지지체상의 폴리머층을 포함하고, 상기 폴리머층은 유기 티타네이트 및 플루오로실리콘수지, 실리콘수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 폴리머를 포함하는 중간 전사 부재를 제공한다.
사용중, 상기 중간 전사 부재는, 폴리머 표면상에 운반되는, 부분 화상(예를 들면, 형성되는 보통의 4-칼라 화상에서 단지 1, 2 또는 3 칼라로 된 화상과 같이 최종 화상을 형성하는 모든 칼라보다 작은 수의 칼라로 된 화상) 또는 완전 화상(예를 들면, 형성되는 화상의 성질에 따라, 모든 3 칼라 화상 또는 모든 4 칼라 화상)을 갖는다. 이 화상은 영구적으로 표면에 결합된다기 보다는 운반된다. 따라서, 이 화상은 영구적인 화상 수용체(예를 들면, 종이 또는 특별한 수용체)의 표면과 같은 다른 표면에 전사될 수 있다.
제2 태양에 있어서, 본 발명은, (a) 지지체를 제공하는 단계; 및 (b) 유기 티타네이트, 용매, 및 플루오로실리콘 수지, 실리콘 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 폴리머를 포함하는 폴리머 코팅 조성물을 상기 지지체상에 가하는 단계; 및 (c) 상기 지지체상에 폴리머층을 형성하기 위하여 상기 폴리머 코팅 조성물로부터 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는 전자사진용 중간 전사 부재의 제조방법을 제공한다.
제3 태양에 있어서, 본 발명은, 상기 중간 전사 부재를 이용하는 화상 형성 방법으로서, 상기 전자사진 화상을 수용체 표면과 접촉시킨 후, 상기 전자사진 화상을 상기 수용체 표면으로 전사하는 화상 형성 방법을 제공한다. 이 화상 형성 방법은 필요에 따라 실질적인 압력 및 열을 가하거나 가하지 않고 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 본 발명의 바람직한 구체예의 설명 및 특허청구범위로부터 분명해질 것이다.
습식 전자사진법(liquid electrophotography)은 종이상이나 다른 소망하는 재료상에 화상을 형성하거나 재형성하는 기술이다. 습식 전자사진법은 소망하는 프린트를 형성하기 위하여 잘 조절되고 화상을 형성하는 방식으로 특정 표면상에 솔리드 블랙 또는 칼라 재료(colored material)를 부착(plating)하기 위한 목적으로 검정색 또는 다른 칼라의 액체 잉크를 사용한다. 어느 경우에, 전자사진법에서 사용되는 액체 잉크는 잠상 발생 장치의 파장에서 방출되는 광선(radiation)에 대하여 실질적으로 투명하거나 또는 반투명하므로 멀티플 화상 평면들(multuple image planes)이 서로의 상부에 칠하여질 수 있어서 복수개의 화상 평면으로 이루어진 멀티 칼라 화상을 형성한다. 이때, 각 화상 평면은 특정한 색의 액체 잉크로 이루어져 있다. 잠상 발생 장치로부터의 광선에 대한 순차적인 노광에 의하여 전하 차이(charge differentiation)가 발생할 수 있도록 하기 위하여, 파장들이 먼저 증착된 화상들을 통하여 투과될 수 있도록 투명성이 요망된다. 통상적으로, 칼라 화상은 4개의 화상 평면으로 이루어진다. 첫번째 3개의 평면은 옐로우, 시안(cyan), 마젠타의 3개의 감법(減法) 원색 프린팅 칼라(subtractive primary printing color) 중의 하나의 액체 잉크로 구성된다. 4번째 화상 평면은 블랙 잉크를 사용하는데, 이것은 잠상 발생 장치의 파장에서 방출되는 광선에 대하여 투명할 필요가 없다.
습식 전자사진법과 관련된 통상적인 프로세스는 도 1을 참조하여 싱글 칼라에 대하여 설명될 수 있다. 광감성의 감광체(10)는 드럼(12)과 같은 기계적 캐리어의 표면상 또는 표면근방에 배치되어 있다. 감광체(10)는 벨트 형상 또는 드럼의 외부 표면에 장착된 루프 형상일 수 있다. 상기 기계적 캐리어는 물론 벨트 또는 다른 운동가능한 지지체일 수 있다. 드럼(12)은 도 1의 시계방향으로 회전하여 감광체(10)의 특정 위치가 감광체(10) 또는 드럼(12)상에 형성된 화상에 대하여 특정 작용을 수행하는 다양한 고정 구성장치를 통과하도록 운동시킨다.
물론, 감광체(10) 표면상의 특정 위치와 감광체(10)에 대하여 또는 감광체(10)상의 화상에 대하여 작용하는 다양한 구성장치 사이의 상대적인 운동을 제공하는 다른 기계적 배열이 이용될 수 있다. 예를 들면, 다른 구성장치들이 감광체(10)를 통과하여 운동하는 동안 감광체(10)는 정지할 수 있으며, 또는 감광체(10)와 다른 구성장치들 모두 사이의 운동의 특정 조합이 용이하게 될 수 있다. 또는, 거울 반사 광선(mirror reflected radiation) 또는 집속 평행 광선(예; 레이저)이 정지된 감광체 표면위를 스캔하는데 이용될 수 있다. 감광체(10) 또는 광 방출 소스와 다른 구성장치 사이의 상대적인 운동이 존재하는 것이 중요하다. 본 명세서에서 감광체(10)가 특정 포지션에 있거나 또는 특정 포지션을 통과하는 것으로 언급될 때, 이에 의하여 언급되고 있는 것은, 감광체(10)에 작용하는 구성장치에 관하여 특정 포지션을 갖거나 또는 특정 포지션을 통과하는 감광체(10)상의 특정한 스폿(spot) 혹은 로케이션이라는 것이 인식되어야 하고 이해되어야 한다.
도 1에 있어서, 드럼(12)가 회전함에 따라, 감광체(10)는 제전 램프(erase lamp; 14)를 통과하여 운동한다. 감광체(10)가 제전 램프(14)의 하부를 통과할 때, 제전 램프(14)로부터의 광선(16)이 감광체(10)의 표면상에 충돌하여 감광체(10) 표면상의 잔류 전하를 소거한다. 따라서, 제전 램프(14)를 통과하여 나올 때, 감광체(10) 표면의 표면 전하 분포는 꽤 균일하며, 감광체에 따라서는 거의 제로이다.
드럼(12)이 계속하여 회전하여 감광체(10)가 롤 코로나(roll corona)와 같은 대전 장치(18)의 하부를 통과함에 따라, 균일한 양전하 또는 음전하가 감광체(10) 표면상에 가해진다. 바람직한 구현예에 있어서, 대전 장치(18)는 포지티브 DC 코로나이고, 감광체(10) 표면은 감광체의 커패시턴스에 따라 약 600 ~ 1000 볼트로 균일하게 대전되며, 감광체의 전기 전도성 지지체는 접지되거나 더 작은 양전압 또는 심지어는 음전압으로 콘트롤된다. 다른 바람직한 구현예에 있어서, 대전 장치(18)는 네거티브 DC 코로나이고, 감광체(10) 표면은 감광체의 커패시턴스에 따라 약 -600 ~ 1000 볼트로 균일하게 대전되며, 감광체의 전기 전도성 지지체는 접지되거나 더 작은 음전압 또는 심지어는 양전압으로 콘트롤된다. 이에 의하여, 드럼(12)이 계속하여 회전함에 따라, 감광체(10)의 표면이 레이저 스캐닝 장치(20)로부터의 광선에 의한 화상형성 노광(image-wise exposure)에 대하여 준비되도록 한다. 레이저 스캐닝 장치(20)로부터의 광선이 감광체(10)의 표면상에 충돌하는 곳에서는, 감광체(10)의 표면 전하가 급격히 감소되며, 광선이 조사되지 않은 감광체(10) 표면상의 영역은 거의 방전되지 않는다. 광선이 조사된 감광체(10) 표면의 영역은 조사된 광선량에 상당하는 정도로 방전된다. 이에 의하여 결과적으로 감광체(10) 표면이 레이저 스캐닝 장치(20)의 하부를 통과하여 나올 때, 감광체(10) 표면은 레이저 스캐닝 장치(20)에 의하여 부여된 소망되는 화상 정보에 비례하는 표면 전하 분포를 갖게 된다.
드럼(12)이 계속해서 회전함에 따라, 감광체(10)의 표면은 액체 잉크 현상 스테이션(22)을 통과한다. 액체 잉크 현상 스테이션(22)의 작용은 도 2를 참조하면 더욱 용이하게 이해될 수 있다. 액체 잉크(24)는 포지티브 또는 네거티브 전기장의 존재하에서 화상에 따라 대전된(image-wise charged) 감광체(10)의 표면에 가해진다. 이때, 상기 전기장은, 감광체(10)의 표면 근방에 현상 롤(developer roll; 26)을 위치시키고, 이 현상 롤(26)에 바이어스 전압을 가하는 것에 의하여 생성된다. 액체 잉크(24)는, 반드시 불투명할 필요는 없으나, 상기 화상의 프린트되고 있는 부분을 위하여 소망되는 칼라의 양대전 또는 음대전된 "솔리드" 잉크 입자로 이루어져 있다. 잉크내의 상기 "솔리드" 재료는, 생성된 전기장으로부터의 힘의 영향하에서, 표면 전압이 현상 롤(26)의 바이어스 전압 보다 작은 영역(28)의 감광체(10)의 표면으로 이동하여 부착된(plating upon)된다. 잉크내의 상기 "솔리드" 재료는, 감광체(10)의 표면 전압이 현상 롤(26)의 바이어스 전압 보다 큰 영역(30)의 현상 롤로 이동하여 부착될 것이다. 감광체(10)의 표면이나 또는 현상 롤(26)에 충분히 부착되지 않은 여분의 액체 잉크는 제거된다.
상기 잉크는 건조 메커니즘(32)에 의하여 필요한 대로 건조될 수 있다. 상기 건조 메커니즘은 건조 롤, 건조 벨트, 진공 박스, 가열 롤, 오븐, 및 가열 램프와 같은 가열 소스, 또는 경화 스테이션(curing station)을 포함할 수 있다. 건조 메커니즘(32)은 액체 잉크(24)를 실질적으로 건조된 잉크 필름으로 실질적으로 변환시킨다. 이어서, 여분의 액체 잉크(24)는 후속 공정에서 사용하기 위하여 액체 잉크 현상 스테이션(22)으로 돌아간다. 감광체(10)의 표면상에 부착된 액체 잉크(24)의 "솔리드" 부분(28)(잉크 필름)은, 레이저 스캐닝 장치(20)에 의하여 감광체(10)의 표면상에 이전에 부착된 상기 화상형성 대전분포(image-wise charge distribution)와 매치되며, 따라서 프린트되는 소망의 화상의 화상형성 표현이다.
도 1을 참조하면, 액체 잉크(24)로부터의 잉크 필름(28)은 건조 메커니즘(32)에 의하여 더욱 건조된다. 건조 메커니즘(32)은 수동적일 수 있으며, 액티브 에어 블로우어를 이용할 수 있거나, 또는 흡수(吸收)성 재료로 코팅된 롤러 또는 벨트와 같은 다른 능동 장치를 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에 있어서, 건조 메커니즘(32)은 적어도 하나의 흡수제 재료를 갖는 흡수제층으로 코팅된 지지체를 포함하는 건조 부재이다. 건조 부재는 쉬트, 디스크, 드럼, 솔기가 있거나 또는 솔기가 없는 벨트(seamed or seamless belt), 또는 드럼주위의 쉬트의 형상일 수 있다.
건조 부재의 지지체는 불투명할 수 있거나 또는 실질적으로 투명할 수 있다. 지지체는 소망의 특성을 주는 적당한 구성 성분을 포함할 수 있다. 지지체로 적당한 재료의 비한정적인 예는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리비닐 플루오라이드와 폴리스티렌과 같은 비닐계 수지 등이다. 서포팅 지지체의 구체적인 예는 폴리에테르술폰(Stabar S-100, ICI로부터 상업적으로 입수가능), 폴리비닐 플루오라이드(Tedlar, E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 상업적으로 입수가능), 폴리비스페놀-A 폴리카보네이트(Makrofol, Mobay Chemical Company로부터 상업적으로 입수가능) 및 비결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Melinar, ICI Americas, Inc로부터 상업적으로 입수가능; 및 DuPont A 및 DuPont442, E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 상업적으로 입수가능)를 포함한다.
지지체의 바람직한 두께는 경제적 고려를 포함하는 많은 인자에 의존한다. 지지체의 두께는 통상적으로10 마이크론 내지 1000 마이크론이고, 바람직하게는 25 마이크론 내지 250 마이크론이다. 건조 부재가 습식 전자사진 화상 부재에 사용되는 경우, 지지체의 두께는 최종 장치에 나쁜 영향을 주지않도록 선택되어야 한다. 지지체는 너무 얇아서 갈라지거나(split) 및/또는 불량한 내구특성을 나타내서는 안된다. 마찬가지로, 지지체는 너무 두꺼워서 사이클링 도중의 조기 파괴(early failure), 낮은 유연성, 및 불필요한 재료로 인한 고비용을 초래하지 않아야 한다.
상기 흡수제층의 흡수제 재료는 기계적으로 내구성이 있고, 예를 들면, 액체 잉크내의 탄화수소류와 같은 캐리어 유체에 큰 친화성을 가져야 한다. 적당한 흡수제 재료의 비한정적인 예는, 실리콘류 또는 폴리실록산류, 플루오로실리콘류, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들의 조합이다. 바람직하게는, 상기 흡수성 폴리머 재료는 실리콘류 및 플루오로실리콘류로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실리콘(류)는 화학 분야에서 잘 이해되는 용어로서 폴리디알킬실록산, 폴리디아릴실록산 및 폴리알킬아릴실록산 또는 그들의 임의의 조합과 같은 폴리오가노실록산(polyorganosiloxanes) 화합물을 지칭한다. 이러한 예는 또한 다른 디알킬 폴리실록산 단위를 갖는 폴리머(예를 들면, 헥사메틸 디실록산, 테트라메틸 디실록산, 옥타메틸 트리실록산, 헥사메틸 트리실록산, 헵타메틸 트리실록산, 데카메틸 테트라실록산, 트리플루오로프로필 헵타메틸 트리실록산 또는 디에틸 테트라메틸 디실록산으로부터 유도된 것들), 선상(linear) 또는 환상(cyclic) 디알킬 폴리실록산(예를 들면, 헥사메틸 시클로트리실록산, 옥타메틸 시클로테트라실록산, 테트라메틸 시클로테트라실록산 또는 테트라(트리플루오로프로필) 테트라메틸 시클로테트라실록산 등)을 포함한다. 플루오로실리콘은 실리콘의 알킬 또는 아릴 그룹의 적어도 하나의 수소 원자를 불소 원자로 치환함으로써 형성된 폴리머를, 바람직하게는 수소 원자의 적어도 2/3가 불소 원자로 치환된 적어도 하나의 알킬 또는 아릴 그룹을 제공하는 폴리머, 더욱 바람직하게는 적어도 하나의 퍼플루오로알킬 또는 퍼플루오로알킬 모이어티(moiety)(즉, 말단 트리플루오로메틸 그룹 또는 펜타플루오로페닐 그룹)를 갖는 폴리머를 의미한다. 폴리실록산 및 플루오로폴리머에 관한 다양한 참고 문헌은 미국특허번호 USP 6,204,329; 6, 451,863; 6,403,074; 6,316,112; 6,300,025; 6,296,985; 6,258,506; 6,204,329; 및 6,193,961에서 발견될 수 있다.
상기 흡수제층은 너무 얇아서 흡수능력이 작아서는 안된다. 마찬가지로, 흡수제층은 너무 두께워서 크래킹, 솔기없는 벨트 지지체로부터의 디라미네이션, 및 불필요한 재료로 인한 코스트 상승을 초래해서능 안된다. 일반적으로, 흡수제층의 두께는 25 마이크론 보다 크고, 바람직하게는 25 내지 1000 마이크론의 범위이고, 더욱 바람직하게는 25 마이크론 내지 250 마이크론의 범위이다.
예를 들면, 접착 보조제, 계면활성제, 충전제, 팽창가능한 입자(expandable particle), 커플링제, 실란, 광개시제, 파이버, 윤활제, 습윤제, 피그먼트, 염료, 가소제, 이형제, 침전방지제(suspending agent), 가교제, 촉매, 및 경화제와 같은 선택적인 통상적인 첨가제가 상기 흡수제층에 포함될 수 있다.
바람직한 흡수제 재료는 가교된 실리콘 및 가교된 플루오로실리콘이다. 실리콘 및 플루오로실리콘의 가교는, 자유 라디칼 반응, 축합 반응, 하이드로실릴레이션 부가 반응, 하이드로실란/실라놀 반응, 및 중간체가 활성화되어 후속의 가교반응을 일으키는 광개시 반응(photoinitiated reaction)을 포함하는 다양한 반응에 의하여 이루어질 수 있다. (a) 전기 전도성 지지체; (b) 제1 폴리머 재료로 이루어져 있으며, 정합된(conformble) 전기저항층; 및 (c) 플루오로실리콘 및 플루오로일래스토머와 폴리오가노실록산의 복합 조성의 실질적으로 균일한 인티그랄 상호관입 네트웍(integral interpenetrating network)으로 이루어진 군에서 선택된 제2 폴리머 재료로 이루어진 토너 이형층을 포함하고, 상기 저항층은 상기 지지체와 상기 이형층의 사이에 배치된 중간 토너 전사 컴포넌트를 개시하는 미국특허 USP 5,576,818호에 의하여 대표되는 바와 같이, 플로오로실리콘은 본 기술분야에서 공지이다. 미국특허 USP 6,037,092호는 지지체 및 그 위의 적어도 하나의 층을 포함하며, 상기 층은 (a) 플루오로실리콘, (b) 가교제, 및 (c) (i) 환상 불포화알킬그룹 치환 폴리오가노실록산, (ii) 선상 불포화알킬그룹 치환 폴리오가노실록산, 및 (iii) 금속 아세틸아세토네이트 또는 금속 옥살레이트 화합물의 반응 생성물을 포함하는 열안정제를 포함하는 액체 조성물의 가교 생성물을 포함하는 퓨저 부재(fuser member)를 개시한다. 이들 특허는 플루오로실리콘 폴리머의 개시(開示)를 위하여 인용에 의하여 본 발명에 통합된다. 플루오로실리콘 폴리머의 개시(開示)를 위하여 인용에 의하여 본 발명에 통합되는 다른 특허는 미국특허 USP 6,434,355이다.
바람직하게는, 상기 가교제는 상기 흡수제층의 총 중량을 기준으로 약 0 보다 크고 약 20 중량% 이하, 0.1 내지 약 20중량%, 바람직하게는 약 5 내지 약 15 중량%, 및 더욱 바람직하게는 약 8 내지 약 12 중량%의 함량으로 존재한다.
상업적으로 입수가능한 가교제의 예는, SYL-OFF 7048 및 7678(Dow Corning, Midland, MI), SYLGARD 186(Dow Corning, Midland, MI), NM203, PS122.5 및 PS123(Huls America Inc.), DC7048(Dow Corning Corp.), F-9W-9(Shin Etsu Chemical Co. Ltd.) 및 VXL(O Si Specialties)라는 상품명으로 상업적으로 입수가능한 것들을 포함한다.
상기 성분들은 바람직하게는 상기 성분들의 부가 가교(addition crosslinking)를 촉매할 수 있는 촉매의 존재하에서 반응하여 이형 코팅 조성물(release coating composition을 형성한다. 적당한 촉매는 "The Chemistry of Organic Silicone Compounds", Ojima(S.Patai, J.R,appaport eds., John Wiley and Sons, New York, 1989)의 하이드로실릴레이션(hydrosilylation)에서 개시된 전이금속 촉매를 포함한다. 그러한 촉매는 열 또는 광선에 의하여 활성화된다. 예들은, 이에 한정되지 않지만, Pt(II)의 알켄 착체, Pt(I) 및 Pt(O)의 포스핀 착체, Rh(I)의 유기 착체를 포함한다. 염화백금산(chloroplatinic acid)계 촉매가 바람직한 촉매이다. 인히비터(inhibitor)가 필요 또는 소망되는 대로 폿트 라이프(pot life)를 연장시키고 반응속도를 조절하기 위하여 첨가될 수 있다. 상업적으로 입수가능한 염화백금산계 하이드로실릴레이션 촉매는 PC 075, PC 085(Huls America Inc.), SYL-OFF 7127, SYL-OFF 7057, 및 SYL-OFF 4000(Dow Corning Corp.), SL 6010-D1(General Electric), VCAT-RT, VCAT-ET(O Si Specialties), 및 PL-4 및 PL-8(Shin Etsu Chemical Co. Ltd.)라는 상품명으로 상업적으로 입수가능한 것들을 포함한다.
가교 사이에 쌍봉 분포(bimodal distribution)의 체인 길이를 갖는 가교 실리콘 폴리머를 형성하기 위하여 다른 가교 반응이 또한 이용될 수 있다. 이용된 가교 반응은 자유 라디칼 반응, 축합 반응, 하이드로실릴레이션 부가 반응, 및 하이드로실란/실라놀 반응을 포함한다. 가교는 또한 및 중간체가 활성화되어 후속의 가교반응을 일으키는 광개시 반응(photoinitiated reaction)으로부터도 유래될 수 있다.
메틸 사이드 그룹내에 존재하는 C-H 결합의 입수가능성에 의존하는 퍼옥사이드 유발(誘發; induced) 자유 라디칼 반응은 소망되는 네트웍 구조를 생성시키지 않을 수 있는 비특정(non-specific) 가교 구조를 제공한다. 그러나, 비닐 그룹을 포함하는 실록산을 비닐 특이성 퍼옥사이드(vinyl specific peroxide)와 함께 사용하면 출발물질을 적절하게 선택하는 경우 소망되는 구조를 제공할 수 있다. 자유 라디칼 반응은 또한 UV광, 또는 예를 들면 전자빔과 같은 고에너지 광선에 의하여도 활성화될 수 있다.
상기 축합중합은 실록산 골격(back bone)에 부착된 상보적 그룹들(complementary groups) 사이에서 일어날 수 있다. 아민 또는 하이드록시 그룹과 축합하는 이소시아네이트, 에폭시, 또는 카르복실산은 실록산을 가교시키기 위하여 이용되어 왔다. 더욱 통상적으로는, 상기 축합반응은 실리콘에 부착된 어느 유기 그룹의 물과 반응하는 능력에 의존하는데, 이에 의하여 실라놀(silanol) 그룹을 생성되며, 이 실라놀 그룹은 더욱 출발 물질이나 다른 실라놀 그룹과 반응하여 가교를 생성한다. 실리콘에 부착된 많은 그룹은 용이하게 가수분해되어 실라놀 그룹을 생성하는 것으로 알려져 있다. 특히, 알콕시, 아실옥시, 및 옥심 그룹은 이 반응을 거치는 것으로 알려져 있다. 수분이 없는 경우, 이들 그룹은 반응하지 않고, 따라서 보호되지 않은 실라놀 그룹에 대한 충분한 가사시간(可使時間)을 제공한다. 수분에 노출되면, 이들 그룹은 자발적으로 가수분해되어 축합한다. 이들 시스템은 필요한 경우 촉매될 수 있다. 이들 시스템에 속하는 것으로서 3개 또는 4개의 가수분해가능 그룹을 함유하는 삼-관능성 또는 사-관능성 실란이 있다.
하이드로실란 그룹은 상기 축합반응에 대하여 기술된 것과 유사한 방식으로 반응할 수 있다. 그들은 SiOH 그룹과 직접 반응할 수 있거나 또는 먼저 제2의 SiOH 모이어티와 축합되기 전에 물과 반응하여 OH 그룹으로 전환될 수 있다. 이 반응은 축합 촉매 또는 하이드로실릴레이션 촉매에 의하여 촉매될 수 있다.
상기 하이드로실릴레이션 부가 반응(hydrosilylation addition reaction)은 하이드로실란 결합이 귀금속 촉매의 존재하에서 탄소-탄소 이중 결합에 부가될 수 있는 능력에 의존한다. 그러한 반응은 유기관능성 실록산(organofunctional siloxane)의 합성과 감압접착제(減壓接着劑)용 릴리스 라이너(release liner)를 제조하는데 광범위하게 이용된다.
잘 알려진 광개시 반응이 실록산을 가교하는데 적합화될 수 있다. 신나메이트, 아크릴레이트, 에폭시 등의 유기관능성 그룹은 실록산 골격에 부착될 수 있다. 또는, 광개시제가 용해성을 향상시키기 위하여 실록산 골격에 그래프트될 수 있다. 이러한 화학 반응의 다른 예는, 탄소-탄소 이중 결합에의 티올의 부가(통상적으로, 방향족 케톤 개시제가 필요함), 하이드로실란/엔(ene) 부가(하이드로실릴레이션 반응의 자유 라디칼 동등물), 아크릴레이트 중합(전자빔에 의하여도 활성화 가능), 및 에폭사이드, 비닐 에테르, 및 다른 관능기의 광선 유발 양이온 중합을 포함한다.
상기 흡수제층용의 다른 유용한 첨가제는 블로우어블 또는 넌블로우어블(non-blowable)의 팽창가능한 입자이다. 팽창가능한 입자의 비한정적인 예는, ExpancelTM 마이크로스피어(상업적으로 Expancel, Inc., Duluth, GA로부터 입수가능), Eapandable Polystyrene Bead(상업적으로 StyroChem International, Fort Worth, TX로부터 입수가능), Matsumoto MicrosphereTM F 시리즈(상업적으로 Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd., Osaka, Japan), DualiteTM M6050AE(상업적으로 Sovereign Specialty Chemicals, Akron, Ohio로부터 입수가능)이다. 바람직한 팽창가능한 입자는 ExpancelTM 마이크로스피어 및 Matsumoto MicrosphereTM F 시리즈 마이크로스피어이다.
ExpancelTM 마이크로스피어는 작은 구형 플라스틱 입자이다. 이 마이크로스피어는 가스를 캡슐화한 폴리머 셸(polymer shell)로 이루어져 있다. 셸내의 가스가 가열되면, 압력이 증가되고 열가소성 셸은 연화되며, 결과적으로 마이크로스피어의 체적을 극적으로 증가시킨다. 충분히 팽창되었을 때, 마이크로스피어의 체적은 원래 체적의 40배 이상까지 증가할 수 있다. 제품의 범위는 팽창되지 않은 마이크로스피어와 팽창된 마이크로스피어를 모두 포함한다. 팽창되지 않은 마이크로스피어는 프린팅 잉크, 종이, 섬유, 폴리우레탄, PVC 플라스틱 등과 같은 많은 분야에서 발포제(blowing agent)로 사용된다. 팽창된 마이크로 스피어는 많은 분야에서 경량 충전제로서 사용된다.
Matsumoto MicrosphereTM F 시리즈는 인-시튜(in-situ) 중합을 통하여 비닐리덴 클로라이드, 아크릴로니트릴 등의 코폴리머의 벽으로 저비점 탄화수소류를 캡슐화하여 제조된 직경 10 내지 30 마이크론의 열팽창가능한 마이크로스피어이다. 이는 다양한 수지와 혼합된 후, 코팅, 함침 또는 니딩(kneading)을 통하여 짧은 시간 동안 저온에서 분리된 포아(pore)를 함유하는 층으로 성형된다.
상기 팽창가능한 입자는, 수교반(hand stirring), 프로펠러 혼합, 코울스 혼합(Cowles mixing) 또는 고전단혼합(high shear mixing), 롤러혼합, 균질화법(homogenization), 및 미소유동화(microfluidization)를 포함하는 전통적인 다양한 혼합기술에 의하여 흡수제 재료와 혼합될 수 있다. 팽창가능한 입자 대 흡수제 재료의 중량비는 0.5 내지 25%의 범위이다. 바람직하게는, 상기 중량비는 4 내지 10%의 범위이다.
현존하는 흡수 또는 "건조" 공정은, 화상이 감광체상에 부착(plating)된 후 상기 화상이 수용 매체에 전사되기 전에, 롤, 벨트, 디스크, 또는 쉬트상에 코팅된 흡수제 폴리머층에 의하여, 상기 화상면으로부터 여분의 캐리어 유체를 흡수하는 것으로 이루어진다. 캐리어 유체를 제거하는 다른 방법은, 반투과성막을 통하여 진공의 도움을 이용하여 화상의 뒷면으로부터 화상을 건조하는 방법; 화상이 전사된 후 수용 매체를 열적으로 건조하는 방법; 화상이 수용매체로 전사된 후, 비흡수성 중간 전사 벨트로부터 여분의 캐리어 유체를 건조 부재(drying member)에 의하여 흡수하는 방법; 및 흡수성 전사 벨트 및/또는 화상으로부터 주위 환경으로 여분의 캐리어 유체를 열적으로 증발시키는 방법을 포함한다.
캐리어가 흡수되고 화상 형성 사이클(imaging cycle)이 완료된 후 건조 부재에 의한 캐리어 유체의 흡수가 반복될 수 있으므로, 건조 부재의 재생이 바람직하다. 재생은 보통 열, 압력, 또는 진공 또는 이들의 조합에 의하여 촉진된다. 재생이 완료된 후, 건조 부재는 캐리어 유체로 불포화된 상태로 남아 있기 때문에, 건조 부재는 더 많은 캐리어 유체를 흡수할 수 있다. 현존하는 공정은 열적 재생으로 이루어져 있는데, 이 방법이 그대로 본 발명에서 사용된다. 어떠한 시스템에서는, 수회의 사이클 후 또는 상기 부재내의 캐리어 용매의 농도가 특정 농도에 도달하였을 때, 재생이 일어난다. 다른 시스템에서는, 재생은 매 프린트 사이클마다 일어난다.
프린트되는 소망되는 화상을 나타내는 액체 잉크(24)의 잉크 필름(28) 부분은, 프린트되는 수용 매체(36)로 직접 전사되거나, 또는 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 중간 전사 부재(38) 및 전사 롤러(40)를 경유하여 간접적으로 전사된다.
상기 중간 전사 부재는 지지체 및 적어도 하나의 폴리머층을 포함한다. 중간 전사 부재는 필름, 쉬트, 웹, 실린더, 드럼, 순환 벨트(endless belt), 순환 뫼비우스 스트립, 디스크 등과 같은 임의의 적당한 사이즈 및 형상의 것일 수 있다. 중간 전사 부재의 바람직한 형상은 순환 벨트, 드럼, 및 실린더이다. 중간 전사 부재가 순환 벨트의 형상일 경우, 상기 중간 전사 부재는 통상적으로 약 25 내지 3175 마이크론, 바람직하게는 75 내지 750 마이크론의 두께를 갖는다.
상기 지지체는 많은 재료로 성형될 수 있다. 지지체를 위한 적당한 재료의 비한정적인 예는, 알루미늄, 스틸, 황동(brass), 동, 니켈, 아연, 크롬, 스테인레스 스틸, 반투명 알루미늄, 스틸, 카드뮴, 은, 금, 인듐, 주석 등과 같은 전도성 금속; 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 등과 같은 금속산화물; 네오프렌, 우레탄, 전도성 우레탄 부틸 고무 및 천연고무와 같은 고무; Viton 스폰지 재료; 니트릴 스폰지 재료(NBR); 폴리이미드, 폴리에스테르, 및 폴리카보네이트와 같은 열가소성 수지; 및 이들의 조합을 포함한다. 브리틀(brittle)하게 되지 않으면서 가교된 폴리머도 또한 사용가능하다. 선택적으로, 상기 지지체는 탄소 입자, 이산화티타늄, 바륨 티타네이트, 및 다른 적당한 충전제와 같은 전도성 또는 유전성 충전제를 포함할 수 있다.
상기 중간 전사 부재상의 폴리머층은 적어도 하나의 폴리머를 포함한다. 폴리머층용으로 적당한 폴리머의 비한정적인 예는, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 실리콘, 플루오로일래스토머, 및 플루오로실리콘을 포함한다. 폴리머층용으로 바람직한 폴리머는, 94-003(상업적으로 Dow Corning, Midland, MI로부터 입수가능), FRV 1106(상업적으로 GE Silicones, Waterford, NY로부터 입수가능)와 같은 플루오로실리콘 및 SilasticTM 732 접착제 실란트(상업적으로 Dow Corning, Midland, MI로부터 입수가능), RTV 106(상업적으로 GE Silicones, Waterford, NY로부터 입수가능)와 같은 실리콘이다. 상기 폴리머층은 통상적으로 5 내지 50 마이크론, 바람직하게는 10 내지 30 마이크론, 및 더욱 바람직하게는 15 내지 20 마이크론의 두께를 갖는다.
선택적으로, 상기 폴리머층은 적어도 하나의 첨가제를 포함한다. 적당한 첨가제의 비한정적인 예는, 커플링제, 경화제, 유기 티타네이트, 착색제, 강화 충전제, 가교제, 가공조제, 액셀러레이터(accelerator), 계면활성제, 및 중합 개시제를 포함한다.
바람직한 첨가제는, TyzorTM(알콕시 티타네이트, 상업적으로 DuPont Chemical, Wilington, Delaware로부터 입수가능), SUPER TPTTM, SUPER ETTM, SUPER TBTTM(오르소 티타네이트 에스테르, 상업적으로 Super Urecoat Industries, Ahmedabad, India로부터 입수가능), 및 VertecTM(상업적으로 Synetix, Billingham, UK로부터 입수가능)과 같은 유기티타네이트이다. 유기티타네이트의 통상적인 함량은 폴리머층의 중량을 기준으로 0.5 내지 10%의 범위이고, 바람직하게는 1 내지 5%이다.
상기 폴리머층은, 비한정적인 예로서, 적당한 폴리머, 유기 티타네이트와 같은 적어도 하나의 첨가제, 및 상기 폴리머 및 상기 첨가제 모두에 대하여 적당한 용매를 포함하는 폴리머 코팅 조성물을 지지체상에 코팅하는 것에 의하여 성형될 수 있다. 이어서, 상기 용매는 상기 폴리머 코팅 조성물로부터 제거되어, 지지체상에 폴리머층을 형성한다. 상기 코팅은 본 기술분야에서 입수가능한 임의의 통상적인 코팅 방법에 의하여 지지체상에 적용될 수 있다. 적당한 코팅 방법의 비한정적인 예는, 시린지 코팅, 링 코팅, 딥 코팅, 웹 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅, 및 스프레이 코팅을 포함한다.
폴리머 코팅 조성물이 하이드록시기(hydroxyl group), 아세톡시기(acetoxy group), 또는 이들의 조합을 갖는 플루오로실리콘 또는 실리콘을 포함하는 경우, 상기 폴리머 코팅 조성물은 선택적으로 적어도 하나의 모노하이드록실 유기 알콜을 포함할 수 있다. 상기 모노하이드록실 유기 알콜은 플루오로실리콘 또는 실리콘의 경화속도를 조절하기 위하여 사용된다. 경화 속도가 너무 빨라서 폴리머 코팅 조성물의 폿트 라이프가 실용적인 사용을 위하여 너무 짧게 되어서도 안되고, 또한 너무 느려서 경화가 완료되는데 너무 많은 시간이 소요되서도 안된다. 경화속도는 10분 내지 6시간, 바람직하게는 30분 내지 2시간이 되어야 한다. 적당한 모노하이드록실 유기 알콜의 비한정적인 예는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, t-부틸 알콜, 및 기타 고분자량의 유사체(analog)를 포함한다. 바람직한 모노하이드록실 유기 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 및 이소프로판올이다. 모노하이드록실 유기 알콜의 통상적인 함량은 상기 폴리머층의 중량을 기준으로 0.5 내지 10%의 범위, 바람직하게는 1 내지 8%의 범위이다.
선택적으로, 상기 중간 전사 부재는 상기 지지체와 상기 폴리머층의 사이에 배치된 적어도 하나의 중간층을 포함한다. 적당한 중간층의 비한정적인 예는, 도전층(conductive layer) 및 접착층(adhesive layer)이다. 도전층은 중간 전사 부재의 전기비저항(electrical resistivity)을 조정하기 위하여 사용된다. 중간 전사 부재의 전기비저항은 통상적으로 1 ×105 내지 1 ×1012 Ω-cm이다. 접착층은 너무 두꺼워서 접착층이 중간 전사 부재의 전기적 특성에 간섭해서는 안된다. 접착층용으로 적당한 재료의 비한정적인 예는, SS 4179(상업적으로 GE Silicones, Waterford, NY로부터 입수가능) 및 D.C. 1200(상업적으로 Dow Corning, Midland, MI로부터 입수가능)을 포함한다. 접착층은 시린지 코팅, 링 코팅, 딥 코팅, 웹 코팅, 나이프 코팅, 스프레이 코팅 및 핸드 브러싱과 같은 적당한 코팅 방법에 의하여 적용될 수 있다.
통상적으로, 화상을 수용 매체(36)에 융합(fuse)하기 위하여 열과 압력이 이용된다. 그 결과물로서의 "프린트"는 레이저 스캐닝 장치(22)에 의하여 쓰여진 화상 정보의 하드 카피 표시로서, 액체 잉크(24)에 의하여 나타내어지는 단일색으로 되어있다.
감광체(10), 드럼(12), 제전 램프(14), 대전 장치(18), 레이저 스캐닝 장치(20), 액체 잉크 현상 스테이션(22), 액체 잉크(24), 현상 롤(26), 스퀴지(32; squeegee), 건조 메커니즘(34), 중간 전사 부재(38) 및 전사 롤러(40)는 도 1 및 2에서 개략적으로만 도시되었고, 그에 관련되어서 일반적으로 서술되었지만, 이들 구성장치들은 일반적으로 전자사진법의 기술분야에서 잘 알려져 있고, 이들 구성요소의 구체적인 재료 및 구조는 본 기술분야에서 잘 이해되는 설계상의 선택의 문제라는 것이 인식되어야 하고 이해되어야 한다.
물론, 하나의 단일색 보다는 많은 색을 포함하는 프린트를 만드는 것도 가능하다. 상기한 프로세스를 하나의 색마다에 대하여 수회 반복함으로써 도 1 및 2에 도시된 기본적인 습식 전자사진 프로세스 및 장치가 사용될 수 있다. 여기서, 각 반복시 독립된 원색 평면을, 즉 시안, 마젠타, 옐로우 또는 블랙의 평면을 화상형성노광(image-wise expose)할 수 있고, 또한 각 액체 잉크(24)는 상기 화상형성 노광된 칼라 평면에 상당하는 독립된 원색 프린팅 칼라의 것일 수 있다.
4개의 그러한 칼라 평면의 중첩은, 모든 평면이 형성되기까지 상기 칼라 평면들의 어느 것도 전사시키기 않고, 감광체(10)의 표면상에 잘 정합된 상태로 달성될 수 있다. 후속의 적당한 수용 매체(36)에의 이들 4개의 칼라 평면의 동시 전사는 양질의 칼라 프린트를 낳을 수 있다.
상기한 습식 전자사진 프로세스는 멀티 칼라 화상의 형성에 적당하지만, 이 프로세스는, 감광체(10)가 통상적인 4-칼라 착색 화상의 각 칼라마다에 대하여 전체 시퀀스를 반복하여하 하기 때문에, 약간 느리다. 상기 프로세스가 특정한 칼라, 즉 시안에 대하여 수행되는 경우, 레이저 스캐닝 장치(20)는 광선을 받는 감광체(10)의 영역(28)이 적어도 부분적으로 대전되도록 하며, 이에 의하여 감광체(10)의 표면의 표면전하분포 패턴이 생성된다. 상기 패턴은 상기 특정 칼라, 즉 시안을 나타내는 재생될 화상의 부분을 나타낸다. 액체 현상 스테이션(22)에 의하여 현상된 후, 상기 감광체(10)의 표면전하분포는 여전히 꽤 가변적이고(적어도 재생될 화상에 대한 어느 패턴을 취한다면), 후속 공정에서 화상이 형성되기에는 너무 낮다. 감광체(10)는 계속해서 표면전하분포를 균일하게 하기 위하여 제전되어야 하며, 감광체(10)의 영역(28)상에 액체 잉크를 플레이팅시키기 위한 후속 현상 프로세스를 위하여 충분한 표면 전하를 제공하기 위하여 다시 대전되어야 한다.
본 발명의 모든 구현예에서 필요한 것은 아니지만, 도 3은 멀티 칼라 화상을 생성하기 위한 장치(42) 및 방법을 개략적으로 도시한다. 감광체(10)는 롤러(46, 48)의 주위를 시계방향으로 회전하는 벨트(44)에 의하여 기계적으로 지지된다. 감광체(10)는 제전 램프(14)에 의하여 먼저 통상적으로 제전된다. 이전 사이클 후의 감광체(10)상에 남은 임의의 잔류 전하는 바람직하게는 제전 램프(14)에 의하여 제거된 후, 대전 장치(18)를 이용하여 통상적으로 대전되는데, 이러한 절차는 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 이렇게 대전되었을 때, 감광체(10)의 표면은 현재의 기술수준에서 통상적으로 약 + (또는 -) 600볼트로 균일하게 대전된다. 도 1에 도시된 레이저 스캐닝 장치(20)에 유사한 레이저 스캐닝 장치(50)는, 재생될 화상의 제1 칼라 평면에 상당하는 화상형성 패턴(image-wise pattern)으로 감광체(10)의 표면을 노광한다.
이렇게 감광체의 표면이 화상에 따라 대전되면, 액체 잉크(52)내의 상기 제1 칼라 평면에 상당하는 대전된 피그먼트 입자는, 감광체(10)의 표면 전압이 액체 잉크 현상 스테이션(54)과 결합된 현상 롤(56)의 바이어스 전압 보다 작은 영역에서의 감광체(10)의 표면상으로 이동하여 플레이팅된다. 액체 잉크(52)의 전하 중립성은 양으로(또는 음으로) 대전된 피그먼트 입자와 평형(balance)을 이루는 음으로(또는 양으로) 대전된 대이온(counter ion)에 의하여 유지된다. 대이온은 상기 표면 전압이 액체 잉크 현상 스테이션(54)과 결합된 현상 롤(56)의 바이어스 전압 보다 큰 영역에서의 감광체(10)의 표면상에 부착(deposit)된다.
이 단계에서, 감광체(10)는, 제1 칼라 평면에 따라 액체 잉크(52)의 플레이팅된 "솔리드"의 화상형성 분포를 그 표면상에 포함한다. 상기 감광체(10)의 표면전하분포는 또한 액체 잉크(52)로부터의 투명한 대이온으로 뿐만 아니라 플레이팅된 잉크 입자로 재대전(recharge)되는데, 이 양자 모두는 레이저 스캐닝 장치(50)에 기인하는 감광체(10)의 화상형성 방전에 의하여 지배된다. 따라서, 이 단계에서, 감광체(10)의 표면전하는 또한 꽤 균일하다. 감광체의 원래의 표면전하가 모두 얻어진 것은 아니지만, 감광체의 이전의 표면전하가 상당부분이 재포획(recapture)된다. 이러한 용액 재대전(solution recharge)에 의하여, 감광체(10)는 이제 재생될 화상의 다음의 칼라 평면을 위해 프로세싱될 준비를 갖추게 된다.
벨트(44)가 계속해서 회전함에 따라, 감광체(10)는 다음으로 제2 칼라 평면에 상당하는 레이저 스캐닝 장치(58)로부터의 광선에 화상에 따라 노광된다. 벨트(44)에 의한 감광체(10)의 1회전 동안에, 감광체(10)가 제1 칼라 평면에 상당하는 레이저 스캐닝 장치(50)에의 노광 및 액체 잉크 현상 스테이션(54) 이후의 후속의 제전 단계를 거칠 필요 없이, 이 프로세스가 일어나는 점에 주의해야 한다. 감광체(10)의 표면상의 잔류 전하는 제2 칼라 평면에 상당하는 광선에 노광된다. 이에 의하여 감광체(10)상에 상기 화상의 제2 칼라 평면에 상당하는 화상형성 표면 전하 분포(제2 잠상)가 생성된다.
상기 화상의 제2 칼라 평면은 이어서 액체 잉크(60)을 포함하는 현상 스테이션(62)에 의하여 현상된다. 비록 액체 잉크(60)가 상기 제2 칼라 평면과 일치하는 "솔리드" 칼라 피그먼트를 포함하지만, 액체 잉크(60)는 또한 실질적으로 투명한 대이온을 포함한다. 그런데, 이 대이온은 액체 잉크(52)의 실질적으로 투명한 대이온과는 다른 화학조성을 가질 수 있지만, 이 대이온은 여전히 실질적으로 투명하고, 상기 "솔리드" 칼라 피그먼트에 대하여 반대로 대전되어 있다. 현상 롤(64)은 바이어스 전압을 제공하여, 액체 잉크(60)의 "솔리드" 칼라 피그먼트가 감광체(10)의 표면상에 상기 제2 칼라 평면에 상당하는 "솔리드" 칼라 피그먼트의 패턴을 생성하도록 한다. 이 투명한 대이온도 역시 실질적으로 감광체(10)을 재대전시키고, 감광체(10)의 표면전하분포를 실질적으로 균일하게 하여, 전기적 제전 단계(electrical erase step) 또는 코로나 대전을 할 필요없이 다른 칼라 평면이 감광체(10)상에 놓여질 수 있다.
상기 재생될 화상의 제3 칼라 평면은, 유사한 방식으로 레이저 스캐닝 장치(64), 액체 잉크(68)을 포함하는 현상 스테이션(70), 및 현상 롤(72)을 이용하여 감광체(10)의 표면상에 부착(deposit)될 수 있다. 다시, 제3 칼라 평면의 현상 이후에 감광체(10)상에 현존하는 표면 전하는, 레이저 스캐닝 장치(66)에 노광되기 전에 존재했던 것 보다 약간 적을 수 있으나, 실질적으로 "재대전"될 것이며, 꽤 균일하게 되어, 전기적 제전 단계 또는 코로나 대전을 할 필요없이 제4 칼라 평면을 가할 수 있게 한다.
유사하게, 제4 칼라 평면은 레이저 스캐닝 장치(74), 액체 잉크(76)을 포함하는 현상 스테이션(78), 및 현상 롤(80)을 이용하여 감광체(10) 상에 부착(deposit)될 수 있다.
바람직하게는, 액체 잉크(52, 60, 68 또는 76)로부터의 여분의 액체는 도 1과 관련하여 기술된 롤러(32)와 유사한 롤러를 이용하여 "스퀴즈"된다. 그러한 롤러는 현상 스테이션(54, 62, 70, 및 78)의 어느 것 또는 이들 전부와 결합되어 이용될 수 있다.
액체 잉크(52, 60, 68 및 76)로부터의 부착된(plated) 솔리드는 도 1과 관련하여 기술된 것과 유사한 건조 메커니즘(34)에서 건조된다. 건조 메커니즘(34)은 수동적일 수 있으며, 액티브 에어 블로우어를 이용할 수도 있으며, 또는 건조 롤러, 진공 장치, 코로나 등과 같은 다른 능동장치일 수 있다.
이어서, 완성된 4 칼라 화상은 프린트되는 수용 매체(36)로 직접 전사되거나, 또는 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 중간 전사 부재(38) 및 전사 롤러(40)를 경유하여 간접적으로 전사된다. 통상적으로, 열 및/또는 압력이 화상을 수용 매체(36)에 정착(fix)시키기 위하여 이용된다. 그 결과물로서의 "프린트"는 상기 4 칼라 화상의 하드 카피 표시이다.
대전 전압, 감광체 용량 및 액체 잉크를 적절하게 선택하면, 이 프로세스는 무한한 수의 칼라 평면을 갖는 멀티 칼라 화상을 형성하기 위하여 무한번 반복될 수 있다. 비록 이 프로세스 및 장치가 위에서 통상적인 4 칼라 화상에 대하여 기술되었지만, 이 프로세스 및 장치는 2 또는 그 이상의 칼라 평면을 갖는 멀티 칼라 화상에도 적당하다.
액체 잉크(52, 60, 68 및 76)로서 사용되기에 특히 적당한 것으로 발견된 잉크의 하나의 타잎은, 실질적으로 투명하고, 레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)로부터의 광선에 대한 낮은 흡수성의 잉크 재료로 이루어져 있다. 이는, 레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)로부터의 광선이, 이전에 부착된 잉크 또는 잉크들을 통과한 후, 감광체(10)의 표면에 충돌하여, 부착된 전하를 감소시키도록 한다. 이러한 타잎의 잉크는, 제2, 제3, 또는 제4 칼라 평면을 형성할 때 칼라 부착의 순서를 고려할 필요없이, 이전에 현상된 잉크 화상을 통과하여 후속의 화상형성이 이루어질 수 있도록 허용한다. 잉크는 레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)로부터의 광선의 적어도 80%를 투과하는 것이 바람직한데, 90%를 투과하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 광선은 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)의 부착된 잉크 재료에 의하여 많이 산란되지 않는 것이 바람직하다.
액체 잉크(52, 60, 68 및 76)로서 사용되기에 특히 적당한 것으로 발견된 잉크의 하나의 타잎은, 액체 침지 현상(liquid immersion development)에 있어서 우수한 화상 특성을 나타내는 오가노졸(organosols)이다. 예를 들면, 상기 오가노졸 액체 잉크는 낮은 체적 전도성(bulk conductivity), 낮은 자유 위상 전도성(free phase conductivity), 낮은 전하/질량 및 적당한 이동도를 나타내는데, 이들은 모두 높은 광학밀도를 갖는, 고해상도 및 배경이 없는 화상(background free image)을 생성시키는데 소망되는 특성이다. 특히, 상기 잉크의 낮은 체적 전도성, 낮은 자유위상 전도성, 및 낮은 전하/질량은 이들이 넓은 범위의 솔리드 농도에 걸쳐서 고현상된 광학밀도(high developed optical density)를 달성할 수 있도록 하여, 종래의 잉크에 비하여 그들의 연장 프린팅 성능(extended printing performance)을 향상시킨다.
현상을 하면, 이들 칼라 액체 잉크는 입사광을 투과시키는 칼라 필름을 생성하며, 결과적으로 화상형성 광원으로부터의 광선에 대한 화상형성 노광시 광도전층(photoconductive layer)을 방전하도록 한다. 이때, 합착되지 않은 입자(non-coalescent particle)는 입사광의 일부분을 산란시킨다. 합착되지 않은 잉크 입자는 따라서 후속의 노광에 대한 광도전체(photoconductor)의 감도를 저하시키며, 결과적으로 오버프린팅된 화상과의 간섭이 존재한다.
이들 잉크는 낮은 Tg 값을 가질 수 있는데, 이는 이들 잉크가 실온에서 필름을 형성하는 것을 가능하게 한다. 보통의 실온(19-20℃)이면 필름 형성을 가능하게 하는데 충분하다. 작동중, 상기 장치의 주위 내부 온도는 특별한 가열요소가 없어도 더 높은 온도(예를 들면, 25-40℃)에 있는 경향이 있다. 상기 보통의 실온 및 상기 주위 내부 온도는 모두 상기 잉크가 필름을 형성하도록 하는데 충분하다.
상기 캐리어 액체는 본 기술분야에서 잘 알려진 넓은 범위의 재료로부터 선택될 수 있다. 상기 캐리어 액체는 통상적으로 친유성(oleophilic)이고, 다양한 조건에서 화학적으로 안정하고, 또한 전기 절연성이다. "전기 절연성"은 캐리어 액체가 낮은 유전상수 및 높은 전기비저항을 갖는 것을 의미한다. 캐리어 액체는 5 미만의 유전상수를 갖는 것이 바람직하고, 3 미만의 유전상수를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 적당한 캐리어 액체의 예는, 지방족 탄화수소(n-펜탄, 헥산, 헵탄 등), 지환식 탄화수소(시클로펜탄, 시클로헥산 등), 방향족 탄화수소(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등), 할로겐화 탄화수소 용매(염소화 알칸, 불소화 알칸, 염화불화탄화수소 등), 실리콘 오일 및 이들 용매의 블렌드이다. 바람직한 캐리어 액체는, Isopar G liquid, Isopar H liquid, Isopar K liquid, 및 Isopar L liquid(Exxon Chemical Corp., Houston, Tex. 에 의하여 제조)라는 상품명으로 시판되는 파라핀 용매 블렌드를 포함한다. 바람직한 캐리어 액체는 Exxon Chemical Corp.으로부터 입수할 수 있는 Norpar 12 liquid이다.
상기 잉크 입자는 열가소성 수지 내에 묻힌(embedded) 착색제로 이루어져 있다. 상기 착색제는 염료 또는 더욱 바람직하게는 피그먼트일 수 있다. 상기 수지는 캐리어 액체에 일반적으로 불용성 또는 단지 약간만 용해성이 있는 하나 또는 그 이상의 폴리머 또는 코폴리머로 이루어질 수 있다. 이들 폴리머 또는 코폴리머는 수지 코아를 포함한다. 또한, 상기 (안정제(stabilizer)라고 표시되는) 폴리머 또는 코폴리머의 적어도 하나가 캐리어 액체에 의하여 용매화되며 분자량이 적어도 500인 적어도 하나의 체인-라이크(chain-like) 성분을 포함하는 양친매성(兩親媒性) 물질일 때, 응집(aggregation)에 대한 분산된 잉크 입자의 우수한 안정성이 얻어진다. 그러한 조건하에서, 상기 안정제는 수지 코아로부터 캐리어 액체로 연장되어, Dispertion Polymerization(Ed. Barrett, Interscience., P.9, 1975)에서 토의된 입체 안정제(steric stabilizer)로서 작용한다. 상기 안정제는 수지 코아에 화학적으로 통합, 즉 공유결합되거나 또는 코아에 그래프트되는 것이 바람직하지만, 안정제가 수지 코아의 일체적 부분으로 남아 있을 수 있도록 안정제가 물리적으로 또는 화학적으로 코아에 흡착될 수도 있다.
상기 오가노졸이 25℃ 미만(더욱 바람직하게는 6℃ 미만)의 유효 유리전이온도(Tg)를 나타내도록, 상기 수지의 조성은 선택적으로 조작될 수 있다. 이에 의하여, 상기 코아 Tg 보다 높은 온도(바람직하게는 25℃ 이상)에서 실시되는 프린팅 또는 화상형성 프로세스시, 상기 수지를 주성분으로서 포함하는 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)의 잉크 조성이 급격한 필름 형성(급속한 자기정착(self fixing))을 경험하도록 한다. 프린팅된 화상 또는 착색된 화상(toned image)의 급속한 자기정착을 촉진하기 위하여 낮은 Tg 수지를 사용하는 것은, "Film Formation"(Z.W.Wicks, Federation of Societies for Coatings Technologies, p.8, 1986)에 의하여 예시된 바와 같이, 본 기술분야에서 알려져 있다. 급속한 자기정착은 프린팅 결함(얼룩(smearing) 또는 후연(後緣; trailing-edge tailing)과 같은 것) 및 고속 프린팅시의 불완전 전사를 회피하는 것으로 생각되어 진다. 보통종이상에 프린팅하는 경우, 최종 화상이 끈적끈적하지(tacky) 않고 또한 우수한 블록 저항(block resistance)을 갖도록, 상기 코아 Tg는 -10℃ 보다 높은 것이 바람직하고, -5℃ 내지 +5℃ 의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
그러한 급속한 자기정착(rapid self fixing)은 액체 잉크(52, 60 및 68)에게 바람직한 것인데, 이는 화상의 후속 칼라 평면을 형성하는데 있어서 액체 잉크(52, 60 및 68)가 후속의 액체 잉크(60, 68 및 76)에 의하여 오버레이(overlay)되기 전에 필름을 형성할 수 있도록 하기 때문이다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)가 0.5초 이내에 자기정착하는 것이 장치가 충분한 속력으로 작동할 수 있도록 하고 또한 화상의 질을 보장하기 때문에 바람직하다. 그러한 급속한 자기정착이 화상에서 75% 초과의 솔리드 체적분율을 갖는 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)에서 일어나는 것으로 일반적으로 믿어진다.
또한, 최종 화상이 끈적끈적하지(tacky) 않고 또한 우수한 블록 저항(block resistance)을 갖도록, 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)의 유리전이온도(Tg)는 -10℃ 보다 높고 +25℃ 보다 낮은 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 유리전이온도(Tg)는 -5℃ 내지 +5℃이다.
또한, 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)는, 그 결과로서 얻어지는 화상이 고밀도가 되도록 하는데 도움이 되도록, 낮은 전하 대 질량비를 갖는 것이 바람직하다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)는 가장 바람직한 구현예에서 10-1000마이크로쿨롱/g의 전하대질량비를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)는, 고해상도를 제공하는데 도움이 되고, 우수한 샤프니스(sharpness) 및 낮은 배경(background)을 주도록, 낮은 자유 위상 전도성을 갖는 것이 바람직하다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)는 1% 솔리드에서 30% 미만의 자유 위상 전도성을 갖는 것이 바람직하다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)는, 1% 솔리드에서 20% 미만의 자유 위상 전도성을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)는, 1% 솔리드에서 10% 미만의 자유 위상 전도성을 갖는 것이 가장 바람직하다.
액체 잉크(52, 60, 68 및 76)에서 사용하기에 적당한 수지 재료의 예는, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 메틸 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 라우릴 메타아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트, 옥타데실 메타아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 메타아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 및 기타 폴리아크릴레이트와 폴리메타아크릴레이트를 포함하는 (메타)아크릴산 에스테르의 폴리머 또는 코폴리머를 포함한다. 멜라민과 멜라민 포를알데히드 수지, 페놀 포름알데히드 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 및 스티렌/아크릴 코폴리머, 아크릴산 및 메타아크릴산 에스테르 수지, 셀룰로오스 아세테이트 및 셀룰로오스 아세테이트-부티레이트(butyrate) 코폴리머, 및 폴리(비닐 부티랄) 코폴리머[poly(vinyl butyral) copolymer]를 포함하는 다른 폴리머가 상기한 재료와 함께 사용될 수 있다.
액체 잉크(52, 60, 68 및 76)에 사용될 수 있는 착색제는, 폴리머 수지와 혼합될 수 있고, 캐리어 액체와 상용성이 있고, 또한 잠재적인 정전기적 화상을 가시적으로 만드는데 유용하고 효과적인 것이라면, 실제적으로 어떠한 염료, 스테인(stain) 또는 피그먼트라도 포함한다. 적당한 착색제의 예는, 프탈로시아닌 블루(C.I. Pigment Blue 15 및 16), 퀴나크리돈 마젠타(C.I. Pigment Red 122, 192, 202 및 206), 로다민 YS(C.I. Pigment Red 81), 디아릴라이드 (벤지딘) 옐로우(C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 17, 55, 83 및 155) 및 아릴아미드 (한자) 옐로우(C.I. Pigment Yellow 1, 3, 10, 73, 74, 97, 105 및 111); 유기 염료, 및 미세하게 분할된 탄소 등과 같은 블랙 재료를 포함한다.
잉크 입자에 있어서의 수지 대 착색제의 최적중량비는 1/1 내지 20/1 정도이며, 10/1 내지 3/1이 가장 바람직하다. 캐리어 액체에 있어서의 모든 분산된 "솔리드" 재료는, 통상적으로 전체의 액체현상제 조성물의 0.5 내지 20 중량%를, 가장 바람직하게는 0.5 내지 3중량%을 나타낸다.
액체 잉크(52, 60, 68 및 76)는, 잉크 입자의 균일한 전하 극성을 제공하기 위하여, 때때로 "차지 디렉터(charge director)"라고 지칭되는, 용해성 전자조절제를 포함한다. 상기 차지 디렉터는, 잉크 입자내에 혼합될 수 있고, 잉크 입자와 화학적으로 반응할 수 있고, 화학적 또는 물리적으로 잉크 입자(수지 또는 피그먼트)상에 흡착될 수 있고, 또한 잉크 입자내에 혼합된 관능기와, 바람직하게는 상기 안정제(stabilizer)를 구성하는 관능기를 통하여, 킬레이트화될 수 있다. 상기 차지 디렉터는 잉크 입자에게 선택된 극성(양 또는 음)의 전하를 부여한다. 본 기술분야에서 개시된 임의의 수의 차지 디렉터가 본 발명에서 사용될 수 있는데, 바람직한 포지티브 차지 디렉터는 금속 비누(metallic soap)이다. 상기 바람직한 차지 디렉터는 지르코늄 및 알루미늄의 다가(polyvalent) 금속 비누, 바람직하게는 지르코늄 옥토에이트이다.
대전 장치(18)는 바람직하게는 스코로트론(scorotron) 타잎 대전 장치이다. 대전 장치(18)는 + 4,000 내지 + 8,000 볼트의 적당한 포지티브 고전압원에 연결된 고전압 와이어(미도시)를 갖는다. 상기 대전 장치(18)의 그리드 와이어는, 감광체(18)의 표면으로부터 약 1 내지 약 3 밀리미터 이격되어 배치되어 있으며, 감광체의 용량에 따라 + 600 내지 + 1000 볼트 범위의 또는 그 이상의 감광체(10)상의 겉보기 표면 전압을 얻기 위하여 조절가능한 포지티브 전압 공급원(미도시)에 연결되어 있다. 이것은 바람직한 전압 범위이며, 다른 전압이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 두께운 감광체는 통상적으로 더 높은 전압을 필요로 한다. 필요로 하는 전압은 주로 감광체(10)의 용량 및 장치(42)의 잉크로서 사용되는 액체 잉크의 전하대질량비에 의존한다. 물론, 양대전 감광체(10)의 경우에는 포지티브 전압에 연결하는 것이 필요하다. 대신에, 네거티브 전압을 이용하는 음대전 감광체(10)도 사용가능하다. 음대전 감광체(10)의 경우에도 원리는 동일하다.
레이저 스캐닝 장치(50)는 화상의 제1 칼라 평면과 관련된 화상 정보를 부여하고, 레이저 스캐닝 장치(58)는 화상의 제2 칼라 평면과 관련된 화상 정보를 부여하고, 레이저 스캐닝 장치(66)는 화상의 제3 칼라 평면과 관련된 화상 정보를 부여하고, 또한 레이저 스캐닝 장치(74)는 화상의 제4 칼라 평면과 관련된 화상 정보를 부여한다. 비록 레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)의 각각은 화상의 독립된 칼라와 관련이 있고, 도 3과 관련하여 위에서 설명된 바와 같은 순서로 작동하지만, 이하에서 이들은 편의상 함께 설명된다.
레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)는 고강도 전자기 광선의 적당한 소스를 포함한다. 상기 광선은 단일빔 또는 빔들의 어레이(array)일 수 있다. 그러한 어레이의 단일빔은 개별적으로 변조(modulation)될 수 있다. 예를 들면, 광선은 감광체(10)의 운동방향에 대체로 직각이고 또한 대전 장치(18)에 대하여 고정된 위치에서의 라인 스캔(line scan)으로서 감광체(10)상에 충돌한다.
상기 광선은, 바람직하게는 감광체(10)의 운동과 정확한 동조(同調; synchronism)를 유지하면서, 감광체(10)를 스캔하고 노광한다. 상기 화상형성 노광(image-wise exposure)은 광선이 충돌하는 곳마다 감광체(10)의 표면 전하를 크게 감소되도록 한다. 광선이 충돌하지 않은 감광체(10)의 표면 영역은 감지할 수 있을 정도로 방전되지 않는다. 따라서, 감광체(10)가 광선의 하부를 통과하여 나올때, 그 표면전하분포는 소망되는 화상 정보와 비례한다.
레이저 스캐닝 장치(50, 58, 및 66)에 의하여 전달되는 광선의 파장은, 화상의 처음 3개의 칼라 평면을 통한 흡수도가 낮게 되도록 선택된다. 제4 화상 평면은 통상적으로 블랙이다. 블랙은 모든 파장의 광선에 대하여 흡수도가 매우 높은데, 이는 감광체(10)의 방전에 유용할 것이다. 또한, 선택된 레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)의 광선의 파장은 바람직하게는 감광체(10)의 최대 감도 파장에 상당하여야 한다. 레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)의 바람직한 소스는 적외선 다이오드 레이저 및 700 나노미터 보다 긴 방출파장을 갖는 광방출 다이오드이다. 가시광선에서 특별히 선택된 파장도 특정 조합의 착색제에 대하여 사용될 수 있다. 바람직한 파장은 750 내지 850 나노미터, 760 내지 820 나노미터, 770 내지 800 나노미터, 및 대략 약 780 나노미터이다.
레이저 스캐닝 장치(50, 58, 66 및 74)로부터의 상기 광선(이경우에는, 단일빔 또는 빔들의 어레이)은, 콤퓨터 메모리, 컴뮤니케이션 채널 등과 같은 적당한 소스로부터의 임의의 단일 칼라 평면 정보에 대한 화상 시그널에 응답하여 통상적인 방법으로 변조된다. 상기 레이저 스캐닝 장치로부터의 광선이 감광체(10)에 도달하기 위하여 조작되는 메커니즘도 역시 통상적인 방법에 따른다.
상기 광선은 회전다면경(rotating polygonal mirror)과 같은 적당한 스캐닝 요소에 부딪친 후, 상기 광선을 감광체(10)에 대하여 특정한 래스터(raster) 라인 포지션에 집속(focus)하기 위하여, 상기 광선은 적당한 스캔 렌즈(미도시)를 통과한다. 물론, 오실레이팅 미러, 변조된 파이버 옵틱 어레이, 도파관(導波管) 어레이와 같이 다른 스캐닝 수단 또는 적당한 화상전달 시스템이, 다면경 대신에 또는 이에 부가되어 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 디지탈 하프톤 화상형성(digital halftone imaging)의 경우, 인치당 600 도트의 해상도를 가정할 때, 광선은 1/2 최대강도 레벨(one-half maximum intensity level)에서 50 마이크론 미만의 직경으로 집속될 수 있는 것이 바람직하고, 42 마이크론 미만의 직경으로 집속될 수 있는 것이 더욱 바람직하다. 어떠한 응용분야에서는 더 낮은 해상도가 받아들여질 수 있다. 상기 스캔 렌즈는 이 빔 직경을 적어도 12인치(30.5센티미터) 너비로 유지할 수 있는 것이 바람직하다.
통상적으로, 스캔 속도를 모니터하고 콘트롤하기 위한 히스테리시스 모터 및 오실레이터 시스템 또는 서보 피드백 시스템을 포함할 수 있는 일렉트로닉스를 콘트롤하는 것에 의하여, 상기 다면경은 일정한 속력으로 보통의 방법으로 회전된다. 감광체(10)는 모터에 의하여 일정한 속도로 스캔 방향에 대하여 직각으로 운동하게 되며, 포지션/속도 감지 장치는, 광선이 감광체(10)상에 충돌하는 래스터 라인(raster line)을 통과하게 된다. 다면경에 의하여 생성되는 스캔 속도와 감광체(10) 운동 속력 사이의 비율은, 일정하게 유지되며, 레이저 변조 정보의 요구되는 어드레서빌리티(addressability) 및 최종 화상의 올바른 종횡비(aspect ratio)를 위한 래스터 라인의 중첩(overlay)을 얻을 수 있도록 선택된다. 고품질 화상형성의 경우, 바람직하게는 적어도 인치당 600 스캔이, 더욱 바람직하게는 인치당 1200 스캔이 감광체(10)상에 충돌되도록 다면경 회전 및 감광체(10) 속력이 세팅된다.
현상 스테이션(54)는 화상의 제1 칼라 평면을 현상하고, 현상 스테이션(62)는 화상의 제2 칼라 평면을 현상하고, 현상 스테이션(70)은 화상의 제3 칼라 평면을 현상하고, 현상 스테이션(78)은 화상의 제4 칼라 평면을 현상한다. 비록 현상 스테이션(54, 62, 70 및 78)의 각각은 화상의 독립된 칼라와 관련이 있고, 도 3과 관련하여 위에서 설명된 바와 같은 순서로 작동하지만, 이하에서 이들은 편의상 함께 설명된다.
통상적인 액체 잉크 침지 현상 기술이 현상 스테이션(54, 62, 70 및 78)에서 사용된다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)가 감광체(10)의 노광된 영역에 부착되는 방식, 또는 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)가 감광체(10)의 비노광된 영역에 부착되는 방식의 2개의 일반적 현상 모드가 본 기술분야에서 알려져 있다. 전자의 화상 형성 모드는 균일한 밀도 및 낮은 배경 밀도를 유지하면서 하프톤 도트의 형성을 향상시킬 수 있다. 비록 본 발명이 양으로 대전된 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)가 광선에 의하여 방전된 영역의 감광체(10) 표면상에 부착되는 방식의 방전 현상 시스템을 이용하여 설명되었지만, 그 반대 방식의 화성형성 시스템도 역시 본 발명에서 사용될 수 있는 것이 인식되고 이해되어야 한다. 감광체(10)의 표면 근방에 배치된 현상 롤(56, 64, 72 및 80)에 의하여 생성된 균일한 전기장을 이용하여, 현상이 달성된다.
현상 스테이션(54, 62, 70 및 78)은 현상 롤(56, 64, 72 및 80), 스퀴지 롤러(82, 84, 86 및 88; squeegee roller), 유체 전달 시스템, 및 유체 반송 시스템으로 이루어져 있다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)의 얇고, 균일한 층이 회전하는, 실린더형상의 현상 롤(56, 64, 72 및 80)상에 확립되어 있다. 감광체(10)의 비노광된 표면 포텐셜 과 감광체(10)의 노광된 표면 포텐셜 레벨의 중간 크기의 바이어스 전압이 현상 롤에 가해진다. 상기 전압은, 어떠한 배경에도 부착되지 않으면서 요구되는 최대 밀도 레벨 및 하프톤 도트의 톤 재생 스케일(tone reproduction scale for halftone)을 얻을 수 있도록, 조절된다. 감광체(10)의 표면상에 형성된 잠상이 현상 롤(56, 64, 72 및 80)의 하부를 통과하기 직전에, 현상 롤(56, 64, 72 및 80)은 감광체(10)의 표면 근방에 위치하게 된다. 현상 롤(56, 64, 72 및 80)상의 바이어스 전압은 전기장에서 이동성이 있는 대전된 피그먼트 입자가 잠상을 현상하도록 강제한다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)내의 대전된 "솔리드" 입자는, 감광체(10)의 표면 전압이 현상 롤(56, 64, 72 및 80)의 바이어스 전압 보다 작은 영역(30)에서 감광체(10)의 표면상으로 이동하여 부착될 것이다. 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)의 전하 중립성은 양으로 대전된 잉크 입자의 전하와 평형(balance)을 이루는 반대로 대전된 실질적으로 투명한 대이온(counter ion)에 의하여 유지된다. 대이온은, 감광체(10)의 표면 전압이 현상 롤 바이어스 전압 보다 큰 영역에서의 감광체(10)의 표면상에 부착된다.
현상 롤(56, 64, 72 및 80)에 의하여 부착이 달성된 후, 스퀴지 롤러(82, 84, 86 및 88)는, 감광체(10)상의 현상된 화상 영역위를 롤링하여 여분의 액체 잉크(52, 60, 68 및 76)를 제거하고, 순차적으로 화상의 각각의 현상된 칼라 평면을 뒤에 남긴다. 특히 스퀴지 롤러의 비저항(resistivity)이 1×1010Ω/square 미만일때, 바람직하게는 1×109Ω/square 미만일 때, 스퀴지 롤러(82, 84, 86 및 88)상에 부착되는 것을 방지하기 위하여, 스퀴지 롤러(82, 84, 86 및 88)에 바이어스 전압 이 인가될 수 있다. 대신에, 감광체(10)의 표면상에 잔류하는 여분의 액체 잉크는 필름이 생성되도록 하기 위하여 본 기술분야에서 잘 알려진 진공기술에 의하여 제거될 수 있다. 감광체(10)상에 부착된 잉크는, 후속의 현상 프로세스에서 현상 스테이션(54, 62, 70 및 78)에 의하여 씻어내어지는(washed off) 것을 방지하기 위하여, 현상 롤(56, 64, 72 및 80), 스퀴지 롤러(82, 84, 86 및 88) 또는 이와 대체적인 건조 기술에 의하여 비교적 굳게 (firm)되어야 한다.
감광체는, 전기 전도성 지지체; 및 전하 수송 화합물과 전하 발생 화합물 모두를 폴리머 바인더내에 함유하는 단일층 형태의 광도전성 요소를 포함한다. 그러나, 바람직하게는, 감광체는 전기 전도성 지지체; 및 전하 발생층과 독립적인 전하 수송층을 갖는 2층 구조의 광도전성 요소를 포함한다. 전하 발생층은 전기 전도성 지지체와 전하 수송층의 사이에 배치될 수 있다. 이 대신에, 광도전성 요소는 반대의 구조로, 즉 전하 수송층이 전기 전도성 지지체와 전하 발생층의 사이에 배치될 수 있다.
전기 전도성 지지체는, 가요성(可撓性), 예를 들면 가용성 웹 또는 벨트의 형태의 일 수 있으며, 또는 비가용성, 예를 들면 드럼의 형태일 수 있다. 통상적으로, 가요성 전기 전도성 지지체는 절연된 지지체 및 전기 전도성 재료의 얇은 막으로 이루어진다. 절연된 지지체는, 종이 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리비닐 플루오라이드와 폴리스티렌과 같은 비닐계 수지 등 일 수 있다. 서포팅 지지체의 구체적인 예는 폴리에테르술폰(Stabar S-100, ICI로부터 상업적으로 입수가능), 폴리비닐 플루오라이드(Tedlar, E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 상업적으로 입수가능), 폴리비스페놀-A 폴리카보네이트(Makrofol, Mobay Chemical Company로부터 상업적으로 입수가능) 및 비결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Melinar, ICI Americas, Inc로부터 상업적으로 입수가능; 및 DuPont A 및 DuPont442, E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 상업적으로 입수가능)를 포함한다.
전기 전도성 재료는 그래파이트, 카본 블랙, 아이오다이드(iodide), 폴리피롤 및 Calgon Conductive polymer 261(Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa.에서 상업적으로 입수가능)과 같은 전도성 폴리머, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 황동, 금, 팔라듐, 니켈, 또는 스테인레스 스틸와 같은 금속 또는 주석 산화물 또는 인듐 산화물과 같은 금속 산화물일 수 있다. 바람직하게는, 전기 전도성 재료는 알루미늄 또는 인듐 산화물이다. 통상적으로, 절연된 지지체는 요구되는 기계적 안정성을 제공하기에 적당한 두께를 갖는다. 예를 들면, 가요성 웹 지지체는 일반적으로 약 0.01 mm 내지 약 1 mm의 두께를 갖고, 드럼 지지체는 일반적으로 약 0.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는다.
전하 발생 화합물은 염료 또는 피그먼트와 같이 광을 흡수하여 전하 캐리어를 발생시킬 수 있는 재료이다. 적당한 전하 발생 화합물의 예는, 무금속(metal-free) 프탈로시아닌 화합물(phthalocyanines), 티타늄 프탈로시아닌, 코퍼 프탈로시아닌, 옥시티타늄 프탈로시아닌(티타닐 옥시프탈로시아닌으로도 지칭됨), 하이드록시갈륨(hydroxygallium) 프탈로시아닌과 같은 금속 프탈로시아닌 화합물, 스쿠아릴륨(squarylium)계 염료 및 피그먼트, 하이드록시-치환 스쿠아릴륨계 피그먼트, 페릴이미드계 화합물(perylimides), 상품명 Indofast Double Scarlet, Indofast Violet Lake B, Indofast Brilliant Scarlet 및 Indofast Orange로 Allied Chemical Corporation으로부터 입수가능한 다핵 퀴논계 화합물(polynuclear quinones), 상품명 Monastral Red, Monastral Violet 및 Monastral Red Y로 DuPont사로부터 입수가능한 퀴나크리돈계 화합물(quinacridones), 페리논계 화합물(perinones), 테트라벤조포르피린계 화합물(tetrabenzoporphyrins) 및 테트라나프탈로포르피린계 화합물을 포함하는 나프탈렌 1,4,5,8-테트라카르복실산 유도 피그먼트, 인디고- 및 티오인디고 염료, 벤조티오크산텐(benzothioxanthene)-유도체, 페릴렌 3,4,9,10-테트라카르복실산 유도 피그먼트, 비스아조-, 트리아조-, 및 테트라키스아조-피그먼트를 포함하는 폴리아조-피그먼트, 폴리메틴 염료(polymethine dyes), 퀴나졸린기를 포함하는 염료, 3급 아민 화합물, 아모퍼스 셀레늄, 셀레늄-텔루륨(selenium-tellurium), 셀레늄-텔루륨-비소 및 셀레늄-비소와 같은 셀레늄 합금, 카드뮴 술포셀레나이드(cadmium sulfoselenide), 카드뮴 셀레나이드, 카드뮴 설파이드, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 전하 발생 화합물은 옥시티타늄 프탈로시아닌, 하이드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 이들의 조합이다.
바람직하게는, 전하 발생층은 전하 발생층의 중량을 기준으로 약 10 내지 약 90중량% 함량의 바인더를, 더욱 바람직하게는 약 20 내지 약 75중량% 함량의 바인더를 포함한다.
전자사진법에서 이용할 수 있는 전하 수송 재료에는 많은 종류가 있다. 전하 수송층에 이용할 수 있는 적당한 전하 수송 재료는 피라졸린 유도체, 불소 유도체, 옥사디아졸 유도체, 스틸벤 유도체, 히드라존 유도체, 카바졸 유도체, 카바졸 히드라존 유도체, 트리아릴아민계 화합물, 폴리비닐 카바졸, 폴리비닐 피렌, 또는 폴리아세나프틸렌(polyacenaphthylene)을 포함하는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
전하 수송층은 통상적으로 전하 수송층의 중량을 기준으로 약 25 내지 약 60중량% 함량의 전하 수송 재료를, 더욱 바람직하게는 약 35 내지 약 50중량% 함량의 바인더를 포함하는데, 전하 수송층의 나머지는 바인더, 선택적으로 임의의 통상적인 첨가제를 포함한다. 전하 수송층은 통상적으로 약 10 내지 약 40 마이크론의 두께를 가지며, 본 기술분야에서 알려진 임의의 통상적인 기술에 의하여 형성될 수 있다.
간편하게, 전하 수송층은, 전하 수송 재료와 폴리머 바인더를 유기 용매내에 분산 또는 용해시킨 후, 하부층상에 상기 분산액 및/또는 용액을 코팅하고, 이 코팅을 단단하게 하는 것(예를 들면, 경화, 중합 또는 건조)에 의하여 형성될 수 있다. 마찬가지로, 전하 발생층도 전하 발생 화합물과 폴리머 바인더를 유기 용매내에 분산 또는 용해시킨 후, 하부층상에 상기 분산액 및/또는 용액을 코팅하고, 이 코팅을 단단하게 하는 것(예를 들면, 경화, 중합 또는 건조)에 의하여 형성될 수 있다.
바인더는 전하 수송 화합물(전하 수송층의 경우) 및 전하 발생 화합물(전하 발생층의 경우)을 분산 또는 용해시킬 수 있다. 전하 발생층과 전하 수송층 모두에대한 적당한 바인더의 예는, 폴리스티렌-co-부타디엔, 변성 아크릴 폴리머, 폴리비닐아세테이트, 스티렌-알키드 수지, 소야-알킬 수지(soya-alkyl resin), 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트, 스티렌 폴리머, 폴리비닐부티랄, 알키드 수지, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리케톤, 페녹시수지, 에폭시수지, 실리콘수지, 폴리실록산, 폴리(하이드록시에테르) 수지, 폴리하이드록시스티렌 수지, 노볼락 수지(novolak resin), 레졸 수지(resol resin), 폴리(페닐글리시딜 에테르)-co-디시클로펜타디엔, 상기한 폴리머들에서 사용된 모노머들의 코폴리머, 및 그들의 조합을 포함한다. 폴리카보네이트 바인더는 특히 전하 수송층의 경우에 선호되고, 폴리비닐부티랄과 폴리에스테르 바인더는 특히 전하 발생층의 경우에 선호된다. 전하 수송층의 경우, 적당한 폴리카보네이트 바인더의 예는, 비스페놀-A로부터 유도된 폴리카보네이트 A, 시클로헥실리덴 비스페놀로부터 유도된 폴리카보네이트 Z, 메틸비스페놀-A로부터 유도된 폴리카보네이트 C, 및 폴리에스테르카보네이트를 포함한다.
감광체는 또한 부가적인 층을 포함할 수 있다. 그러한 층은 본 기술분야에서 잘 알려져 있는데, 예를 들면 배리어층, 이형층, 접착층, 그라운드 스트라이프(ground stripe), 및 하부층(sub-layer)이 있다. 이형층은 광도전체 요소의 최상층을 형성하고, 배리어층은 이형층과 광도전성 요소의 사이에 샌드위치되어 있다. 접착층은 배리어층과 이형층의 사이에 배치되어 이들 두 층의 접착을 향상시킨다. 하부층은 전하블로킹층으로서 전기전도성 지지체와 광도전성 요소의 사이에 배치되어 있다. 하부층은 전기전도성 지지체와 광도전성 요소 사이의 접착을 향상시킬 수 있다.
적당한 배리어층은, 가교가능한 실록사놀-콜로이달 실리카(siloxanol-colloidal silica) 코팅과 하이드록실레이티드 실세스퀴녹산-콜로이달 실리카(silsesquinoxane-colloidal silica) 코팅과 같은 코팅; 및 폴리비닐 알콜, 메틸 비닐 에테르/무수말레인산 코폴리머, 카제인, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산, 젤라틴, 전분, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리카보네이트, 폴리비닐부티랄, 아세토아세탈, 폴리비닐 포르말 및 폴리비닐 부티랄과 같은 폴리비닐 아세탈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 카바졸, 상기한 폴리머에서 사용된 모노머들의 코폴리머, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/비닐 알콜 터폴리머(terpolymer), 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/말레인산 터폴리머, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머, 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 코폴리머와 같은 비닐 수지, 셀룰로오스 폴리머, 및 이들의 혼합물과 같은 유기 바인더를 포함한다. 상기 유기 바인더는 선택적으로 퓸드 실리카(fumed silica), 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 또는 이들의 조합과 같은 작은 무기 입자를 포함할 수 있다. 통상적인 입자 사이즈는 0.001 내지 0.5 마이크로미터의 범위이고, 바람직하게는 0.005 마이크로미터이다. 바람직한 배리어층은 메틸 셀룰로오스 및 글리옥살(glyoxal)을 가교제로 갖는 메틸 비닐 에테르/말레인산 무수물 코폴리머의 1:1 혼합물이다.
이형층 상부코트는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이형층은 불소화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들의 조합이다. 더욱 바람직하게는, 이형층은 가교된 실리콘 폴리머를 포함한다.
통상적인 접착층은 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리(하이드록시 아미노 에테르) 등과 같은 필름 형성 폴리머를 포함한다. 바람직하게는, 접착층은 폴리(하이드록시 아미노 에테르)를 포함한다. 그러한 층이 사용되는 경우, 이들은 바람직하게는 약 0.01 마이크로미터 내지 약 5 마이크로미터의 건조두께를 갖는다.
통상적인 하부층(sub-layer)은 폴리비닐 부티랄, 오가노실란, 가수분해가능한 실란, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 실리콘 등을 포함한다. 바람직하게는, 하부층은 약 20 옹스트롬 내지 약 2,000 옹스트롬의 건조두께를 갖는다.
통상적인 전기 전도성 그라운드 스트라이프는 전도성 입자, 무기 입자, 바인더, 및 기타 첨가제를 포함한다. 바람직하게는, 그라운드 스트라이프의 표면비저항은 약 1×104Ω/square 미만이다.
선택적인 통상적인, 예를 들면 계면활성제, 충전제, 커플링제, 파이버, 윤활제, 습윤제, 피그먼트, 염료, 가소제, 이형제, 침전방지제, 및 경화제와 같은 첨가제는, 본 발명의 중간 전사 부재의 폴리머층에 포함될 수 있다.
본 발명은 이하의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 기술되는데, 이 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아님은 물론이다.
실시예
비교예 A
100% 고형물로서 공급되고, 반고체의 유동특성을 갖는 FRV 1106 플루오로실리콘 프리폴리머(GE Silicones, Waterford, NY로부터 구입) 10g을 깨끗한, 건조된 226㎖ 용기(jar)에 넣었다. 이어서, 메틸 에틸 케톤(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입) 90g을 넣었다. 이 혼합물을 이어서 교반기(Eberbach Corp., Ann Arbor, MI로부터 구입한 카탈로그 번호 6010)상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고 25분동안 교반하였다. FRV 1106 플루오로실리콘 프리폴리머 용액을 얻었다. 이어서, 이 용액을 0.254 mm두께의 30.40 cm ×60.96 cm 크기의 황동 쉬트(McMaster-Carr, Chicago, IL로부터 구입한 카탈로그 번호 8956K11)상에 #16 마이어 로드(Meier rod)를 이용하여 코팅하였다. 이 코팅을 공기중에서 2분 동안 건조시킨 후, 150℃에서 3분동안 오븐에서 경화하였다. 이어서 경화 상태를 확인하기 위하여 이 코팅을 지우개로 문지른 결과, 그리시 텍스쳐(greasy texture)인 것을 발견하였는데, 이는 경화가 불완전한 것을 나타낸다. 건조된 코팅은 지지체로부터 용이하게 문질러져 제거되었다.
실시예 1
FRV 1106 플루오로실리콘 프리폴리머 4g을 깨끗한, 건조된 113㎖ 용기(jar)에 넣었다. 메틸 에틸 케톤 16g을 상기 용기에 넣었다. 이 용기를 닫고, 이어서 교반기상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고 30분동안 교반하였다. FRV 1106 플루오로실리콘 프리폴리머 용액을 얻었다. TyzorTM TBT(트리부틸 티타네이트, DuPont Chemical, Wilington, DE로부터 입수) 0.07g을 상기 FRV 1106 용액에 첨가하였다. 이 혼합물을 이어서 교반기상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고 25분동안 교반하였다. 그 결과 얻은 코팅 용액을 15분 동안 방치한 후, 비교예 A에서와 같이 황동 쉬트상에 코팅하고, 경화하였다. 비교예 A에서와 같이 그 결과 얻은 건조 코팅의 경화 상태를 확인한 결과, 탄성이 있는 반강성 일래스토머(resilient semi-rigid elastomer)인 것을 발견하였다. 이 건조된 코팅을 연필 지우개로 문질렀을 때, 상기 황동 쉬트로부터 박리(delamination)되지 않았는데, 이는 코팅이 잘 경화된 것을 나타낸다.
실시예 2
FRV 1106 플루오로실리콘 프리폴리머(GE Silicones, Waterford, NY로부터 구입) 10g을 깨끗한, 건조된 226㎖ 용기(jar)에 넣었다. 이어서, 메틸 에틸 케톤 90g을 넣었다. 이 혼합물을 이어서 교반기상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고, 25분동안 교반하였다. FRV 1106 플루오로실리콘 프리폴리머 용액을 얻었다.
TyzorTM TBT 10g을 다른 깨끗한, 건조된 226㎖ 용기(jar)에 넣었다. 이 용기에 2-프로판올(Aldrich Chemicals, Milwaukee, WI로부터 구입) 90g을 넣었다. 이 용액을 이어서 교반기상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고 25분동안 교반하였다.
이 TyzorTM TBT의 2-프로판올 용액 1g을 상기 FRV 1106 플루오로실리콘 프리폴리머 용액에 넣었다. 이 혼합물을 이어서 교반기상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고 25분동안 교반하였다. 그 결과 얻은 코팅 용액을 15분 동안 방치한 후, 비교예 A에서와 같이 황동 쉬트상에 코팅하고, 경화하였다. 비교예 A에서와 같이 그 결과 얻은 건조 코팅의 경화 상태를 확인한 결과, 내구성이 있는 일래스토머 코팅인 것을 발견하였다. 이 건조된 코팅을 연필 지우개로 문질렀을 때, 상기 황동 쉬트로부터 박리되지 않았는데, 이는 코팅이 잘 경화된 것을 나타낸다.
실시예 3
실시예 2에서 사용된 코팅 용액을 나이프-코팅하여 0.0762 mm 두께의 폴리에스테르 필름(Melinex, ICI Films, Wilmington, DE로부터 구입)상에 51 마이크론의 건조 필름을 형성하였다. 지우개로 문지르는 방법(rubbing)으로 측정하였을 때, 상기 코팅의 경화 정도는 실시예 1과 유사하였으며, 내구성이 있는 일래스토머(durable elastomer)로 경화되었음을 발견하였다.
실시예 4
실시예 1 및 2에서 사용된 코팅 용액 30g에 메틸 에틸 케톤 70g을 첨가하였다. 이 혼합물을 이어서 교반기상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고 20분동안 교반하였다. 그 결과 얻은 용액을 15분 동안 방치하였다. 이어서, 이 용액을, 길이 약 60 mm, 외경 50 mm, 및 두께 1.5 mm의 알루미늄 코아상에 1×106Ω-cm의 체적비저항을 갖는 전도성 고무층을 포함하는 회전 전사롤(rotating transfer roll)상에 작은 자동차 페인트 스프레이어(PrevalTM, 56㎖, Precision Valve Corporation, Yonkers, NY로부터 구입)를 이용하여 스프레이하였다. 페인트 스프레이어를 회전 전사롤로부터 약 15-24 cm 떨어져 유지시켰으며, 방울져 떨어짐(drip), 처짐 마크(sag mark), 또는 많이 칠해진 곳과 적게 칠해진 곳이 생성되지 않도록 앞뒤로 움직였다. 상기 롤을 공기중에서 30분 동안 건조시킨 후, 150℃에서 15분동안 경화시켰다. 상기 오버코트층의 건조두께는 약 25 마이크론이었다. 잘 경화되고, 내구성의 접착된 코팅을 얻었다. 코팅된 롤의 체적비저항은 5×109Ω-cm 였다.
실시예 5
메틸 에틸 케톤 70g을 실시예 1 및 2에서 사용된 코팅 용액 30g에 첨가하였다. 이 혼합물을 이어서 교반기상에 놓고 "고속(high)"으로 세팅하고 20분동안 교반하였다. 그 결과 얻은 용액을 15분 동안 방치하였다. 이어서 이 용액을 길이 약 60 mm, 외경 50 mm, 및 두께 1.5 mm의 알루미늄 코아상의 두께 3.2mm의 폴리우레탄일래스토머 유연층(compliant layer)을 구비한 회전 전사롤상에 작은 자동차 페인트 스프레이어(PrevalTM, 56㎖, Precision Valve Corporation, Yonkers, NY로부터 구입)를 이용하여 스프레이하였다. 두께 30 마이크론의 건조 플루오로실리콘 코팅을 얻었다. 이 경화되지 않은 플루오로실리콘층을 레이저 게이지로 측정한 결과 두께 30 마이크론이었다. 이를 공기중에서 30분 동안 건조시킨 후, 120℃에서 30분동안 경화시켰다. 잘 경화되고, 내구성의 접착된 코팅을 얻었다. 롤러에 대한 접착성이 우수한 내구성의 일래스토머 코팅을 얻었다.
시험
실시예 1의 경화된 오버코트에 대하여 지방족 탄화수소의 흡수시험을 실시하였다. 상기 오버코트를 커팅하여 얻은 6.45 ㎟ 시료를 분석천칭을 이용하여 중량을 측정하였다. 이 시료를 다시 탄화수소, NorparTM 12(Exxon, Fairfax, VA로부터 구입) 내에 2시간 동안 침지시켰다. 이 시료를 꺼내고, 흡수종이 타월로 가볍게 두드려 건조시킨 후, 다시 중량을 측정하였다. 총중량증가는 건조 수지 중량을 기준으로 1% 미만이었다. 비교예 A에 대해서는 지지체에 대한 접착성이 불량하여 시험할 수 없었고, 가볍게 두드려 건조하였을 때, 지지체로부터 박리되어, 정확한 중량측정을 불가능하게 하였다.
실시예 1의 경화된 오버코트에 대하여 Taber Abraser(Taber Industries, North Tonawonda, NY)상에서 시험하였다. 하나의 CS-10F 마모휠(abrasion wheel)과 250g 하중을 사용하였다. 이 시료는 닳아 없어질 때까지 75사이클이 소요되었다. 비교예 A는 동일한 시험조건하에서 30사이클후에 닳아 없어졌다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 중간 전사 부재는 높은 캐리어 유체 내구성, 높은 화학적 내구성 및 전사 효율을 갖는다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 기본적인 습식 전자사진 프로세스 및 그 프로세스를 수행하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 다른 기본적인 습식 전자사진 프로세스 및 그 프로세스를 수행하기 위한 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따라 멀티 칼라 화상을 형성하기 위한 장치 및 방법의 개략도이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
10 : 감광체 12 : 드럼
14 : 제전 램프 18 : 대전 장치
20 : 레이저 스캐닝 장치 22 : 액체 잉크 현상 스테이션
24 : 액체 잉크 26 : 현상 롤
32 : 스퀴지 롤러(squeegee roller) 34 : 건조 메커니즘
38 : 중간 전사 부재 40 : 전사 롤러

Claims (17)

  1. 전자사진 토너 화상을 전사하기 위한 중간 전사 부재로서,
    (a) 지지체; 및 (b) 상기 지지체상의 폴리머층을 포함하고, 상기 폴리머층은 유기 티타네이트 및 플루오로실리콘 폴리머, 실리콘 폴리머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 폴리머를 포함하는 중간 전사 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중간 전사 부재는 순환 벨트(endless belt), 드럼, 또는 실린더의 형상인 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 유기 티타네이트는 알콕시 티타네이트, 오르소 티타네이트 에스테르, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리머는 하이드록시기, 아세톡시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2개의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재.
  7. 제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 중간 전사 부재는 상기 폴리머층의 표면상에 분포된 전자사진 화상을 갖는 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 전자사진 토너 화상을 전사하기 위한 중간 전사 부재의 제조방법으로서,
    (a) 지지체를 제공하는 단계; 및 (b) 유기 티타네이트, 용매, 및 플루오로실리콘 폴리머, 실리콘 폴리머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 폴리머를 포함하는 폴리머 코팅 조성물을 상기 지지체상에 가하는 단계; 및 (c) 상기 지지체상에 폴리머층을 형성하기 위하여 상기 폴리머 코팅 조성물로부터 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는 중간 전사 부재의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 폴리머 코팅 조성물은 모노하드록실 유기 알콜을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 모노하드록실 유기 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 유기 티타네이트는 알콕시 티타네이트, 오르소 티타네이트 에스테르, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재의 제조방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 폴리머는 하이드록시기, 아세톡시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2개의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재의 제조방법.
  17. 청구항 7항 내지 10항 중의 어느 한 항에 따른 상기 중간 전사 부재를 이용하는 화상 형성 방법으로서,
    상기 전자사진 화상을 수용체 표면과 접촉시킨 후, 상기 전자사진 화상을 상기 수용체 표면으로 전사하는 화상 형성 방법.
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