KR100506437B1

KR100506437B1 - 전자 사진 무한 벨트, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치

Info

Publication number: KR100506437B1
Application number: KR10-2003-0012517A
Authority: KR
Inventors: 가시와바라료따; 고바야시히로유끼; 나까자와아끼히꼬; 다나까아쯔시; 아시베쯔네노리; 구사바다까시; 마쯔다히데까즈; 사꾸라이유우지
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2005-08-10
Also published as: CN1453662A; US6853824B2; EP1357445A2; CN1276314C; KR20030084576A; EP1357445A3; EP1357445B1; JP2004094178A; US20030206749A1

Abstract

벨트형 기판과 사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 갖는 전자 사진 무한 벨트에서, 사행 방지 부재는 벨트형 기판의 일 단부의 내주연측 상에 배치되고, 위치 검출 부재는 벨트형 기판의 타 단부의 외주연측 상에 배치되고, 사행 방지 부재 및 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 200 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있다. 벨트형 기판은 결합제 수지로서 열 가소성 수지를 함유하고, 벨트형 기판은 주사 탐침 현미경에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값을 갖는다.

Description

전자 사진 무한 벨트, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC ENDLESS BELT, PROCESS CARTRIDGE AND ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}

본 발명은 전자 사진 무한 벨트, 상세하게는 중간 전사 벨트에 관한 것이며, 중간 전사 벨트 및 전자 사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지와 전자 사진 장치에 관한 것이기도 하다.

강체 드럼형 부재 이외에도, 가요성 무한 벨트형 부재(전자 사진 무한 벨트)가 복사기 및 레이저 비임 프린터와 같은 전자 사진 장치에 사용된 중간 전사 벨트, 전자 사진 감광 부재, 전사-이송 부재, 정착 부재 등에서 일반적으로 사용되고 있다.

일반적으로, 전자 사진 장치에서, 전자 사진 무한 벨트가 그 내주연측 상에 배치된 적어도 두 개의 롤러 상에 놓여서 지지되고, 사용될 때 임의의 소정 장력이 인가되면서 회전 구동된다.

그러나, 전자 사진 무한 벨트를 지지하는 롤러의 직경에서의 작은 오차나 흐트러짐, 변형, 회전축 직진성 및 롤러-대-롤러 평행 관계 때문에, 전자 사진 무한 벨트가 그 회전 구동 동안에 좌우로 사행하는 것은 불가피하다.

전자 사진 무한 벨트의 이와 같은 좌우 사행(meandering)은 노광 위치와 전사 위치를 편향시킴으로써 화상 부정합을 일으킨다. 또한, 풀 컬러(full color) 전자 사진 장치에서, 이런 사행은 각각의 컬러에 대해 화상 형성 위치를 편향시킴으로써 컬러 토너 화상이 전자 사진 무한 벨트 상에 또는 전자 사진 무한 벨트 상에서 이송된 전사재 상에 중첩될 때 컬러 부정합(또는 컬러 이동)을 일으킨다.

따라서, 전자 사진 무한 벨트가 사행하는 것을 방지하기 위해, 다양한 방법이 제안되어 왔다. 최근 몇년간, 사행 방지성 부재가 전자 사진 무한 벨트의 사행을 방지하기 위해 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판의 내주연 상에 마련되는 방법이 많이 제안되고 있다.

예컨대, 이런 사행 방지 부재의 단면 형상에 끼워질 수 있는 홈을 구비한 전체 외주연 위에 마련된 롤러가 사용되고 전체 내주연 위에서 사행 방지 부재가 마련된 전자 사진 무한 벨트가 회전되어서 사행 방지 부재가 롤러의 이 홈에 끼워지게 함으로써 벨트의 사행을 방지하는 방법이 이용 가능하다.

다른 예로서, 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판의 양 단부 상에 마련된 사행 방지 부재의 내측면들 사이의 거리와 사실상 동일한 길이의 롤러가 사용되고 벨트가 이 롤러 위에 놓이고 회전되어 그 양 단부 사행 방지 부재 및 롤러가 서로 끼워지도록 함으로써 벨트의 사행을 방지하는 방법이 이용 가능하다.

다른 예로서, 전자 사진 무한 벨트의 사행 방지 부재가 끼워지는 계단부를 구비한 축방향 일 단부 상에 마련된 롤러가 사용되어 전자 사진 무한 벨트의 사행을 방지하는 방법이 이용 가능하다.

상기 방법들은 전자 사진 무한 벨트의 사행을 방지하면서도 전자 사진 무한 벨트를 매끄럽게 이동시킬 수 있다. 이로써 화상 부정합이나 컬러 부정합이 없는 양호한 화상이 형성될 수 있다.

한편, 일반적으로, 전자 사진 무한 벨트가 전자 사진 장치에 사용되는 경우, 이것은 토너 화상이 기록되기 시작하는 위치를 제어하는 여러 수단을 갖는다.

예컨대, 일본 특허 출원 공개 제9-96943호 등은 표시(위치 검출 부재)가 전자 사진 무한 벨트 상에 마련되고 화상 기록이 이 표시를 검출할 때 시작되는 방법을 개시한다. 이 방법은 검출이 아주 저렴하게 이루어질 수 있고 장치도 또한 콤팩트하기 때문에 양호하다.

오늘날, 일반적으로, 전자 사진 무한 벨트는 대부분 전자 사진 장치를 콤팩트화하고 경량화한다는 관점에서 얇은 층 두께를 가지며, 벨트가 직경이 작은 롤러 위에 놓인 상태에서 전자 사진 무한 벨트들이 사용되기 때문에 어느 정도의 가요성을 가질 것이 요구되기도 한다.

한편, 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판에 끼워진 사행 방지 부재는 전자 사진 무한 벨트의 당김힘에 대해 내구성이 있기에 충분히 높은 강성을 가질 것이 요구된다.

이와 같은 박막 및 가요성 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판에 강성이 있는 사행 방지 부재가 마련되는 경우, 사행 방지 부재가 마련되는 부분과 마련되지 않은 부분 사이의 강성은 차이가 있기 때문에 전자 사진 무한 벨트가 롤러 위에 놓일 때 전자 사진 무한 벨트의 굽힘 정도에 작은 차이가 발생된다.

사행 방지 부재가 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판의 내주연 상에 마련되고 위치 검출 부재가 이 부분의 외주연 상에 마련되는 경우, 종래의 경우에는 도7에 도시된 바와 같이 롤러(87)의 홈(86)에 끼워진 사행 방지 부재(82)는 이러한 가요성의 작은 차이 때문에 상승하고 결국 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판(81)과 위치 검출 부재(83)도 상승해서 어떠한 정밀한 검출도 불가능하게 함으로써 화상 부정합(도면 부호 84는 위치 검출 센서의 투광부를 지시하고 85는 위치 검출 센서의 수광부를 나타냄)을 일으킨다.

또한, 사행 방지 부재에는 일반적으로 벨트형 기판의 내주연 길이로 조절된 길이로 미리 절단된 부재가 벨트형 기판의 내주연에 부착되는 경우가 있다. 이 경우, 사행 방지 부재는 불가피하게 조인트를 갖는다. 특히, 위치 검출 부재가 조인트 상에 놓이는 경우, 가요성 차이가 크기 때문에 어떠한 정밀한 위치 검출도 불가능하다. 이를 방지하기 위해, 위치 검출 부재가 끼워질 때 사행 방지 부재의 조인트는 회피될 수 있거나, 사행 방지 부재가 끼워질 때 위치 검출 부재의 위치는 회피될 수 있다. 그러나, 대량 생산 공정을 고려한다면, 사행 방지 부재의 조인트나 위치 검출 부재의 위치를 판단해서 회피하는 단계를 추가하게 되면 생산성이 저하하거나 관리가 증가됨으로서 결국 비용이 상승된다.

따라서, 사행 방지 부재가 상승하는 것을 방지하기 위한 수단으로서, 전자 사진 무한 벨트가 놓일 때 인가되는 장력(벨트 장력)이 커지는 방법이 이용 가능하다. 그러나, 장력을 크게 하면 전자 사진 무한 벨트에 균열이 발생됨으로써 그 수명을 단축할 가능성이 있다. 또한, 장력이 너무 높으면 전자 사진 무한 벨트의 사행이 더 심화될 수 있다.

종래에는, 이런 문제를 해결하기 위해, 강성이 비교적 낮은 사행 방지 부재를 사용할 필요가 있었다. 그러나, 강성이 낮은 이런 사행 방지 부재를 사용하면 벨트가 폭방향으로 사행하는 것을 방지하는 효과가 약화될 수 있다. 나쁜 경우, 사행 방지 부재가 롤러 상에서 미끄러지기도 했다.

특히, 전자 사진 감광 부재와 중간 전사 벨트가 일체로 지지되는 프로세스 카트리지가 사용되는 경우, 프로세스 카트리지가 실제로 설치되어 전자 사진 장치의 본체에서 사용되는 경우와 달리, 프로세스 카트리지는 시장에서의 배포중 장기간에 걸쳐 때로 많은 진동을 경험하거나 고온 다습 환경에 놓일 수 있다. 프로세스 카트리지가 장기간에 걸쳐 이런 가혹한 환경에 놓일 때, 벨트의 균열 진행은 가속되고 또한 벨트는 압축 영구 변형율의 결과로서 절곡하는 성질(또는 영구 절곡)을 갖게 될 것이다. 위치 검출 부재가 여기에 존재할 때, 정밀한 위치 검출이 이루어지지 않을 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 이런 이유로 해서, 전자 사진 감광 부재 및 중간 전사 벨트가 일체로 지지되는 프로세스 카트리지가 사용될 때 상술한 문제는 보다 분명하게 일어날 수 있다.

본 발명의 목적은 벨트 장력을 높이는 방법과 강성이 낮은 사행 방지 부재를 사용하는 방법에 있었던 문제를 일으키지 않고도 화상 부정합이나 컬러 부정합이 없는 양질의 화상이 형성될 수 있도록 하는 전자 사진 무한 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 중간 전사 벨트로서 상기 전자 사진 무한 벨트를 이용한 프로세스 카트리지와 전자 사진 장치를 제공하는 것이다.

광범위한 연구의 결과로서, 본 발명자들은 우선 상기 목적들이 벨트형 기판과 사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 갖는 전자 사진 무한 벨트로서, 사행 방지 부재는 벨트형 기판의 일 단부의 내주연측 상에 배치되고 위치 검출 부재는 벨트형 기판의 타단부의 외주연측 상에 배치되고 사행 방지 부재 및 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 서로 200 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있는 전자 사진 무한 벨트에 의해 달성될 수 있음을 발견하였다.

그러나, 사행 방지 부재와 위치 검출 부재가 상술한 바와 같이 배치된 전자 사진 무한 벨트가 사용될 때(특히 중간 전사 벨트로서 사용될 때), 줄무늬형 결함이 고온 및 다습의 가혹한 환경에서 재생된 화상에 나타나는 것이 발견되었다. 이 문제는 화상이 고온 및 다습 환경이 아닌 환경(정상 온도 및 정상 습도 환경)에서 재생될 때에는 그렇게 자주 발생하지 않았다.

고온 다습 환경에서, 1차 전사 롤러 및 중간 전사 벨트는 저항이 불안정한 경향이 있고 저항이 일시적으로 높아 질 수 있어서, 구동중 서로 분리될 때 전기 방전 현상이 발생한다. 또한, 상술한 바와 같은 방식으로 사행 방지 부재를 제공할 때, 전자 사진 무한 벨트(중간 전사 벨트)는 전자 사진 감광 부재와 보다 강하게 문질러진다. 따라서, 상술한 문제가 더 자주 발생하는 것으로 여겨진다.

따라서, 본 발명자들은 자신들의 연구를 더욱 진행하였다. 결국, 이들이 발견한 바에 따르면, 상술한 바와 같이 배치된 사행 방지 부재 및 위치 검출 부재 이외에, 열 가소성 수지가 벨트형 기판의 결합제 수지로서 추가로 사용되고 또한 벨트형 기판이 SPM(주사-탐침 현미경)에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁인 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값을 갖도록 제조됨으로써, 사행 방지 부재 및 위치 검출 부재가 상술한 바와 같이 배치된 전자 사진 무한 벨트가 사용될 때에도 줄무늬형 결함은 나타나지 않는다.

보다 상세하게는, 본 발명은 벨트형 기판과 사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 갖는 전자 사진 무한 벨트에 있어서,

사행 방지 부재는 벨트형 기판의 일 단부의 내주연측 상에 배치되고,

위치 검출 부재는 벨트형 기판의 타 단부의 외주연측 상에 배치되고,

사행 방지 부재 및 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 서로 200 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있고,

벨트형 기판은 결합제 수지로서 열 가소성 수지를 함유하고,

벨트형 기판은 SPM(주사-탐침 현미경)에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁인 25 ㎛ × 25 ㎛인 표면 총전류값을 갖는 전자 사진 무한 벨트를 제공한다.

본 발명은 또한 중간 전사 벨트로서 상기 전자 사진 무한 벨트를 이용하는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공한다.

이하에서는, 본 발명에 대해 설명하기로 한다.

우선, 본 발명의 전자 사진 무한 벨트는 벨트형 기판과 사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 갖는다. 이어서, 벨트형 기판과 사행 방지 부재 사이의 두께, 물리적 성질 및 가요성의 차이에 기인하는 사행 방지 부재의 벨트형 기판 표면의 상승으로 인한 어떠한 위치 검출 차이도 방지하기 위해, 도5에 도시된 바와 같이, 전자 사진 무한 벨트의 사행을 방지하기 위한 사행 방지 부재(62)가 벨트형 기판(61)의 일 단부의 내주연측 상에 배치되고, 전자 사진 무한 벨트의 사전 설정 위치를 검출하기 위한 위치 검출 부재(63)가 벨트형 기판(61)의 타 단부의 외주연측 상에 배치된다. 이어서, 사행 방지 부재(62)와 위치 검출 부재(63)는 거리가 200 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 설정된다. 도면 부호 64는 위치 검출 센서의 투광부를 지시하며, 65는 위치 검출 센서의 수광부를 지시한다. 또한, 도면 부호 66은 사행 방지 부재(62)가 끼워진 홈을 지시한다.

도5에는 사행 방지 부재(62)의 단면 형상에 끼워질 수 있는 홈(66)을 구비한 전체 외주연 위에 마련된 롤러(67)가 사용되며 전체 내주연 위에 사행 방지 부재(62)가 마련된 전자 사진 무한 벨트가 회전되어 사행 방지 부재(62)를 롤러(67)의 이 홈(66)에 끼움으로써 벨트가 사행하는 것을 방지하는 실시예가 도시되어 있다. 대신에, 도6에 도시된 바와 같이, 사행 방지 부재가 끼워진 계단부(76)를 구비한 축방향의 일 단부 상에 마련된 롤러(77)가 전자 사진 무한 벨트의 사행을 방지하기 위해 사용되는 실시예가 사용될 수 있다. 도6에서, 도면 부호 71는 사행 방지 부재를 지시하며, 73은 위치 검출 부재를 지시하며, 74는 위치 검출 센서의 투광부를 지시하며, 75는 위치 검출 센서의 수광부를 지시하며, 76은 계단부를 지시하며, 77은 전자 사진 무한 벨트가 놓인 롤러를 지시한다.

도5 및 도6에서, 문자 기호 L은 사행 방지 부재와 위치 검출 부재 사이의 거리를 나타낸다.

도7에서 도시된 바와 같이, 위치 검출 센서가 사행 방지 부재가 배치된 단부와 동일한 측면 상의 단부에 끼워지면, 위치 검출 부재는 사행 방지 부재의 상승에 의해 영향을 받음으로써 어떤 정밀한 검출도 불가능하게 하고, 최종적으로 위치 검출 센서 및 위치 검출 센서 부재에 의해 이루어진 위치 검출의 정밀도를 낮춘다.

전자 사진 무한 벨트(벨트형 기판)는 폭이 일반적으로 200 ㎜ 내지 400 ㎜ 범위일 수도 있다. 폭이 200 ㎜보다 작다면, 적용 가능한 종이 크기는 (예컨대, A4 크기로 적용 가능하게 되도록) 너무 제한되게 된다. 폭이 400 ㎜보다 크면, 이로 인해 전자 사진 무한 벨트는 대형화된다. 또한, 콤팩트하게 제조된 전자 사진 장치와 거기에 적응 가능한 종이 크기 모두를 고려한다면, 전자 사진 무한 벨트(벨트형 기판)는 폭이 양호하게는 220 ㎜ 내지 350 ㎜ 범위이다.

따라서, 양호하게는, 사행 방지 부재와 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭방향으로 200 ㎜ 내지 250 ㎜의 거리만큼 이격해서 설정된다. 거리가 200 ㎜보다 작으면, 위치 검출 정밀도가 낮아질 수 있을 뿐만 아니라 이것들이 화상 형성 영역으로 될 가능성이 있다. 한편, 거리가 250 ㎜보다 크면, 전자 사진 무한 벨트는 크기가 커지고, 결국 전자 사진 장치를 대형화한다.

보다 양호하게는, 사행 방지 부재와 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭방향으로 220 ㎜ 내지 250 ㎜의 거리만큼 이격되어 설정된다.

사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 이격해서 설정하면 조인트를 회피하기 위해 사행 방지 부재의 조인트를 검출할 필요가 없게 되며, 생산성 저하나 비용 상승이 일어나지 않을 수 있다.

사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 이격해서 설정하면 벨트 장력을 필요 이상 높이는 것이 방지될 수 있으며, 전자 사진 무한 벨트가 롤러 위에 적절한 장력으로 놓일 수 있게 된다. 따라서, 균열 발생이 방지될 수 있고, 결국 벨트 수명을 연장시킨다. 본 발명에서, 벨트 장력은 양호하게는 5 N 내지 70 N 범위일 수 있다.

사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 이격해서 설정하면 고강성 때문에 사용되지 않았던 것으로 더 높은 사행 방지 효과를 갖는 탄성 모듈러스가 높은 사행 방지 부재를 사용할 수 있게 됨으로서, 컬러 부정합 등의 발생이 크게 방지될 수 있다. 본 발명에서, 사행 방지 부재는 탄성 모듈러스가 양호하게는 0.01 Pa 내지 100 MPa 범위이고, 보다 양호하게는 0.1 Pa 내지 50 MPa 범위이다.

양호하게는, 사행 방지 부재와 위치 검출 부재는 원하는 화상을 형성하기 위한 토너가 놓일 범위(화상 형성 영역) 외측(즉, 비화상 형성 영역) 그리고 이것들이 전자 사진 장치의 크기를 크게 만들지 않는 범위 내의 위치에 배치될 수도 있다. 사행 방지 부재와 위치 검출 부재가 화상 형성 영역에 배치되면, 화상은 위치 검출 부재의 두께에 기인하는 사행 방지 부재의 상승이나 전자 사진 무한 벨트의 융기에 의해 불리한 영향을 받을 수 있다.

양호하게는, 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판 상에 복수개가 마련될 수도 있다. 위치 검출 부재가 전자 사진 무한 벨트의 주연 방향으로 일 지점에만 존재하는 경우, 스위치가 켜진 후 위치 검출 부재가 검출될 때까지 전자 사진 무한 벨트가 회전하는 시간이 불가피하게 길어지고, 처리량 저하를 일으킬 가능성이 있다.

본 발명의 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판은 주로 열 가소성 수지, 즉 결합제 수지로서 열 가소성 수지를 함유하며, 기판에서 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 100 V를 인가하면서 SPM에 의해 측정된 것으로서 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁이다.

표면 총전류값이 300 ㎁보다 작다면, 적절한 전하 누출 사이트는 전자 사진 무한 벨트(벨트형 기판) 상에서 짧아지고 토너는 고온 다습 환경에서의 방전으로 인해 불균일하게 대전됨으로써, 줄무늬형 결함을 발생시킨다. 이로써 복수개 컬러의 임의의 컬러 부정합이 발생할 때 잘못된 화상은 더욱 악화될 수 있다. 한편, 표면 총전류값이 2,000 ㎁보다 크면, 벨트는 고온 다습 환경에서 줄무늬형 화상 결함을 일으킬 뿐만 아니라 전자 사진 무한 벨트(벨트형 기판)의 방전 강도를 극단적으로 저하시킬 수 있다.

보다 양호하게는, 전자 사진 무한 벨트(벨트형 기판)은 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값이 600 ㎁ 내지 1,000 ㎁일 수 있다.

열 가소성 수지로서, 이것은 예컨대, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 올레핀 수지와, 폴리스티렌 수지와, 아크릴 수지와, ABS 수지와, (PET, PBT, PEN 및 PAR과 같은) 폴리에스테르 수지와, 폴리카보네이트 수지와, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰 및 폴리페닐렌 술폰과 같은 황 함유 수지와, 폴리비닐이덴 플루오라이드 및 폴리에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체와 같은 불소 함유 수지와, 폴리우레탄 수지와, 실리콘 수지와, 케톤 수지와, 염화 폴리비닐이덴과, 열 가소성 폴리이미드 수지와, 폴리아미드 수지와, 개질된 폴리페닐렌 산화물 수지와, 이들의 다양한 개질 수지 또는 공중합체를 포함할 수 있으며, 이들 중 하나 이상이 사용될 수 있다.

전자 사진 무한 벨트가 전자 사진 장치에 사용될 때, 특정 전자 사진 프로세스에 맞도록 그 전기 저항값을 조절하는 것도 필요하다.

본 발명의 중간 전사 벨트(벨트형 기판)의 전기 저항값을 조절하기 위해 혼합된 첨가물에 대한 특별한 제한은 없다. 저항을 조절하기 위한 도전성 충전제로서, 이것은 카본 블랙 및 다양한 도전성 금속 산화물을 포함할 수 있다. 비충전식 저항 조절제로서, 이것은 다양한 금속염 및 글리콜과 같은 저분자량 이온 도전재와, 분자에 에티르 결합 또는 수산기 그룹을 함유한 정전기 방지 수지와, 도전성을 띄는 유기 고중합체를 포함할 수 있다.

본 발명의 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판을 얻기 위한 프로세스에는 어떤 특별한 제한도 없다. 이것의 형성 프로세스로서, 무심형(seamless) 벨트를 생산하기 위한 프로세스가 사용될 수 있으며, 비용 절감을 가능하게 하기 위한 높은 생산 효율을 갖는 생산 프로세스가 선호된다. 그 방법으로서, 압출재가 원형 다이로부터 연속적으로 용해 압출되고 그 후 이렇게 압출된 생산물이 벨트를 생성하도록 임의의 필요한 길이로 절단되는 방법이 이용 가능하다. 예컨대, 송풍-필름 압출(팽창)이 양호하다.

이하에서는 본 발명에서 사용된 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판 생산 방법에 대해 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판을 형성하기 위한 압출 장치(송풍-필름 압출 장치)의 구조의 일 예를 개략적으로 도시한다. 본 장치는 주로 압출기, 압출기 다이 및 가스 송풍 유닛으로 구성된다.

우선, (고무일 수도 있는) 압출 수지와 같은 재료, 도전제 및 첨가물이 원하는 공식으로 사전 혼합되며 그 후 반죽되어 압출 재료를 제공하도록 분포되며, 그 후 압출 재료는 압출기(100)에 설치된 호퍼(102) 내로 넣어진다.

압출기(100)는 압출 재료가 후속 단계에서 벨트 내로 압출될 수 있도록 하는 데 필요한 용해 점성을 가질 수 있고 재료가 서로 균일하게 분포될 수 있도록 선택된 설정 온도와 압출기 나사 구조를 갖는다.

압출 재료는 압출기(100)에서 용해-반죽되어 용해물로 되며, 그 후 이것은 원형 다이(103)로 진입한다. 원형 다이(103)에는 가스 입구 통로(104)가 마련된다. 가스(공기)는 가스 입구 통로(104)를 거쳐 원형 다이(103)의 중심으로 송풍되고, 그 결과 원형 다이(103)를 통과한 용해물은 관상 필름(110) 내로 들어오도록 직경 방향으로 확대되면서 팽창한다.

여기에서 송풍된 가스는 공기일 수 있으며, 이외에도 질소, 이산화탄소 및 아르곤 중 선택될 수 있다.

이렇게 팽창된 압출 생산물(관상 필름)은 외측 냉각 링(105)에 의해 냉각되면서 상향 인출된다. 일반적으로, 이런 송풍-필름 압출 장치에서, 관상 필름(110)이 관상 필름을 시트로 절첩하도록 안정화 판(106)에 의해 좌우로 강제 압착되고 그 후 내부의 공기가 빠져나가지 않도록 핀치 롤러(107)로 샌드위치되면서 일정한 속도로 인출되는 방법이 사용된다. 그 후, 이렇게 인출된 관상 필름은 절단기(108)에 의해 절단됨으로서 소정 크기의 관상 필름을 얻는다.

다음으로, 이 관상 필름은 관상 필름의 표면 평활도 및 크기를 조절하고 인출시 필름에 만들어진 어떠한 주름도 제거하기 위해 (형상화를 위해) 소정 형상을 사용해서 가공된다.

상세히 설명한다면, 열팽창 계수와 직경이 서로 다른 재료로 제조된 한 쌍의 원통형 형상을 이용하는 방법이 이용 가능하다. 소경 원통형 형상(내부 형상)은 열팽창 계수가 대경 원통형 형상(외부 형상)의 열팽창 계수보다 크다. 압출에 의해 얻어진 관상 필름은 이 내부 형상 위에 놓인다. 그 후, 필름을 구비한 내부 형상은 관상 필름이 내부 형상과 외부 형상 사이에 유지되도록 외부 형상 내로 삽입된다. 내부 형상과 외부 형상 사이의 간극은 가열 온도와, 내부 형상 및 외부 형상의 열 팽창 계수차와, 요구되는 압력에 기초한 계산에 의해 결정될 수 있다.

내부 형상, 관상 필름 및 외부 형상이 내측으로부터 순서대로 설정된 형상은 사용된 수지의 연화점 근처까지 가열된다. 가열 결과로서, 열팽창 계수가 큰 내부 형상은 외부 형상의 내경보다 더 팽창하고, 따라서 균일한 압력이 전체 관상 필름에 인가된다. 여기에서, 연화점 온도 근처에 도달한 관상 수지 필름의 표면은 평활하게 가공된 외부 형상의 내면에 대해 압착됨으로서, 관상 필름의 평활도는 개선된다. 그 후, 이것들은 냉각되고 관상 필름은 형상으로부터 제거되며, 따라서 매끄러운 표면 특성이 달성될 수 있다.

보다 양호하게는, 벨트의 사행을 방지하기 위해 내주연 길이의 좌우 차이가 작은 전자 사진 무한 벨트(의 벨트형 기판)를 얻기 위한 방법으로서 상기 방법을 사용한다.

상술한 설명은 단일층 벨트에 관한 것이다. 이중층 구조의 무한 벨트의 경우, 압출기(101)가 도4에 추가적으로 도시된 바와 같이 마련된다. 반축된 용해물이 압출기(100)에 유지됨과 동시에, 압출기(101)의 반죽된 용해물은 이중층 원형 다이(103)로 보내지고 두 개의 층이 동시에 팽창됨으로써 이중층 벨트가 얻어질 수 있다.

삼중층 이상의 구조의 경우, 압출기는 물론 층의 수에 대응하는 수로 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명은 단일층 구조의 전자 사진 무한 벨트(벨트형 기판)뿐만 아니라 치수 정밀도가 양호한 다중층 구조의 전자 사진 무한 벨트도 한 단계를 통해 단시간 내에 압출할 수 있도록 한다. 압출이 단시간 내에 이루어질 수 있다는 사실은 대량 생산 및 저비용 생산이 이루어질 수 있음을 의미한다.

원형 다이의 간극(다이 슬릿)의 폭에 대한 압출된 관상 필름의 두께비와 관련해서, 원형 다이의 간극의 폭에 대한 압출된 관상 필름 두께의 비율은 양호하게는 1/3 이하이고, 특히 양호하게는 1/5 이하이다.

원형 다이의 간극(다이 슬릿)의 외경에 대한 압출된 관상 필름의 외경의 비율과 관련해서, 이 비율은 양호하게는 50 % 내지 400 % 범위일 수 있다.

이들 값들은 재료의 신장 상태를 나타낸다. 두께비가 1/3보다 크면, 필름은 낮은 강도, 불균칙한 저항 및 불규칙한 두께와 같은 문제를 일으키기 쉽도록 불충분하게 신장할 수 있다. 원형 다이의 간극(다이 슬릿)의 외경에 대한 관상 필름의 외경의 비율과 관련해서, 이 비율이 400 %보다 크거나 50 %보다 작으면, 필름은 과잉 신장함으로써, 결국 압출 안정도가 낮아지거나 본 발명에 필요한 두께를 보장하는 것을 어렵게 할 수 있다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁ 범위 내의 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값을 조절하기 위해, 사용될 재료(열 가소성 수지 및 다양한 첨가물)와 재료의 분포 상태가 제어되어야만 한다.

우선, 사용될 재료와 관련해서, 상술한 다양한 재료가 결합제 수지 열 가소성 수지로서 사용될 수 있다. 전기 저항값을 조절하기 위해 혼합된 첨가물로서, 도전성 충전제가 선호되며, 호환성 없는 정전하 방지 수지가 보다 선호된다. 도전성 충전제가 사용되는 경우, 벨트형 기판은 그 방전 강도를 손상시키도록 분포 상태에 따라 국부적으로 아주 높은 도전성을 가질 수 있다. 그러나, 분포 상태가 균일하게 제어될 수 있는 한 아무 문제가 없다. 또한, 호환성이 없는 정전하 방지 수지의 경우에, 이것은 결합제 수지 열 가소성 수지와 동일한 유기적 형태이다. 따라서, 정전하 방지 수지는 결합제열 가소성 수지에 상 분리된 상태로 줄무니로 용이하게 균일하게 분포될 수 있으며, 이런 줄무늬는 송풍-필름 압출시 압출 방향으로 정렬한다. 따라서, 줄무늬 영역은 벨트의 표면층에 유지될 수 있으며, 따라서 적절한 누출 사이트가 용이하게 유지될 수 있다.

분포 상태를 제어하기에 양호한 방법으로서, 펠릿(pellet)형 전전하 방지 수지 및 분쇄된 분말형 정전하 방지 수지가 사전 혼합 단계에서 조합되는 방법이 이용하능하다. 이는 전류 불균일성을 제어하기 위해 이런 입자 형상의 정전하 방지 수지의 힘으로 분포을 균일하게 하고, 화상 특성을 양호하게 유지하기 위해 적절한 누출 사이트를 유지하는 것을 목적으로 한다.

이외에도, 균일성을 개선하기 위해, 사전 혼합 장치의 조건은 교반 블레이드의 상부 및 하부 블레이드의 형상을 조절하고 처리를 위한 회전 수를 크게 해서 설정될 수 있으며, 이로써 정전하 방지 수지의 균일한 분포 상태가 달성될 수 있다.

균일한 분포가 이단 도입에 의해 달성될 수 있는 방법, 즉 재료가 사전 혼합 장치에 도입될 때, 결합제 수지 열 가소성 수지는 미리 도입되고 다른 첨가물이 교반에 의해 조금씩 도입되는 방법도 이용 가능하다.

이외에도, 미립 재료 및 펠릿형 재료가 개별적으로 사전 혼합되고, 보다 균일한 분포 상태를 달성하기 위해 공급기 내의 재료의 비중차로 인한 어떠한 분류도 방지될 수 있도록 이들을 반죽하기 위해 반죽시 공급기 내로 도입될 때 이들 두 재료가 동시에 도입되는 방법도 이용 가능하다.

다음으로, 반죽 조건으로서, 각 실린더의 사전 설정 온도는 보다 안정적인 반죽이 수행될 수 있도록 180 ℃ 내지 210 ℃의 범위 내에서 제어되고 이외에도 수지에 가해진 압력의 어떠한 오차도 ±1 Pa 내에서 유지된다. 또한, 나사의 회전수는 전단력이 재료에 더 인가될 수 있도록 210 rpm 이상에서 유지된다. 이런 반죽 조건에서, 균일한 분포 상태가 달성될 수 있다. 반죽 장치로서, 양호하게는, 트윈형(twin) 나사 압출기나 단일-나사 압출기와 같은 다양한 유형의 압출기나, 반죽기나 밴버리 혼합기(banbery mixer)와 같은 다양한 유형의 혼합기나, 2중 로울 밀 또는 3중 로울 밀과 같은 다양한 종류의 로울 밀을 사용한다. 특히, 분포을 제어하기 위해, 이중 나사 압출기가 선호된다. 그 이유는 이중 나사 압출기는 나사 구조를 용이하게 변경할 여유가 있고 적절한 분포 상태를 위한 조건은 나사 구조를 변경함으로써 얻어질 수 있기 때문이며, 또한 처리량 및 회전수가 개별적으로 제어될 수 있고 따라서 수지의 거주 시간이 변경될 수 있고, 분포 상태가 나사가 변경되지 않는 상태에서 변경될 수 있고 분포을 위한 최적 조건이 용이하게 얻어질 수 있기 때문이다.

압출 중간에 측면 공급을 하는 반죽 장치가 추가로 사용될 수 있음으로써, 이로부터 정전하 방지 수지만이 도입되고 정전하 방지 수지에 가해진 전단력은 조금 약하게 제어될 수 있다. 이로써 줄무늬 영역이 유지될 수 있다.

전자 사진 무한 벨트의 후속 압출에서, 양호하게는, 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값이 SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁ 범위 내에서 조절된다는 점에서도, 상술한 송풍-필름 압출을 사용한다. 송풍 필름 압출은 그 온도와 처리량을 조금 높게 설정하고 이것의 냉각 속도와 인출 속도를 높게 설정하면서 수행될 수 있음으로써, 정전하 방지 수지의 줄무늬 영역은 용융 수지가 원형 다이로부터 나올 때 유지될 수 있다. 또한, MFR(melt flow rate, 용해 유동 속도)값이 조금 낮은 결합제 수지(열 가소성 수지)가 정전하 방지 수지의 전기 저항값 등을 제어하기 위해 혼합된 첨가물에 사용되어서 정전하 방지 수지가 줄무늬 상태(줄무늬 영역)로 분포된 구조를 유지하는 방법이 이용될 수 있다.

따라서, 사전 혼합 조건, 반죽 조건, 송풍-필름 압출 조건 및 재료를 특수 범위 내에서 제어함으로써, 정전하 방지 수지의 전기 저항값 등을 제어하기 위해 혼합된 첨가물은 줄무늬 영역을 제어하도록 균일하게 분포될 수 있다. 이로써 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁ 범위 내에서 조절될 수 있게 되며, 고온 다습 환경에서도 양호한 화상 특성이 달성될 수 있게 된다.

본 발명에 따른 전자 사진 무한 벨트의 사행 방지 부재는 두께가 양호하게는 0.3 ㎜ 내지 6 ㎜이다. 두께가 0.3 ㎜보다 작으면, 충분한 사행 방지 효과는 달성될 수 없으며, 몇몇 경우, 사행 방지 부재가 롤러 상에서 미끄러질 수도 있다. 한편, 두께가 6 ㎜보다 크면, 전자 사진 무한 벨트의 벨트형 기판의 내주연 길이와 사행 방지 부재의 내주연 길이 사이의 차이는 너무 커서, 전자 사진 무한 벨트를 실제로 사용하는 경우, 사행 방지 부재는 전자 사진 무한 벨트가 놓인 롤러 상에서 전자 사진 무한 벨트가 이동할 때 전자 사진 무한 벨트의 절곡을 따르지 않고 크게 상승할 수 있다.

벨트형 기판에 사행 방지 부재를 부착하기 위해, 사행 방지 부재는 양호하게는 저렴한 감압형(pressure-sensitive) 접착제 이중 피복 테이프로 벨트형 기판에 부착될 수 있어서, 정밀도가 양호한 부착을 가능하게 하고 장기간에 걸쳐 부착을 유지할 수 있다. 보다 양호하게는, 가공 정밀도, 부착 정밀도, 접착력, 내구성 등을 고려하면, 감압형 접착제 이중 피복 테이프는 이것의 접착제로서 강화 기지재(지지물)를 갖는 것일 수 있다.

강화 기지재의 재료 및 특성과 관련하여, 강화 기지재가 부착 정밀도를 유지할 수 있는 한 특별한 제한은 없다. 이것은 예컨대 크라프트(kraft) 종이, 일본 종이 및 크레이프(crepe) 종이와 같은 종이 시트들과, 레이온(스테이플 섬유), 면화, 아세테이트, 글래스, 폴리에스테르, 비닐론 등의 단일 또는 혼합 직포와, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 직물과, 레이온, 폴리프로필렌, 방향성 폴리아미드, 폴리에스테르, 글래스 등의 부직포와, 아세테이트, 염화 폴리비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 필름과, 폴리우레탄 고무, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리플로로프렌 고무 등의 단일 또는 혼합 고무 시트들과, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 부틸 고무, 폴리클로로프렌 고무, 아크릴 고무 등의 발포체를 포함할 수 있다.

물론, 특히 양호하게 사용될 수 있는 재료는 레이온, 폴리프로필렌, 방향성 폴리아미드, 폴리에스테르, 글래스 등의 부직포를 포함한다. 이들은 가공성이 양호하며, 가공 정밀도와 부착 정밀도가 뛰어나며, 저렴하게 구입할 수 있고 접착(감압) 강도를 크게 개선하는 효과를 갖는다. 감압형 접착제 이중 피복 테이프의 강화 기지재는 두께가 양호하게는 25 ㎛ 내지 500 ㎛이다.

감압형 접착제 이중 피복 테이프의 감압형 접착제(접합재)로서, 이것은 우레탄 고무, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 이소부틸렌 고무, 이소프렌 고무, 스티렌 이소프렌 블록 공중합체 및 스티렌-부타디엔 블록 공중합체와 같은 고무형과, 아크릴형과, 실리콘형을 포함할 수 있다. 또한, 이들 재료중 임의의 것 또는 이들 및 다른 재료중 임의의 것이 둘 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 이들 중에서, 아크릴 감압형 접착제를 사용하는 감압형 접착제 이중 피복 테이프는 뛰어난 접착 강도를 갖기 때문에 선호된다.

사행 방지 부재의 재료로서, 재료들이 전자 사진 무한 벨트의 사행을 방지하기에 충분한 강도를 갖는 한 임의의 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 이것은 이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로프렌(chloroprene) 고무, 니트릴(nitrile) 고무, 폴리우레탄 고무, 에피클로로하이드린(epichlorohydrin) 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 등의 고형체 또는 발포체를 포함할 수 있다. 특히, 폴리우레탄 고무 및 실리콘 고무는 다른 재료의 압축 영구 변형율보다 뛰어난 압축 영구 변형율을 갖기 때문에 선호된다. 이들 재료의 발포체는 가요성이 뛰어나고 전자 사진 무한 벨트의 가요성에 대한 영향이 작으며 안정적인 벨트 이동 성능을 달성하기 때문에 선호될 수 있다.

본 발명의 위치 검출 부재로서, 이것은 시일 형상의 부재(스티커)와 피복에 의해 마련된 것들을 포함할 수 있다. 피복 재료의 피복 정밀도나 압착을 고려하면, 시일 형상의 것들(위치 검출 시일)은 정밀도가 양호하게 부착 가능하고 자동화에 적절하고 고정밀도 및 저비용 모두를 달성할 수 있기 때문에 선호된다.

위치 검출 시일의 기지재(지지물)용 재료에 대해 특별한 제한은 없으며, 종래의 공지된 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 이것은 크라프트 종이, 일본 종이 및 크레이프 종이와 같은 종이 시트들과, 레이온(스테이플 섬유), 면화, 아세테이트, 글래스, 폴리에스테르, 비닐론 등의 단일 또는 혼합 직포와, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폐직포와, 레이온, 폴리프로필렌, 방향성 폴리아미드, 폴리에스테르, 글래스 등의 부직포와, 셀로판과, 아세테이트, 염화 폴리비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 필름을 포함할 수 있다.

위치 검출 시일의 감압형 접착제(접합재)로서, 이것은 우레탄 고무, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 이소부틸렌 고무, 이소프렌 고무, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 및 스티렌-부타디엔 블록 공중합체와 같은 고무형과, 아크릴형과, 실리콘형을 포함할 수 있다. 또한, 이들 재료중 임의의 것 또는 이들 및 다른 재료중 임의의 것이 둘 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 이들 중에서, 아크릴 감압형 접착제를 사용하는 위치 검출 시일은 뛰어난 접착 강도를 갖기 때문에 선호된다.

위치 검출 시일의 구조로서, 이것은 단일층 기지재 및 단일층 감압형 접착제의 가장 간단한 조합으로 형성될 수 있으며, 필요할 때 복수개의 기지 재료층 및 복수개의 감압형 접착제층으로 구성될 수도 있거나, 피복이나 증기 증착에 의해 다중층으로 형성될 수 있다.

위치 검출 시일을 제공하기 위한 방법으로서, 종래에 공지된 방법이 사용될 수 있다. 천공 절단기를 사용하여 천공함으로써 이것을 제공하는 방법은 정밀도가 뛰어난 제조를 약속하고 생산성이 뛰어나고 저렴하기 때문에 양호하다.

본 발명의 전자 사진 무한 벨트는 또한 중간 전사 벨트와 전자 사진 감광 부재를 일체로 지지하고 전자 사진 장치(중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지)의 본체 상에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지용 중간 전사 벨트로서 아주 양호하게 사용 가능하다.

중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지가 장기간 동안 롤러 위에 놓인 상태로 시장에서 배포되는 동안 고온 다습 환경의 가혹한 환경에 놓이고 우연히 사행 방지 부재가 절곡하는 성질을 갖도록 영구 변형을 일으킬 때에도, 위치 검출 부재는 사행 방지 부재로부터 특정 거리만큼 이격된 위치에 있기 때문에, 본 발명의 전자 사진 무한 벨트인 중간 전사 벨트가 사용되는 한 프로세스 카트리지는 결코 이런 변형에 의해 영향을 받지 않는다.

한편, 중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지로서 사용될 때, 프로세스 카트리지는 소모품으로서 취급된다. 따라서, 프로세스 카트리지가 보다 저렴하게 제조될 수 있는 것은 주요 과제이다. 따라서, 내부에 포함된 구성품도 또한 저렴할 것이 요구된다. 본 발명에서와 같이, 저렴하게 구입 가능한 감압형 접착제 이중 피복 테이프가 전자 사진 무한 벨트(중간 전사 벨트)에 사행 방지 부재를 부착하는 데 사용될 수도 있다. 이것은 저렴한 부착이 실현될 수 있기 때문에 양호하다. 위치 검출 부재만이 부착될 수도 있으며, 이것도 또한 저렴한 부착이 실현될 수 있기 때문에 양호하다.

프로세스 카트리지를 콤팩트하게 하고 비용 절감을 달성하기 위해, 양호하게는, 중간 전사 벨트의 세척 시스템으로서 2차 전사 잔류 토너가 1차 전사시의 극성에 반대되는 극성으로 대전되고 1차 전사와 동시에 중간 전사 벨트의 표면으로부터 잠상 담지 부재로 복귀되는 1차 전사시 세척 방법을 사용하기도 한다.

상세히 설명한다면, 이것은 중간 전사 벨트 상에 개별적으로 배치된 전하-제공 수단(예컨대, 전하 제공 롤러)에 전압을 가함으로써 1차 전사시의 극성에 반대되는 극성을 갖는 전하가 2차 전사 잠상 잔류 토너로 제공되고 다음 1차 전사 영역에서 1차 전사 전기장의 도움에 의해 전자 사진 감광 부재로 복귀되는 시스템이다. 물론, 전하 제공 수단으로서, 롤러 외에도 코로다 대전 조립체 또는 블레이드 등이 사용될 수 있다. 전하가 중간 전사 벨트에 잔류하는 2차 전사 토너로 제공될 수 있는 한 임의의 형상을 갖는 임의의 수단이 사용될 수 있다.

중간 전사 벨트의 표면으로부터 전자 사진 감광 부재로 복귀된 토너는 세척 블레이드와 같은 전자 사진 감광 부재용 세척 수단에 의해 제거된다. 이 시스템은 카트리지를 콤팩트하고 저렴하게 만드는 데 아주 유효하다.

양호하게는, 중간 전사 벨트는 중간 전사 벨트가 두 개의 롤러 위에 놓인 시스템으로 될 수도 있으며, 구동 기구가 간단하다는 장점의 관점에서, 구성품의 수는 적게 제조될 수 있고 프로세스 카트리지는 콤팩트하게 제조될 수 있다.

중간 전사 벨트가 놓인 롤러중에서, 중간 전사 벨트로 장력을 가하는 장력 벨트는 양호하게는 중간 전사 벨트의 길이 방향에 대해 적어도 1 ㎜씩 활주 가능할 수 있다. 또한, 중간 전사 벨트가 미끄럼없이 안전하게 구동될 수 있도록 하기 위해, 중간 전사 벨트는 양호하게는 5 N 이상의 힘으로 롤러 위에 놓일 수 있다.

이하에서는, 중간 전사 벨트로서 전자 사진 무한 벨트를 사용하는 중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지를 갖는 전자 사진 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지(이하 도2에서 설명)를 갖는 전자 사진 장치의 구조의 일 예를 도시한 개략도이다.

도1에 도시된 장치에서, 드럼형 전자 사진 감광 부재(감광 드럼)(1)가 화살표 방향으로 소정 주연 속도(처리 속도)로 회전 구동된다.

전자 사진 감광 부재(1)는 롤러형 (1차-) 대전 수단(대전 롤러)(2)에 의해 회전 경로에서 소정 극성 및 전위로 균일하게 대전된다. 도면 부호 32는 대전 수단을 위한 동력원을 지시한다. 직류 상에 교류를 중첩시킴으로써 형성된 바이어스가 인가될 수 있거나, 단지 직류만이 인가될 수 있다.

이어서, 전자 사진 감광 부재는 노광 수단(도시 안됨, 예컨대 컬러 초기 화상 컬러-분리/화상-형성 광학 시스템, 또는 화상 정보의 시간 순차적인 전기 디지털 픽셀 신호에 따라 변조된 레이저 비임을 출력하는 레이저 스캐너를 포함하는 주사 노광 시스템)에 의해 노광(3)된다. 따라서, 의도된 풀 컬러 화상의 제1 컬러 성분 화상(예컨대, 옐로우 컬러 성분 화상)에 대응하는 정전 잠상이 형성된다.

다음으로, 정전 잠상은 옐로우 토너 화상을 형성하기 위해 제1 현상 수단(옐로우 현상 수단(41))에 의해 제1 컬러 옐로우 토너(Y)로 현상된다. 이 단계에서, 제2에서 제4 현상 수단(마젠타 컬러 현상 수단(42), 시안 컬러 현상 수단(43) 및 블랙 컬러 현상 수단(44))은 각각 비작업 상태로 있고 전자 사진 감광 부재(1) 상에서 작용하지 않으며, 따라서 제1 컬러 옐로우 토너 화상은 제2 내지 제4 현상 수단에 의해 영향을 받지 않는다.

중간 전사 벨트(5)가 전자 사진 감광 부재(1)와 동일한 주연 속도로 화살표 방향으로 회전 구동된다. 전자 사진 감광 부재(1) 상에 형성되어 유지되는 제1 컬러 옐로우 토너 화상은 전자 사진 감광 부재(1)와 중간 전사 벨트(5) 사이의 접촉 영역을 통과하며, 이 경로에서 제1 컬러 옐로우 토너 화상은 롤러형 1차 전사 수단(1차 전사 롤러)(6)로부터 중간 전사 벨트까지 인가된 1차 전사 바이어스에 의해 형성된 전기장의 도움에 의해 중간 전사 벨트(5)의 외주연으로 연속적으로 1차적으로 전사된다.

대응하는 제1 컬러 옐로우 토너 화상이 중간 전사 벨트로 전사되는 전자 사진 감광 부재(1)의 표면은 세척 블레이드(13')를 갖는 전자 사진 감광 부재 세척 수단(13)에 의해 세척된다.

그 후, 제2 컬러 마젠타 토너 화상, 제3 컬러 마젠타 토너 화상 및 제4 컬러 블랙 토너 화상이 중간 전사 벨트(5) 상으로 마찬가지로 순차적으로 전사되어 중첩된다. 따라서, 의도된 풀 컬러 화상에 대응하는 합성된 풀 컬러 토너 화상이 중간 전사 벨트(5) 상에 형성된다.

이 때, 중간 전사 벨트의 위치는 위치 검출 수단(15)에 의해 검출된다. 밀도 검출 센서(14)가 또한 밀도 제어용 패치(patch)를 검출하기 위해 마련된다.

롤러형 2차 전사 수단(2차 전사 롤러)(7)은 이것이 2차 전사 대향 롤러(8)에 대응해서 평행하게 축방향으로 지지되고 중간 전사 벨트(5)의 바닥면으로부터 분리 가능하게 있는 상태로 마련된다.

전자 사진 감광 부재(1)로부터 중간 전사 벨트(5)까지 제1 컬러 토너 화상으로부터 제4 컬러 토너 화상을 순차적으로 중첩해서 전사하기 위한 1차 전사 바이어스는 각각의 토너에 반대되는 극성(+)으로 바이어스 동력원(3)으로부터 인가된다. 이렇게 인가된 전압은 양호하게는 +100 V 내지 +2 ㎸ 범위일 수 있다.

전자 사진 감광 부재(1)로부터 중간 전사 벨트(5)까지 제1 컬러 토너 화상으로부터 제3 컬러 토너 화상을 1차 전사하는 단계에서, 2차 전사 롤러(7)는 중간 전사 벨트(5)로부터 분리되어 있도록 이루어질 수도 있다.

중간 전사 벨트(5) 상으로 전사된 합성된 풀 컬러 토너는 다음 방식으로 제2 화상 담지 부재 전사재(P)로 전사된다. 즉, 2차 전사 롤러(7)는 중간 전사 벨트(5)와 접촉하게 되고 동시에 전사재(P)는 롤러형 종이 공급 수단(종이 공급 롤러)(11)로부터 전사재 가이드(10)를 거쳐, 2차 전사 바이어스가 동력원(31)으로부터 2차 전사 롤러(7)로 인가되는, 중간 전사 벨트(5)와 2차 전사 롤러(7) 사이에 형성된 접촉 영역까지 소정 타이밍으로 공급된다. 2차 전사 바이어스를 인가할 때, 합성된 풀 컬러 토너 화상은 중간 전사 벨트(5)로부터 2차 화상 담지 부재 전사재(P)까지 2차 전사된다. 합성된 풀 컬러 토너 화상이 전사된 전사재(P)는 롤러형 정착 수단(정착 롤러)(15) 내로 안내되어 그곳에 열 정착된다.

합성된 풀 컬러 토너 화상이 전사재(P)로 전사된 후, 개별적으로 배치된 롤러형 전하 제공 수단(전하 제공 롤러)(9)은 중간 전사 벨트(5)와 접촉하게 되고, 전자 사진 감광 부재(1)의 극성에 반대되는 극성을 갖는 바이어스가 인가되며, 그 결과 1차 전사시의 극성에 반대되는 극성을 갖는 전하가 2차 전사 잔류 토너로 제공되어, 전사재(P)로 전사되지 않고 중간 전사 벨트(5) 상에 잔류한다. 도면 부호 33은 바이어스 동력원을 지시한다. 이 때, 직류 상에 교류를 중첩시킴으로써 형성된 바이어스가 인가된다.

1차 전사시의 극성에 반대되는 극성으로 대전된 2차 전사 잔류 토너는 중간 전사 벨트(5)와 전자 사진 감광 부재(1) 사이에 형성된 접촉 영역과 그 근처에서 전자 사진 감광 부재(1)로 정전기적으로 전사되며, 따라서 중간 전사 벨트(5)가 세척된다. 이 단계는 1차 전사와 동시에 수행될 수 있으며, 따라서 출력은 저하되지 않는다.

이하에서는, 도1에 도시된 전자 사진 장치 상에 장착된 본 발명의 중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 프로세스 카트리지의 구조의 일 예를 도시한 개략도이다.

도2에 도시된 프로세스 카트리지에서, 적어도 중간 전사 벨트(5)와, 전자 사진 감광 부재(1)와, 세척 블레이드(13')를 갖는 전자 사진 감광 부재 세척 수단(13)과, 전하 제공 수단(전하 제공 롤러)(9)이 전자 사진 장치의 본체 상에 착탈식으로 장착 가능하도록 하나의 유닛을 일체로 구성한다.

중간 전사 벨트(5)의 세척은 2차 전사 잔류 토너가 상술한 바와 같이 1차 전사시의 극성에 반대되는 극성으로 대전되고 이로써 중간 전사 벨트와 전자 사진 감광 부재 사이의 접촉 영역에서 중간 전사 벨트로부터 전자 사진 감광 부재까지 복귀되는 시스템을 이용한다. 도2에 도시된 프로세스 카트리지에서, 매체-저항 탄성체로 구성된 롤러형 전하 제공 수단(전하 제공 롤러)(9)이 마련된다. 그 후, 전자 사진 감광 부재의 세척은 세척 블레이드(13')에 의해 수행된 블레이드 세척이다. 폐토너 용기(도시 안됨)가 일체로 제공됨으로서, 중간 전사 벨트와 전자 사진 감광 부재 모두 상의 전사 잔류 토너는 프로세스 카트리지가 교체될 때 동시에 폐기될 수 있다. 따라서, 이것은 보수 성능을 개선하는 데 기여한다.

중간 전사 벨트(5)는 또한 두 개의 롤러인, 2차 전사 대향 롤러(8) 및 장력 롤러(12) 위에 놓임으로써, 구성품의 수가 적게 제조될 수 있고 카트리지는 콤팩트하게 제조될 수 있다.

이 때, 2차 전사 대향 롤러(8)는 중간 전사 벨트를 구동하기 위한 구동 롤러이고 동시에 전하 제공 롤러(9)의 대향 롤러이다. 중간 전사 벨트(5)를 따라 회전하는 장력 롤러(12)는 활주 기구를 가지며, 중간 전사 벨트로 장력을 제공하도록 압축 스프링의 작용에 의해 화살표 방향으로 벨트의 내측과 압력 접촉하게 된다. 이것은 양호하게는 1 내지 5 ㎜의 활주 폭으로 활주 가능하며, 스프링은 양호하게는 전체적으로 5 내지 70 N의 압력을 인가한다. 또한, 전자 사진 감광 부재(1)와 (구동 롤러로서도 작용하는) 2차 전사 대향 롤러(8)는 회전 구동력이 본체로 전달되도록 그 사이에 커플링(도시 안됨)을 갖는다.

도1 및 도2에 도시된 것들에서, (구동 롤러로서도 작용하는) 2차 전사 대향 롤러(8)는 중간 전사 벨트의 사행 방지 부재가 끼워진 계단부를 구비한 축방향으로 일 단부 상에 마련된 롤러이기도 하다. 장력 롤러(12)는 중간 전사 벨트의 사행 방지 부재의 단면 형상에 끼워질 수 있는 홈을 구비한 전체 외주연 위에 마련된 롤러이기도 하다.

도2에 도시된 중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지는 적어도 이것이 사용자에 의해 사용될 때 일체형일 수 있다. 제조시의 처리와 회수후의 분해 용이성을 고려하면, 양호하게는, 이것은 몇몇 유닛, 예컨대 중간 전사 벨트를 갖는 중간 전사 벨트 유닛과 전자 사진 감광 부재를 갖는 전자 사진 감광 부재 유닛으로 분할될 수 있도록 설계된다.

전자 사진 무한 벨트 상에 마련된 위치 검출 부재를 검출하기 위한 위치 검출 수단으로서, 종래의 공지된 방법이 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에서, 양호하게는, 예컨대 가시 광선, 적외선 등을 사용하는 광전 센서(위치 검출 센서), 특히 반사식 위치 검출 센서를 사용한다. 전송식 센서가 전자 사진 무한 벨트의 위치 검출 센서로서 사용된다면, 중간 전사 벨트용 재료에 대한 제한이 있다. 특히 본 발명에서와 같이 중간 전사 벨트/전자 사진 감광 부재 일체형 프로세스 카트리지의 경우, 위치 검출 센서의 투광부 및 수광부는 전자 사진 장치 본체측 상에 그리고 프로세스 카트리지측 상에 개별적으로 놓여야만 한다. 이로 인해 검출 정밀도가 저하될 뿐만 아니라 프로세스 카트리지의 비용 상승이 야기될 수도 있다.

상기에서, 본 발명은 주로 전자 사진 무한 벨트가 중간 전사 벨트로서 사용되는 경우에 대해 설명되었다. 중간 전사 벨트 이외에도, 본 발명의 전자 사진 무한 벨트는 감광 벨트, 전사 벨트, 이송 벨트, 정착 벨트와 같이, 사행 방지와 위치 검출이 요구되는 벨트에도 일반적으로 적용될 수 있다.

본 발명의 특징은 다음 방식으로 모두 측정된다.

층 두께 측정:

전자 사진 무한 벨트(중간 전사 벨트)의 벨트형 기판의 층 두께는, 단일층의 경우 벨트 중간의 전체 주위에 동일한 간격으로 여덟 지점에서 절단된 샘플의 단면을 다이어 게이지로 측정하고 그 측정값을 평균하고, 다중층의 경우 이런 단면을 광학 현미경으로 관찰해서 측정하고 그 측정값을 평균함으로써 밝혀진다.

표면 총전류값의 측정:

측정 기구로서, SPM, 즉 주사 탐침 현미경(세이코 인스트루먼트 코.에서 제조)가 사용되며, SPA400-AMF(전자력 현미경, 전류 동시 측정)가 여기에 접속되어 측정을 한다.

주사 면적 : 24,794 ㎚²

인가 전압 : 100 V

샘플 : 벨트는 5 ㎟로 절단됨.

25 ㎛ × 25 ㎛과 관련해서, 전류는 한 번의 측정으로 256×256 지점에서 측정되며, 전체 측정값이 전체 전류값으로 간주된다. 그 후, 이 측정은 측정 위치를 바꿔가며 하나의 벨트형 기판에 대해 모두 열 번 이루어진다. 얻어진 전체 전류값의 평균값은 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값으로 간주된다.

이하에서는, 특정 작업 예를 제시함으로써 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다. 다음 예에서, "부(part(s))"는 중량부(part(s) by weight)를 의미한다.

예1

불화 폴리비닐이덴 수지(케이너(KEINER) 720, 상표명; 엘파토켐 코.(Elfatochem Co.)로부터 구입 가능) 72.7 부

폴리에테르 에스테르 아미드(펠릿형: 펠레스타트 엔씨6321(PELESTAT NC6321), 상표명, 산요 카세이 코교 케이.케이.(Sanyo Kasei Kogyo K.K.)로부터 구입 가능) 7 부

칼륨 퍼플루오로부탄 술폰산염 0.3 부

산화 아연 입자(부피-평균 입자 직경: 0.5 ㎛) 20 부

상기 공식에서, 7부의 폴리에테르 에스테르 아미드중 3부 부분이 연마 밀에 의해 분말로 제조된 후 사용되었으며, 나머지 4부의 폴리에테르 에스테르 아미드는 펠릿 형상으로 사용되었다. 또한, 폴리비닐이덴 플루오라이드 수지보다 MFR값이 조금 높은 폴리에테르 에스테르 아미드가 사용되었다.

다음으로, 분말형 폴리에테르 에스테르 아미드, 칼륨 퍼플루오로부탄 술폰산염 및 산화 아연 입자와, 펠릿형 폴리비닐이덴 플루오라이드 수지 및 폴리에테르 에스테르 아미드가 개별적으로 사전 혼합되었다. 사전 혼합 장치의 조건으로서, 이것의 교반 블레이드의 상부 블레이드/하부 블레이드가 S/BL식으로 설정되었으며, 처리를 위한 회전수는 30 ㎐에 설정되었다.

다음으로, 이렇게 사전 혼합된 분말형 재료와 펠릿형 재료 모두는 반죽 장치의 공급기 내로 조금씩 도입하면서 반죽된다. 이 때, 반죽은 압출 온도가 210 ℃이고 나사 회전수가 450 rpm인 조건에서 수행되었다. 반죽은 또한 반죽 수지 압력을 ±1 Pa의 편차로 제어하면서 수행되었다.

반죽 장치로서, 압출 중간의 측면 공급기가 추가로 마련된 동일 방향 회전 결합식의 직경이 30 ㎜인 트윈형 나사 압출기가 사용되었다. 그 후, 재료가 반죽될 때, 4부의 펠릿형 폴리에테르 에스테르 아미드 수지중 2부의 부분이 압출 중간에 마련된 측면 공급기로부터 도입되었다. 그 후, 폴리에테르 에스테르 아미드 수지와 같은 첨가물은 결합제에 충분히 균일하게 분포됨으로서 원하는 줄무늬 영역과 마이크로 범위의 전기 저항이 달성되었다. 이 반죽을 거쳐, 직경이 2 ㎜인 펠릿으로 제조된 압출 재료가 얻어졌다.

다음으로, 도3에 도시된 압출 장치에서, 압출기 다이(103)는 다이 슬릿 외경이 100 ㎜인 단일층 원형 다이로서 설정되었다. 다이 슬릿은 폭이 0.8 ㎜였다.

그 후, 가열에 의해 잘 건조된 상기 압출 재료는 이 압출 장치의 호퍼(102) 내로 놓여서 가열되고 용해된다. 얻어진 용융 생산품은 원형 다이로부터 210 ℃에서 압출되었다. 외측 냉각 링(105)은 원형 다이(103) 둘레에 마련되었으며, 공기가 냉각을 달성하기 위해 주변으로부터 관상형으로 압출된 필름 내로 송풍되었다.

다음으로, 공기가 가스 입구 경로(104)를 거쳐 압출된 관상 필름의 내부로 송풍됨으로써 필름은 직경이 220 ㎜가 될 때까지 확대되면서 팽창되게 된다. 그 후, 필름은 인출 유닛에 의해 일정한 속도로 연속해서 인출되었다. 압출된 관상 필름의 직경에 대한 원형 다이(103)의 직경의 비율은 220 %가 되었다. 이 때, 공기는 직경이 기대값이 될 때 공급이 중단되었다.

그 후, 핀치 롤러를 거쳐 인출된 다음, 관상 필름은 절단기(108)로 절단되었다.

그 두께가 균일하게 된 후, 필름은 관상 필름을 형성하도록 370 ㎜의 길이로 절단되었다.

이 관상 필름 상에서, 그 크기와 표면 평활도가 조절되었고 주름은 열팽창 계수가 서로 다른 금속들로 이루어진 한 쌍의 원통형 형상을 사용해서 제거되었다. 관상 필름은 열팽창 계수가 더 높은 원통형 형상(내부 형상) 위에 놓였고, 필름을 구비한 내부 형상은 평활한 내면을 갖도록 가공된 원통형 형상(외부 형상) 내로 삽입되고, 뒤이어 20분 동안 170 ℃에서 가열되었다. 실온으로 냉각된 후, 관상 필름은 내부 및 외부 형상으로부터 제거되었으며, 따라서 표면 가공된 관상 필름이 얻어졌다. 사용된 금속 산화물 입자는 흰색이기 때문에, 표면 가공된 관상 필름은 흰색이었다.

표면 가공된 관상 필름의 양 단부는 폭이 290 ㎜인 벨트형 기판을 얻도록 정밀하게 절단되었다. 이 벨트형 기판은 두께가 85 ㎛였으며, 그 저항율은 부피 저항율이 3.3 × 10¹⁰ Ωㆍ㎝이고 표면 저항율이 2.6 × 10¹¹ Ωㆍ㎝인 것으로 측정되었다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 760 ㎁였다.

일 측면 상과 타 측면 상에서 아크릴 감압 접착제가 각각 55 ㎛와 155 ㎛ 두께로 마련된 두께가 50 ㎛인 부직포 기지재로 구성된 감압형 접착제 이중 피복 테이프는 155 ㎛ 두께의 접착제측이 폴리우레탄 발포체측 상에 있도록 두께가 1.5 ㎜인 폴리우레탄 발포체에 부착되었고, 이것들은 폭 5 ㎜ 길이 688 ㎜로 절단되어서 사행 방지 부재가 된다.

그 후, 일 측면 상에서 블랙 피복이 마련되고 타 측면 상에서 아크릴 감압형 접착제(20 ㎛ 두께)가 마련된 두께가 50 ㎛인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 10 ㎜ 길이× 10 ㎜ 폭으로 천공되어서 위치 검출 시일이 된다. 비록 벨트형 기판은 흰색이지만, 위치 검출 시일은 검정색이며, 서로 다른 반사율을 갖는다.

상기 사행 방지 부재는 상술한 바와 같이 압출에 의해 얻어진 벨트형 기판의 일 단부에 단부로부터 중간까지 3 ㎜ 변위된 위치에서 벨트형 기판의 내주연부의 주연 방향으로 부착되었다.

사행 방지 부재가 부착된 단부에 대향하는 단부에서 벨트형 기판의 외주연 상에는, 상기 위치 검출 시일이 벨트형 기판의 외주연 단부를 따라 벨트형 기판의 주연 방향으로 동일한 간격으로 네 지점에 추가로 고착됨으로써, 중간 전사 벨트가 얻어졌다. 사행 방지 부재와 위치 검출 시일(위치 검출 부재) 사이의 폭방향 거리는 235 ㎜였다. 사행 방지 부재와 위치 검출 부재는 모두 비화상 형성 영역에 부착되었다.

화상 평가:

이렇게 얻어진 중간 전사 벨트는 도1에 도시된 바와 같은 구조의 전자 사진 장치에 설정되었으며, 풀 컬러 화상이 인쇄 시험을 수행하기 위해 80 g/㎡(기본 중량)의 종이 상에서 재생되었다. 사용된 노광 유닛은 600 dpi 디지털 레이저 시스템이었다. 이 때, 시험은 정상 온도 정상 습도 환경(23 ℃, 60 % RH)과 고온 다습 환경(40 ℃, 90 % RH)의 두 환경에서 수행되었다. 고온 다습 환경에서의 시험과 관련해서, 시험은 전자 사진 장치가 이 환경에서 일주일간 있은 후 수행되었으며, 컬러 부정합 외에도 잘못된 화상이 점검되었다. 각각의 환경에서 얻어진 화상은 시각적으로 평가되었다.

이어서, 운행(외적 작업) 시험은 화상 평가를 마찬가지로 하기 위해 분당 4 시트의 처리 속도로 8,000 시트 상에 연속해서 인쇄함으로써 수행되었다.

고온 다습 환경의 시험에서, 줄무늬형 화상 결함도 시험되어서 다음과 같은 방식으로 평가되었다.

중간 전사 벨트가 일주일 동안 이 환경(40 ℃, 90 % RH)에 있었고, 그 후 도1에 도시된 바와 같은 구조의 (풀 컬러) 전자 사진 장치에 설정되었다. 이 환경에서, 블랙, 마젠타 및 시안 망판(halftone) 화상과 솔리드(solid) 화상이 80 g/㎡의 종이에 인쇄되었다. 그 후, 인쇄된 화상은 다음에 한정된 순위에 따라 시각적으로 평가되었다.

A : 어떤 줄무늬형 화상 결함도 화상에 전혀 나타나지 않음.

B : 줄무늬형 화상 결함이 화상 형성 영역의 폭의 1/2보다 작은 영역의 폭에 나타남.

C : 줄무늬형 화상 결함이 화상 형성 영역의 폭의 1/2보다 큰 영역의 폭에 나타남.

평가 결과는 표1에 도시되어 있다.

예2

불화 폴리비닐이덴 수지(KEINER 720) 60 부

도전성 카본 블랙 20 부

산화 아연 입자(부피-평균 입자 직경: 0.5 ㎛) 20 부

벨트형 기판은 재료의 공식이 위와 같이 변경되고 직경이 140 ㎜이고 폭이 250 ㎜인 벨트형 기판으로 제조되었다는 점을 제외하고 예1에서와 동일한 방식으로 얻어졌다.

예1의 사행 방지 부재와 동일한 사행 방지 부재가 상술한 바와 같은 압출에 의해 얻어진 벨트형 기판의 일 단부에 단부로부터 중간까지 3 ㎜ 변위된 위치에서 벨트형 기판의 내주연부의 주연 방향으로 부착되었다.

사행 방지 부재가 부착된 단부에 대향하는 단부에서 벨트형 기판의 외주연 상에는, 예1의 위치 검출 시일과 동일한 위치 검출 시일이 벨트형 기판의 외주연 단부를 따라 벨트형 기판의 주연 방향으로 동일한 간격으로 네 지점에 추가로 고착됨으로써, 중간 전사 벨트가 얻어졌다. 사행 방지 부재와 위치 검출 부재 사이의 폭방향 거리는 220 ㎜였다. 사행 방지 부재와 위치 검출 부재는 모두 비화상 형성 영역에 부착되었다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 1,500 ㎁였다.

이렇게 얻어진 중간 전사 벨트는 도1에 도시된 바와 같은 구조의 전자 사진 장치에 설정되었으며, 풀 컬러 화상이 예1에서와 동일한 방식으로 인쇄 시험을 수행하고 평가하기 위해 재생되었다. 평가 결과는 표1에 도시되어 있다.

예3

불화 폴리비닐이덴 수지(KEINER 720) 65 부

폴리에테르 에스테르 아미드(PELESTAT NC6321) 15 부

산화 아연 입자(부피-평균 입자 직경: 0.5 ㎛) 20 부

벨트형 기판은 재료의 공식이 위와 같이 변경되고 직경이 142 ㎜이고 폭이 255 ㎜인 벨트형 기판으로 제조되었다는 점을 제외하고 예1에서와 동일한 방식으로 얻어졌다.

사행 방지 부재가 부착된 단부에 대향하는 단부에서 벨트형 기판의 외주연 상에는, 예1의 위치 검출 시일과 동일한 위치 검출 시일이 벨트형 기판의 외주연 단부를 따라 벨트형 기판의 주연 방향으로 동일한 간격으로 네 지점에 추가로 고착됨으로써, 중간 전사 벨트가 얻어졌다. 사행 방지 부재와 위치 검출 부재 사이의 폭방향 거리는 225 ㎜였다. 사행 방지 부재와 위치 검출 부재는 모두 비화상 형성 영역에 부착되었다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 560 ㎁였다.

비교예1

불화 폴리비닐이덴 수지(KEINER 720) 78 부

칼륨 퍼플루오로부탄 술폰산염 2 부

산화 아연 입자(부피-평균 입자 직경: 0.5 ㎛) 20 부

상기 공식으로 된 재료가 동시에 사전 혼합되었다. 그 후, 얻어진 혼합물은 단일 나사 압출기를 사용해서 반죽 장치에 의해 반죽되었다. 반죽을 거쳐, 2 ㎜ 직경의 펠릿으로 제조된 압출 재료가 얻어졌다. 예1의 후속 압출 공정이 벨트형 기판을 얻기 위해 반복되었다.

예1에서와 동일한 사행 방지 부재가 상술한 바와 같은 압출에 의해 얻어진 벨트형 기판의 일 단부에 단부로부터 중간까지 3 ㎜ 변위된 위치에서 벨트형 기판의 내주연의 주연 방향으로 부착되었다.

사행 방지 부재가 부착된 단부에 대향하는 단부에서 벨트형 기판의 외주연 상에는, 예1의 사행 방지 부재와 동일한 위치 검출 시일이 벨트형 기판의 외주연 단부를 따라 벨트형 기판의 주연 방향으로 동일한 간격으로 네 지점에 추가로 고착됨으로써, 중간 전사 벨트가 얻어졌다. 이 때, 사행 방지 부재와 위치 검출 부재는 모두 비화상 형성 영역에 부착되었다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 230 ㎁였다.

비교예2

저밀도 폴리에틸렌(920 g/㎡) 94 부

아크릴 고무 입자 6 부

중간 전사 벨트는 벨트형 기판에 대한 압출 재료의 공식이 위와 같이 변경되었다는 점을 제외하고 비교예1에서와 동일한 방식으로 얻어졌다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 110 ㎁였다.

비교예3

에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 70 부

도전성 탄소 30 부

참고예1

불화 폴리비닐이덴 수지(KEINER 720) 71.0 부

폴리에테르 에스테르 아미드(PELESTAT NC6321) 9 부

산화 아연 입자(부피-평균 입자 직경: 0.5 ㎛) 20 부

상기 공식으로 된 재료가 동시에 사전 혼합되었다. 그 후, 얻어진 혼합물은 단일 나사 압출기를 사용해서 반죽 장치에 의해 반죽되었다. 반죽을 거쳐, 2 ㎜ 직경의 펠릿으로 제조된 압출 재료가 얻어졌다. 예1의 후속 압출 공정이 벨트형 기판을 얻기 위해 반복되었으며, 동일한 사행 방지 부재와 위치 검출 부재가 중간 전사 벨트를 얻기 위해 예1과 동일한 방식으로 부착되었다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 200 ㎁였다.

참고예2

불화 폴리비닐이덴 수지(KEINER 720) 58 부

도전성 카본 블랙 22 부

산화 아연 입자(부피-평균 입자 직경: 0.5 ㎛) 20 부

벨트형 기판은 재료의 공식이 위와 같이 변경되었다는 점을 제외하고 참고예1에서와 동일한 방식으로 얻어졌다. 예1에서와 동일한 사행 방지 부재가 중간 전사 벨트를 얻기 위해 예1과 동일한 방식으로 부착되었다.

SPM에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 벨트형 기판의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값은 2,800 ㎁였다.

본 발명에 따르면, 사행 방지가 양호하고 위치 검출이 정밀하기 때문에 컬러 부정합이나 화상 부정합이 적은 고품질 화상을 얻을 수 있고 고온 다습 환경에서도 어떠한 줄무늬형 화상 결함도 일으키지 않는 전자 사진 무한 벨트가 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 전자 사진 무한 벨트로 구성된 중간 전사 벨트와, 프로세스 카트리지와, 중간 전사 벨트를 갖는 전자 사진 장치가 제공될 수도 있다.

도1은 중간 전사 벨트 및 전자 사진 감광 부재가 서로 일체로 유지되는 본 발명의 프로세스 카트리지를 갖는 전자 사진 장치의 구조의 일 예를 도시한 개략도.

도2는 중간 전사 벨트 및 전자 사진 감광 부재가 서로 일체로 유지되는 본 발명의 프로세스 카트리지의 구조의 일 예를 도시한 개략도.

도3은 본 발명의 중간 전사 벨트(단일층)을 형성하기 위한 압출 장치의 구조의 일 예를 도시한 개략도.

도4는 본 발명의 중간 전사 벨트(이중층)을 형성하기 위한 압출 장치의 구조의 일 예를 도시한 개략도.

도5는 본 발명의 전자 사진 무한 벨트 및 위치 검출 센서 사이의 관계와, 사행 방지 부재의 단면 형상에 끼워질 수 있는 홈을 구비한 전체 외주연 위에 마련된 롤러가 사용되고 전체 내주연 위에서 사행 방지 부재가 마련된 전자 사진 무한 벨트가 회전되면서 사행 방지 부재가 롤러의 이 홈에 끼워지도록 함으로써 벨트가 사행하는 것을 방지하는 경우를 도시한 도면.

도6은 본 발명의 전자 사진 무한 벨트 및 위치 검출 센서 사이의 관계와, 사행 방지 부재가 끼워진 계단부를 구비한 축방향의 일 단부 상에 마련된 롤러가 전자 사진 무한 벨트의 사행을 방지하기 위해 사용되는 경우를 도시한 도면.

도7은 종래의 전자 사진 무한 벨트와 위치 검출 센서를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전자 사진 감광 부재

2 : 대전 수단

5 : 중간 전사 벨트

6 : 1차 전사 수단

7 : 2차 전사 수단

9 : 전하 제공 수단

10 : 전사재 가이드

11 : 종이 공급 수단

13 : 세척 수단

14 : 밀도 검출 센서

15 : 위치 검출 수단

41 : 옐로우 현상 수단

42 : 마젠타 컬러 현상 수단

43 : 시안 컬러 현상 수단

44 : 블랙 컬러 현상 수단

61 : 벨트형 기판

62, 71 : 사행 방지 부재

63, 73 : 위치 검출 부재

64, 74 : 투광부

65, 75 : 수광부

66 : 홈

100 : 압출기

102 : 호퍼

103 : 원형 다이

104 : 가스 입구 통로

105 : 외측 냉각 링

106 : 안정화 판

107 : 핀치 롤러

108 : 절단기

110 : 관상 필름

Claims

벨트형 기판과 사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 포함하는 전자 사진 무한 벨트이며,

상기 사행 방지 부재는 상기 벨트형 기판의 일 단부의 내주연측 상에 배치되고,

상기 위치 검출 부재는 상기 벨트형 기판의 타 단부의 외주연측 상에 배치되고,

상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 200 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있고,

상기 벨트형 기판은 결합제 수지로서 열 가소성 수지를 함유하고,

상기 벨트형 기판은 주사 탐침 현미경에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 무한 벨트.
제1항에 있어서, 상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 220 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 사진 무한 벨트.
제1항에 있어서, 상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 각각 상기 벨트형 기판의 비화상 형성 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 사진 무한 벨트.
제1항에 있어서, 중간 전사 벨트인 것을 특징으로 하는 전자 사진 무한 벨트.
중간 전사 벨트가 벨트형 기판과 사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 포함하는 중간 전사 벨트인 중간 전사 벨트를 포함하고 전자 사진 장치의 본체 상에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지이며,

상기 사행 방지 부재는 상기 벨트형 기판의 일 단부의 내주연측 상에 배치되고,

상기 위치 검출 부재는 상기 벨트형 기판의 타 단부의 외주연측 상에 배치되고,

상기 사행 방지 부재 및 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 200 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있고,

상기 벨트형 기판은 결합제 수지로서 열 가소성 수지를 함유하고,

상기 벨트형 기판은 주사 탐침 현미경에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제5항에 있어서, 적어도 토너 화상을 유지하기 위한 전자 사진 감광 부재와 상기 중간 전사 벨트가 일체로 지지되고, 상기 중간 전사 벨트는 자신과 전자 사진 감광 부재 사이에 접촉 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제5항에 있어서, 상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 220 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제5항에 있어서, 상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 각각 상기 벨트형 기판의 비화상 형성 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
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토너 화상을 유지하기 위한 전자 사진 감광 부재와,

전자 사진 감광 부재를 정전기적으로 대전하기 위한 대전 수단과,

대전 수단에 의해 대전된 전자 사진 감광 부재 상에 정전 잠상을 형성하기 위한 노광 수단과,

전자 사진 감광 부재 상에 토너 화상을 형성하기 위해, 노광 수단에 의해 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 수단과,

토너 화상이 전자 사진 감광 부재로부터 1차 전사된 후 전사된 토너 화상을 전사 재료로 2차 전사하기 위한, 그 자체와 전자 사진 감광 부재 사이에 접촉 영역을 형성하는 중간 전사 벨트와,

접촉 영역에서 전자 사진 감광 부재로부터 중간 전사 벨트로 토너 화상을 1차로 전사하기 위한 1차 전사 수단을 포함하며,

상기 중간 전사 벨트는 벨트형 기판과 사행 방지 부재와 위치 검출 부재를 포함하며,

상기 사행 방지 부재는 상기 벨트형 기판의 일 단부의 내주연측 상에 배치되고,

상기 위치 검출 부재는 상기 벨트형 기판의 타 단부의 외주연측 상에 배치되고,

상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 200 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있고,

상기 벨트형 기판은 결합제 수지로서 열 가소성 수지를 함유하고,

상기 벨트형 기판은 주사 탐침 현미경에 의해 측정된 것으로서 100 V 인가시 300 ㎁ 내지 2,000 ㎁의 25 ㎛ × 25 ㎛ 표면 총전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
제11항에 있어서, 적어도 상기 전자 사진 감광 부재와 상기 중간 전사 벨트는 일체로 지지되며 전자 사진 장치의 본체 상에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
제11항에 있어서, 상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 전자 사진 무한 벨트의 폭 방향으로 220 ㎜ 내지 250 ㎜ 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
제11항에 있어서, 상기 사행 방지 부재 및 상기 위치 검출 부재는 각각 상기 벨트형 기판의 비화상 형성 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
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