KR100539340B1 - 대전 부재, 대전 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 대전 부재는 피대전 부재와 닙을 형성하고 도전성 입자가 닙에 존재하는 상태에서 피대전 부재를 전기적으로 대전시킨다. 상기 대전 부재는 상기 대전 부재의 표면에 제공된 탄성 포움 부재를 포함한다. 상기 탄성 포움 부재는 셀부와 셀부를 한정하는 셀벽부를 포함한다. 상기 셀벽부는 셀부에 대한 두께비가 2 % 이상 40 % 이하이다.

Description

대전 부재, 대전 장치 및 화상 형성 장치{CHARGING MEMBER, CHARGING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 도전성 입자를 사용함으로써 대전을 실행하는 대전 부재와, 대전 부재를 사용하는 대전 장치와, 대전 부재나 피대전 부재를 대전시키는 대전 수단으로서의 대전 장치를 사용하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

도10은 종래의 화상 형성 장치의 일예의 개략적인 단면도이다. 이 예에서 화상 형성 장치는 전자사진 레이저 비임 프린터이다.

도10을 참조하면, 화상 형성 장치는 화상 담지 부재로서 감광 드럼(1)을 포함하고, 감광 드럼(1)은 소정의 주연 속도로 화살표 a로 표시된 시계 방향으로 회전 구동된다.

장치는 또한 대전 부재로서 도전성 탄성 대전 롤러(20)를 포함한다. 대전 롤러(20)는 소정의 가압력으로 감광 드럼(1)과 접촉하여 배치되고, 감광 드럼(1)에 의해 회전된다. 대전 롤러(20)와 감광 드럼(1)은 그들 사이에 접촉부(대전 닙부, S1)를 형성한다.

소정의 대전 바이어스 전압(예컨대, 1 내지 2 kV의 직류 전압 또는 교류 전압과 바이어스된 직류 전압)이 전원(13)으로부터 대전 롤러(20)에 공급되고, 그로 인해 감광 드럼(1)의 표면은 소정의 극성과 소정의 전위로 균일하게 접촉 대전된다.

균일하게 대전된 감광 드럼(1)의 표면은 노출 윈도우(6a)와 반사 부재(8b)를 통해 노출 수단(레이저 스캐너)으로부터 방출된 레이저 비임(L1)에 의해 스캐닝 노출되고, 그로 인해 정전 잠상이 감광 드럼(1) 상에 형성된다.

정전 잠상은 현상 장치(3)에 의해 토너 화상으로 시각화된다.

현상 장치(3)는 현상제 운반 부재로서 중공 실린더인 비자성 현상 슬리브(3a)와 현상 슬리브(3a)에 결합된 다수의 전극을 갖는 자성 롤러(3c)를 포함한다. 현상 슬리브(3a)는 감광 드럼(1)과 접하면서 현상 장치(3)의 개구부에 배치되고, 화살표로 표시된 반시계 방향으로 회전 구동된다. 자성 롤러(3c)는 비회전 상태로 고정된다. 현상제 용기(7)는 현상 장치(3)에 접하여 배치되며 현상제(t)로서의 자성 토너를 저장한다. 현상제 용기(7)는 현상 장치(3)에 연속적으로 토너를 공급한다. 현상제 용기(7)는 내부에 현상제 교반 부재(10)를 포함한다. 현상 장치(3)에 저장된 토너는 자성 롤러(3c)의 자력에 의해 끌어 당겨져서 현상 슬리브(3a)에 부착되고 현상 슬리브(3a)의 표면 상에서 운반되어, 현상 슬리브(3a)의 회전에 의해 반송된다. 현상 장치(3)는 토너를 적절하게 대전시키면서 소정 레벨로 토너층 두께를 규제하는 규제 블레이드(3b)를 더 포함한다. 현상 슬리브(3a)에 대해, 소정의 현상 바이어스 전압(예컨대, 교류 전압과 바이어스된 직류 전압)이 전원(11)으로부터 인가되고, 그로 인해 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상이 현상 슬리브(3a)에 의해 운반 및 반송된 토너로 현상 슬리브(3a)와 감광 드럼(1) 사이의 대향 부분으로서의 현상부(D)에 시각화(현상)된다.

감광 드럼(1) 상에 형성된 토너 화상은 소정의 제어 타이밍에서 (도시되지 않은) 용지 공급부로부터 감광 드럼(1)과 전사 롤러(4) 사이의 접촉부(전사부, T)로 공급된 기록 매체(전사 매체, P)로 연속하여 정전기적으로 전사된다. 전사 롤러(4)에는 전원(12)으로부터 소정의 전사 바이어스 전압이 제공된다.

전사부(T)에서 토너 화상의 전사 이후에 전사 매체(P)는 감광 드럼(1)의 표면으로부터 분리되고, 정착 수단(9)으로 운반되어 토너 화상이 전사 매체(P) 상에 정착되고, 이후에 전사 매체가 화상 형성 장치로부터 배출된다.

전사 매체가 분리된 후에 감광 드럼(1)의 표면은 세척 장치(5)의 세척 블레이드(5a)에 의해 그 위에 잔류해 있던 전사 잔류 토너가 제거되어 세척된 표면을 제공하고, 그에 따라 화상 형성이 반복적으로 실행 가능하게 된다. 도면 부호 5b는 스쿠프 시트(scoop sheet)를 나타낸다.

이 예의 프린터는 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지 형태이다. 특히, 감광 드럼(1), 대전 롤러(2), 현상제 용기(7)를 구비하는 현상 장치(3) 및 세척 장치(5)를 포함하는 4개의 프로세스 장비가 화상 형성 장치의 본체에 착탈식으로 교환 가능하게 장착되는 프로세스 카트리지(15)를 구성하는 콤팩트한 유닛으로 일체형으로 지지된다.

보다 더 작은 크기의 프로세스 카트리지(15)를 제공하기 위해, 세척 장치(5)가 프로세스 카트리지(15)로부터 제거되고 현상 장치(3)가 현상과 동시에 전사 잔류 토너를 수거하도록 설계된 무세척기 시스템(cleaner-less system)을 채용하는 화상 형성 장치가 제안되었다.

이 무세척기 시스템은 프로세스 카트리지의 크기 감소면에서 효과적일 뿐만 아니라 토너 낭비없이 토출할 수 있어서, 환경 보호의 관점에서도 바람직하다.

이 경우, 탄성 현상 롤러로 전사 잔류 토너를 수거하면서 현상을 효과적으로 하기 위해 소위 탄성 현상 롤러를 사용하는 접촉식 현상이 채용되도록 현상과 수거를 동시에 하는 방식에 의해 무세척기 시스템이 달성된다는 것은 공지되어 있다.

또한, 직접 주입 대전 메카니즘이 화상 담지 부재의 대전 처리를 위해 사용된다면, 이온의 발생이 야기되지 않고, 따라서 방전 생성물로 인한 어떠한 어려움도 없다는 점에서 유리하다. 예컨대, 미국 특허 제6,128,456호는 도전성 입자가 현상제 내에 함유되고 토너와 함께 현상 장치로부터 화상 담지 부재로 공급되고 다음으로 대전 부재에 도전성 입자가 부착되는 직접 대전 메카니즘을 개시하고 있다. 또한, 직접 대전 메카니즘은 무세척기 시스템과 조합으로 사용되어, 프로세스 카트리지의 크기 감소 및 환경 보호 모두에 효과적이다.

미국 특허 제6,128,456호에 사용된 도전성 입자는 직접 주입 대전 시스템 내에서의 대전을 돕기 위한 입자이며, 적어도 접촉 대전 부재와 피대전 부재 사이의 접촉부(대전 닙부)에 존재하여 안정적인 주입 대전을 실현한다.

특히, 피대전 부재의 접촉 대전은 도전성 입자가 피대전 부재와 접촉 대전 부재 사이의 대전 닙부 내에 존재하는 상태에서 실행된다. 대전 닙부 내에 도전성 입자가 존재함으로써, 도전성 입자의 윤활 효과에 의해 접촉 대전 부재에 대항하여 접촉 이동 상태로 피대전 부재를 쉽게 제 위치에 위치시킬 수 있을 뿐만 아니라, 접촉 대전 부재가 높은 빈도로 도전성 입자를 통해 피대전 부재와 밀착하는 것이 가능하다. 결과적으로, 대전 닙부 내에서, 피대전 부재의 이동 표면은 도전성 입자로 균일하게 마찰되어, 접촉 대전 부재와 피대전 부재 사이에 밀착 상태와 접촉 저항을 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 균일성과 대전 성능이 우수한 직접 주입 대전을 달성할 수 있어서, 직접 주입 대전은 전술한 접촉 대전 부재에 의한 피대전 부재의 접촉 대전에 있어서 지배적인 위치를 차지한다.

전술한 바와 같이, 대전 부재의 탄성층은 바람직하게는 밀착성을 갖는다. 이러한 관점에서 개방 셀 스폰지 롤러는 대전 부재로 적절하게 고려된다.

그러나, 개방 셀 스폰지 롤러가 무세척기 시스템에 사용되는 경우에, 인쇄 시트가 증가함에 따라 섬유질 용지 분말의 축적량이 증가하게 되어, 용지 분말을 중심으로 하여 전사 잔류 토너 덩어리가 발생할 수 있어 대전 불량 발생을 야기할 수 있다.

한편, 완전 폐쇄 셀 스폰지 롤러가 대전 롤러로 사용된다면, 스폰지 롤러의 표면은 불균일한 포움 부분을 갖게되어 피대전 부재와의 밀착 상태 제공이 불량하여 대전 불량을 야기할 수 있다.

본 발명의 목적은 도전성 입자를 사용하여 균일한 대전을 달성하는 대전 부재와, 이런 대전 부재를 포함하는 대전 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 도전성 입자와 피대전 부재의 밀착을 허용할 수 있는 대전 부재와, 이런 대전 부재를 포함하는 대전 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 포움 부재 상에 도전성 입자를 균일하게 도포할 수 있는 대전 부재와, 이런 대전 부재를 포함하는 대전 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 주입 대전 시스템에 적절한 대전 부재와, 이런 대전 부재를 포함하는 대전 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 피대전 부재와 닙을 형성하고 도전성 입자가 닙에 존재하는 상태에서 피대전 부재를 대전시키는 대전 부재이며, 대전 부재는 대전 부재의 표면에 제공된 탄성 포움 부재를 포함하고, 탄성 포움 부재는 셀부와 셀부를 한정하는 셀벽부를 포함하고, 셀벽부는 셀부에 대한 두께비가 2 % 이상 40 % 이하인 대전 부재가 제공된다.

본 발명의 이들 그리고 다른 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 본 발명의 양호한 실시예들의 설명을 고려하면 더욱 명백할 것이다.

도1은 화상 담지 부재를 대전하는 대전 수단으로서 도전성 입자를 사용하는 접촉 주입 대전 수단을 포함하고 무세척기 시스템의 전자사진 레이저 비임인 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하고 있다.

도1에서는, 도10에 도시된 것과 동일한 부재 및 수단은 도10과 동일한 도면 부호로 표현되며, 반복되는 설명은 생략한다.

(1) 화상 형성 장치의 전반적인 설명

본 실시예에서 전자사진 레이저 비임 프린터(화상 형성 장치)는 도10에 도시된 것과는 이하의 요점 (a) 내지 (e)에 있어서 상이하다.

(a) 세척 장치가 제거되었다(무세척기 시스템).

(b) 접촉 대전 부재가 도전성 입자(40)로 미리 표면 도포된 스폰지 롤러(2)이다.

(c) 스폰지 롤러(2)는 스폰지 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이의 접촉부(닙부, S1)에서 주연 속도에 있어서 소정의 차이를 가지면서 감광 드럼(1)의 회전 방향(a)에 대해 회전 방향(c)으로 역방향 운동을 하도록 설계된다.

(d) 대전 바이어스 전압으로서 직류 전압만이 스폰지 롤러(2)에 인가된다.

(e) 도전성 입자(40)는 소정의 비율로 현상 장치(3)의 현상 용기(7) 내에 저장된 현상제(토너, t)와 임시적으로 혼합된다.

1) 대전

사용자들이 사용하기 전에 신규한 프로세스 카트리지(15)에 대해서는, 대전 부재로서의 스폰지 롤러(2)는 도전성 입자(40)로 도포되어 있다. 따라서, 초기 단계에서의 프로세스 카트리지에서조차, 도전성 입자(40)가 스폰지 롤러(2)와 피대전 부재로서의 감광 드럼(1, 화상 담지 부재)과의 접촉부(S1)에 존재하여, 감광 드럼(1)의 표면은 전원(13)으로부터 소정의 대전된 바이어스 전압(-600 V 의 직류 전압)이 공급된 전극으로서의 코어 금속(2a)을 포함하는 스폰지 롤러(2)가 감광 드럼(1)과 접촉함으로써 약 -600 V 의 암전위(dark-part potential, Vd)를 갖도록 균일하게 대전될 수 있다.

한편 도10에 도시된 종래의 장치에서는, 접촉 대전 부재로서의 대전 롤러(20)에는 일반적으로 감광 드럼 표면을 안정적으로 대전하도록 교류 전압에 의해 바이어스된 직류 전압(직류/교류 중첩 전압)이 제공되어, 대전 불량으로 인한 불안정한 화상(토너 입자가 백색 배경에 점핑되거나 부착되는 현상)과 같은 화상 결함을 방지한다. 그러나, 전술한 바와 같이 이러한 방전 기반 대전 메카니즘에서 방전 생성물의 발생을 필연적으로 야기하는 것은 불가능하다.

본 실시예에서는, 전술한 바와 같이 직류 전압만 사용되어 방전물을 야기하지 않고 감광 드럼 표면을 대전하는 것이 가능하다.

접촉 대전 부재로서의 스폰지 롤러(2)는 후속되는 (2)부에서 상세히 설명된다. 스폰지 롤러(2)는 코어 금속(2a) 상에 가요성 포움 부재와 중간 저항층(2b)을 형성함으로써 마련된다.

스폰지 롤러(2)의 회전 방향(c)은 스폰지 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이에 배치된 접촉부(S1)에서 회전 방향(a)에 대해 역방향이다. 주연 속도차에 대하여, 감광 드럼(1)의 회전 속도에 비해 상이한 150 %의 속도로 스폰지 롤러(2)를 회전시킴으로써, 감광 드럼(1)의 표면 상에 존재하는 다량의 도전성 입자(40)가 감광 드럼 표면으로부터 긁혀진다. 결과적으로, 현상 슬리브(3a, 후술됨)로부터 감광 드럼(1) 표면으로 제공된 도전성 입자(40)가 스폰지 롤러 표면에 제공되는 것이 가능하게 되어, 스폰지 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이의 도전성 입자(40) 존재를 통한 직접 주입 대전이 실현된다.

직접 주입 대전의 대전 성능은 피대전 부재의 주연 속도와 대전 부재의 주연 속도 간의 비에 의존하므로, 순방향 회전 모드의 경우에 대전 부재의 회전수는 역방향 회전 모드의 경우와 비교할 때 역방향 회전 모드의 경우의 회전과 동일한 주연 속도비를 얻도록 증가된다. 여기서, 주연 속도비는 수학식

주연 속도비 (%) = [(대전 부재 주연 속도 - 피대전 부재 주연 속도)/(피대전 부재의 주연 속도)] ×100

로 표현된다.

대전 부재 주연 표면은 대전 부재 표면이 닙부에서 피대전 부재의 표면과 동일한 방향으로 운동할 때 양의 값이다.

주연 속도비는 바람직하게는 120 % 이상이다.

2) 노출

전술한 바와 같이, 감광 드럼(1)의 표면은 노출 윈도우(6a)와 반사 부재(8b)를 통해 노출 수단(8a)으로부터 방출된 레이저 비임(L1)으로 조사되어 감광 드럼(1)의 표면 상에 정전 잠상을 형성한다. 레이저 비임(L1)으로 감광 드럼 표면을 균일하게 조사하는 경우에 감광 드럼(1)의 표면 전위는 본 실시예에서 명전위(light-part potential, VL = -150 V)로 설정된다.

3) 현상

현상 장치(3)는 감광 드럼(1)으로부터 300 ㎛ 거리에 배치된 현상제 반송 부재(토너 반송 부재)로서의 현상 슬리브(3a), 블레이드(3b), 현상 슬리브(3a) 내에 둘러싸인 자성 롤러(3c), 현상 슬리브(3a)에 전력을 공급하는 전원(11) 등으로 구성된다. 현상 슬리브(3a)는 바인더(아크릴계 수지), 색소 및 바인더 내에 배치된 현상 슬리브 표면에 적절한 거칠기를 제공하는 거칠어짐 작용제(구형 탄소 입자 : 입자 크기 = 10 ㎛, 밀도 = 2.0 g/cm³)를 포함하는 도포 물질로 도포된 천연 알루미늄 파이프를 포함한다.

거칠어짐 작용제(roughening agent)로서 사용된 구형 탄소 입자는 벌크 중간상 피치가 페놀 수지, 나프탈렌 수지, 푸란 수지, 크실렌 수지, 비닐벤젠 중합체, 스티렌-디비닐벤젠 중합체 또는 폴리아크릴로니트릴과 같은 수지의 구형 입자의 표면 상에 기계화학적인 방법으로 도포되는 방법으로 준비되고, 도포된 입자는 산화 분위기 내에서 열처리되어 탄화 및/또는 흑연화가 달성되도록 불활성 분위기 또는 진공 내에서 경화되어 도전성 구형 탄소 입자를 얻는다. 이렇게 얻어진 구형 탄소 입자는 바람직하게는 흑연화를 통해 최종 구형 탄소 입자의 도포부가 더욱 결정화되어 도전성을 향상시킨다. 본 실시예에서, 현상 슬리브의 측정된 표면 거칠기(Ra)는 1.4 ㎛이다.

본 실시예에서, 토너 반송 부재의 표면 거칠기(Rz)는 JIS 표면 거칠기(JIS B0601)를 기초로 하여 표면 거칠기 측정기[고사까 겐뀨쇼 가부시끼가이샤에서 제조된 "서프 코더(Surf coder) SE-30"]로 측정된 중심선 평균 거칠기에 상응한다.

특히, 원주 방향으로 4 포인트에 축방향으로 토너 반송 부재의 3 포인트를 포함하는 12 포인트에 대해서, 축방향으로 2.5 mm 의 측정폭을 갖는 부분이 샘플링되고, 시험된 부분의 수직 밀봉 방향으로의 높이값으로부터 계산을 통해 표면 거칠기(Rz)를 결정하는 측정이 수행된다.

현상 슬리브(3a)의 회전 구동에 의해, 현상 용기(7) 내의 도전성 입자(40) 함유 토너(t)가 감광 드럼(1)으로 반송된다. 현상 슬리브(3a)의 회전 방향은 감광 드럼(1)의 회전 방향(a)에 대한 전진 방향(b)이며, 현상 슬리브(3a)는 감광 드럼(1)의 주연 속도에 대한 120 % 의 주연 속도비로 회전 구동된다.

현상 슬리브(3a) 상의 토너를 규제 및 대전하기 위한 규제 블레이드(3b)는 1.1 mm 두께의 우레탄 고무 플레이트로 형성되고 약 49 N/m 의 선형 압력으로 현상 슬리브(3a)에 대항하여 접촉하며, 그로 인해 토너의 주성분으로서의 스티렌 수지가 마찰됨에 따라 음으로 대전된다.

본 실시예에서, 1.2 kV의 교류 전압과 -450 V의 직류 전압을 포함하는 중첩 전압이 전원(11)으로부터 현상 장치(3a)의 현상 슬리브(3a)로 인가되어 감광 드럼 표면으로 반송된 음으로 대전된 토너(t)로 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상을 시각화한다.

본 실시예에서, 토너 주성분으로서 스티렌 수지 100 중량부, 토너 대전 촉진을 위한 실리카 2 중량부 및 도전성 입자(40)로서의 도전성 산화 아연 입자(체적저항률 : 10⁶ Ω.cm, 2차 집합체를 포함하는 평균 입자 크기 : 3 ㎛) 2 중량부가 부수적으로 추가된다.

본 발명에 사용된 도전성 입자(도전성 미세 분말)의 평균 입자 크기 및 입자 크기 분포는 액체 모듈을 갖춘 레이저 회절형 입자 크기 분포 측정 장치(컬터 코포레이션에 의해 제조된 모델 LS-230)를 사용함으로써 0.04 내지 2000 ㎛의 측정 범위 내에서 측정된다.

특히, 계면 활성제의 트레이스량(trace amount)이 순수한 물 10 cc에 첨가되고, 견본 도전성 미세 분말(도전성 입자) 10 mg이 거기에 첨가되고, 이어서 초음파 분산 장비(초음파 균질기)에 의해 10 초 동안 분산된다. 그 후, 90 초 동안 한번 측정이 실행된다. 측정 결과에 근거하여, 체적 평균 입자 크기가 계산된다.

또한, 표준화와 조합된 정제 방법에 의해 도전성 미세 분말의 체적저항률의 측정이 실행된다.

특히, 약 0.5 g의 분말형 견본은 2.26 ㎠의 기부 영역을 갖는 원통형 용기 내에 배치되며, 저항률 수치를 측정하기 위해 15 kg의 압력이 인가되는 가운데 상부와 하부 전극 사이에 100 V의 전압이 제공되고, 이어서 체적저항률을 결정하도록 표준화된다.

부수적인 첨가제로서의 도전성 입자(40)는 낮은 저항률을 갖고 약한 양전하 대전성을 나타내는 경향이 있어서, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 부수적인 첨가제는 800 V(즉, ｜Vmin - Vd｜= ｜200 V - (-600 V)｜)의 약정 전압의 인가하에 단독으로 현상 슬리브(3a)에서 감광 드럼(1)의 비화상 영역으로 점핑된다. 또한, 부수적인 첨가제의 일부가 토너에 부착되어 이러한 부수적인 첨가제는 850 V(즉, ｜VL - Vmax｜= ｜-150 V - (-1000 V)｜)의 약정 전압의 인가하에 현상 슬리브(3a)에서 감광 드럼(1)의 화상 영역으로 점핑된다.

감광 드럼(1)으로 점핑된 이들 도전성 입자(40)는 토너 입자보다 현저하게 낮은 저항률을 나타내며 [도전성 입자(40)로서의] 도전성 산화 아연 입자는 전술한 바와 같이 양전하로 대전되어, 도전성 입자(40) 대부분이 양극 전사 바이어스의 인가에 의한 전사 매체로의 전사없이 감광 드럼(1) 상에 여전히 잔류하게 된다. 따라서, 스폰지 롤러(2)에 충분한 양의 도전성 입자(40)를 공급함으로써 직접 주입 대전이 달성될 수 있다.

4) 전사

이후에, 토너 화상의 극성과 반대되는 극성의 전압이 전사 롤러(4)에 인가되고, 그로 인해 감광 드럼(1) 상에 형성된 토너 화상이 기록 매체로서의 전사 매체(P) 상에 전사된다.

5) 고착

토너 화상이 전사부(T)에 전사된 전사 매체(P)는 감광 드럼(1)의 표면으로부터 분리되어 정착 수단(9)으로 반송된다. 토너 화상은 정착 수단에 의해 전사 매체(P) 상에 정착되고 그 후에 화상 형성 장치 외측으로 토출된다.

6) 현상과 동시에 세척

본 실시예의 프린터는 세척기를 사용하지 않는 무세척기 시스템이므로, 감광 드럼(1) 상에 반송된 토너 화상이 전사 매체(P) 상으로 전사된 이후에 감광 드럼(1)의 회전 표면 상에 잔류하는 전사 잔류 토너는 세척기에 의해 세척되지 않고 감광 드럼(1)의 회전에 의해 스폰지 롤러(2)를 통해 현상 영역으로 반송된다. 현상 영역에서, 전사 잔류 토너는 현상과 동시에 세척됨에 따라 현상 슬리브(3a)에 의해 회수된다(토너 재생 공정).

(2) 스폰지 롤러(2)

다음으로, 본 실시예에서 도전성 입자(40)를 사용하여 접촉 대전하기 위한 대전 부재로서의 스폰지 롤러(2)가 상세히 설명된다.

스폰지 롤러(2)는 전압이 공급될 전극으로서의 탄성층(2b)을 형성함으로써 마련된다. 탄성층(2b)은 (EPDM과 같은) 고무, (카본블랙과 같은) 도전성 입자, 가황 처리 작용제, 포움 형성 작용제 등을 포함하고, 압출 및 가열을 통해 코어 금속(2a) 상에 롤러 형상으로 형성되고, 이어서 표면 연마 작업에 의해 스폰지 롤러(2)가 마련된다.

스폰지 롤러(2)는 연마 공정에 의해 달성된 불균일 표면을 갖고 스폰지 고무의 셀부와 셀부를 구획하는 셀벽부로 구성된다. 셀부와 셀벽부를 포함하는 스폰지 롤러(2)의 표면 상태는 가황 처리 작용제, 포움 형성 작용제 및/또는 가열 수단을 적절히 선택함으로써 다양한 상태로 수정될 수 있다. 따라서, 그물망 구조를 갖는 불균일 표면을 제공하기 위해서는, 중합성 물질로 혼합된 저분자 물질이 용리제에 의해 용리되는 방법 또는 포움이 아닌 부재가 연마, 에칭 등에 의해 표면 처리되는 방법을 사용하는 것이 가능하다.

그물망 구조를 갖는 탄성층이 고무를 포움 형성 및 산화 처리함으로써 형성되는 경우에, 포움 형성 작용제 및 가황 처리 촉진제, 포움 형성 조건, 가황 처리 조건 등을 적절히 선택함으로써 소정의 셀 에지 길이를 갖는 그물망 구조를 형성하는 것이 가능하다.

예컨대, 고무의 경화 반응이 어느 정도 진행된 단계, 즉 고무가 높은 점도를 갖는 상태에서, 포움 형성 작용제는 작은 셀 내에서 다량의 기체가 발생하도록 열분해된다. 또한 증기 가열에 의한 포움 형성 처리를 실행함으로써 수증기압의 인가하에 포움의 크기를 감소시켜 다수의 작은 셀을 형성할 수 있다.

EDPM 고무(에틸렌-프로필렌 고무)를 포움 형성함으로써 그물망 구조를 형성하는 경우에, 아조디카본아미드가 포움 형성 작용제로서 사용되고, 티아졸계 화합물 및 디티오카바메이트계 화합물이 가황 처리 촉진제로서 사용되고, 황이 가황 작용제로서 사용되는 것이 특히 적절하다. 또한, 이 때 티아졸계 화합물 및 디티오카바메이트계 화합물의 양은 EPDM 고무 100 중량부 당 3 내지 5 중량부가 적절하다.

포움 부재는 15 내지 60 mm/㎟ 의 셀 에지 길이를 제공하도록 바람직하게는 0.2 내지 0.6의 범위 내의 비중을 갖는다.

또한, 포움 형성 비율을 증가시킴으로써 롤러의 경도가 감소되므로, 스폰지 롤러(2)에 의해 피대전 부재[감광 드럼(1)]를 대전시키는데 요구되는 닙 폭을 보장하는 것이 가능하고, 따라서 대전 성능의 증가를 야기한다. 그러나, 포움 형성 비율이 과도하게 증가하면, 스폰지 롤러의 최종 강도가 불충분하게 되고, 따라서 변형이 대전 성능을 저하시키는 것을 피할 수 없다. 따라서, 포움 형성 비율은 바람직하게는 1.5 이상 5 이하이다.

포움 형성 비율은 포움 형성 이전 및 이후의 비중(g/㎤)을 사용하여 수학식

포움 형성 비율 = (포움 형성 이전의 비중)/(포움 형성 이후의 비중)

에 따라 계산된다.

스폰지 롤러(2)가 전극으로서 작용하는 것이 중요하므로, 스폰지 롤러(2)는 충분한 접촉 상태를 허용하는 탄성이 제공될 뿐만 아니라 대전될 가동 부재를 대전하기에 충분히 낮은 저항을 갖는 것이 요구된다. 그러나, 한편 핀홀과 같은 결함부가 피대전 부재 내에 존재하는 경우에 전압 손실이 발생되는 것을 방지할 필요가 있다. 이러한 이유 때문에, 전자사진 감광 부재가 피대전 부재로서 사용될 때 스폰지 롤러(2)는 충분한 대전 성능을 달성하기 위해 10⁴ 내지 10⁷ Ω의 저항 및 누설 저항을 갖는 것이 바람직하다.

경도가 너무 낮으면 스폰지 롤러(2)의 형상이 안정화되지 않아서 접촉 성능을 저하시키게 되고, 경도가 너무 크면 대전 닙(S1)이 보장될 수 없을 뿐만 아니라 감광 드럼 표면과 스폰지 롤러(2)의 미세한 접촉 상태가 악화되기 때문에 스폰지 롤러(2)는 10 내지 30 도의 ASKER-C 경도를 갖는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 전체 스폰지 롤러의 연화도를 측정하기 위해 사용되고 고무 경도를 측정하는 경도계인 (고분시 게이끼 가부시끼가이샤에서 제조된) ASKER-C 경도계를 사용함으로써 측정된다. 10 내지 30 도로 측정된 ASKER-C 경도를 제공함으로써 감광 드럼에 충분한 닙을 제공하는 것이 가능하다.

스폰지 롤러(2)의 탄성층(2b)으로서, 저항 제어를 위해 EPDM(에틸렌-프로필렌 고무), 우레탄 고무, NBR(니트릴-부타디엔 고무), 실리콘 고무, IR(부틸 고무) 등과 같은 고무 성분 내에 카본블랙 또는 산화 금속과 같은 도전성 물질을 분산함으로써 마련된 고무층을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 이온 전도성 물질을 사용함으로써 도전성 물질을 특별히 분산시키지 않고 저항 제어를 수행할 수 있다. 또한, 저항 제어는 이온 전도성 물질에 산화 금속을 혼합함으로써 달성될 수 있다.

감광 드럼(1)에 대항하여 스폰지 롤러(2)의 접촉을 안정화하기 위해, 스폰지 롤러(2)는 표면에 연성을 가질 것이 요구된다. 연성은 전술한 제조 공정에 의해 준비된 미세 셀 구조에 의해 대부분 달성되고 고무 물질에 의해서도 상당히 달성된다.

따라서, 본 실시예에서 EPDM은 고무 물질로서 사용되고, 그로 인해 최종 스폰지 롤러(2)는 고무 물질에 대한 적절한 연성을 갖는다. 동시에, 전술한 제조 공정을 통해 스폰지 롤러 표면에 미세 셀을 제공하는 것이 가능하다. 결과적으로, 충분히 작은 셀벽부 뿐만 아니라 탄성을 갖는 미세 브러쉬와 같은 특성을 달성하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서 사용된 스폰지 롤러(2)의 표면의 고무 경도를 미세 경도계(고분시 게이끼 가부시끼가이샤에서 제조된 "MD-1")로 측정했을때, 측정된 고무 경도는 약 14 도이다. 이 값은 스폰지 롤러(2)의 원주 방향과 종방향으로의 임의의 10 포인트의 평균이다. 측정된 값은 14 ±2 내의 작은 편차를 나타낸다. 이는 전술한 셀 구조와 고무 물질을 사용한데 기인한 것이다. 결과적으로, 감광 드럼(1) 상의 스폰지 롤러(2)의 접촉이 정밀하게 실행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 대전 부재 표면의 경도는 미세 경도의 관점에서 12 내지 16 도로 연화되므로, 피대전 부재와 대전 부재의 접촉 상태를 균일화하는 것이 가능해진다. 결과적으로, 피대전 부재에 대한 대전 성능을 또한 향상시킬 수 있게 된다.

미세 경도계는 소형 크기의 견본 또는 얇은 견본의 측정에 적절하고, 따라서 스폰지 롤러(2)의 표면층의 연성을 평가하는 수단으로써 본 실시예에서 채택된다.

전술한 공정을 통해 마련된 스폰지 롤러(2)는 최종 표면 형상을 갖도록 표면 연마된다.

본 실시예에 사용된 스폰지 롤러(2)는 전술된 바와 같이 매우 연성이며 미세한 셀 구조를 갖는다. 이러한 이유로 인해, 최종 단계로서의 표면 연마에 대해서는 연마 표면이 관측되는 거칠은 연마는 행해져서는 안된다.

본 발명의 특징부로서 스폰지 롤러(2)에 사용된 탄성 포움 부재의 셀벽이 이하에 설명된다.

변형에 대해, 우선 스폰지 롤러(2)의 표면은 커터 또는 나이프에 의해 종방향으로 선형 절단되고, 이어서 마이크로 비디오 카메라 또는 SEM으로 사진 촬영된다. 도4는 최종 사진의 개략도이다. 도4를 참조하면, 직선(X)이 롤러 표면으로부터 2 또는 3개의 셀에 대응하는 깊이로 스폰지 롤러(2)의 모선과 평행하게 그려져 있다. 직선(X) 상에 20 내지 30개의 셀이 취해지고 셀부의 전체 길이(LA, LA = La + Lb + Lc + ...)가 계산된다. 동시에, 측정 모선이 L로 표현될 때, 셀벽부의 전체 두께(LB)는 수학식 LB = L - LA 에 의해 표현된다. 따라서, 셀부의 전체 직경에 대한 셀벽부의 전체 두께의 비(Rs, 두께 비율)는 수학식 Rs = LB/LA 에 의해 표현된다.

본 실시예에서, 탄성 포움 부재는 약 30 %의 Rs[전체 셀부 직경에 대한 전체 셀벽부 두께의 두께비(율)]를 나타내므로, 셀부 직경에 대하여 충분히 얇은 셀벽부를 제공하는 것이 가능하다.

최종 스폰지 롤러(2)가 감광 드럼(1)에 대하여 접촉할 때, 셀벽은 충분히 얇게되고, 따라서 감광 드럼(1)에 의해 가압되어 감광 드럼(1)에 대하여 스폰지 롤러(2)의 접촉 상태를 더 균일하게 한다.

대전 부재의 탄성 포움 부재 비율(Rs)이 2 % 미만이면, 셀벽은 얇게 되고 바람직하지 않게는 셀 형상을 유지하기가 어렵게된다.

비율(Rs)이 40 %를 초과하면, 바람직하지 않게는 탄성 포움 부재로 구성된 대전 부재의 표면 상에 도전성 입자를 밀착하여 도포하는 것이 불가능해진다.

따라서, Rs비는 2 % 이상 그리고 40 % 이하인 것이 바람직하다.

피대전 부재에 대한 균일하고 안정적인 주입 대전을 달성하기 위해, 피대전 부재에 밀착하는 셀벽부는 얇게, 즉 대전 성능을 향상시키도록 영역당 접촉 영역을 증가시키도록 되는 것이 요구된다. 또한, 도전성 입자로 정밀한 접촉 성능을 나타내는 셀부의 내부 표면을 균일하게 도포함으로써 피대전 부재를 균일하게 대전하는 것이 가능하다.

이러한 상태를 실험적으로 관측하는 방법이 도5를 참조하여 설명되어 있다.

도5를 참조하면, 도면 부호 60은 줌 렌즈("VH-Z150", 배율 : 200)를 장착한 비디오 현미경("KEYENCE VH-6300")을 나타낸다. 유리 플레이트(50)는 약 800 g의 전체 하중 하에서 본 실시예에 사용된 스폰지 롤러(2) 상에 인접하도록 되어 있다.

도6의 (1)은 접촉 이전에 롤러 표면의 사진의 개략도이고 도6의 (2)는 접촉 이후에 롤러 표면의 사진의 개략도이다.

도6의 (1)을 참조하면, 롤러 표면의 연마 결과로서, 얇은 셀벽이 파괴된 것이 확인된다. 그러나, 이러한 관측을 통해서, 대부분의 셀 형상과 도면에 도시된 A는 하나의 셀부를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 실시예의 셀 구조는 완전-폐쇄 셀 구조가 아니고 연통하는 특성을 나타내므로 셀(부)이 다른 셀(부)과 연결된다. 이러한 이유로, 하부 셀과 상부 셀을 연결하는 일부 개소(공극, B)가 어두운 (검정) 그림자로 확인된다.

이러한 공극은 스폰지 롤러(2)의 표면에서의 셀벽부의 표면의 면적에 대해 바람직하게는 5 % 이상 50 % 이하의 면적비를 갖는다. 도6의 (1)에서, 20 내지 30개의 셀이 (명백하게 큰 셀이 중심에서 파괴될 가능성이 증가하기 때문에) 큰 것부터 시작하여 크기 순으로 뽑히고, 각 셀의 투영 면적(A)과 공극(인접 셀부에 셀부를 연결하는 통로)의 면적(B)이 측정되고 그들 사이의 비율의 평균이 얻어진다.

각 셀의 공극비 = {공극의 면적(B) / 각 셀의 투영 면적(A)} ×100

측정된 셀의 공극비의 값은 평균 계산(평균 공극비)된다.

그러나, 전술한 바와 같이 얇은 셀벽부가 연마에 의해 파괴되므로, 셀 형상을 확실히 보존하기는 어렵다. 또한, 본 실시예의 탄성 포움 부재는 충분히 얇은 셀벽부를 갖기 때문에, (도시된) 표면 사진 내의 셀벽부 두께를 무시함으로써 단위 면적당 공극의 면적비로서의 각 셀의 공극비를 결정하는 것도 가능하게 된다.

각 셀의 공극비 = {공극의 면적(B) / 롤러 표면의 임의의 영역의 면적(S)} × 100

롤러 표면의 임의의 영역은 적어도 100 개의 셀을 포함하고 이러한 임의의 영역 2개 이상을 측정하여 평균값이 얻어진다.

본 실시예에서, 전술한 방식으로 계산된 단위 영역당 최종 평균 공극비는 ca. 20 % 였다. 따라서, 적절한 입자 보유 성능을 유지하면서 용지 먼지의 오염을 방지하는 것이 가능하다.

본 실시예에서는, 비디오 현미경을 사용하여 표면 사진이 취해지지만, 표면 연마에 의해 셀 형상을 관측하는 것이 어렵다면 SEM을 사용하는 것이 가능하다.

도6의 (2)를 참조하면, 유리 플레이트(50)가 스폰지 롤러(2) 상에 접촉될 때, 공극이 유리 플레이트(50)의 압력하에서 셀벽부에 의해 채워진다. 따라서, 셀벽부가 유리 플레이트 표면과 밀착한다는 것이 확인된다. 이러한 경우에서도, 단위 영역당 평균 공극비는 전술한 방식의 계산의 결과로서 ca. 10 % 였다.

도7은 유리 플레이트(50)가 스폰지 롤러 표면 상에 접촉하지 않는 상태에서 스폰지 롤러(2)의 단면을 도시한 개략도이다.

도7을 참조하면, 외부 셀과 내부 셀이 셀부의 개구부(A)에서 서로 연결되지 않기 때문에 관측 방향(P)으로부터 공극이 관측되지 않는다. 한편, 개구부(B)에서 외부 셀은 내부 셀과 연통하여 공극이 관측된다. 또한, 개구부(C, D)에서 각각은 외부 셀과 내부 셀이 서로 연결되지 않더라도 셀벽부는 접촉 표면을 향해 [관측 방향(P)] 개구를 형성한다는 것이 관측된다.

도8은 유리 플레이트(50)가 스폰지 롤러 표면 상에 접하는 상태에서 스폰지 롤러(2)의 단면을 도시한 개략도이다.

도8을 참조하면, 접촉 이후의 개구부(A', B', C', D')는 도7에 도시된 접촉 이전의 개구부(A, B, C, D)와 각각 대응된다.

개구부(A')에서 셀벽부는 셀부의 내측을 향해 절곡되므로, 접촉 표면[관측 방향(P)]과의 접촉 영역이 증가된다. 개구부(B')에서 접촉 이전(도7)에 관측된 공극은 관측되지 않는다. 이는 전술한 바와 같이, 개구부의 셀벽부가 셀부의 내측을 향해 절곡되어 공극을 채우고 유리 플레이트 표면과 밀착하기 때문이다. 또한, 개구부(C')에서 비교적 짧은 셀벽부가 가압하에 변형되어 유리 플레이트 표면과 밀착한다. 개구부(D')에서, 셀벽부는 셀부의 외측을 향해 절곡되어 접촉 표면과의 접촉 영역을 증가시킨다.

즉, 전술된 관측을 통해 본 실시예에 사용된 스폰지 롤러(2)는 접촉 표면에 대항하여 정밀한 접촉 성능을 나타낸다는 것이 확인되었다.

도9는 스폰지 롤러(2)가 감광 드럼(1)에 대항하여 접촉하는 접촉 영역에 인접하는 단면 영역을 도시한 개략적인 확대도이다.

도9를 참조하면, 스폰지 롤러(2)는 연통 특성을 가지기 때문에, 스폰지 롤러 표면은 셀(B)에 보이는 것과 같은 공극을 갖는다. 도전성 입자(40)는 스폰지 롤러(2)의 표면에 균일하게 부착되고 셀(B)에 보이는 것과 같은 공극을 갖는 셀의 내부 셀부로 도입된다. 결과적으로, 스폰지 롤러(2)의 입자 반송 성능이 향상되어 대전 성능을 강화시킨다. 또한, 스폰지 롤러(2)는 셀이 서로 연결되는 개방 셀 구조를 갖고 롤러 내에 과도한 공극을 갖지 않기 때문에, 섬유질 용지 먼지(분말) 및 용지 먼지 오염으로부터 야기되는 전사 잔류 토너 덩어리의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 셀벽부는 충분히 얇기 때문에, 공극은 감광 드럼(1)에 대항하여 스폰지 롤러(2)의 접촉을 야기하도록 800 g의 하중(총 압력) 하에 스폰지 롤러(2)를 가압함으로써 셀벽으로 채워진다. 결과적으로, 입자 반송 성능을 유지하면서 공극이 막히고, 그로 인해 감광 드럼(1)에 대항하여 균일한 접촉 표면을 제공하는 것이 가능하게 되어 균일한 대전 성능을 효과적으로 개선할 수 있다.

전술한 바와 같이, 대전 부재는 바람직하게는 표면에 5 % 이상 50 % 이하의 공극비(Ra, 셀 표면의 면적에 대한 공극 면적)를 갖는다. 따라서, 본 발명에서 탄성 포움 부재는 완전히 폐쇄된 셀 구조로 구성되지 않고 인접 셀들 사이에 연결(셀 연통 성능)을 갖는 셀 구조를 갖는다. 이러한 셀 연통 성능을 기초로 하여, 스폰지 롤러 표면은 5 % 이상 50 % 이하의 공극비(Rs)를 갖는다. 5 내지 50 %의 범위 내에서 공극비(Rs)를 설정함으로써, 개방 셀 롤러에서 관측된 바와 같이 섬유질 용지 먼지 축적 및 용지 먼지 오염으로부터 야기되는 전사 잔류 토너 덩어리의 발생을 억제할 수 있고, 직접 주입 대전을 위해 요구되는 도전성 입자의 양을 적절하게 유지하게 된다.

(3) (기타)

1) 전술한 실시예들에서, 화상 형성 장치는 레이저 비임 프린터로서 사용되지만 전자사진 복사기, 팩시밀리 장치, 워드 프로세서 등과 같은 다른 화상 형성 장치 또는 전자 원고판과 같은 화상 디스플레이 장치로서 사용될 수도 있다. 또한 본 발명의 화상 형성 장치는 무세척기 시스템에 한정되지 않는다.

2) 정전 잠상을 형성하는 노출 수단은 전술한 실시예들에서와 같이 디지털 방식으로 잠상을 형성하는 레이저 비임 스캐닝 노출 수단에 한정되지 않고 LED를 포함하는 광 방출 소자 및 보통의 아날로그 화상 노출 수단과 같은 다른 수단일 수도 있다. 액정 셔터를 갖는 형광성 램프와 같은 광 방출 소자의 조합과 같이 화상 데이터에 상응하는 정전 잠상을 형성할 수 있는 다른 수단을 인가할 수 있다.

피대전 부재로서의 화상 담지 부재는 정전 기록 장치의 경우에 정전 기록 유전체 본체이다. 이 경우에, 유전체 본체의 표면은 소정의 극성 및 소정의 전위로 균일하게 대전되고, 대전 제거 니들 배열체 또는 전자총과 같은 대전 제거 수단에의해 선택적으로 대전 제거되고, 그럼으로써 기록에 의해 목표한 정전 잠상 화상을 형성한다.

3) 화상 담지 부재는 드럼형에 한정되지 않고, 무한 벨트형, 단부를 갖는 벨트형, 시트형 등일 수 있다.

4) 접촉 대전 부재는 롤러형에 한정되지 않고, 무한 벨트형 또는 단부를 갖는 벨트형일 수 있다.

5) 전술한 실시예들에 사용된 현상 장치는 반전 현상형이지만 이에 한정되지 않는다. 정상 현상형 현상 장치도 사용 가능하다.

일반적으로, 정전 잠상의 현상 방법은 대략 아래의 4개의 형태로 분류될 수 있다.

비자성 토너용으로 브레이드를 갖는 슬리브와 같은 현상제 반송 부재 상에 도포된 토너나 자성 토너용으로 자력의 작용에 의해 현상제 반송 부재 상에 도포된 토너가 정전 잠상을 현상하기 위해 비접촉 상태로 화상 담지 부재로 반송되고 인가되는 단일 성분 비접촉 현상 방법.

전술된 방식으로 현상제 반송 부재 상에 도포된 토너가 정전 잠상을 현상하기 위해 접촉 상태로 화상 담지 부재 상에 인가되는 단일 성분 접촉 현상 방법.

토너 입자와 자성 캐리어를 혼합함으로써 마련된 2가지 성분의 현상제가 정전 잠상을 현상하기 위해 접촉 상태로 화상 담지 부재로 반송되고 인가되는 2 성분 접촉 현상 방법.

2가지 성분의 현상제가 정전 잠상을 현상하기 위해 비접촉 상태로 화상 담지 부재에 인가되는 2 성분 비접촉 현상 방법.

본 발명에 대해서는 이상의 4가지 형태의 현상 방법이 적용 가능하다.

6) 전사 수단은 전사 롤러에 한정되지 않고 벨트, 코로나 방출 등을 사용하는 전사 수단으로 수정될 수 있다. 또한, 다색상 또는 단일색 화상에 추가적인 다중 전사 작업에 의해 천연색 화상을 형성하기 위한 화상 형성 장치 내에 사용하도록 전사 드럼 또는 전사 벨트와 같은 중간 전사 부재(일시적으로 전사되는 부재)를 사용하는 것도 가능하다.

7) 본 발명에 사용된 대전 부재 또는 대전 장치는 화상 형성 장치의 화상 담지 부재(전자사진 감광 부재, 정전 기록 유전체 본체 등)를 대전하는 대전 수단에 한정되지 않고, 피대전 부재에 대한 대전 처리 수단(대전 제거 수단을 포함하여)으로 광범위하게 효과적으로 적용 가능하다.

본 발명에 따른 대전 장치 및 화상 형성 장치는 도전성 입자를 사용하여 균일한 대전을 달성할 수 있고, 도전성 입자의 피대전 부재와의 밀착을 허용하며, 포움 부재 상에 도전성 입자를 균일하게 도포할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 개략적인 단면도.

도2 및 도3은 각각 현상부에서 감광 드럼 표면 상에 비화상부와 화상부를 향한 토너 및 도전성 입자의 전기적 점핑 상태를 도시한 개략도.

도4는 SEM 또는 마이크로 카메라로 스폰지 롤러의 종방향으로 나이프 또는 커터에 의해 선형 절단된 대전 부재로서의 스폰지 롤러의 표면부 상을 촬영한 전자사진의 개략도.

도5는 스폰지 롤러가 감광 드럼에 대항하여 접촉하게 될 때 감광 드럼에 대항하여 가압되는 셀벽의 상태를 실험적으로 관측하는 방법을 설명한 개략도.

도6의 (1)은 감광 드럼에 대항하여 접촉하기 이전에 스폰지 롤러 표면의 전자사진의 개략도이고, 도6의 (2)는 접촉 이후에 스폰지 롤러 표면의 전자사진의 개략도.

도7은 유리 플레이트가 스폰지 롤러 표면 상에 접촉하지 않은 상태에서의 스폰지 롤러 표면의 개략도.

도8은 유리 플레이트가 스폰지 롤러 표면 상에 접촉한 상태에서의 스폰지 롤러 표면의 개략도.

도9는 스폰지 롤러가 감광 드럼에 대항하여 접촉할 때 접촉부에서의 스폰지 롤러 표면의 확대된 개략적인 단면도.

도10은 종래의 화상 형성 장치의 개략적인 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 감광 드럼

2 : 스폰지 롤러

3 : 현상 장치

3a : 현상 슬리브

3b : 규제 블레이드

3c : 자성 롤러

7 : 현상 용기

13 : 전원

20 : 대전 롤러

40 : 도전성 입자

Claims (32)

1. 피대전 부재와 닙을 형성하고 도전성 입자가 닙에 존재하는 상태에서, 피대전 부재를 대전시키는 대전 부재이며,

   상기 대전 부재는 상기 대전 부재의 표면에 제공된 탄성 포움 부재를 포함하고, 상기 탄성 포움 부재는 셀부와 상기 셀부를 한정하는 셀벽부를 포함하고, 상기 셀벽부는 셀부에 대한 두께비가 2 % 이상 40 % 이하인 것을 특징으로 하는 대전 부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재와 피대전 부재 사이에 간극이 형성된 이후에 있어서의 상기 대전 부재의 표면으로부터 관측된 셀부를 연결하는 공극이, 상기 간극이 형성되기 이전에 비해서 감소된 것을 특징으로 하는 대전 부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 셀부를 연결하는 공극은 셀부 각각의 투영 면적에 대하여 5 % 이상 50 % 이하의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
4. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 12 내지 16도의 미세경도를 갖는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
5. 제1항에 있어서, 상기 도전성 입자는 10¹² Ω.cm 이하의 체적저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
6. 제1항에 있어서, 상기 도전성 입자는 3 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
7. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 닙 내에서 피대전 부재와 상이한 주연 속도로 운동하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
8. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 롤러의 형태이며, 닙 내에서 피대전 부재의 운동 방향에 반대되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
9. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 전압을 공급받도록 상기 탄성 포움 부재 내측에 배치되는 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
10. 도전성 입자와,

    피대전 부재와 닙을 형성하고 상기 도전성 입자가 닙에 존재하는 상태에서 피대전 부재를 대전시키는 대전 부재를 포함하는 대전 장치이며,

    상기 대전 부재는 상기 대전 부재의 표면에 제공된 탄성 포움 부재를 포함하고, 상기 탄성 포움 부재는 셀부와 상기 셀부를 한정하는 셀벽부를 포함하고, 상기 셀벽부는 셀부에 대한 두께비가 2 % 이상 40 % 이하인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재와 피대전 부재 사이에 간극이 형성된 이후에 있어서의 상기 대전 부재의 표면으로부터 관측된 셀부를 연결하는 공극이, 상기 간극이 형성되기 이전에 비해서 감소된 것을 특징으로 하는 대전 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 셀부를 연결하는 공극은 셀부 각각의 투영 면적에 대하여 5% 이상 50 % 이하의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재는 12 내지 16도의 미세경도를 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 도전성 입자는 10¹² Ω.cm 이하의 체적저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
15. 제10항에 있어서, 상기 도전성 입자는 3 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
16. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재는 닙 내에서 피대전 부재와 상이한 주연 속도로 운동하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
17. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재는 롤러의 형태이며, 닙 내에서 피대전 부재의 운동 방향에 반대되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
18. 제10항에 있어서, 상기 대전 부재는 전압을 공급받도록 상기 탄성 포움 부재 내측에 배치되는 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
19. 제10항에 있어서, 상기 피대전 부재는 화상을 담지할 수 있고, 상기 피대전 부재와 대전 장치는 화상 형성 장치의 본체에 착탈식으로 장착될 수 있는 프로세스 카트리지 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
20. 화상을 담지할 수 있는 피대전 부재와,

    피대전 부재와 닙을 형성하고 도전성 입자가 닙에 존재하는 상태에서 피대전 부재를 대전시키는 대전 부재를 포함하는 화상 형성 장치이며,

    상기 대전 부재는 상기 대전 부재의 표면에 제공된 탄성 포움 부재를 포함하고, 상기 탄성 포움 부재는 셀부와 상기 셀부를 한정하는 셀벽부를 포함하고, 상기 셀벽부는 셀부에 대한 두께비가 2 % 이상 40 % 이하인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 대전 부재와 피대전 부재 사이에 간극이 형성된 이후에 있어서의 상기 대전 부재의 표면으로부터 관측된 셀부를 연결하는 공극이, 상기 간극이 형성되기 이전에 비해서 감소된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
22. 제20항에 있어서, 상기 셀부를 연결하는 공극은 셀부 각각의 투영 면적에 대하여 5 % 이상 50 % 이하의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
23. 제20항에 있어서, 상기 대전 부재는 12 내지 16도의 미세경도를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
24. 제20항에 있어서, 상기 도전성 입자는 10¹² Ω.cm 이하의 체적저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
25. 제20항에 있어서, 상기 도전성 입자는 3 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
26. 제20항에 있어서, 상기 대전 부재는 닙 내에서 피대전 부재와 상이한 주연 속도로 운동하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
27. 제20항에 있어서, 상기 대전 부재는 롤러의 형태이며, 닙 내에서 피대전 부재의 운동 방향에 반대되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
28. 제20항에 있어서, 상기 대전 부재는 전압을 공급받도록 상기 탄성 포움 부재 내측에 배치되는 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
29. 제20항에 있어서, 상기 피대전 부재와 대전 장치는 화상 형성 장치의 본체에 착탈식으로 장착될 수 있는 프로세스 카트리지 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
30. 제20항에 있어서, 상기 화상 형성 장치는 현상제로 피대전 부재 상에 담지된 화상을 현상하는 현상 수단을 더 포함하고, 상기 현상 수단은 현상 작업과 함께 피대전 부재 상에 남은 잔류 현상제를 회수하는 회수 작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
31. 제30항에 있어서, 상기 현상제는 도전성 입자를 함유하고, 상기 현상 수단은 피대전 부재에 도전성 입자를 제공할 수 있고, 상기 대전 부재로 도전성 입자를 반송할 수 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
32. 제31항에 있어서, 상기 현상제는 자성 토너를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.