KR100561406B1 - 정전기적 화상형성 시스템 및 중간 전사 부재 - Google Patents

정전기적 화상형성 시스템 및 중간 전사 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 토너 수용층 및 중간 전사 부재를 갖는 전자사진 화상 형성 장치로서, 상기 제1 토너 수용층은 제1 토너 화상이 상기 제1 토너 수용층 상에 형성되도록 a) 전하 공급원, b) 상기 제1 토너 수용층의 광도전성을 활성화시키는 조사원(irradiation source) 및 c) 하나 이상의 토너 부여장치(toner applicator)와 전기적으로 접촉되어 배치되는 전자사진 화상 형성 장치에 관한 것이다. 상기 제1 토너층은 상기 a), b) 및 c)와 상호 작용 후, 그로부터 상기 제1토너 화상이 화상 수용 부재로 전사될 수 있는 중간 전사층과 접촉하도록 운동가능하다. 또한, 상기 중간 전사 부재는, 비도전성 연성 필름층, 상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착되며 전기적으로 절연된 영역 또는 구역으로 분할된 도전성 물질층을 포함하고, 상기 도전성 물질층은 그 상부에 전기 저항성 고분자 코팅을 갖는다. 이러한 전자사진화상 형성 장치를 이용하면 전기적 구조 상의 복잡성이 크게 감소되면서도 전사 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

정전기적 화상형성 시스템 및 중간 전사 부재 {Electrostatic imaging system and intermediate transfer member}
도 1은 종래 기술과 관련된 통상적인 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 장치의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 물품의 일 실시예의 절단도로서, 중간 전사 벨트에 합체된 층 구조를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 물품의 일 실시예의 평면도이다.
본 발명은 전자사진 인쇄에 사용되는 화상 전사 부재로서 광도전성 드럼과 최종 화상 수용 매체 간의 중간 화상을 운반하는데 사용되는 화상 전사 부재, 이를 이용한 정전기적 화상형성 시스템 및 이를 이용하여 전자사진 형성 장치 화상을 형성하는 방법에 관한 것이다.
전자사진 인쇄 프로세스에 있어서, 토너 화상은 당업계에 잘 알려져 있는 정전기적 기술을 이용하여 광도전성 드럼 상에 형성된다. 예를 들어, 플레이트, 벨트, 디스크, 시트 또는 드럼 형태의 유기감광체는 도전성 기재 상에 전기 절연성 광도전 요소를 가진 것으로서, 광도전 요소의 표면이 먼저 균일하게 정전기적으로 대전된 다음 상기 대전된 표면이 광 패턴(pattern of light)에 노출되어, 화상이 형성된다. 노광은 조사된 영역에 전하를 선택적으로 소산시켜, 대전된 영역, 이보다 덜 대전된 영역 및 가장 적게 대전된 영역의 패턴을 형성한다. 습식 또는 고형 잉크는 이후 대전된 영역 또는 대전되지 않은 영역에 부착되어 광도전 요소에 톤 화상을 형성한다. 그 결과 육안으로 관찰 가능한 잉크 화상이 감광체 표면에 정착되거나 또는 예를 들어, 종이, 금속, 금속 코팅된 기재, 오버헤드 프로젝션 필름, 복합재 등을 포함하는 재료의 시트와 같은 적합한 수용체의 표면으로 전사될 수 있다. 육안으로 관찰가능한 잉크 화상은 적합한 수용체에 전사되기 전에 중간 전사 부재(ITM)로 전사될 수 있으며, 상기 중간 전사 부재는 광도전성 드럼과 접촉하여 닙(nip) ("T-1")을 형성한다. 이후 화상은 최종 화상 수용체로 화상을 전사시키는 다른 접촉 닙("T-2")으로 상기 ITM에 의하여 운반된다.
현상된 화상이 먼저 중간 전사 부재로 전사된 다음 상기 중간 전사 부재에서 화상 수용 기재로 전사되는 화상 형성 과정은 공지되어 있다.
미국 특허 제4,796,048호(Bean)에는 복수의 토너 화상을 광도전성 부재에서 복사 시트로 전사시키는 장치가 개시되어 있다. 단일 광도전성 부재가 사용된다. 상기 장치는 바이어스된 전사 롤러를 사용하여 토너 화상을 복사 시트로 전사시키기 위하여 중간 전사 벨트를 포함할 수 있다. 상기 중간 전사 벨트는 매끄러운 표면을 가지고, 비흡수성이며 낮은 표면 에너지를 갖는다.
미국 특허 제4,708,460호(Langdon)에는 중간 전사 벨트가 반도체성이 되도록 바람직하게는 109 ohm-cm의 도전성을 갖는 약간 도전성인 실리콘 물질로 제조된 중간 전사 벨트가 개시되어 있다.
미국 특허 제4,430,412호(Miwa 등)에는 벨트형 부재일 수 있는 중간 전사 부재가 개시되어 있는데, 이는 가압 롤러로 토너 화상 리테이너(retainer)의 외부 주변부 상에 압착되어 있다. 상기 중간 전사 부재는 실리콘 엘라스토머 또는 고무 또는 플루오로엘라스토머 플루오르 고분자계 고무(fluoroelastomer fluorine polymer based rubber)와 같은 내열성 탄성체 및 스테인레스 스틸과 같은 내열성 베이스 물질(base material)을 포함하는 전사층의 라미네이트로 제조된다.
미국 특허 제3,893,761호(Buchan 등)에는 중간 전사 부재를 갖는 제로그래픽 열과 압착력 전사 및 정착 장치가 개시되어 있는데, 상기 중간 전사 부재는 1 cm 당 40 다인(dyn) 이하의 표면 자유 에너지 및 3 내지 70 경도계 (Shore A) 경도를 갖는 매끄러운 표면을 갖는다. 바람직하게는 벨트형인 상기 중간 부재는 예를 들면, 0.1 내지 10 mm 의 실리콘 고무 또는 플루오로엘라스토머로 코팅된 폴리아미드 필름 기재로 형성될 수 있다. 실리콘 고무는 전사층으로서 실시예에 기재되어 있는 유일한 재료이다.
미국 특허 제5,099,286호(Nishishe 등)에는 103 내지 104 ohm-cm 의 부피 저항을 갖는다고 보고된 도전성 우레탄 고무 및 1014 ohm-cm 이상의 부피 저항을 갖는다고 보고된 폴리테트라플루오로에틸렌 유전체 층을 포함하는 중간 전사 벨트가 개시되어 있다.
미국 특허 제5,208,638호(Bujese 등)는 유전층 상의 금속층 상에 표면층으로서 도전성 물질이 분산되어 있는 플루오로고분자를 포함하는 중간 전사 부재에 관한 것이다. 상기 도전성 물질은 플루오로고분자 내에 분산되어 있는 것으로, 단지 플루오르 고분자 하부에 별개층으로 존재하는 것은 아니다.
미국 특허 제5,233,396호(Simms 등)에는 단일 화상 형성 부재 및 중간 전사 부재를 갖는 장치가 개시되어 있는데, 상기 중간 전사 부재는 낮은 표면 에너지를 갖는 반도체성 엘라스토머 외부층으로 코팅된 열 및 전기 도전성 기재를 포함하며, 상기 엘라스토머 외부층은 바람직하게는 Viton
Figure 112003044656271-pat00001
B-50(비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로프로필렌의 공중합체를 포함하는 플루오로카본 엘라스토머임)이다.
미국 특허 제4,684,238호(Till 등) 및 제4,690,539호(Radulski 등)에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 또는 다른 적합한 프로필렌 물질로 구성되어 있는 중간 전사 벨트가 기재되어 있다.
미국 특허 제5,119,140호(Berkes 등)에는 바람직하게는 탄소 충전된 또는 착색된 투명 Tedlar
Figure 112003044656271-pat00002
(E.I. du Pont de Nemours & Co. 사로부터 입수할 수 있는 폴리비닐플루오라이드)로 제조된 단일층 중간 전사 벨트가 기재되어 있다. Tedlar
Figure 112003044656271-pat00003
은 적합성(conformability)이 불량하다는 문제가 있다.
미국 특허 제5,298,956호(Mammino 등)에는 강화 벨트 부재를 포함하는 시임리스(seamless) 중간 전사 부재가 개시되어 있는데, 상기 강화 벨트 부재는 플루오로카본 고분자를 포함할 수 있는 필름 형성 고분자로 된 충전재료로 코팅되거나 함 침되어 있다.
전자사진법, 특히 복수의 컬러가 사용되는 전자사진법에서 ITM을 사용하면 몇몇 이점이 있다. 프린트 출력 속도를 최대화하는 것이 바람직한데, 보다 빠른 출력 속도를 위한 방법으로서 4 개의 토너 프로세스 컬러 각각에 대한 4 개의 직렬형 광도전성 드럼이 필요한 "단일 패스 프로세스(one pass process)"가 알려져 있다. 상기 4 개의 광도전성 드럼은 벨트 또는 드럼일 수 있는 ITM과 접촉하여, 4 개의 T-1 닙을 형성한다. 벨트형의 경우, 바이어스된 롤러는 통상적으로 ITB의 후면부와 접촉하여, 안정성을 제공하면서 닙을 형성하고 토너 입자 전사를 위한 정전기적 구동력을 제공한다. ITM은 바이어스를 유지하는 다른 롤러에 의하여 T-2 닙을 형성함으로써, ITM에서 최종 화상 수용체로의 토너 전사를 용이하게 한다. 상기 토너 화상은 먼저 ITM 상에 중첩된 후, T-2 닙을 통하여 상기 수용체를 통과시킴으로써 ITM에서 최종 화상 수용체로 단일 패스로서 전사된다. 화상 전사 벨트(ITB)가 화상 형성 장치 디자인을 자유롭게 하고 큰 화상 전사 드럼에 비하여 공간을 절약할 수 있기 때문에 바람직하다. "단일 패스 프로세스"의 사용은 또한 각각의 화상를 얻기 위하여 2 내지 4 회의 패스를 더 이상 요구하지 않기 때문에 전자사진 장치의 수명을 증가시킨다. ITB의 사용은 또한 작은 외형 크기를 갖는 콤팩트한 화상 형성 장치를 가능케 하여 비좁은 사무실 공간에 용이하게 배치될 수 있게 한다.
이를 위하여, ITB은 몇몇 요구 조건을 만족하여야 한다. ITB의 제1 요구 사항은 층이 적합한 전기적 특성을 가져 각각 T-1 닙과 T-2 닙 사이의 바이어스 전압 을 유지시킬 수 있어야 한다는 점이다. 광도전성 드럼에 형성된 토너 화상은 매우 작은 불연속적인(discreet) 대전된 컬러 입자로 이루어진다. 상기 바이어스 전압은 각 T-1 닙에서 각 화상의 토너 입자의 광도전성 드럼에서 ITB로의 정전기적 전사를 유도하는데 사용된다. 바이어스 전압은 또한 T-2 닙에서 토너 화상을 ITB에서 최종 화상 수용체로 전사시키는데 사용된다.
화상 전사 벨트의 제2 요구 사항은 치수 안정성이다. 이는 멀티칼라 프린트의 각 컬러 평면이 T-1 닙에서 정확히 중첩되도록 하기 위하여 필요하며 또한 최종 화상 수용체에서의 화상의 정확한 포지셔닝을 위해서도 필요하다.
화상 전사 벨트에 있어서 제3 요구 사항은 ITB 의 전체 면적에서의 두께 균일성이다. 이는 각 토너 전사 닙에서 균일하고 일정한 압력을 제공하여 토너 화상을 완벽하고 일정하게 전사시키는 것을 촉진한다.
ITB의 제4 요구 사항은 화상 형성 장치에서 사용시 내구성 및 긴 수명이다.각 전사 닙 사이의 바이어스 전압은 모든 대전된 개개의 토너 입자의 전사를 유도하는데 사용되며, 상기 입자는 각 광도전성 드럼에서 최초로 형성되는 각각의 화상을 구성하는 것이다. 바이어스 전압은 전기장을 형성하는데, 이 전기장은 각 전사 닙의 한 표면에서 그 다음 표면으로 토너 입자를 이동시키고 화상 형성 장치를 통해 최종 화상 수용체로 토너 입자를 이동시키는데 적합한 전기적 방향을 가져야 한다. 양전하를 갖는 토너가 사용되는 경우, 수용체 표면에 음전하가 형성되도록 전기장의 방향이 배향되어야한다. 음전하를 갖는 토너가 사용되는 경우, 수용체 표면에 양전하가 형성되도록 전기장의 방향이 배향되어야 한다. 전기장의 방향은 바이어 스 전압 회로와 연결되었을 때 전력 공급기의 방향에 의하여 조절된다. 종래의 화상 형성 장치의 경우, 이러한 바이어스 전압 회로는 전력 공급기, 광도전성 드럼, 도전성 ITB의 백업 롤러 및 최종 수용체를 지지하는 롤러로 이루어져 있다. ITB의 백업 롤러는 바람직하게는 화상 형성 장치의 나머지 부분과 절연되어 있고 광도전성 드럼 및 최종 화상 수용체를 지지하는 롤러는 바람직하게는 접지된다. ITB가 회전하는 동안 각 전사 닙에 위치하는 ITB 부분은 또한 상기 회로의 일부이다. 그 결과, 우수한 토너 전사 효율을 위하여 바이어스 전압 및 강한 전기장이 각 토너 전사 닙에서 유지되도록 ITB의 전기적 특성이 조절되어야 한다. ITB의 도전성이 너무 크면, 전류는 전사 닙을 통하여 흘러 바이어스 전압은 불가능하게 될 것이다. ITB의 전기 저항성이 너무 크면, 전기장 세기는 ITB 두께가 증가할수록 감소할 것이다. 종래 기술의 경우, ITB의 내구성 및 수명을 증가시키기 위하여 더욱 두껍게 벨트를 제조하면 전기장 세기에 악영향이 발생하였다. 따라서, 도전성 물질을 종래의 ITB에 첨가하여 ITB 내에서 전기장이 부분적으로 발생하도록 전기적 특성을 조절하였다. 그 결과, 화상 형성 장치의 구조는 ITB 및 ITB의 백업 롤러 사이가 밀착되어 접촉되는 것을 요구한다. ITB의 백업 롤러의 오염은 종이 린트(lint) 및/또는 부유하는 토너로부터 기인할 수 있으며, 이는 롤러와 ITB 접촉을 불량하게 하여 전기장의 세기를 감소시킬 수 있다.
전자사진용 화상 형성 장치에 현재 사용되는 화상 전사 벨트는 2 가지 종류, 즉, 단일층 ITB 및 다층 ITB로 분류될 수 있다. 두 가지 경우 모두, 복잡하고 어려운 제조 공정을 사용하여 전술한 바와 같은 요구 조건을 만족시키는 실용적인 ITB를 제조할 수 있다.
화상 전사 벨트 제조에 있어서 어려움은 종래 기술에서 논의된 바 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,397,034호(Tarnawskj 등)을 참조하시오. 상기 특허에서, 화상 전사 벨트는 단량체 및 올리고머를 사용하여 한 번에 하나씩 제조된다. 정교한 카본 블랙 분산액 및 스핀 캐스팅 기술을 사용하여 미경화 프리폴리머 물질층을 금속 실린더 내부 상에 배치한다. 이후 고온 경화 프로세스를 사용하여 최종 ITB에 내구성을 부여한 다음 상기 캐스팅 실린더로부터 분리하면 벨트 유사 구조물이 생성된다.
미국 특허 제6,228,448호(Ndebi 등)에는 디지털 화상 형성 방법에 사용되는 순환 벨트(endless belts)가 기재되어 있는데, 상기 순환 벨트는 다양한 미경화 엘라스토머로 함침된 코드(cord) 또는 직물을 맨드렐(mandrel) 주위에 감은 다음, 이를 플라스틱 자켓으로 감싸고 열 경화시켜 한 번에 하나씩 제조된다. 상기 코드 또는 직물은 적합한 벨트 치수 안정성 및 내구성을 제공하는데 필요하다. 상기 맨드렐에서 분리시키면 실린더형 벨트가 생성된다. 이러한 과정은 상당히 많은 시간과 고도의 특수 장비를 필요로 한다.
미국 특허 제5,409,557(Mammino 등)에는 강화 모노필라멘트 또는 제직 섬유로 제조된 강화 슬리브를 이용하여 제조된 순환 중간 전사 부재가 기재되어 있다. 상기 모노필라멘트는 스테인레스 스틸 맨드렐에 감기거나 또는 상기 슬리브는 스테인레스 스틸 맨드렐 상에 배치된다. 이후 상기 강화 부재를 필름 형성 고분자 용액으로 반복된 스프레이 패스를 이용하며 스프레이 코팅하여 충분한 내구성 층을 제조한 다음, 이 코팅을 주위 온도에서 밤새 천천히 건조시키고 100℃ 오븐에서 경화시켰다. 주위 온도에서 천천시 건조시킴으로써 용매가 두꺼운 스프레이 코팅층으로부터 증발되는 동안 기포가 발생하는 것을 확실히 방지한다. 맨드렐에서 분리하면 순환 벨트가 생성된다. 이는 한 번에 하나씩 하나의 ITB를 제조하는 느린 제조 방법이다.
미국 특허 제5,899,610호(Enomoto 등)에는 ITB 제조 방법이 기재되어 있는데, 미경화 고무 베이스 물질을 원심력 형성 장치의 내부 상에 형성시킨 다음 표면층을 도포함으로써 얻는다. 이후 벨트를 원심력 형성 장치에서 분리시킨다. 이 방법 또한 특수 장비를 필요로 하며 한 번에 하나의 화상 전사 벨트를 제조한다.
상기 모든 방법으로 제조된 화상 전사 벨트에서는 벨트의 내부 표면과 접촉하는 도전성 롤러를 사용하여, T-1 및 T-2 닙에서 정전기적 토너 전사에 필요한 바이어스 전압을 제공하는데 요구되는 전기 회로를 형성할 필요가 있다. 이는 화상 형성 장치 내의 전기 회로의 복잡성을 증가시키며, 바람직하지 못한 부유 종이 린트 및 토너가 상기 백업 롤러/ITB 접촉점을 오염시키는 경우에는 특히 도전성 백업 롤러 및 ITB 사이의 전기적 연속성을 불확실하게 한다.
통상적인 화상 전사 벨트의 경우, ITB의 치수 안정성을 제공하는 층은 통상적으로 고분자 필름 또는 엘라스토머 화합물로 함침된 직포 또는 감긴 실(wound thread)로 이루어진다. 상기 두 경우 모두에서, 점성이 있는 액체로서 단량체 또는 올리고머 물질을 맨드렐의 외부 또는 실린더의 내부에 도포한다. 이러한 맨드렐 및 실린더는 정밀하게 기계가공되어 적당한 크기의 ITB를 제조하여야 한다. 단 량체 및/또는 올리고머를 도포하는데 사용되는 기술 또한 고도로 정밀하여, ITB의 전체 면적에 걸쳐 요구되는 두께 균일성을 얻을 수 있어야 한다. 이후 도포된 단량체 및 올리고머는 열경화 및 중합되어 고분자 필름 또는 고분자 엘라스토머를 형성한다. 실린더형 벨트는 맨드렐 또는 실린더로부터 상기 경화된 고분자 매트릭스를 분리하여 얻는다. 이와 같이 ITB를 제조할 때 고도로 정밀한 특수 장비가 필요하다. 또한 허용가능한 내구성을 제공하는 두께를 갖는 ITB에서는 경화된 고분자 및 엘라스토머 자체의 전기 저항성이 너무 커서 약한 전기장 및 불량한 토너 전사 효율을 초래한다. 이 때문에, 탄소 입자 및/또는 금속 분말과 같은 물질을 ITB의 전기적 특성을 조절하는데 사용하여야 한다. 이 입자는 경화된 고분자 ITB 지지체 구조물 전체에 분포된다. 이 때문에 상기 입자는 상기 벨트 제조 전에 점성이 있는 단량체 및/또는 올리고머 물질 내로 분산되어야 한다. 페이스트와 같은 분산물의 점성이 가열에 의하여 감소되지 않는 경우, 페이스트와 같은 콘시스턴시(paste-like consistency)로 인하여 맨드렐 또는 실린더에 도포되는 것이 곤란할 수 있다. 분산물의 점성을 감소시키기 위하여 용매를 첨가할 수 없는데, 이는 ITB의 내구성을 위해 요구되는 도포 두께가 커서 경화 프로세스 동안 용매를 트래핑(trapping) 및 후속 기포 발생을 야기하여 ITB 수율을 감소시키기 때문이다. 이러한 제조 공정은 또한 노동 집약적이고 ITB 생산율이 낮다. 상기 모든 요인은 ITB 제조 코스트를 증가시킨다.
ITB에 요구되는 모든 기능적 특성을 갖도록 제조되면서도 종래 ITB 제조 공정의 모든 복잡성이 제거된 또 다른 ITB가 제조되어 왔다. 이는, 비교적 얇은 코 팅을 내구성 필름 상에 사용하여 용이하게 제조되면서도, 종래의 공지된 방법을 사용하여 제조된 전사 벨트보다 훨씬 저렴한 비용으로 ITB에 요구되는 기능적 특성을 만족시키는 화상 전사 벨트를 제공한다. 그러나, 이와 같이 개선된 ITB는 일단 바이어스 브러쉬(biasing brush)가 도전성 층에 사용되면 벨트 전체가 상기 전압으로 바이어스되는 단점을 갖는다. 종래 기술의 다수의 고무 벨트는 각각의 전사 스테이션에서 별도의 전압을 가할 수 있도록 충분한 저항성을 가졌지만, 이러한 높은 저항성 및 롤러와 벨트 사이의 불량한 접촉으로 인하여 토너 전사 효율은 저하된다. 이러한 ITB 및 시스템은 2003년 8월 20일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 10/644,655에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의하여 전체가 본 명세서에 통합되어 있다.
본 발명의 목적은 화상 형성 장치의 중간 전사 부재와 관련된 상기한 문제점 및 다른 문제점을 해결할 수 있는 중간 전사 부재, 이를 이용하는 정전기적 화상형성 시스템, 이를 이용한 전자사진 화상 형성 방법 및 화상 전사 장치를 제공하는 것이다
본 발명의 제1태양은,
토너 화상이 제1 화상 수용 표면으로부터의 제1 전사 화상으로서 형성되는 중간 전사 부재를 갖는 정전기적 화상형성 시스템으로서, 상기 화상형성 시스템은 정전기적 화상형성 장치, 상기 제1 화상 수용 표면, 중간 전사 부재 및 상기 중간 전사 부재로부터 전사된 화상을 수용하는 제2 화상 수용 표면을 포함하며;
상기 중간 전사 부재는,
비도전성 연성 필름층; 및
상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착된 도전성 물질층을 포함하고,
상기 도전성 물질층은 그 상부에 하나 이상의 전기 저항성 고분자 코팅을 구비하며, 상기 도전성 물질층은 구역들(segments)을 가지며, 상기 구역들 사이는 도전성이 낮은 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2태양은,
전자사진 화상 형성 장치로 화상을 형성하는 방법으로서,
하나 이상의 전자사진 화상을 하나 이상의 제1 화상 수용 부재 상에 노광 및 현상시키는 단계;
상기 하나 이상의 화상을 중간 전사 부재에 전사시키는 제1 전사 단계로서,
상기 중간 전사 부재가 비도전성 층, 도전성 층 및 고분자 전기 저항성 층을 포함하며, 상기 중간 전사 부재의 저항성 층은 상기 제1 화상 수용 부재와 적합하며(conformable), 하나 이상의 브러쉬 또는 프로브를 상기 상기 도전성 층과 직접 접촉시켜 상기 도전성 층에 제1 전압을 직접 가함으로써 상기 제1 전사 단계에서 상기 도전성 층을 바이어스시키는 단계; 및
상기 하나 이상의 화상을 제2 화상 수용 기재에 전사시키는 제2 전사 단계로서,
하나 이상의 브러쉬 또는 프로브를 상기 도전성 층과 직접 접촉시켜 상기 도 전성 층에 제2 전압을 직접 가함으로써 상기 제2 전사 단계에서 도전성 층을 바이어스시키고, 또한
상기 중간 전사 부재에서 상기 제2 화상 수용 기재로 97% 가 넘는 토너 전사가 이루어지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3태양은,
정전기적 토너 공급원;
제1 토너 화상이 그 상부에 형성되는 전자광도전성 표면(electrophotoconductive surface);
상기 전자광도전성 표면으로부터 상기 제1 토너 화상이 전사되어 제1 전사 토너 화상이 형성되는 중간 전사 부재; 및
상기 제1 전사 토너 화상이 전사될 수 있는 제2 화상 수용체를 포함하는 정전기적 화상 전사 장치로서,
상기 중간 전사 부재는
비도전성 연성 필름층; 및
상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착된 도전성 물질층을 포함하고,상기 도전성 물질층은 그 상부에 하나 이상의 전기 저항성 고분자 코팅을 구비하며, 상기 도전성 물질층은 구역들을 가지며, 상기 구역들 사이는 도전성이 낮은 것을 특징으로 하는 정전기적 화상 전사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4태양은,
제1 화상 수용 부재로서 그 상부에 토너 화상이 1차적으로 전사되어 형성되고, 상기 1차적으로 전사된 화상을 제2 화상 수용 부재에 2차적으로 전사시키는 중간 전사 부재로서,
비도전성 연성 필름층; 및
상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착된 도전성 물질층을 포함하고, 상기 도전성 물질층은 그 상부에 하나 이상의 전기 저항성 고분자 코팅을 구비하며, 상기 도전성 물질층은 구역들을 가지며, 상기 구역들 사이는 도전성이 낮은 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재를 제공하는 것이다.
본 발명은 화상 전사 벨트(ITB), 상기 벨트를 이용한 장치 및 화상형성 프로세스에서 상기 벨트를 이용한 방법을 제공하는데, 상기 벨트는 전술한 바와 같은 코팅된 얇은 연성 벨트의 모든 이점을 가지면서도, 전기적으로 절연된 영역으로 분할된 ITB로서, 상기 절연된 영역에 의하여 전자사진 프로세스의 상이한 단계에서 동일한 ITB 상의 상이한 지점에 상이한 전압을 가할 수 있고, 및/또는 상이한 질적 결과를 얻을 수 있다. 상기 개선된 바에 의하여 전압에 관하여 전시스템적으로 최적화가 가능하게 되며 전사 효율도 증가하게 된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 제1태양에 따르면, 중간 전사 부재가 기술된다. 가장 기본적인 구현예에 있어서, 중간 전사 부재는 필름(예를 들면, 전기 절연성 필름으로서 특히 고분자 절연 필름이나, 이에 한정되지 않음)과 같은 비도전성 층, 상기 비도전성 층 상부의 도전성 층 및 상기 도전성 층 상부에 놓이며 상기 비도전성층보다 전기 저항성이 큰 층(예를 들면, 고분자 층)인 3 개의 층을 갖는다. 비도전성 필름 층은 전기적으로 대전된 제2층을 금속(또는 이와 다른 것도 포함함) 지지체 롤러와 전기적으로 절연시키는 연성 기재일 수 있으며, 본 발명의 일 구현예 중 이러한 물질은 바람직하게는 폴리에스테르(예를 들면, 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN))를 포함할 수 있다. 통상적으로, PET 필름 기재와 같은 필름 기재의 두께는 1 내지 10 밀(mills) (0.025 내지 0.25mm)일 수 있지만, 연성일 수 있다면 어떠한 두께라도 사용할 수 있다.
중간 전사 부재의 일 구현예에는 도전성 층으로서 금속, 금속 충전층, 카본-충전층 또는 반금속(semimetal) 또는 반금속 충전층(예를 들면, 알루미늄)이 기재되어 있다. 도전성 층 물질은 두께 및 연성을 고려하여 비도전성 층에 증기-코팅될 수 있거나 증기-코팅되지 않을 수 있다. 도전성 층 물질은 바람직하게는 104 ohms/squre 이하의 부피 저항을 가질 수 있다.
상기 본 발명의 이 태양에서 도전성 층은 구역(segment)들로 전기적으로 절연되어 있는데, 상기 구역의 너비는 벨트 너비이며, 필수적인 것은 아니나 바람직하게는 상기 구역의 길이는 모두 동일하다. 벨트가 포함하는 구역의 수는 용도에 따라 다양할 것이다. 상기 구역 사이에는 비도전성 분리 요소 또는 도전성이 낮은 분리 요소가 제공된다 (열 팽창 스트립이 콘크리트 하이웨이(concrete highways) 상에 제공되는 방식과 거의 같음). 전술한 바와 같은 분리 요소를 ITB에 포함시킴으로써 벨트 연성 및 내구성이 상당량 감소되어서는 안 된다.
저항성 고분자 코팅의 한 구현예는 폴리우레탄 코팅을 개시한다. 일반적으로 폴리우레탄 코팅이 가장 효과적으로 작동하는 단위 면적 당 전기 저항은 106 내지 1013 ohms/cm2이다.
저항성 코팅의 또 다른 구현예는 전기 저항성 코팅을 형성하는데 플루오로실리콘 프리폴리머의 사용을 개시한다. 일반적으로 플루오로실리콘 프리폴리머가 가장 효과적으로 작동하는 단위 면적 당 저항은 106 내지 1013 ohms/cm2이다.
본 발명의 또 다른 태양은 본 발명의 ITB를 사용하는 장치를 이용한 화상 형성 방법이다. 상기 방법의 일반적인 단계는 하나 이상의 화상 수용 부재 상에 하나 이상의 화상을 노광 및 현상시키는 제1 단계를 포함한다. 제2 단계는 상기 화상 또는 복수의 화상을 전술한 바와 같이 실질적인 비도전성 층, 도전성 및 저항성 층을 갖는 중간 전사 부재에 전사시키는 단계를 포함하는데, 상기 중간 전사 부재는 상기 화상 수용 부재에 적합하며(comformable), 통상적으로 브러쉬 또는 프로브를 상기 중간 전사 부재의 도전성 층의 구역의 도전성 층에 접촉시킴으로써 제1 화상 전사 스테이션에 있는 상기 중간 전사 부재의 도전성 층의 상기 구역에(일반적으로 직접적으로) 전압을 가하여 상기 중간 전사 부재가 대전된다. 제3 단계는 (최적의 전사 효율을 달성하기 위하여) 상기 제2 단계에서 가해진 전압과는 상이한 전압을 제 2 전사 스테이션에 있는 중간 전사 부재의 전기적으로 분리(예를 들면, 전도성 면에서 분리됨)된 구역에 가하는 단계 및 바람직하게는 100% 토너 전사에 가능한 한 근접한 효율적인 토너 전사를 달성하기 위하여 수용 기재에 상기 화상 또는 복수의 화상을 전사하는 단계를 개시한다.
본 발명에 있어서, 순환 화상 전사 벨트는 폴리에스테르 필름, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 고분자 필름과 같은 경질 비도전성 필름을 사용하여 제조되며, 이는 금속 또는 반금속 물질과 같은 도전성 물질의 박층의 한 쪽 면에 증기 코팅되는데, 이러한 도전성 물질의 예에는 알루미늄이 있다(상기 물질은 이하 Al/PET라고 하지만, 다른 비도전성 물질과 다른 금속 및 비금속 도전성 물질은 공지되어 있으며, 이는 본 발명의 실시예에서 고려됨). Al/PET는 수치 안정성을 가지며, 우수한 두께 균일성과 우수한 내구성을 가지고, 다양한 너비 및 두께를 갖는 길고 얇은 웨브(web)로 용이하게 이용될 수 있으며 5,000 피트 이하의 길이를 갖는 코일을 얻을 수도 있다. Al/PET 웨브는 나이프 코팅, 리버스 롤 코팅(reverse roll coating), 압출 코팅, 커튼 코팅 등과 같은 코일-투-코일(coil-to-coil) 고속 정밀 웨브 코팅 기술을 사용하여, 연속 방식으로 코팅될 수 있다.
본 발명은 또한 토너 화상이 제1 화상-수용 표면으로부터 1차적으로 전사되어 형성되는 중간 전사 부재를 갖는 정전기적 화상형성 시스템에 관한 것이다. 예를 들어, 상기 시스템은 정전기적 화상형성 장치, 제1 화상 수용 표면, 중간 전사 부재 및 중간 전사 부재로부터 전사된 화상을 수용하는 제2 화상 수용 표면을 포함한다. 상기 중간 전사 부재는 예를 들면,
비도전성 연성 필름층; 및
상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착된 도전성 물질층을 포함하며,
상기 도전성 물질층은 그 상부에 하나 이상의 전기 저항성 고분자 코팅을 갖는다.
도전성 층은 바람직하게는 구역들을 갖는데, 상기 구역은 구분가능한 유니트이며, 바람직하게는 개별적으로 대전되어 30초 이상 동안 다른 유니트의 전압과는 다른 전압을 유지할 수 있다. 구역들 사이의 도전성은 바람직하게는 낮거나 또는 본질적으로는 비도전성인데, 이에 의하여 5분 내에 상기 구역들 상의 전하가 평형을 이룰 수 있게 된다. 이러한 시스템은 상기 구역들 사이의 전기 절연 갭(gap)을 가질 수 있는데, 상기 갭은 비도전성 커넥터(브리징 요소, 스트랩, 직물, 비도전성 고분자, 비도전성 힌지 등)에 의하여 연결된 실질적으로 구역들 사이의 빈 공간(open space)이다. 상기 도전성 층은 측면상으로 전기적으로 절연된 영역으로 눈금 표시(scored)되거나 또는 분할될 수 있다. 상기 저항성 고분자 코팅이 도전성 물질을 100% 미만으로 코팅하여 중간 전사 부재의 에지부를 따라 연속적인 도전성 스트립을 남기는 것이 한 가지 실시 방법이다. 이러한 스트립은 작동 중 전기적 접근을 위하여 사용될 수 있다. 비도전성 필름층은 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르를 포함한다.
본 발명에 있어서, Al/PET는 전기 저항성 필름 형성 고분자 물질로 정밀하게 코팅된다. 적합한 고분자 물질은 폴리디알킬실록산, 폴리알킬아릴실록산, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 비닐클로라이드/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 및 ETFE(에틸렌-테트라플루오로에틸렌), FEP(플루오로에틸렌-프로필렌), PFA(테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르) 및 THA(테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로폴리엔-비닐리덴플루오라이드)를 포함하는 다양한 플루오로고분자를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 고분자 엘라스토머 및 고무는 또한 단독으로 또는 다른 고분자 물질과 조합시켜 사용될 수 있으며, 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 에피클로로하이드린 고무, 플루오로실리콘 엘라스토머, 플루오로엘라스토머, 니트릴 부타디엔 고무, 폴리아크릴레이트 고무, 폴리에테르 고무, 폴리우레탄 엘라스토머, 실리콘 고무, 폴리설파이드 고무 등이 포함된다. 분산된 입자를 포함하는 코팅 또한 사용될 수 있다.
고분자 코팅은 증기 코팅된 알루미늄 또는 다른 도전성 물질로 된 층과 같은 도전성 박층을 갖는 Al/PET의 측면에 도포되어, 화상 형성 장치 내에 토너 전사 표면을 형성한다. 고분자 코팅을 갖는 Al/PET를 종이 크기의 시트로 절단하고 상기 시트의 말단부를 접어 결합(예를 들면, 초음파 용접, 접착식 고정, 기계적인 고정)시켜 경질 순환 벨트를 형성한다. 용접된 순환 벨트가 전자사진용 화상 형성 장치에 적합하도록 시트 크기를 조절한다. 구역들 사이의 저항성 블로킹을 증가시키거나 도전성을 낮추기 위하여, 절연 스트립 또는 분할 바인더는 전기 절연성을 제공받을 수 있다. 또한, 도전성이 상이한 구역들을 연결시킴으로써 구조물 중 인접 구역의 도전성을 상이하게 할 수 있다.
고분자 코팅의 전기적 특성은 바이어스 전압이 코팅 사이에 유지될 수 있도록 디자인 또는 조성비에 의하여 조절된다. 이는 건조된 코팅의 두께를 조절하고 적합한 고분자 코팅을 선택 및 형성함으로써, 단위 면적 당 전기 저항성을 조절하여 수행할 수 있다. 단위 면적 당 전기 저항성의 비교가능한 수치는 적합한 전압이 조절되는 전력 공급기, 정밀 암페어 메터 및 표면 접촉 전극으로 이루어진 장치를 사용함으로써 얻을 수 있다. 부피 저항 측정에 적합한 장치를 사용할 수 있다. 이러한 장치는 적합한 전력 공급기와 정밀 암페어 메터로 이루어진 Resistance/Current Meter Model 278을 Model 803B 표면 접촉 전극과 조합시킴으로써 준비될 수 있으며, 이들 모두는 미국 펜실베이니아주, Glenside 소재 Electo Tech Systems, Inc. 사로부터 입수 가능하다. Al/PET 코팅의 단위 면적 당 저항성은 상기 표면 접촉 전극을 상기 코팅에 배치한 다음, 기저부(underlying)의 알루미늄 층을 암페어 메터와 연결시켜 측정될 수 있다. 비교 가능한 단위 면적 당 전기 저항성 수치는 화상 형성 장치에 사용되는 바이어스 전압과 유사한 전압인 500볼트를 상기 코팅에 가하여, 정밀 암페어 메터로 전류를 측정함으로써 얻는다. 단위 면적 당 저항성(ohms/cm2)은 전압(상기 경우에서는 500볼트임)을 측정 암페어 단위의 전류로 나누어 산출된다. 이로부터 얻은 결과를 Model 803B 표면 접촉 전극의 면적인 7.07cm2로 나누어, ohms/cm2 단위의 단위 면적 당 저항성을 얻을 수 있다. 표면 접촉 전극의 면적이 1.0cm2인 경우, ohms/cm2 단위의 단위 면적 당 저항성은 전압을 암페어 단위의 측정 전류로 나누면 바로 얻을 수 있다.
웨브의 한 에지부를 따라 증기 코팅된 30mm의 너비의 알루미늄 스트립이 고분자로 코팅되지 않은 채 배치되도록 고분자 코팅의 너비를 조절하여, 상기 알루미 늄 스트립 표면이 전기적으로 접촉되도록 한다. 화상 형성 장치가 작동되는 동안, 도전성 브러쉬 또는 롤러는 정전기적 토너 전사를 유도하는데 필요한 전기 회로의 일부인 상기 알루미늄 스트립과 접촉된다. 이로써 기저부의 증기 코팅된 도전성 알루미늄 층이 각각 전기적으로 절연된 ITB 구역의 전체 표면을 전기적으로 전기적으로 바이어스시킬 수 있게 된다. 이는 광도전성 드럼에서 ITB의 각 구역으로 또는 ITB의 각 구역에서 최종 화상 수용체로의 정전기적 토너 전사를 유도한다. 화상 형성 장치에서 ITB용 경질 및 연성 지지체를 이루는 비도전성 PET 필름은 지지체 롤러를 순환한다. 이러한 백업 롤러와 ITB 사이의 전기적 접촉은 종래의 ITB에서 요구되던 것처럼 반드시 필요한 것은 아니다.
벨트 중 구역들은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 한 가지 간단한 방법은 ITB의 도전성 층을 개별적인 영역으로 분리할 때 구역들이 형성되는 것이다. 이는 도전성 층을 PET 또는 비도전성 층으로부터 소정 간격으로 ITB를 따라 너비 방향으로 스크라이빙(scribing)하거나 또는 제거함으로써 수행될 수 있다. 도전성 층은 저항성이 보다 큰 코팅을 도포하기 전 또는 도포한 후 스크라이빙될 수 있다. 제거된 섹션의 너비는 1 mils 내지 몇 mils로 다양할 수 있으며, 각 구역에 가해지는 전압차 및 스크라이빙된 영역에서의 상기 물질(코팅) 또는 공기(건조 공기의 도전성은 300V/mil임)의 도전성을 고려하여야 한다. 바람직한 범위는 3 내지 5 mils이다. ITB의 각 구역의 일관된 전기적 절연성을 유지하는 것이 중요하다. 또는, 도전성 층을 불연속 구역에 코팅할 수 있거나 또는 구역들을 용접 또는 본딩시키는 경우 비도전성 또는 도전성이 보다 작은 스페이싱 층(spacing layer)을 구역들 사 이에 제공할 수 있다.
본 발명에 상술된 바와 같이 제조된 ITB에 의하면, 연속 브러쉬 또는 롤러만을 사용하는 단순화된 화상 형성 장치 회로를 사용함으로써 벨트 에지부 상에 도전성 스트립을 접촉시킬 수 있으므로, 도전성 ITB 백업 롤러 및 백업 롤러와 ITB사이의 균일한 전기 접촉없이도 상기 ITB를 전기적으로 에너지화될 수 있다.
본 발명을 따르는 정전기적 화상 전사 장치는 정전기적 토너의 공급원; 제1 토너 화상이 형성되는 전자광도전성 표면; 상기 제1 토너 화상이 형성된 상기 전자광도전성 표면으로부터 제1 전사 토너 화상이 전사되는 중간 전사 부재; 및 상기 1전사 토너 화상이 이어서 전사되는 제2 화상 수용체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
상기 중간 전사 부재는,
비도전성 연성 필름층; 및
상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착된 도전성 물질층을 포함하고,
상기 도전성 물질층은 그 상부에 하나 이상의 전기 저항성 고분자 코팅을 구비하며, 상기 도전성 물질층은 구역들을 가지며, 상기 구역들 사이는 도전성은 낮다. 상기 구역들은 도전성이 낮은 영역에 의하여 이격될 수 있는데, 상기 도전성이 낮은 영역은 상기 장치의 사용시 화상 또는 중요한 화상이 형성되지 않도록 배치될 수 있다. 이는 수동으로 조절되거나 또는 각각의 도전성에 따라 각 영역을 동정(identify)하고 벨트의 화상형성부 및 화상수용부의 이동을 조절하여 토너 또는 화상을 형성하게 될 토너가 상기 도전성이 낮은 영역 상에 놓이지 않게 하는 센 서에 의하여 자동으로 조절됨으로써 배치될 수 있다.
실시예
General Electric Co. 사의 상표명 FRV1106의 플루오로실리콘 프리폴리머를 Al/Pet 상에 코팅시킨 다음 이를 ITB로 제조하였다. 이는 MEK 중 FRV1106의 40% 용액을 먼저 제조하여 수행되었다. 398.4g의 FRV1106 및 1.6g의 테트라부틸 티타네이트(TBT) 촉매(Du Pont 사 제품)를 유리 용기 내 MEK 600g에 첨가하였다. 유리 용기를 단단히 봉합하고 이를 진동 쉐이커에 4시간 동안 올려 놓아, FRV1106을 용액으로 만들었다.
압출형 코팅 바가 있는 롤 투 롤 코팅기(roll to roll coater)를 사용하여 FRV1106 용액을 Al/PET 웨브에 도포하였다. 코팅 바는 웨브와 평행한 방향의 좁은 압출 슬롯을 가졌는데, 이를 Al/PET 웨브를 압출 슬롯으로 당기면 액체 또는 용액이 얇은 액체 코팅으로서 Al/PET 웨브에 코팅될 수 있도록 배치하였다. 능동 배출 펌프(positive displacement pump) 및 이의 플럼빙(plumbing)를 사용하여 압출 바 슬롯을 지나 이동 중인 웨브 상에 있는 코팅 액체를 계측하였다. 능동 배출 펌프의 용량은 292cc/min이다. 습윤한 필름 코팅 두께 및 너비는 고도로 정밀하게 조절될 수 있다. 가열된 공기가 주입되는 오븐 내로 웨브를 통과시킴으로 상기 코팅을 건조 및 경화시키며, 상기 건조 오븐의 온도는 필요에 따라 조절될 수 있다.
3 mil Al/PET의 코일을 롤 투 롤 코팅기의 언와인드 스탠드(unwind stand)에 올려 놓았다.
3 mil Al/PET 웨브를 코팅 압출 바에 건 다음, 가열된 공기가 주입되는 건조 오븐 내로 통과시키고 와인드 업 스탠드(wind up stand) 위에 놓여진 수용체 드럼에 올려 놓았다. Al/PET 웨브의 한 에지부를 따라 증기 코팅된 15mm 너비의 알루미늄 스트립이 코팅되지 않도록 압출 슬롯의 너비를 조절 및 배치하였다. 코팅기의 오븐 온도를 130℃에 맞추었다. 이 용액을 압출 바 슬롯으로 펌핑하여 이동 중인 Al/PET 웨브 상에 펌핑시켰다. 본 실시예에서, 30 피트의 웨브 섹션을 일정 기간동안 압출 코팅하였고, 각 섹션을 와인드 업 스탠드 상의 코일로 감기 전에 5분 동안 오븐에 방치하여 플루오로실리콘 프리폴리머를 경질 고분자 엘라스토머로 경화시켰다. Al/PET 상의 제1 플루오로실리콘 코팅을 16rpm의 펌프 속도로 제조하였다. 상기 코팅은 8마이크론의 건조 두께를 가졌으며 이를 "상태 2"로 표시하였다. 제2 코팅 플루오로실리콘 코팅(동일한 조성비임)을 32rpm의 펌프 속도로 제조하였다. 이 코팅은 12마이크론의 건조 두께를 가졌는데, 이를 "상태 3"으고 표시하였다. "상태 2"에 500볼트의 전압을 가한 경우의 저항은 1.2x109 ohms/cm2 였다. "상태 3"에 500볼트의 전압을 가한 경우의 저항은 1.5x109 ohms/cm2였다.
정밀 주형을 이용하여 ITB를 330mm의 너비 및 812mm의 길이를 갖는 시트로 절단한 다음 각 벨트의 구역들이 형성되었다. 약 203mm의 간격으로 코팅 및 도전성 층 모두를 스크라이빙하여, 각 구역의 경계에서 대략 3mils의 길이의 상기 물질을 제거하였다.
치수가 812mm인 시트 말단부 20mils(0.5mm) 정도를 Branson Co. 사에서 제조된 초음파 용접기 앤빌(anvil)로 감싼 다음 용융시켜, 실험용 테스트 베드 화상 형 성 장치용에 적합한 크기의 순환 벨트를 제조하였다.
현재 사용되고 있는 화상 전사 장치 전사 장치(1)을 구비한 일반적인 정전기적 시스템은 도 1에 도시되어 있다. 2 이상의 롤러(2)를 제공하여 중간 전사 벨트(10)를 지지하도록 하며, 상기 장치의 파라미터에 따라 상기 중간 전사 벨트의 비저항 범위는 매우 큰 도전성에서부터 매우 큰 저항성으로서 다양할 수 있다. 예를 들어, 중간 전사 벨트의 도전성이 매우 큰 경우, 지지 롤러(2)는 바이어스된 백업 롤러(4a, 4b, 4c, 4d 및 6)가 동일한 전압으로 용이하게 바이어스되는 동안 절연될 것이다(미도시). 중간 전사 벨트(10)의 저항성이 매우 큰 경우(예를 들면, 1010 또는 그 이상), 바이어스된 백업 롤러(4a, 4b, 4c, 4d 및 6)는 종종 독립적으로 바이어스되거나 또는 접지되어(필요한 경우) 가장 우수한 효과가 달성되도록 한다.
도 2는 본 발명을 따른 전사 장치(60)를 도시한 것이다. 모든 내부 롤러(2, 4a, 4b, 4c, 4d 및 6)은 바이어스되지 않은 상태이며, 절연성 백업 롤러일 것이다.
이러한 장치(60)에 사용되는 중간 전사 부재(10)는 도3에 도시되어 있는데, 이는 하나 이상의 저항성 층(84)을 도전성 기재(82) 상부에 코팅함으로써 제조되며, 상기 도전성 기재는 절연성 필름 또는 기재(80)의 일부 또는 그 상부에 코팅된다. 저항성 코팅(84)은 바이어스 브러쉬(88) 또는 프로브(86)가 도전성 층(82)을 균일하게 바이어스시키는데 사용될 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이 도전성 층(82)을 완전히 덮지 않아야 한다.
또한, 중간 전사 부재(10)는 도 2에서 참조 번호(12, 14, 16 및 18)로 나타내어진 바와 같이, 그 원주부에 특정 간격으로 눈금 표시되거나 분할된다. 상기 구역들은 도전성 층이 별도의 평면 또는 구역으로 분리되어 각 구역이 상이한 바이어스 전압을 유지할 수 있는 간격으로 배치된다(구역 형성 방법은 하기 내용 참조). 장치(60)는 전압(26, 28 및 30)을 가할 수 있는 바이어스 브러쉬 또는 프로브(20, 22 및 24)를 포함한다. 이와 같은 방법에 있어서, 백업 롤러(4a, 4b, 4c 및 4d) 및 광도전성 드럼(36a, 36b, 36c 및 36d)에 의하여 형성된 닙("T1"이라고도 함) (38a, 38b, 38c 및 38d)은 전사 롤(8) 및 백업 전사 롤 (6)에 의하여 형성된 닙(52)("T2")과는 상이한 바이어스를 유지한다. 이는 T1 전사를 유지하는데 요구되는 전기장이 제2 전사(T2)에 요구되는 전기장과 동일하지 않기 때문에(즉, T1에서의 ITB 전압은 토너 입자를 제1화상 수용 부재 또는 광도전체로부터 ITB로 끌어 당기는데 사용되고, T2에서의 ITB는 바람직하게는 중첩이거나 또는 ITB로부터 최종 화상 수용 기재로 토너 입자를 밀어버림) 중요하다.
전자사진 인쇄 시스템에 사용되는 중간 전사 부재(중간 전사 요소)는 전자사진법에 필요한 전기적 특성 및 내구성, 긴 수명 등을 충족시켜야 하나, 고도로 정밀하게 제조되어야 하는 중간 전사 부재의 제조 공정은 매우 복잡할 뿐만 아니라 많은 시간과 제조 비용이 소요되는 단점이 있었다. 게다가 중간 전사 벨트는 각각의 전사 지점에 별도의 전압을 가하기에 충분한 저항성을 가졌지만, 이러한 높은 저항성 및 롤러와 벨트 사이의 불량한 접촉으로 인하여 전사 효율이 저하되는 문제 점이 있었다.
그러나, 본 발명의 중간 전사 부재는, 전술한 바와 같이 전자사진법에서 요구되는 중간 전사 부재의 물리적 특성 및 화학적 특성이 저하되지 않으면서도, 보다 단순화된 공정으로 제조될 수 있으며 제조 코스트가 절감되는 것은 물론 전사 효율 또한 향상시킬 수 있다는 획기적인 장점을 갖고 있다.

Claims (24)

  1. 토너 화상이 제1 화상 수용 표면으로부터의 제1 전사 화상으로서 형성되는 중간 전사 부재를 갖는 정전기적 화상형성 시스템으로서, 상기 화상형성 시스템은 정전기적 화상 형성 장치, 상기 제1 화상 수용 표면, 중간 전사 부재 및 상기 중간 전사 부재로부터 전사된 화상을 수용하는 제2 화상 수용 표면을 포함하며;
    상기 중간 전사 부재는,
    비도전성 연성 필름층; 및
    상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착된 도전성 물질층을 포함하고,
    상기 도전성 물질층은 그 상부에 하나 이상의 전기 저항성 고분자 코팅을 구비하며, 상기 도전성 물질층은 구역들(segments)을 가지며, 상기 구역들 사이는 도전성이 낮은 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구역들 사이에 전기 절연성 갭이 존재하는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도전성 층이 측면으로 전기적으로 절연된 영역으로 분할된 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기 저항성 고분자 코팅이 상기 도전성 물질의 100% 미만을 코팅하여, 상기 중간 전사 부재의 에지부를 따라 연속적인 도전성 스트립을 남기는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비도전성 필름층 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 두께가 0.025mm 내지 0.25mm(0.001 내지 0.010 인치)인 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도전성 물질층이 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 도전성 물질층이 비도전성 필름층 상에 증기 코팅된(vapor coated) 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도전성 물질층이 104 ohms/square 이하의 부피 비저항을 갖는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 저항성 고분자 코팅이 103 내지 1013 ohms/cm2의 단위 면적 당 전기 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 저항성 코팅이 폴리우레탄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 폴리우레탄층이 103 내지 1013 ohms/cm2의 단위 면적 당 전기 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 저항성 코팅층이 플루오로실리콘 프리폴리머인 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 플루오로실리콘 프리폴리머가 103 내지 1013 ohms/cm 2의 단위 면적 당 전기 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 중간 전사 부재가 2 이상의 전기적으로 독립적인 구역으로 분할된 것을 특징으로 하는 정전기적 화상 형성 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 중간 전사 부재가 3 이상의 전기적으로 독립적인 구역으로 분할된 것을 특징으로 하는 정전기적 화상 형성 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 중간 전사 부재가 4 개의 전기적으로 독립적인 구역으로 분할된 것을 특징으로 하는 정전기적 화상형성 시스템.
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  24. 제1 화상 수용 부재로서 그 상부에 토너 화상이 1차적으로 전사되어 형성되고, 상기 1차적으로 전사된 화상을 제2 화상 수용 부재에 2차적으로 전사시키는 중간 전사 부재로서,
    비도전성 연성 필름층; 및
    상기 비도전성 연성 필름층의 제1 표면에 부착된 도전성 물질층을 포함하고,
    상기 도전성 물질층은 그 상부에 하나 이상의 전기 저항성 고분자 코팅을 구비하며, 상기 도전성 물질층은 구역들을 가지며, 상기 구역들 사이는 도전성이 낮은 것을 특징으로 하는 중간 전사 부재.
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