KR100565063B1 - 전자사진 화상형성장치의 감광드럼 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자사진 화상형성장치의 감광드럼 구조체에 관하여 개시한다. 개시된 전자사진 화상형성장치의 감광드럼 구조체는, 원통형 드럼의 외주에 고정되게 접착되는 감광쉬트를 구비하며, 상기 감광쉬트는, 상기 원통 드럼의 원주에 고정되는 절연층과, 상기 절연층 상에서 전기가 통하는 전기 도전층과 상기 전기 도전층 상의 감광막을 구비한다. 상기 감광쉬트는 그 양단이 상기 원통형 드럼의 외주에서 소정의 갭을 두고 고정되며, 상기 갭에서 노출된 상기 감광쉬트의 일단의 전기도전층 및 상기 원통형 드럼의 표면 사이에 그들을 연결하는 도전성 물질이 형성된된다.

Description

전자사진 화상형성장치의 감광드럼 구조체{Structure of photosensitive drum of electrophotographic image forming apparatus}

도 1은 종래의 감광 드럼의 접지 구조체의 일 예를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 감광드럼의 개략적인 사시도이다.

도 3은 도 2의 일부 단면도로서, 접지구조를 설명하는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 감광드럼의 일부 단면도로서, 그 접지구조를 설명하는 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

110: 원통형 드럼 120: 감광 쉬트

121: 양면 테이프 122: PET 쉬트

124: 도전층 126: 감광막

130: 도전성 물질 140: 수지

본 발명은 전자사진 화상형성장치의 감광드럼의 접지 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원통 드럼의 외주에 감겨진 감광쉬트의 전기도전층을 원통 드 럼에 도통시킨 감광드럼의 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 전자사진방식 화상형성장치는 균일한 전위로 대전된 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성하고 이 정전잠상에 현상제를 공급하여 현상시킨 후에 현상된 화상을 용지로 전사시켜 정착시킴으로써 화상을 인쇄하는 장치를 말한다.

전자사진 화상형성장치의 감광체로는 감광벨트 또는 감광드럼이 사용된다. 감광드럼의 구조는 일반적으로 원통 드럼의 표면에 감광막을 형성한다.

감광드럼은 도전성 금속, 예컨재 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 원통 드럼의 외주에 접착제를 매개로 기저층, 도전층 및 감광층의 순으로 적층되어 있다. 상기 감광층은 기저층이 시트 형상인 경우, 시트를 감광물질이 코팅된 롤러 사이로 통과시키면서 시트의 일면 위에 감광물질을 코팅한다. 종래의 25~32 mm 직경의 감광드럼을 제작시는 25~32 mm 직경의 원통형 드럼을 감광용액을 담은 용기에 적셔서 감광층을 형성한다. 이때 상기 소형 원통형 실린더를 다수 한꺼번에 제작하기 때문에 제작비가 저렴하지만, 그러나 대형 감광드럼은 150 mm 직경 정도의 대형 회전드럼을 사용하기 때문에 종래의 감광용액 용기에 적셔서 감광드럼을 제작하기가 어렵고 또한 제작비용이 많이 드는 문제점이 있다.

대형 감광드럼은 감광쉬트를 원통드럼에 감아서 사용하게 된다. 종래의 감광드럼은 길이방향의 단부에서 감광쉬트의 도전층에서 연장된 도선이 원통롤러에 연결되는 접지방법을 사용하고 있다.

도 1은 종래의 감광 드럼의 접지 구조체의 일 예를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 원통형 드럼(10) 상부에 기저층인 절연막(22)이 형성되어 있으며, 절연막(22) 위에는 전기 도전층(24)이 형성되어 있다. 상기 전기도전층(24) 상에는 감광막(26)이 형성되어 있다. 상기 전기 도전층(24)의 일측은 원통롤러(10)의 일측과 도선(30)으로 도통되어 있다.

그러나, 상기 구조의 감광드럼의 접지구조의 경우, 상기 도선(30)이 정전 잠상을 현상하기 위한 현상롤러(미도시)와의 접촉으로 전기가 리크(leak)되는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 감광드럼을 소정 전위를 대전시키는 대전기가 대전롤러(미도시)인 경우에도 대전롤러에 인가된 전압이 상기 도선(30)과 직접 접촉하여 리크되는 문제가 발생될 수 있다.

또한, 상기 현상롤러 및/또는 대전롤러와의 접촉으로 상기 도선이 박리되는 문제가 발생될 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 현상롤러 및/또는 대전롤러와의 접촉으로 인한 전기적 리크나 박리가 일어나지 않는 구조적으로 안정된 내구성을 가지는 감광드럼의 접지 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자사진 화상형성장치의 감광드럼은, 원통형 드럼의 외주에 고정되게 접착되는 감광쉬트를 구비하며,

상기 감광쉬트는, 상기 원통 드럼의 원주에 고정되는 절연층;

상기 절연층 상에서 전기가 통하는 전기 도전층; 및

상기 전기 도전층 상의 감광막;을 구비하며,

상기 감광쉬트는 그 양단이 상기 원통형 드럼의 외주에서 소정의 갭을 두고 고정되며,

상기 갭에서 노출된 상기 감광쉬트의 일단의 전기도전층 및 상기 원통형 드럼의 표면 사이에 그들을 연결하는 도전성 물질이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 갭은 수지로 커버되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 감광드럼은, 원통형 드럼의 외주에 고정되게 접착되는 감광쉬트를 구비한 감광드럼에 있어서,

상기 감광쉬트는, 상기 원통 드럼의 원주에 고정되는 절연층;

상기 절연층 상에서 전기가 통하는 전기 도전층; 및

상기 전기 도전층 상의 감광막;을 구비하며,

상기 감광쉬트는 그 양단이 겹쳐져서 상기 원통형 드럼의 외주에 고정되며,

상기 감광쉬트의 겹쳐진 부분의 하부의 일단의 전기 도전층 및 상기 원통형 드럼의 표면 사이에 그들을 연결하는 도전성 물질이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 도전성 물질은, 도전성 입자와 용매를 포함하는 도전성 페이스트로 형성된 것이 바람직하다.

상기 도전성 물질은, 상기 감광쉬트의 일단에서 상기 감광막의 소정 부분이 제거되어서 상기 도전층이 노출된 부위의 상부로부터 해당 단부의 측면을 지나 상기 원통형 드럼의 표면에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 도전성 물질은 상기 감광쉬트의 비화상영역에 형성된 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 감광드럼의 개략적인 사시도로서, 감광쉬트(120)의 일단에서 도전층(124)의 상부가 노출된 것을 설명하는 도면이며, 도 2의 일부 확대도는 써클 B의 A-A' 선단면도이며, 도 3은 도 2의 일부 단면도로서, 접지구조를 설명하는 단면도이다.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 원통 드럼(110) 상에 감광쉬트(120)가 접착되어 있다. 감광쉬트(120)는 양면테이프(121)에 의해서 원통 드럼(110) 상에 접착되어 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 접착제를 감광쉬트(120)의 하부에 도포한 후 원통 드럼(110) 상에 부착시킬 수도 있다.

상기 원통 드럼(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 충분한 정밀도와 기계 강도를 가진 열 경화 수지，열가소성 수지 등도 도전성을 부여하여 적용가능하다. 이 원통 드럼(110)은 곡률 반경이 작으면 감광쉬트(120)와의 충분한 접착력을 얻을 수 없을 뿐만 아니라，표면에 형성한 감광막(126)에 크랙(crack)이 생기거나，감광막(126)과 하부의 쉬트 계면으로부터 박리가 생길 수 있기 때문에，원통 드럼(110)의 직경은 ８０ｍｍ 이상인 것이 필요하다.

감광쉬트(120)는 양면 테이프(121) 상에 놓이는 PET(폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate)) 쉬트(122)와, PET 쉬트(122) 상의 도전층(124)과 도전층(124) 상의 감광막(126)으로 이루어져 있다. PET 쉬트(122)는 원통 드럼(110) 및 도전층(124) 사이의 절연 역할을 한다.

다시 도면을 참조하면, 감광쉬트(120)의 양단 사이에 １~３ｍｍ 정도의 갭(g)이 형성되어 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 갭(g)에 노출된 감광쉬트(120)의 일단의 일부를 기계적 또는 화학적으로 박리하여 도전층(124)의 표면을 노출시킨다．화학적으로 박리하는 경우에는 감광막(126)을 용해 또는 팽창시키는 용매로 도통할 부분을 와이핑(wiping)함으로써 감광막(126)을 벗겨서 도전층(124)을 노출시킬 수 있다．

노출된 금속 도전층(124)(도 2의 써클 B 의 확대도 참조)과 갭(g)에 의해서 노출된 원통 드럼(110)의 표면 사이를 도 3에 도시된 것과 같이 도전성 물질(130)을 사용하여 도통시킬 수 있다. 그리고, 원통 드럼(110)은 일반적으로 금속 회전축을 경유하여 접지하지만, 원통 드럼(110)의 접지방법은 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 금속 회전축 또는 원통 드럼(110)의 일단의 표면 또는 측면에 도전성 브러쉬를 접촉시킬 수 있으며, 기타 다른 방법을 사용하여 접지할 수도 있다.

상기 도전성 물질(130)이 도포된 위치, 즉 도통시킨 위치는 바람직하게는 감광쉬트(120)의 에지로부터 30 mm 이내 위치인 비화상영역에 형성하는 것이 바람직하다.

상기 도전성 물질(130)은 도전성 미립자를 수지 용액에 분산시킨 도전성 도료 또는 도전성 페이스트가 적합하다. 도전성 미립자로는 금, 은，동，니켈，알루미늄 등의 금속 미립자가 적합하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 도전성 물질(130)로는 상기 도전성 도료 또는 도전성 페이스트 이외에도 도전성 접착제，도전성 테이프 등도 사용이 가능하다.

상기 통전 처리를 한 후의 통전부분을 포함하는 상기 갭(g)을 수지(140)로 채워서 갭(g)에 의해서 형성된 단차를 없앤다. 이 수지(140)는 통전부분의 노출 또는 흔적을 지우며, 또한 외부 현상롤러 및 대전롤러로부터의 절연을 하면서 통전 부분을 보호한다. 상기 갭(g)에 수지(140)를 넣는 것에 의하여 접지 부분의 보호와 단차 해소가 가능한 것이다．

상기 수지(140)는 감광막(126)에 영향을 미치지 않는 절연성 물질이라면 무엇이든 좋지만，바람직하게는 에폭시계 접착제，우레탄계 접착제，광경화 수지，광경화 접착제，실리콘계 접착제，실리콘계 충전제 등이 사용가능하며, 경화후 탄성이 없는 것이 적합하다. 한편, 유기 용매를 함유한 접착제는 그 증기가 감광막(126)을 침범할 우려가 있기 때문에 사용하지 않는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 감광드럼의 접지구조를 설명하는 도면이며, 제1 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면, 감광쉬트(120)의 단부를 중첩하여 설치하는 실시예의 접지구조를 보여준다. 이러한 경우에는 제1 실시예의 갭(g)을 도포하기 위한 수지(140)의 사용이 불필요해진다. 도 4에서처럼. 중첩된 부분의 하부에서 원통 드럼(110)과 접촉되는 부분의 감광막(126)을 상술한 것과 같이 일부 박리하여 도전성 물질(130)을 사용하여 도전층(124)과 원통 드럼(110)을 도통한다. 이후에 중첩부분의 상부가 되는 감광쉬트(120)를 하부의 감광쉬트(120)의 단부와 중첩되게 접착시킨다.

상기 접지 위치(도 2의 접지 위치 참조)는 기본적으로는 어디에서도 좋지만, 바람직하게는 화상형성영역에 영향을 주지 않도록 감광쉬트(120)의 에지로부터 30 mm 이내에 위치하는 것이 바람직하다.

(실시예 1)

도 2의 감광드럼을 제작하기 위해서, 먼저 직경 120 mm, 길이 300 mm의 알루미늄 드럼을 준비하였다. 감광쉬트로는, 두께 10 nm의 알루미늄을 한쪽면에 증착한 두께 100 ㎛ 의 PET 쉬트에서 알루미늄 증착면인 도전층 위에 부대전 적층형(負帶電 積層型)의 감광막을 형성하였다. 감광막의 두께는 25 ㎛이다. 이 감광쉬트의 감광막 형성면과 반대측면에 두께 50 ㎛ 의 양면접착쉬트를 접착하였다. 이 감광쉬트 폭을 280 mm 로 절단하여 알루미늄 드럼의 원주에 접착, 고정하였다. 접착후의 감광쉬트의 단부의 갭이 2 mm 되게 하였다.

이 단부의 감광막의 일부를 톨루엔으로 닦아내고，감광막의 아래에 있는 알루미늄 증착층을 노출시켰다．도 1에 도시된 바와 같이，이 노출면과 알루미늄 드럼 표면의 사이에 금속 미립자를 포함한 도전성 페이스트를 도포하여 도통하여 감광막을 접지했다．이 때，도전성 페이스트는，건조후에 ＯＰＣ 면보다 돌출되지 않도록 하였다．도전 페이스트가 건조된 후에，상기 갭을 에폭시 수지(２시간 경화형)로 채워서 단차를 없앴다．드럼의 윗면은 도 2와 같이 되었다. 이와같이 제작한 감광드럼은, 대전 롤러로 대전시키면，대전 전위 -700 V, 노광후 전위 -20 Ｖ（노광 에너지 0.46 μJ/cm2)，감도 E1/2＝0.14 μJ/cm2 의 양호한 특성을 가지고 있다．이 감광 드럼을 이용하여 선속도 200 mm/s 의 컬러 레이저 프린터로 화상을 출력하였다．

감광드럼의 대전방법은，대전 롤러를 실질적으로 OPC 표면에 접촉시키는 접촉식 대전 방법，현상 방법은 현상 롤러를 실질적으로 OPC에 접촉시키는 접촉식 비자성 1성분현상을 하였다. 이러한 방법으로 양호한 화상을 얻을 수 있었다.

(실시예 2)

도 4의 감광드럼을 제작하기 위해서, 먼저 직경 120 mm, 길이 300 mm의 알루미늄 드럼을 준비하였다. 감광쉬트로는, 두께 10 nm의 알루미늄을 한쪽면에 증착한 두께 100 ㎛ 의 PET 쉬트에서 알루미늄 증착면인 도전층 위에 부대전 적층형(負帶電 積層型)의 감광막을 형성하였다. 감광막의 두께는 25 ㎛이다. 이 감광쉬트의 감광막 형성면과 반대측면에 두께 50 ㎛ 의 양면접착쉬트를 접착하였다. 이 감광쉬트 폭을 280 mm, 길이는 양단부의 중첩 길이가 10 mm 되게 절단하였다.

상기 감광쉬트이 일단부를 알루미늄 드럼에 접착시키면서 알루미늄 드럼의 원주에 감싸면서, 다른 단부의 감광쉬트가 상기 일단부에 고정되기 이전에, 상기 일단부의 감광막의 일부를 톨루엔으로 닦아내고，감광막의 아래에 있는 알루미늄 증착층을 노출시켰다．도 4에 도시된 바와 같이，이 노출면과 알루미늄 드럼 표면의 사이에 금속 미립자를 포함한 도전성 페이스트를 도포하여 도통하여 감광막을 접지했다．이 때，도전성 페이스트는，건조후에 감광막의 표면보다 돌출되지 않도록 하였다．또한, 접점 위치가 화상형성부에 영향을 미치지 않도록 감광쉬트의 일측의 에지로부터 30 mm 이내에 위치하도록 하였다.

도전 페이스트가 건조된 후에，감광쉬트의 다른 단부를 이미 고정된 단부 위에 겹쳐서 접착, 고정하였다. 이와같이 제작한 감광드럼은, 대전 롤러로 대전시키 면，대전 전위 -710 V, 노광후 전위 -22 Ｖ（노광 에너지 0.46 μJ/cm2)，감도 E1/2＝0.15 μJ/cm2 의 양호한 특성을 가지고 있었다．이 감광 드럼을 이용하여 선속도 200 mm/s 의 컬러 레이저 프린터로 화상을 출력하였다．

감광드럼의 대전방법은，대전 롤러를 실질적으로 OPC 표면에 접촉시키는 접촉식 대전 방법，현상 방법은 현상 롤러를 실질적으로 OPC에 접촉시키는 접촉식 비자성 1성분현상을 하였다. 이러한 방법으로 양호한 화상을 얻을 수 있었다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일한 방법으로 감광쉬트를 알루미늄 드럼에 고정하고，접지를 하지 않고 감광특성을 측정한 결과，노광후 전위가 -40 V 내지 -60 V 사이에서 안정되지 않았다．

(비교예 2)

실시예 1과 동일한 방법으로 감광쉬트를 알루미늄 드럼에 고정하였다．이 때，사용한 OPC 쉬트는 종래로부터 알려져 있는 폭방향으로 도전 도료가 설치되는 것을 사용하여, 이곳을 경유해서 접지를 하였다.

실시예 1과 동일한 대전 롤러，현상 롤러를 OPC에 접촉시키는 방식의 화상 형성 방법으로 화상을 출력했지만，도전 도료 부분과 대전 롤러의 사이에서 전기적 리크가 발생하였으며, 화상이 불량하였다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 감광드럼의 접지구조에 따르면, 안정된 고감도의 감광성을 확보할 수 있으며, 또한, 감광드럼의 표면과 실질적으로 접촉하는 각종 롤러를 이용한 화상 현상 프로세스에서도 상기 롤러들의 영향을 받지 않고 고화질 화상을 안정되게 출력할 수 있다.

본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 원통형 드럼의 외주에 고정되게 접착되는 감광쉬트를 구비한 감광드럼에 있어서,

   상기 감광쉬트는, 상기 원통 드럼의 원주에 고정되는 절연층;

   상기 절연층 상에서 전기가 통하는 전기 도전층; 및

   상기 전기 도전층 상의 감광막;을 구비하며,

   상기 감광쉬트는 그 양단이 상기 원통형 드럼의 외주에서 소정의 갭을 두고 고정되며,

   상기 갭에서 노출된 상기 감광쉬트의 일단의 전기도전층 및 상기 원통형 드럼의 표면 사이에 그들을 연결하는 도전성 물질이 형성되며, 상기 갭은 수지로 커버된 것을 특징으로 하는 감광드럼.
2. 삭제
3. 원통형 드럼의 외주에 고정되게 접착되는 감광쉬트를 구비한 감광드럼에 있어서,

   상기 감광쉬트는, 상기 원통 드럼의 원주에 고정되는 절연층;

   상기 절연층 상에서 전기가 통하는 전기 도전층; 및

   상기 전기 도전층 상의 감광막;을 구비하며,

   상기 감광쉬트는 그 양단이 겹쳐져서 상기 원통형 드럼의 외주에 고정되며,

   상기 감광쉬트의 겹쳐진 부분의 하부의 일단의 전기 도전층 및 상기 원통형 드럼의 표면 사이에 그들을 연결하는 도전성 물질이 형성된 것을 특징으로 하는 감광드럼.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 도전성 물질은, 상기 감광쉬트의 일단에서 상기 감광막의 소정 부분이 제거되어서 상기 도전층이 노출된 부위의 상부로부터 해당 단부의 측면을 지나 상기 원통형 드럼의 표면에 연결되는 것을 특징으로 하는 감광드럼.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 도전성 물질은 상기 감광쉬트의 비화상영역에 형성된 것을 특징으로 하는 감광드럼.

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