KR100572285B1 - 전도성 부재, 이것을 이용한 전자 사진 장치 및 프로세스카트리지 - Google Patents

전도성 부재, 이것을 이용한 전자 사진 장치 및 프로세스카트리지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지지체, 및 그 위에 제공된 하나 이상의 피복층을 갖는 전도성 부재에 관한 것으로서, 피복층은 미립자를 함유하는 표면층을 갖는다. 표면층에서, 최하면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상당하는 표면층 하부에 존재하는 미립자의 평균 입경은 최상면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상당하는 표면층 상부에 존재하는 미립자의 평균 입경보다 크다. 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치는 상기 전도성 부재를 포함한다.
전도성 부재, 전자 사진 장치, 프로세스 카트리지, 대전 롤러

Description

전도성 부재, 이것을 이용한 전자 사진 장치 및 프로세스 카트리지 {Conductive Member, and Process Cartridge and Electrophotographic Apparatus which make Use of the Same}
도 1은 본 발명의 전도성 부재의 일례를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 전도성 부재의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 전도성 부재의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 전도성 부재의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 전도성 부재의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 전도성 부재의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 전도성 부재의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 전도성 부재의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 전도성 부재에서 표면층의 총 두께 단면에서의 전자 현미경 사진을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 전도성 부재의 표면층 하부의 전자 현미경 사진을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 전도성 부재의 표면층 상부의 전자 현미경 사진을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 전자 사진 장치의 구조의 일례를 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 전자 사진 감광체
2 대전 롤러
2a 지지체
2b 탄성층
2c 저항층
2d 표면층
2e 제2 저항층
3 노광 수단
4 현상 수단
4a 토너 담지체
4b 교반 부재
4c 토너 조절 부재
5 전사 롤러
L 레이저 광선
S1, S2 바이어스 인가 전원
P 전사재
본 발명은 지지체상에 하나 이상의 피복층을 갖는 전도성 부재, 및 대전 부재로서 상기 전도성 부재를 갖는 대전 수단을 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것이다.
전자 사진 시스템을 구비한 화상 형성 장치, 즉 전자 사진 장치에서, 전도성 부재는 대전 부재, 현상 부재, 전사 부재 등의 부재로서 사용된다. 이러한 목적으로 사용되는 전도성 부재는 감광체와 접촉하여 배치되거나 부근에 배치되며, 사용시 교류 전압이 중첩된 직류 전압이 인가되거나 단지 직류 전압만이 인가된다.
교류 전압이 중첩된 직류 전압이 인가된 전압으로서 사용되는 경우, 고전압의 교류 전원이 요구된다. 이는 전자 사진 장치의 비용 상승을 초래한다. 또한, 교류는 다량으로 사용되며, 따라서 전도성 부재 및 전자 사진 감광체의 내구성이 저하될 수 있다. 따라서, 비용 절감 및 전자 사진 감광체의 고내구성을 고려한다면, 인가된 전압은 단지 직류 전압인 것이 바람직하다.
한편, 전자 사진 감광체에 접촉하여 배치되거나 부근에 배치된 전도성 부재의 형태로는 롤러, 블레이드, 브러쉬, 벨트, 필름, 시이트 또는 칩의 형태가 포함될 수 있다. 롤러의 형태를 갖는 것 (즉, 예컨대 대전 롤러, 현상 롤러 및 전사 롤러)이 널리 사용된다.
최근, 컴퓨터 및 그의 주변 기기가 널리 사용되고 고성능화됨에 따라, 이들 출력 장치로서 사용되는 전자 사진 장치도 높은 기능성을 갖도록 제조할 것이 요망되고 있다. 예를 들면, 컬러 전자 사진이나 그래픽 전자 사진 증대의 경향이 있 다. 이 경우, 더 한층 고화질의 달성이 요구되어, 화상의 충실한 재현성이 중요해진다. 이를 해결하기 위한 수단의 하나로서 고해상도화의 경향이 있다. 즉, 원 화상을 얼마나 정밀하게 인식하여 재현할 수 있는가로서, 600 dpi로부터 1,200 dpi 이상으로의 기술 개발을 일례로 들 수 있다.
더욱 고화질 (고해상도)의 달성이 요구되는 이러한 전자 사진 장치에 종래의 전도성 부재를 사용하는 경우, 인가되는 전압이나 화상을 재현하는 환경, 재현하는 패턴 및 사용되는 전자 사진 장치와 같은 특정 조건하, 또는 조건의 조합에 따라서는 백색이나 흑색의 미세한 선이나 점이 발생하거나, 전도성 부재의 표면으로의 이물 부착이나 부분적인 불균일한 이물 부착에 의한 농도 불균일이 발생되었다.
또한, 재현 화상의 일반적인 증가에 따라, 전자 사진 장치에는 종래보다 더 고내구성화가 요구되고 있다. 이 경우, 상기 이물 부착이나 부분적인 불균일한 이물 부착에 의한 농도 불균일의 발생을 장기간에 걸쳐 어느 정도 이하로 억제해야 함은 당연하며 전도성 부재 자체도 고내구성을 가질 것이 요구된다. 동시에 전도성 부재가 전자 사진 감광체에 임의의 악영향을 미치는 것을 방지하는 것이 중요하다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 예를 들면 전도성 부재의 표면 형상, 마찰 계수, 또는 표면 습윤성을 제어하는 기술이나, 미리 표면에 미립자를 부착시킨 전도성 부재와 같이, 이물의 부착이나 불균일 부착을 방지 또는 경감시키기 위한 연구가 수행되어 왔다. 이러한 연구는 특정 효과를 달성하였다.
일본 특허 공개 제2000-39755호 공보 및 일본 특허 공개 제2001-209235호는 단층 (전도성 미립자가 분산된 고급 중합체 층) 구조를 갖는 전도성 부재를 개시하였으며, 여기서 접촉부 (표면) 및 그 부근에서의 전도성 미립자의 분포 밀도가 다른 부분보다 낮도록 하여 전도성 부재의 전기 저항을 조절할 수 있음과 동시에, 마모에 의한 전도성 미립자의 누락의 결과로 전자 사진 감광체의 표면에 손상을 입히는 것을 방지하거나, 표면층의 박리를 방지할 수 있다. 상기 전도성 부재에 따르면, 누설 방지의 효과도 얻을 수 있기 때문에, 상기 전도성 부재의 표면이 고저항인 것이 시사된다.
현재, 전자 사진 장치는 고화질 및 고내구성을 전제로, 부가 가치를 위한 다양한 매체 (기록 매체)로의 대응성이 요구되고 있다. 이러한 매체 대응성은 다양한 피전사재에 대한 우수한 화질을 제공하는 것을 의미한다.
현재, 사무실은 물론 개인용으로, 컴퓨터로부터 컬러 화상이나 그래픽 화상을 데이터 출력하는 경우가 증가하고 있다. 예를 들어, 사무실에서 종래의 흑백 또는 모노 컬러 프린팅으로부터 풀 컬러 프린팅으로의 경향이 급격히 진행되고 있다. 특히, 프레젠테이션 등을 수행하는 경우에는 시각적 또는 인상적으로 풀 컬러 화상이 바람직하다. 이 경우, 피전사재로서 투과성 PET 필름 (OHT: 오버헤드 프로젝션 투명 필름) 상에 화상을 형성하는 경우가 많다.
또한 화상 데이터 입력 장치도 급격히 진보하고 있다. 예를 들면, i) 디지털 카메라로 전자 영상을 촬영하여 이를 컴퓨터로 옮겨 필요에 따라 화상 처리나 편집을 수행하여 프린터로 데이터를 출력하거나, ii) 사진을 직접 복사기로 복사하 는 경우도 증가되고 있다. 사진 화상 데이터를 출력하는 경우에는 피전사재로 특수지 (특수 용지; 예를 들면, 표면 처리된 용지나 고광택지)를 사용하는 경우가 많다. OHT나 특수지는 일반 용지에 비하여 더 두껍고, 일부의 경우 일반 용지와는 재질도 상이하다. 이러한 피전사재상에 우수한 화상을 형성하기 위해서는, 일반 용지를 사용하는 경우에 비해 대응을 위해 공정 속도를 낮추는 경우도 있다.
또한 예를 들면, 개인이 특수지를 사용하는 경우가 있을 뿐만 아니라, 엽서와 같이 두껍고 작은 크기의 시이트를 빈번히 사용하고 있다.
따라서, 이와 같이 재질, 두께 및 크기면에서 다양한 매체 (피전사재)에 대응하기 위해서는 그에 따라 적당한 속도가 상응하게 설정될 수 있도록 1 대의 전자 사진 장치가 상이한 공정 속도로 화상 데이터를 출력할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 일반적으로는 표준 속도 및 그의 1/2 속도, 1/3 속도, 1/4 속도의 상이한 공정 속도를 갖도록 장치를 제조할 수 있다. 예를 들면, 일반 용지의 경우는 94 mm/초 (표준 속도)이고, OHT의 경우는 31 mm/초 (1/3 속도)로 장치를 사용한다.
그러나, 이 정도의 공정 속도의 차이가 화상 균일성에 큰 영향을 미치는 것이 연구 결과 밝혀졌다.
1 대의 기기에서 복수의 상이한 공정 속도로 설정될 수 있는 전자 사진 장치에 종래의 전도성 부재를 특히, 대전 부재로서 사용한 경우, 이하와 같은 문제가 발생된다.
대전 부재인 전도성 부재에 직류 전압만을 인가하는 시스템을 도입한 전자 사진 장치를 사용한 경우, 예를 들면 94 mm/초 (표준 속도)에서는 우수한 대전 균 일성을 얻을 수 있는 전도성 부재에서도 예를 들면, 31 mm/초 (1/3 속도)에서는 미세하고 짧은 백색이나 흑색의 가로줄이 발생할 수 있다. 이 현상은 특히 저습 환경에서 발생되기 쉽다. 또한, 상기 백색이나 흑색의 가로줄은 전자 사진 감광체의 구조에 따라 크게 달라질 수 있다는 것도 밝혀졌다.
직류 전압에 교류 전압을 중첩시켜 형성한 전압을 전도성 부재에 인가하는 시스템을 도입한 전자 사진 장치의 경우, 공정 속도에 따른 교류 전압의 주파수를 적절하게 선택함으로써 대전 균일성에 대응할 수 있다. 그러나, 누설은 특히 저속측에서 발생되기 쉽다. 이 현상은 특히 고습 환경에서 발생되기 쉽다.
일본 특허 공개 제2000-39755호 공보 및 일본 특허 공개 제2001-209235호 공보에 개시된, 단층 (전도성 미립자가 분산된 고급 고분자층) 구조를 갖고, 접촉 대상 부재와 접촉한 접촉부 및 그 부근에서의 전도성 미립자의 분포 밀도가 다른 부분에 비하여 적게 (또는 실질적으로 0으로) 함으로써 전기 저항을 조절한 전도성 부재를 사용하는 경우 이하와 같은 문제가 발생된다.
전도성 미립자는 전기 저항을 저하시키는 효과가 있는 것과 동시에 보강성을 갖는다. 접촉부 근방일수록 전도성 미립자의 분포 밀도가 작은 것은 표면 근방일수록 전도성 미립자의 양이 적다는 것을 의미한다. 그 결과, 표면에 가까울수록 보강성이 저하되거나 (저강도), 또는 저경도가 된다. 이는 전도성 미립자의 양이 실질적으로 0인 경우 더욱 그러하다.
더욱 구체적으로, 이 구성에서는 표면 및 그 부근의 층이 저경도 또는 저강도이기 때문에, 표면 및 그 부근은 마모되기 쉬운 상태에 있다.
이에 대응하기 위해서는 하한으로 약 20 ㎛의 두께가 실질적으로 필요하다. 그러나 이것은 마모되기 쉬운 상태를 개선하지 않고 두께를 제어함으로써 대응한다는 것을 의미하며, 근본적인 개선이라 할 수 없다.
특히, 복수의 상이한 공정 속도로 설정할 수 있는 전자 사진 장치를 이용한 경우에는 전자 사진 감광체와 전도성 부재의 정적 또는 동적인 접촉 상태, 토크, 미끄럼 마찰 상태, 전압의 인가 상태 등이 불규칙적으로 변화될 뿐만 아니라 이들이 서로 관련되는 정도도 상이하다. 따라서, 단일 공정 속도만을 갖는 전자 사진 장치에 비하여 여러 가지 응력이 가해지기 쉽다. 그 결과, 전도성에 미치는 상기 외부에서 기인된 영향이 복잡하게 됨과 동시에, 전도성 부재 표면을 더욱 마모하기 쉽게 하는 경향이 있다. 이는 고무에서는 매우 현저하다.
따라서, 전도성 부재 표면의 마모에 의한 전도성 미립자의 누락은 저감되지만, 표면 자체의 마모가 빨라지기 때문에 초기 단계에서 기능을 단시간 내에 잃게 된다. 이러한 면에서, 상기 방법은 전도성 부재 자체의 고내구화에 부적합 및 불충분하다.
게다가, 표면 및 그 부근이 마모되어 없어지게 되면 내부로부터 전도성 미립자가 박리되기 쉽기 때문에 전도성 미립자의 탈락에 의한 문제점이 발생되게 된다. 또한, 전도성 미립자의 양이 실질적으로 0인 부분이 두꺼워질수록 전자 사진 감광체를 균일하게 대전하는 대전 균일성은 불리해져서 화상 불량이 되기 쉽다. 이 경향은 전도성 부재에 직류 전압만을 인가하여 전자 사진 감광체를 대전하는 전자 사진 장치에서 현저하다.
발명의 요약
본 발명의 목적은, 여러 가지 매체 (피전사재)에 대응하기 위해 1 대의 기기로 여러 종류의 공정 속도를 갖는 전자 사진 장치에서도 우수한 화상을 장기간에 걸쳐 형성하는데 기여할 수 있는 전도성 부재 및 직류 전압만을 인가하여 대전 부재로서 사용할 수 있는 전도성 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대전 부재로서 상기 전도성 부재를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공하는 것이다.
광범위한 연구를 거듭한 결과, 본 발명자들은 전도성 부재의 표면층에 함유된 미립자의 평균 입경을 조절함으로써 상기 문제를 해결할 수 있다는 것을 드디어 발견하였다.
즉, 본 발명은 지지체, 및 그 위에 제공된 하나 이상의 피복층을 포함하는 전도성 부재에 있어서,
전도성 부재의 표면층은 미립자를 함유하고;
전도성 부재의 표면층에서, 최하면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상당하는 표면층 하부에 존재하는 미립자의 평균 입경은 최상면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상당하는 표면층 상부에 존재하는 미립자의 평균 입경보다 큰 것을 특징으로 하는 전도성 부재를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 전도성 부재를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 주로 대전 부재 (롤러의 형태를 갖는 것을 본원에서는 특히 주로 "대전 롤러"로 지칭함)의 경우를 들어 설명하기로 한다. 본 발명의 전도성 부재는 대전 부재에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 현상 부재 및 전사 부재와 같은 전자 사진 장치에 사용되는 다양한 전도성 부재에도 적용된다.
본 발명의 전도성 부재는 지지체, 및 그 위에 제공된 하나 이상의 피복층을 포함하며, 전도성 부재의 피복층의 하나인 표면층은 미립자를 함유한다.
전도성 부재의 표면층에 함유된 미립자는 1종 이상일 수 있다. 이들 중 1종 이상은 전도성 미립자일 수 있고, 2종 이상의 미립자가 사용되는 경우 절연성 미립자가 사용될 수 있다. 본 발명에서, 전도성 미립자와 절연성 미립자를 배합하여 사용하는 것이 바람직하며, 여기서 절연성 미립자는 전도성 부재의 전기 저항을 조절하기 위한 입자이다.
본 발명에서, 전도성 미립자는 1 ×1010 Ω·cm 미만의 체적 저항률을 갖는 미립자를 의미하며 절연성 미립자는 1 ×1010 Ω·cm 이상의 체적 저항률을 갖는 미립자를 의미한다.
본 발명의 전도성 부재의 표면층에서, 표면층의 하부 (이하 "표면층 하부"로 지칭함)에 존재하는 미립자는 표면층의 상부 (이하 "표면층 상부"로 지칭함)에 존재하는 미립자보다 더 큰 평균 입경을 갖는다.
본 발명에서, 표면층 하부는 표면층의 최하면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상응하는 부분이다. 표면층 상부는 표면층의 최상면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상응하는 부분이다.
표면층 하부에 함유된 미립자의 평균 입경은 0.02 내지 2.0 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.051 내지 0.4 ㎛의 범위 내이며, 표면층 상부에 함유된 미립자의 평균 입경은 0.001 내지 1.0 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.001 내지 0.05 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
표면층 하부에 함유된 미립자의 평균 입경 및 표면층 상부에 함유된 미립자의 평균 입경이 상기 범위에서 벗어나는 경우, 표면층 상부의 미립자의 평균 입경보다 표면층 하부의 미립자의 평균 입경을 크게 한 경우에도 본 발명의 효과를 일부 얻을 수 없다.
표면층 하부의 미립자의 함량은 표면층 상부의 미립자의 함량보다 더 큰 것이 바람직하다. 이는 대전 균일성 및 핀홀 누설 방지성의 개선이 달성되는 더욱 현저한 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
미립자의 평균 입경을 조절하여 (바람직하게는 미립자의 함량도 함께 조절함), 고려되는 바에 따라 전도성 부재의 표면층의 상부가 하부에 비해 더 높은 전기 저항을 갖도록 할 수 있다. 이러한 전기 저항의 차이로 인해, 전하는 전도성 부재의 표면 부근에 유지되어 임의의 과도한 전하의 공급을 방지하고 역으로 전하의 임의의 불충분한 보충을 방지함으로써 적당한 전하의 공급을 확보할 수 있다.
게다가, 낮은 공정 속도에서의 임의의 핀홀 누설 수준이 불량해지는 것을 방지할 수 있다. 이는 전도성 부재의 표면 부근에 전하를 유지하는 성능이 핀홀 누 설의 방지에도 효과적으로 작용하기 때문이다.
또한, 전도성 부재의 내구성을 향상시킬 수도 있다. 전도성 부재의 표면층 상부에서 표면층 하부보다 작은 평균 입경을 갖는 미립자가 존재하기 때문에, 표면층은 임의의 미립자가 전혀 존재하지 않거나 거의 존재하지 않는 경우에서 보다 더 높은 보강성을 가짐으로써, 고려한 바와 같이 내구성의 현저한 개선을 초래한다. 또한, 전도성 부재의 표면 부근에 존재하는 미립자가 작은 평균 입경을 갖기 때문에, 미립자의 박리의 방지에도 매우 효과적이다.
전도성 부재의 전체 표면층이 함유하는 미립자의 입경은 바람직하게는 0.001 내지 2 ㎛의 범위 내일 수 있다. 미립자의 입경이 0.001 ㎛보다 작으면, 이들은 전도성 (전도성 미립자의 경우)의 제공에 기여하지 않거나 전도성의 조절 (절연성 미립자의 경우)에 기여하지 않게 될 수 있다. 다른 한편으로 미립자의 입경이 2 ㎛보다 크면, 전도성 미립자의 경우 과도하게 낮은 전기 저항을 제공하여 전하가 집중적으로 흘러 핀홀 누설 수준을 불량하게 할 수 있다. 절연성 미립자의 경우 전도성의 조절에 기여하지 않게 될 수 있다.
본 발명의 전도성 부재의 표면층을 형성하는 방법에 대해 하기에 설명하기로 한다.
표면층을 형성하기 위한 방법으로서, 결합재를 용해시키고 그에 미립자를 분산시켜 코팅액을 제조하고, 이를 침지 등으로 코팅하여 표면층을 형성하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전도성 부재는 상술한 바와 같이 지지체, 및 그 위에 제공된 하나 이상의 피복층을 포함하며, 피복층(들) 중 전도성 부재의 표면층에 상응하는 층이 미립자를 함유하고, 표면층 하부에 존재하는 미립자는 표면층 상부에 존재하는 미립자보다 더 큰 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 한다.
이러한 방식으로 전도성 부재의 표면층의 미립자의 평균 입경을 조절하기 위해, 상이한 평균 입경을 갖는 2종 이상의 미립자를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 상이한 평균 입경을 갖는 2종 이상의 미립자는 동일한 재료로 구성되면서 상이한 평균 입경을 갖는 것이거나, 상이한 재료로 구성되면서 상이한 평균 입경을 갖는 것일 수 있다.
전도성 부재의 표면층 하부 및 표면층 상부의 평균 입경이 상이하도록 미립자를 제조하는 확실한 방법으로서 이하의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 표면층을 침지 등의 코팅 공정으로 형성하는 경우, 상이한 평균 입경을 갖는 미립자를 각각 분산시킨 복수 (2 이상)의 코팅액을 제조하고, 상이한 평균 입경을 갖는 미립자를 함유하는 이 코팅액을 몇 단계 (2 단계 이상)로 나누어 코팅한 후, 생성된 코팅 (습윤 코팅)을 동시에 건조시켜 표면층을 형성한다.
몇 단계 (2 단계 이상)로 나누어 코팅하고 각 단계에서 시간을 조절하면서 코팅액을 방치시키는 방법을 이용할 수 있는 경우, 단일의 동일 코팅액을 사용할 수 있다. 이 방법은 코팅액을 장시간 방치하는 경우, 큰 평균 입경을 갖는 입자, 불량한 분산성을 갖는 입자 또는 큰 비중을 갖는 입자가 침강하고, 표면층을 형성하는 코팅액의 각 부분에 대해 평균 입경이 상이해지는 작용을 이용하여 평균 입경을 조절하는 방법이다.
침지의 경우, 종방향으로 층 두께를 균일하게 하기 위해, 인상시의 비율 또는 속도를 적절하게 변화시키는 것이 바람직하다 (플런징시의 비율 또는 속도는 특히 층 두께의 조절과는 아무 관련이 없다).
여러 단계를 통해 코팅하여 표면층을 형성하는 경우, 코팅액에 용해시킬 결합재는 동일한 종류인 것이 바람직하다. 동일한 종류의 결합재가 코팅액에 사용되는 한, 형성된 표면층은 단일층으로 형성될 수 있다. 즉, 상이한 종류의 결합재가 코팅액에 사용되면 코팅물 중 계면이 생성되어 단일층인 표면층을 만들 수 없다.
또한, 미립자가 전도성 부재의 표면층 하부 및 표면층 상부에서 상이한 함량을 갖도록 제조되는 경우, 이는 상기와 유사한 방법으로 확실히 달성될 수 있으며, 즉 몇 단계로 나누어 미립자의 함량이 상이한 코팅액을 코팅하고, 생성된 코팅 (습윤 코팅)을 동시에 건조시켜 표면층을 형성하는 방법으로 달성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 단일의 동일한 코팅액을 사용하고 방치 시간을 조절하는 경우, 동일한 방식으로 함량을 조절할 수 있다.
전도성 부재의 표면층의 미립자의 평균 입경을 조절하기 위해, 상술한 방법 외에 코팅액의 분산 조건 또는 분산기의 분산력을 변경시켜 평균 입경이 상이한 미립자를 제조하는 것도 효과적이다.
미립자의 분산성을 개선하기 위해, 미립자를 표면 처리하는 것이 바람직하다.
평균 입경을 조절하기 위해, 표면 처리를 실시한 미립자를 분산시킨 코팅액과 표면 처리를 실시하지 않은 미립자를 분산시킨 코팅액을 적절하게 개별 코팅하 는 것도 효과적인 방법이다.
표면 처리로는 커플링 처리 및 지방산 처리를 이용할 수 있다. 커플링 처리는 실란 커플링제 및(또는) 티타네이트계 커플링제를 사용한 처리를 들 수 있다. 지방산 처리는 스테아르산 등의 산을 사용한 처리를 들 수 있다.
미립자는 상술한 바와 같이 전도성 미립자와 절연성 미립자로도 분류된다.
전도성 미립자는 산화 금속계 전도성 미립자, 금속계 전도성 미립자, 카본블랙, 및 카본계 전도성 미립자를 들 수 있고, 이들 각각은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
산화 금속계 전도성 미립자는 산화아연, 산화주석, 산화인듐, 산화티탄 (예컨대 이산화티탄 및 일산화티탄) 및 산화철의 미립자를 들 수 있다. 산화 금속계 전도성 미립자로서, 일부는 자체로서 충분한 전도성을 나타내지만 일부는 그렇지 않다. 전도성 미립자가 충분한 전도성을 갖도록 하기 위해, 즉 1 ×1010 Ω·cm 미만의 체적 저항률을 갖는 전도성 미립자를 제조하기 위해, 미립자에 도판트를 첨가할 수 있다. 일반적으로 산화 금속 미립자는 래티스 디펙트의 존재로 인해 과도한 전자의 형성시 전도성을 나타낸다고 생각된다. 따라서, 도판트를 첨가하면 래티스 디펙트의 형성이 촉진되어 충분한 전도성을 얻을 수 있다. 예를 들어, 산화아연용 도판트로서 알루미늄이 사용되고, 산화주석용 도판트로는 안티몬이, 산화인듐용 도판트로서 주석이 사용된다. 또한, 전도성이 부여된 산화티탄으로서, 전도성 산화주석이 코팅된 산화티탄을 들 수 있다.
금속계 전도성 미립자로는 은, 구리, 니켈, 아연 등의 미립자를 들 수 있다.
카본블랙은 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙 및 채널 블랙을 들 수 있다.
카본계 전도성 미립자로는 흑연, 탄소 섬유, 활성탄 및 챠콜을 들 수 있다.
이들 가운데 전도성 미립자로서 산화 금속계 전도성 미립자 또는 카본블랙을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이는 이들이 수지 등의 결합재에 우수한 분산성을 갖고 분산에 의해 이들의 평균 입경을 쉽게 조절할 수 있다는 독특한 특징을 갖기 때문이다.
절연성 미립자로는 예를 들어 산화 금속계 절연성 미립자, 예컨대 실리카, 알루미나, 산화티탄 (예컨대 이산화티탄 및 일산화티탄), 산화아연, 산화마그네슘, 산화지르코늄 및 삼산화안티몬의 미립자; 및 황산바륨, 티탄산바륨, 이황화몰리브덴, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 백운석, 활석, 카올린 클레이, 운모, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 제올라이트, 규회석, 규조토, 유리 비드, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 석면, 중공 유리구, 흑연, 왕겨, 유기금속 화합물 및 유기금속염을 들 수 있다. 다른 사용 가능한 것으로는 공지된 수지, 예컨대 폴리아미드 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 아크릴계 또는 메타크릴계 수지, 스티렌 수지, 페놀계 수지, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 올레핀계 수지, 에폭시 수지, 및 이들 중 임의의 공중합체, 개질 생성물 및 유도체의 미립자가 있다.
이들 가운데, 수지 등의 결합재 중 분산성의 관점에서 산화 금속계 절연성 미립자 또는 수지 미립자를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
예를 들어, 전도성 미립자 및 절연성 미립자를 조합하여 사용하는 경우, 유 사한 재료의 미립자들을 사용할 수 있으며, 예컨대 미립자를 산화 금속계 미립자에 통합시키거나 첨가시킬 절연성 미립자를 결합재 수지의 화학적 결합 잔기와 유사한 잔기를 갖는 수지 미립자로 제조할 수 있다. 이는 분산성을 조절하는데 바람직하다.
전도성의 조절에 있어서, 대전 균일성과 핀홀 누설 방지성은 전도성 부재의 표면층에 사용되는 결합재가 구조 중에 질소 원자나 탄소 원자를 갖는 경우 추가로 개선될 수 있다. 질소 원자 및 탄소 원자는 원자 내에 비공유 전자쌍을 갖는다. 이러한 전자쌍의 존재는 전하를 유지하는 성능을 향상시키는 것으로 생각된다. 또한, 탄소 원자 중, 특히 카르복실기와 같은 극성 구조를 갖는 결합재를 사용하는 것이 더욱 효과적이다. 이러한 관점에서, 우레탄 연결쇄 또는 아미드 연결쇄를 갖는 재료를 전도성 부재의 표면층 중에 사용된 결합재에 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 전도성 부재의 내구성은 표면층이 더 높은 경도를 갖도록 제조하는 경우 개선될 수 있다. 본 발명의 전도성 부재는 표면층에 미립자를 함유하며, 따라서 미립자를 함유하지 않는 경우에 비해 더 높은 경도를 갖는다. 그러나, 추가로 결합재에 고경도 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
전도성 부재는 또한 대전성 (대전 성능)을 확보하고 접촉하게 되는 다른 부재, 예컨대 전자 사진 감광체와 균일하게 밀착시키기 위해 적합한 전도성과 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 전도성 부재는 바람직하게는 지지체와 표면층 사이에 탄성층을 더 가질 수 있다. 탄성층은 바람직하게는 표면층의 경도 보다 낮은 경도를 갖는다.
더욱 구체적으로, 전도성 부재는 바람직하게는 전자 사진 감광체에 대한 대전성과 이에 대한 균일한 밀착성을 확보하기 위한 탄성층과, 전도성 부재의 내구성을 확보하기 위한 표면층으로 기능적으로 구분되도록 제조될 수 있다.
또한, 전도성 부재의 층은 바람직하게는 높은 이형성을 가질 수 있다. 구체적으로, 전도성 부재의 표면층은 바람직하게는 이형재를 함유할 수 있고, 전도성 부재의 표면층의 결합재는 바람직하게는 수지일 수 있다.
표면층이 높은 이형성을 갖는다는 사실은 정확히 표면층이 작은 마찰 계수를 갖는다는 것을 의미한다. 따라서, 임의의 오염물이 전도성 부재의 표면에 덜 부착되고 또한 전도성 부재의 내구성이 향상될 수 있다. 동시에, 전도성 부재와 다른 부재, 예컨대 전자 사진 감광체와의 상대적인 운동이 부드럽게 될 수 있기 때문에 임의의 불규칙한 운동 상태, 예컨대 점착 슬립이 덜 발생하게 된다. 그 결과, 불균일한 회전에 기인된 것으로 생각되는 소음 및 전도성 부재 표면의 불규칙한 마모와 같은 다양한 현상이 방지될 수 있다.
표면층이 높은 이형성을 갖는다는 사실은 또한 전도성 부재가 이와 접촉하는 다른 부재, 예컨대 전자 사진 감광체를 거의 오염시키지 않는다는 것을 의미한다.
이형재가 액체인 경우, 이형재는 또한 전도성 부재의 표면층 형성시 윤활제 (평탄화제)로서 작용하며, 따라서 전도성 부재의 표면층이 매끄럽게 마감되도록 형성될 수 있다.
이형재의 종류는 다양하며 상이한 방식으로도 분류될 수 있다. 기능의 측면 을 고려하면, 많은 재료가 낮은 표면 에너지를 이용한 것들과 주행성을 이용한 것들이다. 또한, 이들은 액체 또는 고체 상태로 얻을 수 있다.
고체이면서 주행성을 갖는 것들은 일반적으로 고체 윤활제로 알려져 있다. 예를 들어, 문헌 [Kotai Junkatsu Handobukku (고체 윤활 핸드북; 가부시끼가이샤 유끼 쇼보, 1982년 3월 15일 발행, 2판)]에 기재된 것을 사용할 수 있다.
또한, 규소 원자 또는 불소 원자를 분자내에 포함하는 화합물을 오일 또는 고체 형태 (이형성 수지 또는 분말, 또는 중합체 중 일부에 이형성을 갖는 잔기를 도입한 것)로 사용할 수 있다. 이형재는 또한, 왁스나 고급 지방산 (그의 염이나 에스테르 및 그의 기타 유도체를 포함함)을 포함할 수 있다.
전도성 부재의 층 구조의 예를 도 1 내지 도 8에 나타내었다.
도 1은 롤러 형태의 전도성 부재를 도시한 것이다. 이 전도성 부재는 전도성을 갖는 지지체 (2a; 즉 전도성 지지체), 지지체의 주변에 형성된 다른 피복층 (탄성층; 2b), 및 탄성층의 주변에 추가로 형성된 피복층 (표면층; 2d)으로 구성된다.
구성의 다른 예를 도 2 내지 도 4에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 전도성 부재는 탄성층 (2b)과 표면층 (2d)과의 사이에 다른 피복층 (저항층; 2c)이 제공된 3층 구조일 수 있다. 전도성 부재는 도 3에 나타낸 바와 같이 저항층 (2c)과 표면층 (2d)의 사이에 다른 피복층 (제2 저항층; 2e)이 제공된 4층 구조이거나, 다른 피복층 (저항층)을 더 제공하여 지지체 (2a) 위에 4층 이상의 피복층이 형성된 구조일 수도 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이 지지체 (2a) 상에 표면층에 상응하는 단지 하나의 피복층만을 형성한 단일층 구조일 수도 있다.
본 발명의 전도성 부재는 도 1 내지 4에 나타낸 롤러 형태로 한정되지 않고, 도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 시이트, 벨트, 필름 및 판의 형태와 같은 다양한 형태일 수 있다. 각각의 형태에 대하여 상술된 층 구조를 도입할 수 있다.
본 발명의 전도성 부재의 표면층을 형성하는데 사용되는 결합재는 바람직하게는 수지 또는 엘라스토머일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상술한 수지일 수 있다.
수지로는 불소 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴계 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 부티랄 수지, 스티렌-에틸렌/부틸렌-올레핀 공중합체 (SEBC) 및 올레핀-에틸렌/부틸렌-올레핀 공중합체 (CEBC)를 들 수 있다.
엘라스토머로는 천연 고무 (가황될 수 있음), 합성 고무 및 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다.
합성 고무로는 EPDM (에틸렌-프로필렌-디엔-메틸렌 고무), SBR (스티렌-부타디엔 고무), 실리콘 고무, 우레탄 고무, IR (이소프렌 고무), BR (부타디엔 고무), NBR (니트릴-부타디엔 고무) 및 CR (클로로프렌 고무)를 들 수 있다.
열가소성 엘라스토머로는 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머, 우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 불소 고무계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 폴리부타디엔계 열가소성 엘라스토머, 에틸렌-비닐 아세테이트계 열가소성 엘라스 토머, 폴리염화비닐계 열가소성 엘라스토머 및 염화 폴리에틸렌계 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다.
임의의 이들 결합재는 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있거나, 공중합체의 형태일 수도 있다.
표면층 (2d)은 전도성 미립자를 첨가함으로써 전도성이 부여된다. 전도성의 조절, 표면 특성의 조절 및 보강성의 개선의 목적으로, 절연성 미립자 및 다른 종류의 전도성 미립자를 더 혼입시킬 수 있다. 이러한 전도성 미립자 및 절연성 미립자로서, 상술한 미립자를 사용할 수 있다.
이러한 미립자는 표면 처리, 개질, 관능기 또는 분자쇄의 도입, 및 피복을 실시한 다양한 종류의 미립자일 수 있다.
탄성층 (2b)은 전자 사진 감광체로의 대전성과, 그와 접촉하는 다른 부재, 예컨대 전자 사진 감광체와의 균일한 밀착을 확보하기 위하여 적합한 전도성과 탄성을 갖는다.
전도성 부재가 롤러 형태인 경우, 그와 접촉하는 다른 부재, 예컨대 전자 사진 감광체와 우수하고 균일한 밀착을 확보하기 위하여, 롤러는 바람직하게는 가운데에서 가장 큰 직경을 갖고 양 말단으로 가면서 직경이 작아지는, 크라운 (crown)이라 지칭되는 것으로 형성될 수 있다. 예를 들어 탄성층 (2b)을 샌딩하여 크라운으로 형성시킬 수 있다.
통상적으로 롤러 형태의 전도성 부재, 예컨대 대전 롤러는 그와 접촉하는 다른 부재, 예컨대 전자 사진 감광체와 지지체 (2a)의 양 말단에 소정의 압력 (중간 에서의 압력은 낮고 양 말단으로 가면서 커짐)의 인가하에 접촉하게 된다. 따라서, 롤러 형태를 갖는 전도성 부재가 충분히 직선형이면 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 충분히 직선형이지 않으면 중간 및 양 말단 사이에서 대전 불균일성이 유발되고, 이러한 대전 불균일성은 화상 중 농도 불균일성을 초래할 수 있다. 이를 방지하기 위해 전도성 부재는 크라운 형태로 형성된다.
탄성층 (2b)의 재료 (탄성 재료)로는, 합성 고무 및 열가소성 엘라스토머와 같은 엘라스토머라면 임의의 재료를 사용할 수 있다. 엘라스토머로는 상술한 것과 동일한 엘라스토머를 사용할 수 있다. 발포 성형으로 수득한 발포체도 탄성 재료로서 사용할 수 있다. 전도성 부재 및 이와 접촉하게 되는 다른 부재, 예컨대 전자 사진 감광체 사이에 (예를 들어 대전 롤러와 전자 사진 감광체 사이에) 간극을 확보하는 것이 필요한 경우, 탄성 재료로서 바람직하게는 합성 고무 재료를 사용할 수 있다.
탄성층 (2b)은 바람직하게는 상기 탄성 재료에 상기 전도성 미립자 또는 절연성 미립자를 첨가하거나, 알칼리 금속염 또는 암모늄염과 같은 전도성 화합물을 첨가하거나, 이들을 조합하여 사용함으로써 108 Ω·cm 미만의 전기 저항을 갖도록 전도성을 부여할 수 있다. 탄성층 (2b)이 108 Ω·cm 이상의 전기 저항을 갖는 경우, 전도성 부재는 낮은 대전성을 갖게되어 전자 사진 감광체로의 대전 균일성을 충족시키지 못하게 된다.
탄성층 (2b)의 탄성이나 경도는 연화유, 가소제 등의 첨가 및 탄성 재료를 발포시킴으로써 조절할 수 있다.
지지체 (2a)는 적어도 전도성을 가질 수 있고, 철, 구리, 스테인레스강, 알루미늄 또는 니켈 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 내상성을 제공하기 위한 목적으로, 전도성을 손상시키지 않는 한도로 금속 표면에 도금 처리를 실시할 수도 있다.
표면층 (2d)의 전기 저항은 바람직하게는 탄성층 (2b)의 전기 저항보다 크고 1016 Ω·cm 이하이도록 조정될 수 있다. 표면층 (2d)의 전기 저항이 탄성층 (2b)보다 작으면 전자 사진 감광체 표면의 핀홀 및 스크래치에 의한 누설을 방지할 수 없게 된다. 표면층 (2d)의 전기 저항이 1016 Ω·cm보다 크면 전도성 부재 (대전 부재)의 대전성이 저하되어 대전 균일성을 충족할 수 없게 된다.
전도성 부재에는 탄성층 중에 함유된 연화유나 가소제의 전도성 부재의 표면으로부터의 블리드 아웃을 방지할 목적으로, 탄성층 (2b)에 접한 위치에 저항층 (2c)을 제공할 수 있다.
저항층 (2c)을 구성하는 재료로서, 탄성층 (2b)에 사용되는 재료와 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 저항층 (2c)은 전도성 또는 반전도성을 갖는 것이 바람직하다. 전도성을 제공하는 재료로서, 상술한 바와 같은 다양한 종류의 전도성 미립자를 사용할 수 있다. 이 경우, 목적하는 전기 저항을 얻기 위해서는, 상기 다양한 종류의 전도성 미립자를 2종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.
저항층 (2c)의 전기 저항은 표면층 (2d)의 전기 저항 이하, 및 탄성층 (2b) 의 전기 저항 이상으로 조절되는 것이 바람직하다. 전기 저항이 이 범위를 벗어나면 대전 균일성을 충족할 수 없게 될 수 있다.
탄성층 (2b), 표면층 (2d) 및 저항층 (2c)에는 상술한 다양한 재료 외에도 다른 기능을 갖는 재료를 적절하게 사용할 수 있다. 이러한 다른 재료로는 예를 들면 탄성층 (2b)의 경우에는 2-메르캅토벤즈이미다졸과 같은 노화 방지제 (항산화제), 스테아르산 및 스테아르산 아연과 같은 윤활제 등을 들 수 있다.
탄성층 (2b), 표면층 (2d) 및 저항층 (2c)에는 표면 처리를 실시할 수도 있다. 표면 처리로는 UV 및 전자선을 이용한 표면 가공 처리 및 화합물을 층 표면에 부착시키거나 층 표면을 화합물로 함침시키는 표면 개질 처리와 같은 방법을 들 수 있다.
탄성층 (2b), 표면층 (2d) 및 저항층 (2c)의 전기 저항 (체적 저항률; 단위: Ω·cm) 측정은 예를 들면, 저항 측정 장치 (미쯔비시 가가꾸 (Mitsubishi Chemical Corporation) 제조 절연 저항계 Hiresta-UP)를 사용하여 수행한다.
탄성층 (2b)에 대해서는 탄성층 재료 자체를 2 mm 두께의 시이트로 성형하고, 23 ℃ 및 55 ％ RH의 환경에서 250 V의 전압을 30초간 인가하여 체적 저항률을 측정한다.
표면층 (2d) 및 저항층 (2c)에 대해서는 각각의 층을 형성하는데 사용한 것과 동일한 결합재를 코팅액으로 제조하고, 그의 투명 코팅액을 알루미늄 시이트상에 코팅한 후, 탄성층 (2b)에서와 동일한 조건에서 각각의 층의 체적 저항률을 측정한다.
탄성층 (2b), 표면층 (2d) 및 저항층 (2c)의 제조 방법은 각각의 층을 목적하는 두께로 형성하는 데 적당한 방법이면 특히 한정되지 않는다 (표면층에 대해서, 바람직한 형성 방법을 상술하였음). 수지와 같은 중합체 재료를 사용하는 공지된 층 형성 방법을 이용할 수 있다.
이러한 층은 각각 미리 소정 두께로 형성된 시이트형 또는 튜브형의 층을 접착 또는 피복함으로써 수행하거나, 정전 스프레이나 침지 등, 종래 공지된 방법으로, 또는 그에 따라 형성할 수 있다.
또한, 압출 성형에 의해서 대략적으로 층을 형성한 후에 형태를 조절하는 방법 또는 재료를 주형 내에서 소정의 형태로 경화시킨 후 성형하는 방법을 사용할 수도 있다.
탄성층 (2b)의 층 두께는 0.5 mm 이상인 것이 바람직하다. 탄성층의 층 두께가 0.5 mm 미만이면 탄성층은 적절한 탄성을 유지할 수 없으므로 전자 사진 감광체와의 접촉이 적정하지 않게 되기 때문에, 전도성 부재 (대전 부재)가 대전 균일성을 만족할 수 없게 된다.
표면층 (2d)의 층 두께는 1 ㎛ 내지 1,000 ㎛인 것이 바람직하다. 표면층의 층 두께가 1 ㎛보다도 작으면 층 두께가 불균일하게 되기 쉽고, 탄성층의 임의의 요철이 그대로 전도성 부재 표면에 나타나므로, 전도성 부재 (대전 부재)가 대전 균일성을 충족시킬 수 없게 된다. 동시에, 전도성 부재 표면이 거칠어져 있기 때문에 (매우 불균일함) 토너 입자 및 외부 첨가제가 전도성 부재 표면에 부착되기 쉽게 된다. 다른 한편으로 표면층의 두께가 1,000 ㎛보다 두꺼우면 탄성층에 제공 된 적합한 탄성이 손실되어 전자 사진 감광체와의 접촉이 부적정해져서 전도성 부재 (대전 부재)가 대전 균일성을 만족하지 못하게 된다.
저항층 (2c)도 1 내지 1,000 ㎛의 층 두께를 갖는 것이 바람직하다.
탄성층 (2b), 표면층 (2d) 및 저항층 (2c)의 층 두께는 층 단면을 광학 현미경으로 관찰하여 그 층 두께를 실측함으로써 측정한다. 구체적으로는, 대전 부재를 절단날로 절단하여 그 절단 부분을 광학 또는 전자 현미경으로 관찰하여 각각의 층 두께를 측정한다.
본 발명에 있어서, 미립자의 입경 및 평균 입경은 TEM (transmission electron microscope; 투과형 전자 현미경)에 의한 관찰로부터, 100 개의 입자를 추출하여 미립자를 가운데에 두는 2개의 수평선 사이의 간격을 그 입자의 입경으로 하며, 그의 개수를 기준한 평균 직경을 평균 입경으로 하였다.
본 발명에 있어서, 표면층 (표면층 하부 및 표면층 상부)에 함유된 미립자의 함량은 투과형 전자 현미경에 의한 관찰로부터, 미립자가 존재하는 면적을 산출하고, 전체 면적에 차지하는 미립자가 존재하는 면적의 비율을 이들의 함량으로 하였다.
본 발명에 있어서, 미립자의 체적 저항률은 Loresta-GP 또는 Hiresta-UP에 MCP-PD41 (모두 미츠비시 케미칼사 제조)을 접속시켜 측정된 값을 미립자의 체적 저항률로 하였다. 샘플의 양은 미립자의 밀도 등에 따라 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 산화 주석에 대해서는 1.5 g, 카본블랙에 대해서 는 0.5 g의 샘플을 칭량하고, 인가 압력은 10.1 MPa (102 kgf/cm2)로 일정하게 하였다. 인가 전압은 Loresta-GP로 측정할 때는 10 V로 고정하였다. Hiresta-UP로 측정시에는 인가 전압에 따라 측정하는 저항 영역이 다르기 때문에, 측정되는 저항값에 따라 적절하게 인가 전압을 변화시켰다.
나아가 탄성층 및 표면층의 경도는 마이크로 경도계 MD-1 (고분자 계량기 가부시끼가이샤 (Kohbunshi Keiki K.K.) 제조)에 의해 측정된 마이크로 경도의 값을 경도로 하였다. 마이크로 경도는 기저부 직경 0.16 mm, 길이 0.5 mm의 바늘 (역-원뿔형)을 샘플에 대고, 가압시의 바늘의 만입량 (변위)을 경도값으로 표시한 것이다. 이는 전도성 부재의 표면과 그의 부근의 경도를 측정하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 각각의 층에 사용되는 재료의 경도를 보다 충실하게 측정하는 것이 가능하다. 또한, 측정은 23 ℃/55 ％ RH 환경에서 피크 홀드 모드로 측정한다. 더욱 자세하게는, 탄성층의 경우 전기 저항을 측정하는데 사용된 시이트 샘플과 동일한 방식으로 샘플을 성형하고, 여기에 정확하게 측정 단자를 대고 가압하여 5초 후의 값을 판독한다. 이것을 수회 반복하고, 그의 평균값을 본 발명의 탄성층 경도로 한다. 표면층의 경우 재료를 2 mm 두께의 시이트로 성형하는 것은 어렵다. 따라서, 두께 0.5 mm 정도의 시이트 샘플을 4 매 제조하고, 이것들을 서로 중첩시켜 두께 2 mm의 시이트 샘플로 제조한다. 탄성층과 동일한 방식으로 측정된 값을 본 발명의 표면층 경도로 한다.
본 발명의 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치의 구성에 대해서 이하에 설 명한다.
도 12는 본 발명의 전자 사진 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 12에 나타낸 전자 사진 장치는 전사식 전자 사진을 이용한 반전 현상 방식의 장치로서, 대전 부재로서 본 발명의 전도성 부재를 도입한 장치이다.
참조 번호 1은 회전 드럼형 전자 사진 감광체를 나타낸다. 이 전자 사진 감광체 (1)은 도면에서 화살표가 나타내는 시계 방향으로 소정의 주변 속도 (공정 속도)로 회전 구동한다. 공정 속도는 변경 가능하도록 설정된다. 전자 사진 감광체 (1)로는 전도성을 갖는 원통형 지지체를 갖고, 이 지지체 위에 무기 감광 재료 또는 유기 감광 재료를 함유하는 감광층이 제공된 공지된 전자 사진 감광체를 사용할 수 있다.
또한, 전자 사진 감광체 (1)은 그의 표면을 소정의 극성 및 전위로 대전시키기 위한 전하 주입층을 더 가질 수 있다.
참조 번호 2는 대전 부재 (본 발명의 전도성 부재)로서 기능하는 대전 롤러를 나타낸다. 대전 롤러 (2) 및 이에 대전 바이어스를 인가하는 대전 바이어스 인가 전원 (S1)에 의해 대전 수단이 구성된다. 대전 롤러 (2)는 소정의 압력하에 전자 사진 감광체 (1)에 접촉된 상태로 유지된다. 이 장치에서, 대전 롤러 (2)는 전자 사진 감광체 (1)의 회전에 대하여 순방향으로 회전 구동한다. 이 대전 롤러 (2)에 대하여 대전 바이어스 인가 전원 (S1)으로부터 소정의 직류 전압 (본 예에서는 -1,200 V로 설정함)만이 인가되므로, 전자 사진 감광체의 표면은 소정의 극성 및 전위 (본 예에서는 암부 전위 -600 V로 설정함)로 정전기적으로 균일하게 대전 된다.
참조 번호 3은 노광 수단을 나타낸다. 노광 수단 (3)으로서 공지된 수단을 이용할 수 있다. 예를 들면, 레이저빔 스캐너가 사용가능하다. 전자 사진 감광체 (1) 중 대전시킬 표면을 노광 수단 (3)을 통해 의도한 화상 정보에 상응하는 레이저 광선 (L)에 노출시켜, 대전 표면의 노광 부위에서의 전자 사진 감광체의 표면 전위 (명부 전위 -350 V로 설정함)가 선택적으로 저하 (감쇠)하여 전자 사진 감광체 (1) 위에 정전 잠상이 형성된다.
참조 번호 4는 현상 수단을 나타낸다. 현상 수단으로는 공지된 수단을 이용할 수 있다. 예를 들면 본 예에 있어서의 현상 수단 (4)는 i) 토너를 수용하는 현상 용기의 개구부에 제공되어 토너를 운반 및 이송하는 토너 담지체 (4a), ii) 현상 용기 내에 수용되어 있는 토너를 교반하는 교반 부재 (4b), 및 iii) 토너 담지체 (4a)에 수용된 토너의 양 (즉 토너 층 두께)을 조절하는 토너 조절 부재 (4c)를 갖도록 구성된다. 현상 수단 (4)는 전자 사진 감광체 표면상의 정전 잠상의 노광 명부에 전자 사진 감광체 (1)의 대전 극성과 동일한 극성으로 정전 대전 (본 예에서는 현상 바이어스 -350 V로 함)되어 있는 토너 (네가티브 토너)를 선택적으로 부착시켜 정전 잠상을 토너상으로 가시화한다. 그의 현상 방식은 특히 제한되지 않지만 기존의 방식을 사용할 수 있다. 기존의 방식으로는 예를 들면, 점핑 현상 방식, 접촉 현상 방식 및 자기 브러쉬 현상 방식 등을 들 수 있다. 특히 풀 컬러 화상을 재현하는 풀 컬러 전자 사진 장치에는 예를 들어 토너의 비산을 방지하기 위해 접촉 현상 방식이 바람직하다. 접촉 현상 방식에 사용되는 토너 담지체 (4a)는 접촉 안정성의 확보라는 관점에서 고무 등의 탄성을 갖는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 금속 등으로 제조한 지지체 및 그 위에 전도성을 부여한 탄성층이 제공된 현상 롤러를 사용할 수 있다. 이 탄성층은 탄성 재료로서 발포 성형한 발포체를 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 이 위에 층을 더 제공하거나, 층에 표면 처리를 실시할 수도 있다. 표면 처리로는 UV 또는 전자선을 사용한 표면 가공 처리, 및 화합물을 층에 부착시키거나 층을 화합물로 함침시키는 표면 개질 처리를 들 수 있다.
참조 번호 5는 전사 수단으로서의 전사 롤러이다. 전사 롤러 (5)는 공지된 수단을 이용할 수 있다. 예를 들면 금속 등으로 제조된 지지체 및 그 위에 중저항으로 조절된 탄성 수지층을 피복한 전사 롤러를 사용할 수 있다. 전사 롤러 (5)는 전자 사진 감광체 (1)에 소정의 압력하에 접촉된 상태로 유지되어 전사 간극부를 형성하고, 전자 사진 감광체 (1)의 회전과 순방향으로 전자 사진 감광체 (1)의 회전 주변 속도와 실질적으로 동일한 주변 속도로 회전한다. 또한, 전사 바이어스 인가 전원 (S2)로부터 토너의 대전 극성과는 반대 극성의 전사 전압이 인가된다. 급지 기구부 (도시되지 않음)로부터 전사재 (P)가 소정의 타이밍으로 전사 간극부로 공급되고, 그 전사재 (P)의 이면이 전사 전압을 인가한 전사 롤러 (5)에 의해, 토너의 대전 극성과는 반대 극성으로 대전됨으로써, 전사 간극부에서 전자 사진 감광체 (1)면측의 토너 화상이 전사재 (P)의 표면측에 정전 전사된다.
전사 간극부에서 토너 화상이 전사된 전사재 (P)는 전자 사진 감광체 (1)의 표면으로부터 분리되고, 토너 화상 정착 수단 (도시되지 않음)에 도입되어, 토너 화상이 정착된다. 이어서 고정된 화상의 전사재는 화상이 형성된 물체로 출력된다. 양면 화상 형성 모드나 다중 화상 형성 모드의 경우, 상기 화상이 형성된 물체가 재순환 반송기 기구 (도시되지 않음)에 도입되어 전사 간극부에 재도입된다.
전사 잔여 토너와 같은 전자 사진 감광체 (1)상의 잔류물은 블레이드형 등의 클리닝 수단 (도시되지 않음)에 의해, 전자 사진 감광체 (1)의 표면으로부터 회수된다. 이후, 전자 사진 감광체 (1)의 표면은 다시 대전 롤러 (2)에 의해 정전 대전되어, 화상이 반복적으로 형성된다.
본 예의 전자 사진 장치는 전자 사진 감광체 (1) 및 대전 롤러 (2)가 수지 성형된 부재와 같은 지지 부재로 일체적으로 지지되고, 이 일체적인 구성 상태로 전자 사진 장치의 본체에 착탈 가능하게 구성된 프로세스 카트리지 (도시되지 않음)를 갖는 장치일 수도 있으며, 또한 전자 사진 감광체 (1) 및 대전 롤러 (2)뿐만 아니라 현상 수단 (4), 전사 수단인 전사 롤러 (5) 등이 일체적으로 함께 지지된 프로세스 카트리지일 수도 있다.
본 발명을 하기의 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
하기 방식으로 대전 롤러를 제조하였다.
에피클로로히드린 고무 삼원 공중합체 (에피클로로히드린:에틸렌옥사이드:알릴글리시딜 에테르= 40 mol％:56 mol％:4 mol％) 100 중량부
경질 탄산칼슘 30 중량부
지방족 폴리에스테르계 가소제 10 중량부
스테아르산 1 중량부
항산화제 MB (2-메르캅토벤즈이미다졸) 0.5 중량부
산화아연 5 중량부
4급 암모늄염 (하기 화학식으로 표시되는 구조를 가짐) 2 중량부
Figure 112003013861512-pat00001
상기 재료를 50 ℃로 조절한 밀폐형 혼합기로 10분간 혼련하여, 원료 화합물을 제조하였다. 이 화합물에 에피클로로히드린 고무 원료 100 중량부에 대해 가황제로서 황 1 중량부, 가황 촉진제로서 DM (디벤조티아질술피드) 1 중량부 및 TS (테트라메틸티우람모노술피드) 0.5 중량부를 첨가하고, 20 ℃로 냉각한 2 축 분쇄기로 10분간 혼련하였다. 얻어진 화합물을 직경 6 mm의 스테인레스제 코어에 외경 15 mm의 롤러형이 되도록 압출기로 성형하고 가열 증기로 가황한 후, 외경이 12 mm가 되도록 연마 가공을 수행하여 탄성층 (2b)을 얻었다. 롤러의 길이는 232 mm로 하였다.
탄성층의 위에 표면층 (2d)을 형성하여 피복하였다. 표면층 (2d)는 하기와 같이 표면층 코팅액을 침지시켜 코팅하여 형성하였다. 침지는 2회 수행하였다.
우선, 제1회 침지용 코팅액으로서, 하기의 재료를 사용하여 유리병 용기 내에 액체 혼합물을 제조하였다.
카프로락톤-개질 아크릴-폴리올 용액 100 중량부
메틸이소부틸케톤 250 중량부
전도성 산화주석 미립자 (트리플루오로프로필트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.05 ㎛, 체적 저항률: 103 Ω·cm) 130 중량부
소수성 실리카 미립자 (헥사메틸디실라잔 처리품; 평균 입경: 0.012 ㎛, 체적 저항률: 1016 Ω·cm) 3 중량부
개질 디메틸실리콘 오일 0.08 중량부
여기에 분산 매질로서, 유리 비드 (평균 입경: 0.8 mm)를 충전율 80 ％가 되도록 충전하고 도료 쉐이커 분산기를 사용하여 8 시간 동안 분산시켰다. 생성된 액상 분산물에 헥사메틸렌디이소시아네이트 (HDl) 부타논옥심 블록 생성물과 이소포론디이소시아네이트 (IPDI) 부타논옥심 블록 생성물의 1:1 혼합물을 NCO/OH=1.0이 되도록 첨가하여 제1회 침지용 코팅액을 제조하였다. 이렇게 하여 제1회 침지용 코팅액을 제조하였다.
계속해서, 제2회 침지용 코팅액으로서, 제1회 침지용 코팅액과 동일한 방식으로 코팅액을 제조하지만, 미립자로서 대신 하기의 입자를 사용하였으며 도료 쉐이커 분산 시간을 16 시간으로 변경하였다.
전도성 산화 주석 미립자 (트리플루오로프로필트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.02 ㎛, 체적 저항률: 103 Ω·cm) 100 중량부
소수성 실리카 미립자 (헥사메틸디실라잔 처리품; 평균 입경: 0.012 ㎛, 체 적 저항률: 1016 Ω·cm) 10 중량부
상기 탄성층의 표면상에 상기 표면층용 코팅액을 침지법으로 2회 코팅하였다. 인상 속도로서, 초기 속도를 16 mm/초로 하고, 이후 1초 당 1.125 mm/초의 속도로 직선적으로 감속시켰다. 우선, 제1회 침지용 코팅액을 코팅한 후, 10 내지 30분간 상온에서 공기 건조하였다. 이어서, 롤러를 반전시키고 제1회 침지용 코팅액과 동일한 방식으로 제2회 침지용 코팅액을 코팅한 후, 30분 이상 상온에서 공기 건조하고, 계속해서 열풍 순환 건조기 중에서 온도 160 ℃에서 1 시간 동안 건조하였다. 건조 후의 표면층의 층 두께는 15 ㎛였다.
제조된 대전 롤러에 대해서, 이하의 항목에 관해서 측정하였다.
- 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량
대전 롤러의 영역 (표면층을 포함함)을 아크릴 수지로 경화시키고, 이것을 마이크로톰으로 절단함으로써 투과형 전자 현미경 사진용의 박편을 제조하였다. 이 샘플의 투과형 전자 현미경 사진을 촬영하여 이를 관찰하여 상술한 바와 같은 방법으로 평균 입경을 측정하였다.
본 실시예의 표면층 하부 및 표면층 상부의 미립자의 평균 입경 및 함량을 하기 표 1에 나타내었다.
평균 입경 및 함량을 측정하는데 사용한 투과형 전자 현미경 사진 중 일부를 도 9 내지 도 11에 나타내었다. 도 9는 전체 층 두께에서의 표면층을, 도 10은 표면층 하부를, 도 11은 표면층 상부를 나타낸다.
- 탄성층 및 표면층 경도의 측정
상술한 방법에 의해, 탄성층 및 표면층의 경도를 측정하였다.
탄성층의 경도는 50°였다.
표면층에 대해서, 제1회 침지용 코팅액을 이용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 90°였고 제2회 침지용 코팅액을 이용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 95°였으며, 모두 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
- 대전 롤러에 단지 직류 전압만을 인가하는 경우의 대전 균일성의 평가
상기 대전 롤러를 도 12에 나타낸 바와 같이 구성된 전자 사진 장치 내에 장착하고, 환경 1 (온도: 23 ℃, 상대 습도: 55 ％), 환경 2 (온도: 32.5 ℃, 상대 습도: 80 ％), 환경 3 (온도: 15 ℃, 상대 습도: 10 ％)의 각 환경하에서 하프톤 화상을 재현하였다. 본 실시예에서 사용되는 전자 사진 장치는 94 mm/초 및 30 mm/초의 공정 속도에서 구동가능하다. 이 때, 전자 사진 감광체 (1)의 표면 전위 VD는 -600 v가 되도록 하는 각 환경에서 인가 전압을 조절하여 화상을 재현하였다.
결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1에서 화상 수준은 등급 1이 매우 우수, 등급 2는 우수, 등급 3은 하프톤 화상 위에 미약하게 줄 및 점과 유사한 화상 결함 발생, 및 등급 4는 줄 및 점과 유사한 화상 결함이 뚜렷한 수준이다.
- 대전 롤러의 핀홀 누설성 평가
전자 사진 감광체의 표면에 직경 0.1 mm 및 0.2 mm의 핀홀을 제조하고, 이 전자 사진 감광체와 상기 대전 롤러를 도 12에 나타낸 바와 같이 구성된 전자 사진 장치에 장착하고, 대전 균일성 평가시와 동일한 방식으로 각 환경에서 하프톤 화상을 재현하였다. 대전 롤러에는 직류 전압에 교류 전압을 중첩시켜 형성한 전압을 인가하였다 (직류: -600 V, 교류: 주파수 1,000 Hz, Vpp (피크-투-피크 전압) 1,800 V).
결과를 표 1에 나타내었다.
표 1에서, 화상 수준은 등급 1이 하프톤 화상 위에 누설이 관찰되지 않음, 등급 2는 직경 0.1 mm로 핀홀 양측에 직경 3 mm 이내의 누설 화상이 관찰됨, 등급 3은 직경 0.1 mm로 핀홀에 누설 화상이 관찰됨, 및 등급 4는 직경 0.2 mm로 핀홀에서 누설 화상이 관찰되는 수준이다.
- 대전 롤러에 직류 전압만을 인가하였을 때의 실행 성능 (내구성) 평가
상기 대전 균일성과 핀홀 누설성을 평가한 후에, 각 환경에서 연속 10,000매의 화상 재현 실행 시험을 수행하였다. 형성된 화상을 육안으로 관찰함으로써 대전 롤러의 실행 성능을 평가하였다. 본 평가에서는 대전 롤러의 마모성 및 초기 기능의 유지 능력을 화상을 검사하여 평가할 수 있다.
결과를 하기 표 2에 나타내었다.
표 2에서, 화상 수준은 등급 1이 초기 단계 화상으로부터 변화 없음, 등급 2는 하프톤 화상에서 (약간의 마모로 인한) 거친 화상이 미세하게 관찰됨, 등급 3은 하프톤 화상에서 (마모에 의한 미립자의 약간의 탈락으로 인한) 거친 화상 및 점이 미세하게 관찰됨, 및 등급 4는 하프톤 화상에서 거친 화상과 점이 발생하는 수준이다.
실시예 2
본 실시예의 대전 롤러에 대해서는 실시예 1과 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
상기 탄성층의 위에 표면층 (2d)을 피복 형성하였다. 표면층 (2d)는 하기에 나타내는 표면층 코팅액을 침지법으로 코팅 형성하였다. 침지는 3 회 수행하였다.
우선, 제1회 침지 및 제2회 침지용 코팅액으로서 표면층 (2d)의 재료로서 하기 재료를 이용하여, 유리병 용기 내에서 혼합 용액을 제조하였다.
카프로락톤 개질 아크릴-폴리올 용액 100 중량부
메틸이소부틸케톤 350 중량부
전도성 산화주석 미립자 (헥실트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.10 ㎛, 체적 저항률: 35 Ω·cm) 220 중량부
개질 디메틸실리콘 오일 0.02 중량부
이 용기에 분산 매질로서 유리 비드 (평균 입경 1.0 mm)를 충전율 70 ％가 되도록 충전하고, 도료 쉐이커 분산기를 이용하여 7 시간 동안 분산시켰다. 생성된 분산액에 헥사메틸렌디이소시아네이트 (HDI) 부타논 옥심 블록 생성물과 이소포론디이소시아네이트 (IPDI) 부타논 옥심 블록 생성물의 3:1의 혼합물을 NCO/OH=1.1이 되도록 첨가하여 제1회 침지 및 제2회 침지용 코팅액을 제조하였다.
계속해서, 제3회 침지용 코팅액으로서, 제1회 침지 및 제2회 침지용 코팅액 과 동일한 방식으로 코팅액을 제조하였으나, 하기에 나타낸 입자를 미립자로서 사용하고, 분산 매질인 유리 비드를 평균 입경 0.8 mm인 것으로 바꾸고 도료 쉐이커 분산 시간을 25 시간으로 변경하였다.
전도성 산화 주석 미립자 (헥실트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.02 ㎛, 체적 저항률: 20 Ω·cm) 100 중량부
상기 탄성층의 표면상에 상기 표면층용 코팅액을 침지법으로 3회 코팅하였다. 제1회 및 제2회 침지시 인상 속도를 7 mm/초로 고정하였다. 우선, 제1회 침지용 코팅액을 코팅한 후 10 내지 30분간 상온에서 공기 건조하였다. 이어서, 롤러를 반전시켜 제1회 침지용 코팅액과 동일한 제2회 침지용 코팅액을 동일한 방식으로 코팅하였다. 이후 10 내지 30분간 상온에서 공기 건조하고, 제3회 침지용 코팅액을 코팅하였다. 제3회 침지시, 실시예 1과 동일한 방식으로 인상 속도를 변경시켜 코팅액을 코팅하였다. 이와 같이 코팅을 수행한 후, 30분 이상 상온에서 공기 건조하고, 이어서, 열풍 순환 건조기 중에서 온도 160 ℃에서 1 시간 건조하였다. 건조 후의 표면층의 층 두께는 25 ㎛였다.
제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
제1 침지용 코팅액 및 제2 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 89°였고 제3 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 86°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 3
본 실시예의 대전 롤러에 대해서는, 실시예 1과 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
2회 침지를 수행하여 탄성층 위에 표면층 (2d)를 형성하였다. 표면층 (2d)는 실시예 1의 제1회 침지용 코팅액과 동일한 것을 2회 사용하여 형성하였다. 인상 속도는 7 mm/초로 고정하였다.
우선, 제1 침지용 코팅액을 코팅한 후 10 내지 30분간 상온에서 공기 건조하였다. 이 때, 코팅액도 동일한 시간 동안 정치하였다. 이후, 롤러를 반전시켜 제1 침지용 코팅액과 동일한 코팅액으로 코팅하였다. 위와 같이 코팅한 후, 30분 이상 상온에서 공기 건조하고, 이어서 열풍 순환 건조기 중에서 160 ℃에서 1 시간 동안 건조하였다. 건조 후의 표면층의 층 두께는 20 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 경도를 측정하였다. 침지용 코팅액을 이용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 89°로서, 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 4
본 실시예의 대전 롤러에 대해서 실시예 1과 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
1회 침지를 수행하여 탄성층 위에 표면층 (2d)를 형성하였다. 표면층 (2d)는 실시예 1의 제1회 침지용 코팅액과 동일한 것을 사용하여 형성하였다. 인상 속도는 초기 단계의 속도를 25 mm/초로 한 이외에는 실시예 1과 동일하였다.
위와 같이 코팅한 후, 30분 이상 상온에서 공기 건조하고, 이어서 열풍 순환 건조기 중에서 온도 160 ℃에서 1 시간 동안 건조하였다. 건조 후의 표면층의 층 두께는 18 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
침지용 코팅액을 이용하여 제조한 시이트 샘플의 경도 (표면층의 경도와 동일)는 88°였다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 5
본 실시예의 대전 롤러에 대해서는, 실시예 2의 제1회 침지 및 제2회 침지용 코팅액 중, 전도성 산화 주석 미립자를 표면 미처리품 (평균 입경: 0.10 ㎛, 체적 저항률: 10 Ω·cm)으로 변경한 이외에는 실시예 2와 동일한 방식으로 대전 롤러를 제조하였다. 건조 후의 표면층의 층 두께는 40 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
제1 침지용 코팅액 및 제2 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 90°였고 제3 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 86°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 6
하기 방식으로 대전 롤러를 제조하였다.
NBR 100 중량부
4급 암모늄염 (실시예 1의 것과 동일함) 4 중량부
탄산칼슘 30 중량부
산화아연 5 중량부
지방산 2 중량부
이상의 재료를 50 ℃로 조절한 밀폐형 혼합기로 10분간 혼련한 후, 20 ℃로 냉각시킨 밀폐형 혼합기로 20분간 더 혼련하여 원료 화합물을 제조하였다. 이 화합물에 원료 고무인 NBR 100 중량부에 대하여 가황제인 황 1 중량부 및 가황 촉진제인 녹셀러 (Nocceler) TS 3 중량부를 첨가하고 20 ℃로 냉각시킨 2 축 분쇄기로 10분간 혼련하였다. 얻어진 화합물을 직경 6 mm의 스테인레스강제 코어 주위에 롤러형이 되도록 압출 성형기로 성형하고, 가열 가황 성형한 후, 외경이 12 mm가 되도록 연마 처리하여 탄성층 (2b)을 얻었다. 롤러 길이는 232 mm였다.
상기 탄성층 위에 표면층 (2d)를 피복 형성하였다. 표면층 (2d)는 하기에 나타낸 표면층 코팅액으로 침지법으로 코팅 형성하였다. 침지는 2회 수행하였다.
우선, 제1회 침지용 코팅액으로서, 이하의 재료를 혼합하여 혼합 용액을 제조하였다.
카프로락톤-개질 아크릴-폴리올 용액 100 중량부
메틸 에틸 케톤 200 중량부
카본블랙 (헥실트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.2 ㎛, 체적 저항률: 0.1 Ω·cm) 25 중량부
유리 비드 (평균 입경 0.8 mm)를 분산 매질로 사용하고, 이 분산 매질을 80 ％ 충전한 비드밀 분산기를 이용하여, 이 분산기 중에 상기 혼합 용액을 5회 순환시켜 분산하였다. 생성된 분산 용액에 헥사메틸렌디이소시아네이트 부타논 옥심 블록 생성물을 NCO/OH=1.0이 되도록 첨가하여 표면층용 코팅액을 제조하였다. 제1회 침지용 코팅액을 제조하였다.
이어서, 제2회 침지용 코팅액으로는 제1회 침지용 코팅액과 동일한 방식으로 코팅액을 제조하지만, 카본블랙을 이하에 나타낸 것으로 변경하고 비드밀 분산을 100회 순환으로 변경하였다.
카본블랙 (헥실트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.06 ㎛, 체적 저항률: 10 Ω·cm) 5 중량부
이어서, 실시예 1과 동일한 방식으로 코팅하여 표면층을 형성하였다. 표면층의 층 두께는 21 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 탄성층 및 표면층의 경도를 측정하였다.
탄성층의 경도는 45°로 측정되었다. 표면층에 대해서, 제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 80°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 45°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 7
본 실시예의 대전 롤러에 대해서 실시예 4와 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
탄성층 위에 표면층 (2d)을 피복 형성하였다. 표면층 (2d)은 하기에 나타낸 표면층 코팅액을 침지법으로 코팅하여 형성하였다. 침지는 2회 수행하였다.
우선, 제1회 침지용 코팅액으로서, 이하의 재료를 혼합하여 혼합 용액을 제조하였다.
폴리우레탄 수지 100 중량부
메틸 에틸 케톤 200 중량부
카본블랙 (이소프로필트리이소스테아로일 티타네이트 처리품; 평균 입경: 0.1 ㎛, 체적 저항률: 1 Ω·cm) 30 중량부
유리 비드 (평균 입경 0.8 mm)를 분산 매질로 사용하고, 이 분산 매질을 80 ％ 충전한 비드밀 분산기를 사용하여, 이 분산기 중에 상기 혼합 용액을 10 회 순환시켜 분산을 수행하여 제1회 침지용 표면층용 코팅액을 제조하였다.
계속해서, 제2회 침지용 코팅액으로는 이하의 재료를 이용하여, 유리병 용기 내에 혼합 용액을 제조하였다.
폴리우레탄 수지 100 중량부
메틸 에틸 케톤 200 중량부
전도성 산화 주석 미립자 (헥실트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.02 ㎛, 체적 저항률: 20 Ω·cm) 50 중량부
이 용기에 분산 매질로서, 유리 비드 (평균 입경 0.8 mm)를 충전율 80 ％가 되도록 충전하고, 도료 쉐이커 분산기를 이용하여 6 시간 동안 분산하였다.
이어서, 실시예 1과 동일한 방식으로 코팅하여 표면층을 형성하였다. 표면층의 층 두께는 25 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 탄성층 및 표면층의 경도를 측정하였다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 58°였고 제2 회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 65°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 8
본 실시예의 대전 롤러에 대해서는 실시예 4와 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
탄성층 위에 표면층 (2d)를 피복 형성하였다. 표면층 (2d)는 하기에 나타낸 표면층 코팅액을 침지법으로 코팅하여 형성하였다. 침지는 2회 수행하였다.
우선, 제1회 침지용 코팅액으로서, 이하의 재료를 이용하여 유리병 용기 내에 혼합 용액을 제조하였다.
폴리비닐 부티랄 수지 100 중량부
에탄올 200 중량부
카본블랙 (이소프로필트리이소스테아로일 티타네이트 처리품; 평균 입경: 0.1 ㎛, 체적 저항률: 2 Ω·cm) 50 중량부
이 용기에 분산 매질로서 유리 비드 (평균 입경 0.8 mm)를 충전율 50 ％가 되도록 충전하고, 도료 쉐이커 분산기를 이용하여 0.5 시간 동안 분산시켜 제1회 침지용 코팅액을 제조하였다.
계속해서, 제2회 침지용 코팅액으로는 이하의 재료를 이용하여 유리병 용기 내에 혼합 용액을 제조하였다.
폴리비닐 부티랄 수지 100 중량부
에탄올 200 중량부
카본블랙 (헥실트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.1 ㎛, 체적 저항률: 10 Ω·cm) 50 중량부
이 용기에 분산 매질로서 유리 비드 (평균 입경 0.8 mm)를 충전율 70 ％가 되도록 충전하여, 도료 쉐이커 분산기를 이용하여 3 시간 동안 분산시켰다.
계속해서, 실시예 1과 동일한 방식으로, 표면층을 코팅하여 형성하였다. 표면층의 층 두께는 25 ㎛였다.
제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 경도를 측정하였다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 60°였고 제2회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 61°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 9
본 실시예에서는, 실시예 4와 동일한 방식으로 대전 롤러를 제조하였으나, 제1회 침지용 코팅액 및 제2회 침지용 코팅액의 모두에 미립자로서 알루미나 미립자 (표면 미처리품; 평균 입경: 0.03 ㎛, 체적 저항률: 1011 Ω·cm) 10 중량부를 사용하였다.
표면층의 층 두께는 30 ㎛였다.
제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 81°였고 제2회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 78°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 10
본 실시예에서는 실시예 4와 동일한 방식으로 대전 롤러를 제조하였으나, 제1회 침지용 코팅액 및 제2회 침지용 코팅액의 모두에 미립자로서 산화티탄 미립자 (헥실트리메톡시실란 처리품; 평균 입경: 0.03 ㎛, 체적 저항률: 100 Ω·cm) 10 중량부를 사용하였다.
표면층의 층 두께는 35 ㎛였다.
제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
표면층의 경도를 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 76°였고 제2회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 72°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 50°보다는 높았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 높을 것으로 간주할 수 있다.
본 실시예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 11
본 실시예에서는 실시예 5와 동일한 평가를 수행하였으나 94 mm/초 및 47 mm/초의 공정 속도에서 구동가능한 전자 사진 장치를 사용하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 12
본 실시예에서는 실시예 5와 동일한 평가를 수행하였으나 94 mm/초 및 16 mm/초의 공정 속도에서 구동가능한 전자 사진 장치를 사용하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
비교예 1
본 비교예 1에서는 하기의 방법으로 대전 롤러를 제조하였다.
EPDM 100 중량부
전도성 카본블랙 (표면 미처리품) 20 중량부
산화아연 100 중량부
지방산 2 중량부
이상의 재료를 60 ℃로 조절한 밀폐형 혼합기로 10분간 혼련하였다. 이어서 EPDM 100 중량부에 대하여 파라핀 오일 15 중량부를 첨가하고, 20 ℃로 냉각시킨 밀폐형 혼합기로 20분간 더 혼련하여 원료 화합물을 제조하였다. 이 화합물에 원료인 EPDM의 100 중량부에 대하여 가황제인 황 0.5 중량부, 가황 촉진제인 MBT (2-메르캅토벤조티아졸) 1 중량부, TMTD (테트라메틸티우람 디술피드) 1 중량부 및 ZnMDC (디메틸디티오카르밤산 아연) 1.5 중량부를 첨가하고, 20 ℃로 냉각시킨 2축 분쇄기로 10분간 혼련하였다. 얻어진 화합물을 직경 6 mm의 스테인레스강제 코어 주위에 외경 12 mm의 롤러형이 되도록 압출기로 압출시킨 후 가열 가황 성형함으로써 탄성층을 형성하였다. 롤러의 길이는 232 mm였다.
하기에 나타낸 표면층 코팅액을 침지법으로 코팅 형성하여 탄성층 위에 표면층을 형성하였다. 침지는 1회 수행하였다.
우선, 침지용 코팅액으로서, 이하의 재료를 이용하여 유리병 용기 내에 혼합 용액을 제조하였다.
폴리비닐 부티랄 수지 100 중량부
에탄올 200 중량부
카본블랙 (표면 미처리품; 평균 입경: 0.1 ㎛, 체적 저항률: 0.8 Ω·cm) 25 중량부
이 용기에 분산 매질로서 유리 비드 (평균 입경 0.8 mm)를 충전율 80 ％가 되도록 충전하고, 도료 쉐이커 분산기를 이용하여 24 시간 동안 분산시켜 표면층 코팅액을 제조하였다.
이 코팅액을 이용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 코팅하여 표면층을 형성하였다. 표면층의 층 두께는 16 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 탄성층 및 표면층의 경도를 측정하였다.
탄성층의 경도는 55°였고 표면층의 경도는 54°였다.
본 비교예의 대전 롤러에 대해서도 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
비교예 2
본 비교예의 대전 롤러에 대해서는 비교예 1과 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
상기 탄성층 위에 다음에 나타내는 표면층 코팅액을 2회 침지시켜 코팅함으로써 본 비교예의 표면층을 형성하였다.
제1회 침지용 코팅액으로서, 비교예 1과 동일한 침지용 코팅액을 사용하였으며, 비교예 1과 동일한 방식으로 코팅하였다.
제2회 침지용 코팅액으로는 상기 제1회 침지용 코팅액과 동일한 방식으로 제조하였으나, 대신 이하의 재료를 사용하고 도료 쉐이커 분산 시간을 6 시간으로 변경하였다.
폴리비닐 부티랄 수지 100 중량부
에탄올 200 중량부
카본블랙 (비교예 1의 것과 동일) 50 중량부
계속해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 코팅하여 표면층을 형성하였다. 표면층의 층 두께는 40 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 경도를 측정하였다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 54°였고 제2회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 52°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 55°보다는 낮았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 낮을 것으로 간주할 수 있다.
본 비교예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
비교예 3
본 비교예의 대전 롤러에 대해서는 비교예 2와 동일한 방식으로 제조하였으나 제2회 침지용 코팅액 중 카본 블랙의 양을 0 중량부로 하였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 경도를 측정하였다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 54°였고 제2회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 50°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 55°보다는 낮았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 낮을 것으로 간주할 수 있다.
본 비교예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
비교예 4
본 비교예의 대전 롤러에 대해서는 비교예 1과 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
본 비교예의 표면층은 아래에 나타낸 표면층 코팅액을 침지법으로 2회 코팅함으로써 상기 탄성층 위에 성형하였다.
우선, 제1회 침지용 코팅액으로서 하기 재료를 이용하여 유리병 용기 내에 혼합 용액을 제조하였다.
SEBS (스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌) 100 중량부
메탄올 100 중량부
톨루엔 100 중량부
카본블랙 (표면 미처리품; 평균 입경: 0.2 ㎛, 체적 저항률: 2 Ω·cm) 50 중량부
이 용기에 분산 매질로서 유리 비드 (평균 입경 0.8 mm)를 충전율 50 ％가 되도록 충전하고, 도료 쉐이커 분산기를 이용하여 0.5 시간 동안 분산시켜 제1회 침지용 코팅액을 제조하였다.
제2회 침지용 코팅액으로는 제1회 침지용 코팅액과 동일한 방식으로 제조하였으나, 하기 재료를 이용하고 도료 쉐이커의 분산 시간을 2 시간으로 하였다.
SEBS (스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌) 100 중량부
메탄올 100 중량부
톨루엔 100 중량부
카본블랙 (표면 미처리품; 평균 입경: 0.15 ㎛, 체적 저항률: 2 Ω·cm) 70 중량부
계속해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 코팅하여 표면층을 형성하였다. 표면층의 층 두께는 32 ㎛였다.
위와 같이 제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 경도를 측정하였다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 53°였고 제2회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 54°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 55°보다는 낮았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 낮을 것으로 간주할 수 있다.
본 비교예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
비교예 5
본 비교예의 대전 롤러에 대해서는 비교예 1과 동일한 방식으로 탄성층을 형성하였다.
본 비교예의 표면층은 아래에 나타낸 표면층 코팅액을 침지법으로 2회 코팅함으로써 상기 탄성층 위에 성형하였다.
우선, 제1회 침지용 코팅액으로서, 하기 재료를 혼합하여 혼합 용액을 제조하였다.
SEBS (스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌) 100 중량부
메탄올 100 중량부
톨루엔 100 중량부
카본블랙 (이소프로필트리이소스테아로일티타네이트 처리품; 평균 입경: 0.02 ㎛, 체적 저항률: 0.8 Ω·cm) 10 중량부
유리 비드 (평균 입경 0.3 mm)를 분산 매질로서 사용하고, 상기 분산 매질을 85 ％ 충전한 비드밀 분산기를 이용하여, 이 분산기 중에 상기 혼합 용액을 72 시간 동안 순환시킴으로써 제1회 침지용 표면층용 코팅액을 제조하였다.
제2회 침지용 코팅액은 상기 제1회 침지용 코팅액과 동일한 방식으로 제조하였으나, 하기 재료를 이용하고 분산 시간을 100 시간으로 변경하였다.
SEBS (스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌) 100 중량부
메탄올 100 중량부
톨루엔 100 중량부
카본블랙 (표면 미처리품; 평균 입경: 0.15 ㎛, 체적 저항률: 2 Ω·cm) 5 중량부
계속해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 코팅하여 표면층을 형성하였다. 표면층의 층 두께는 26 ㎛였다.
제조된 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 미립자의 평균 입경 및 함량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1과 동일한 방식으로 표면층의 경도를 측정하였다.
제1회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 50°였고 제2회 침지용 코팅액을 사용하여 제조한 시이트 샘플의 경도는 51°였으며, 이들 모두는 탄성층의 경도인 55°보다는 낮았다. 따라서, 전체 표면층의 경도는 탄성층의 경도보다 더 낮을 것으로 간주할 수 있다.
본 비교예의 대전 롤러에 대해서, 실시예 1과 동일한 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
Figure 112003013861512-pat00002
Figure 112003013861512-pat00003
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다양한 종류의 매체 (피전사재)에 대응하기 위해서, 1 대의 기기로 복수의 상이한 공정 속도로 설정될 수 있는 전자 사진 장치에서도 장기간에 걸쳐 우수한 화상을 형성하는데 기여할 수 있으며, 단지 직류 전압만이 인가된 대전 부재로서 사용될 수 있는 전도성 부재를 제공할 수 있 다. 본 발명은 또한 대전 부재로서 상기 전도성 부재를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 지지체, 및 그 위에 제공된 하나 이상의 피복층을 포함하며, 상기 피복층은 미립자를 함유하는 표면층을 포함하고, 표면층의 최하면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상당하는 표면층 하부에 존재하는 미립자의 평균 입경은 0.02 ㎛ 내지 2.0 ㎛이고, 최상면으로부터 전체 층 두께의 30 ％ 이내의 범위에 상당하는 표면층 상부에 존재하는 미립자의 평균 입경은 0.001 ㎛ 내지 1.0 ㎛이되, 단 상기 표면층 하부에 존재하는 미립자의 평균 입경이 상기 표면층 상부에 존재하는 미립자의 평균 입경보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 전자 사진 감광체를 대전시키기 위한 대전 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표면층에 함유된 미립자의 입경이 0.001 ㎛ 내지 2 ㎛인 대전 부재.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 표면층이 평균 입경이 상이한 2종 이상의 미립자를 함유하는 대전 부재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 표면층이, 1종 이상의 미립자는 1 ×1010 Ω·cm 미만의 체적 저항률을 갖는 전도성 미립자를 포함하고, 1종 이상의 미립자는 1 ×1010 Ω·cm 이상의 체적 저항률을 갖는 절연성 미립자를 포함하는 2종 이상의 미립자를 함유하는 대전 부재.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 표면층의 1종 이상의 미립자가 표면 처리된 미립자인 대전 부재.
  8. 제7항에 있어서, 상기 표면 처리된 미립자가 카본블랙을 표면 처리한 미립자인 대전 부재.
  9. 제1항에 있어서, 상기 표면층이 구조 내에 질소 원자 또는 산소 원자를 함유하는 결합재를 포함하는 대전 부재.
  10. 제1항에 있어서, 상기 표면층이 이형재를 함유하는 대전 부재.
  11. 제1항에 있어서, 상기 피복층이, 상기 지지체 및 상기 표면층 사이에 제공되며 전도성 및 탄성을 갖고 상기 표면층의 경도보다 낮은 경도를 갖는 탄성층을 포함하는 대전 부재.
  12. 삭제
  13. 일체적으로 지지된 전자 사진 감광체 및 이 전자 사진 감광체를 정전 대전시키기 위한 대전 부재를 갖는 대전 수단을 포함하며 전자 사진 장치의 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지에 있어서, 상기 대전 부재가 제1항 기재의 대전 부재인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 대전 부재가 상기 전자 사진 감광체와 접촉하여 배치되는 프로세스 카트리지.
  15. 전자 사진 감광체, 이 전자 사진 감광체를 정전 대전시키기 위한 대전 부재를 갖는 대전 수단, 상기 전자 사진 감광체의 대전면에 정전 잠상을 형성하기 위한 노광 수단, 상기 정전 잠상을 토너상으로 가시화시키기 위한 현상 수단, 및 상기 토너상을 전사재로 전사시키기 위한 전사 수단을 포함하는 전자 사진 장치에 있어서, 상기 대전 부재가 제1항 기재의 대전 부재인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 대전 부재가 상기 전자 사진 감광체와 접촉하여 배치되는 전자 사진 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 대전 부재에 단지 직류 전압만이 인가되는 전자 사진 장치.
  18. 삭제
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