KR100636187B1 - 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 이를 포함하는전자사진 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 상기 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치에 관한 것으로, 구체적으로는 장시간 사용해도 토너 스트레스가 적고, 양호한 화상을 생산하는 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 상기 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치에 관한 것이다.

도전성 토너 공급롤러, 전자사진 화상형성장치

Description

도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 전자사진 화상형성장치 {Electro-conductive toner supply roller, method of preparing the same, and electrophotographic imaging apparatus comprising the same}

도 1은 통상적인 전자사진 화상형성장치의 일 예를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 도전성 토너 공급롤러에 대한 개략적인 사시도이다.

<도면 부호에 대한 설명>

11: 감광체 12: 현상롤러

13: 토너 공급롤러 14: 토너

15: 토너층 규제 장치 16: 대전장치

17: 클리닝 블레이드

18: 레이저 스캐닝 유닛 (Laser Scanning Unit, LSU)

19: 전사롤러 21: 폴리우레탄 폼재

22: 코어 바

본 발명은 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 상기 도전성 토너 공급 롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치에 관한 것으로, 구체적으로는 장시간 사용해도 토너 스트레스가 적고, 양호한 화상을 생산하는 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 상기 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치에 관한 것이다.

도 1에는 통상적인 전자사진 화상형성장치의 일 예가 대략적으로 도시되어 있으며, 그 작동 방식은 하기 서술하는 바와 같다. 즉, 대전장치 (16)에 의해서 감광체 (11)가 대전된 후, 레이져 스캐닝 유닛 (Laser Scanning Unit, LSU) (19)을 통한 상 노광에 의해서 감광체에 잠상이 형성된다. 토너 (14)는 토너 공급롤러 (13)에 의해서 현상롤러 (12)에 공급된다. 현상롤러 (12)에 공급된 토너는 토너층 규제장치 (15)에 의해서 균일한 두께로 박층화가 되는 동시에, 고마찰 대전된다. 토너층 규제장치 (15)를 통과한 토너는 감광체 (11)에 형성된 정전 잠상에 현상되고, 현상된 토너는 전사롤러 (미도시)에 의해서 용지에 전사되어 정착기 (미도시)에 의해서 정착된다. 또한 감광체 상의 전사 후 잔류 토너 (18)는 클리닝 블레이드 (17)에 의해서 청소된다.

상기와 같은 전자사진 화상형성장치에 있어서, 토너 공급롤러는 현상롤러나 토너층 규제장치와의 상호작용에 의해서 토너가 일정 기준치의 균일한 대전량 (q/m)을 갖도록 하고, 현상롤러에 토너를 공급하고, 미현상된 토너를 리셋하는 현상기의 핵심 부품이다. 통상적으로 이러한 토너 공급롤러의 소재로는 폴리우레탄 폼이나 실리콘 폼 등이 주로 사용되고 있으며, 폴리우레탄 폼은 실리콘 폼과 비교하여 저경도이고 원재료비가 낮은 장점을 가지고 있기 때문에, 고속기나 장수명으 로 갈수록 토너 스트레스 문제를 해결하기 위해서 저경도인 폴리우레탄 폼이 사용된다.

그러나, 폴리우레탄 폼의 이러한 장점에도 불구하고, 폴리우레탄 폼은 토너 대전성이 떨어져서 화상에서 백그라운드가 좋지 않고, 대전 롤러를 오염시켜서 2 by 2 화상에서 스위핑 마크 (sweeping mark)가 발생시키는 등의 화상오염 문제가 있으며, 또한 솔리드 (solid) 화상에서 토너 공급불량에 의한 화상 흐림 문제도 발생시킨다는 문제점이 있다. 또한, 폴리우레탄 공급롤러는 폴리에스테르 수지나 폴리스티렌 수지로 제조되는 토너와 대전 서열의 차이가 크지 않기 때문에, 실리콘 공급롤러보다 토너의 대전성이 떨어진다는 문제점도 있다.

따라서, 종래에는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 폴리우레탄 폼의 원료, 셀 크기, 경도, 클로즈 셀 (close cell)의 비율, 밀도 등을 조절하여 토너 공급성 및 토너 대전성을 조절하고자 하는 노력들이 계속되어 왔으며, 이러한 종래의 기술들로는, ⅰ) 공급롤러의 외경을 확대하여 현상롤러와 공급롤러의 닙 (nip)을 확대시킴으로써 토너의 마찰 대전성을 증가시키는 방법, ⅱ) 폴리우레탄 폼의 경도를 높여서 마찰력을 향상시키는 방법, ⅲ) 폴리우레탄 폼의 오픈 셀 (open cell)의 비율을 높여서 통기량을 증가시킴으로써 화상 흐림을 개선하는 방법, 및 ⅳ) 토너가 셀 안으로 들어가서 현상롤러에 공급되는 토너의 양이 줄어드는 것을 방지하기 위해서 폴리우레탄 폼의 셀 수를 55 PPI 이상으로 하는 방법 등이 제안되었다.

그러나, 상기 종래기술들은 화상 백그라운드 오염, 대전롤러의 오염으로 인한 스위핑 마크 발생, 화상 흐림, 화상 농도 저하 등의 불량을 획기적으로 개선하 지는 못하였고, 더욱이, 폴리우레탄 폼의 외경을 확대시키거나, 경도를 증가시킴으로 인해서 상대적으로 토너의 스트레스가 증가된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저경도로 토너 스트레스를 최소화할 수 있고, 재료비가 저렴하여 경제적이면서도, 상기 서술한 바와 같은 종래기술에서의 토너 대전성 부족으로 인한 화상 불량을 해결할 수 있으며, 토너 스트레스를 증가시키지 않는 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 상기 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

폴리우레탄 폼재 및 코어 바를 포함하는 도전성 토너 공급롤러에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼재는 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카가 함침 또는 부착된 것을 특징으로 하는 도전성 토너 공급롤러를 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

2개 이상의 활성 수소를 가지는 화합물과 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물에, 촉매, 발포제, 및 정포제를 포함하는 첨가제를 첨가하여 교반 및 혼합하고, 발포 및 경화시킴으로써 폴리우레탄 폼재를 제조하는 단계;

상기 폴리우레탄 폼재를, 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카를 포함하는 함침액에 함침시킴으로써 상기 폴리우레탄 폼재의 기포 내에 상기 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카를 부착시키는 단계;

상기 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카가 부착된 폴리우레탄 폼재를 건조시키는 단계;

상기 건조된 폴리우레탄 폼재에 코어 바를 삽입시키고, 상기 폴리우레탄 폼재와 코어 바를 접착시키는 단계; 및

상기 코어 바가 삽입된 폴리우레탄 폼재의 외면을 연마시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 토너 공급롤러의 제조방법을 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

상기 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치를 제공한다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 상기 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 장시간 사용해도 토너 스트레스가 적고, 양호한 화상을 생산하는 도전성 토너 공급롤러를 제공할 수 있다.

본 발명은 일 구현예에서, 폴리우레탄 폼재 및 코어 바를 포함하는 도전성 토너 공급롤러에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼재는 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카가 함침 또는 부착된 것을 특징으로 하는 도전성 토너 공급롤러를 제공한다.

본 발명에 따른 도전성 토너 공급롤러는 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리우 레탄 폼재 (21) 및 코어 바 (22)를 포함하며, 상기 폴리우레탄 폼재는 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카가 함침 또는 부착된 구조를 갖는다. 본 발명에서는, 실리콘에 비해서 가격이 저렴하고, 경도가 낮은 우레탄 폼을 사용하면서도, 우레탄의 단점인 토너 대전성 문제를 획기적으로 개선할 수 있다.

일반적으로, 폴리우레탄 폼재에 도전성을 부여하는 방법으로는, 폼재의 제조 시에 별도의 도전제를 첨가하는 방법과, 완성된 폼재를 별도의 함침액에 함침시키는 방법이 있다. 이 중, 도전제 첨가 방법은 별도의 함침 공정이 필요 없으므로 경제적이지만, 도전제로 인하여 폼 형성이 어렵다는 문제점이 있고, 함침 방법은 물, 알콜, 에테르 등의 용매에 대전방지제, 도전성 고분자, 도전성 카본블랙 등의 도전제와 바인더 수지를 첨가한 함침액에 미리 제조된 폴리우레탄 폼재를 함침시킨 후 건조하여 도전성을 부여하는 방법으로서, 별도의 함침 공정이 요구된다는 단점이 있지만, 폼 형성이 용이하다는 장점이 있다.

본 발명에서는, 상기와 같은 함침 방법에 의해서 폴리우레탄 폼재에 도전성을 부여하되, 함침 단계에서 사용되는 함침액에 정대전성 실리카를 첨가하여 줌으로써 토너의 대전성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에서 사용되는 폴리우레탄 폼재는 연속 기포형 또는 반연속 기포형 폴리우레탄 폼재일 수 있다.

본 발명에 사용되는 도전성 카본블랙은 평균 입경이 크고, 표면적이 큰 것일 수록 좋다. 사용가능한 도전성 카본블랙의 비제한적인 예로는, 케첸블랙 EC, 케첸블랙 300J, 케첸블랙 600J, 발칸 XC, 발칸 CSX, 덴카블랙 등의 아세틸렌 블랙 이나, 컨덕티브 퍼네이스 블랙 등이 있다.

상기 도전성 카본블랙의 함량은, 상기 폴리우레탄 폼재 100 중량부에 대해서 1 내지 30 중량부인 것이 바람직하다. 도전성 카본블랙의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 원하는 도전성을 얻기 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 폴리우레탄 폼재에 부착된 카본블랙의 양이 너무 많아서 폼재로부터 떨어지거나 폼재의 탄성 등과 같은 기계적 물성을 나쁘게 할 염려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에 사용되는 바인더 수지로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 폴리아크릴산에스테르 수지, 아크릴산-스티렌 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리염화비닐 수지, 우레탄 수지, 초산비닐 수지, 부타디엔 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 멜라민 수지, 클로로프렌 수지 등이 있으며, 이러한 바인더 수지는 단독으로, 또는 2 종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.

상기 바인더 수지의 함량은, 상기 폴리우레탄 폼재 100 중량부에 대해서 1 내지 30 중량부인 것이 바람직하다. 바인더 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 도전성 카본블랙이나 정대전성 실리카가 폴리우레탄 폼재의 셀 벽에 부착하는 부착력이 부족하여 떨어지게 된다는 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 폴리우레탄 폼재의 복원력이 저하되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

본 발명에 사용되는 정대전성 실리카는 평균 입경이 10 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 상기 정대전성 실리카의 평균 입경이 10 nm 미만인 경우에는 실리카의 가격이 비싸지는 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 100 nm를 초과하는 경우에 는 우레탄 폼에서 실리카 입자가 이탈하기 쉬운 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

또한, 상기 정대전성 실리카는 표면에 헥산메틸디실라잔 및 아미노실란이 코팅된 것이 바람직한데, 이는 실리카 입자에 정대전성을 부여하기 위함이다.

상기 정대전성 실리카의 함량은, 상기 폴리우레탄 폼재 100 중량부에 대해서 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 정대전성 실리카의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 충분한 정대전성을 부여하기 어려운 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 우레탄 폼에서 실리카 입자가 이탈하기 쉬운 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

본 발명은 또한 다른 구현예에서,

2개 이상의 활성 수소를 가지는 화합물과 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물에, 촉매, 발포제, 및 정포제를 포함하는 첨가제를 첨가하여 교반 및 혼합하고, 발포 및 경화시킴으로써 폴리우레탄 폼재를 제조하는 단계;

상기 폴리우레탄 폼재를, 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카를 포함하는 함침액에 함침시킴으로써 상기 폴리우레탄 폼재의 기포 내에 상기 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카를 부착시키는 단계;

상기 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카가 부착된 폴리우레탄 폼재를 건조시키는 단계;

상기 건조된 폴리우레탄 폼재에 코어 바를 삽입시키고, 상기 폴리우레탄 폼재와 코어 바를 접착시키는 단계;; 및

상기 코어 바가 삽입된 폴리우레탄 폼재의 외면을 연마시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 토너 공급롤러의 제조방법을 제공한다.

상기 폴리우레탄 폼재는 2개 이상의 활성 수소를 가지는 화합물과 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물에, 촉매, 정포제, 발포제 등의 첨가제를 첨가하여 교반 및 혼합하여 발포 및 경화시킴으로써 제조될 수 있다.

상기 2개 이상의 활성 수소를 가지는 화합물로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 폴리우레탄 폼의 원료로 사용되는 폴리올, 예를 들면 말단에 히드록실기를 갖는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르에스테르 폴리올 등이 사용될 수 있고, 또한 아크릴 변성 폴리올, 실리콘 변성 폴리올 등의 변성 폴리올도 사용될 수 있다.

또한, 상기 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 폴리우레탄 폼의 원료로 사용되는 폴리이소시아네이트, 예를 들어 트릴렌디이소시아네이트 (TDI), 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 (MDI), 및 이러한 폴리이소시아네이트의 혼합물 또는 변성물 등이 사용될 수 있다.

상기 폴리우레탄 폼재의 제조 단계에서 사용되는 촉매는 발포 특성 향상, 반응 시간 단축, 폼의 통기성 향상, 및 밀도 편차의 최소화를 고려하여 선택되며, 그 사용량이 조절되는 것이 바람직하다. 이러한 특성들을 만족시키기 위한 촉매들로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 주석계, 납계, 철계, 티탄계 등의 유기 금속 화합물이나, 아민계 화합물을 예로 들 수 있고, 특히 3급 아민인 것이 바람직하다. 아민계 화합물 촉매의 반응성은 염기도와 입체 장애도에 의해서 좌우된다.

상기 폴리우레탄 폼재의 제조 단계에서 사용되는 발포제로는, 물 또는 할로겐화 알칸, 예를 들어 트리클로로플루오로메탄과 같은 저비점 물질 등을 예로 들 수 있으며, 바람직하게는 물 또는 프레온이 사용될 수 있다.

상기 폴리우레탄 폼재의 제조 단계에서 사용되는 정포제는 표면 장력을 낮추어 혼화성을 향상시키고, 생성된 기포의 크기를 균일하게 하며, 폼의 셀 구조를 조절함으로써 발포제에 안정성을 부여하는 기능을 한다. 바람직하게는, 상기 정포제는 실리콘 정포제이며, 상기 2개 이상의 활성 수소를 가지는 화합물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 함량으로 첨가된다. 정포제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 원하는 정포 효과를 거둘 수가 없고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 영구압축줄음율 등의 물성이 나빠진다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

이어서, 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼재를 함침액에 함침켜서 상기 폼재의 기포 내에 도전성 부여 물질 및 대전 향상 물질을 부착시키는 단계가 수행된다. 본 발명에서는 종래에 통상적으로 사용되는 도전성 카본 블랙 및 바인더 수지와 같은 통상적인 도전성 부여 물질 이외에도, 대전성 향상을 위하여 정대전성 실리카를 더 포함하는 함침액을 사용한다. 사용되는 정대전성 실리카는 상기 서술한 바와 같이, 평균 입경이 10 내지 100 nm이고, 그 함량은, 상기 폴리우레탄 폼재 100 중량부에 대해서 1 내지 20 중량부이며, 표면에 헥산메틸디실라잔 및 아미노실란이 코팅된 정대전성 실리카인 것이 바람직하다.

이어서, 상기 폴리우레탄 폼재를 열풍 순환식 오븐과 같은 건조 장치에 통과시킴으로써 건조시키게 되는데, 이때, 건조 온도는 50℃ 내지 300℃인 것이 바람 직하고, 건조 시간은 10분 내지 60분인 것이 바람직하다.

상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼재에는 금속 등의 재질로 된 코어 바를 삽입시키고, 오븐 가열 등의 방법에 의해서 폴리우레탄 폼재와 코어 바를 접착시킨다. 이때, 가열 온도는 50℃ 내지 200℃인 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼재의 외면을 연마기 등을 이용하여 연마시킴으로써 본 발명에 따른 도전성 토너 공급롤러를 제조할 수 있게 된다.

본 발명은 또 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치를 제공한다.

본 발명에 따른 도전성 토너 공급롤러가 사용될 수 있는 전자사진 화상형성장치는 레이저 프린터, 팩시밀리, 복사기 등과 같은 통상적인 전자사진 화상형성장치를 포함하며, 구체적으로는 레이저 빔 또는 LED 프린트 헤드 타입의 프린터, 팩시밀리, 복사기 및 복합기 등을 그 예로 들 수 있다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도전성 토너 공급롤러의 제조

실시예 1

폴리에스테르 폴리올 (GP-300, 한국 포리올, 산가: 54 mgKOH/g) 100 중량부에 대해서, 촉매로서 주석 옥토에이트 (stannous octoate) 0.3 중량부 및 트리에틸 아민 0.2 중량부의 혼합물, 발포제로서 물 4.0 중량부, 정포제로서 실리콘 정포제 (Witco, L-1002) 1.5 중량부를 혼합하여 프리믹스 폴리올 (premix polyol)을 제조하였다. 상기 프리믹스 폴리올에 폴리이소시아네이트로서 톨루엔 디이소시아네이트 105 중량부를 첨가하여 2000 rpm으로 혼합, 교반 및 발포시킴으로써 폴리우레탄 폼재를 제조하였다.

상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼재를, 물 100 중량부에 대해서 도전성 카본 블랙 (케첸블랙 300J, 일본 라이온사) 8 중량부, 바인더 수지로서 아크릴 수지 (MX-1845, 미쯔비시 레이온사) 10 중량부, 정대전성 실리카 (AEROSIL R504, 데구사, 평균 입경 40 ~ 50 nm) 5 중량부를 포함하는 함침액에 침적한 후, 이를 롤러에 넣어서 스퀴징 공정을 거치고, 다음으로 130℃의 열풍 순환식 오븐에 10분간 넣어서 용매를 제거하였다.

상기와 같이 건조된 폴리우레탄 폼재를 버티칼 커터 (vertical cutter)를 사용하여 25mm×25mm×250mm의 크기로 절단한 다음, 길이 방향의 중심부에 5.0mm의 구멍을 뚫어 상기 구멍에 핫멜트 시트를 표면에 휘감은 직경 6.0mm의 금속제 샤프트를 압입하고, 120℃의 열풍 순환식 오븐에 30분 동안 가열함으로써 폼재와 샤프트를 접착시켰다. 이어서, 폴리우레탄 폼재를 연마기로 연마하고, 폼의 양쪽 끝을 잘라서 외경 13.4mm, 길이 220mm의 도전성 토너 공급롤러를 제조하였다.

실시예 2

함침액 성분 중 정대전성 실리카의 함량을 물 100 중량부에 대해서 10 중량 부로 하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라서 도전성 토너 공급롤러를 제조하였다.

실시예 3

함침액 성분 중 정대전성 실리카의 함량을 물 100 중량부에 대해서 15 중량부로 하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라서 도전성 토너 공급롤러를 제조하였다.

비교예 1

함침액 성분으로서 정대전성 실리카를 포함시키지 않았다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라서 도전성 토너 공급롤러를 제조하였다.

하기 표 1에는 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 폴리우레탄 폼재 제조시 사용되는 성분들 및 그 함량을 열거하였다.

성분	함량 (중량부)
폴리에스테르 폴리올	100
주석 옥토에이트	0.3
트리에틸 아민	0.2
실리콘 정포제	1.5
물	4.0
톨루엔 디이소시아네이트	105

또한, 하기 표 2에는 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 사용되는 함침액의 성분들 및 그 함량을 열거하였다.

성분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
물	100	100	100	100
도전성 카본블랙	8	8	8	8
바인더 수지	10	10	10	10
정대전성 실리카	5	10	15	0

(함량 단위: 중량부)

성능 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 도전성 토너 공급롤러를 현상기에 장착하여, 23℃의 온도, 55%의 습도 조건 하에서 인쇄 용지 10,000매를 출력함으로써 성능을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
L/L 환경저항	4.8E+05	7.84E+05	8.1E+05	3.0E+05
N/N 환경저항	2.60E+05	6.84E+05	5.7E+05	5.1E+05
H/H 환경저항	2.40E+05	6.14E+05	6.1E+05	2.2E+05
경도 (Shore F)	66	67	69	65
밀도 (kg/m3)	80	80	80	80
셀 수 (PPI, 셀 수/25mm)	82	82	82	82
영구압축줄음율 (%)	9	9	10	8

평가 방법

1) 저항 측정 방법: 측정 대상이 되는 도전성 토너 공급롤러를 JIG에 장착하고, 롤러 상부에 400g의 도체 봉을 올려 놓았다. 이어서, 롤러 샤프트에 -100V의 DC 전압을 인가하고, 일정한 속도 (30 rpm)로 회전시키면서 전류를 측정한 다음, 전류값을 저항값으로 환산하였다.

저항 측정식: 저항 (R) = 전압 (V)/ 전류 (I)

환경 조건은, L/L 환경은 온도 10℃, 습도 20%이었으며, N/N 환경은 온도 23 ℃, 습도 55%, H/H 환경은 온도 32℃, 습도 80%이었다.

2) 밀도: 300×300×50mm의 폼재의 무게를 측정하여, 밀도는 무게 (kg)를 부피 (m³)로 나눔으로써 계산하였다.

3) 경도: 20mm 두께의 폼재에 ASKER F 타입의 경도를 사용하여 측정하였다.

4) 셀 수: 광학 현미경으로 40 내지 70배의 배율로 사진 촬영한 다음, 화상의 셀 수를 JIS K6402에 준하여 측정하였다.

5) 영구압축줄음율 조건: 50% 압축하여 70℃에서, 22시간 동안 방치한 후의 두께를 측정하였다 (JIS K6382).

압축줄음율 (%) = (시험 전 시료 두께 - 시험 후 시료 두께)/시험 전 시료 두께

화상 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 도전성 토너 공급롤러를 채용한 전자사진 화상형성장치를 사용하여, 상기 N/N 환경 하에서 8시간 방치한 후, 10,000매를 출력한 다음, 화상 흐림, 백그라운드, 솔리드 농도, 및 스위핑 마크를 측정함으로써 화상을 평가하였다.

화상 평가 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
화상 흐림	X	△	O	O
백그라운드	X	X	O	O
솔리드 농도	△	△	O	△
스위핑 마크	△	△	O	O

평가 기준

X: 불량, △: 허용 가능, O: 양호

표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 도전성 토너 공급롤러는, 환경 저항, 밀도, 경도, 셀 수, 및 영구압축줄음율 등에 있어서 우수한 물성치를 나타내었다. 또한, 표 4의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 도전성 토너 공급롤러를 사용하여 화상을 인쇄하는 경우에는, 화상 흐림, 백그라운드, 솔리드 농도, 및 스위핑 마크 등의 화상 평가기준들에 있어서, 비교예 1에 따른 도전성 토너 공급롤러를 사용하여 화상을 인쇄하는 경우보다 훨씬 우수한 결과를 나타내었다.

본 발명에 따르면, 저경도로 토너 스트레스를 최소화할 수 있고, 재료비가 저렴하여 경제적이면서도, 토너 대전성 부족으로 인한 화상 불량을 해결할 수 있으며, 토너 스트레스를 증가시키지 않는 도전성 토너 공급롤러, 그 제조방법, 및 상기 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 폴리우레탄 폼재 및 코어 바를 포함하는 도전성 토너 공급롤러에 있어서,

   상기 폴리우레탄 폼재는 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카가 함침 또는 부착된 것이고;

   상기 도전성 카본블랙의 함량은, 상기 폴리우레탄 폼재 100 중량부에 대해서 1 내지 30 중량부이고, 상기 바인더 수지의 함량은, 상기 폴리우레탄 폼재 100 중량부에 대해서 1 내지 30 중량부이고, 상기 정대전성 실리카의 함량은, 상기 폴리우레탄 폼재 100 중량부에 대해서 1 내지 20 중량부이며;

   상기 정대전성 실리카는 평균 입경이 10 내지 100 nm이고, 표면에 헥산메틸디실라잔 및 아미노실란이 코팅된 것을 특징으로 하는 도전성 토너 공급롤러.
2. 삭제
3. 삭제
4. 2개 이상의 활성 수소를 가지는 화합물과 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물에, 촉매, 발포제, 및 정포제를 포함하는 첨가제를 첨가하여 교반 및 혼합하고, 발포 및 경화시킴으로써 폴리우레탄 폼재를 제조하는 단계;

   상기 폴리우레탄 폼재를, 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카를 포함하는 함침액에 함침시킴으로써 상기 폴리우레탄 폼재의 기포 내에 상기 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카를 부착시키는 단계;

   상기 도전성 카본 블랙, 바인더 수지, 및 정대전성 실리카가 부착된 폴리우 레탄 폼재를 건조시키는 단계;

   상기 건조된 폴리우레탄 폼재에 코어 바를 삽입시키고, 상기 폴리우레탄 폼재와 코어 바를 접착시키는 단계; 및

   상기 코어 바가 삽입된 폴리우레탄 폼재의 외면을 연마시키는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 토너 공급롤러의 제조방법.
5. 제1항에 따른 도전성 토너 공급롤러를 포함하는 전자사진 화상형성장치.

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