KR101216513B1

KR101216513B1 - 밀봉 부재 및 프로세스 카트리지

Info

Publication number: KR101216513B1
Application number: KR1020090123046A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 하야시다; 노부하루 호시; 아끼라 스즈끼; 에미 와따나베; 겐지 아오끼
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2012-12-31
Also published as: EP2196864A3; CN101750941B; CN101750941A; JP2010160481A; US20100150604A1; KR20100068220A; US8139975B2; EP2196864B1; EP2196864A2; JP5409308B2

Abstract

전자 사진 화상 형성 장치의 본체로부터 탈거가능한 프로세스 카트리지의 현상제 수용부로부터 현상제 수용부의 외부로 현상제가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재가 제공된다. 밀봉 부재는 적어도 공중합체와 가소제를 함유하는 열가소성 엘라스토머로 구성된다. 겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의해 측정되는 상기 열가소성 엘라스토머의 테트라히드로푸란 가용분의 분자량 분포에서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 각각 적어도 1개의 피크가 존재하고, 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율은 30% 이하이다.

전자 사진 화상 형성 장치, 프로세스 카트리지, 현상제, 밀봉 부재, 열가소성 엘라스토머

Description

밀봉 부재 및 프로세스 카트리지{SEALING MEMBER AND PROCESS CARTRIDGE}

본 발명은 기록 매체에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치로부터 탈거가능한 프로세스 카트리지에 사용되는 밀봉 부재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 밀봉 부재를 사용한 프로세스 카트리지에 관한 것이다.

전형적인 프로세스 카트리지는, 대전 수단, 현상 수단 및 클리닝 수단 중 적어도 하나와 전자 사진 감광체 드럼이 일체적으로 형성된 카트리지이며, 화상 형성 장치의 본체로부터 탈거가능하다. 본 발명에서, 현상제 수용부는 필수적인 구성이다. 따라서, 현상제 수용부를 갖는 프로세스 카트리지가 논의된다.

전자 사진 화상 형성 장치는, 전자 사진 화상 형성 방식을 사용해서 기록 매체에 화상을 형성하는 것이다. 전자 사진 화상 형성 장치의 예는, 전자 사진 복사기, 전자 사진 프린터(예를 들어, 레이저 빔 프린터, LED 프린터 등), 팩시밀리 장치 등을 포함한다.

종래, 전자 사진 화상 형성 장치는, 전자 사진 감광체 및 상기 전자 사진 감광체에 작용하는 프로세스 수단을 일체적으로 유닛화한 프로세스 카트리지를 화상 형성 장치의 본체로부터 탈거가능하게 하는 방식이 채용되어 있다.

이러한 프로세스 카트리지에서, 현상제가 현상제 수용부에서 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해, 복수의 밀봉 부재가 프로세스 카트리지를 구성하는 프레임간이나 부품간에 설치되고 있다. 예를 들어, 프로세스 카트리지에서, 현상제가 현상 프레임의 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해서, 현상제 규제 부재와 현상 프레임 사이에 밀봉 부재가 설치되고 있다.

밀봉 부재의 재료의 한가지 공지된 예는, 발포 우레탄 폼 등의 탄성체이다. 상기 밀봉 부재를 소정의 변형량만큼 변형시킨 상태에서 밀봉부에 접촉시켜서 현상제의 누설에 대비하여 밀봉하는 방법이 일반적으로 사용된다(예를 들면, 일본특허공개 평11-272071호 참조).

밀봉 부재로서의 발포 우레탄 폼은, 일반적으로, 기층에 설치된 양면 접착 테이프에 의해 현상 프레임에 부착된다. 현상제 규제 부재가 발포 우레탄 폼이 부착된 상태에 놓이는 때에, 발포 우레탄 폼은 소정의 변형량만큼 변형한 상태에서 현상 프레임과 현상제 규제 부재의 사이에 끼워진다. 양면 테이프를 사용해서 발포 우레탄 폼을 고정밀도로 부착하는 데에는 많은 노력을 필요로 한다. 또한, 양면 테이프의 박리지가 폐재(discarded material)로서 존재하여, 생산량의 증가에 따라 폐재의 양이 증가하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 발포 우레탄 폼을 대신하여 열가소성 엘라스토머(elastomer)를 사용하는 것이 검토되고 있으며, 특히, 현상 프레임 상에 열가소성 엘라스토머를 직접 밀봉 부재로 성형하는 것이 검토되고 있다. 열가소성 엘라스토머를 사용할 경우, 현상 프레임이나 현상제 규제 부재의 변형에 의한 화질 에의 악영향을 방지하기 위해서, 열가소성 엘라스토머의 반발 탄성이 최소화되는 것이 유용하다. 그러나, 열가소성 엘라스토머의 경도를 억제하기 위해서 분자량을 지나치게 내리면, 장기간 고온 조건하에 방치된 후에 열가소성 엘라스토머에 포함되어 있는 가소제가 새어나와, 토너 입자끼리 융착하여, 화상에 세로 줄무늬와 같은 화상 결함이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 토너 입자끼리의 융착을 억제하고, 화상의 세로 줄무늬와 같은 화상 결함의 발생을 억제하는 것이 요구되고 있다.

본 발명은, 폐재의 발생이 없는 동시에, 장기간 동안 고온 조건 하에 방치된 후에도 세로 줄무늬에 의한 화질 저하가 거의 없는, 현상성이 안정된 화상 형성이 가능해지는 밀봉 부재를 제공하며, 상기 밀봉 부재를 사용한 프로세스 카트리지 또한 제공한다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 전자 사진 화상 형성 장치의 본체로부터 탈거가능한 프로세스 카트리지의 현상제 수용부로부터 상기 현상제 수용부의 외부로 현상제가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재가 제공된다. 상기 밀봉 부재는 적어도 공중합체 및 가소제를 함유하는 열가소성 엘라스토머로 이루어진다. 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(gel permeation chromatography)에 의해 측정되는 상기 열가소성 엘라스토머의 테트라히드로푸란 가용분(tetrahydrofuran soluble matter)의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 각각 적어도 1개의 피크(peak)가 존재하고, 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 30% 이하이다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 전자 사진 화상 형성 장치의 본체로부터 탈거가능한 프로세스 카트리지는, 현상제 수용부 및 상기 현상제 수용부로부터 상기 현상제 수용부의 외부로 현상제가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재를 포함한다. 상기 밀봉 부재는 적어도 공중합체와 가소제를 함유하는 열가소성 엘라스토머로 이 루어진다. 겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의해 측정되는 상기 열가소성 엘라스토머의 테트라히드로푸란 가용분의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 각각 적어도 1개의 피크가 존재하고, 분자량이 5,000 이하인 영역에 있어서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 30% 이하이다.

본 발명에 따르면, 현상 프레임으로부터 현상제가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재로서 열가소성 엘라스토머를 사용함으로써, 폐재의 발생이 없으며, 밀봉성이 양호한 밀봉 부재를 제공할 수 있다. 또한, 고온 고습 조건하에서 장시간 방치된 경우에도, 세로 줄무늬나 흐려짐에 의한 화질 저하가 거의 없는 현상성이 안정된 화상을 형성가능한 밀봉 부재를 제공할 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하는 아래의 실시예에 대한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 관한 제1 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이것은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 이하의 설명에 있어서, 프로세스 카트리지의 길이 방향은, 프로세스 카트리지를 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 장착하는 장착 방향과 교차하는 방향(장착 방향에 거의 직교하는 방향 및 감광체 드럼의 회전 축선 방향)이다. 또한, 프로세스 카트리지의 좌우는, 프로세스 카트리지를 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 장착하는 장착 방향으로부터 보 아서 왼쪽 또는 오른쪽이다. 프로세스 카트리지의 상면은, 프로세스 카트리지를 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 장착한 상태에서 상방에 위치하는 면이다. 프로세스 카트리지의 하면은, 하방에 위치하는 면이다.

화상 형성 장치의 본체의 구성

우선, 전자 사진 화상 형성 장치의 본체의 구성에 대해서, 도 1을 사용해서 설명한다. 도 1은 화상 형성 장치의 일 형태인 컬러 레이저 빔 프린터(이하, "화상 형성 장치의 본체"라고 칭함)의 개략 단면도이다. 화상 형성 장치의 본체(100)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, Y(yellow), M(magenta), C(cyan), Bk(black)에 대응하는 프로세스 카트리지(2)(2Y, 2M, 2C, 2Bk)와, 전자 사진 감광체 드럼(21)(21Y, 21M, 21C, 21Bk)위로 현상된 컬러 화상을 전사재(P)에 전사하는 중간 전사체(35)와, 중간 전사체를 그 주위에 걸쳐 놓은 롤러군(31, 32, 33)과, 컬러 화상을 전사재(P)에 정착하는 정착부(50)와, 전사재(P)를 배출 트레이(56) 위로 배출하는 배출 롤러군(53, 54, 55)을 포함한다. 4가지 색 Y, M, C, Bk에 대응하는 프로세스 카트리지(2Y, 2M, 2C, 2Bk)는 화상 형성 장치의 본체(100)로부터 개별적으로 탈거가능하게 구성되어 있다.

다음으로, 화상 형성 장치의 본체(100)의 동작을 이하에 설명한다. 우선, 급지 롤러(41)가 회전해서 급지 카세트(7) 내의 전사재(P)를 1매 분리한 뒤에, 레지스트 롤러(registration roller)(43, 44)에 반송한다. 감광체 드럼(21)과 중간 전사체(35)가 소정의 외주 속도 V(이하, "프로세스 속도"라고 칭함)로 도 1의 화살표 방향으로 회전한다. 감광체 드럼(21)은, 대전 수단에 의해 표면을 균일하게 대전한 뒤에, 노광 장치(1)(1Y, 1M, 1C, 1Bk)로부터의 레이저광(10Y, 10M, 10C, 10Bk)에 의해서 노광됨으로써 감광체 드럼(21) 상에 정전 잠상이 형성된다. 이 잠상 형성과 동시에, 현상 유닛(2b)이 갖는 현상제 담지체 상에 담지된 현상제(이하, "토너"라고 칭함)에 의해, 감광체 드럼(21) 상의 잠상이 현상된다. 감광체 드럼(21) 위에 현상된 Y, M, C, Bk에 대응하는 컬러 화상은, 중간 전사체(35)의 외주에 전사 롤러(34)(34Y, 34M, 34C, 34Bk)에 의해 1차 전사된다. 중간 전사체(35) 위로 전사된 컬러 화상은, 2차 전사 롤러(51)에 의해 전사재(P)에 2차 전사된다. 그 후, 이 화상은 가압 롤러(62)와 정착 롤러(63)를 포함하는 정착부(50)에 의해 전사재(P)에 정착된다. 화상이 정착된 전사재(P)는 배출 롤러(53, 54, 55)를 통해서 배출 트레이(56) 위로 배출된다. 이러한 방식으로, 화상 형성 동작을 종료한다.

프로세스 카트리지 구성

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 프로세스 카트리지(2)의 구성에 대해서 도 2를 사용해서 설명한다. 도 2는 프로세스 카트리지(2)의 개략 단면도이다. 프로세스 카트리지(2Y, 2M, 2C, 2Bk)는 동일한 구성을 가진다. 프로세스 카트리지(2)는, 감광체 드럼 유닛(2a)과 현상 유닛(2b)으로 구성된다.

감광체 드럼 유닛(2a)에서, 감광체 드럼(21)은 클리닝 프레임(cleaning frame)(24)에 회전가능하게 설치되어 있다. 감광체 드럼(21) 주변 상에는, 감광체 드럼(21)의 표면을 균일하게 대전시키기 위한 1차 대전 수단인 대전 롤러(23), 및 감광체 드럼(21)의 표면으로부터 현상제(토너)를 제거하기 위한 클리닝 블레이 드(28)가 배치되어 있다.

현상 유닛(2b)은, 현상제 담지체인 현상 롤러(22)와, 토너가 수용된 토너 용기(70)와, 현상 챔버(71)로 구성된다. 현상 롤러(22)는 현상 챔버(71)에 의해 회전가능하게 지지된다. 현상 롤러(22)의 주위로는, 현상 롤러(22)와 접촉해서 화살표 Z 방향으로 회전가능한 토너 공급 롤러(72)와 현상제 규제 부재(73)가 배치되어 있다. 토너 용기(70) 내에는, 토너 교반 기구(74)가 설치되어 있다. 현상 프레임과 현상제 규제 부재(73) 사이에서 현상제(토너)가 새는 것을 방지하는 밀봉 부재인 현상 블레이드 시일(94)이 설치되어 있다.

다음으로, 프로세스 카트리지(2)의 동작에 대해서 이하에 설명한다. 우선, 토너 교반 기구(74)에 의해 토너가 토너 공급 롤러(72)에 반송된다. 토너 공급 롤러(72)는, 도 2의 화살표 Z 방향으로 회전함으로써, 토너를 현상 롤러(22)에 공급한다. 현상 롤러(22) 위로 공급된 토너는, 현상 롤러(22)의 Y 방향의 회전에 의해 현상제 규제 부재(73)에 도달한다. 현상제 규제 부재(73)는, 소정의 전하량을 부여하고, 토너의 층 두께를 규제해서 소정의 토너 박층(thin toner layer)을 형성한다. 현상제 규제 부재(73)에 의해 규제된 토너는, 감광체 드럼(21)과 현상 롤러(22)가 서로 접촉한 현상부에 반송되고, 이 토너는 현상 롤러(22)에 인가된 현상 바이어스에 의해 감광체 드럼(21) 위로 현상된다. 이 토너를 사용해서 현상된 화상이 중간 전사체(도 1의 부호 35)에 1차 전사된 후, 감광체 드럼 위에 잔류한 토너가 폐토너로서 클리닝 블레이드(28)에 의해 제거된다. 제거된 폐 토너는, 폐토너실(waste-toner room)(30)에 축적된다. 도 3은, 도 2의 구성에 클리닝 블레이드 시일(94b)을 추가한 장치이다. 본 발명에 따른 밀봉 부재는, 클리닝 블레이드 시일 및 롤러의 단부 시일 등에도 사용할 수 있다.

현상 유닛

본 발명의 제1 실시 형태에 따른 현상 유닛(2b)의 시일 구성에 대해서 도 4 내지 도 8을 사용해서 이하에 설명한다. 도 4는 현상 유닛의 개략 단면도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 현상 블레이드 시일(94)의 성형 전의 상태의 개략 정면도이다. 도 6은 현상 블레이드 시일(94)의 성형 전의 상태의 개략 평면도이다. 도 7은 현상 블레이드 시일(94)의 성형 후의 상태의 개략 정면도이다. 도 8은 현상 블레이드 시일(94)의 성형 후의 상태의 개략 평면도이다.

도 4 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 현상 챔버(71)는, 토너 용기(70)에 수용된 토너를 현상 롤러(22)에 공급하는 데에 이용하기 위한 현상 개구(71a)를 갖고 있다. 현상 롤러(22) 및 현상 롤러(22) 상의 토너량을 규제하는 현상제 규제 부재(73)는 현상 개구(71a) 근방에 배치되어 있다. 현상제 규제 부재(73)는, 예를 들어 강판으로 이루어지는 지지판(73a)과, 스테인리스 강판 혹은 인 청동판으로 이루어지는 현상 블레이드(73b)를 결합하여 이루어지는 것이다. 현상제 규제 부재(73)는 현상 챔버(71)의 양단부에서 스크루(screw)에 의해서 고정부에 고정되고, 지지된다. 이와 달리, 현상제 규제 부재(73)는 지지판과 고무 요소를 일체적으로 성형하는 이루어질 수도 있을 것이다. 현상 개구(71a)의 길이 방향 양단부에는, 현상 챔버(71)와 현상 롤러(22)의 주위 사이의 간극을 밀봉하기 위한 단부 시일 부재(95a, 95b)가 배치되어 있다. 단부 시일 부재(95a, 95b)는, 예를 들어 펠 트(felt) 또는 섬유를 엮어서 형성되는 파일(pile), 혹은 정전식 모(flock)로 표면이 피복되는 유연한(flexible) 부재일 수 있으며, 현상 롤러 주위면 및 현상제 규제 부재(73)의 이면과 압접하여 충분한 밀봉 능력을 유지할 수 있다.

밀봉 부재의 성형

다음으로, 현상 블레이드 시일(94)을 성형하는 공정을 도 9 내지 도 11을 사용해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 현상 유닛(2b)에 시일 금형(83)을 형 체결한 상태의 수지 주입부의 개략 단면도이다. 도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 현상 유닛(2b)에 현상 블레이드 시일(93)을 성형하는 상태의 개략 단면도이다. 도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 현상 블레이드 시일(94)을 성형하는 상태의 개략 정면도이다.

도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 현상 챔버(71)의 현상 개구(71a) 상부에는, 제1 단부의 단부 시일 부재(95a)와 제2 단부의 단부 시일 부재(95b) 사이에 시일 형성부(71d)가 설치되어 있다. 시일 형성부(71d)는 주입되는 시일을 수용하는 오목부(71d1)와 금형이 접촉할 수 있는 접촉면(71d2, 71d3)을 포함한다. 길이 방향의 소정 개소에는, 구멍부(75a, 75b)를 통해서 시일 형성부(71d)의 오목부(71d1)와 연통하는 원통 형상의 주입구(76a, 76b)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 중앙으로부터 거의 동일한 거리만큼 떨어진 두 위치에 주입구(76a, 76b)를 설치하고 있다. 그러나, 다른 구성도 적용가능하다. 예를 들면, 주입구를 길이 방향의 거의 중앙부의 한 위치에 설치할 수도 있으며, 세 위치 이상에 설치할 수도 있을 것이다.

현상 블레이드 시일(94)을 성형하기 위해서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 현상 챔버(71)의 시일 형성부(71d)의 접촉면(71d2, 71d3)에 시일 형상을 가지도록 파 넣은 시일 금형(83)을 접촉시킨다. 다음에, 현상 챔버(71)의 길이 방향의 2군데에 설치된 주입구(76a, 76b)에 수지 주입 장치의 게이트(82a, 82b)를 상방으로부터 접촉시킨다. 현상 블레이드 시일(94)을 형성하는 열가소성 엘라스토머를 상기 수지 주입 장치의 게이트(82a, 82b)를 통해 현상 챔버(71)의 주입구(76a, 76b)에 주입하면, 도 10에 나타낸 바와 같이 현상 챔버(71)의 시일 형성부(71d)의 오목부(71d1)와 시일 금형(83)에 의해 형성된 공간으로 열가소성 엘라스토머가 흐르게 된다. 길이 방향의 2군데로부터 주입된 열가소성 엘라스토머는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 시일 형성부(71d)의 오목부(71d1)와 시일 금형(83)에 의해 형성된 공간 내의 길이 방향 양측으로 흐른다. 상기의 성형 방법 이외에도, 현상 챔버(71)에 대하여(2) 2색 성형(two-color molding), 인서트 성형(insert molding)이 시일 부재를 형성하는 데에 이용될 수도 있을 것이다.

밀봉 부재로서 발포 우레탄 폼을 사용한 종래 기술의 경우, 발포 우레탄 폼을 용기에 고정할 때에 사용되는 양면 테이프의 박리지가 폐재로서 발생한다. 이와 대조적으로, 본 실시예에서는, 핫 러너 기구(hot runner machanism)를 갖는 성형 장치를 이용하여 밀봉 부재를 현상 프레임 위로 성형한다. 따라서, 양면 테이프의 박리지와 같은 폐재의 발생을 피할 수 있다.

토너

이하에 토너에 대해서 설명한다. 본 발명에 사용되는 토너는 특별한 하나로 한정되지 않는다. 예를 들면, 결착 수지, 착색제, 왁스 성분을 함유하는 토너 입자에, 무기미분체(inorganic fine powder)가 외부로부터 첨가된 토너를 적절하게 사용할 수 있다. 상기 토너를 구성하는 결착 수지로서는, 예를 들어 일반적으로 사용되고 있는 스티렌-아크릴계 공중합체, 스티렌-메타크릴계 공중합체, 에폭시 수지, 스티렌- 부타디엔 공중합체를 들 수 있다. 상기 토너를 구성하는 착색제로서는, 예를 들어 유기 안료, 유기 염료, 무기 안료를 들 수 있다. 상기 착색제는, 바람직하게는 중합성 단량체 또는 결착 수지 100 질량부에 대하여 약 1 질량부 내지 20 질량부를 첨가해서 사용할 수 있다. 상기 토너를 구성하는 왁스 성분으로서는, 예를 들어 탄화수소계 왁스를 들 수 있다. 왁스 성분은, 결착 수지의 전량에 대하여 약 4.0 질량% 내지 25 질량%를 첨가해서 사용한다. 상기 토너에 함유되는 무기미분체로서는, 예를 들어 실리카 미분체, 산화티타늄 미분체, 알루미나 미분체 또는 그것들의 복합 산화물 미분체를 포함한다.

밀봉 부재의 분자량 특성 및 분자량 측정 조건

본 발명의 제1 실시 형태에 따른 밀봉 부재의 분자량 분포에 대해서 설명한다. 전술한 설명에 있어서, 밀봉 부재는, 적어도 공중합체와 가소제를 함유하는 열가소성 엘라스토머이다. 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정되는 상기 열가소성 엘라스토머의 테트라히드로푸란(THF) 가용분의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 각각 적어도 1개의 피크가 존재하고, 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 30% 이하이다.

다음으로, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 상기 열가소성 엘라스토머의 THF 가용분의 분자량 분포 및 분자량의 측정 방법에 대해서 설명한다. 우선, 실온에서 약 24 시간 동안 실온에서 열가소성 엘라스토머를 THF에 용해하였다. 얻어진 용액을, 포어 직경(pore diameter)이 약 0.2μm인 내용제성 막필터(solvent resistance membrane filter) "마이쇼리 디스크(mai shori disuku)"[도소사(Tosoh Corporation) 제조]를 통해 여과해서 샘플 용액을 얻었다. 이 샘플 용액은, THF 가용분의 농도가 약 0.8 질량%가 되도록 조정한다. 이 샘플 용액을 사용하여, 이하의 조건에서 측정했다.

컬럼(Column): 도소사의 TSK 가드 컬럼(guard column) 수퍼(Super) H-H×1 + TSK 겔(gel) HM-M×2 + TSK 겔(gel) 수퍼(Super) H2000×1

용리액(Eluent): 테트라히드로푸란(THF)

검출기(Detector): 시차 굴절률계(Differential refractometer, RI), 자외가시 검출기(Ultraviolet-visible detector)(UV:254nm)

오븐 온도: 40.0 ℃

시료주입량: 50μl

시료의 분자량의 산출을 위하여, 표준 폴리스티렌 수지(예를 들어, 도소사 제조의 상품명 "TSK 스탠다드 폴리스티렌 F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500")을 사용해서 작성한 분자량 교정 곡선을 사용했다.

현상제 밀봉부의 구성

본 발명의 제1 실시 형태에 따른, 현상제 수용부로부터 현상제가 누설되는 것을 방지하는 현상제 밀봉부의 구성에 대해서 도 12 및 도 13을 사용해서 설명한다. 한 예시적인 구성이 도 12a에 나타나 있다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재[현상 블레이드 시일(94)]는 현상 챔버(71)의 시일 형성부(71d)의 오목부(71d1)에 설치되고, 현상 프레임[현상 챔버(71)]과 현상제 규제 부재(73) 사이에서 토너가 현상 유닛(2b) 외부로 누설되지 않도록 충분한 밀봉성을 유지하고 있다. 현상 블레이드 시일(94)의 단면부는 현상제 규제 부재(73)의 시일 접촉면에 대하여 경사지는 립(lip) 형상을 가진다. 본 발명에 있어서, "현상제 수용부"는 현상제가 보유되는 영역이며, 토너 용기뿐만 아니라, 현상 챔버 등이 해당한다. 그 때문에, 현상제가 누출되는 곳은, 프로세스 카트리지 내부에 있어서 본래 현상제가 존재하지 않는 장소일 수 있을 것이다.

현상제 규제 부재(73)를 현상 챔버(71)에 설치한 상태에서는, 도 12b에 나타낸 바와 같이, 현상 블레이드 시일(94)이 현상 챔버(71)와 현상제 규제 부재(73) 사이에서 X 방향으로 휘어, 토너가 누설되지 않도록 밀봉하고 있다. 현상 블레이드 시일(94)의 X 방향의 휨량은, 토너의 밀봉성과 현상제 규제 부재(73)에 대한 반발력의 관점에서, 대략 0.3 내지 1.8mm로 설정하는 것이 바람직하다. 열가소성 엘라스토머의 성형성, 현상 챔버(71)의 치수 정밀도의 관점에서, 현상 블레이드 시일(94)의 립 높이 L1은 2.0 내지 4.0mm, 립 폭 B1은 1.0 내지 2.5mm, 오목부(71d1)의 폭 B3은 1.5 내지 2.0mm, 오목부(71d1)의 깊이 L2는 0.5 내지 2.0mm인 것이 바람직하다.

도 13a 및 도 13b에 나타낸 바와 같이, 단면부를 다각형 형상(도 13a) 또는 삼각형 형상(도 13b)으로 하고, 그 후에 소정의 변형량만큼 압축 변형 시킬 경우에도 현상 블레이드 시일(94)을 성형하는 것은 가능하다. 그러나, 도 13에 도시된 구성의 경우, 현상제 규제 부재(73)에 대한 반발력이 X 방향의 변형량 증가에 따라 도 12의 휨 변형 구성보다 다 크게 상승한다. 이로 인해, 본 실시 형태는, 도 12에 나타낸 바와 같이 현상 블레이드 유닛(73)에 대한 반발력을 최소화하기 위해서 립 형상으로 해서 휘게 하는 구성을 가진다. GPC에 의해 측정되는 상기 열가소성 엘라스토머의 THF 가용분의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 각각 적어도 1개의 피크가 존재하고, 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 30% 이하이다.

상기의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 피크를 갖는 경우에, 밀봉 부재의 반발력이 적절하게 되고, 현상 챔버(71) 및 현상제 규제 부재(73)의 변형없이 양호한 밀봉성을 유지할 수 있다. 추가적으로, 크리프(creep) 현상에 대한 저항력이 높아, 양호한 밀봉성을 장시간 동안 유지할 수 있게 된다. 또한, 분자량이 5,000 이하인 성분의 대부분은 가소제에 유래하는 것이라고 생각된다. 특히, 분자량이 800 이하인 성분은 스며나오기 쉬우며, 토너에 대한 영향도가 높기 때문에, 그 함유량이 적은 것이 바람직하다. 따라서, 전술한 분자량 분포에 있어서, 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 30% 이하인 경우에는, 가소제의 스며나옴의 영향을 문제가 없는 정도까지 억제할 수 있다. 이 성분의 비율은 10% 이하인 것이 바람직하다. 상기한 분자량 분포에 있어서, 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 피크가 없고, 분자량이 200,000을 초과하는 영역에 피크가 있을 경우, 밀봉 부재 전체의 경도가 높아지고, 밀봉 부재의 반발 탄성이 높아져서, 현상 챔버(71) 및 현상제 규제 부재(73)가 변형하기 쉬워진다. 분자량이 4,000 이하인 영역에 피크가 없고, 분자량이 4,000을 초과하는 영역에 피크가 있는 경우에는, 가소제의 분자량이 지나치게 높다고 생각되고, 충분한 가소 효과가 얻어지지 않으며, 밀봉 부재의 반발 탄성이 높아져, 현상 챔버(71) 및 현상제 규제 부재(73)가 변형하기 쉬워진다. 추가적으로, 수지의 점도가 높아지고, 성형성이 저하되기 때문에, 길이 전역에 열가소성 엘라스토머를 성형하기 위해서는, 밀봉 부재[현상 블레이드 시일(94)]의 높이 L1, 립 폭 B1, 오목부(71d1)의 폭 B3, 오목부(71d1)의 깊이 L2를 크게 취하는 것이 필요하다. 이로 인해, 재료의 사용량이 증가하는 것에 의한 비용의 증대 및 스페이스의 증대가 야기된다.

상기의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 30,000을 초과하는 영역에 피크가 없고, 분자량이 30,000 미만인 영역에 피크가 있을 경우, 상기 열가소성 엘라스토머 자체의 크리프 현상에 대한 저항력이 저하한다. 이로 인해, 밀봉 부재를 약 50℃ 의 환경에 한 달 이상 방치한 경우에, 밀봉 부재의 크리프 변형이 진행되기 때문에, 토너 밀봉성이 저하한다.

상기의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 5,000 이하인 영역에 있어서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 30%을 초과할 경우, 밀봉 부재를 50℃ 환경 하에서 2주일 이상 방치한 경우에, 열가소성 엘라스토머에 함유되는 가소제가 스며나온다. 가소제가 스며나오면, 토너의 입자의 융착이 발생하고, 세로 줄무늬와 같은 화상 불량이 발생한다.

열가소성 엘라스토머로서 스티렌계 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다. 대부분의 경우에, 현상 챔버로는 하이 임팩트 폴리스티렌(HI-PS)이 사용된다. 밀봉 부재로서 스티렌계 엘라스토머를 사용한 경우에는, 밀봉 부재 및 현상 챔버 양자가 스티렌계의 재료로 구성되어, 밀봉 부재를 현상 챔버 상에 직접 성형했을 경우의 밀착성이 양호해진다. 추가적으로, 양자가 모두 스티렌계의 재료로 구성되기 때문에, 재생 이용시에 분리할 필요가 없어진다. 스티렌계 엘라스토머로는, 폴리스티렌 블록(10 내지 40 질량%)과 엘라스토머 블록(60 내지 90 질량%)을 가지는 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 함유하는 가소제로는, 정제한 파라핀 오일을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 열가소성 엘라스토머 내의 가소제의 비율은 60 내지 80 질량%인 것이 바람직하다. 열가소성 엘라스토머의 THF 불용분량은 5 질량% 내지 30 질량%인 것이 바람직한데, 이는 적당한 반발 탄성이 얻어지기 때문이다. 열가소성 엘라스토머의 THF 불용분량이 7 질량% 내지 20 질량%인 것이 보다 바람직하다.

실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5

핫 러너 기구를 갖는 성형 장치를 사용하여, 도 9 내지 도 11과 같이 현상 블레이드 시일을 성형했다. 형 내에의 로딩(loading)은 약 180℃로 가열하면서 수수행하였다. 실시예 1에서, 밀봉 부재를 형성하는 열가소성 엘라스토머로서, 폴리스티렌 블록 25 질량%와 엘라스토머 블록 75 질량%를 갖는 공중합체와, 정제한 파 라핀 오일(가소제)로 이루어지는 것을 사용했다. 이 열가소성 엘라스토머 내의 가소제의 비율은 75 질량%이며, 열가소성 엘라스토머의 THF 불용분량은 12 질량%이었다.

본 실시예에서 사용한 열가소성 엘라스토머의 분석 결과 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 실시예 2 내지 5, 비교예 1 내지 5는 거의 동일한 처방을 가지며, 분자량을 각각 조정한 것을 사용했다. 표 1에서, Ex1 내지 Ex5는 실시예 1 내지 실시예 5를 각각 나타내고, C.Ex1 내지 C.Ex5는 비교예 1 내지 비교예 5를 각각 나타낸다. 표 1에서, 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 5에 있어서의 "밀봉 부재의 크리프", " 화상내 줄무늬", "주변 부재의 변형"의 각각의 평가 방법은 아래와 같다.

밀봉 부재의 크리프: 40℃ 및 95% RH(고온 고습)의 환경에서 30일 동안 밀봉 부재를 방치한 후, 현상 블레이드 시일(94)의 립 높이 L1의 변화 정도를 관찰하고 평가함.

화상내 줄무늬: 23℃ 및 55% RH(상온 상습)와, 30℃ 및 80% RH(고온 고습)의 각 환경에서, 인자율(page coverage rate)이 1%인 화상을 연속해서 23,000매 출력한 후, 화상내 줄무늬의 유/무를 평가함.

주변 부재의 변형: 현상 블레이드 시일이 접촉하는 현상 규제 부재의 변형을 육안으로 검사하고 평가함.

본 발명이 예시적인 실시 형태들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 아래의 청구항들의 범위는 모든 변형과 등가 구조 미 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.

도 1은 화상 형성 장치의 전체 구성의 개략 단면도.

도 2는 프로세스 카트리지의 개략 단면도.

도 3은 다른 프로세스 카트리지의 개략 단면도.

도 4는 현상 유닛의 개략 단면도.

도 5는 현상 유닛의 현상 블레이드 시일(blade seal) 성형 전의 상태의 개략 정면도.

도 6은 현상 유닛의 현상 블레이드 시일의 성형 전의 상태의 개략 평면도.

도 7은 현상 유닛의 현상 블레이드 시일의 성형 후의 상태의 개략 정면도.

도 8은 현상 유닛의 현상 블레이드 시일의 성형 후의 상태의 개략 평면도.

도 9는 현상 유닛에 시일 금형을 형 체결한 상태의 수지 주입부의 개략 단면도.

도 10은 현상 유닛에 현상 블레이드 시일이 성형되는 상태의 개략 단면도.

도 11은 현상 블레이드 시일이 성형되는 상태의 개략 정면도.

도 12a 및 도 12b는 현상 블레이드 시일의 개략 단면도.

도 13a 및 도 13b는 현상 블레이드 시일의 다른 형태의 개략 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 프로세스 카트리지 2a: 감광체 드럼 유닛

2b: 현상 유닛 21: 감광체 드럼

22: 현상 롤러 23: 대전 롤러

24: 클리닝 프레임 28: 클리닝 블레이드

30: 폐토너실 35: 중간 전사체

70: 토너 용기 71: 현상 챔버

Claims

전자 사진 화상 형성 장치의 본체로부터 탈거가능한 프로세스 카트리지의 현상제 수용부로부터 상기 현상제 수용부의 외부로 현상제가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재이며,

상기 밀봉 부재는 적어도 공중합체와 가소제를 함유하는 열가소성 엘라스토머(elastomer)로 구성되며,

겔 퍼미에이션 크로마토그래피(gel permeation chromatography)에 의해 측정되는 상기 열가소성 엘라스토머의 테트라히드로푸란 가용분의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 각각 적어도 1개의 피크가 존재하고, 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 0% 이상 30% 이하인 밀봉 부재.
제1항에 있어서, 상기 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율은 0% 이상 10% 이하인 밀봉 부재.
제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 현상제 규제 부재와 현상 프레임 사이에서 현상제가 누설되는 것을 방지하도록 구성되는 부재이고, 상기 현상제 규제 부재는 현상제 담지체 상의 현상제의 층 두께를 규제하도록 구성되는 밀봉 부재.
전자 사진 화상 형성 장치의 본체로부터 탈거가능한 프로세스 카트리지이며, 상기 프로세스 카트리지는,

현상제 수용부와,

상기 현상제 수용부로부터 상기 현상제 수용부의 외부로 현상제가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재를 포함하고,

상기 밀봉 부재는 적어도 공중합체와 가소제를 함유하는 열가소성 엘라스토머이며,

겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의해 측정되는 상기 열가소성 엘라스토머의 테트라히드로푸란 가용분의 분자량 분포에 있어서, 분자량이 4,000 이하인 영역 및 분자량이 30,000 내지 200,000인 영역에 각각 적어도 1개의 피크가 존재하고, 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량 800 이하인 성분의 비율이 0% 이상 30% 이하인 프로세스 카트리지.
제4항에 있어서, 상기 분자량이 5,000 이하인 영역에서의 분자량이 800 이하인 성분의 비율은 0% 이상 10% 이하인 프로세스 카트리지.
제4항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 현상제 규제 부재와 현상 프레임 사이에서 현상제가 누설되는 것을 방지하는 부재이고, 상기 현상제 규제 부재는 현상제 담지체 상의 현상제의 층 두께를 규제하도록 구성되는 프로세스 카트리지.