KR101280042B1 - 화상형성장치용 현상기의 공급롤러 및 그의 제조방법 - Google Patents

화상형성장치용 현상기의 공급롤러 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

소형이면서 화상품질 저하를 유발하는 고스트 현상 및 토너눈메꿈 현상을 방지할 수 있으면서, 우수한 토너 공급 성능을 나타내는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러 및 그의 제조방법을 제안된다. 본 발명에 따른 화상형성장치용 현상기의 공급롤러는 샤프트 및 샤프트의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재를 포함하고, 도전성 탄성부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이다.
공급롤러, 도전성 탄성부재

Description

화상형성장치용 현상기의 공급롤러 및 그의 제조방법{Feeding roller for toner carrier of image forming apparatus and manufacturing method of the same}
도 1은 화상형성장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치용 현상기의 공급롤러의 사시도이다.
{도면의 주요 부호에 대한 설명}
1 화상형성장치 11 감광체
12 현상기 13 공급롤러
13a 샤프트 13b 도전성 탄성부재
14 토너 15 토너층 규제장치
16 대전롤러 17 클리닝 블레이드
18 광주사장치 19 전사롤러
본 발명은 화상형성장치용 현상기의 공급롤러 및 그 제조방법에 관한 것으 로서, 상세하게는 소형이면서 화상품질 저하를 유발하는 고스트 현상 및 토너눈메꿈 현상을 방지할 수 있으면서, 우수한 토너 공급 성능을 나타내는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
화상형성장치는 광주사장치를 이용하여 감광체에 잠상을 형성하고 토너조성물을 포함하는 현상기로부터 토너를 공급받아 토너를 현상하여 화상을 형성하는 장치이다. 화상형성장치에는 각각의 동작 수행에 필요한 복수의 롤러를 포함하고 있으며, 이 중 현상기 내부의 토너를 외부로 공급하는 롤러를 공급롤러라 한다.
이하에서는, 도 1을 참조하여 화상형성장치에서 화상을 형성하는 일반적인 화상형성과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 화상형성장치의 개략도이다.
먼저, 감광체(11)는 대전롤러(16)에 의해 대전되고, 광주사장치(Laser Scanning Unit, LSU)(18)는 대전된 감광체(11)에, 현상될 화상의 정전기적 잠상을 형성한다.
현상기 내부의 토너(14)는 공급롤러(13)에 의하여 현상롤러(12)에 공급된다. 현상롤러(12)에 공급된 토너는 토너층 규제장치(15)에 의하여 균일한 두께의 박층화가 되는 동시에 현상롤러(12)와 토너층 규제장치(15)의 상호작용에 의하여 고마찰 대전된다.
토너층 규제장치(15)를 통과한 토너가 감광체(11)를 만나면, 감광체(11) 상에 형성된 잠상에 현상된다. 현상된 토너는 전사롤러(19)에 의하여 인쇄용지에 전사되어, 인쇄용지에 완전히 정착되게 되고, 화상이 형성된다.
감광체(11)상에 현상된 토너는 인쇄된 후에도 잔류하면, 클리닝 블레이드(17)에 의하여 청소된다. 클리닝 블레이드(17)에 의해 감광체(11)로부터 분리되는 토너는 별도로 수집되어 추후 분리되어 폐기된다.
화상형성장치에서 공급롤러(13)는 현상롤러(12)나 토너층 규제장치(15)와의 상호작용에 의해서 토너가 일정 기준치의 균일한 대전량(q/m)을 갖도록 하고, 현상 롤러에 토너를 공급하며, 미현상된 토너를 다시 현상기로 반송하는 롤러이다.
공급롤러의 재료물질로는 일반적으로 폴리우레탄 폼 또는 실리콘 폼이 사용된다. 이 중, 폴리우레탄 폼은 실리콘 폼과 비교하여 저경도이고 원재료비가 낮은 장점을 가지고 있다.
최근 화상형성장치에 대하여, 소형화, 장수명화, 및 저온 정착성, 광택이 있는 화상 형성과 같은 특성이 요구되었다. 특히, 컬러화상형성장치의 경우에는 각 컬러별 현상기를 구비하여야 하는 이유로 소형화의 요청이 더욱 증가하고 있다.
그러나, 화상형성장치의 소형화를 위하여 각 부품을 소형화하는 가운데, 공급롤러를 소형화한 경우에 문제가 발생하였다. 공급롤러가 소형화되면, 그의 외경이 작아질 수 밖에 없고, 공급롤러의 외경이 작아지면서, 토너 공급성 불량, 화상의 고스트 현상 발생, 토너 눈메꿈 현상 발생과 같은 문제점이 나타나게 되었다.
고스트 현상이란, 소형화된 공급롤러에 의하여 토너가 공급되면서 토너의 대전이 불균형을 이루어 이러한 불균형이 최종으로 형성되는 화상에 반영되어 의도하지 않은 잔상이 나타나는 현상을 의미한다.
또한, 토너눈메꿈 현상이란, 공급롤러의 공극부분이 미세한 토너입자로 메꿔 지면서 공급롤러의 공급성이 불량해지는 현상을 의미한다. 토너눈메꿈 현상에 의한 문제점은 공급롤러의 소형화에 따라 더욱 부각되게 되었다.
따라서, 화상형성장치의 소형화 요청에 부응하여 소형으로 제작가능하면서, 또한, 소형화로 인한 문제점을 극복할 수 있는 특성을 갖는 공급롤러가 요청되게 되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소형이면서 화상품질 저하를 유발하는 고스트 현상 및 토너눈메꿈 현상을 방지할 수 있으면서, 우수한 토너 공급 성능을 나타내는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치용 현상기의 공급롤러는 샤프트; 및 샤프트의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재;를 포함하고, 도전성 탄성부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이다.
바람직하게는, 샤프트의 외경이 4.0 mm 내지 6.0 mm이다.
또한, 도전성 탄성부재는 폴리우레탄, 도전성 첨가제, 발포제, 및 정포제를 포함한다.
폴리우레탄은 촉매하에서 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조된 것이 바람직하고, 촉매는 유기금속화합물, 아민계 화합물 및 이들의 혼합물 중 선택되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 촉매로 사용되는 유기금속 화합물이 주석계, 납계, 철계, 및 티탄계 유기 금속 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물이다.
또한, 촉매로 사용되는 아민계 화합물은 3급 아민인 것이 바람직하다.
바람직하게는 도전성 첨가제는 말단에 히드록시기를 갖는 화합물이고, 폴리알킬렌 글리콜을 포함한다.
또한, 폴리알킬렌 글리콜은, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라 메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜-폴리프로필렌 글리콜 공중합체, 비스페놀A의 에틸렌옥사이드 개환 부가물, 및 비스페놀A의 프로필렌 옥사이드 개환 부가물로 구성된 군으로부터 선택된다.
나아가, 폴리알킬렌 글리콜의 분자량은 300 내지 3,000인 것이 바람직하다.
폴리알킬렌 글리콜 이외에도, 도전성 첨가제는 알칼리 금속염, 및 알칼리 토금속염 중 하나 또는 그 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 발포제는 물 및 할로겐화 알칸 중 어느 하나이고, 할로겐화 알칸은 트리클로로플루오로메탄(trichlorofluoromethane)이다.
바람직하게는, 정포제가 실리콘 정포제이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 폴리우레탄, 도전성 첨가제, 발포제, 및 정포제를 포함하는 도전성 탄성부재를 제조하는 단계; 도전성 탄성부재를 원통형상으로 절단하고, 중심부에 샤프트 형상의 홀을 형성하는 단계; 및 홀에 샤프트를 압입하고 가열시켜, 도전성 탄성부재 및 샤프트를 접착시키는 단계;를 포함하고, 도전성 탄성부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm인 화상형성장치용 현상기 공급롤러 제조방법이 제공된다.
바람직하게, 샤프트의 외경은 4.0 mm 내지 6.0 mm이다.
이하에서, 첨부된 도면 및 본 발명에 따른 실시예를 참조하여 본 발명에 대하여 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치용 현상기의 공급롤러(13)의 사시도이다. 공급롤러(13)는 샤프트(13a) 및 샤프트(13a)의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재(13b)를 포함한다.
바람직하게는 도전성 탄성부재(13b)의 밀도가 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이다.
도전성 탄성부재(13b)를 제조하여 이를 원하는 외경을 갖도록 원통형상으로 절단한다. 도전성 탄성부재(13b)는 샤프트(13a)의 압입을 위하여 중심부에 샤프트 형상의 홀을 형성하게 된다. 샤프트(13a)는 외경이 4.0 mm 내지 6.0 mm인 것이 바람직하므로, 홀의 형상을 샤프트(13a)의 외경과 일치시켜야 한다.
홀이 형성되면, 샤프트(13a)는 도전성 탄성부재(13b)에 압입되고, 소정의 절차를 거쳐 공급롤러(13)가 제조된다.
샤프트(13a)는 롤러제조에 사용되는 어떠한 것이든 사용될 수 있고, 다만 외 경이 4.0 mm 내지 6.0 mm인 것이 바람직하다.
샤프트(13a)는 금속제인 것이 바람직한데, 예를 들면 알루미늄, 철 또는 니켈과 같은 금속이 포함된 합금일 수 있다.
도전성 탄성부재(13b)는 폴리우레탄, 도전성 첨가제, 발포제, 및 정포제를 포함한다.
본 발명에 사용될 수 있는 폴리우레탄은 2개이상의 활성수소를 가지는 화합물과 2개이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물을 촉매하에서 첨가제와 함께 혼합하고 발포 경화시킨 폴리우레탄일 수 있다.
2개 이상의 활성수소를 가지는 화합물로는 폴리올이 있는데, 폴리올의 예로는 말단에 히드록시기를 갖는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르에스테르폴리올 등이 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 아크릴 변성 폴리올, 및 실리콘 변성 폴리올과 같은 변성 폴리올도 본 발명의 공급롤러에 사용되는 폴리우레탄에 사용될 수 있다.
2개 이상의 이소시아네이트 기를 가지는 화합물에는 폴리이소시아네이트가 있는데, 이의 예로는 트릴렌 디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 및 이들의 혼합물이 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 변성 폴리이소시아네이트도 사용될 수 있다.
바람직하게는, 폴리우레탄은 촉매하에서 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조되고, 촉매는 유기금속화합물, 아민계 화합물 및 이들의 혼합물 중 선택되는 것이 바람직하다.
촉매는 발포특성, 반응시간, 폴리우레탄 폼의 통기성 향상, 밀도 편차 최소화 등을 고려하여 그 종류 및 사용량을 결정한다.
바람직하게는 촉매로 사용되는 유기금속 화합물이 주석계, 납계, 철계, 및 티탄계 유기 금속 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물이다. 촉매로 사용되는 아민계 화합물은 3급 아민인 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 촉매가 3급 아민 및 주석계 촉매 중 선택되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 도전성 첨가제는 말단에 히드록시기를 갖는 화합물이고, 폴리알킬렌 글리콜을 포함한다. 폴리알킬렌 글리콜 이외에도, 도전성 첨가제는 알칼리 금속염, 및 알칼리 토금속염 중 하나 또는 그 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다.
폴리알킬렌 글리콜은 직쇄형, 또는 분기형 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 테트라 메틸렌 글리콜, 1,3-부타디올, 1,4-부타디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 비스페놀 A 등의 축합물일 수 있다. 즉, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라 메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜-폴리프로필렌 글리콜 공중합체, 비스페놀A의 에틸렌옥사이드 개환 부가물, 비스페놀A의 프로필렌 옥사이드 개환 부가물일 수 있다.
또한, 폴리 아디페이트 디올, 폴리카보네이트 디올, 폴리카프로락톤 디올과 같은 폴리에스테르 디올 또한 말단에 히드록시기를 갖는 화합물로서 사용될 수 있다.
폴리알킬렌 글리콜 또는 폴리알킬렌 디올의 분자량은 300 내지 3,000인 것이 바람직하다. 분자량이 300미만일 경우에는 미반응물이 표면으로 이행되는 문제가 있고, 분자량이 3,000이상일 경우에는 점도가 너무 높아 폴리우레탄 폼형성이 되지 않는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 도전성 첨가제로서 사용될 수 있는 금속염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 과염소산염, 이들의 염소산염, 이들의 염산염, 이들의 브롬산염, 이들의 옥소산염, 이들의 붕불화 수소산염, 이들의 황산염, 이들의 에틸 황산염, 이들의 카르본산 염, 및 이들의 술폰산 염을 예로 들 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 금속염이 과염소산 리튬이다.
알칼리 금속으로는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 및 세슘을 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 리튬이 사용될 수 있다.
또한, 알칼리 토금속으로는 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 및 라듐을 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 말단에 수산기를 가지는 도전성 첨가제의 첨가량은 폴리올에 대해서 3phr 내지 100phr(parts per hundred rubber)이다. 3phr이하일 경우에는 발포체에 원하는 도전성을 부여하기 어렵고, 100phr이상일 경우에는 폼의 붕괴, 불규칙한 셀의 형성과 같은 문제점이 발생한다.
발포제는 형성될 폴리우레탄에 기포를 형성시켜 폼(foam)형성에 기여한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 발포제는 폴리우레탄 발포에 사용될 수 있는 발포제라면 어떤 것이든 사용될 수 있다.
바람직하게는, 발포제는 물 및 할로겐화 알칸과 같은 저비점 물질 중 어느 하나일 수 있다. 할로겐화 알칸의 예로는 트리클로로플루오로메탄(trichlorofluoromethane)을 들 수 있다. 바람직하게는 발포제는 물이다.
정포제는 표면장력을 낮추어 혼화성을 향상시키고 발포제에 의해 생성된 기포의 크기를 균일하게 하며 폴리우레탄 폼의 셀구조를 조절하여 발포체에 안정성을 부여한다.
바람직하게는 정포제가 실리콘 정포제이다.
정포제는 폴리우레탄 형성을 위하여 첨가되는 폴리올에 대해 0.1phr 내지 5phr의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 정포제의 함량이 0.1phr 이하일 경우에는 정포제의 기능을 보장할 수 없고, 5phr 이상일 경우에는 영구압축줄음률 등의 물성에 불리한 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 폴리우레탄, 도전성 첨가제, 발포제, 및 정포제를 포함하는 도전성 탄성부재를 제조하는 단계; 도전성 탄성부재를 원통형상으로 절단하고, 중심부에 샤프트 형상의 홀을 형성하는 단계; 및 홀에 샤프트를 압입하고 가열시켜, 도전성 탄성부재 및 샤프트를 접착시키는 단계;를 포함하는 화상형성장치용 현상기 공급롤러 제조방법이 제공된다.
본 제조방법에 의하여 제조되는 도전성 탄성부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm인 것이 바람직하다.
또한, 샤프트의 외경은 4.0 mm 내지 6.0 mm인 것이 바람직하다.
실시예
[ 공급롤러의 제조]
먼저 도전성 탄성부재를 제조한다. 폴리 에스테르 폴리올로서, GP-3000(한국 포리올사제, 히드록시기 가 54 mgKOH/g) 및 KE-848(한국 포리올사제, 히드록시기 가 30 mgKOH/g)에 발포제로서 물, 정포제로서 실리콘 정포제, 촉매와 말단에 수산기를 가지는 도전성 첨가제로서, 폴리에틸렌글리콜과 과염소산 리튬의 화합물을 첨가하여 프리 믹스 폴리올을 제조한다.
말단에 수산기를 가지는 도전성 첨가제는 다음과 같은 방법으로 얻었다. 메틸에틸케톤 용매에 분자량이 500인 폴리에틸렌클리콜 100g과 과염소산 리튬 10g을 첨가하고, 50℃ 내지 80℃의 온도에서 16 내지 20시간동안 반응시켰다. 푸리에 변환 적외선분광기(Fourier Transform-Infrared Spectroscope, FT-IR)로 반응을 확인하고, 50℃에서 감압(30~5mmHg)로 감압하여 메틸에틸케톤을 제거하여 도전성 첨가제를 얻었다.
준비된 프리믹스 폴리올에 폴리이소시아네이트로서 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI)를 첨가하여 2000rpm으로 혼합, 교반하였다. 교반된 혼합물을 금형에 주입하여 60℃의 열풍 순환식 오븐에 20분간 넣어 도전성 탄성부재를 제조하였다.
제조된 도전성 탄성부재를 원통형으로 절단한 다음에 길이 방향의 중심부에 샤프트 형상의 홀을 만들었다. 홀에 핫멜트 시트를 표면에 감은 금속제 샤프트를 압입하였다. 120℃의 열풍 순환식 오븐에 30분간 가열하여 도전성 탄성부재와 샤프트를 접착하였다. 도전성 탄성부재를 연마기로 연마하고 양쪽 단부를 잘라, 길이 공급롤러를 제작했다.
실시예 1
전술한 공급롤러 제조방법에 따라 각 성분의 조성을 이하와 같이 하여 공급롤러를 제조하였다.
조성 함량( phr )
폴리올: GP-3000(한국 포리올사제) 80.0
KE-848(한국 포리올사제) 20.0
폴리이소시아네이트: TDI 105.0
촉매: 주석 옥토에이트 0.3
트리에틸 아민 0.2
발포제: 물 4.0
정포제: 실리콘 정포제 1.5
도전성 첨가제 35.0
실시예 1에서 제조된 공급롤러의 체적 저항 및 밀도를 다음의 방법에 따라 측정하였다.
(1) 저항: 공급롤러를 지그(JIG)에 장착하고 공급롤러 상부의 양 끝에 200g의 도체봉을 각각 올려 놓는다. 샤프트에 -100V DC전압을 인가하고 일정한 속도(30rpm)로 회전시키면서 전류를 측정하였다. 전류값은 다음의 식을 이용하여 저항값으로 환산하였다.
저항(Ω) = 전압(V)/전류(A)
(2) 밀도: 가로 300mm, 세로 300 mm, 길이 50 mm의 도전성 탄성부재의 무게를 측정하였다.
밀도(kg/m3) = 무게(kg) / 부피 (m3)
실시예 1에 따른 공급롤러의 체적저항은 0.5MΩ이었고, 밀도는 100 kg/m3 이었다.
[평가]
공급롤러 외경, 샤프트 외경, 및 도전성 탄성 부재의 밀도를 변화시켜 공급롤러를 제조하고 각각을 이용하여 화상을 형성하여 화상품질을 측정하였다.
(1) 공급롤러의 외경
먼저, 체적저항은 0.5MΩ이었고, 도전성 탄성 부재의 밀도는 100 kg/m3이고, 6.0 mm의 외경을 갖는 샤프트를 사용하고, 공급롤러의 외경을 7.0mm, 8.0mm, 9.0mm, 10.0mm, 및 12.0mm로 하여 화상품질을 측정하였다.
화상품질에 대한 기준으로는 공급롤러의 공급성 및 화상에의 고스트 현상 발 생에 대하여 육안으로 확인하여 우수한 경우 "○"로, 양호한 경우 "△"로, 불량한 경우는 "×"로 나타내었다. 공급롤러의 공급성은 장시간의 화상출력시 토너가 도전성 탄성부재의 공극에 들어가서 막아 문제가 발생할 수 있고, 고스트 현상은 토너 대전량의 차이에 의해서 형성된 화상에 잔상이 발생하는 것을 의미하는데 이들의 생성 또는 공급성 악화 여부를 육안으로 판단하여 화상품질을 평가하였다.
결과는 표1에 나타나 있다.
외경(mm) 7.0 8.0 9.0 10.0 12.0
공급성 × △ △ ○ △
고스트현상 × ○ ○ ○ ○
(2) 샤프트의 외경
체적저항은 0.5MΩ이었고, 도전성 탄성 부재의 밀도가 100 kg/m3인 공급롤러를 제조할 때, 3.0mm, 4.0mm, 5.0mm, 6.0mm 및 7.0mm인 샤프트를 사용하여 외경 9.0mm의 공급롤러를 제작하여 화상품질을 측정하였다.
화상품질에 대한 기준으로는 공급롤러의 공급성 및 화상에의 고스트 현상 발생에 대하여 육안으로 확인하여 우수한 경우 "○"로, 양호한 경우 "△"로, 불량한 경우는 "×"로 나타내었다. 결과는 표2에 나타나 있다.
외경(mm) 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
공급성 × ○ ○ △ ×
고스트현상 × ○ ○ ○ ○
(3) 도전성 탄성부재의 밀도
체적저항은 0.5MΩ이었고, 샤프트의 외경은 6.0 mm 이고, 공급롤러의 외경이 9.0 mm가 되도록 공급롤러를 제조할 때, 조성의 함량을 변화시키는 등의 방법을 이용하여 도전성 탄성부재의 밀도가 40 kg/m3, 60 kg/m3, 80kg/m3, 100kg/m3, 120kg/m3 및 140kg/m3인 공급롤러를 제작하여 화상품질을 측정하였다. 밀도 변경을 위한 방법에서, 조성의 함량 변화는 예를 들면, 폴리올 및 폴리이소시아네이트의 함량을 변경하거나 또는 전체 함량의 비율은 동일하게 하면서 금형에 주입되는 혼합물의 양을 달리하여 밀도를 변경시키는 방법이 이용되었다.
화상품질에 대한 기준으로는 공급롤러의 공급성 및 화상에의 고스트 현상 발생에 대하여 육안으로 확인하여 우수한 경우 "○"로, 양호한 경우 "△"로, 불량한 경우는 "×"로 나타내었다. 결과는 표3에 나타나 있다.
밀도(kg/m3) 40 60 80 100 120 140
공급성 ○ ○ △ △ △ ×
고스트현상 × △ △ ○ ○ ○
표1을 참조하면, 공급롤러의 외경이 클수록 공급성 및 고스트 현상 방지에 대한 효과가 뛰어났으나, 공급롤러의 외경이 너무 큰 경우에는 화상형성장치의 소형화 목적에 맞지 않는 문제점이 있다.
따라서, 공급롤러의 외경이 7.0 mm인 경우에는 공급성 및 고스트 현상에 있어서 불량한 결과를 나타내었고, 외경이 12.0 mm인 경우에 고스트 현상은 양호하나 현상롤러와 공급롤러의 닙(NIP)이증가하여 토너 스트레스가 증가하여 토너 대전불균일에 의한 고스트 현상이 나타나게 되었다. 증가된 닙(NIP)은 토너 카트리지의 부하를 증가시켜 지터(JITTER)와 같은 화상불량도 초래하는 문제가 있다. 또한, 화상형성장치, 특히 현상기의 크기의 소형화에 대한 요청을 고려하면 8.0 mm 내지 10.0 mm의 외경을 갖는 공급롤러가 소형이면서, 고품질의 화상을 형성할 수 있다 할 수 있을 것이다.
표2를 참조하면, 샤프트의 외경이 3.0 mm인 경우, 테스트에서 형성된 화상의 품질이 불량하게 나타났다. 3.0 mm인 경우에는, 샤프트 직경이 너무 작아 샤프트가 휠 수 있어 그에 의한 토너 공급불량 및 고스트 현상 발생이 있을 수 있다 .
그러나, 샤프트 외경이 4.0mm 내지 5.0 mm인 경우에는, 형성된 화상의 테스트 결과가 우수하게 나타났다. 샤프트 외경이 6.0mm 를초과하는 7.0 mm인 경우에는 공급롤러의 외경을 일정하게 하였으므로 샤프트 외경 증가에 따른 도전성 탄성부재의 두께가 감소하여 토너 눈메꿈에 의한 공급 불량이 발생하였다. 따라서, 샤프트 외경은 공급롤러의 외경이 일정할 때, 4.0 mm 내지 6.0 mm인 것이 가장 바람직한 것으로 나타났다.
표 3을 참조하면, 도전성 탄성 부재의 밀도가 40 kg/m3인 경우, 화상에서 고스트 현상이 발생하여 화상의 품질이 불량하였고, 140 kg/m3인 경우에는 토너눈메꿈 현상발생에 의한 공급성에 문제가 발생한 것을 알 수 있다. 따라서, 도전성 탄성부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이 가장 적절한 것으로 나타났다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치용 현상기의 공급롤러 는 소형으로 제작할 수 있으면서, 화상품질 저하를 유발하는 고스트 현상 및 토너눈메꿈 현상을 방지할 수 있음과 동시에 우수한 토너 공급 성능을 나타내는 효과가 있다.
또한, 토너눈메꿈 현상이 방지되어 공급롤러의 장수명이 보장되는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 샤프트; 및
    상기 샤프트의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재;를 포함하고,
    상기 도전성 탄성 부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이며,
    상기 도전성 탄성 부재는 촉매하에서 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조된 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트의 외경은 4.0 mm 내지 6.0 mm인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 탄성 부재는 도전성 첨가제, 발포제, 및 정포제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 촉매는 유기금속화합물, 아민계 화합물 및 이들의 혼합물 중 선택되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유기금속 화합물은 주석계, 납계, 철계, 및 티탄계 유기 금속 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 아민계 화합물은 3급 아민인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  8. 샤프트; 및
    상기 샤프트의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재;를 포함하고,
    상기 도전성 탄성 부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이며,
    상기 도전성 탄성 부재는 말단에 히드록시기를 갖는 도전성 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 도전성 첨가제는 폴리알킬렌 글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 글리콜은,
    폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라 메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜-폴리프로필렌 글리콜 공중합체, 비스페놀A의 에틸렌옥사이드 개환 부가물, 및 비스페놀A의 프로필렌 옥사이드 개환 부가물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 글리콜의 분자량은 300 내지 3,000인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 도전성 첨가제는 알칼리 금속염, 및 알칼리 토금속염 중 하나 또는 그 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  13. 샤프트; 및
    상기 샤프트의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재;를 포함하고,
    상기 도전성 탄성 부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이며,
    상기 도전성 탄성 부재는 발포제를 포함하며,
    상기 발포제는 물 및 할로겐화 알칸 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 할로겐화 알칸은 트리클로로플루오로메탄(trichlorofluoromethane)인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  15. 샤프트; 및
    상기 샤프트의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재;를 포함하고,
    상기 도전성 탄성 부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이며,
    상기 도전성 탄성 부재는 실리콘 정포제를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  16. 폴리우레탄, 도전성 첨가제, 발포제, 및 정포제를 포함하는 도전성 탄성부재를 제조하는 단계;
    상기 도전성 탄성부재를 원통형상으로 절단하고, 중심부에 샤프트 형상의 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 홀에 상기 샤프트를 압입하고 가열시켜, 상기 도전성 탄성부재 및 상기 샤프트를 접착시키는 단계;를 포함하고,
    상기 도전성 탄성부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm이며,
    상기 도전성 탄성 부재는 촉매하에서 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조된 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기 공급롤러 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 샤프트의 외경은 4.0 mm 내지 6.0 mm인 것을 특징으로 하는 화상형성장 치용 현상기의 공급롤러 제조방법.
  18. 화상형성장치용 공급 롤러에 있어서, 상기 공급 롤러는
    샤프트; 및
    상기 샤프트의 외주면에 피복된 도전성 탄성부재;를 포함하고,
    상기 도전성 탄성부재는 적어도 하나의 폴리올 모노머 성분, 폴리 디이소시아네이트, 계면 활성제, 발포제 및 도전성 첨가제를 포함하는 중합성 조성물로 형성되고, 상기 도전성 탄성 부재의 밀도는 60 kg/m3 내지 120 kg/m3이고, 외경은 8.0 mm 내지 10.0 mm인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 중합성 조성물은 유기금속 화합물, 아민계 화합물, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 도전성 탄성 부재는 분자량이 300 내지 3000인 폴리알킬렌 글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상기의 공급롤러.
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