KR20000006100A - 대전용자성입자,대전부재,대전장치,프로세스카트리지및전자사진장치 - Google Patents

대전용자성입자,대전부재,대전장치,프로세스카트리지및전자사진장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20000006100A
KR20000006100A KR1019990021693A KR19990021693A KR20000006100A KR 20000006100 A KR20000006100 A KR 20000006100A KR 1019990021693 A KR1019990021693 A KR 1019990021693A KR 19990021693 A KR19990021693 A KR 19990021693A KR 20000006100 A KR20000006100 A KR 20000006100A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic particles
charging
particles
particle diameter
magnetic
Prior art date
Application number
KR1019990021693A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100302166B1 (ko
Inventor
아이따슈이찌
아라히라후미히로
미조에기요시
다까모리도시오
Original Assignee
미다라이 후지오
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미다라이 후지오, 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 미다라이 후지오
Publication of KR20000006100A publication Critical patent/KR20000006100A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100302166B1 publication Critical patent/KR100302166B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0241—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing charging powder particles into contact with the member to be charged, e.g. by means of a magnetic brush
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/02—Arrangements for laying down a uniform charge
    • G03G2215/021—Arrangements for laying down a uniform charge by contact, friction or induction
    • G03G2215/022—Arrangements for laying down a uniform charge by contact, friction or induction using a magnetic brush

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

대전용 자성 입자가 개시된다. 자성 입자는 5 μm 이상의 직경을 가진 자성 입자를 포함한다. 5μm 이상의 직경을 가진 자성 입자는 0.08 이상의 단축/장축 길이의 표준 편차 및 104내지 109Ωcm 범위의 체적 저항값을 가진다. 또한, 자성 입자를 이용하는 대전 부재, 대전 장치, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치가 개시된다.

Description

대전용 자성 입자, 대전 부재, 대전 장치, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치{MAGNETIC PARTICLES FOR CHARGING, CHARGING MEMBER, CHARGING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 물체를 대전하기 위한 부재에 사용된 자성 입자, 이러한 대전 부재를 이용한 대전 장치, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것으로, 이들은 복사기, 프린터 및 팩스기와 같은 장치에 적용할 수 있다.
지금까지, 다수의 전자 사진법이 공지되어 있다. 일반적으로, 이들 방법들 각각은 광도전성 물질을 이용하고, 다양한 수단에 의해 감광체 상에 전기적 잠상을 형성한 후, 토너로 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성한다. 필요하다면, 토너 화상을 종이와 같은 전사 재료로 전사한 후, 열 또는 압력에 의해 전사 재료 상에 토너 화상을 고정시켜 복사물을 얻는다. 그 후에, 전사 재료에 전사되지 않은 감광체 상에 남겨진 토너 입자들은 클리닝 공정에 의해 감광체에서 제거된다.
전자 사진법과 같은 감광체 대전 수단으로서, 소위 코로트론 또는 스코트론이라 하는 코로나 방전을 채택하는 대전 방법이 있다. 게다가, 롤러, 퍼 브러시(fur brush) 또는 블래이드(blade)와 같은 대전 부재가 감광체의 표면과 접촉하게 배치되고, 이 접촉부 근방의 좁은 공간 내에서 방전이 형성되어 가능한 많이 오존의 생성을 억제하도록 대전 방법이 개발되어, 실용적으로 사용된다.
그러나, 코로나 방전을 이용한 상기 대전 방법에서, 다량의 오존은 특히 음 또는 양의 코로나의 형성 동안 발생되어, 오존을 포획하기 위해 전자 사진 장치 상에 필터를 배치하여야 할 필요가 있고, 이것은 장치의 크기 및 러닝 코스트(running cost)를 부자연스럽게 증가시킨다. 더욱이, 블래이드 또는 롤러와 같은 대전 부재를 감광체와 접촉하게 배치함으로써 대전이 수행되는 방법에서, 토너가 감광체에 융착되는 문제점이 쉽게 발생하는 경향이 있다.
그러므로, 대전 부재가 감광체와 직접 접촉하지 않게, 감광체의 주변에 놓여지는 방법이 연구된다. 감광체를 대전시키는 부재의 예는 상술한 롤러 및 블래이드, 브러시 및 저항층을 구비한 길고 얇은 도전성판을 포함한다.
그러나, 이 방법은 대전 부재와 감광체 간의 거리 제어가 어렵다는 문제점을 가지고, 이것은 실용화를 방해한다.
그러므로, 감광체와의 접촉으로 인해 비교적 작은 부하를 가지는 자성 입자를 자석으로 유지함으로써 형성된 소위 자기 브러시를 대전 부재로서 이용하는 기술이 연구되고 있다. 감광체와 결합하는 자성 입자를 이용하는 두 가지 대전 방법이 제안되었다. 한 방법은 감광체의 표층으로서 전하 주입층을 형성함으로써 감광체를 대전한 후 전하 주입층과의 접촉을 통해서 직접적으로 전하를 주입하는 방법이다. 다른 한 방법은 통상의 감광체를 사용하여 감광체의 표면과 자성 입자 간의 미소 공극에서의 방전을 이용하는 것이다.
일본 특허 출원 공개 제 59-133569호에는, 대전 부재로서 사용된 자성 입자에 대해서, 철 분말로 도포된 입자들이 자석 롤 상에 유지되고, 전압을 인가함으로써 대전되는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법으로써 연속적인 사용중에 안정한 대전 성능을 얻기 힘들다. 일본 특허 출원 공개 제 6-301265호는 자기 브러시 내의 토너의 양을 표준화하기 위해서 토너를 공급함으로써 저항을 안정시키는 구조를 제안한다. 이들 방법은 미소 공극에서의 방전을 이용하고, 방전으로부터의 생성물에 기인한 감광체 표면의 손상 및 열화, 및 고온 및 고습 레벨에서 손쉽게 일어나는 화상 슬립 또는 플로우와 같은 문제점은 여전히 남아있다.
비교적 고 저항 및 저 전도성 입자와 비교적 작은 직경의, 고 전도성 입자와의 혼합이 또한 제안되었다. 일본 특허 출원 공개 제6-258918호는 108Ωcm 미만의 체적 저항값과 30 내지 100㎛의 직경을 가지는 입자들과 108내지 1010Ωcm의 체적 저항값과 30 내지 100㎛의 직경을 가지는 입자들의 혼합을 대전용 입자로서 사용하는 방법이 개시되어있다. 일본 특허 출원 공개 제6-274005호는 5x104Ωcm 미만의 체적 저항값을 가지는 입자들과 5x105Ωcm이상의 체적 저항값을 가지는 입자들의 혼합을 대전용 입자로서 사용하는 방법이 개시되어있다.
이러한 방법들은 혼합된 입자들의 직경 및 저항에의해 양호한 대전 성능을 제공하지만, 입자들의 저항값이 크게 다른 경우에는, 혼합된 입자들의 직경이 비교적 유사할지라도, 저저항을 가지는 입자는 사용중에 감광체의 표면 상에 모일 것이다. 결과적으로, 초기에 비-핀홀(anti-pinhole) 품질이 양호하다고 해도, 사용중에 핀홀 누설이 발생하는 경향이 있다. 입자 직경이 다르다면, 저저항 입자들이분리되는 경향이 억제될 수 있지만, 특히 저습 환경에서, 저저항을 갖는 입자들이 누설되는 강한 경향이 있다.
일본 특허 출원 공개 제8-6355호는 평탄 표면을 가진 자성 입자와 울퉁불퉁한 표면(bumpy surface)을 가지는 자성 입자의 혼합을 제안한다. 이것은 내구성을 증가킬 것이라고 나와 있지만, 보다 증가된 내구성이 요망된다.
앞에서, 다양한 제안들이 언급되었지만, 본 발명자들이 실용화의 의미를 이해하는 한, 시장에서의 복사기와 같은 전자 사진 장치에서 감광체용 대전 부재로서 사용되는 자기 브러시의 실시예는 없다. 감광 물체용 대전 부재로서 자성 입자를 사용함에따라, 어떤 물질이 바람직하고 효과적인지에 대한 조사가 불충분하고, 대전용으로 사용된 자성 입자를 위한 적절한 구조의 개발이 요망된다.
종래에는, 블래이드 클리닝, 퍼 브러시 클리닝, 및 롤러 클리닝이 전자 사진법에서의 클리닝 공정으로 사용되어왔다. 이들 모든 방법에서, 남은 전사 토너는 기계적으로 소거되거나 억제되었고, 폐토너 용기로 모아졌다. 따라서, 이러한 클리닝 물질이 감광체의 표면을 가로질러 가압됨으로써 생긴 문제가 발생되었다.
예를 들어, 감광체는 클리닝 물질이 강압적으로 감광체에 대항하여 가압될 때 폐기되어, 감광체의 수명을 단축시킨다. 또한, 이 장치는 장치를 더욱 소형화하는 목적을 저해하는 이러한 클리닝 장치를 갖추기 위해서 반드시 보다 크게 만들어져야 한다. 생태학적 견지에서, 폐토너가 생기지 않고, 토너가 효율적으로 사용되는 시스템이 요망된다.
동시 현상 클리닝, 또는 클리닝 동시 현상, 또는 무클리너라 불리는 기술이있는데, 이는 현상 수단이 실제 클리닝 수단이고 바꾸어 말하면, 현상 수단을 통해 클리닝을 수행하지만, 전사 장치와 대전 장치 및 대전 장치와 현상 장치 사이에서, 전사후 감광체 상에 남아있는 토너를 재이용하고 저장하는 클리닝 수단을 가지지 않는다. 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제59-133573호, 제62-203182호, 제63-133179호, 제64-20587호, 제2-51168호, 제2-302772호, 제5-2287호, 제5-2289호, 제5-53482호 및 제5-61383호에 개시되어있다. 그러나, 이들 공개된 기술들은 대전 수단으로 코로나, 퍼 브러시, 또는 롤러를 사용하고, 방전 및 전하의 비균일로부터의 생성물에 의한 감광체 표면의 오염으로, 모든 영역에서 만족스럽지 않다.
그러므로, 대전 부재로서 자기 브러시를 사용하는 무클리너 기술이 검토된다. 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제4-21873호에서는, 방전 한계값을 초과하는 피크값을 갖도록 교류 전압이 인가된 자기 브러시가 사용되기 때문에 클리닝 장치가 불필요한 화상 형성 장치가 제안된다. 더욱이, 일본 특허 출원 공개 제6-118855호에서는, 독립 클리닝 장치 없이 자기 브러시 대전 클리닝 장치가 설치된 화상 형성 장치가 제안된다.
철, 크롬, 니켈, 및 코발트와 같은 금속, 합금 또는 이들의 화합물, 사산화 삼철, γ-산화철, 이산화 크롬, 산화 망간, 페라이트, 또는 망간-구리 합금, 또는 스티렌 수지, 비닐 수지, 에틸렌 수지, 로진 변형 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 또는 폴리에스테르 수지, 또는 분산된 자기 물질 미소 입자를 함유한 수지로 도포된 이들 재료들이 사용된 자성 입자의 예로서 주어진다.
그러나, 대전용 자성 입자를 위한 소정의 형태는 개시되지 않고, 무클리너방법을 위한 적절한 자성 입자와 같은 문제점들이 더 나은 검토를 위해 남겨져있다.
본 발명의 목적은 계속 사용하는 동안 안정한 전하를 갖는 대전용 자성 입자 및 종래의 전하보다 큰 내구성을 가지는, 자성 입자를 이용한 대전 부재, 대전 장치, 프로세스 카트리지, 및 전자 사진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 감광체 상에 마모가 적은 프로세스 카테고리 및 전자 사진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 장기간 동안 안정한 대전 자기 브러시를 사용하는 무클리너 시스템이 장착된 대전 장치와 전자 사진 장치를 제공하는 것이다.
바꾸어 말하면, 본 발명은 5㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 자성 입자를 포함하는 대전용 자성 입자를 포함하고, 5㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 상가 자성 입자는 0.08 이상의 자성 입자의 단축길이/장축길이의 표준 편차와, 104내지 109Ωcm 범주의 체적 저항값을 갖는다.
게다가, 본 발명은 전압이 인가된 도전부를 갖는 자석체를 포함하는 대전 부재가고, 상기 자성 입자는 5㎛ 이상의 입자 직경갖는 자성 입자를 포함하고, 5㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자는 0.08 이상의 자성 입자의 단축길이/장축길이의 표준 편차와, 104내지 109Ωcm 범주의 체적 저항값을 갖는다.
본 발명은 전압이 인가된 화상 캐리어를 대전하는 전하 캐리어와 접촉하도록배치된 대전 부재를 포함하는 대전 장치이고, 상기 대전 부재는 전압이 인가된 도전부를 갖는 자석체와 자석체 상의 자성 입자를 포함하고, 상기 자성 입자는 5㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 5㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자는 0.08 이상의 자성 입자의 단축길이/장축길이의 표준 편차와, 104내지 109Ωcm 범주의 체적 저항값을 갖는다.
본 발명은 또한, 전자 사진 감광체, 및 이 전자 사진 감광체와 접촉하게 배치되어 전압이 인가될 때 전자 사진 감광체를 대전시키는 대전 부재를 포함하며, 상기 전자 사진 감광체와 대전 부재는 통합적으로 지지되고, 전자 사진 장치에 분리가능하게 부착되며, 상기 대전 부재는 전압이 인가되는 도전부를 갖는 자석체와 이 자석체 상의 자성 입자를 포함하고, 상기 자성 입자는 5 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 자성 입자는 0.08 이상의 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차를 갖는 5 ㎛ 이상의 입자 직경과 104내지 109Ωcm의 범위 내의 체적 저항값을 갖는다.
본 발명은 전자 사진 감광체, 이 전자 사진 감광체와 접촉하게 배치되며 전압이 인가될 때 전자 사진 감광체를 대전시키는 대전 수단, 현상 수단, 및 전사 수단을 포함하며, 상기 대전 부재는 전압이 인가되는 도전부를 갖는 자석체와 이 자석체 상의 자성 입자를 포함하고, 상기 자성 입자는 5 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 자성 입자는 0.08 이상의 자성 입자의 단축 길이/장축길이의 표준 편차를 갖는 5 ㎛ 이상의 입자 직경과 104내지 109Ωcm의 범위 내의 체적 저항값을 갖는다.
도 1은 전자 사진형 디지털 복사기의 구성의 개략도.
도 2는 자성 입자의 체적 저항값에 대한 측정 장치의 개략적인 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 고정기
102 : 대전기
103 : 대전용 자성 입자
104 : 도전성 슬리브
105 : 감광체
106 : 노광
107 : 현상 슬리브
108 : 현상 장치
109, 110 : 스티어링 스크류
111 : 현상제
112 : 종이 전송 가이드
113 : 전사 종이
114 : 전사 롤러
115 : 종이 전송 벨트
상술한 대전을 위한 자성 입자의 예로서는 여러 입자들이 언급될 수 있다. 그러나, 본 발명자들의 시험 결과에 따르면, 종래에 사용된 자성 입자는 감광체를 대전하기 위한 자성 입자로서 많은 불만족스러운 점을 가지고 있었다. 이러한 상황을 면밀히 조사한 후에, 본 발명자들은 가장 바람직한 형태를 발견하여 본 발명을 완성하였다.
5 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 본 발명의 자성 입자는 0.08 이상의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차와 104내지 109Ωcm의 체적 저항값을 갖는다. 이러한 구성에서는 높은 내구성(durability)과 우수한 화질이 얻어진다. 내구성을 감소시킨 결과로서 자성 입자의 표면은 대전 부재로 진입하는 토너, 토너 성분, 또는 종이 먼지와 같은 이물질에 의해 오염되고, 대전 부재의 저항값이 증가되어, 감광체의 표면이 더이상 충분히 대전될 수 없게 된다. 특히, 감광체는 저습 환경, 즉 충분한 내구성을 유지시키기 어려울 때에는 장기간에 걸쳐 충분히 대전될 수 없다.
이러한 문제점에 의해 야기되는 화상에 대한 영향은 다음과 같다. 예를 들어, 역 현상(reverse development)이 사용될 때의 내구성 화상을 살펴보면, 화상은 처음에는 별 문제가 없지만, 사용을 계속함에 따라, 고스트 화상(ghost image)이 감광체의 주변부에 발생하게 된다. 이 때에, 대전된 감광체의 전위는 초기와 동일하다. 사용을 계속함에 따라, 배경 흐려짐(background fog)가 발생한다. 이 때에, 대전된 감광체의 전위는 초기의 전위에서 감소되며 흐려짐없는 화상을 얻는데 충분한 전위는 이루어질 수 없다.
이와 관련하여, 고스트 화상은 감광체 상의 노출부와 비노출부 사이의 차동 전위에 의해 발생된다. 즉, 고스트 화상은 저전위부 (노출부)의 대전의 대전 균일성이 고전위부 (비노출부)의 대전의 대전 균일성보다 나쁘다. 그러므로, 감광체의 전위의 히스토리가 고스트 화상으로서 보여진다.
상기와 같은 화상 결함을 발생시키는 매카니즘은 다음과 같다.
(1) 감광체의 노출부와 비노출부 사이의 대전된 전위차가 크다.
(2) 완전히 정화되지 않은 토너 성분이 감광체의 노출부에 남아서, 감광체와 입자 사이의 접촉을 방해하여 대전 전위를 불규칙하게 한다.
이러한 문제점들은 입자를 사용하는 접촉 대전 방법의 특유한 문제점이다. 종래의 방법들에서와 같이, 감광체의 전위가 측정되는 동안 화질에 대한 상관은 존재하지 않는다.
독립적인 정화 수단을 갖지 않는 소위 무클리너 화상 형성 장치(cleanerless image formation apparatus)의 경우에, 고스트 화상의 문제점이 특히 심한데, 이는 전사 토너가 남아 있는 부분과 노출되는 감광체의 부분이 동일하기 때문이다.
따라서, 본 발명을 사용하는 효과를 설명할 시에 일례로서 무클리너 화상 형성 장치를 사용하여, 다음의 효과가 본 발명의 자성 입자를 사용함으로써 얻어진다.
(1) 자성 입자와 감광체의 표면 사이의 접촉이 향상되고, 전사 토너가 남아있다해도 감광체의 대전이 충분히 이루어질 수 있다.
(2) 자성 입자들 사이에서 표면 정화 효과가 존재하는데, 이는 장기간에 걸쳐 입자의 표면 상에 이물질이 축적되는 것을 억제시켜, 이 방법은 우수한 연속성을 나타내어 효과적이다.
그 결과, 저습 환경에서, 접촉을 방해하는 다량의 물질이 감광체 상에 존재한다해도, 장기간에 걸쳐 안정한 화상을 형성하는 것이 가능하게 된다. 자성 입자들 사이에 다량의 토너가 존재하기 때문에, 자성 입자들 사이의 접촉을 기대할 수 없어 표면 정화 기능을 야기한다. 이러한 방식에서, 대전을 위한 자성 입자들을 둘러 싸는 환경에서 조사된 양은 현상 동안 조사된 양과는 완전히 다르다.
만일 5 ㎛ 이상의 직경을 갖는 입자에 대한 단축 길이/장축 길이의 표준 편차가 0.08 미만이라면, 형태의 변동이 너무 작아 공통면 정화 효과가 불충분할 것이다. 형태의 변동으로 인해, 자성 입자의 일정한 형태의 정화와 대전 자성 입자들의 부하에 일정한 형태가 적합하며, 부하가 집중되는 곳에서 표면 정화 효과가 이루어진다고 생각된다. 만일 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 직경을 갖는 입자에 대한 단축 길이/장축 길이의 표준 편차가 0.08 이상이라면, 큰 입자에 대한 표면 정화 효과가 우수하며 이는 적절한 구성이다. 만일 표준 편차가 0.10 이상이라면, 정화 효과는 더욱 우수하여 이는 보다 바람직하다.
다음에, 단축 길이/장축 길이의 표준 편차의 측정 방법이 설명된다. 히다찌 제조의 FE-SEM (S-800)을 사용하여, 500배 확대된 100개의 입자 화상의 무작위 샘플이 취해지고 이 화상 정보를 기초로 하여, 화상 분석 결과가 예를 들어, 화상 분석기 V10 (Toyo Boseki Co.)에 의해 통계적으로 처리된다. 전자 세사기(electron micrograph)로부터의 화상 신호는 먼저 입체 현미경을 거쳐 분석 장치로 입력되고, 다음에 화상 정보가 2개의 값으로 제공된다. 다음에, 2개의 값으로 이루어진 화상 정보를 기초로 하여 아래와 같은 분석이 수행된다.
화상 분석기 V10 (Toyo Boseki Co.)의 매뉴얼은 세부 사항들을 제공하고 있지만, 기본적인 방법을 설명하기 위해, 물체의 형태가 타원으로 대체되고 이 타원의 단축 길이에 대한 장축 길이의 비가 취해진다. 이 처리는 다음과 같다.
만일 2개의 값이 주어진 자성 입자들의 형태에 대한 좌표 (u, v)의 극소 면적 △s = △u·△v의 비중이 1로 설정된다면, 원점 (X, Y)를 가지며 2개의 값이 주어진 입자 형태의 중심을 통과하는 수평축 및 수직축의 2차 모멘트들 (수평축의 2차 모멘트는 Mx이고, 수직축의 2차 모멘트는 My임)은 다음과 같이 표현된다.
Mx = ΣΣ (u - X)2
My = ΣΣ (v - Y)2
관성 상승 모멘트(Mxy)는 다음과 같이 표현된다.
Mxy = ΣΣ (u - X)·(v - Y)
아래의 수학식으로 구해지는 각 θ는 2개의 해를 갖는다.
θ = 1/2·(2Mxy/Mx - My)
수평축에 의해 형성된 축 방향의 관성 모멘트(Mθ)는 다음과 같이 표현된다.
Mθ = Mx·(cosθ)2+ My·(sinθ)2- Mxy·sin2θ
각 θ에 대한 2개의 해를 대입하여, Mθ에 대해 계산된 2개의 값중 더 작은 값이 주축이다.
지정된 축 상의 (1/Mθ)0.5에 대응하는 지점이 플로팅될 때 이들은 타원을 형성한다. 만일 주축이 관성 주축과 일치하고 Mθ에 대한 보다 작은 값에 의해 취해진 방향이 A이며 보다 큰 값에 대해서는 B라면, 다음과 같은 타원이 이루어진다.
A·x2+ B·y2= 1
상기와 같은 타원에 대한 본 발명의 단축 길이/장축 길이는 다음과 같다.
단축 길이/장축 길이 = (A/B)0.5
5 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 자성 입자와 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 입자 직경을 갖는 자성 입자의 표준 편차들은 전자 세사기를 사용하여 5 ㎛ 이상의 최대 현 길이와 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 최대 현 길이를 갖는 입자들을 분석함으로써 구해질 수 있다.
대전용 자성 입자의 평균 입자 직경과 산포도는 레이저 회절형 입자 크기 분포 측정 장치 (Nihon Denshi 제조)를 사용하여 0.5 ㎛ 내지 350 ㎛의 범위를 32개의 대수로 분할하고 50%의 중간 직경으로 평균 입자 직경을 설정함으로써 측정된다.
본 발명에서, 대전을 위한 자성 입자의 평균 입자 직경은 바람직하게 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 만일 입자가 10 ㎛보다 작다면, 이들은 쉽게 누설되고 자기 브러시로서 형성될 때 자성 입자들의 운반성(conveyability)이 저하된다. 주입 대전 방법의 입자를 사용할 때, 만일 이들이 40 ㎛를 초과한다면, 본 발명의 주입 대전 방법에서의 대전의 균일성이 저하되기 쉽다. 따라서, 15 내지 30 ㎛가 보다 바람직하다.
페라이트 입자가 본 발명에 사용되는 자성 입자로서 바람직하다. 구리, 아연, 망간, 철, 리튬, 스트론튬, 및 바륨과 같은 금속 원소를 포함하는 합성물이 페라이트로 적합하다.
20 ㎛ 내지 200 ㎛의 페라이트 입자들이 분쇄되는 방법이 본 발명의 페라이트 입자를 위한 적합한 제조 방법이다. 형태 분포를 제어하면서 분쇄한 후에, 입자들은 적절하게 분류되어 즉시 사용될 수 있다. 필요하다면, 이들은 다른 입자와 혼합 사용될 수 있다. 또한, 페라이트 덩어리를 분쇄함으로써 제조하는 것이 가능하지만, 페라이트 입자를 분쇄하는 것이 효율면에서 바람직하다.
종래의 예로서, 마그네타이트와 수지를 혼합하고 다음에 이를 분쇄함으로써 제조된 자성 입자들이 사용되어 왔으나, 이 자성 입자들은 이들이 다량의 수지 성분을 포함하고 있기 때문에 대전 부재로부터 상당한 양이 누설하는 경향이 있다. 더우기, 수지 자성 입자들의 표면 상의 수지 퍼센트가 높고, 전도 경로인 자성 입자들의 퍼센트가 낮다. 그 결과, 저항값은 이물질로부터의 표면 오염으로 인해 쉽게 상승하게 되고, 내구성의 충분한 증가가 이루어질 수 없게 된다.
본 발명의 대전용 자성 입자는 양호하게는 구리, 망간 또는 리튬, 및 철을포함하는 페라이트 입자들이며, 보다 바람직하게는 구리 또는 망간, 및 철을 포함하는 페라이트 입자들이다.
바람직한 조성비가 다음과 같이 표현된다.
(A1)X1·(A2)X2…(An)Xn·(Fe)Y·(O)z
여기서, A1내지 An은 원소를 나타내는데, A1은 구리, 망간 및 리튬에서 선택되고, X1내지 Xn,Y 및 Z는 함유된 원소의 원자수 비를 나타내며, X1내지 Xn,Y는 산소 이외의 함유 원소의 원자수 비를 나타내며, 0.02<X1/Y<5이다.
그것들은 더 바람직하게는 0.03<X1/Y<3.5이며, 더욱더 바람직하게는 0.05<X1/Y<1이다.
A2및 후속의 바람직한 원소는 A1에서 사용되지 않으며, 구리, 망간, 리튬, 아연 및 마그네슘을 포함한다.
또한, 본 발명의 페라이트 입자는 인, 소듐, 포타슘, 칼슘, 스트론튬, 비스므스, 실리콘, 알루미늄 등을 함유할 수 있다.
대전 자성 입자의 바람직한 구성으로서는 자성 입자내에서 산소를 배제한 원소의 총 원자수 중에서 철, 구리, 망간, 리튬, 아연, 마그네슘의 함유 원자의 수가 사용을 위해서 바람직하게는 80 원자수 % 이상, 더욱 바람직하기로는 90 원자수 % 이상, 최대로 바람직하기로는 95 원자수 % 이다.
페라이트는 산화물의 고체 용액이며, 반드시 엄격한 화학 양론에 따르지 않는다. 그러나, 구리가 사용되는 경우에, 페라이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
(CuO)x1·(Fe2O3)x1·(A2)x2…(An)xn·(Fe)Y-2x1·(O)z-4x1
마그네슘이 사용되는 경우, 페라이트는 다음과 같이 표현된다.
(MnO)x1·(Fe2O3)x·(A2)x2…(An)xn·(Fe)Y-2x1·(O)z-4x1
리튬이 사용되는 경우, 페라이트는 다음과 같이 표현된다.
(Li2O)x1/2·(Fe2O3)5x1/2…(A2)x2·(An)xn·(Fe)Y-5x1·(O)z-8x1
대전 자성 입자는 그들의 특징적 사용 모드에 따라서, 특히 구리, 망간 및 리튬이 사용되는 입자에서의 내구성면에서 상당히 우수하다. 특히, 구리 및 마그네슘이 사용되는 경우에 큰 효과를 얻을 수 있다.
이러한 메카니즘은 현재 광범위하게 연구중에 있으며, 감광체가 전압의 인가에 의해서 대전되는 경우에,전류는 페라이트를 통해서 흐르지만, 이러한 전류의 전류 경로의 형성은 원소에 따르는 것으로 가정될 수 있는데, 특히, 구리 혹은 망간을 포함하는 페라이트에 있어서는 전류 경로가 많이 형성되는 것으로 가정될 수 있다. 또한, 페라이트는 감광체와의 대전 처리를 원활하게 할 수 있는 표면 상태를 갖는 것으로 가정될 수 있다.
또한, 본 발명의 대전용 자성 입자는 바람직하게는 1X104Ωcm 내지 1X 109Ωcm 의 체적 저항값을 가져야 한다. 만일 이 값이 1X104Ωcm 미만이면, 핀홀 누설이 야기되고, 만일 이 값이 1X 109Ωcm 이상이면, 감광체는 불충분하게 대전되게 된다. 자성 입자 리크의 관점에서 보면, 체적 저항 값은 바람직하게는 1x106Ωcm 내지 1X109Ωcm 의 범위이어야 한다.
자성 입자의 체적 저항 값은 도 2에 도시된 셀 A을 자성 입자로 충전하고, 전극(201, 202)을 자성 입자와 접촉하도록 배치한 후에 이들 전극간에 전압을 인가하고 인가 시간 동안 흐르는 전류를 측정함으로써 얻어진다. 이러한 측정은 23℃의 온도, 65%의 상대 습도, 자성 입자와 전극들 간의 접촉 면적 2Cm2, 1mm의 두께, 10Kg의 상부 전극에 대한 로드, 및 100V의 인가 전압에서 행해져야 한다. 도 2에서 도면 참조번호(203)은 안내 링이며, 도면 참조번호(204)는 전류계이며, 도면 참조번호(205)는 전압계이고, 도면 참조번호(206)는 전압 안정기이며, 도면 참조번호(207)는 측정 샘플이며, 도면 참조번호(208)는 절연체이다.
본 발명에 있어서, 상대적으로 큰 자성 입자와 상대적으로 작은 자성 입자 간의 저항의 차는 적어야한다. 5μm 내지 20μm의 입자 직경을 가진 자성 입자의 체적 저항값을 Ra 그리고 20μm를 초과하는 체적 저항값을 Rb라고 하면,
0.5 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
보다 바람직하게는 1.0 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0 이 된다.
5㎛ 내지 20㎛의 입자 직경을 가진 자성 입자와 20㎛를 초과하는 입자 직경을 가진 자성 입자는 다음의 방식으로 분리된다.
5㎛, 20㎛, 및 25㎛의 구멍이 뚫려인는 채(sieves)를 준비한다. 이들 채는 ψ 75mm X H20mm 크기를 가져야 하며, 구멍은 필요한 경우에 도포함으로써 채의 배선을 두껍게 만들므로써 얻어 질 수 있다. 위로부터 25μm, 20μm, 및 5μm의 순서로 구멍이 있는 채를 겹쳐 쌓는다. 25μm의 구멍이 있는 채에 0.5g의 자성 입자를 두고 잘 섞어 20μm의 채를 통과하는 자성 입자를 수집하여 5μm의 채에 유지해 둔다. 이어서, 5μm의 채에 남아있는 입자에 가해지는 200mm Aq의 차압에 의해서 5μm의 채를 통과한 입자를 제거한다. 이들 샘플들은 측정용으로 사용된다. 20μm를 초과하는 입자들의 샘플은 20μm의 구멍의 채 및 25μm의 구멍의 채에 남아있는 자성 입자의 혼합물이다. 체적 저항값의 측정은 상술한 바와 같다.
상대적으로 작은 직경의 입자의 저항값이 상대적으로 큰 직경의 입자의 저항값의 1/10 이하이고, 발진 전압이 대전 부재에 인가되면, 저습 환경에서는 상대적으로 작은 입자 직경과 저저항을 가진 입자가 대전 부재를 분리시키는 경향이 강하다. 이러한 경향은 무크리너 화상 형성 방법에서 특히 강하게 나타난다. 비교적 동일한 입자 직경을 갖고 있고 한 자릿수 이상만큼 차이가 있는 저항값을 가진 입자의 혼합물을 사용하면, 사용동안, 저저항을 가진 입자가 감광체의 표면측 방향으로 기울어지고 저저항 입자의 불균형으로 인하여 핀홀 누설이 발생된다.
본 발명을 보다 효과적으로 만들기 위해서, 본 발명의 자성 입자는 바람직하게는 직선체인에 직접 연결된 6 혹은 그 이상의 탄소 원자의 구조를 포함하는 결합제를 사용하여 처리되어야 하는 것이 바람직하다. 대전 자성 입자는 감광체에 대고 문질러지기 때문에 이러한 문질러지는 소리는 심하고 특히 유기 감광체에 대해서는 더욱 심하다. 이러한 본 발명의 구성에 의하여, 장쇠 알킬 그룹은 대전 자성 입자의 표면의 오염에 대하여 효과적일 뿐만아니라 감광체에 대한 손상에 대하여 효과가 있는 윤활유적인 기능을 제공한다. 이것은 특히 감광체의 표면이 유기 화합물로 구성되는 경우에 효과가 있다.
이러한 관점에서 볼때에 알킬 그룹은 6개 이상의 탄소 원자가 연결되어 있는것 혹은 8개 이상의 탄소 원자가 연결되어 있는 것을 함유하는 것이 바람직하지만, 30개의 탄소 원자를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 탄소 원자가 6개 이하이면, 상술한 효과를 얻기는 어렵다. 탄소 원자가 30개를 초과하면, 이들 결합제는 용매에 휘발하지 않는 경향이 있어서 자성 입자의 표면을 균일하게 처리하기가 곤란하게 되고, 대전 처리된 자성 입자의 유동성이 열화되고 대전이 불규칙하게 되는 경향이 있다.
결합제의 양은 결합제를 포함하는 대전 자성 입자를 기초하여 질량으로 환산할 때에 0.0001 질량 % 이상 및 0.5 질량 % 이하 이어야 한다. 0.0001 질량% 이하인 경우에 결합제의 효과가 달성되지 못한다. 그리고 0.5 질량 % 이상이면 대전 자성 입자의 유동성이 열화되고 대전이 불규칙하게 된다. 0.001 질량 % 내지 0.2 질량 % 가 더욱 바람직하다.
결합제의 양은 가열에 의한 중량 감소를 통하여 산출될 수 있다. 0.5 질량 % 이하의 가열에 의한 중량 감소가 바람직하며, 0.2 질량 % 이하가 더욱 바람직하다. 여기서, 열에 의한 중량 감소는 질소 분위기에서 150℃ 내지 800℃에서 가열하고 열 평형에 의해서 분석했을 때의 질량 감소를 의미한다.
본 발명에서는 대전 자성 입자의 표면이 결합제 만으로 구성되는 것이 바람직하지만, 소량의 수지로 표면을 코팅하는 것도 가능하다. 이 경우에, 수지는 결합제의 양과 동일 혹은 그 이하의 양이 사용되는 것이 바람직하다. 이들은 수지로 코트된 대전 자성 입자와 결합하여 사용될 수도 있다. 이 경우에, 대전기내의 자성 입자의 전체 질량중 50% 까지는 수지로 코트된 자성 입자로 구성되어야 한다. 수지로 코트된 자성 입자가 전체 질량의 50%를 초과하는 경우에, 본 발명의 자성 입자의 효과가 감소된다.
결합제는 동일한 분자에 있어서, 실리콘, 알루미늄, 티타늄, 혹은 지르코늄 등의 중심 원소에 결합된 가수 분해가능한 기 및 소수성기를 가진 화합물이며, 소수성기 부분에서 장쇠 알킬을 갖는다.
가수 분해가능한 기로서, 상대적으로 높은 소수성 특성을 가진 메톡시기 에톡시기, 프로폭시기 및 부톡시기와 같은 알콕시기가 사용될 수 있다. 더우기, 아크릴옥시기 , 메타아크릴옥시기, 그들의 변형된기 및 할로겐이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 소수성기들은 그들의 구조에 있어서 직선형 체인 상태로 연결된 6 또는 그 이상이 탄소 원자를 함유하는 것들이다. 만일 이들이 중심 원소와 결합된 형태라면, 이들은 카르복실레이트, 알콕시, 설포네이트, 또는 포스페이트와 직접 혹은 이들을 통해서 결합될 수 있다. 에테르 결합, 에폭시기 혹은 아미노기와 같은 기능적 기는 소수성기의 구조에 또한 함유될 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 화합물의 몇몇의 구체예는 다음과 같다.
(CH3O)3-Si-C12H25
(CH3O)3-Si-C18H37
(CH3O)3-Si-C8H17
(CH3O)2-Si-(C12H25)2
본 발명의 대전용 자성 입자가 그 표면에 결합제를 갖는 경우, 결합제가 0.5 질량%이하, 바람직하기로는 0.2 질량% 이하이므로, 표면에 결합제가 없는 자성 입자와 거의 동일한 저항값을 갖는다. 그 결과, 전도성 입자가 분산되어 있는 수지가 사용되는 경우와 비교하면 제조상의 안전성 및 품질의 안전성이 더 높다.
결합제의 반응율은 80% 이상, 바람직하기로는 85% 이상이다. 본 발명에서, 비교적 긴 알킬 그룹을 갖는 결합제가 사용되므로, 비반응 물질의 비율이 크다면 유동성이 저하된다. 사용된 감광체의 표면이 사실상 비-가교성 수지인 경우, 비반응 처리제가 감광체의 표면으로 침투하여 클라우딩(clouding) 또는 크랙(crack)을 야기할 수 있다. 이러한 이유 때문에 자성 입자의 표면과 반응할 수 있는 결합제가 사용되어야 한다.
결합제의 반응율을 측정하는 방법으로서, 사용된 결합제를 용해할 수 있는 용매를 선택하여 워싱 전후에 존재하는 결합제의 비율을 측정할 수 있다. 예를 들어, 처리된 자성 입자가 그 용매양의 100배로 용해되고 용매내의 결합제 성분이 크로마토그래피를 통해 정량 분석되는 수단, 및 워싱 후에 자성 입자의 표면에 남아있는 결합제 성분이 XPS, 성분 분석, 서모그래비매트릭 분석(TGA)과 같은 방법을 통해 정량분석되고, 워싱 전후의 양이 정량 분석되는 수단이 사용될 수 있다.
본 발명의 대전 장치 및 전자 사진 장치에서는 주입 대전 방법을 사용하는 것이 양호한 결과를 가질 수 있다. 전자 사진 감광체 상의 지지체의 최외각층 상에 전하 주입층을 가진 감광체를 사용함으로써, 주입 대전 방법을 사용할 때 대전 부재에 인가되는 직류 전압만으로 90% 이상의 대전 전위 및 80% 이상의 인가 전압을 달성할 수 있다. 그러므로, 파센의 법칙(Pashen's law)으로 해석한 대전 방법에 의하면 무오존 대전이 실현될 수 있다.
대전 주입층에 대해 화상 이탈(slippage)을 야기하지 않고 충분한 대전 특성을 갖는 조건을 만족시키기 위해서는 체적 저항이 1x108Ωcm 내지 1x1015Ωcm 인 것이 바람직하다. 화상 이탈의 관점에서 보면 1x1010Ωcm 내지 1x1015Ωcm 인 것이 바람직하며, 환경의 변화를 고려하면 1x1012Ωcm 내지 1x1015Ωcm 인 것이 바람직하다. 체적 저항값이 1x108Ωcm 이하이면, 정전 잠상을 유지하기 곤란하고 화상 이탈이 고온 다습한 조건에서 특히 쉽게 발생한다. 그러나, 체적 저항값이 1x1015Ωcm 이상이면, 대전 부재로부터 전하를 충분히 받지 못하여 대전을 실패하는 경향이 있다.
본 발명의 대전 장치 및 전자 사진 장치에서, 감광체 대전 부재에는 발진 전압이 인가되는 것이 바람직하다. 발진 전압을 인가하면 기계적 정밀도와 같은 외부적 교란에 대해 안정한 대전이 이루어지는 효과가 있다. 주입 대전 방법을 사용할 때 발진 전압을 인가하면 상기한 이점을 갖게 되지만 인가되는 발진 전압에는 제한이 있다. 100Hz 내지 10kHz의 주파수가 바람직하며, 피크 전압은 1,000V에 달하는 것이 바람직하다.
그 이유는 주입 대전 방법을 사용할 때 감광체의 전위가 인가된 전압의 경로를 따르기 때문인데, 만일 피크-피크 전압이 너무 높다면 감광체의 대전 표면의 전위가 상승하고 흐려짐 또는 역 흐려짐이 발생할 수 있다. 발진 전압에서, 피크-피크 전압은 100V 이상인 것이 바람직하며, 300V 이상인 것이 더욱 바람직하다. 파형으로는 사인파, 사각파, 톱니파가 사용될 수 있다.
적절한 양의 투광성 전도성 입자를 절연성 결합 수지에 분포시킴으로써 중간 저항값을 갖는 재질의 대전 주입층을 형성할 수 있다. 상기한 저항값을 갖는 무기질층을 형성하는 것도 효과적인 수단이 된다. 전술한 표면층은 대전 부재를 통해 주입된 전하를 보유할 목적으로 사용되는 것이며, 노광시 전하가 감광체 보유부재를 빠져나갈 수 있게 함으로써 잔류 전위를 감소시킨다.
여기서, 표면과 유사한 층(23㎛ 두께)이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 상에 형성되고 증발된 금이 그 표면상에 형성되며, 23℃ 의 온도 및 65% 의 상대 습도에서 100V의 전압이 인가되고, 감광체의 표면층의 체적 저항은 체적 저항 측정 장치(휴렛 패커드사의 4141B pAMATER)로 측정한다.
광 투과성을 위해서는 자성 입자가 0.3㎛ 보다 크지 않은 직경을 갖는 것이 바람직하며, 0.1㎛ 보다 크지 않는 것이 더욱 바람직하다. 100 질량부의 결합 수지에 대해 입자는 2 내지 250 질량부이고, 2 내지 190 중량부 이상인 것이 바람직하다. 2 질량부 이하인 경우 원하는 체적 저항값을 얻기 어려우며, 250 질량부를 초과하면 필름의 강도가 저하하고 전하 주입층이 마모하기 쉽다. 전하 주입층은 0.1 내지 10㎛, 더욱 바람직하기로는 1 내지 7㎛의 맴브레인 두께를 갖는 것이 좋다.
전하 주입층은 윤활제 분말을 포함하는 것이 바람직하다. 그로 인해 기대되는 효과는 대전시 감광체와 대전 부재간의 마찰이 감소하고, 한 번의 대전량이 증가하고, 대전 특성이 개선된다는 것이다. 감광체 표면의 몰드 방출성이 증가하므로 자성 입자를 부착하는 것이 더욱 어려워진다. 낮은 임계 표면 장력을 갖는 불소 수지, 실리콘 수지, 폴리오레핀 수지와 같은 것은 윤활제 입자로 사용하는 것이 특히 바람직하다. 폴리테트라플로로에틸렌 수지가 가장 바람직하다.
이 경우, 결합제 수지 100 질량부에 첨가되는 윤활제 분말의 양은 2 내지 50 질량부가 바람직하고, 5 내지 40 질량부가 더욱 바람직하다. 2 질량부 이하이면, 윤활제 분말의 양이 불충분하여 감광체의 대전 특성이 충분히 개선되지 않으며, 무크리너 장치에서는 전사 토너의 잔류량이 증가한다. 그러나 50 질량부 이상이면, 화상의 해상도 및 감광체의 감도가 저하한다.
표면층을 절연층으로 코팅하는 경우, 하부의 감광층은 비결정 실리콘으로 만드는 것이 바람직하며, 글로우 방전 등을 통해 실린더상에 방지층, 감광층, 전하 주입층 순서로 형성하는 것이 바람직하다. 감광층으로는 공지된 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 프탈로시아닌 염료 또는 아조 염료과 같은 유기 재료를 사용할 수 있다.
전하 대전층과 감광층 사이에는 중간층이 형성될 수 있다. 상기 중간층은 전하 주입층과 감광층간의 접착력을 증가시키며 전하 장벽층으로 작용할 수 있다. 엑폭시 수지, 폴리에스터 수지, 폴리아미드 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지와 같은 시판중인 수지계 재료를 중간층으로 사용할 수 있다.
알루미늄, 니켈, 스테인레스 스틸, 철 등과 같은 금속, 전도성 멤브레인을가진 플라스틱 또는 유리, 또는 전도성 페이퍼를 감광체의 전도성 지지체로 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 효과로는, 인가되는 전압이 발진 전압이 부가된 직류 전압인 경우 발진 전계로 인한 발진 잡음이 감소한다는 것이다. 형상의 변동에 의해 발진이 흡수되는 것으로 생각된다. 이러한 효과는 감광체의 전도성 지지체의 두께가 0.5 mm 이상이고 3.0 mm 이하일 때 가장 크다. 0.5 mm 이하이면 진동 잡음이 쉽게 증가하고 면적 안전성이 불량해지며, 3.0 mm 이상이면 회전 토크가 증가하고 재료비가 증가한다.
사용되는 토너와 대전 부재의 자성 입자간의 마찰전기 대전을 위한 적합한 범위가 있다. 대전 부재의 자성 입자를 100 이라 할때 사용되는 토너가 7 이라면, 측정되는 토너의 마찰전기 값은 감광체의 대전 극성에 대해 동일하다. 그 절대값이 1 내지 90 mC/Kg, 바람직하기로는 5 내지 80 mC/Kg, 더욱 바람직하기로는 10 내지 40 mC/Kg 이라면, 토너의 적재 및 청소가 용이하며 감광체의 대전 품질에 대한 특히 양호한 조건이 된다.
다음은 바람직한 측정 방법에 관한 것이다. 먼저, 측정될 자성 입자 40g에 200mg의 토너가 부가된 혼합물을 50 내지 100 ml 폴리에틸렌 병에 넣고 23℃의 온도와 60%의 상대 습도에서 손으로 150회 흔든다. 대전을 위한 자성 입자로서의 대전을 위해 토너와 자성 입자의 혼합물을 대전한다. 다음에 감광체인 동일한 디멘젼의 금속드럼을 대전하고, 토너의 대전 극성과 동일한 극성의 직류 바이어스를 대전부에 인가하고, 감광체를 대전하는 경우와 동일한 상태(조건)에서 상기 드럼을구동하여 대전 부재로부터 금속드럼으로 이동된 토너의 양을 측정한다.
본 발명의 전자 사진 장치에서는 자성 입자로 형성된 자기 브러시가 감광체와 접촉하는 대전 부재로서 사용된다. 그러나, 자성 입자들로 균일하게 그 표면이 코팅되고 내부 자기롤을 갖는 자기롤(magnet roll) 또는 도전성 슬리브(전압이 인가되는 도전성부를 갖는 자석)가 대전 부재내의 자성 입자의 지지체재로서 이용될 수 있으며, 표면상에 자성 입자들이 균일하게 코팅되고 자기롤을 갖는 도전성 슬리브가 특히 적절하다.
대전용 자성 입자 지지체재와 감광체간의 가장 가까운 갭은 0.3mm 내지 2.0mm가 바람직하다. 이들 부재가 0.3mm 정도라면 대전용 자성 입자 지지 부재의 도전부와 감광체 사이에는 인가된 전압으로 인해 누설이 발생할 수도 있고, 감광체가 손상될 수도 있다. 대전용 자기 브러시의 이동 방향은 그 사이의 접촉부에서 감광체의 이동 방향과 동일한 방향 또는 반대 방향 중 어느 방향일 수 있다. 그러나, 자기 브러시는 대전의 균일성 그리고 나머지 전송 토너를 이동시킬 수 있는 능력의 관점에서 감광체와 반대 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.
지지 부재 상에 지지되는 대전용 자성 입자의 양은 50 내지 500mg/cm2사이, 보다 바람직하게는 100 내지 300mg/cm2사이가 바람직하다. 이러한 범위 내에서 안정적인 대전 수행 능력이 얻어질 수 있다. 대전 장치 내의 대전용 초과 자성 입자는 재순환(recycle)될 수 있다.
무클리너 화상 형성 방법을 이용하는 경우, 전자 사진 장치의 안정성은 전송처리 이후의 대전 전에 감광체의 전기적 포텐셜을 제어함으로써 더 개선될 수 있다.
광을 방출하고 감광체의 전위를 제어하는 재료, 또는 도전성 롤러, 블래이드, 또는 감광체와 접촉하거나 또는 근처의 가죽 블러시가 감광체의 전위 제어를 위해 사용될 수 있다. 이들 중에는 롤러와 가죽 블러시가 특히 적합하다. 이러한 재료에 전압을 인가하여 감광체의 전위를 제어하는 경우에는 감광체의 대전 처리와 반대 극성으로 제어하는 것이 바람직하다. 이렇게하는 것은 초기에 형성된 화상의 어떠한 히스토리를 대전하거나 제거하기 전에 감광체의 전위를 저레벨로 조정함으로써 대전 균일성에 도움이 될 수 있다. 레이저나 LED와 같은 공지의 노출 수단은 본 발명에서 노출 수단으로서 사용될 수 있다.
무클리너 화상 형성 장치를 이용하는 경우에는 현상제가 감광체와 접촉하는 역 현상이 바람직하다. 2성분이 현상제와 접촉하거나 또는 한 성분의 현상제와 접촉하는 것과 같은 현상 처리가 바람직한 방법이다. 현상제와 나머지 전송 토너가 감광체와 접촉하는 경우, 마찰력은 정전 전력으로 변환되고, 나머지 전송 토너는 현상 수단에 의해 충분히 제거될 수 있다. 현상하는 동안 바이어스를 인가하는 경우에는 직류 성분은 블랙 영역(역 현상의 경우 노출되는 부분)의 극성과 화이트 영역의 극성 사이에 오는 것이 바람직하다.
코로나, 롤러, 또는 벨트 등을 사용하는 공지의 방법들이 전사 수단으로 이용될 수도 있다.
본 발명에서 전자 사진 장치와 대전 수단 또는 필요하다면 현상 수단과 클리닝 수단은 단일 유니트로 만들어져 전자 사진 장치의 몸체상에 착탈식 처리 카트리지(detachably attachable process cartridge;도 1의 116)를 형성할 수도 있다. 이와 달리, 현상 수단은 전자 사진 장치(도 1의 117)를 갖는 카트리지로부터 별도의 카트리지를 만들 수 있다.
본 발명에서는 대전기(charger)로부터 제거된 나머지 전송 토너를 일시적으로 재생(recover)하여 현상부에 재사용하기 위해 감광체의 대전 바이어스를 변화시킬 필요가 없다. 그러나, 만일 잼이 발생하거나 또는 고화상비를 갖는 화상이 지속적으로 발생하는 경우에는 극히 많은 양의 전사 토너가 남아있을 수도 있다.
이러한 경우에는 감광체상에 화상이 형성되지 않는 시간을 이용하여 화상 형성 동작 동안 토너가 대전기로부터 현상기로 이동하는 것이 가능하다. 회전전, 회전후, 그리고 전사 종이 사이는 화상이 형성되지 않는 시간에 대한 예들이다. 이러한 경우에는 토너가 대전기로부터 감광체로 이동하는 것이 용이하고 대전 바이어스로의 변화 역시 바람직하다. 피크 전압의 교류 성분을 감소시키고, 직류만을 변경시키거나, 또는 피크 전압을 변경시키는일 없이 파형을 변화시킴으로써 교류 전류의 유효 전류를 감소시키는 것은 모두 대전기로부터 토너를 보다 용이하게 제거하는 방법이 된다.
본 발명에서는 대전기의 수명과 내부에 자석을 포함하고 있는 비자성 슬리브를 사용하는 것과 관련하여서는 토너가 추가로 부가될 수 있는 구조가 비용면에서 바람직하다. 이러한 경우에는 대전기 내의 최소치 보다 많은 대전용 자성 입자들을 가지면서 입자들을 재순환시킴으로써 내구성이 연장되는 구조가 바람직하다.
기계적 교반(mechanical stirring) 또는 자성 입자를 재순환시킬 수 있는 자극(magnetic pole)을 형성하거나, 또는 자성 입자를 저장하기 위한 콘테이너 내의 자성 입자를 이동시킬 수 있는 부재를 제공하는 것은 바람직한 재순환 수단이된다. 예를 들어 자기 브러시 뒤에서 교반하기 위한 스크류 부재, 또는 반발 막대를 제공하고 자성 입자를 다시 코팅하며, 반발 막대와 자성 입자를 해체하거나, 또는 자성 입자의 흐름을 방지하기 위한 배플 부재(baffle member)를 제공하는 것이 언급될 수도 있다.
이하, 본 발명의 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이러한 예들에 한정되는 것은 아니다. 먼저, 구조, 재료, 본 발명에 사용된 부재들의 제조 방법의 예들이 설명된다.
(대전용 자성 입자의 제조 방법 예 1 : 준비예 1)
인 0.05 질량부가 53mol% Fe2O3, 24mol% Cuo 및 23mol% Zno 의 질량부 100에 부가되어, 볼 분쇄기(ball mill)로 분말화되어 혼합된다.
분산제(dispersing agent), 접합제(binding agent) 및 물이 부가된다. 슬러리가 형성된 후에 입자 형성은 스프레이 드라이어에 의해 수행되었다. 적절히 분류한 후에 형성된 것은 공기에 노출된 상태로 1100℃에서 하소되었다.
얻어진 페라이트가 분말화된 후에 분류되었고, 50μm의 평균 입자 직경을 갖는 페라이트입자가 얻어졌다. 페라이트 입자에 대한 체적 저항은 1×107Ωcm였으며, 그 특성이 표 1에 도시되어 있다. 입자의 형상은 극히 만족스러운 구형이었다.
(대전용 자성입자의 제조 방법 예 2: 준비예 2)
54 mol% Fe2O3, 30 mol% MnO, 및 16 mol% MgO가 볼밀에 의해 분말화되어 혼합된다. 분산제, 접합제 및 물이 부가된다. 슬러리가 형성된 후에 입자 형성은 스프레이 드라이어에 의해 수행되었다. 적절히 분류한 후에 형성된 것은 조정된 산소 밀도를 갖는 대기에 노출된 상태로 1200℃에서 하소되어 제분(pulverization) 및 분류되었다. 55μm의 평균 입자 직경과 3×107Ωcm의 체적 저항값을 갖는 페라이트 입자가 얻어졌다. 입자의 형상은 극히 만족스러운 구형이었으며, 그 특성을 표 1에 나타낸다.
(대전용 자성입자의 제조 방법 예3: 준비예 3)
스프레이 드라이어를 갖는 입자를 생성한 후에 분류 상태가 변경되고 좁은 입자들이 얻어지는 것을 제외하고는 (대전용 자성입자의 제조 방법 예 1)과 동일한 방식으로 페라이트 입자를 제조한다. 평균 입자 직경은 27μm였으며, 그 특성을 표 1에 나타낸다.
(대전용 자성입자의 제조 방법 예4: 준비예 4)
스프레이 드라이어를 갖는 입자를 생성한 후에 분류 상태가 변경되고 좁은 입자들이 얻어지는 것을 제외하고는 (대전용 자성입자의 제조 방법 예 1)과 동일한 방식으로 페라이트 입자를 제조한다. 평균 입자 직경은 15μm였으며, 그 특성을 표 1에 나타낸다.
(대전용 자성입자의 제조 방법 예5: 준비예 5)
인 질량부 3이 예 2에 이용된 개시 재료(starting materials)의 질량부 100에 부가되고, 입자가 함께 소결되어 페라이트 덩어리가 얻어지는 것을 제외하고는 (대전용 자성입자의 제조 방법 예 2)와 동일한 방식으로 제조된다. 상기 덩어리는 햄머밀에 의해 반복적으로 분말화되고, 오실레이션 볼로 분말화된 후 적절히 분리된다. 26μm의 평균 입자 직경을 갖는 페라이트 입자가 얻어지며, 그 특성을 표 1에 나타낸다.
(대전용 자성입자의 제조 방법 예6: 준비예 6)
기류식 제트 분쇄기(air current type jet mill)로 (대전용 자성입자의 제조 방법 예 1)로부터 혼합물을 분말화함으로써 27μm의 평균 입자 직경을 갖는 페라이트 입자가 얻어지며, 그 특성을 표 1에 나타낸다.
(대전용 자성 입자의 제조 방법 예 7 : 준비예 7)
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 2)를 기류식 제트 분쇄기(air current type jet mill)로 분쇄한 후, 풍력 분류기(wind powered classifier)를 이용하여 그 분말이 절단된다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자의 제조 방법 예 8: 준비예 8)
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 3)의 50 질량부와 (대전용 자성 입자 제조 방법 예 6)의 50 질량부가 혼합된다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 9: 준비예 9)
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 3)의 80 질량부와 (대전용 자성 입자 제조방법 예 6)의 20 질량부가 혼합된다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 10: 준비예 10)
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 4)를 질소내에서 가열하여, 저저항의 입자가 얻어진다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 11: 준비예 11)
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 3)의 70 질량부와 (대전용 자성 입자 제조 방법 예 10)의 30 질량부가 혼합된다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 12: 준비예 12)
실란 결합제인 도드실 트리메톡시 실란(dodecyl trimethoxy silane) 0.07 질량부가 메틸 에틸 케톤 20 질량부에 용해되어 있는 용액에 (대전용 자성 입자 제조 방법 예 6)에서 제조된 자성 입자의 100 질량부를 첨가하여, 교반하면서 70℃로 유지된다. 용매를 증발시킨 후, 150 ℃의 오븐에 넣어 경화시킨다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 13: 준비예 13)
티타늄 결합제인 이소프로폭시트리이소스테로릴 티타네이트 (isopropoxytriisostearolyl titanate) 0.03 질량부를 톨루엔 20 질량부에서 용해시켜 얻어진 용액에 (대전용 자성 입자 제조 방법 예 6)에서 제조된 자성 입자의 100 질량부가 첨가되며, 그 혼합물은 교반되면서 70℃로 유지된다. 용매를 증발시킨 후, 200 ℃의 오븐에 넣어 경화시킨다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 14: 준비예 14)
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 4)의 70 질량부와 (대전용 자성 입자 제조 방법 예 5)의 30 질량부가 혼합된다. 그 특성이 표 1에 도시되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 15: 준비예 15)
Fe2O383 mol%
Li2CO317 mol%
상기의 100 질량부에, 인 0.8 질량부를 첨가하여 볼 분쇄기에서 연마하고 혼합시킨 후, 그것에 분산형 접합제와 물을 첨가하여 슬러리를 형성한다. 그 후, 스프레이 건조기로 그래뉼레이션 동작이 수행된다. 적절한 분류 동작이 수행된 후, 산소 농도가 조정되고 1200 ℃에서 소성 처리가 수행된다.
이렇게 얻어진 페라이트가 연마/처리된 후, 평균 입자 직경이 50 ㎛인 입자 및 27 ㎛의 입자 (A)를 얻기 위한 분류가 수행된다.
그 후, 기류식 제트 분쇄기를 이용하여 평균 입자의 직경이 50 ㎛인 페라이트 입자가 형성되며, 공기 분류기(air classifier)에 의해 분류되어, 평균 입자의 직경이 27 ㎛인 입자 (B)를 얻는다. 그 후, 형성된 입자 (B)의 20 질량부과 입자 (A)의 80 질량부가 혼합되어, 3×107Ω㎝의 체적 저항값을 갖는 페라이트 입자가 얻어진다. 그 특성이 표 1에 요약되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 16: 준비예 16)
CuO 6 mol%
ZnO 12 mol%
MgO 41 mol%
Fe2O341 mol%
상기의 100 질량부에, 인 1 질량부를 첨가하여 볼 분쇄기에서 연마하고 혼합시킨 후, 그것에 분산형 접합제와 물을 첨가하여 슬러리를 형성한다. 그 후, 스프레이 건조기로 그래뉼레이션 동작이 수행된다. 적절한 분류 동작이 수행된 후, 산소 농도가 조정되고 1200 ℃에서 소성 처리가 수행된다.
이렇게 얻어진 페라이트가 연마/처리된 후, 평균 입자 직경이 50 ㎛인 입자 및 27 ㎛의 입자 (C)를 얻기 위한 분류가 수행된다. 이들 두 입자들은 매우 우수한 구형을 갖는다.
그 후, 기류식 제트 분쇄기를 이용하여 평균 입자의 직경이 50 ㎛인 페라이트 입자가 형성되며, 공기 분류기에 의해 분류되어, 평균 입자의 직경이 27 ㎛인 입자 (D)를 얻는다. 그 후, 형성된 입자 (D)의 20 질량부과 입자 (C)의 80 질량부가 혼합되어, 6×107Ω㎝의 체적 저항값을 갖는 페라이트 입자가 얻어진다. 그 특성이 표 1에 요약되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 17: 준비예 17)
CuO 6 mol%
ZnO 11 mol%
MgO 23 mol%
MnO 7 mol%
Fe2O353 mol%
상기의 100 질량부에, 인 1 질량부를 첨가하여 볼 분쇄기에서 연마하고 혼합시킨 후, 그것에 분산형 접합제와 물을 첨가하여 슬러리를 형성한다. 그 후, 스프레이 건조기로 그래뉼레이션 동작이 수행된다. 적절한 분류 동작이 수행된 후, 산소 농도가 조정되고 1200 ℃에서 소성 처리가 수행된다.
이렇게 얻어진 페라이트가 연마/처리된 후, 평균 입자 직경이 50 ㎛인 입자 및 27 ㎛의 입자 (E)를 얻기 위한 분류가 수행된다. 이들 두 입자들은 매우 우수한 구형을 갖는다.
그 후, 기류식 제트 분쇄기를 이용하여 평균 입자의 직경이 50 ㎛인 페라이트 입자가 형성되며, 공기 분류기에 의해 분류되어, 평균 입자의 직경이 27 ㎛인 입자 (F)를 얻는다. 그 후, 형성된 입자 (F)의 20 질량부과 입자 (E)의 80 질량부가 혼합되어, 7×106Ω㎝의 체적 저항값을 갖는 페라이트 입자가 얻어진다. 그 특성이 표 1에 요약되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 18: 준비예 18)
MnO 57 mol%
Fe2O343 mol%
상기의 입자를 볼 분쇄기에서 연마하고 혼합시킨 후, 그것에 분산형 접합제와 물을 첨가하여 슬러리를 형성한다. 그 후, 스프레이 건조기로 그래뉼레이션 동작이 수행된다. 적절한 분류 동작이 수행된 후, 산소 농도가 조정되고 1200 ℃에서 소성 처리가 수행된다.
이렇게 얻어진 페라이트가 연마/처리된 후, 평균 입자 직경이 50 ㎛인 입자 및 27 ㎛의 입자 (G)를 얻기 위한 분류가 수행된다. 이들 두 입자들은 매우 우수한 구형을 갖는다.
그 후, 기류식 제트 분쇄기를 이용하여 평균 입자의 직경이 50 ㎛인 페라이트 입자가 형성되며, 공기 분류기에 의해 분류되어, 평균 입자의 직경이 27 ㎛인 입자 (H)를 얻는다. 그 후, 형성된 입자 (H)의 20 질량부과 입자 (G)의 80 질량부가 혼합되어, 7×106Ω㎝의 체적 저항값을 갖는 페라이트 입자가 얻어진다. 그 특성이 표 1에 요약되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 19: 준비예 19)
NiO 25 mol%
ZnO 22 mol%
Fe2O353 mol%
상기의 100 질량부에, 인 1 질량부를 첨가하여 볼 분쇄기에서 연마하고 혼합시킨 후, 그것에 분산형 접합제와 물을 첨가하여 슬러리를 형성한다. 그 후, 스프레이 건조기로 그래뉼레이션 동작이 수행된다. 적절한 분류 동작이 수행된 후, 산소 농도가 조정되고 1200 ℃에서 소성 처리가 수행된다.
이렇게 얻어진 페라이트가 연마/처리된 후, 평균 입자 직경이 50 ㎛인 입자 및 27 ㎛의 입자 (I)를 얻기 위한 분류가 수행된다. 이들 두 입자들은 매우 우수한 구형을 갖는다.
그 후, 기류식 제트 분쇄기를 이용하여 평균 입자의 직경이 50 ㎛인 페라이트 입자가 형성되며, 공기 분류기에 의해 분류되어, 평균 입자의 직경이 27 ㎛인 입자 (J)를 얻는다. 그 후, 형성된 입자 (J)의 20 질량부과 입자 (I)의 80 질량부가 혼합되어, 4×107Ω㎝의 체적 저항값을 갖는 페라이트 입자가 얻어진다. 그 특성이 표 1에 요약되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 20: 준비예 20)
철 분말이 연마/분류되고, 표면 산화 처리가 수행되어, 평균 입자 직경이 25 ㎛인 입자가 얻어진다. 체적 저항값은 3×103Ω㎝이다. 그 특성이 표 1에 요약되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 21: 준비예 21)
스테인레스 수지 100 질량부와 평균 입자의 직경이 0.2 ㎛인 마그네타이트 300 질량부가 용해되고/혼합되어(molten/kneaded), 연마/분류 처리가 수행되어, 평균 입자의 직경이 25 ㎛인 입자가 얻어진다. 체적 저항값은 5×109Ω㎝이다. 그 특성이 표 1에 요약되어 있다.
(대전용 자성 입자 제조 방법 예 22: 준비예 22)
(대전 자성 입자 2)를 진동 분쇄기에서 분쇄하고 난 후에, 분말을 공기 분류에 의해 정확하게 분류하여, 평균 12㎛의 입자 직경을 갖는 페라이트 입자를 얻었다. 특성은 표 1에 요약되어 있다.
(감광체 제조 방법의 예 1)
알루미늄 실린더 위에 두께 0.75mm, 직경 30mm인 다섯 개의 기능층이 실장된다.
제1층은 하부 피복층이다. 이 제1층은 알루미늄 실린더 내의 결함을 제거하고 레이저 노출로부터의 반사로 인한 무아레의 발생을 방지하기 위해 실장된 약 20㎛ 두께의 도전층이다.
제2층은 양전하 주입 방지층이다. 이 층은 알루미늄 실린더로부터 주입된 양전하가 감광체의 표면에 대전된 음전하를 거부하는 것을 방지하며 아밀란 수지 및 메톡시 메틸레이트 나일론에 의해 약 106Ω㎝로 조절된 저항을 갖는 약 1㎛두께의 중간 저항층이다.
제3층은 전하 생성층이다. 이 층은 수지에 분산된 옥시티타늄 프탈로시아닌 피그먼트로 이루어지고 약 0.3㎛의 두께를 가지며 노출된 광을 수광함으로써 양전하와 음전하를 생성한다.
제4층은 폴리카보네이트 수지에 분산된 히드라존으로 이루어진 전하 전사층이고 p형 반도체이다. 따라서, 감광체의 표면에 대전된 음전하를 이동시킬 수는 없고, 전하 생성층에 의해 생성된 양전하를 감광체의 표면에 옮길 수만 있다. 이 층은 15㎛의 두께를 갖고 전하 전사층의 체적 저항값은 3×1015Ω㎝이다.
제5층은 전하 주입층이다. 이 전하 주입층은 사진경화 아크릴(photohardening acrylic) 수지에 분산된 SnO2의 초미립자로 이루어진다. 구체적으로 말해서, 이 층은 대량의 안티몬으로 도핑된 150개의 부분으로 이루어지는데, 1.2 부분은 대량의 분산에 의해 도핑되고, 20 부분은 대량의 분산된 테트라-플루오에틸렌 수지 입자에 의해 도핑된다. 2.5㎛의 두께를 갖고 전하 주입층의 체적 저항값은 2×1013㎝이다.
(감광체 제조 방법의 예 2)
두께가 1.0mm이고, 직경이 30mm인 알루미늄 실린더를 사용한다는 것을 제외하고는 감광체 제조 방법의 예 1과 동일한 방식으로 제조된다.
(감광체 제조 방법의 예 3)
두께가 2.5mm이고, 직경이 30mm인 알루미늄 실린더를 사용한다는 것을 제외하고는 감광체 제조 방법의 예 1과 동일한 방식으로 제조된다.
(감광체 제조 방법의 예 4)
두께가 3.5mm이고, 직경이 30mm인 알루미늄 실린더를 사용한다는 것을 제외하고는 감광체 제조 방법의 예 1과 동일한 방식으로 제조된다.
(현상제 제조 방법의 예 1)
폴리에스터 수지 100 질량부
아조 염료를 함유한 금속 2 질량부
저분자량 폴리프로필렌 3 질량부
카본 블랙 5 질량부
위의 재료들을 건조 혼합한 후에, 150℃의 온도로 설정된 이중축 반죽 성형기로 반죽 성형한다. 얻어진 반죽 성형된 재료를 냉각하고 입자 사이트 분포가 조절된 토너가 화합된 재료가 드래프트형 분쇄기로 분쇄된 다음 와인드 분말 분류에 의해 얻어진다. 하이드로호빅 처리된 대량의 1.6 질량%의 티타늄 산화물이 이 토너 화합 재료에 첨가되어 6.4㎛의 가중 평균 직경을 갖는 토너를 생성한다. 얻어진 토너는 중합 반응으로 형성되고 전자 현미경에서 관찰하였을 때 구형을 갖는다. 현상제는 실리콘 수지로 코팅된 평균 입자 사이즈가 50㎛인 100 질량부의 니켈 아연 페라이트과 6 질량부의 토너를 혼합함으로써 얻어진다.
(현상제 제조 방법의 예 2)
스티렌 88 질량부
n-부틸 아크릴 12 질량부
디비닐벤젠 0.2 질량부
저분자량 폴리프로필렌 3 질량부
카본 블랙 4 질량부
아조 염료를 함유한 금속 1.2 질량부
아조 그룹 개시제 3 질량부
위의 재료들을 분산 혼합하고, 상기 용액은 500 질량부의 순수와 그 안에 분산된 4 질량부의 칼슘 인산염에 첨가되어, 호모믹서로 분산된다. 다음으로, 70℃에서 8시간동안 중합함으로써 얻어진 폴리머가 여과되고 세척되고, 그 후에 건조 분류되어 토너 화합 재료를 얻는다.
하이드로호빅 처리된 1.4 질량%의 티타늄 산화물이 이 토너 화합 재료에 첨가되어 6.4㎛의 가중 평균 직경을 갖는 토너를 생성한다. 얻어진 토너는 중합 반응으로 형성되고 전자 현미경에서 관찰하였을 때 구형을 갖는다. 현상제는 실리콘 수지로 코팅된 평균 입자 사이즈가 50㎛인 100 질량부의 니켈 아연 페라이트과 6 질량부의 토너를 혼합함으로써 얻어진다.
다음으로, 본 발명을 본 발명의 예 및 비교예에 사용되는 평가를 위한 장비 및 방법과 예 및 비교예들을 이용하여 설명한다.
(디지탈 복사기 1)
전자 사진 장치로 레이저 빔을 이용하는 디지탈 복사기 (캐논 GP55)를 준비하였다. 이 장치에는 감광체의 1차 대전 수단으로서 코로나 대전기와, 현상 수단으로서 하나의 성분 점핑 현상 방법을 이용하는 하나의 성분 현상제, 전사 수단으로서 코로나 대전기, 블래이드 클리닝 수단, 및 사전 대전 노출 수단이 장비되어 있다. 감광체의 1차 대전을 위한 대전과 클리닝 수단은 하나의 유니트 (프로세스 카트리지)를 형성한다. 처리 속도는 150mm/s이다. 이 디지탈 복사기는 다음과 같이 변형된다.
먼저, 처리 속도는 200mm/s로 변경된다. 현상부는 하나의 소자로부터 두 개의 현상제를 사용할 수 있는 현상제로 점프하도록 변화될 수 있다. 또한, 내부에 자석 롤러를 갖는 16 직경의 도전성 비자성 슬리브가 1차 대전 수단으로서 셋업되고 대전용 자기 브러시가 형성된다. 대전을 위한 도전성 슬리브와 감광체 간의 최소 간극은 0.5mm으로 설정된다. 현상 바이어스는 피크-피크 전압 (Vpp)이 1,000V이고 구형파가 3㎑의 주파수를 갖는 직류 -500V에서 설정된다. 코로나 대전기를이용하는 전사 수단은 롤러 전사 수단으로 변경되고 사전-대전 노출 수단은 없어진다. 클리닝 블래이드 또한 없어지고 장치는 무클리너 복사기로 변환된다. 도면에서, 101은 고정기(102), 102는 대전기, 103은 대전을 위한 자성 입자, 104는 자석 롤러를 하우징하는 전도성 슬리브, 105는 감광체, 106은 노광, 107은 현상 슬리브, 108은 현상 장치, 109 및 110은 스티어링 스크류, 111은 현상제, 112는 종이 전송 가이드, 113은 전사 종이, 114는 전사 롤러, 115는 종이 전송 벨트, 116은 프로세스 카트리지, 117은 현상 카트리지이다.
디지탈 복사기(1)를 이용하여, 180mg/㎠ 코팅 밀도를 갖는 자성 입자를 갖는 대전기와 감광체가 조립된다. 180mg/㎠의 코팅 밀도의 자성 입자를 갖는 대전기를 셋업하기 위해, 약 30g의 최소의 자성 입자가 필요하다. 그 다음, 자기 브러시 대전기를 감광체와의 접촉점으로부터 반대 방향으로 회전시킨다. 이 때, 대전기 회전의 주변 속도는 240mm/s이다.
대전 부재에 인가되는 바이어스는 1㎑와 700Vpp의 구형파 진동 전압을 갖는 -700V의 직류 전압으로 설정된다. 현상 바이어스는 -500V의 직류 전압과 100Vpp 및 3㎑의 구형파 교류 전압으로 설정된다. 15℃의 온도와 10%의 상대 습도의 조건하에서, 3% 화상비의 캐릭터 화상(A4)이 형성된다. 얻어진 화상을 육안으로 평가한다.
내구성 테스트를 다음과 같이 수행한다. 50개의 종이를 400 사이클, 환언하면, 20,000개의 종이를 300mm/s의 주변 회전 속도와 3%의 화상비를 갖는 캐릭터 화상(A4)으로 연속 모드에서 복사하고 화상은 초기 주기와 동일한 방식으로 평가된다. 이 때, 1㎑와 500Vpp의 구형파 교류 전압과 -700V의 직류 전압이 초기 종이 (회전 이전) 상에 화상을 형성하기 전에 대전할 때, 연속 종이 공급 동안 그리고 50번째 종이 상에 화상 형성을 종료한 후에 감광체의 대전 중에 화상이 형성되지 않는 부분에 인가되고, 대전을 위한 자기 브러시 내의 토너는 감광체에 이동되며 감광체를 대전하고, 그 다음 토너는 현상부에 의해 흡수된다.
위의 평가는 (자성 입자의 제조 방법의 예6), (현상제 제조 방법의 예 2), 및 (감광체 제조 방법의 예 1)을 이용하여 행해진다. 내구성 테스트 동안, 대전 부재에 인가된 전압으로 인해 감광체와 대전을 위한 자성 입자 간의 간섭에 의해 발생된 노이즈는 거의 주목하지 않아도 될 정도의 수준이었다.
240mm/s의 대전기의 주변 회전 속도의 결과는 흐려짐이 없는 화상이 얻어짐으로써 그 결과가 우수했다. 내구성 테스트를 60,000 종이까지 계속하고 감광체는 50,000 종이에서 감광체의 부식으로 인한 포크로 변하였다. 화질은 여전히 흐려짐없이 훌륭했다. 대전을 위한 자성 입자를 20,000 마다 샘플링하여 오염량을 측정하였다. 사용한 후에 가열되었을 때 입자의 중량 감소로부터 사용전의 150℃ 내지 400℃로부터 질소 환경에서 가열했을 때 자성 입자의 중량 감소를 감산함으로써 얻어진 샘플량을 퍼센트로 하여 표현한다.
그 결과가 표 2에 나타나 있다. (자성 입자 제조 방법의 실시예 6) 및 (현상제 제조 방법의 예 2)에 사용되는 토너의 마찰 대전이 확인된 때, 이것은 상기 실시예의 사진 재료의 대전 극성과 동일한 극성의 마이너스이었다.
(실시예 2-7)
이들 실시예는 실시예 1과 동일한 방법으로 평가되어 표 2에서와 같이 조합되었다. 그 결과가 표 2에 나타나 있다. 각 실시예의 내구성 검사중 대전 부재에 인가되는 전압에 기인한 감광체와 대전용 자성 입자간의 간섭에 의해 발생하는 잡음은 거의 감지할 수 없는 수준이었다.
(현상제 제조 방법의 예 1) 및 (현상제 제조 방법의 예 2)에 사용되는 토너의 마찰 대전 및 실시예 2-7에 사용되는 자성 입자가 확인된 때, 이들은 상기 실시예의 사진 재료의 대전 극성과 동일한 극성인 마이너스이었다.
(실시예 8 및 9)
이들 실시예는 실시예 1과 동일한 방법으로 평가되어 표 2에서와 같이 조합되었다. 그 결과는 표 2에 나타나 있다. 각 실시예의 내구성 검사중 대전 부재에 인가되는 전압에 기인한 감광체와 대전용 자성 입자간의 간섭에 의해 발생하는 잡음은 거의 감지할 수 없는 수준이었다. 또한, 50,000 장까지도 감광체를 바꿀 필요가 없었다.
(현상제 제조 방법의 예 2)에 사용되는 토너의 마찰 대전 및 실시예 8 및 9에 사용되는 자성 입자가 확인된 때, 이들은 상기 실시예의 사진 재료의 대전 극성과 동일한 극성인 마이너스이었다.
(실시예 10-15)
실시예 1에서와 동일한 평가가 표 2의 조합에 따라 이루어졌다. 그 결과는 표 2에 모두 나타나 있다.
실시예 10에서, 60,000 장에서 약간의 흐려짐이 발생했다. 실시예 11, 12및 13에서, 구리와 망간을 사용한 페라이트 입자는 양호한 결과를 나타냈고, 따라서 전술한 흐려짐은 리튬의 사용에 의한 것으로 간주될 수 있다.
실시예 14에서, 40,000 장까지 특별히 많은 오염이 관측되지 않았고, 단축/장축 길이의 표준 편차는 0.1이었으며, 따라서 오염 자체도 낮은 수준으로 제한되었으나, 니켈을 사용한 때문에 약간의 흐려짐이 발생했다.
(비교예 1-5)
이들 비교예는 실시예와 동일한 방법으로 평가되어 표 2에서와 같이 조합되었다. 그 결과가 표 2에 나타나 있다. 그러나, 화상 형성중에 대전 부재에 인가되는 전압에 기인한 감광체와 대전용 자성 입자간의 간섭에 의해 발생하는 잡음이 약간 성가신 수준이기 때문에, 잡음을 인식할 수 없는 수준으로 낮추기 위하여 3.5 mm 두께의 알루미늄 원통(감광체 제조 방법의 실시예 4)이 사용되었다.
상기 비교예의 결과에 따르면, 비교예 1의 초기는 흐려짐 면에서 뛰어났다. 그러나, 40,000 장에서 화상에 조금씩 흐려짐이 나타나기 시작했고, 오염량이 0.85%로서 매우 많아졌다. 이것은 사용된 자성 입자의 단축/장축 길이의 비의 표준 편차가 작은 사실에 기인한 것으로 생각된다.
비교예 2에서는 표준 편차도 작고 대전 입자의 체적 저항값도 매우 작아 초기에서부터 이상 화상이 나타났다. 비교예 3에서는 초기에는 문제가 없었지만, 표준 편차가 작고 5-20 μm의 입자 직경을 가진 자성 입자의 체적 저항값이 약간 낮기 때문에, 자성 입자들이 점차적으로 누설되어 저저항 입자들의 불균형에 기인한 것으로 생각되는 누설 화상이 발생하였다.
비교예 4에서는 저항값이 너무 낮았고, 초기 단계에서부터 누설 화상이 나타났다.
비교예 5에서는 초기 단계에서부터 흐린 화상이 나타났다. 이것은 표준 편차가 작고 저항값이 너무 크기 때문이었다.
본 발명은 5㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 자성 입자가 0.08 이상의 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차 및 104내지 109Ω㎝ 범위의 체적 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자를 대전 부재로 이용하여 장기간동안 안정한 화상을 얻을 수 있다.
<표 1>
<표 1 - 계속>
<표 2>
<표 2 - 계속>

Claims (69)

  1. 대전용 자성 입자에 있어서,
    5㎛ 이상의 입자 직경을 가지고, 0.08 이상의 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차 및 104내지 109Ω㎝ 범위의 체적 저항값을 갖는 입자 직경이 5㎛ 이상인 자성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  2. 제1항에 있어서,
    5 내지 20㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차는 0.08 이상인 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표준 편차는 0.10 이상인 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자성 입자는 철과, 구리, 망간 및 리튬 중 적어도 하나를 함유한 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자성 입자는 철과, 구리 및 망간 중 적어도 하나를 함유한 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 페라이트 입자는 다음의 식
    (A1)x1·(A2)x2…(An)xn·(Fe)y·(0)z
    (여기서, A1내지 An은 원소를 나타내고, A1은 구리, 망간 및 리튬으로부터 선택되고, X1내지 Xn및 Y는 산소 이외의 함유된 원소의 원자수비를 나타내고 0.02 < X1/Y < 5임)
    으로 표현된 조성물을 갖는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  7. 제6항에 있어서,
    X1및 Y는 0.03 < X1/Y < 3.5를 만족하는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  8. 제7항에 있어서,
    X1및 Y는 0.05 < X1/Y < 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자성 입자는 106내지 109Ω㎝ 범위의 체적 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  10. 제1항에 있어서,
    5 내지 20㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자의 체적 저항값 Ra 및 20㎛를 초과하는 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자의 체적 저항값 Rb는 다음의 식
    0.5 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  11. 제10항에 있어서,
    Ra 및 Rb는 다음의 식
    1.0 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전용 자성 입자.
  12. 대전 부재에 있어서,
    전압이 인가되는 도전성 부분을 갖는 자석체, 및
    상기 자석체상의 자성 입자를 포함하되,
    상기 자성 입자는 5㎛ 이상의 입자 직경을 가지며, 0.08 이상의 상기 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차, 및 104내지 109Ω㎝ 범위의 체적 저항값을 갖는 입자 직경이 5㎛ 이상인 자성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  13. 제12항에 있어서,
    5 내지 20㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차는 0.08 이상인 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표준 편차는 0.10 이상인 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 자성 입자는 철과, 구리, 망간 및 리튬 중 적어도 하나를 함유한 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 자성 입자는 철과, 구리 및 망간 중 적어도 하나를 함유한 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 페라이트 입자의 조성비는 다음의 식
    (A1)x1·(A2)x2…(An)xn·(Fe)y·(0)z
    (여기서, A1내지 An은 원소를 나타내고, A1은 구리, 망간 및 리튬으로부터 선택되고, X1내지 Xn및 Y는 산소 이외의 함유된 원소의 원자수비를 나타내고 0.02 < X1/Y < 5임)
    으로 표현되는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  18. 제17항에 있어서,
    X1및 Y는 0.03 < X1/Y < 3.5을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  19. 제18항에 있어서,
    X1및 Y는 0.05 < X1/Y < 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 자성 입자의 상기 체적 저항값은 106내지 109Ω㎝ 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  21. 제12항에 있어서,
    5 내지 20㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자의 체적 저항값 Ra 및 20㎛를 초과하는 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자의 체적 저항값 Rb는 다음의 식
    0.5 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  22. 제21항에 있어서,
    Ra 및 Rb는 다음의 식
    1.0 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 자석체는 자석을 내포하는(incorporating) 도전성 슬리브(sleeve)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 부재.
  24. 대전 장치에 있어서,
    화상 캐리어와 접촉하여 배치되어, 전압이 인가될 때 상기 화상 캐리어를 대전하는 대전 부재를 포함하되,
    상기 대전 부재는 전압이 인가되는 도전성 부분을 갖는 자석체 및 상기 자석체 상의 자성 입자를 포함하며,
    상기 자성 입자는 5㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 자성 입자를 포함하며,
    상기 자성 입자는 0.08 이상의 상기 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차, 및 104내지 109Ω㎝ 범위의 체적 저항값을 갖는 입자 직경이 5㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  25. 제24항에 있어서, 5 내지 20 ㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자들의 장/단축 길이의 표준 편차는 0.08 이상인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 표준 편차는 0.10 이상인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  27. 제24항에 있어서, 상기 자성 입자는 철과, 구리, 망간 및 리튬 중 적어도 하나를 함유하는 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 자성 입자는 철과, 구리 및 망간 중 적어도 하나를 함유하는 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 페라이트 입자의 조성비는 다음의 식
    (A1)X1·(A2)X2···(An)Xn·(Fe)Y·(O)Z
    (여기서, A1내지 An은 원소를 나타내고, A1은 구리, 망간 및 리튬으로부터 선택되고, X1내지 Xn및 Y는 산소 이외의 함유된 원소의 원자수비를 나타내고 0.02 < X1/Y < 5임)
    으로 표현되는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  30. 제29항에 있어서, X1과 Y는 0.03 ＜ X1/Y ＜ 3.5 를 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  31. 제30항에 있어서, X1과 Y는 0.05 ＜ X1/Y ＜ 1 을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  32. 제24항에 있어서, 상기 자성 입자의 상기 체적 저항값은 106내지 109Ω㎝ 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  33. 제24항에 있어서,
    5 내지 20 ㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자들의 체적 저항값 Ra 및 20 ㎛를 초과하는 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자들의 체적 저항값 Rb는 다음의 식
    0.5 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  34. 제33항에 있어서, Ra 및 Rb는 다음의 식
    1.0 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  35. 제24항에 있어서, 상기 자석체는 자석을 내포하는 도전성 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  36. 제24항에 있어서, 상기 화상 캐리어는 지지체 상에 감광층을 갖는 전자 사진 감광체인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 전자 사진 감광체는 표면층으로서 전하 주입층을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 지지체의 두께는 0.5 내지 3.0 ㎜인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
  39. 프로세스 카트리지에 있어서,
    전자 사진 감광체; 및
    상기 전자 사진 감광체와 접촉하여 배치되어, 전압 인가시에 상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 부재
    를 포함하되,
    상기 전자 사진 감광체 및 상기 대전 부재는 일체로 지지되며, 전자 사진 장치의 본체와 분리 가능한 방식으로 부착되고,
    상기 대전 부재는 전압이 인가되는 도전성 부분을 갖는 자석체 및 상기 자석체 상의 자성 입자를 포함하고,
    상기 자성 입자는 입자 직경이 5 ㎛ 이상인 자성 입자들을 포함하고,
    5 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자는 상기 자성 입자의 장/단축 길이의 표준 편차가 0.08 이상이고, 체적 저항값은 104내지 109Ω㎝ 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  40. 제39항에 있어서, 5 내지 20 ㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자들의 장/단축 길이의 표준 편차는 0.08 이상인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  41. 제40항에 있어서, 상기 표준 편차는 0.10 이상인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  42. 제39항에 있어서, 상기 자성 입자는 철과, 구리, 망간 및 리튬 중 적어도 하나를 함유하는 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  43. 제42항에 있어서, 상기 자성 입자는 철과, 구리 및 망간 중 적어도 하나를 함유하는 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  44. 제42항에 있어서, 상기 페라이트 입자들의 조성비는 다음의 식
    (A1)X1·(A2)X2···(An)Xn·(Fe)Y·(O)Z
    (여기서, A1내지 An은 원소를 나타내고, A1은 구리, 망간 및 리튬으로부터 선택되고, X1내지 Xn및 Y는 산소 이외의 함유된 원소의 원자수비를 나타내고 0.02 < X1/Y < 5임)
    으로 표현되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  45. 제44항에 있어서, X1과 Y는 0.03 ＜ X1/Y ＜ 3.5 를 만족하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  46. 제45항에 있어서, X1과 Y는 0.05 ＜ X1/Y ＜ 1 을 만족하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  47. 제39항에 있어서, 상기 자성 입자들의 상기 체적 저항값은 106내지 109Ω㎝ 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  48. 제39항에 있어서,
    5 내지 20 ㎛의 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자들의 체적 저항값 Ra 및 20 ㎛를 초과하는 입자 직경을 갖는 상기 자성 입자들의 체적 저항값 Rb는 다음의 식
    0.5 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  49. 제48항에 있어서, Ra 및 Rb는 다음의 식
    1.0 ≤ Ra/Rb ≤ 5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  50. 제39항에 있어서, 상기 자석체는 자석을 내포하는 도전성 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  51. 제39항에 있어서, 상기 화상 캐리어는 지지체 상에 감광층을 갖는 전자 사진 감광체인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  52. 제51항에 있어서, 상기 전자 사진 감광체는 표면층으로서 전하 주입층을 갖는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  53. 제51항에 있어서, 상기 지지체의 두께는 0.5 내지 3.0㎜인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  54. 전자 사진 장치에 있어서,
    전자 사진 감광체;
    상기 전자 사진 감광체와 접촉하여 배치된 대전 부재를 가지고, 전압이 인가될 때, 상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 수단;
    현상 수단; 및
    전사 수단
    을 포함하되,
    상기 대전 부재는 전압이 인가되는 도전부를 갖는 자석체 및 상기 자석체 상의 자성 입자를 포함하며,
    상기 자성 입자는 입자 직경이 5㎛ 이상인 자성 입자를 포함하고,
    입자 직경이 5㎛ 이상인 상기 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차가 0.08 이상이고, 체적 저항값은 104내지 109Ω㎝인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  55. 제54항에 있어서, 상기 입자 직경이 5 내지 20㎛인 자성 입자의 단축 길이/장축 길이의 표준 편차는 0.08 이상인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  56. 제55항에 있어서, 상기 표준 편차는 0.10 이상인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  57. 제54항에 있어서, 상기 자성 입자는 구리, 망간, 리튬, 및 철 중 적어도 하나를 함유하는 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  58. 제57항에 있어서, 상기 자성 입자는 구리, 망간, 및 철 중 적어도 하나를 함유하는 페라이트 입자인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  59. 제57항에 있어서,
    페라이트 입자의 조성비는 다음의 식
    (A1)X1·(A2)X2… (An)Xn·(Fe)Y·(O)Z
    (여기서, A1내지 An은 원소들을 나타내는데, A1은 구리, 망간, 및 리튬으로부터 선택되고, X1내지 Xn및 Y는 산소 이외의 원소를 함유하는 원자수비를 나타내며, 이는 0.02＜X1/Y＜5 임)
    으로 표현되는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  60. 제59항에 있어서, X1및 Y는 0.03＜X1/Y＜3.5를 만족하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  61. 제60항에 있어서, X1및 Y는 0.05＜X1/Y＜1를 만족하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  62. 제54항에 있어서, 상기 자성 입자의 체적 저항값은 106내지 109Ω㎝의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  63. 제54항에 있어서, 입자 직경이 5 내지 20㎛인 상기 자성 입자의 체적 저항값 Ra 및 입자 직경이 20㎛를 초과하는 상기 자성 입자의 체적 저항값 Rb는 다음의 식
    0.5≤Ra/Rb≤5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  64. 제63항에 있어서, Ra 및 Rb는 다음의 식
    1.0≤Ra/Rb≤5.0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  65. 제54항에 있어서, 상기 자석체는 자석을 내포하는 도전성 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  66. 제54항에 있어서, 상기 화상 캐리어는 지지체 상에 감광층을 갖는 전자 사진 감광체인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  67. 제66항에 있어서, 상기 전자 사진 감광체는 표면층으로서 전하 주입층을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  68. 제66항에 있어서, 상기 지지체의 두께는 0.5 내지 3.0㎜인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
  69. 제54항에 있어서, 상기 현상 수단은 실질적으로 클리닝 수단인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
KR1019990021693A 1998-06-11 1999-06-11 대전용 자성 입자, 대전 부재, 대전 장치, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치 KR100302166B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1998-163787 1998-06-11
JP16378798 1998-06-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000006100A true KR20000006100A (ko) 2000-01-25
KR100302166B1 KR100302166B1 (ko) 2001-11-14

Family

ID=15780710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990021693A KR100302166B1 (ko) 1998-06-11 1999-06-11 대전용 자성 입자, 대전 부재, 대전 장치, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6157801A (ko)
EP (1) EP0964312B1 (ko)
KR (1) KR100302166B1 (ko)
CN (1) CN1213349C (ko)
DE (1) DE69919628T2 (ko)
TW (1) TW515934B (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60015651T2 (de) * 1999-06-11 2005-10-06 Canon K.K. Magnetische Teilchen für elektrische Aufladung, Verfahren zu ihrer Herstellung, und Aufladungselement, Verfahrenskassette sowie Bildherstellungsapparat worin diese magnetische Teilchen eingesetzt werden
JP3872024B2 (ja) * 2003-02-07 2007-01-24 パウダーテック株式会社 キャリア芯材、被覆キャリア、電子写真用二成分系現像剤および画像形成方法
JP2004287280A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Fuji Xerox Co Ltd 表示デバイス用粒子及びそれを用いた画像表示媒体、並びに画像形成装置
JP2004341252A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Ricoh Co Ltd 電子写真現像剤用キャリア、現像剤、現像装置及びプロセスカートリッジ
US20050196206A1 (en) * 2004-03-08 2005-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP2010164829A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置
WO2016121619A1 (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 パウダーテック株式会社 金属光沢を有する顔料用板状フェライト粒子

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59133569A (ja) * 1983-01-20 1984-07-31 Oki Electric Ind Co Ltd 磁気ブラシ帯電装置
JPH0677166B2 (ja) * 1983-01-20 1994-09-28 株式会社東芝 画像形成装置
JPS62203182A (ja) * 1986-03-04 1987-09-07 Toshiba Corp 画像形成装置
JPS63133179A (ja) * 1986-11-26 1988-06-04 Toshiba Corp 記録装置
JP2637104B2 (ja) * 1987-07-16 1997-08-06 株式会社東芝 画像形成装置
JPH0251168A (ja) * 1988-08-12 1990-02-21 Koichi Kinoshita クリーニングレス電子写真プリンティング方法
JPH02302772A (ja) * 1989-05-18 1990-12-14 Koichi Kinoshita 電子写真プリンターのプリンティング方法
JPH0421873A (ja) * 1990-05-17 1992-01-24 Canon Inc 画像形成装置
JPH0750337B2 (ja) * 1991-06-25 1995-05-31 村田機械株式会社 クリーナレス画像形成方法
JP3074037B2 (ja) * 1991-06-25 2000-08-07 株式会社東芝 画像形成方法
JP3154757B2 (ja) * 1991-08-27 2001-04-09 株式会社東芝 カラー画像形成装置
JPH0561383A (ja) * 1991-08-30 1993-03-12 Murata Mach Ltd クリーナレス画像形成方法
JPH06118855A (ja) * 1992-10-08 1994-04-28 Konica Corp 画像形成装置
US5381215A (en) * 1992-10-15 1995-01-10 Konica Corporation Image forming apparatus having charger to charge image carrier with magnetic brush
US5367365A (en) * 1992-11-16 1994-11-22 Konica Corporation Image forming apparatus with charger of image carrier using magnetic brush
JPH06186821A (ja) * 1992-12-22 1994-07-08 Konica Corp 画像形成装置
JPH06258918A (ja) * 1993-03-04 1994-09-16 Konica Corp 磁気ブラシ帯電装置
JP3067064B2 (ja) * 1993-03-23 2000-07-17 京セラ株式会社 接触帯電用粒子、物体表面の帯電方法、感光体の帯電方法および画像形成装置
JP3316641B2 (ja) * 1993-04-13 2002-08-19 コニカ株式会社 画像形成装置
TW287263B (ko) * 1994-06-22 1996-10-01 Canon Kk
JP3228641B2 (ja) * 1994-06-22 2001-11-12 キヤノン株式会社 電子写真装置及び画像形成方法
DE69638350D1 (de) * 1995-09-28 2011-05-19 Canon Kk Bilderzeugungsgerät
US5930566A (en) * 1996-05-02 1999-07-27 Canon Kabushiki Kaisha Electrostatic charging apparatus having conductive particles with a multi-peaked size distribution

Also Published As

Publication number Publication date
EP0964312A1 (en) 1999-12-15
DE69919628T2 (de) 2005-07-14
EP0964312B1 (en) 2004-08-25
KR100302166B1 (ko) 2001-11-14
CN1213349C (zh) 2005-08-03
TW515934B (en) 2003-01-01
DE69919628D1 (de) 2004-09-30
CN1246656A (zh) 2000-03-08
US6157801A (en) 2000-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007199267A (ja) フルカラー画像形成方法
WO2006016643A1 (ja) 静電潜像現像用磁性1成分トナーおよび画像形成方法
KR100279692B1 (ko) 전자사진 장치, 화상 형성 방법 및 프로세스 카트리지
KR100302166B1 (ko) 대전용 자성 입자, 대전 부재, 대전 장치, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치
JP3524386B2 (ja) 電子写真装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ
CN110865529B (zh) 图像形成设备
JP2003323041A (ja) 現像剤担持体および該現像剤担持体を用いた現像装置およびプロセスカートリッジ
JP2016114849A (ja) 現像剤担持体、現像剤担持体の製造方法、及び現像装置
WO2005088403A1 (ja) 静電潜像現像用トナー及び磁性一成分現像方法
JP4324014B2 (ja) 現像剤担持体及びそれを用いた現像方法
JP2005010328A (ja) 画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び該画像形成装置に用いられる現像装置
JP3595702B2 (ja) 帯電用磁性粒子、電子写真装置及びプロセスカートリッジ
JP2000066446A (ja) 帯電用磁性粒子、帯電部材、帯電装置、プロセスカ―トリッジ及び電子写真装置
JP3817411B2 (ja) 帯電用磁性粒子、帯電部材、帯電装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジ
JP3472141B2 (ja) 電子写真装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP3740307B2 (ja) 帯電用磁性粒子及び画像形成装置
JP2001272846A (ja) 帯電用磁性粒子及び画像形成装置
JP2001013737A (ja) 電子写真装置
JP2003207983A (ja) 画像形成方法および画像形成装置
JPH11212337A (ja) 画像形成装置
JP2000352855A (ja) 帯電用磁性粒子分散型複合粒子およびそれを用いた帯電部材、帯電装置、電子写真装置およびプロセスカートリッジ
JP5349896B2 (ja) 現像剤担持体及びそれを用いた現像装置、電子写真画像形成装置
JP2013015734A (ja) 粉体搬送装置、粉体製造方法、画像形成装置及び画像形成方法
JP2001272845A (ja) 帯電用磁性粒子及び画像形成装置
JP2000214660A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110524

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee