KR20100010598A

KR20100010598A - 화상형성장치용 일체형 실링 부재 및 이를 형성하는 방법

Info

Publication number: KR20100010598A
Application number: KR1020080071537A
Authority: KR
Inventors: 김지곤; 하동수; 강문구; 박수봉
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-02-02
Also published as: EP2156936A1; CN101633226A; US20100021199A1; EP2156936B1; US8254804B2

Abstract

화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법 및 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치가 개시된다. 본 발명에 따른 실링 부재를 형성하는 방법은 폴리우레탄 발포액을 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 위치에 적용하는 단계; 상기 폴리우레탄 발포액에 형틀을 적용하여 성형 및 발포하는 단계; 및 상기 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계;를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 1액형 발포액 또는 폴리우레탄 2액형 발포액이다. 본 발명에 의하면, 탄성력을 구비하면서도 접착력과 내구성이 향상된 일체형의 실링 부재를 제공할 수 있다.

폴리우레탄, 현상장치, 실링

Description

화상형성장치용 일체형 실링 부재 및 이를 형성하는 방법{Monolithic sealing material for image forming apparatus and a manufacturing method of the same}

본 발명은 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법과 이에 의해서 제조되는 화상형성장치용 일체형 실링 부재에 대한 것이다. 더욱 상세하기로는 내구성과 탄성력의 면에서 향상된 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법과 이에 의해서 제조되는 화상형성장치용 일체형 실링 부재에 대한 것이다.

프린터, 복사기, 팩시밀리, 복합기와 같은 전자사진방식을 이용하는 화상형성장치는 감광매체, 감광매체에 레이저 빔을 조사하여 화상 데이터에 따른 정전잠상을 형성하는 노광장치, 정전잠상이 형성된 감광매체에 토너를 공급하여 정전잠상을 현상하는 현상장치 등을 구비한다.

현상장치는 토너를 수용할 수 있는 현상 케이스, 현상 롤러, 토너 공급 롤러, 토너를 교반하는 교반기, 토너 저장통, 토너 이송장치, 폐토너 챔버 등을 구비하여 형성된다.

현상장치에서 각 롤러의 회전부와 이와 마찰 접촉을 하는 부위에서 토너의 누출을 방지하기 위하여 여러 가지 기구물이 사용되고 있는데, 이 기구물들은 경도와 탄성 복원력 및 밀폐력이 높을 것이 요구된다. 이러한 특성을 만족시키기 위해서 종래 스펀지를 양면 테이프에 접착 시킨 후, 수작업으로 현상장치의 기구물에 부착하는 방식으로 사용하여 왔다.

도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명한다.

도 1a를 참조하면, 화상형성장치의 하우징(200)에 스펀지 실링 부재(100)를 마련하여 장착하여 토너의 누출을 방지하여 화상 오염을 방지하고자 하였다.

도 1a에 도시된 하우징(200)은 3 이상의 면이 접하는 부위에 스펀지 실링 부재(100)가 형성되어 있다.

도 1b를 참조하면, 종래의 스펀지 실링 부재(100)의 단면을 도시한 것으로, 양면 테이프(110)가 최하단 및 하부 스펀지(140)와 상부 스펀지(130) 사이에 마련되어 있고, 또 상부 스펀지(130) 및 펠트(felt)부(120) 사이에도 양면 테이프가 마련되어 서로 접착을 시키고 있다.

그러나, 이러한 스펀지 실링 부재(100)를 이용한 접착 방법은 이 스펀지 실링 부재가 마련된 현상장치와 스펀지 실링 부재 사이에 사용에 의해서 스펀지 실링 부재의 밀림 현상이 발생하고 또한 접착 능력이 떨어지게 되므로, 수 회의 사용 후에는 현상장치를 구동시킬 때 토너가 날리거나 토너가 누출되어 화상 오염이 발생하는 문제가 발생하였다.

도 1c를 참조하면, 단면에 있어서 종래의 스펀지 실링 부재(100)가 2면 이상이 면이 접하는 부위의 하우징(200)에 부착된 것을 도시한 것이다. 스펀지 실링 부 재가 부착되면서 면과 면이 접하여 각이 진 모서리 부위에는 들뜸 현상이 발생하였는데, 이 들뜬 부위를 통해서 하우징 내부에 있는 토너 또는 현상제가 누출되는 문제가 발생하였다.

도 1d를 참조하면, 스펀지 실링 부재(100)가 2 이상의 부재로 분할되어 하우징(200)에 부착된 것을 도시한 것이다. 이렇게 하여 스펀지 실링 부재(100)를 부착하면, 도 1c에서와 같은 모서리 부위의 들뜸 현상을 방지하는 효과는 있으나, 제조 공정이 복잡하고 모서리면에 스펀지 실링 부재를 정확하게 일치시키는 데에 곤란한 점이 있었다.

좀 더 상세히 설명하면, 상기와 같은 스펀지 형태의 실링 부재는 복잡한 면에는 적용이 곤란하였다. 특히 2면 이상이 마주하는 모서리와 같은 부위에 실링 부재를 부착하면, 실링 부재가 모서리 부위에서 각지면서 꺾어져야 모서리 부위에 일치하도록 부착이 되어야 하는데, 스펀지 타입의 특성상 스펀지 실링 부재는 탄성을 가지고 휘어지게 되며, 이에 따라 모서리 부위에는 충분한 실링이 이루어지지 않고, 실링 부재가 하우징으로부터 들뜨는 현상이 발생하였다. 이렇게 실링 부재가 들뜨게 되면, 하우징과 실링 부재 사이에 존재하는 공간을 통해서 하우징 내부에 저장된 토너 등이 외부로 유출되어 상술한 바와 같은 장치 내부의 오염을 발생시키는 문제가 있다.

따라서 종래에는 모서리 부위와 같이 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 부위에 실링을 하고자 하는 경우, 스펀지 형태의 실링 부재를 2개 이상의 복수 개를 중첩하여 부착하여, 하우징 내부의 토너가 외부로 유출되는 문제를 방지하고자 하 였다.

그러나 이렇게 복수 개의 스펀지 실링 부재를 부착하는 경우에도 여러 가지 문제점이 있었다.

복수 개의 스펀지 실링 부재를 부착하는 경우, 사용되는 실링 부재의 개수가 많아지게 되므로 제조 비용이 증가하게 되고, 모서리 부위에 복수 개의 실링 부재를 부착하더라도, 모서리 부위에 정확하게 실링 처리를 하기가 곤란하였다.

즉, 실링 부재가 부착될 모서리 부위와 실링 부재가 정확하게 일치하여야 실링이 되는데, 통상적으로 스펀지 실링 부재는 그 두께가 2mm 내지 5mm 정도이고, 스펀지 형태여서 경도가 낮았다. 따라서, 핀셋 등을 기구를 이용하여 스펀지 형태의 실링 부재를 집어서 수작업으로 부착 작업을 해야하지만, 집는 과정에서 스펀지 실링 부재의 형상이 변하여 부착될 부위의 형상과 일치하지 않게 되는 문제도 있었다. 따라서, 복수 개의 실링 부재를 사용하더라도 모서리 부위는 실링이 충분히 되지 않아 토너의 누출이 발생하는 문제점을 여전히 가지고 있었다.

특히, 화상형성장치에서 3면 이상의 면들이 접하는 복잡한 부위를 실링하는 경우, 이러한 문제점들은 더욱 두드러졌다.

또한, 스펀지 실링 부재에 사용되는 스펀지의 다공성으로 인해 토너가 스펀지에 흡수된 후 2차적으로 토너가 누출되는 문제도 발생하였다.

또한, 현상장치의 수명 말기에 화상형성장치의 본체 내부를 오염시키는 현상이 발생하여, 새로운 현상장치로 교체하여도 화상 오염이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 도 4 및 도 5는 일반적으로 화상형성장치에 형성되는 실링 부재를 도시한 것이다.

도 4 또는 도 5에 도시한 것과 같이 형성된 실링 부재(214, 215)의 경우는 액상 접착제 형태의 실링 부재가 실링되는 면 상에 주입되고, 일정 시간이 지나면 액상 접착제가 고화되면서 실링이 되는 형태이다. 그런데, 이런 액상 접착제 형태의 실링 부재의 경우는 점도가 상당히 높아 끈적끈적한 형태로 되어 있었다.

따라서, 이 점도에 의해서 액상 접착제 형태의 실링 부재가 실링되어야 할 하우징(200)의 모서리 부위에 충분히 접착이 되지 않고, 상술한 바와 같은 스펀지 형태의 실링 부재를 사용하여 실링하는 경우와 마찬가지로 모서리 부위가 들뜨게 되는 문제점이 발생하였다.

이렇게 들뜸 현상이 발생한 모서리 부위로 토너의 누출이 발생하므로, 이를 개선하기 위해서는 많은 양의 액상 접착제 형태의 실링 부재를 주입해야 하는데, 이렇게 하여도 충분한 실링 효과를 기대하기 어려웠다. 따라서, 종래에는 액상 접착제 형태의 실링 부재는 복잡한 모서리 부위가 아닌 평면 상에 주입하여 평면 사이로 발생하는 토너의 누출을 막는 용도로 사용하여 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 첫번째 목적은 화상형성장치에 사용되는 실링 부재를 폴리우레탄 발포액을 사용하여 형틀을 사용하여 형성함으로써 품질의 안정 및 실링의 기밀성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 두번째 목적은 화상형성장치에 사용되는 실링 부재를 폴리우레탄 발포액을 사용하여 화상형성장치의 홈부에 형성함으로써 품질의 안정 및 실링의 기밀성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 세번째 목적은 소정의 탄성 및 내구성을 갖는 하우징 일체형의 실링 부재를 구비하는 화상형성장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법은 폴리우레탄 발포액을 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 위치에 적용하는 단계;

상기 폴리우레탄 발포액에 형틀을 적용하여 성형 및 발포하는 단계; 및

상기 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계;

를 포함하고,

상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 1액형 발포액 또는 폴리우레탄 2액형 발포액이다.

상기 폴리우레탄 발포액이 폴리우레탄 1액형 발포액인 경우, 상기 폴리우레탄 발포액을 성형 및 발포시키는 단계 이전에 상기 폴리우레탄 발포액에 질소를 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 질소의 혼합에 있어서, 상기 질소가 상기 폴리우레탄 발포액 총 중량에 대해서 약 5중량% 내지 약 40중량%의 범위 이내로 혼합되는 것이 바람직하다.

여기서, 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계는 40℃ 내지 90℃ 범위 이내의 온도 및 40% 내지 90% 범위 이내의 습도에서 경화시키는 것이 바람직하 다.

상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 2액형 발포액인 경우, 상기 폴리우레탄 발포액은 이소시아네이트를 포함하는 제 1 액체 및 폴리올과 물, 기타 첨가제를 포함하는 제 2 액체를 혼합하여 상기 이소시아네이트 및 상기 폴리올의 혼합 당량비는 약 1:1 내지 약 1.4:1의 범위 이내가 되도록 준비되는 것이 바람직하다.

이렇게 해서 형성되는 실링 부재는 그 경도가 쇼아 00 경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내이고, 상기 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 위치와 동일한 형상으로 성형되어 부착되어 있는 일체형인 것이 바람직하다.

상기 두 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 홈부를 포함하는 하우징에서 상기 홈부에 적용되는 실링 부재를 형성하는 방법은,

폴리우레탄 발포액을 상기 홈부로 적용하는 단계;

상기 폴리우레탄 발포액이 상기 홈부의 벽면으로 발포하면서 성형되는 단계;

및

상기 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계;

를 포함하고,

여기서, 상기 홈부는 다각형 또는 원통형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이렇게 해서 제조되는 실링 부재는 그 경도가 쇼아 00경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내이고, 상기 하우징의 홈부와 동일한 형상으로 성형되어 부착되어 있는 일체형인 것이 바람직하다.

본 발명의 세번째 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치는 하우징 및 상기 하우징에 부착되어 그 내부에 저장된 현상제의 누출을 방지하기 위한 실링 부재를 포함하고,

상기 하우징은 3면 이상의 면이 접하는 부위를 갖고, 상기 실링 부재는 상기 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 부위와 동일한 형상으로 상기 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 부위에 일체형으로 부착되어 있다.

여기서, 상기 실링 부재는 폴리우레탄인 것이 바람직하다.

상기 실링 부재의 경도는 쇼아 00경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치는 또한, 하우징 및 상기 하우징에 부착되어 있는 실링 부재를 포함하고,

상기 하우징은 홈부로 형성된 부위를 갖고, 상기 실링 부재는 상기 홈부와 동일한 형상으로 상기 하우징의 홈부에 일체형으로 부착되어 있으며,

상기 실링 부재는 폴리우레탄이고,

상기 실링 부재의 경도는 쇼아 00 경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내일 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 내구성 및 실링의 기밀성이 향상된 실링 부재를 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 간단한 공정에 의해서 실링 부재를 형성 할 수 있으므로, 제조 공정의 안정도가 높고 공정 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실링이 필요한 위치가 복잡한 형상인 경우에도 용이하게 일체형의 실링 부재를 형성하여 실링 부재의 부착성이 향상되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예 및 본 명세서에 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술한다.

본 발명은 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법에 대한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따르면 폴리우레탄 발포액을 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 위치에 적용하는 단계; 상기 폴리우레탄 발포액에 형틀을 적용하여 성형 및 발포하는 단계; 및 상기 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계;를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 1액형 발포액 또는 폴리우레탄 2액형 발포액인 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성한다.

본 발명에 따른 실링 부재가 형성될 화상형성장치의 하우징에의 적용은, 단순한 평면에도 이용할 수 있지만, 3면 이상의 면이 접하여 복잡한 형상을 갖는 부위인 것을 특징으로 한다. 이러한 복잡한 형상을 갖는 부위에 폴리우레탄 발포액을 적용하고, 여기에 형틀을 적용하여 성형하면서 발포시키는 것이 바람직하다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면서 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 화상형성장치에 포함되는 현상장치를 간략히 도시한 것으로서, 현상장치를 하우징(200)으로 하여 다음과 같이 설명한다.

도 2a를 참조하면, 하우징(200)의 소정 부위에 폴리우레탄 발포액(210)을 적용한다.

폴리우레탄 발포액(210)이 적용되는 하우징(200)에서의 위치는 3면 이상의 면이 접하는 복잡한 형상의 부위인 것이 바람직하다. 평평한 면에도 폴리우레탄 발포액을 적용하여 형성할 수 있지만, 본 발명은 특히, 복잡한 형상을 갖는 부위의 실링을 위하여 고안된 것이므로, 복잡한 형상을 갖는 부위에 폴리우레탄 발포액을 적용하는 것이 바람직하다.

종래 기술에서 설명한 바와 같이, 종래에는 모서리 부위, 특히 3면 이상이 만나는 모서리 부위는 스펀지 실링 부재나 액상 접착제의 실링 부재를 부착하더라도, 들뜸 현상으로 인하여 실링이 충분히 이루어지지 않아 모서리 부위로 하우징 내부의 토너가 계속 누출하는 문제점을 가지고 있었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 것과 같이 모서리 부위의 형상과 일치하는 형태로 제작이 가능한 형틀을 폴리우레탄 발포액의 상부에 적용하여 성형을 하면, 모서리 부위와 같은 형상을 갖는 실링 부재가 해당 부위에서 제조되어 부착이 된다. 따라서, 모서리 부위에 밀착하여 접착되는 실링이 가능하며, 이에 의해서 모서리 부위로 토너의 누출이 발생하지 않게 된다.

또한, 3면 이상의 면이 만나는 부위를 갖는 하우징은 토너를 저장하는 부위이면 어느 부위이건 적용이 가능하다. 예를 들면, 하우징 내부에 토너가 저장된 현상 카트리지의 경우, 토너의 누출이 발생할 가능성의 있는 부위에 적용이 가능하다. 특히, 토너의 이송을 위한 롤러의 회전 부위, 하우징과 기타 구성물이 접하는 부위, 혹은 감광체의 폐토너가 보관되는 폐토너통 부위에 모두 적용이 가능하다.

폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 1액형 발포액 또는 폴리우레탄 2액형 발포액을 사용할 수 있다.

1액형 폴리우레탄 발포액에 의한 폴리우레탄의 발포 메커니즘을 다음 반응식 1 및 반응식 2로 도식화한다.

상기 식에서, 왼쪽의 이소시아네이트가 물과 반응해서 불안정한 상태의 카바믹산을 형성하는데, 이 카바믹산이 분해되어 아민과 이산화탄소를 형성하면서 발포하게 된다.

상기 반응식 2을 참조하면, 상기 반응식 1에서 생성된 아민이 이소시아네이트와 반응해서 우레아를 형성하는데, 이렇게 형성된 우레아는 형상을 유지하게 된다.

1액형 폴리우레탄 발포액은 2액형 중합으로 분자량을 높인 상태의 폴리우레탄의 액상 형태이며, 그 말단에 이소시아네이트기가 형성되어 있다.

1액형 폴리우레탄 발포액을 사용하면 공기 중의 물에 의해서 우레아 반응이 유도되면서 분자량이 급격히 상승하면서 경화된다.

발포될 때 소정의 형상을 갖도록 성형하고, 이 성형된 형상이 유지되도록 하기 위해서 물리적으로 질소 가스를 이용하는데, 질소 가스는 성형 및 발포 단계 이전에 폴리우레탄 발포액에 혼합되는 것이 바람직하다.

질소 가스를 폴리우레탄 발포액에 혼합할 때, 질소가 폴리우레탄 발포액 총 중량에 대해서 5중량% 내지 40중량%의 범위 이내인 것이 바람직하다.

질소의 혼합 함량비가 5중량%보다 작으면 경화가 잘 이루어지지 않고, 40중량%보다 커지면 질소 가스에 의한 경화가 심화되어서 제조된 실링 부재의 경도가 바람직하지 못하게 된다.

1액형 폴리우레탄 발포액을 사용하여 실링 부재를 형성할 때, 경화시키는 단계는 40℃ 내지 90℃의 범위 이내의 온도 및 40% 내지 90%의 범위 이내의 습도에서 경화시키는 것이 바람직하다. 이 조건을 벗어나게 되면, 제조되는 실링 부재의 경도가 바람직하지 못하다.

본 발명에 따른 폴리우레탄 발포액은 2액형 폴리우레탄 발포액을 사용할 수 있다.

반응식 3은 폴리우레탄 중합의 일 예를 나타낸 것이며 이 외에도 폴리우레탄 중합 메커니즘은 다양하다.

상기 식은 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate, MDI라고 약칭함)와 폴리에스테르 폴리올이 결합하여 폴리우레탄을 형성하는 메커니즘을 도시한 것이다. 상기 식 중, 박스쳐진 부분이 우레탄 결합이 형성된 것이다.

상기 식 중 n은 1 이상의 자연수이다.

2액형 폴리우레탄 발포액은 폴리올과 물을 포함하는 액체와 이소시아네이트를 포함하는 액체를 고속으로 혼합하여 우레탄 반응과 우레아 반응을 동시에 진행하여 분자량을 급속히 높이며, 이소시아네이트와 물과의 반응에서 발생하는 이산화탄소 가스에 의해 발포하면서 형성된 형상이 유지된다.

2액형 폴리우레탄 발포액을 이용하는 경우, 이소시아네이트를 포함하는 제 1액체와 폴리올과 물을 포함하는 제 2 액체의 혼합에서, 이 혼합은 이소시아네이트와 폴리올의 혼합 당량비가 1:1 내지 1.4:1의 범위 이내가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 1액형 또는 2액형의 폴리우레탄 발포액을 적용하고자 하는 화상형성장치의 소정 위치에 적용을 한 후, 발포액이 소정의 형상을 갖추면서 발포되도 록 한다.

도 2b를 참조하면, 도 2a에서 적용된 폴리우레탄 발포액(210)에 형틀(220)을 적용한 것을 도시하고 있다. 형틀(220)은 실링 부재를 원하는 형상으로 성형하기 위하여 소정의 형상으로 준비된 것을 이용한다. 형틀(220)은 그 내부를 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등과 같은 코팅재료를 적용한 후 발포액에 적용할 수 있다. 코팅재료를 적용한 후 발포액에 적용하면, 발포액이 성형 및 발포 단계를 거친 후 적용된 형틀(220)을 제거할 때, 형성된 실링 부재로부터 형틀을 제거하는 것이 용이할 수 있다.

도 2c를 참조하면, 형틀(220)을 제거한 후 실링 부재(211)가 소정 위치, 즉, 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 부위에 형성된 것을 도시하고 있다. 이렇게 복잡한 부위에 형성된 실링 부재(211)는 단일 재료로 형성되어 일체형으로 제조되므로, 부착된 위치가 복잡한 형상을 하고 있더라도 부착된 위치에 대해서 접착력이 우수하여 실링 부재(211)가 적용된 장치의 작동에 의해서 물리적인 힘이 가해져도 접착된 면이 탈락하지 않는 장점이 있다. 또한, 모서리 부분의 들뜸 현상이 발생하지 않기 때문에 밀폐성, 즉 실링성이 향상되는 장점이 있다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 설명한다.

도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 실링 부재가 적용될 화상형성장치의 하우징의 위치가 홈부로 형성되어 있는 롤러(240)를 도시하고 있다. 도 3a에서는 롤러의 형태를 도시하고 있지만, 롤러의 형태 이외에도, 여러 면들이 접촉하여 다각형을 형성하는 접촉부의 홈부에도 적용할 수 있음은 물론이다.

이 홈부의 롤러(240) 내부는 비어 있는 형태로, 종래 롤러(240)를 샤프트(250)를 축으로 하여 포함하는 스펀지로 제조하여 화상형성장치에 장착하였는데, 본 발명의 일실시예에 따라서, 화상형성장치 내부에서 실링 부재를 바로 형성할 수 있다. 도면에는 미도시이지만, 원통형의 롤러(240)의 뒷부분에 폴리우레탄 발포액을 유입시킬 수 있는 유입구를 형성하여 두고, 이 유입구를 통해서 폴리우레탄 발포액을 롤러(240) 내부로 유입시킨다.

도 3b를 참조하면, 폴리우레탄 발포액(212)이 롤러(240) 내부로 유입되고 있는 모습을 간단히 도시한 것이다.

폴리우레탄 발포액(212)이 홈부인 롤러(240)의 내부를 메우게 되면 발포액의 유입을 중단시키고, 발포액(212)이 내부에서 성형 및 발포한다.

도 3c를 참조하면, 경화 단계를 거쳐서 실링 부재(213)가 형성된 것을 도시한 것이다. 이렇게 실링 부재를 제조할 경우, 외부에서 제조하여 장착하는 것보다 화상형성장치의 홈부 내부의 기밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 홈부의 벽면과의 접착력도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

여기서, 홈부에 적용되는 폴리우레탄 발포액은 1액형 발포액 또는 2액형 발포액일 수 있으며, 폴리우레탄 발포액의 사용에 대해서는 상술한 바와 같다.

따라서, 1액형 발포액을 사용하는 경우, 발포액의 성형 및 발포 단계 이전에 폴리우레탄 발포액에 질소를 혼합하는 것이 바람직한데, 홈부에 적용하는 경우에는 홈부의 적용과 동시에 발포하면서 성형이 이루어 지기 때문에, 홈부의 적용 이전 단계에서 질소를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

질소의 혼합에 있어서, 질소의 혼합비는 상술한 바와 같다.

폴리우레탄 발포액의 경화에 있어서, 경화 조건은 상술한 바와 같다.

폴리우레탄 발포액에 2액형 발포액인 경우, 발포액을 준비하기 위하여 혼합액을 준비하는 과정은 상술한 바와 같다.

또한, 외부에서 제조하여 장착하게 되면, 정밀한 성형이 까다롭지만, 홈부 내부로 발포액을 유입시켜서 실링 부재를 형성하는 본 발명에 따른 일 실시예에 의하면, 그 공정이 단순화되어 양산성을 향상시키고 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 이렇게 제조된 실링 부재는 일체형, 즉, 종래 사용하던 실링 부재와 같이 여러 물질들로 구성된 다층형태의 부재가 아니라, 폴리우레탄을 포함하는 혼합물의 일체형으로 형성되어, 층간 밀림 현상이나 혼화력이 떨어져서 접착력이 저하되는 것과 같은 문제점이 발생하지 않는다.

상기와 같은 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조되는 실링 부재는 그 경도가 쇼아 00 경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내인 것이 바람직하다.

쇼아 경도(Shore hardness)는 선단에 다이아몬드를 끼운 추를 떨어뜨려 충돌해서 튀어 오른 높이로 굳기를 나타내는 방법을 통해서 그 경도값을 나타내는 것으로, 취급이 비교적 간단하고 오목하게 패일 일이 거의 없는 특징이 있다. 쇼아경도시험기는 시험기나 그 시험방법 등이 JIS 규격에 근거하고, 간단히 경도를 측정할 수 있는 시험기이다. 쇼아경도 시험기의 예를 들면, 고무 경도계 쇼아 A형, 쇼아 B형, 쇼아 F형, 쇼아 00형(Shore 00 type) 등이 있다.

쇼아 00 경도가 80도보다 큰 실링 부재는 탄성이 거의 없기 때문에 화상형성장치에 사용하기가 곤란하고, 쇼아 경도가 10도 보다 작은 실링 부재는 너무 물러서 내구성이 떨어지므로 사용에 곤란하다.

실링 부재의 경도는 적용될 위치에 따라서 적절한 값을 선택하여 적용하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 형성되는 본 발명에 따른 실링 부재는 클로스 셀(Close Cell)을 형성하게 된다. 클로스 셀은 공기, 수분의 통과를 완전히 밀폐시킬 수 있는 구조를 뜻하는 것으로, 표면상에서 폐기공화, 즉 기공이 열려있지 않은 상태를 유지시키는 구조를 말한다. 이에 의하면, 종래의 스펀지 실링 부재의 오픈셀(Open Cell), 즉 다공성으로 인하여 스펀지 실링 부재에 공기나 수분이 흡수되어 실링 부재의 내구력이 약해지거나 누출되는 토너를 흡수하여 2차 오염을 발생시키는 문제점 등이 있었는데, 본 발명에 따른 실링 부재는 클로스 셀의 구조이므로 상기와 같은 문제점이 없는 장점이 있다.

클로스 셀 구조이면서도 폴리우레탄의 탄성을 유지하는 것 또한 본 발명에 따른 실링 부재의 장점이다.

본 발명은 또한 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치에 대한 것이다.

실링 부재를 포함하는 화상형성장치는 하우징과 이 하우징에 부착되어 내부에 저장된 현상제의 누출을 방지하기 위한 실링 부재를 포함한다. 여기서, 하우징은 3면 이상의 면이 접하는 부위를 갖는 것이 바람직하고, 실링 부재는 이 3면 이상의 면이 접하는 부위와 동일한 형상을 가지면서 일체형으로 형성되어 부착되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 동일한 형상이라는 개념은 3면 이상의 면이 접하는 부위의 형태와, 그 부위를 실링하는 실링 부재간의 형태의 차이로서, 실링하려는 부위와 실링 부재의 형태가 거의 유사하여 중간에 들뜸이나 빈 공간이 거의 발생하지 않도록 하여 토너나 현상제의 누출을 막을 수 있는 것을 의미한다.

따라서, 동일한 형상이라고 하여 완전히 동일한 것을 의미하는 것이 아니고, 토너나 현상제의 누출이 발생하지 않도록 실링하고자 하는 부위를 충분히 실링할 수 있을 정도로, 실링하고자 하는 부위와 실링 부재간의 형상적인 계합이 이루어지는 경우라면, 3면 이상의 면이 접하는 부위와 실링 부재간의 형상이 동일하다고 볼 수 있다.

여기서, 실링 부재는 폴리우레탄인 것이 바람직한데, 이 폴리우레탄에 대해서는 상술한 바와 같이, 클로스 셀 구조이면서 폴리우레탄의 탄성을 유지하는 것이 바람직하다. 이 실링 부재의 경도는 쇼아 00 경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내인 것이 바람직하며, 이에 대해서는 상술한 바와 같다.

상기 실링 부재는 폴리우레탄이고,

여기서, 상기 폴리우레탄에 대해서는 상술한 바와 같다.

실링 부재가 형성되는 위치가 여러 면들이 접하는 접합부이고, 해당 부위가 평평하지 않은 복잡한 면인 경우, 여러 면들이 접하면서 홈부를 형성할 수 있고, 홈부에 폴리우레탄 발포액을 적용하여 성형 및 발포 과정을 거치면서 경화시켜서 실링 부재를 형성할 수 있다.

여러 면들을 접촉시키는 경우에 접촉부위가 복잡하여 접착제를 이용하더라도 효과적인 접착을 기대하기 곤란하였다. 그러나, 본 발명에 따른 일실시예에 의하여, 단순한 공정으로 실링 부재를 형성하여 복잡한 부위에서도 효과적인 접착성능을 발휘하도록 할 수 있다.

이하에서 본 발명에 따른 실시예를 들어 상술한다.

{실시예}

실시예 1

1액형 폴리우레탄 발포액을 준비하였다.

준비된 1액형 폴리우레탄 발포액을 고속 혼합기에 주입하고 질소 가스를 폴리우레탄 발포액에 대해서 약 20중량%가 될 때까지 혼합한 후, CNC 로봇에 정밀 발포기가 장착된 설비를 통해서 현상장치에 적용하였다. 적용된 발포액에 형틀을 적용하고 온도 55℃ 및 습도 85%의 항온 챔버에서 25분간 우레아 반응을 유발하여 경화시킴으로써 실링 부재를 형성하였다.

이렇게 하여 형성된 실링 부재는 쇼아 00경도 35도에 해당하였다.

형성된 실링 부재의 표면은 100%의 클로스 셀 구조였고, 실링 부재를 적용한 후 토너 누출 검사를 실시한 결과 토너의 누출은 없었다.

실시예 2

2액형 폴리우레탄 발포액을 준비하였다.

준비된 2액형 폴리우레탄 발포액은 이소시아네이트를 포함하는 제 1 용액과 폴리올과 물 및 기타 첨가제를 포함하는 제 2 용액을 이소시아네이트와 폴리올의 혼합 당량비가 1:1.2이 되도록 준비하여 혼합기의 헤드 내에서 55000rpm의 교반 속도로 교반하여 혼합한 후, CNC 로봇에 정밀 발포기가 장착된 설비를 통하여 현상장치의 홈부에 적용하였다.

적용된 폴리우레탄 발포액이 홈부 내부로 발포하면서 홈부의 벽면을 따라 형상이 구현된 후, 상온에서 3분간 방치하여 우레탄 반응으로 경화시켜서 실링 부재를 형성하였다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발 명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1a는 종래의 스펀지 실링 부재가 화상형성장치의 하우징에 형성된 것을 간단히 나타낸 것이고,

도 1b는 도 1a에 도시된 스펀지 실링 부재의 단면도를 간단히 나타낸 것이고,

도 1c는 도 1a에 도시된 종래의 스펀지 실링 부재가 화상형성장치의 하우징에 형성된 일 예를 개략적으로 도시한 것이고,

도 1d는 도 1a에 도시된 종래의 스펀지 실링 부재가 화상형성장치의 하우징에 형성된 다른 일 예를 개략적으로 도시한 것이고,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치용 실링 부재를 형성하는 방법을 간단히 나타낸 것이고,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 화상형성장치용 실링 부재를 형성하는 방법을 간단히 나타낸 것이고,

도 4는 일반적인 화상형성장치에 형성된 실링 부재를 간단히 나타낸 것이고, 및

도 5는 일반적인 화상형성장치용 형성된 실링 부재를 간단히 나타낸 것이다.

{도면의 주요 부호의 설명}

100...스펀지 실링 부재 200...하우징

210...폴리우레탄 발포액 220...형틀

Claims

폴리우레탄 발포액을 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 위치에 적용하는 단계;

상기 폴리우레탄 발포액에 형틀을 적용하여 성형 및 발포하는 단계; 및

상기 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계;

를 포함하고,

상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 1액형 발포액 또는 폴리우레탄 2액형 발포액인 것을 특징으로 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 1액형 발포액이고,

상기 폴리우레탄 발포액을 성형 및 발포시키는 단계 이전에 상기 폴리우레탄 발포액에 질소를 혼합하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법.
제 2항에 있어서,

상기 질소의 혼합에 있어서, 상기 질소가 상기 폴리우레탄 발포액 총 중량에 대해서 약 5중량% 내지 약 40중량%의 범위 이내로 혼합되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법.
제 2항에 있어서,

상기 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계는 약 40℃ 내지 약 90℃ 범위 이내의 온도 및 약 40% 내지 약 90% 범위 이내의 습도에서 경화시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 2액형 발포액이고,

상기 폴리우레탄 발포액은 이소시아네이트를 포함하는 제 1 액체 및 폴리올과 물을 포함하는 제 2 액체를 혼합하여 상기 이소시아네이트 및 상기 폴리올의 혼합 당량비는 약 1:1 내지 약 1.4:1의 범위 이내가 되도록 준비되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법.
제 1항에 따른 방법에 의해서 형성되는 실링 부재로서,

그 경도가 쇼아 00경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내이고,

상기 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 위치와 동일한 형상으로 성형되어 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재.
홈부를 포함하는 하우징에서 상기 홈부에 적용되는 실링 부재를 형성하는 방법에 있어서,

폴리우레탄 발포액을 상기 홈부로 적용하는 단계;

상기 폴리우레탄 발포액이 상기 홈부의 벽면으로 발포하면서 성형되는 단계; 및

상기 성형된 폴리우레탄 발포액을 경화시키는 단계;

를 포함하고,

상기 폴리우레탄 발포액은 폴리우레탄 1액형 발포액 또는 폴리우레탄 2액형 발포액인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 홈부는 다각형 또는 원통형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재를 형성하는 방법.
제 7항에 따른 방법에 의해서 형성되는 실링 부재로서,

그 경도가 쇼아 00경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내이고,

상기 하우징의 홈부와 동일한 형상으로 성형되어 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 일체형 실링 부재.
하우징 및 상기 하우징에 부착되어 그 내부에 저장된 현상제의 누출을 방지하기 위한 실링 부재를 포함하고,

상기 하우징은 3면 이상의 면이 접하는 부위를 갖고, 상기 실링 부재는 상기 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 부위와 동일한 형상으로 상기 하우징의 3면 이상의 면이 접하는 부위에 일체형으로 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치.
제 10항에 있어서,

상기 실링 부재는 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치.
제 10항에 있어서,

상기 실링 부재의 경도는 쇼아 00경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치.
하우징 및 상기 하우징에 부착되어 있는 실링 부재를 포함하고,

상기 하우징은 홈부로 형성된 부위를 갖고, 상기 실링 부재는 상기 홈부와 동일한 형상으로 상기 하우징의 홈부에 일체형으로 부착되어 있으며,

상기 실링 부재는 폴리우레탄이고,

상기 실링 부재의 경도는 쇼아 00 경도 약 10도 내지 약 80도의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 일체형 실링 부재를 포함하는 화상형성장치.