WO2016105032A1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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WO2016105032A1
WO2016105032A1 PCT/KR2015/013929 KR2015013929W WO2016105032A1 WO 2016105032 A1 WO2016105032 A1 WO 2016105032A1 KR 2015013929 W KR2015013929 W KR 2015013929W WO 2016105032 A1 WO2016105032 A1 WO 2016105032A1
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WO
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endless belt
blade
forming apparatus
image forming
toner
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/013929
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English (en)
French (fr)
Inventor
후루야사토루
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
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    • 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
    • G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/10—Collecting or recycling waste developer

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus.
  • Patent Document 1 describes a transfer conveying apparatus used for an image forming apparatus or the like.
  • the transfer conveying apparatus of patent document 1 contains the endless belt arrange
  • Electrophotographic image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and multifunction machines generally include photosensitive drums, charging devices, exposure devices, developing devices, transfer devices, cleaning devices, fixing devices, and the like.
  • the toner image formed on the surface of the photosensitive drum can be fixed to the paper by the transfer apparatus.
  • the transferred toner image can be fixed to the paper by the fixing unit.
  • a transfer conveying apparatus using an endless belt may be employed as the transfer apparatus in order to convey sheets stably.
  • the endless belt is disposed and rotated to be tensioned between the drive roller and the driven roller.
  • the paper can be transferred between the photosensitive drum and the transfer roller, and the toner image on the photosensitive drum can be electrically transferred to the paper by the transfer roller.
  • the sheet can be conveyed to the fixing unit provided downstream by the endless belt.
  • a part of the toner constituting the toner image may be attached to the endless belt.
  • Such toner causes contamination of the back side of the paper.
  • a method of providing a blade for cleaning by sliding along one surface of the endless belt, as in the transfer conveying apparatus described in Patent Document 1 is known. By sufficiently removing the toner attached to the endless belt by this blade, contamination on the back surface of the paper can be prevented.
  • the electrical management power of the endless belt to the toner can be large, so that the adhesion force of the toner to the endless belt is also increased. Because of this, it is difficult to sufficiently remove the toner attached to the endless belt.
  • the adhesion force of the paper to the endless belt is small, removal of the toner attached to the endless belt is easy, while the paper is well spaced from the endless belt, so that the conveyance of the paper may become unstable.
  • the adhesion of the paper to the endless belt and the adhesion of the toner to the endless belt can be changed by continued use of the endless belt and changes in external environment. Specifically, by the continued use of the endless belt and the change of the external environment, the adhesion of the paper to the endless belt and the adhesion of the toner to the endless belt may increase.
  • the adhesion of the paper to the endless belt and the adhesion of the toner to the endless belt are reduced under the high temperature and high humidity environment, while the adhesion of the paper to the endless belt and the endless belt is low temperature and low humidity.
  • the adhesion of the toner increases.
  • the sheet is stably transported by the endless belt and the toner attached to the endless belt is sufficiently removed by the blade sliding along one side of the endless belt at the same time.
  • either one of stably transporting the paper and sufficiently removing the toner attached to the endless belt by the blade sliding to the endless belt may not be sufficiently achieved.
  • the adhesion force of the paper to the endless belt is increased, and in particular, in the environment of low temperature and low humidity, the adhesion force of the toner to the endless belt is excessively increased, thereby making it endless. It may be difficult to sufficiently remove the toner from the image belt.
  • the endless belt is formed so that the adhesion of the paper to the endless belt at the beginning of use becomes small, it may be easy to remove the toner from the endless belt even if the endurance changes progress. Since the adhesive force of the belt to the paper is small, the paper is easily separated from the endless belt, especially in a high temperature and high humidity environment, and the conveyance of the paper may become unstable.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a transfer conveying apparatus capable of stably conveying paper by means of an endless belt and sufficiently removing toner attached to the endless belt, and an image having such a transfer conveying apparatus. It is an object to provide a forming apparatus.
  • An image forming apparatus includes: an endless belt for carrying and transporting a recording medium thereon; A pair of rollers disposed below both sides of the endless belt to rotate the endless belt; A transfer section including electric field applying means for applying a transfer electric field on the toner such that the toner image on the image carrier is transferred to the recording medium; And a cleaning unit having a blade for removing toner adhered to the surface of the endless belt, wherein a predetermined potential for attaching the recording medium to the surface of the endless belt is applied.
  • a predetermined rebound elastic value for removing the toner remaining in the endless belt may be provided.
  • the surface potential of the endless belt may be 13V or more and 62V or less.
  • the rebound elastic value of the blade may be 18% or more and 39% or less.
  • the blade may be disposed to have a predetermined angle with the endless belt, and the tip portion of the blade may be disposed to contact one surface of the endless belt.
  • the endless belt may include a base portion which is a plate member having elastic force.
  • the endless belt may further include a coating layer disposed on the base portion.
  • the base portion may further include a conductive material.
  • the coating layer may include 5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less of carbon black having an average primary particle diameter of 22 nm or more and 66 nm or less.
  • the coating layer may further include a lubricating paint.
  • the blade may include a plate portion that is a plate-like member having an elastic force.
  • the blade may further include a surface layer disposed on the plate portion.
  • the base part may include first unevenness
  • the coating layer may include second unevenness corresponding to the first unevenness
  • the static friction coefficient of the surface of the endless belt may be 0.4 or more and 0.8 or less.
  • the ten point average roughness of the surface of the endless belt may be 1.6 ⁇ m or more and 10.2 ⁇ m or less, and the arithmetic mean roughness of the surface of the endless belt may be 0.4 ⁇ m or more and 1.9 ⁇ m or less.
  • the volume resistivity of the endless belt may be 9 Log ( ⁇ ⁇ cm) or more and 12 Log ( ⁇ ⁇ cm) or less.
  • the coefficient of kinetic friction of the tip portion of the blade may be 2.6 or more and 5.3 or less, and the rebound elasticity value may be 18% or more and 39% or less.
  • the spherical shape of the toner provided on the toner may be 0.94 or more, and the average particle size may be 5.5 ⁇ m.
  • a transfer conveying apparatus capable of stably conveying paper using an endless belt, and at the same time making it easy to remove toner attached to the endless belt, and an image including the transfer conveying apparatus.
  • a forming apparatus is provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus including a transfer conveying apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of a transfer conveying apparatus according to an embodiment.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional configuration of a transfer belt according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of measuring a residual potential of a transfer belt according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a method of measuring a kinetic friction coefficient of a blade tip according to one embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus including a transfer conveying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • an image forming apparatus 1 includes a recording medium conveying unit 10, a transfer conveying apparatus 20 having a photosensitive drum 30 as an image bearing member, and a developing unit (developing apparatus). 40, a fixing unit 50, and a toner tank 60.
  • the recording medium conveying unit 10 can convey the paper P to the recording medium conveying path R while accommodating the paper P which is a recording medium (transfer material) on which an image is finally formed.
  • the paper P may be stacked and accommodated in a cassette.
  • the recording medium conveying unit 10 can convey the paper P to the transfer conveying apparatus 20 via the recording medium conveying path R.
  • the transfer conveying apparatus 20 conveys the paper P to the transfer area via the recording medium conveyance path R in order to transfer the toner formed by the developing unit 40 onto the paper P.
  • the transfer feed device 20 includes a transfer belt 24, a pair of tension rollers 22 and 23 for tensioning the transfer belt 24, and a transfer roller 21 disposed to face the photosensitive drum 30. It can be provided.
  • the transfer belt 24 is an endless belt disposed between the pair of tension rollers 22, 23. Any one of the two tension rollers is implemented as a drive roller that receives a driving force from the main body, and a driving force is applied to the transfer belt 24 by the drive roller. Accordingly, the transfer belt 24 can rotate.
  • the paper P may be disposed to be fixed to the surface of the transfer belt 24, and the paper P may be transferred along with the rotation of the transfer belt 24.
  • the transfer roller 21 may be disposed on the other side of the transfer belt 24 on which the paper P is not disposed.
  • the transfer roller 21 according to an embodiment may be disposed to contact the other surface of the transfer belt 24, and may rotate in accordance with the movement of the transfer belt 24.
  • the transfer transfer device 20 may include a cleaning unit 25 capable of removing the toner adhered to the surface of the transfer belt 24.
  • the photosensitive drum 30 is an electrostatic latent image bearing member having an image formed on a circumferential surface thereof, and may be implemented by, for example, an organic photo conductor (OPC).
  • OPC organic photo conductor
  • the photosensitive drum 30 may be disposed on one surface of the transfer belt 24.
  • the image forming apparatus 1 according to the embodiment further includes a charging roller 31, an exposure unit 35, a developing unit 40, and a cleaning member 32, as shown in FIG. 1. can do.
  • the charging roller 31 can uniformly charge the surface of the photosensitive drum 30 to a predetermined potential.
  • the exposure unit 35 exposes the surface of the photosensitive drum 30 charged by the charging roller 31 in accordance with an image to be formed on the paper P. FIG. Accordingly, the potential of the portion of the surface of the photoconductive drum 30 exposed by the exposure unit is changed to form an electrostatic latent image.
  • the developing unit 40 includes a developing roller 41, a supply auger 42, and an admix auger 43, and by using the toner supplied from the toner tank 60, By developing the latent electrostatic image formed on the surface, a toner image can be produced.
  • the transfer roller 21 may apply an electric field (transfer electric field) onto the toner such that the toner image on the surface of the photosensitive drum 30 is electrically transferred to the paper P.
  • FIG. Accordingly, the toner image can be electrically transferred to the paper P transferred to the transfer area.
  • the transfer unit of the transfer transport apparatus 20 may include a transfer roller 21 and a photosensitive drum 30.
  • the electric field applying means according to an embodiment of the present disclosure is implemented by the roller transfer method by the transfer roller 21, but the present invention is not limited thereto, and the electric field applying means may be applied to the corona transfer method. Corona dischargers according to the invention may be used. Toner is filled in the toner tank 60.
  • an antistatic lamp may be disposed around the photosensitive drum 30 in the vicinity of the charging roller 31 along the rotational direction of the photosensitive drum 30 to reset the potential of the photosensitive drum 30.
  • the toner tank 60 can accommodate spherical toner.
  • the particle size of the spherical toner may be 5.5 ⁇ m, and the sphericity may be 0.94 or more.
  • the sphericity of the toner was determined from the following equation by calculating the sphericity of the particles measured using the flow particulate analysis device FPIA-2100 (manufactured by Sysmex), and the sum of the sphericity of all the particles measured was determined. Divided by number.
  • the sphericity is an index of the degree of irregularities of the toner particles, and represents 1.000 when the toner is a perfect spherical shape, and the value of the sphericity may become smaller as the toner shape becomes more complicated.
  • a spherical toner can secure a high quality image compared with an irregular toner, and by using a toner having a sphericity of 0.94 or more, a particularly high quality image can be secured.
  • spherical toner tends to physically exit the cleaning section 25, and toner that exits the cleaning section 25 may adversely affect the image.
  • the fixing unit 50 can fix the toner image transferred to the paper P on the paper P using the electrostatic force.
  • the fixing unit 50 may include a heating roller 52 and a pressure roller 51.
  • the heating roller 52 is a cylindrical member rotatable about a rotating shaft, and a heat source such as a halogen lamp may be disposed therein.
  • the pressure roller 51 is a cylindrical member rotatable about a rotation axis, and may be arranged to press the heating roller 52.
  • a heat-resistant elastic layer such as silicone rubber may be disposed on the outer circumferential surfaces of the heating roller 52 and the pressure roller 51.
  • the toner image By passing the paper through the fixing nip which is the contact area between the heating roller 52 and the pressure roller 51, the toner image can be melted and fixed to the paper. Thereafter, the paper P on which the toner image is fixed can be discharged to the outside of the image forming apparatus 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a transfer conveying apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the transfer belt 24 may include a base portion 24A and a coating layer 24B formed on the base portion 24A.
  • the coating film layer 24B can have a thickness of 5 micrometers, for example.
  • the coating layer 24B can reduce the chemical adhesion of the surface of the transfer belt 24, thereby reducing the static friction coefficient of the surface of the transfer belt 24.
  • the base portion 24A is a plate-like member including an elastic member, for example, rubber.
  • the coating layer 24B defines the surface of the transfer belt 24.
  • the cleaning unit 25 may include a plate-shaped blade 27 and a holder 29 made of metal or the like for fixing the blade 27.
  • the blade 27 may include a plate portion 27A and a surface layer 27B formed on the plate portion 27A.
  • the plate portion 27A is a plate-shaped elastic portion made of rubber, and may have a thickness of, for example, 2 mm.
  • the surface layer 27B defines the surface of the blade 27 and may have a thickness of, for example, 5 ⁇ m.
  • One end of the blade 27 may be fixed to the holder 29, and a portion corresponding to the remaining free length F27 may not be fixed to the holder 29.
  • the surface of the blade 27 can be slid in contact with the surface of the transfer belt 24 which rotates along the arrow D at the leading end, with a predetermined angle ⁇ . Thereby, the toner adhered to the surface of the transfer belt 24 can be removed by using the blade 27 of the cleaning part 25.
  • the surface of the base portion 24A of the transfer belt 24 may include irregularities, and the surface of the coating layer 24B may also have irregularities corresponding to the irregularities.
  • the thickness of the base portion 24A may be, for example, 600 ⁇ m, and the thickness T24A of the coating layer 24B may be, for example, 5 ⁇ m.
  • the coating layer 24B may include carbon black having an average primary particle diameter of 22 nm or more and 66 nm or less.
  • the average primary particle diameter of carbon black is the value measured using the electron microscope.
  • the blade 27 may have a rebound elastic value of 18% or more in an environment of 10 ° C., in which case, the blade 27 is attached to the transfer belt 24 even under low temperature and low humidity. It is possible to maintain the ability to remove the toner. In addition, when the rebound elasticity value exceeds 39%, the rubber deformation of the blade 27 may be deteriorated. Accordingly, by maintaining the rebound elastic value at 18% or more and 39% or less, even when toner adheres to the transfer belt 24 in a low temperature and low humidity environment, the toner can be easily used by the blades 27. Can be removed
  • the resilience elasticity value of the blade 27 mentioned above is a numerical value acquired using the Luffke-type rebound elasticity test apparatus by JISK6255.
  • the potential (residual potential) of the surface is 13 V or more. , 62V or less.
  • the numerical range of the residual potential of the present invention is not limited to the above-described range, and may be changed according to the continuous use of the endless belt and the change of the external environment. Further, since the residual potential can be 13V or more, the adhesion of the paper to the endless belt can be greatly improved.
  • the transfer conveying apparatus 20 it is possible to greatly improve the adhesion force of the paper P to the transfer belt 24, and at the same time, the change of the toner adhesion force to the transfer belt 24. Since the sheet can be stably conveyed using the transfer belt 24, the toner adhered to the transfer belt 24 can be sufficiently removed.
  • the potential (residual potential) of the surface can be measured by the following method. That is, the surface potential can be measured at any position on the surface of the transfer belt 24 by scanning the carriage including the corona charge and the electrostatic probe along the surface of the transfer belt 24.
  • “4kV corona discharge is applied to the surface of the transfer belt 24, and after 2 seconds, the potential of the surface (remaining potential)” is applied to the corona charger to apply a voltage of 4kV to the discharger.
  • the surface potential of the transfer belt 24 measured by a probe located backward along the advancing direction of the charging after 2 seconds.
  • the distance between the surface of the transfer belt 24 to be measured and the probe may be 1.00 mm
  • the scanning speed of the carriage may be 400 mm / second.
  • the transfer device 20 may be disposed on the base portion 24A of the transfer belt 24, and may further include a coating layer 24B that defines the surface of the transfer belt 24.
  • characteristic values of the surface of the transfer belt 24 e.g., residual potential of the transfer belt 24, which affects the adhesion of the paper P to the transfer belt 24 and the adhesion of the toner to the endless belt, And a static friction coefficient on the surface of the transfer belt 24 to be described later.
  • the present invention is not limited thereto, and the transfer belt 24 may not include the coating layer 24B.
  • the blade 27 is arrange
  • the present invention is not limited thereto, and the blade 27 may not include the surface layer 27B.
  • the coating layer 24B of the transfer belt 24 may include carbon black having an average primary particle diameter of 22 nm or more and 66 nm or less.
  • the average primary particle diameter is in the above-described numerical range, the change in durability of the residual potential characteristic (charge characteristic of the surface after voltage application) of the transfer belt 24 can be easily suppressed.
  • the average primary particle diameter is 22 nm or more and 66 nm or less
  • 4 kV of corona discharge is applied to the surface of the transfer belt 24, and after 2 seconds have elapsed
  • the potential (residual potential) of the surface can be easily adjusted within the range of 13 V or more and 62 V or less.
  • the present invention is not limited thereto, and the coating layer 24B of the transfer belt 24 may not include carbon black as described above.
  • the static friction coefficient of the surface of the transfer belt 24 provided in the transfer transfer device 20 may be 0.4 or more, 0.8 or less.
  • the static friction coefficient is added by using a method such as adding a coating layer 24B that can reduce chemical adhesion to the surface of the base portion 24A. It is desirable to reduce.
  • the magnitude of the static friction coefficient may vary depending on the position on the surface of the transfer belt 24.
  • the maximum value of the static friction coefficient may be 0.8, and the coating layer 24B may have a surface of the transfer belt 24.
  • the minimum value of the static friction coefficient may be 0.4.
  • the 10-point average roughness of the surface of the transfer belt 24 may be 1.6 ⁇ m or more, 10.2 ⁇ m or less. As the ten-point average roughness is smaller, the toner attached to the surface of the transfer belt 24 can be prevented from physically escaping from the blade 27.
  • the manufacturing conditions of the transfer belt 24 may be nonuniform due to, for example, polishing conditions for the base portion 24A. Accordingly, the maximum value of the 10-point average roughness corresponding to the position where the surface unevenness is relatively large may be 10.2 ⁇ m, and the minimum value of the 10-point average roughness corresponding to the position where the surface unevenness is relatively small may be 1.6 ⁇ m. .
  • the above-described static friction coefficient on the surface of the transfer belt 24 was measured using a portable friction meter 3D Muse TYPE 37, manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd., which contains 40 g of brass subjected to hard chrome treatment as a slider, in an environment of 85 ° C at 30 ° C. It is the numerical value which measured and arrange
  • the 10-point average roughness of the surface of the transfer belt 24 mentioned above is a numerical value measured using the shape analysis laser microscope VK-X100 made from KEYENCE.
  • the kinetic friction coefficient of the tip of the blade 27 is preferably as small as possible in a specific environment, for example, an environment of temperature 30 ° C. and humidity 85%.
  • the surface layer 27B may be disposed on the surface of the plate portion 27A to reduce the chemical adhesion.
  • the thickness of the surface layer 27B may vary with position, and thus the kinetic friction coefficient may also vary with position. Accordingly, when the surface layer 27B is implemented in a thin position of the plate portion 27A, in the environment where the temperature of the blade 27 tip portion is 30 ° C.
  • the maximum value of the kinetic friction coefficient may be 5.3, and the surface layer
  • the minimum value of the kinetic friction coefficient may be 2.6.
  • the value of the kinetic friction coefficient of 2.6 may also be referred to as the manufacturing limit of the tip of the blade 27.
  • the spherical shape of the toner constituting the toner image may be 0.94 or more.
  • the toner can be physically easily escaped from the blade 27 sliding along the surface of the transfer belt 24. Accordingly, the toner may not be easily removed by the blade 27. Accordingly, in the conventional transfer conveying apparatus, it was not easy to achieve both the stable conveyance of the paper by the transfer belt and the removal of the toner attached to the transfer belt.
  • the transfer conveying apparatus 20 according to the exemplary embodiment of the present disclosure the paper P is stably transferred using the transfer belt 24, and at the same time, the toner attached to the transfer belt 24 is easily carried out. Can be removed.
  • the transfer belt 24 may include a base member 24A in the shape of a flat plate member including an elastic body, and a coating layer 24B disposed on the surface thereof.
  • the base portion 24A may include styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), and butyl rubber. (IIR), acrylic rubber (ANM), chloro sulfonated polyethylene rubber (CSM), silicone rubber, fluorine rubber, polysulfated rubber, natural rubber, and the like, and may include any one or both of these elastic members. It may also include the above.
  • a predetermined resistance value can be adjusted by adding a conductive material.
  • metal materials such as silver, copper, and nickel, metal oxides, such as tin oxide and indium oxide, inorganic materials, such as mica which coated metal, carbon compounds, such as carbon black, graphite, and carbon fiber, thio Ionic conductors such as ammonium cyanate can be added. Any one of these may be added, or two or more kinds may be added. As an example, when carbon black is added, the reinforcing effect of the base portion 24A can be secured as well.
  • the coating layer 24B may include, for example, a lubricating paint to prevent adhesion of the toner and to easily remove the toner adhered using the blades 27.
  • the lubricity paint may comprise poly tetrafluoro ethylene fine powder, poly alkyl siloxane in the binder of the polyurethane resin.
  • the materials are mixed and the mixed materials are kneaded.
  • the above-described materials, a plasticizer, a stabilizer, and a dispersion improver may be added and kneaded, and then a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, and a crosslinking density adjuster may be added to knead with a kneader to produce an unvulcanized rubber composition.
  • the crosslinking may be peroxide crosslinking and may be sulfur vulcanization.
  • the transfer belt 24 may be generated by performing an extrusion process, a vulcanization process, a polishing process, and a painting process on the unvulcanized rubber composition.
  • the unvulcanized rubber composition is coated to have a predetermined thickness on the outer surface of the cylindrical mold, and is supplied to the vulcanization process.
  • a cylindrical mold coated with the unvulcanized rubber composition is set in the vulcanization can, and the vulcanization process is performed by applying superheated water vapor to pressurize the vulcanization can.
  • the rubber base material demolded from the cylindrical die is polished with a grindstone while rotating in the stretched state using the mandrel.
  • the thickness of the rubber substrate after polishing may be, for example, 600 ⁇ m.
  • rubber wear powder may be generated, and in the next process, after the process is performed, cleaning of the rubber substrate is necessary so that the rubber wear powder is mixed with the paint so as not to cause convex shape. .
  • a coating film of 5 ⁇ 2 ⁇ m thickness is sprayed by using a mandrel and spray-coating a binder of a polyurethane resin containing poly tetrafluoro ethylene fine powder and polyalkyl siloxane.
  • the layer 24B can be formed on the surface of the base portion 24A. By employing spray coating, the thickness of the coating layer 24B can be easily adjusted. If necessary, the electrical resistance of the coating layer 24B may be adjusted to a range of semiconductivity or conductivity. For this purpose, for example, carbon black or an ionic conductive material may be added to the coating layer 24B. .
  • the transfer belt 24 according to the embodiment can be manufactured.
  • a characteristic value of the transfer belt 24 according to one embodiment was measured.
  • the volume resistivity was 9-12 Log ( ⁇ ⁇ cm)
  • the surface static friction coefficient ( ⁇ s) was 0.4-0.8
  • the surface 10-point average roughness was measured.
  • (Rz) was 1.6-10.2 micrometers
  • arithmetic mean roughness Ra was 0.4-1.9 micrometers.
  • the measured characteristic values are expressed in the numerical range in that the measured values may vary to some extent depending on the measurement position in one manufactured transfer belt 24, and the measured values may vary depending on the manufacturing route. Is caused.
  • the static friction coefficient ( ⁇ s) is measured by a portable tribometer 3D Muse TYPE37 from Shinto Scientific.
  • the spherical toner attached to the surface of the transfer belt 24 is more likely to physically escape from the blade 27 as the 10-point average roughness Rz and the arithmetic average roughness Ra of the transfer belt 24 are larger.
  • the toner released from (27) may adversely affect the image formed by the image forming apparatus.
  • a plate-shaped blade 27 including a polyurethane rubber may be disposed in a metal holder 29, which is a rigid plate-like body.
  • the blade 27 may include a plate portion 27A and a surface layer 27B.
  • Blade 27 according to an embodiment may be, for example, thickness 2.0mm, free length (F27) 8.5mm, width 334mm.
  • Holder 29 according to an embodiment, for example, thickness 1.6mm, the adhesive width with the blade 27 may be 5mm.
  • the surface of the blade 27 may be in contact with the surface of the transfer belt 24 to slide with a contact angle of 19 °. At this time, the toner adhered to the surface of the transfer belt 24 by the tip of the blade 27 can be scraped off.
  • the one-shot method of mixing a polymer polyol, a polyisocyanate, a crosslinking agent, a catalyst, and the like at once, and molding the mold by molding can be used.
  • the surface layer 27B is impregnated with the surface treatment liquid containing the aromatic polyisocyanate component to control the friction coefficient of the tip of the blade 27 small, which can be formed in a high temperature and high humidity environment.
  • the surface layer 27B can be manufactured.
  • polyester polyols included in the plate portion 27A include ethylene glycol, butanediol, hexanediol, nonanediol, decanediol, 3-methyl-1, 5-pentanediol, neopentyl glycol, and 2,4-diethyl-1.
  • a combination of diols such as 5-pentanediol, butylethyl propanediol and 2-methyl-1,8-octanediol, and dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, and hydrogenated dimer acid; Can be mentioned.
  • the plate portion 27A may include any one of these or two or more kinds thereof.
  • lactones such as ⁇ -kaflolactone and ⁇ -valerolactone may be polyadded or copolymerized, or the deol component and dibasic acid may be dehydrated and condensed.
  • the polyol obtained by copolymerizing lactones to form a random copolymer or adding lactones to the dehydrated condensate can be selected.
  • TDI 2, 6- toluene diisocyanate
  • MDI 4, 4'- diphenylmethane diisocyanate
  • PPDI paraphenylenedi Isocyanate
  • NDI 1,5-naphthalene diisocyanate
  • TODI 3,3-dimethyldiphenyl-4,4'-diisocyanate
  • polyisocyanate can be mix
  • the short-chain polyol has a number average molecular weight of 500 or less, and specifically, C2-C12 linear glycol of main chains, such as ethylene glycol, 1, 3- propanediol, and 1, 4- butanediol, for example; neopentyl glycol Diols having side chains having 12 or less carbon atoms, such as 3-methyl-1,5-pentanediol, diols having unsaturated groups having 12 or less carbon atoms, such as 3-aryloxy-1 and 2-propanediol, and 1, C20 or less diols containing aromatic rings, such as 4-bis (hydroxyethoxy) benzene and para xylene glycol, alicyclic diols, such as cyclohexanediol
  • polyisocyanate having two or more molecular terminal isocyanate groups in a molecule can be used as the polyisocyanate used in the surface treatment liquid.
  • isocyanates include aromatic isocyanates and polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenylisocyanate (polymeric MDI), triylene diisocyanate (TDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), And hexamethylene diisocyanate (HDI), aliphatic isocyanates and polyisocyanates of lysine methyl ester diisocyanates, hydrogenated diphenyl methane diisocyanate (H12MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), norbornene diisocyanate (NBDI) And alicyclic isocyanates and polyisocyanates such as tetramethylxylylene diisocyanate (TM
  • the surface treatment liquid can further reduce the coefficient of friction by using carbon black.
  • the carbon black By forming the surface layer 27B in a state where carbon black is dispersed in the surface treatment liquid, the carbon black can be fixed in the surface layer 27B. It is preferable that carbon black in a surface treatment liquid is 20 weight% or less with respect to an isocyanate component. This is because a large proportion of carbon black may cause problems such as dropping out.
  • the base portion of the transfer belt according to one embodiment may be manufactured as follows.
  • Chloroprene rubber 75 parts by weight (Shoppuren WRT, Showa Denko Elastomer Co., Ltd.), 25 parts by weight of EPDM rubber (Espren 505, Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 5 parts by weight of zinc oxide (zinc, Mitsui Metal Mining Co., Ltd.), magnesium oxide 4 parts by weight (Kyowa Mag 150, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.), 15 parts by weight of carbon black (Cyst 300, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), 22 parts by weight of process oil (NS-100, manufactured by Idemitsu Corporation), and stearic acid 1 1 part by weight of sulfur, 0.5 parts by weight of ethylene thiourea (Accel 22-S, product of Kawaguchi Chemical Co., Ltd.), and tetramethyl by kneading the weight part (Runakku S-50V, manufactured by Kaau Corporation) with a kneader, and after cooling 0.5 parts by weight of
  • a tubing die is mounted on a vented extruder having a screw diameter of 75 mm, and extrusion molding is performed at a cylinder temperature of 60 ° C., a head temperature of 80 ° C., and a die temperature of 90 ° C. to form a rubber tube having a thickness of 0.6 mm.
  • This rubber tube is inserted into a cylindrical mold, steam vulcanized at 190 ° C. for 30 minutes, cooled, polished to a surface, cut to a length of 340 mm, and finish polishing to an inner circumference of 168 mm and a thickness of 0.6 mm to obtain a base.
  • the coating layer of the transfer belt may be manufactured as follows. 8 parts by weight of 100 parts by weight of Teflon (registered trademark) blended resin (emlaron 345, emulsion of polytetrafluoroethylene and polyurethane resin and acrylic resin, Henkel Technology Japan Co., Ltd.), Mitsubishi carbon # 30 (carbon black, average A primary particle diameter of 33 nm and manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is prepared, and the coating layer is formed by coating and drying (heating at 120 ° C. for 20 minutes) on the surface of the base portion so that the thickness of the coating layer after drying is 5 ⁇ m as a surface layer-forming coating material.
  • Teflon registered trademark
  • emlaron 345 emulsion of polytetrafluoroethylene and polyurethane resin and acrylic resin, Henkel Technology Japan Co., Ltd.
  • Mitsubishi carbon # 30 carbon black, average A primary particle diameter of 33 nm and manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • PLACCEL 220 product of Daicel Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 2000
  • PLACCEL 220 product of Daicel Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 2000
  • MDI and chain extender 1,3-propanediol / trimethylol ethane as MDI and chain extender
  • the plate part of the blade 27 was produced using thermosetting polyurethane using the liquid mixture of (80/20).
  • the polyester polyol in the polyurethane is about 65% by weight.
  • the transfer belt can be manufactured by the method. The surface of the transfer belt was measured by the method described above. The static friction coefficient ( ⁇ s) was 0.4 to 0.9, the 10-point average roughness (Rz) was 1.3 to 10.2 ⁇ m, and the arithmetic mean roughness (Ra) was 0.4 to 2.0 ⁇ m. .
  • the plate portion of the blade may be manufactured in the same manner as in Example 1 except for using PLACCEL 220N (manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 2000) instead of PLACCEL 220.
  • PLACCEL 220N manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 2000
  • the transfer belt can be manufactured.
  • the static friction coefficient ( ⁇ s) was 0.38 to 0.8
  • the 10-point average roughness (Rz) was 1.6 to 11.2 ⁇ m
  • the arithmetic mean roughness (Ra) was 0.3 to 1.9 ⁇ m.
  • the blade can be manufactured in the same manner as in Example 2.
  • a transfer belt can be manufactured in the same manner as in Example 2.
  • the plate part of the blade was carried out in the same manner as in Example 1, except that polycaflolactone having 1,3-propanediol / molecular weight 800 was used as a chain extender using PLACCEL 230N (manufactured by Daicel Chemical Industries Co., Ltd., number average molecular weight 3000). It can manufacture.
  • the polyester polyol in the polyurethane may also be about 65% by weight.
  • a transfer belt can be manufactured in the same manner as in Example 3.
  • the blade can be manufactured in the same manner as in Example 4.
  • the blade can be manufactured in the same manner as in Example 4.
  • the same method as in Comparative Example 1 was performed except that Mitsubishi Carbon # 3400B was 20 parts by weight (carbon black, average primary particle diameter of 21 nm, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • the transfer belt can be manufactured.
  • the static friction coefficient ( ⁇ s) was 0.38 to 0.82
  • the 10-point average roughness (Rz) was 1.46 to 11.8 ⁇ m
  • the arithmetic mean roughness (Ra) was 0.3 to 2.1 ⁇ m.
  • the blade can be manufactured in the same manner as in Example 2.
  • a transfer belt can be manufactured in the same manner as in Comparative Example 1.
  • Thermosetting type poly by using a mixture of PLACCEL 230 (product of Daicel Chemical Industries, number average molecular weight 3000) and MDI and 1,3-propanediol / trimethylol ethane (80/20) according to one embodiment
  • PLACCEL 230 product of Daicel Chemical Industries, number average molecular weight 3000
  • MDI and 1,3-propanediol / trimethylol ethane (80/20) according to one embodiment
  • a plate part of a blade can be manufactured in the same manner as in Example 1 except that urethane was formed and the polyester polyol in the polyurethane was 75% by weight.
  • a transfer belt can be manufactured in the same manner as in Example 2.
  • the plate portion of the blade may be manufactured in the same manner as in Example 1, except that PLACCEL 212 (manufactured by Daicel Chemical Industries, number average molecular weight 1250) is used instead of PLACCEL 220.
  • PLACCEL 212 manufactured by Daicel Chemical Industries, number average molecular weight 1250
  • the following evaluation (1)-(7) can be performed about the transfer belt and the blade of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5.
  • the measurement head 71 supported by the support part 70 may include a corona discharger 73 and a surface electrometer 75. Above the surface of the transfer belt 24 so that the interval between the corona discharger 73 and the surface electrometer 75 and the surface of the transfer belt 24 supported by the tension rollers of the respective examples and comparative examples is 1 (mm).
  • the measurement head 71 can be arranged. Then, the corona discharge is applied to the surface of the transfer belt 24 using the corona discharger 73 while moving the measurement head 71 along the surface of the transfer belt 24, and after 2 seconds, the surface electrometer 75
  • the residual potential value can be confirmed by measuring the surface potential of the place where the corona discharge is applied using.
  • Residual electric potential is measured about the transfer belt of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5 after 100K sheet printing about the transfer belt 24 of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5 of the initial stage of use, respectively. It is judged to be good when the residual potential is 13V or more and 62V or less on both sides of the initial use and after printing 100K sheets, and is judged to be bad when the residual potential is less than 13V or greater than 62V.
  • printing is performed using, for example, an actual image forming apparatus in which XeroxPremier 60 g / cm paper is used in an environment of 30 ° C. and 85%, and the transfer belts of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 are mounted.
  • XeroxPremier 60 g / cm paper is used in an environment of 30 ° C. and 85%
  • the transfer belts of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 are mounted.
  • Repulsive elasticity is measured with respect to the blade of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5 using the Lupke type rebound elasticity test apparatus by JISK6255 at each temperature.
  • the value of 100% permanent elongation (100% PS) is measured by JISK6262.
  • the value of 100% permanent elongation can be 2.0% or less. If the value of the 100% permanent elongation is greater than 2.0%, the plastic deformation of the edge portion may be large when the blade is used, and the linear pressure may be lowered, thereby degrading the cleaning performance of the blade. Accordingly, it is judged that the case where the value of the 100% permanent elongation is 2.0% or less is good, and when it is larger than 2.0%, it is judged to be poor.
  • the pattern of Solid Pattern was patterned on the transfer belt according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, and an experiment was performed to scrape off with a blade.
  • Residual toner remaining on the transfer belt can be transferred onto a Scotch tape and measured with a densitometer, and it can be determined whether or not cleaning is good according to the concentration of the residual toner.
  • the concentration value of the residual toner can be measured using a spectrophotometer X-Rite 528 manufactured by X-Rite. It is determined that the case where the concentration value of the residual toner is 0.23 or less is good (o), and it is determined that the case where the concentration value of the residual toner is larger than 0.23 is bad (x). In addition, the case where substantial cleaning evaluation is not performed is judged to be incapable of measurement (-).
  • the blades (for the flat stainless plate 90 moving along the arrow DE in the same manner as in FIG. 27) is slid so that the contact angle ⁇ is 13 °.
  • the relative speed between the stainless steel plate 90 and the tip of the blade 27 is 30 mm / sec
  • the surface drag of the stainless plate 90 with respect to the tip of the blade 27 is 200 gf
  • the blade 27 The thickness of 2 mm and the free length F27 (refer FIG. 2) of the blade 27 are 8 mm
  • the width (width in the orthogonal direction with arrow DE of the blade 27) of the blade 27 is 330 mm.
  • the stainless steel plate 90 may have a surface roughness Ra (according to JIS B06012013) at which the tip of the blade 27 slides to be 0.2 ⁇ m or more and 1.2 ⁇ m or less.
  • lubricant foreign substances such as oil and Kynar powder may be substantially present on the surface of the stainless plate 90 and the tip of the blade 27.
  • the kinetic frictional force ( ⁇ ) of the tip of the blade can be confirmed by measuring the kinetic frictional force from the tensile force along the arrow DE direction of the stainless steel plate 90.
  • the transfer conveying apparatus in which the transfer belt and the blades according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were set was continuously operated for 2 hours. According to the operation result of the transfer transfer device, for example, it is determined that the case of no flipping is good (0), and it is determined that the case of flipping is defective (x). In addition, when substantial flip evaluation is not performed, it determines with a measurement incapacity (-).
  • Table 1 below shows the production conditions according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, and the evaluation results.
  • Examples 1-5 all were favorable about evaluation of said (1), (2), (4), (5), (7), but said (1), (2) about Comparative Examples 1-5 ), (4), (5), at least one of the evaluations of (7) is defective.
  • the cleaning evaluation of (5) was poor, which is judged to be due to the fact that the residual potential increased to 85V when the use was continued.
  • Comparative Example 2 the paper adsorption evaluation of 85 ° C. at 30 ° C. is poor.

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Abstract

일 실시예에 따른 화상 형성 장치.는, 기록 매체를 상부에 적재하여 이송하는 무단상 벨트; 상기 무단상 벨트의 양측 하부에 배치되어 상기 무단상 벨트를 회전시키는 한 쌍의 롤러; 상 담지체 상의 토너상이 상기 기록 매체에 전사되도록 상기 토너상에 전사 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하는는 전사부; 및 상기 무단상 벨트의 표면에 부착된 토너를 제거하기 위한 블레이드를 구비하는 클리닝부;를 포함하며, 상기 무단상 벨트의 표면에 상기 기록 매체를 부착시키기 위한 소정의 전위가 인가되고, 상기 블레이드는 상기 무단상 벨트에 잔존하는 토너를 제거하기 위한 소정의 반발 탄성 수치를 구비할 수 있다.

Description

화상 형성 장치
본 발명은 화상 형성 장치에 관한 것이다.
하기 특허 문헌 1에는 화상 형성 장치 등에 사용되는 전사 이송 장치가 기재되어 있다.
특허 문헌 1에 기재된 전사 이송 장치는 용지를 이송하고, 감광체 드럼의 토너상을 상기 용지에 전사하기 위해, 구동 롤러와 종동 롤러 사이에 배치된 무단상 벨트를 포함하고 있다. 또한, 특허 문헌 1에 기재된 전사 이송 장치는 무단상 벨트로 슬라이딩하여 토너를 클리닝할 수 있는 블레이드를 포함하고 있다. 특허 문헌 1에서는, 상기 블레이드를 무단상 벨트의 하류부에 설치함으로써, 벨트 자체의 이송성을 해치지 않고도, 충분한 클리닝 효과가 확보할 수 있는 전사 이송 장치를 기재하고 있다.
[선행기술문헌]
일본 특허 제2838550호 공보
복사기, 프린터, 팩시밀리, 복합기 등의 전자 사진식 화상 형성 장치는 일반적으로, 감광체 드럼, 대전 장치, 노광 장치, 현상기, 전사 장치, 클리닝 장치, 정착기 등을 포함할 수 있다.
감광체 드럼의 표면 상에 형성된 토너상은 전사 장치에 의해 용지에 정착될 수 있다.
전사된 토너상은 정착기에 의해 용지에 정착될 수 있다.
상술한 바와 같은 화상 형성 장치에서는 용지를 안정적으로 이송하기 위해, 상기 전사 장치에는, 무단상 벨트를 이용한 전사 이송 장치가 채용될 수 있다. 상술한 전사 이송 장치에서, 무단상 벨트는 구동 롤러와 종동 롤러 사이에 인장되도록 배치되어 회전한다. 상술한 무단상 벨트에 용지를 정전적으로 부착시킴으로써, 상기 용지를 감광체 드럼과 전사 롤러 사이로 이송하고, 전사 롤러에 의해 감광체 드럼상의 토너상을 전기적으로 용지로 전사할 수 있다. 그 후, 무단상 벨트에 의해 용지를 하류에 설치된 정착기까지 이송시킬 수 있다.
또한, 무단상 벨트에는 토너상을 구성하고 있었던 토너의 일부가 부착되는 경우가 있다. 그러한 토너는 용지의 이면을 오염시키는 원인이 된다. 그에 따라, 상기 특허 문헌 1에 기재된 전사 이송 장치와 같이, 무단상 벨트의 일 면을 따라 슬라이딩하여 클리닝하는 블레이드를 설치하는 방법이 알려져 있다. 이 블레이드에 의해 무단상 벨트에 부착된 토너를 충분히 제거함으로써, 용지 이면의 오염을 방지할 수 있다.
그러나, 이하와 같은 이유에 의해, 무단상 벨트에 의해 용지를 안정적으로 이송시키는 것과, 무단상 벨트로 슬라이딩하는 블레이드에 의해 무단상 벨트에 부착된 토너를 충분히 제거하는 것을 양립시키는데는 어려움이 있다.
즉, 무단상 벨트로에 대한 용지의 부착력이 큰 경우, 용지의 이송이 안정적인 반면, 무단상 벨트의 토너에 대한 전기 경영력이 클 수 있기 때문에, 무단상 벨트로의 토너의 부착력도 증가한다. 이로 인해, 무단상 벨트에 부착된 토너의 충분한 제거가 어렵다. 또한, 무단상 벨트로의 용지의 부착력이 작은 경우, 무단상 벨트에 부착된 토너의 제거가 용이한 반면, 무단상 벨트로부터 용지가 잘 이격되므로, 용지의 이송이 불안정해질 수 있다.
또한, 무단상 벨트에 대한 용지의 부착력과, 무단상 벨트에 대한 토너의 부착력은 무단상 벨트의 계속된 사용 및 외부 환경의 변화에 의해 변화될 수 있다. 구체적으로는, 무단상 벨트의 계속된 사용 및 외부 환경의 변화에 의해, 무단상 벨트에 대한 용지의 부착력, 및 무단상 벨트에 대한 토너의 부착력이 증가할 수 있다.
또한, 고온 다습의 환경하에서는 무단상 벨트에 대한 용지의 부착력, 및 무단상 벨트에 대한 토너의 부착력은 감소하는 반면, 저온 저습한 환경하에서는 무단상 벨트에 대한 용지의 부착력, 및 무단상 벨트에 대한 토너의 부착력은 증가한다.
이에 따라, 어느 시점에서 무단상 벨트에 의해 용지를 안정적으로 이송시키는 것과, 무단상 벨트의 일 면을 따라 슬라이딩하는 블레이드에 의해 무단상 벨트에 부착된 토너를 충분히 제거하는 것이 동시에 양립될 수 있다 하더라도, 사용이 계속되거나 사용 환경이 변화됨으로써, 용지를 안정적으로 이송시키는 것과, 무단상 벨트로 슬라이딩하는 블레이드에 의해 무단상 벨트에 부착된 토너를 충분히 제거하는 것 중 어느 하나가 충분히 달성되지 않을 수 있다. 예컨대, 무단상 벨트의 계속된 사용 및 외부 환경의 변화가 진행되면, 무단상 벨트로의 용지의 부착력이 증가되기 때문에, 특히 저온 저습의 환경 하에서는 무단상 벨트로의 토너의 부착력이 과도하게 커져 무단상 벨트로부터 토너를 충분히 제거하는 것이 어려워질 수 있다. 그러한 문제를 방지하기 위해 사용 초기의 무단상 벨트에 대한 용지의 부착력이 작아지도록 무단상 벨트를 형성하면, 내구 변화가 진행되더라도 무단상 벨트로부터 토너의 제거가 용이할 수 있으나, 사용 초기의 무단상 벨트의 용지에 대한 부착력이 작기 때문에, 특히 고온 다습한 환경 하에서는 무단상 벨트로부터 용지가 이격되기 쉬워지므로, 용지의 이송이 불안정해질 수 있다.
이상과 같은 이유를 근거로 종래의 전사 이송 장치에서는 무단상 벨트를 이용하여 용지를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 무단상 벨트에 부착된 토너를 충분히 제거하지 못할 수 있다.
본 발명은 이러한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 무단상 벨트에 의해 용지를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 무단상 벨트에 부착된 토너를 충분히 제거할 수 있는 전사 이송 장치, 및 그러한 전사 이송 장치를 구비하는 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따른 화상 형성 장치는, 기록 매체를 상부에 적재하여 이송하는 무단상 벨트; 상기 무단상 벨트의 양측 하부에 배치되어 상기 무단상 벨트를 회전시키는 한 쌍의 롤러; 상 담지체 상의 토너상이 상기 기록 매체에 전사되도록 상기 토너상에 전사 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하는 전사부; 및 상기 무단상 벨트의 표면에 부착된 토너를 제거하기 위한 블레이드를 구비하는 클리닝부;를 포함하며, 상기 무단상 벨트의 표면에 상기 기록 매체를 부착시키기 위한 소정의 전위가 인가되고, 상기 블레이드는 상기 무단상 벨트에 잔존하는 토너를 제거하기 위한 소정의 반발 탄성 수치를 구비할 수 있다.
상기 무단상 벨트의 표면 전위는 13V 이상, 62V 이하일 수 있다.
상기 블레이드의 반발 탄성 수치는 18% 이상, 39% 이하일 수 있다.
상기 블레이드는 상기 무단상 벨트와 소정의 각도를 구비하도록 배치되며, 상기 블레이드의 선단부는 상기 무단상 벨트의 일 면과 서로 접촉되도록 배치될 수 있다.
상기 무단상 벨트는 탄성력을 구비하는 판상 부재인 베이스부를 포함할 수 있다.
상기 무단상 벨트는 상기 베이스부의 상부에 배치되는 도막층;을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스부는 도전성 재료를 더 포함할 수 있다.
상기 도막층은 평균 1차 입자경이 22nm 이상, 66nm 이하의 카본 블랙을 5중량부 이상, 10 중량부 이하 포함할 수 있다.
상기 도막층은 윤활성 도료를 더 포함할 수 있다.
상기 블레이드는 탄성력을 구비하는 판상 부재인 플레이트부;를 포함할 수 있다.
상기 블레이드는 상기 플레이트부의 상부에 배치되는 표면층;을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스부는 제1 요철을 포함하며, 상기 도막층은 상기 제1 요철에 대응되는 제2 요철을 포함할 수 있다.
상기 무단상 벨트의 표면의 정지 마찰 계수는 0.4 이상, 0.8 이하일 수 있다.
상기 무단상 벨트의 표면의 10점 평균 조도는 1.6μm 이상, 10.2μm 이하이고, 상기 무단상 벨트의 표면의 산술 평균 조도는 0.4μm 이상, 1.9μm 이하일 수 있다.
상기 무단상 벨트의 체적 저항율이 9 Log(Ω·cm)이상, 12 Log(Ω·cm)이하일 수 있다.
상기 블레이드의 상기 선단부의 운동 마찰 계수는 2.6 이상, 5.3 이하이고, 반발 탄성 수치는 18% 이상, 39% 이하일 수 있다.
상기 토너상에 구비된 토너의 구형도는 0.94 이상이고, 평균 입자경은 5.5μm일 수 있다.
본 발명에 의하면, 무단상 벨트를 이용하여 용지를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 무단상 벨트에 부착된 토너를 제거하는 것을 용이하게 양립시킬 수 있는 전사 이송 장치, 및 상기 전사 이송 장치를 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 전사 이송 장치를 포함하는 화상 형성 장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전사 이송 장치의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전사 벨트의 단면 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전사 벨트의 잔여 전위의 계측 방법을 나타내는 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 블레이드 선단의 운동 마찰 계수를 측정하는 방법을 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세히 설명하기로 한다. 도면의 설명에서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사 이송 장치를 구비하는 화상 형성 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 화상 형성 장치(1)는 기록 매체 이송 유닛(10), 상 담지체로서의 감광체 드럼(30)을 갖는 전사 이송 장치(20), 현상 유닛(현상 장치)(40), 정착 유닛(50), 및 토너 탱크(60)를 포함할 수 있다.
기록 매체 이송 유닛(10)은 최종적으로 화상이 형성되는 기록 매체(전사재)인 용지(P)를 수용함과 동시에, 용지(P)를 기록 매체 이송로(R)로 이송시킬 수 있다. 용지(P)는 카셋트에 적층되어 수용될 수 있다. 기록 매체 이송 유닛(10)은 기록 매체 이송로(R)를 통해 용지(P)를 전사 이송 장치(20)로 이송시킬 수 있다.
전사 이송 장치(20)는, 현상 유닛(40)에 의해 형성된 토너를 용지(P)로 전사하기 위해 기록 매체 이송로(R)를 통해 용지(P)를 전사 영역으로 이송시킨다. 전사 이송 장치(20)는 전사 벨트(24)와, 전사 벨트(24)를 인장시키는 한 쌍의 인장 롤러(22, 23)와, 감광체 드럼(30)에 대향하도록 배치되는 전사 롤러(21)를 구비할 수 있다. 전사 벨트(24)는 한 쌍의 인장 롤러(22, 23) 사이에 배치되는 무단상 벨트이다. 2개의 인장 롤러 중 어느 하나가 본체로부터 구동력을 인가 받는 드라이브 롤러로 구현되며, 상기 드라이브 롤러에 의해 전사 벨트(24)에 구동력이 인가된다. 이에 따라, 전사 벨트(24)는 회전할 수 있다. 용지(P)는 전사 벨트(24)의 표면에 고정되도록 배치될 수 있으며, 전사 벨트(24)의 회전에 수반되어 용지(P)가 이송될 수 있다. 전사 롤러(21)는 용지(P)가 배치되지 않는 전사 벨트(24)의 다른 일면에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 전사 롤러(21)는 전사 벨트(24)의 다른 일면에 접하도록 배치될 수 있으며, 전사 벨트(24)의 이동에 따라 회전할 수 있다. 또한, 전사 이송 장치(20)는 전사 벨트(24)의 표면에 부착된 토너를 제거할 수 있는 클리닝부(25)를 포함할 수 있다.
감광체 드럼(30)은 둘레면에 화상이 형성되는 정전 잠상 담지체이고, 예컨대 OPC(Organic Photo Conductor)로 구현될 수 있다. 감광체 드럼(30)은 전사 벨트(24)의 일면에 배치될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 화상 형성 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 대전 롤러(31), 노광 유닛(35), 현상 유닛(40), 및 클리닝 부재(32)를 더 포함할 수 있다.
대전 롤러(31)는 감광체 드럼(30)의 표면을 소정의 전위로 균일하게 대전시킬 수 있다. 노광 유닛(35)은 대전 롤러(31)에 의해 대전된 감광체 드럼(30)의 표면을 용지(P)에 형성하게 될 화상에 따라 노광한다. 이에 따라, 감광체 드럼(30)의 표면 중 노광 유닛에 의해 노광된 부분의 전위가 변화하여 정전 잠상이 형성될 수 있다. 현상 유닛(40)은 현상 롤러(41), 서플라이 오거(42), 및 애드믹스 오거(43)를 구비하고, 이것들을 이용하여 토너 탱크(60)로부터 공급된 토너에 의해 감광체 드럼(30)의 표면에 형성된 정전 잠상을 현상함으로써, 토너상을 생성할 수 있다. 전사 롤러(21)는 감광체 드럼(30) 표면의 상기 토너상이 용지(P)에 전기적으로 전사되도록 상기 토너상에 전계(전사 전계)를 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 토너상은 전사 영역으로 이송된 용지(P)에 전기적으로 전사될 수 있다. 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)의 전사부는 전사 롤러(21)와 감광체 드럼(30)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 전계 인가 수단이, 전사 롤러(21)에 의한 롤러 전사 방식으로 구현되어 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전계 인가 수단으로서 코로나 전사 방식에 따른 코로나 방전기를 이용할 수도 있다. 토너 탱크(60) 내에는 토너가 충전된다. 또한 감광체 드럼(30)의 둘레에는, 감광체 드럼(30)의 회전 방향을 따라 대전 롤러(31)에 인접하게 배치되어 감광체 드럼(30)의 전위를 리셋할 수 있는 제전 램프가 배치될 수도 있다. 토너 탱크(60)는 구 형상의 토너를 수용할 수 있다. 여기서, 구 형상의 토너의 입자경은 5.5μm이고, 구형도가 0.94 이상일 수 있다. 토너의 구형도는 플로우식 입자상 분석 장치 FPIA－2100(시스멕스사 제품)을 이용하여 측정된 입자의 구형도를 하기 식으로부터 구하고, 측정된 모든 입자의 구형도의 총합을, 측정된 모든 입자의 수로 나눈 값이다.
구형도=(입자상과 동일한 투영 면적을 갖는 원의 둘레 길이)/(입자의 투영상의 둘레 길이)
본 실시 형태에 있어서 구형도란, 토너 입자의 요철 정도의 지표이고, 토너가 완전한 구형인 경우 1.000을 나타내고, 토너 형상이 복잡해질수록 구형도의 값은 작아질 수 있다.
구 형상의 토너는 불규칙한 형상의 토너과 비교하여, 고품질의 화상을 확보할 수 있고, 구형도가 0.94 이상인 토너를 이용함으로써, 특히 고품질의 화상을 확보할 수 있다. 그러나, 구 형상의 토너는 클리닝부(25)를 물리적으로 빠져나가기 쉽고, 클리닝부(25)를 빠져나간 토너는 화상에 악영향을 미칠 수 있다.
정착 유닛(50)은 정전기력을 이용하여 용지(P)로 전사된 토너상을 용지(P)에 정착시킬 수 있다. 일 예시에 따른 정착 유닛(50)은 가열 롤러(52)와 가압 롤러(51)를 포함할 수 있다. 가열 롤러(52)는 회전축을 중심으로 회전 가능한 원통형 부재이고, 그 내부에는, 예를 들어 할로겐 램프 등의 열원이 배치될 수 있다. 가압 롤러(51)는 회전축을 중심으로 회전 가능한 원통형 부재이고, 가열 롤러(52)를 압압하도록 배치될 수 있다. 가열 롤러(52) 및 가압 롤러(51)의 외주면에는, 예컨대 실리콘 고무 등의 내열 탄성층이 배치될 수 있다. 가열 롤러(52)와 가압 롤러(51)의 접촉 영역인 정착 닙부로 용지를 통과시킴으로써, 토너상을 용융시켜 용지에 정착시킬 수 있다. 이후, 토너상이 정착된 용지(P)를 화상 형성 장치(1)의 외부로 배출시킬 수 있다.
이어서, 전사 이송 장치의 더욱 상세한 구성에 대해 설명한다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 이송 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 전사 벨트(24)는 베이스부(24A)와, 베이스부(24A) 상에 형성된 도막층(24B)을 포함할 수 있다. 도막층(24B)은, 예를 들어 5μm의 두께를 구비할 수 있다. 도막층(24B)은 전사 벨트(24) 표면의 화학적인 부착력을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 전사 벨트(24) 표면의 정지 마찰 계수를 감소시킬 수 있다. 베이스부(24A)는 탄성 부재, 예를 들어 고무를 포함하는 판상부재이다. 도막층(24B)은 전사 벨트(24)의 표면을 규정한다. 클리닝부(25)는 판상의 블레이드(27)와, 블레이드(27)를 고정하는 금속 등으로 이루어진 홀더(29)를 포함할 수 있다. 블레이드(27)는 플레이트부(27A)와, 플레이트부(27A) 상에 형성된 표면층(27B)을 포함할 수 있다. 플레이트부(27A)는 고무로 이루어진 판상의 탄성부로서, 예컨대 2mm의 두께를 구비할 수 있다. 표면층(27B)은 블레이드(27)의 표면을 규정하고, 예컨대 5μm의 두께를 구비할 수 있다. 블레이드(27)의 일 단부는 홀더(29)에 고정될 수 있으며, 나머지 자유 길이(F27)에 대응하는 부분은 홀더(29)에 고정되지 않을 수 있다. 블레이드(27)의 표면은 선단부에서 화살표 D를 따라 회전하는 전사 벨트(24)의 표면과 소정의 각도(θ)를 구비한 채, 접촉하여 슬라이딩될 수 있다. 이에 따라, 전사 벨트(24)의 표면에 부착된 토너를 클리닝부(25)의 블레이드(27)를 이용하여 제거할 수 있다.
도 3은 전사 벨트의 단면 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 전사 벨트(24)의 베이스부(24A)의 표면은 요철을 포함할 수 있으며, 상기 요철에 대응하여 도막층(24B)의 표면도 요철을 구비할 수 있다. 베이스부(24A)의 두께는, 예컨대 600μm일 수 있으며, 도막층(24B)의 두께(T24A)는, 예컨대 5μm일 수 있다. 도막층(24B)은 평균 1차 입자경이 22nm 이상, 66nm 이하인 카본 블랙을 포함할 수 있다. 여기서, 카본 블랙의 평균 1차 입자경은 전자 현미경을 이용하여 측정한 값이다.
일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에서, 블레이드(27)는 10℃의 환경에서 반발 탄성 수치가 18% 이상일 수 있으며, 이 경우, 저온, 저습한 환경하에서도 전사 벨트(24)에 부착된 토너를 제거할 수 있는 능력을 유지할 수 있다. 또한, 상기 반발 탄성 수치가 39%를 넘는 경우, 블레이드(27)의 고무 변형이 악화될 수 있다. 이에 따라, 상기 반발 탄성 수치를 18% 이상, 39% 이하로 유지함으로써, 저온, 저습한 환경에서 전사 벨트(24)에 토너가 부착되는 경우에도, 블레이드(27)를 이용하여 상기 토너를 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 상술한 블레이드(27)의 반발 탄성 수치는 JISK6255에 의해 류프케식 반발 탄성 시험 장치를 이용하여 획득한 수치이다. 또한 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에서, 전사 벨트(24)의 표면에 4kV의 코로나 방전을 인가하고, 2초가 경과한 후, 상기 표면의 전위(잔여 전위)는 13V 이상, 62V 이하일 수 있다. 다만, 본 발명의 잔여 전위의 수치 범위가 상술한 범위로 한정되는 것은 아니며, 무단상 벨트의 계속된 사용 및 외부 환경의 변화에 따라 변화될 수 있다. 또한, 상기 잔여 전위가 13V 이상일 수 있기 때문에, 무단상 벨트에 대한 용지의 부착력이 크게 향상될 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에 의하면, 전사 벨트(24)에 대한 용지(P)의 부착력을 크게 향상시킬 수 있으며, 동시에, 전사 벨트(24)에 대한 토너 부착력의 변화를 억제할 수 있으므로, 전사 벨트(24)를 이용하여 용지(P)를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 전사 벨트(24)에 부착된 토너를 충분히 제거할 수 있다.
또한 상술한 전사 벨트(24)의 표면에 4kV의 코로나 방전을 인가하고, 2초 경과 후, 상기 표면의 전위(잔여 전위)는 아래와 같은 방법에 의해 측정될 수 있다. 즉, 코로나 하전기와 정전 프로브를 내장한 캐리지를 전사 벨트(24)의 표면을 따라 주사시킴으로써, 전사 벨트(24) 표면의 임의의 위치에서 표면 전위를 측정할 수 있다. 이때, “전사 벨트(24)의 표면에 4kV의 코로나 방전을 인가하고, 2초 경과 후, 상기 표면의 전위(잔여 전위)”란 코로나 하전기에 4kV의 전압을 인가함으로써 상기 하전기를 이용하여 하전을 실시하고, 상기 하전을 실시한 후, 2초 경과 후에 하전기의 진행 방향을 따라 후방에 위치하는 프로브에 의해 측정되는 전사 벨트(24)의 표면 전위이다. 일 예로서, 측정 대상인 전사 벨트(24)의 표면과 프로브간의 거리는 1.00mm, 캐리지의 주사 속도는 400mm/초일 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)는 전사 벨트(24)의 베이스부(24A) 상에 배치되고, 전사 벨트(24)의 표면을 규정하는 도막층(24B)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 전사 벨트(24)에 대한 용지(P)의 부착력 및 무단상 벨트에 대한 토너의 부착력에 영향을 주는 전사 벨트(24) 표면의 특성값(예컨대, 전사 벨트(24)의 잔여 전위, 및 후술하게 될 전사벨트(24) 표면의 정지 마찰 계수 등)의 조절이 용이할 수 있다. 이에 따라, 전사 벨트(24)를 이용하여 용지(P)를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 전사 벨트(24)에 부착된 토너를 제거하는 것이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전사 벨트(24)는 도막층(24B)을 구비하지 않아도 무방하다.
또한, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에 있어서, 블레이드(27)는, 블레이드(27)에 구비된 플레이트부(27A)의 상부에 배치되고, 블레이드(27)의 표면을 규정하는 표면층(27B)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 전사 벨트(24)에 부착된 토너의 제거 능력에 영향을 미칠 수 있는 블레이드(27)의 표면에 대한 특성 값(예컨대, 후술하게 될 블레이드(27)의 운동 마찰 계수)의 조절이 용이해질 수 있다. 이에 따라, 전사 벨트(24)를 이용하여 용지(P)를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 전사 벨트(24)에 부착된 토너의 제거를 보다 용이하게 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 블레이드(27)는 표면층(27B)을 구비하지 않아도 무방하다.
또한, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에 있어서, 전사 벨트(24)의 도막층(24B)은 평균 1차 입자경이 22nm 이상, 66nm 이하의 카본 블랙을 포함할 수 있다. 상기 평균 1차 입자경이 상술한 수치 범위 내인 경우, 전사 벨트(24)의 잔여 전위 특성(전압 인가 후의 표면의 대전 특성)의 내구성 변화를 용이하게 억제할 수 있다. 일 예로서, 상기 평균 1차 입자경이 22nm 이상, 66nm 이하인 경우, 전사벨트(24)를 계속 사용한 경우에도, 전사 벨트(24)의 표면에 4kV의 코로나 방전을 인가하고, 2초 경과한 후, 상기 표면의 전위(잔여 전위)를 13V 이상, 62V 이하의 범위 내에서 용이하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 전사 벨트(24)를 이용하여 용지(P)를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 전사 벨트(24)에 부착된 토너의 제거를 보다 용이하게 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전사 벨트(24)의 도막층(24B)은 상술한 바와 같은 카본 블랙을 포함하지 않아도 무방하다.
또한, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에 구비된 전사 벨트(24) 표면의 정지 마찰계수는 0.4 이상, 0.8 이하일 수 있다. 전사 벨트(24) 표면의 정지 마찰 계수가 작을수록 전사 벨트(24)의 표면에 토너가 잘 부착되지 않을 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에서, 베이스부(24A)의 표면에 화학적인 부착력을 감소시킬 수 있는 도막층(24B)을 부가하는 등의 방법을 이용하여 상기 정지 마찰 계수를 감소시키는 것이 바람직하다. 상기 정지 마찰 계수의 크기는, 전사 벨트(24) 표면에서 위치에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 도막층(24B)이, 전사 벨트(24) 표면이 얇은 위치에서 구현되는 경우, 상기 정지 마찰 계수의 최대치가 0.8일 수 있으며, 도막층(24B)이, 전사 벨트(24) 표면이 두꺼운 장소에서 구현되는 경우, 상기 정지 마찰 계수의 최소치가 0.4일 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에 있어서, 전사 벨트(24) 표면의 10점 평균 조도는 1.6μm 이상, 10.2μm 이하일 수 있다. 상기 10점 평균 조도가 작을 수록, 전사 벨트(24)의 표면에 부착된 토너가 블레이드(27)로부터 물리적으로 빠져나가는 것을 억제할 수 있다. 연마 공정에서, 베이스부(24A)에 대한 연마 조건 등의 이유로, 전사 벨트(24)의 제조 조건이 불균일할 수 있다. 이에 따라, 표면 요철이 상대적으로 큰 위치에 대응하는 상기 10점 평균 조도의 최대치는 10.2μm일 수 있으며, 표면 요철이 상대적으로 작은 위치에 대응되는 상기 10점 평균 조도의 최소치는 1.6μm일 수 있다.
또한, 상술한 전사 벨트(24) 표면의 정지 마찰 계수는, 슬라이더로서 하드 크롬 처리를 실시한 40g의 황동을 포함하는 신토 과학사 제품인 휴대용 마찰계 3D 뮤즈 TYPE 37를 이용하여, 30℃ 85%의 환경에서 수평면에 둔 전사 벨트(24)의 표면에 상기 마찰계를 배치시키고 측정한 수치이다. 또한, 상술한 전사 벨트(24) 표면의 10점 평균 조도는 KEYENCE사 제품인 형상 해석 레이저 현미경 VK－X100를 이용하여 측정한 수치이다.
또한, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에서, 블레이드(27) 선단부의 운동 마찰 계수는 특정 환경, 예를 들어 온도 30℃, 습도 85%의 환경에서 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 이를 위해, 일 실시예에 따른 플레이트부(27A)의 표면에 화학적인 부착력을 감소시킬 수 있는 표면층(27B)이 배치될 수 있다. 표면층(27B)의 두께는 위치에 따라 상이해질 수 있으며, 이에 따라 상기 운동 마찰 계수 또한 위치에 따라 상이할 수 있다. 이에 따라, 표면층(27B)이 플레이트부(27A)가 얇은 위치에서 구현되는 경우, 블레이드(27) 선단부의 온도 30℃, 습도 85%인 환경에서, 운동 마찰 계수의 최대치는 5.3일 수 있으며, 표면층(27B)이 플레이트부(27A)가 두꺼운 위치에서 구현되는 경우, 상기 운동 마찰 계수의 최소치는 2.6일 수 있다. 또한, 2.6이라는 상기 운동 마찰 계수의 값은 블레이드(27) 선단부의 제조상의 한계치라고도 할 수 있다. 일 예로서, 운동 마찰 계수가 5.3 이하인 경우, 고온 다습한 환경 하에서도, 전사 벨트(24)의 표면에 슬라이딩되는 블레이드(27)의 플립(flip)을 억제할 수 있으며, 이에 따라 블레이드(27)에 의해 전사 벨트(24)에 부착되는 토너를 안정적으로 제거할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 벨트(24)에 의해 용지(P)를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 전사 벨트(24)에 부착된 토너를 제거할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에서, 토너상을 구성하는 토너의 구형도는 0.94 이상일 수 있다. 구형도가 0.94 이상인 토너가 전사벨트(24)의 표면에 부착되는 경우, 상기 토너가 전사 벨트(24)의 표면을 따라 슬라이딩하는 블레이드(27)로부터 물리적으로 용이하게 빠져나갈 수 있다. 이에 따라, 상기 토너는 블레이드(27)에 의해 용이하게 제거되지 않을 수 있다. 이에 따라, 종래의 전사 이송 장치에서는, 전사 벨트에 의해 용지를 안정적으로 이송시키는 것과, 전사 벨트에 부착된 토너를 제거하는 것을 양립시키는 것이 용이하지 않았다. 반면, 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에서는, 전사 벨트(24)를 이용하여 용지(P)를 안정적으로 이송시킴과 동시에, 전사 벨트(24)에 부착된 토너를 용이하게 제거할 수 있다.
이어서, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에 이용되는 전사 벨트(24)의 제조 방법, 및 구체적인 실시예에 대해 설명한다.
도 2와 관련하여 상술한 바와 같이, 전사 벨트(24)는, 탄성체를 포함하는 평판 부재 형상의 베이스부(24A)와, 그 표면에 배치되는 도막층(24B)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 베이스부(24A)는, 스틸렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM), 부틸 고무(IIR), 아크릴 고무(ANM), 클로로 술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 실리콘 고무, 불소 고무, 다황화 고무, 천연 고무 등을 포함할 수 있으며, 이러한 탄성 부재 중 어느 하나를 포함하거나, 또는 둘 이상을 포함할 수도 있다.
베이스부(24A)를 반도전성(체적 저항율에서 104~1012Ω·cm)으로 구현하는 경우, 도전성 재료를 부가하여 소정의 저항값을 조정할 수 있다. 일 예로서, 은, 구리, 니켈 등의 금속재료, 산화 주석, 산화 인듐 등의 금속 산화물, 금속을 코팅한 마이카(mica) 등의 무기 재료, 카본 블랙이나 그라파이트, 탄소 섬유 등의 탄소 화합물, 티오시안산 암모늄 등의 이온성 도전체가 부가될 수 있다. 이들 중 어느 하나가 부가되거나, 2종 이상이 부가될 수도 있다. 일 예로서 카본 블랙을 부가하는 경우, 베이스부(24A)의 보강 효과도 아울러 확보될 수 있다.
도막층(24B)은 토너의 부착 방지 및 블레이드(27)를 이용하여 부착된 토너를 용이하게 제거하기 위해, 일 예로서 윤활성 도료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 윤활성 도료는 폴리우레탄 수지의 바인더에 폴리 4불화 에틸렌 미세 분말, 폴리 알킬 실록산을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 베이스부(24A)의 제조 방법에서, 상기 재료를 혼합하고, 상기 혼합된 재료를 혼련시킨다. 혼련 공정에서, 전술한 재료와 가소제, 안정제, 분산 개량제를 부가하여 혼련한 후, 가황제, 가황 촉진제, 가교 밀도 조정제를 첨가하여, 니더(kneader)로 혼련하여 미가황 고무 조성물을 생성할 수 있다. 가교는 과산화물 가교일 수 있으며, 유황 가황일 수도 있다. 상기 미가황 고무 조성물에 대해 압출 공정, 가황 공정, 연마 공정, 도장 공정을 실시함으로써, 전사 벨트(24)가 생성될 수 있다.
일 실시예에 따른 압출 공정에서, 상기 미가황 고무 조성물은 원통 모양 금형의 외면에 소정의 두께를 구비하도록 피복되고, 가황 공정에 공급된다. 가황 공정에서는 상기 미가황 고무 조성물을 피복한 원통 모양 금형을 가황 캔에 세팅하고, 가황 캔 내에 과열 수증기를 인가하여 가압함으로써 가황 공정을 수행한다. 연마 공정에서는, 원통 형상 금형으로부터 탈형된 고무 기재를, 맨드릴을 사용하여 신장 상태로 회전시키면서 회전 숫돌로 연마한다. 연마 후의 고무 기재의 두께는, 예를 들어 600μm일 수 있다. 또한, 상기 공정에서, 고무 마모 가루가 발생할 수 있으며, 다음 공정에서, 상기 고무 마모 가루가 도료에 섞여 볼록한 모양의 거친 부분이 발생하지 않도록, 상기 공정이 시행된 후, 고무 기재의 세정이 필요하다.
도장 공정에서는, 고무 기재의 점착성을 개선하고, 윤활성을 확보하기, 위해 맨드릴을 사용하여 폴리4불화 에틸렌 미세 분말, 폴리 알킬 실록산을 첨가한 폴리우레탄 수지의 바인더를 스프레이 도장하여 5±2μm 두께의 도막층(24B)을 베이스부(24A)의 표면에 형성할 수 있다. 스프레이 도장을 채용함으로써, 도막층(24B)의 두께를 용이하게 조정할 수 있다. 필요에 따라 도막층(24B)의 전기 저항값을 반도전성이나 도전성의 범위로 조정할 수 있으며, 이를 위해, 도막층(24B)에는 예를 들어, 카본 블랙 또는 이온성 도전재 등이 첨가될 수 있다.
상술한 바와 같은 제조 방법에 의해, 일 실시예에 따른 전사 벨트(24)를 제조할 수 있다. 일 실시예에 따른 전사 벨트(24)의 특성값을 측정한 바, 체적 저항율이 9~12Log(Ω·cm)이고, 표면 정지 마찰 계수(μs)가 0.4~0.8이며, 표면의 10점 평균 조도(Rz)가 1.6~10.2μm이고, 산술 평균 조도(Ra)가 0.4~1.9μm였다. 측정된 특성값이 수치 범위로 표현되는 것은, 제조한 하나의 전사 벨트(24) 내에서 계측 위치에 따라 측정치가 어느 정도 상이할 수 있는 점, 제조 루트에 의해 측정값이 상이할 수 있는 점에 기인한다. 정지 마찰 계수(μs)는 신토 과학사 제품인 휴대용 마찰계 3D 뮤즈 TYPE37로 측정한다. 30℃, 85% 환경에서, 수평면에 배치된 벨트 표면에 마찰 계수 측정기를 위치시켜 측정한다. 또한 10점 평균 조도(Rz), 산술 평균 조도(Ra)는 형상 해석 레이저 현미경 VK－X100(KEYENCE사 제품)를 이용하여 측정한다. 표면의 10점 평균 조도(Rz)/산술 평균 조도(Ra)는 전사 벨트(24) 표면의 요철 정도의 지표이고, Rz 및 Ra가 클수록 표면의 요철이 크다. 도 3에 도시한 바와 같이, 도막층(24B) 표면의 형상은 베이스부(24A)의 표면 요철의 영향을 받는다. 전사 벨트(24)의 표면에 부착한 구 형상의 토너는 전사 벨트(24)의 10점 평균 조도(Rz), 산술 평균 조도(Ra)가 클수록 블레이드(27)로부터 물리적으로 빠져나가기 용이하고, 블레이드(27)로부터 빠져나간 토너는 화상 형성 장치에 의해 형성되는 화상에 악영향을 줄 가능성이 있다.
이어서, 일 실시예에 따른 전사 이송 장치(20)에 이용되는 클리닝부(25)의 제조 방법, 및 이와 관련된 실시예에 대해 설명한다.
도 2와 관련하여 상술한 바와 같이, 전사 이송 장치(20)는 강성 판상체인 금속제 홀더(29)에 일 실시예에 따른 폴리우레탄 고무을 포함하는 판상의 블레이드(27)가 배치될 수 있다. 이때, 블레이드(27)는 플레이트부(27A)와 표면층(27B)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 블레이드(27)는 예를 들어 두께 2.0mm, 자유 길이(F27) 8.5mm, 폭 334mm일 수 있다. 일 실시예에 따른 홀더(29)는, 예를 들어 두께 1.6mm, 블레이드(27)와의 접착폭이 5mm일 수 있다. 블레이드(27)의 표면은, 전사 벨트(24)의 표면과 접촉 각도 19°를 구비한 채 슬라이딩되도록 접촉할 수 있다. 이 때, 블레이드(27)의 선단부에 의해 전사 벨트(24)의 표면에 부착된 토너가 긁혀 제거될 수 있다.
블레이드(27)에 구비된 일 실시예에 따른 플레이트부(27A)의 제조 방법에 따르면, 고분자 폴리올, 폴리이소시아네이트, 가교제 및 촉매 등을 한 번에 혼합하고, 금형에 주형하여 성형하는 원 쇼트법이 이용될 수 있다. 이어서, 고온 다습한 환경에서 형성될 수 있는, 블레이드(27) 선단부의 마찰 계수를 작게 제어하기 위해, 방향족계 폴리이소시아네이트 성분을 포함하는 표면 처리액에 표면층(27B)을 함침시킴으로써, 일 실시예에 따른 표면층(27B)을 제조할 수 있다.
플레이트부(27A)에 포함되는 폴리에스테르폴리올로는 에틸렌글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 노난디올, 데칸디올, 3－메틸-1, 5－펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 2,4－디에틸-1,5－펜탄디올, 부틸에틸 프로판디올, 2－메틸-1,8－옥탄디올 등의 디올과, 아디핀산, 아젤라인산, 세바신산, 다이머산, 수소 첨가 다이머산 등의 이염기산과의 조합을 들 수 있다. 구체적으로는, 노난디올아디페이트, 2－메틸-1,8－옥탄디올아디페이트, 데칸디올아디페이트, 헥산디올아젤레이트, 노난디올아젤레이트, 2－메틸-1,8－옥타디올아젤레이트, 데칸디올아젤레이트, 부탄디올세바케이트, 헥사디올세바케이트, 노난디올세바케이트, 2－메틸-1,8－옥탄 디올세바케이트, 데칸디올세바케이트, 각종 글리콜의 다이머산 에스테르 및 수소 첨가 다이머산 에스테르 등이 있을 수 있다. 플레이트부(27A)에는, 이들 중 어느 하나가 포함되거나 이들 중 2종 이상이 포함될 수도 있다.
그러나, 저온 저습한 환경에서 블레이드(27)의 반발 탄성을 향상시키기 위해, ε－카플로락톤이나 δ－발레로락톤 등의 락톤류를 중부가 또는 공중합하거나, 디올 성분과 이염기산을 탈수 축합할 때 락톤류를 공중합하여 랜덤 공중합체로 하거나 또는 탈수 축합한 것에 락톤류를 중부가함으로써 얻어지는 폴리올을 선택할 수 있다.
또한, 플레이트부(27A)의 제조에 있어서, 폴리에스테르 폴리올과 반응시키는 폴리이소시아네이트로는 2,6－톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 4,4＇－디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 파라페닐렌디이소시아네이트(PPDI), 1,5－나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 3,3－디메틸디페닐-4,4＇－디이소시아네이트(TODI) 등이 있을 수 있으며, 이들 중 어느 하나가 반응되거나 이들 중 2종 이상이 반응될 수도 있다.
상술한 폴리에스테르 폴리올을 이용하여 폴리우레탄을 제조하기 위해서는, 폴리에스테르폴리올 및 쇄연장제로서의 단쇄 폴리올에 폴리이소시아네이트를 배합하여 반응시킬 수 있다. 여기서, 단쇄 폴리올은 수평균 분자량 500 이하의 것이고, 구체적으로는, 예컨대, 에틸렌글리콜, 1,3－프로판디올, 1,4－부탄디올 등의 주쇄의 탄소수가 2~12의 직쇄 글리콜； 네오펜틸 글리콜, 3－메틸-1,5－펜탄디올 등의 탄소수 12 이하의 측쇄를 갖는 디올류； 3－아릴옥시-1, 2－프로판디올 등의 탄소수 12 이하의 불포화기를 갖는 디올류； 및 , 1,4－비스(히드록시에톡시)벤젠, 파라크실렌글리콜 등의 방향족환을 포함하는 탄소수 20 이하의 디올류, 시클로헥산디올, 시클로헥산디메탄올 등의 지환식 디올류, 트리메틸올 에탄, 트리메틸올 프로판, 글리세린 등의 트리올류 및 펜타에리트리톨이나 소르비톨 등의 4관능 이상의 폴리올일 수 있다. 이러한 단쇄폴리올은 하나 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
표면층(27B)의 형성에 있어서, 표면 처리액에 이용하는 폴리이소시아네이트로는 분자 내에 2개 이상의 분자 말단 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트를 이용할 수 있다. 이러한 이소시아네이트로는 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 폴리메틸렌폴리페닐이소시아네이트(포리메릭MDI), 트릴렌디이소시아네이트(TDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI) 등의 방향족 이소시아네이트 및 폴리이소시아네이트류, 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 라이신메틸에스테르 디이소시아네이트류의 지방족 이소시아네이트 및 폴리이소시아네트류, 수소 첨가 디페닐 메탄 디이소시아네이트(H12MDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 노르보르넨디이소시아네이트(NBDI), 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트(TMXDI) 등의 지환식 이소시아네이트 및 폴리이소시아네이트류를 들 수 있고, 이들 중 2종 이상을 병용할 수도 있다.
그러나, 고온 다습한 환경에서, 블레이드(27) 선단부의 마찰 계수를 작게 제어하기 위해, 방향족계 폴리이소시아네이트를 선택할 수 있다. 또한, 상기 표면 처리액은 카본 블랙을 이용함으로써 마찰 계수를 더욱 작게 할 수 있다. 카본 블랙을 표면 처리액에 분산시킨 상태에서 표면층(27B)을 형성함으로써, 카본 블랙을 표면층(27B) 내에 고정시킬 수 있다. 표면 처리액 중의 카본 블랙은 이소시아네이트 성분에 대해 20 중량% 이하인 것이 바람직하다. 이는 카본 블랙의 비율이 많으면 탈락 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
이하, 본 발명의 효과를 더욱 분명하게 하기 위해, 실시예 및 비교예를 이용하여 설명한다.
(실시예 1)
(전사 벨트의 제작)
일 실시예에 따른 전사 벨트의 베이스부를 이하와 같이 제조할 수 있다.
클로로프렌 고무 75중량부(쇼푸렌 WRT, 쇼와덴코 엘라스토머사 제품), EPDM 고무 25중량부(에스프렌 505, 스미토모 화학사 제품), 산화 아연 5중량부(아연화, 미츠이 금속 광업사 제품), 산화 마그네슘 4중량부(쿄와마그 150, 쿄와 화학공업사 제품), 카본 블랙 15중량부(시스트 300, 도카이 카본사 제품), 프로세스 오일 22중량부(NS－100, 이데미츠 흥산사 제품), 및 스테아린산 1중량부(루낙쿠 S－50V, 카오우사 제품)를 니더로 혼련하고, 냉각한 후 오픈 롤로 유황 1중량부, 에틸렌 티오 요소 0.5중량부(액셀 22－S, 카와구치 화학공업사 제품) 및 테트라메틸티우람디술피드 0.5중량부(녹셀러 TT, 오우치 신코 화학공업사 제품)를 첨가하여 혼련 하고, 리본상으로 하여 압출기로 공급한다.
이어서, 스크류경 75mm의 벤트형 압출기에 튜빙용 다이를 장착하고, 실린더 온도 60℃, 헤드 온도 80℃, 다이 온도 90℃에서 압출 성형을 수행하여 두께 0.6mm의 고무 튜브를 성형한다. 이 고무 튜브를 원통형 금형에 삽입하고, 190℃에서 30분간 증기 가황한 후, 냉각하고 표면을 연마하고, 길이 340mm로 절단하여 내주 길이 168mm, 두께 0.6mm로 마무리 연마를 실시하여 베이스부를 획득한다.
일 실시예에 따른 전사 벨트의 도막층을 아래와 같이 제조할 수 있다. 테플론(등록상표) 배합 수지를 100중량부(엠라론 345, 폴리4불화 에틸렌 및 폴리우레탄 수지 및 아크릴 수지의 에멀젼, 헨켈 테크놀로지 재팬사 제품), 미츠비시 카본＃30을 8중량부(카본 블랙, 평균 1차 입자경 33nm, 미츠비시 화학사 제품)를 조제하고, 표면층 형성용 도료로서 건조 후의 도막층 두께가 5μm가 되도록 베이스부의 표면에 도장, 및 건조(120℃, 20분 가열)하여 도막층을 형성한다. 이에 따라, 전사 벨트를 획득 할 수 있다. 상기 전사 벨트의 표면을 상술한 방법으로 측정한 바, 정지 마찰 계수(μs) 0.34~0.82이고, 10점 평균 조도(Rz) 1.5~11μm이며, 산술 평균 조도(Ra) 0.3~2.3μm이다.
(블레이드의 제작)　
일 실시예에 따른 플레이트부의 제작에 있어서, 2관능 폴리에스테르 폴리올 화합물인 PLACCEL 220(다이셀 화학공업사 제품, 수평균 분자량 2000)과, MDI 및 쇄연장제로서의 1,3－프로판디올/트리메틸올 에탄(80/20)의 혼합액을 이용하여 열경화형 폴리우레탄으로 하여 블레이드(27)의 플레이트부를 제작하였다. 또한 폴리우레탄 중의 폴리에스테르 폴리올은 약 65중량%로 한다.
일 실시예에 따른 블레이드의 도막층의 제작에 있어서, 초산에틸 100 중량부, 방향족계 디페닐메탄디이소시아네이트(다이니폰 잉크사 제품, MDI) 20 중량부를 볼 밀로 3시간에 걸쳐 분산 혼합하여 표면 처리액을 제작한다. 이 표면 처리액을 23℃로 유지한 상태로 플레이트부의 1면을 상기 표면 처리액에 10초간 침지한 후, 50℃로 유지된 오븐에서 1시간 가열하여 블레이드를 획득할 수 있다.
(실시예 2)
(전사 벨트의 제작)
일 실시예에 따른 도막층의 제조 방법에 있어서, 미츠비시 카본 ＃30 대신에 아사히 ＃80을 10 중량부(카본블랙, 평균 1차 입자경 22nm, 아사히카본사 제품) 혼합한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다. 전사 벨트의 표면을 상술한 방법으로 측정한 바, 정지 마찰 계수(μs)는 0.4~0.9이고, 10점 평균 조도(Rz) 1.3~10.2μm이며, 산술 평균 조도(Ra)는 0.4~2.0μm이다.
(블레이드의 제작)　
PLACCEL 220 대신에 PLACCEL 220N(다이셀 화학공업사 제품, 수평균 분자량 2000)을 이용한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 블레이드의 플레이트부를 제조할 수 있다.
(실시예 3)
(전사 벨트의 제작)　
일 실시예에 따른 표면층의 제조 방법에 있어서, 미츠비시 카본 ＃30 대신에, 시스트 S를 5중량부(카본 블랙, 평균 1차 입자경 66nm, 도카이 카본사 제품) 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다. 전사 벨트의 표면을 상술한 방법으로 측정한 바, 정지 마찰 계수(μs)는 0.38~0.8이고, 10점 평균 조도(Rz) 1.6~11.2μm이며, 산술 평균 조도(Ra) 0.3~1.9μm이다.
(블레이드의 제작)　
실시예 2와 동일한 방법으로 블레이드를 제조할 수 있다.
(실시예 4)
(전사 벨트의 제작)　
실시예 2와 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다.
(블레이드의 제작)　
PLACCEL 230N(다이셀 화학공업사 제품, 수평균 분자량 3000)을 이용하여 쇄연장제로서 1,3－프로판디올/분자량 800의 폴리카플로락톤을 이용한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 블레이드의 플레이트부를 제조할 수 있다. 또한 폴리우레탄 중의 폴리에스테르 폴리올은 약 65중량%일 수 있다.
(실시예 5)
(전사 벨트의 제작)　
실시예 3과 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다.
(블레이드의 제작)　
실시예 4와 동일한 방법으로 블레이드를 제조할 수 있다.
(비교예 1)
(전사 벨트의 제작)　
일 실시예에 따른 전사 벨트의 도막층(24B)의 제조 방법에 있어서, 미츠비시 카본 ＃30 대신에, 미츠비시 카본 ＃3400B를 13중량부(카본 블랙, 평균 1차 입자경 21nm, 미츠비시 화학사 제품) 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다. 전사 벨트의 표면을 상술한 방법으로 측정한 바, 정지 마찰 계수(μs)는 0.35~0.84이고, 10점 평균 조도(Rz) 1.5~10.8μm이며, 산술 평균 조도(Ra) 0.3~1.9μm이다.
(블레이드의 제작)　
실시예 4와 동일한 방법으로 블레이드를 제조할 수 있다.
(비교예 2)
(전사 벨트의 제작)　
일 실시예에 따른, 전사 벨트의 도막층의 제조 방법에 있어서, 미츠비시 카본 ＃3400B를 20중량부(카본 블랙, 평균 1차 입자경 21nm, 미츠비시 화학사 제품)로 한 점 이외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다. 전사 벨트의 표면을 상술한 방법으로 측정한 바, 정지 마찰 계수(μs)는 0.38~0.82이고, 10점 평균 조도(Rz) 1.46~11.8μm이며, 산술 평균 조도(Ra) 0.3~2.1μm이다.
(블레이드(27)의 제작)　
실시예 2와 동일한 방법으로 블레이드를 제조할 수 있다.
(비교예 3)
(전사 벨트의 제작)　
비교예 1과 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다.
(블레이드의 제작)　
일 실시예에 따른, PLACCEL 230(다이셀 화학공업사 제품, 수평균 분자량 3000)과 MDI 및 쇄연장제로서의 1,3－프로판디올/트리메틸올 에탄(80/20)의 혼합액을 이용하여 열경화형 폴리우레탄을 형성하고, 폴리우레탄 중의 폴리에스테르 폴리올을 75중량%로 한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 블레이드의 플레이트부를 제조할 수 있다.　
(비교예 4)
(전사 벨트의 제작)　
실시예 2와 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다.
(블레이드의 제작)　
일 실시예에 따른 PLACCEL 220 대신에 PLACCEL 212(다이셀 화학공업사 제품, 수평균 분자량 1250)을 이용한 점 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 블레이드의 플레이트부를 제조할 수 있다.　
(비교예 5)
(전사 벨트의 제작)　
일 실시예에 따른 전사 벨트의 도막층의 제조 방법에 있어서, 시스트 S 대신에 미츠비시 카본 ＃10(카본 블랙, 평균 1차 입자경 75nm, 미츠비시 화학사 제품)을 혼합한 것 이외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 전사 벨트를 제조할 수 있다. 전사 벨트의 표면을 상술한 방법으로 측정한 바, 정지 마찰 계수(μs)는 0.32~0.885이고, 10점 평균 조도(Rz) 1.35~10.6μm이며, 산술 평균 조도(Ra) 0.3~1.9μm이다.
(시험 방법)　
실시예 1~5 및 비교예 1~5의 전사 벨트 및 블레이드에 대해 이하와 같은 평가 (1)~(7)을 실시할 수 있다.
(1) 전사 벨트 잔여 전위의 계측 방법　
도 4에 도시한 바와 같이, 지지부(70)에 지지된 계측 헤드(71)는 코로나 방전기(73) 및 표면 전위계(75)를 포함할 수 있다. 코로나 방전기(73) 및 표면 전위계(75)와, 각 실시예 및 비교예의 인장 롤러에 지지된 전사 벨트(24)의 표면과의 간격이 1(mm)가 되도록 전사 벨트(24) 표면의 상방에 계측 헤드(71)를 배치시킬 수 있다. 그리고, 계측 헤드(71)를 전사 벨트(24)의 표면을 따라 이동시키면서, 코로나 방전기(73)를 이용하여 전사 벨트(24)의 표면에 코로나 방전을 인가하고, 2초 후에 표면 전위계(75)를 이용하여 코로나 방전을 인가한 장소의 표면 전위를 계측함으로써 잔여 전위값을 확인할 수 있다. 잔여 전위값이 클수록 잔류 전하가 크고, 유전적 성질이 강할 수 있다. 사용 초기의 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 전사 벨트(24)에 대해, 100K매 인쇄 후의 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 전사 벨트에 대해 각각 잔여 전위를 계측한다. 사용 초기 및 100K매 인쇄 후의 양측 모두에서 잔여 전위가 13V 이상, 62V 이하인 경우, 양호하다고 판단되고, 잔여 전위가 13V 미만, 또는 62V 보다 큰 경우, 불량으로 판단된다.
(2) 30℃ 85%의 용지 흡착성　
일 예로서, 30℃ 85%의 환경에서 예를 들어 XeroxPremier 60g/cm 용지를 이용하고, 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 전사 벨트를 실장한 실제 화상 형성 장치를 이용하여 인쇄를 수행하는 사용 초기 단계에서, 정착 유닛 앞에서 용지 잼이 발생하거나, 용지 선단부에서 용지 접힘이 발생한 경우, 불량(×)으로 판단하고, 이와 같은 현상들이 전혀 발생하지 않은 경우, 양호(○)하다고 판단한다.
(3) 반발 탄성　
실시예 1~5 및 비교예 1~5의 블레이드에 대해 각각의 온도에서 JISK6255에 의한 류프케식 반발 탄성 시험 장치를 이용하여 반발 탄성(Rb)을 측정한다.
(4) 소성 변형 시험　
실시예 1~5 및 비교예 1~5의 블레이드에 대해 100% 영구 신장(100%PS)의 값을 JISK6262에 의해 측정한다. 100% 영구 신장의 값은 2.0% 이하일 수 있다. 100% 영구 신장의 값이 2.0% 보다 크면 블레이드 사용시에 엣지부의 소성 변형이 커질 수 있으며, 선압이 저하되어 블레이드의 클리닝 성능이 악화될 수 있다. 이에 따라, 100% 영구 신장의 값이 2.0% 이하인 경우를 양호하다고 판단하고, 2.0% 보다 큰 경우에 불량하다고 판단한다.
(5) 10℃ 10%의 클리닝 평가　
실시예 1~5 및 비교예 1~5에 따른 전사 벨트에 Solid　Pattern을 패터닝하고, 블레이드로 긁어내는 실험을 실시한다. 전사 벨트 상에 잔류하는 잔류 토너를 스카치 테이프에 전사하여 농도계로 계측하고, 잔류 토너의 농도에 따라 클리닝이 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 상기 잔류 토너의 농도값은 X－Rite사 제품인 분광 농도계 X－Rite 528을 이용하여 측정할 수 있다. 잔류 토너의 농도값이 0.23 이하인 경우를 양호(○)하다고 판단하고, 잔류 토너의 농도값이 0.23 보다 큰 경우를 불량(×)하다고 판단한다. 또한, 실질적인 클리닝 평가를 실시하지 못한 경우를, 측정 불능(－)으로 판단한다.
(6) 30℃ 85%의 환경에서, 블레이드의 선단의 운동 마찰 계수(μ)　
실시예 1~5 및 비교예 1~5에 따른 블레이드(27)에 대해 30℃ 85%의 환경에서, 도 5와 동일한 방법으로 화살표(DE)를 따라 움직이는 평탄한 스테인리스판(90)에 대해 블레이드(27)의 선단을 접촉 각도(θ) 13°가 되도록 슬라이딩시킨다. 이 때, 스테인리스판(90)과 블레이드(27) 선단과의 상대 속도를 30mm/초로 하고, 블레이드(27)의 상기 선단에 대한 스테인리스판(90)의 표면항력을 200gf로 하며, 블레이드(27)의 두께를 2mm, 블레이드(27)의 자유 길이(F27)(도 2참조)를 8mm, 블레이드(27)의 폭(블레이드(27)의 화살표(DE)와 직교 방향의 폭)을 330mm로 한다. 또한, 스테인리스판(90)으로는 블레이드(27) 선단이 슬라이딩되는 표면 조도(Ra)(JIS B06012013에 준함)가 0.2μm 이상, 1.2μm 이하일 수 있다. 또한, 스테인리스판(90)의 상기 표면 및 블레이드(27)의 상기 선단에는 기름 및 Kynar(등록 상표) 가루 등의 윤활제 이물질이 실질적으로 존재하지 않을 수 있다. 또한, 스테인리스판(90)의 화살표(DE) 방향으로 따르는 인장력으로부터 운동 마찰력을 계측하여 블레이드 선단의 운동 마찰 계수(μ)를 확인할 수 있다.
(7) Flip 평가　
30℃ 85%의 환경에서, 실시예 1~5 및 비교예 1~5에 따른 전사 벨트 및 블레이드를 세팅한 전사 이송 장치를 2시간 동안 연속 동작시킨다. 상기 전사 이송 장치의 동작 결과에 따라 예를 들어, Flip 미발생의 경우를 양호(0)하다고 판단하고, Flip이 발생한 경우를 불량(×)으로 판단한다. 또한, 실질적 Flip 평가를 실시하지 못한 경우, 측정 불능(－)으로 판단한다.
하기 표 1은 실시예 1~5 및 비교예 1~5에 따른 제조 조건, 및 상기 평가 결과를 나타낸다. 실시예 1~5에 있어서, 상기 (1), (2), (4), (5), (7)의 평가에 대해서는 모두 양호한 반면, 비교예 1~5에 대해서는 상기 (1), (2), (4), (5), (7)의 평가 중 적어도 하나가 불량이다. 예컨대, 비교예 1은 (5)의 클리닝 평가가 불량이었으며, 이는, 사용을 지속하였을 때, 잔여 전위가 85V로 커진 점에 기인하는 것으로 판단된다. 또한, 비교예 2는 (2)의 30℃ 85%의 용지 흡착성 평가가 불량이다. 또한, 상기 (3)의 평가에 대해, 실시예 1~5는 모두 10℃에서의 반발 탄성 수치가 18% 이상, 39% 이하인 반면, 비교예 3에 대해서는 10℃에서의 반발 탄성 수치가 41%이고, 비교예 4에 대해서는 10℃에서의 반발 탄성 수치가 15%이다. 그 때문에, 비교예 3에서 블레이드의 긁어내기 능력을 강화하고자 하는 목적은 달성하였지만, 블레이드의 고무 소성 변형이 악화될 수 있으며, 이로 인해 제품으로서 사용되기 어렵고, 또한, 고온 고습 환경에서, 블레이드 선단부의 마찰계수가 커짐에 따라 연속 인쇄 중에 Flip이 발생하였고, 이로 인해 (7)에 대한 Flip 평가가 불량이 되었다. 비교예 5에 대해서는 (2)의 30℃ 85%의 용지 흡착성 평가가 불량하였다.
표 1
Figure PCTKR2015013929-appb-T000001

Claims (17)

  1. 기록 매체를 상부에 적재하여 이송하는 무단상 벨트;
    상기 무단상 벨트의 양측 하부에 배치되어 상기 무단상 벨트를 회전시키는 한 쌍의 롤러;
    상 담지체 상의 토너상이 상기 기록 매체에 전사되도록 상기 토너상에 전사 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하는 전사부; 및
    상기 무단상 벨트의 표면에 부착된 토너를 제거하기 위한 블레이드를 구비하는 클리닝부;를 포함하며,
    상기 무단상 벨트의 표면에 상기 기록 매체를 부착시키기 위한 소정의 표면 전위가 인가되고, 상기 블레이드는 상기 무단상 벨트에 잔존하는 토너를 제거하기 위한 소정의 반발 탄성 수치를 구비하는,
    화상 형성 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 무단상 벨트의 표면 전위는 13V 이상, 62V 이하인,
    화상 형성 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 블레이드의 반발 탄성 수치는 18% 이상, 39% 이하인
    화상 형성 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 무단상 벨트와 소정의 각도를 구비하도록 배치되며, 상기 블레이드의 선단부는 상기 무단상 벨트의 일 면과 서로 접촉되도록 배치되는,
    화상 형성 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 무단상 벨트는 탄성력을 구비하는 판상 부재인 베이스부를 포함하는
    화상 형성 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 무단상 벨트는 상기 베이스부의 상부에 배치되는 도막층;을 더 포함하는
    화상 형성 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 베이스부는 도전성 재료를 더 포함하는,
    화상 형성 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 도막층은 평균 1차 입자경이 22nm 이상, 66nm 이하의 카본 블랙을 5중량부 이상, 10 중량부 이하 포함하는
    화상 형성 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 도막층은 윤활성 도료를 더 포함하는,
    화상 형성 장치.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 블레이드는 탄성력을 구비하는 판상 부재인 플레이트부;를 포함하는
    화상 형성 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 플레이트부의 상부에 배치되는 표면층;을 더 포함하는
    화상 형성 장치.
  12. 제6 항에 있어서,
    상기 베이스부는 제1 요철을 포함하며, 상기 도막층은 상기 제1 요철에 대응되는 제2 요철을 포함하는,
    화상 형성 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 무단상 벨트의 표면의 정지 마찰 계수는 0.4 이상, 0.8 이하인
    화상 형성 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 무단상 벨트의 표면의 10점 평균 조도는 1.6μm 이상, 10.2μm 이하이고, 상기 무단상 벨트의 표면의 산술 평균 조도는 0.4μm 이상, 1.9μm 이하인
    화상 형성 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 무단상 벨트의 체적 저항율이 9 Log(Ω·cm)이상, 12 Log(Ω·cm)이하인
    화상 형성 장치.
  16. 제4 항에 있어서,
    상기 블레이드의 상기 선단부의 운동 마찰 계수는 2.6 이상, 5.3 이하인,
    화상 형성 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 토너상에 구비된 토너의 구형도는 0.94 이상이고, 평균 입자경은 5.5μm인,
    화상 형성 장치.
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