KR100203004B1 - 화상 담지 벨트 및 상기 화상 담지 벨트를 사용하는 화상 형성 장치 - Google Patents

화상 담지 벨트 및 상기 화상 담지 벨트를 사용하는 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 토너 화상이 화상 담지 벨트로 일시적으로 전사되고, 화상 담지 벨트로 전사된 토너 화상이 토너 화상을 전사재로 전사하는 시스템에 사용되는 화상 담지 벨트를 제공한다. 화상 담지 벨트는 두께가 0.5 mm 이상인 고무층과, 토너 화상이 화상 형성 장치에서 전사되는 전사 위치에서의 평균 정미 저항치가 전사 위치에서의 고무층의 평균 정미 저항치보다 10배 이상 크고 두께가 100 ㎛ 이하인 고저항층을 포함한다.

Description

화상 담지 벨트 및 상기 화상 담지 벨트를 사용하는 화상 형성 장치
본 발명은 화상 담지 벨트 상에 형성된 화상을 전사재로 정전적으로 전사함으로써 화상이 형성되는, 중간 전사 벨트를 갖는 복사기 또는 중간 전사 벨트를 갖는 프린터 등의 화상 형성 장치에 관한 것이다.
종래의 컬러 화상 형성 장치에 있어서, 전자 사진 시스템, 열전사 시스템, 잉크 제트 시스템 등의 여러 시스템이 이용되어 왔다. 이들 중에서, 전자 사진 시스템을 갖는 화상 형성 장치는 고속 작동, 고화질 및 정숙성 측면에서 다른 화상 형성 장치에 비해 우수하여 현재 널리 사용되고 있다.
이러한 전자 사진 화상 형성 장치에 있어서, 컬러 화상이 감광 부재의 표면에서 중첩된 후에 화상이 일괄적으로 전사되어 화상이 형성되는 다중 현상 방법, 현상/전사 사이클이 반복되는 다중 전사 방법, 또는 여러 컬러의 현상된 화상이 일단 중간 전사 부재로 순차적으로 전사된 후에 화상이 전사재로 일괄적으로 전사되는 중간 전사 방법 등의 여러 방법이 사용되었다. 이들 중에서, 중간 전사 방법은 현상기들 사이에 컬러 혼합이 없다는 점과, 다양한 매체에 적용될 수 있다는 점에서 주목되어 왔다.
중간 전사 부재는 롤러 형식 또는 벨트 형식의 것일 수 있다. 중간 전사 벨트는 중간 전사 롤러에 비해, 융통성이 크다는 점과, 현상된 화상이 전사재로 일괄적으로 전사되는 제2 전사 위치에서 벨트의 곡률이 증가하기 때문에 (제2 전사 후의) 전사재와 벨트 사이의 분리성이 양호하다는 점에서 우수하다.
일반적으로, 중간 전사 벨트는 PVdF, 나일론, PET 또는 폴리카보네이트로 제조되고 두께가 100 ㎛ 내지 200 ㎛이며 체적 저항율이 약 1011Ω·cm 내지 1016Ω·cm인 수지 필름으로부터 형성된다. 이렇게 얇은 수지 필름을 사용함으로써, 수 백 내지 수 천 pF 정도의 큰 정전 용량이 전사 닙(nip)에서 얻어질 수 있으므로 안정한 전사 전류가 성취될 수 있다.
그러나, 200 ㎛ 이하의 두께를 갖는 중간 전사 벨트가 회전 중에 지지 롤러에 의해 반복적으로 굴곡될 때, 벨트 표면 상에 주름이 형성됨으로써, 화상이 불균일하게 된다. 더욱이, 벨트는 주름을 따라 파단될 수 있으므로, 벨트의 서비스 수명이 감소된다. 게다가, 수지 필름은 신장될 수 없으므로, 벨트에 순간적으로 큰 장력이 인가된다면, 벨트는 이렇게 큰 힘을 흡수할 수 없으므로, 결국 벨트는 파단될 것이다. 화상 형성 장치는 종이의 잼 처리, 또는 조작자의 잘못된 조작에 의해 야기되는 돌발적인 도어의 개방으로 인해 순간적으로 정지되는 경우가 종종 있다. 이러한 경우에, 중간 전사 벨트는 파단될 수 있다.
더욱이, 벨트의 서비스 수명을 증가시키기 위해 수지 필름의 두께가 증가된다면, 벨트는 구동 롤러 및/또는 종동 롤러를 추종할 수 없어 벨트의 회전이 불안정하게 되며, 결국 레지스트레이션이 잘못 정렬됨으로써 컬러 화상의 화질이 저하된다. 게다가, 마찰력이 작으므로, 미끄러짐이 쉽게 발생하여 구동이 불안정하게 된다.
본 발명의 목적은 수지 필름으로 제조된 종래의 중간 전사 부재의 결점을 제거할 수 있는 신규한 중간 전사 부재를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 신규한 중간 전사 부재를 사용하는 화상 형성 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 토너 화상이 중첩 방식으로 효과적으로 전사될 수 있고 토너 화상을 전사재로 효과적으로 전사할 수 있는 중간 전사 부재와, 고화질의 컬러 토너 화상을 출력할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하기 위한 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 단면도.
도2는 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 제2 전사 위치를 도시하는 모형도.
도3은 제1 실시예에 따른 제2 전사 위치의 등가 회로 선도.
도4는 제1 실시예에 따른 제2 전사 위치의 다른 등가 회로 선도.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치의 단면도.
도6은 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치의 제2 전사 위치를 도시하는 모형도.
도7A 내지 도7C는 제2 실시예에 따른 중간 전사 부재를 제조하는 공정의 설명도.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치의 단면도.
도9는 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치의 제2 전사 위치를 도시하는 모형도.
도10A 내지 도10D는 제3 실시예에 따른 중간 전사 부재를 제조하는 제조 공정의 설명도.
도11은 정미 저항치를 측정하는 방법의 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 감광 드럼 2 : 대전기
5, 6, 7, 8 : 현상기 10, 111 : 전사 롤러
13, 19 : 클리너 15 : 구동 롤러
16 : 인장 롤러 18 : 전사재
21 : 전원 91 : 중간 전사 벨트 또는 화상 담지 벨트
121 : 대향 롤러
상기 목적을 성취하기 위하여, 본 발명에 따라, 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 토너 화상이 화상 담지 벨트로 일시적으로 전사되고, 화상 담지 벨트로 전사된 토너 화상이 토너 화상을 전사재로 전사하는 시스템에 사용되는 화상 담지 벨트가 마련된다. 화상 담지 벨트는 두께가 0.5 mm 이상인 고무층과, 전사 위치(토너 화상이 화상 형성 장치에서 전사되는 위치)에서의 평균 정미 저항치(average net resistance value)가 전사 위치에서의 고무층의 평균 정미 저항치보다 10배 이상 크고 두께가 100 ㎛ 이하인 고저항층을 포함한다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 토너 화상이 화상 담지 벨트로 먼저 일시적으로 전사되고 나서, 화상 담지 벨트로 전사된 토너 화상이 전사재로 전사(제2 전사)되는 화상 형성 장치가 마련된다. 화상 형성 장치는 무한 경로를 따라 이동 가능한 전자 사진 감광 부재와; 감광 부재 상에 토너 화상을 형성하는 토너 화상 형성 수단과; 감광 부재 상에 형성된 토너 화상이 제1 전사 위치에서 전사되고, 두께가 0.5 mm 이상인 고무층과, 제1 전사 위치(토너 화상이 화상 형성 장치에서 전사되는 위치)에서의 평균 정미 저항치가 제1 전사 위치에서의 고무층의 평균 정미 저항치보다 10배 이상 크고 두께가 100 ㎛ 이하인 고저항층을 포함하는 벨트형 화상 담지 부재와; 벨트형 화상 담지 부재 상에 형성된 토너 화상을 제2 전사 위치에서 전사재로 전사하는 전사 수단을 포함한다.
(제1 실시예)
도1은 본 발명에 따른 중간 전사 벨트를 사용하는 컬러 화상 형성 장치를 도시한다.
감광 드럼(화상 담지 부재)(1) 둘레에는, 서로 인접한 여러 컬러 현상기들이 배치되어 있다. 이러한 현상기는 흑색 현상기(5), 자홍색 현상기(6), 청록색 현상기(7) 및 황색 현상기(8)를 포함한다. 현상에 사용되는 필요한 현상기는 감광 드럼과 접촉하게 되는 (도시되지 않은) 수단에 의해 선택된다. 감광 드럼(1)은 반시계 방향으로 회전된다. 이러한 회전 중에, 감광 드럼은 제1 대전기(2)에 의해 균일하게 대전되고 나서, 레이저 노출 광학 시스템(3)으로부터의 주사 레이저광(4)에 의해 감광 드럼 상에 잠상이 형성된다.
그리고 나서, 잠상은 현상기(5, 6, 7, 8)에 의해 현상되고, 감광 드럼(1) 상에 형성된 토너 화상은 제1 전사 롤러(10)에 의해 제1 전사 위치에서 중간 전사 벨트(화상 담지 벨트)(91)로 순차적으로 전사된다. 전술한 공정은 현상기(5 내지 8)에 대하여 순차적으로 수행된다. 4색 컬러 화상이 중첩 방식으로 (시계 방향으로 회전되는) 중간 전사 벨트(91)로 전사된 때, 전사재(18)는 제2 전사 롤러(111)에 의해 전사 벨트에 대하여 가압되며, 그 결과 토너 화상이 전사재(18)로 일괄적으로 전사(제2 전사)된다.
제1 전사 공정 및 제2 전사 공정을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 감광 드럼이 음극성으로 대전하는 OHP 감광체로 구성되는 경우, 역 현상이 수행되는 예시된 실시예에서, 레이저광(4)의 노출에 의해 생성된 명부(bright portion)가 현상기(5 내지 8)에 의해 현상될 때, 음극성을 갖는 토너가 사용된다. 따라서, 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 중간 전사 벨트로 전사하기 위하여, 양극성을 갖는 전사 바이어스가 제1 전사 롤러(10)에 인가된다. 제1 전사 롤러(10)로서, 체적 저항율이 105Ω·cm 이하인 저저항 롤러가 사용된다.
그리고 나서, 제2 전사 위치에서, 대향 롤러(121)는 제2 전사 롤러(111)에 대향하며, 지지체 및 전극으로서 작용하고 접지되거나 적당한 바이어스가 인가되는 대향 전극으로서 사용된다. 이 경우에, 양극성을 갖는 바이어스가 바이어스 전원으로부터 인가되는 제2 전사 롤러(111)는 전사재(18)가 개재된 상태로 대향 롤러에 대하여 가압된다.
전술한 공정이 완료된 이후에, 제2 전사 후에 중간 전사 벨트(91)에 잔류하는 토너는 클리너(13)에 의해 제거되며, 이후에 전기 제거 대전기(AC 코로나 대전기)(14)에 의해 중간 전사 벨트(91)로부터 제거된다. 이러한 경우에, 전기 제거 효율을 증진시키기 위하여 전극으로서의 인장 롤러(16)가 중간 전사 벨트(91)의 배면에 배치될 수 있다.
부수적으로, 제1 전사 공정 이후에, 감광 드럼(1) 상에 잔류하는 토너는 클리너(19)에 의해 제거되며, 전기는 전기 제거 노출부(17)에 의해 드럼으로부터 제거됨으로써 다음 화상 형성을 위한 준비가 된다. 도1에서, 참조 부호 16은 전극으로서도 작용하는 인장 롤러를 나타내고, 참조 부호 15는 중간 전사 벨트용 구동 롤러를 나타낸다.
다음에, 예시된 실시예에 따른 중간 전사 벨트(91)를 상세히 설명하기로 한다.
예시된 실시예에서, 강도 및 구동 안정성을 고려하여, 중간 전사 벨트(91)는 종래의 수지 필름 대신에 두께가 0.8 mm인 고무 기부층(912)으로 형성된다.
그런데, 벨트 제조 중에 두께가 100 ㎛ 이상인 고무 벨트의 저항치를 제어하는 것은 곤란하므로, 토너 화상을 중첩시킴으로써 고화질의 화상이 형성되게 하려는 중간 전사 부재로서 이러한 고무 벨트가 사용되는 것은 바람직하지 않다. 저항이 불균일한 벨트가 중간 전사 벨트로서 사용되는 경우, 전사 바이어스가 인가될 때, 중간 전사 벨트를 통해 흐르는 전류(이하, 전사 전류라 한다)가 안정되지 않음으로써 화상이 불균일하게 된다.
이를 방지하기 위해, 제2 전사 전원(21)의 일정 전류 제어가 수행될 수 있지만, 이러한 경우에 상이한 두께, 상이한 특징 및/또는 상이한 폭을 갖는 여러 전사재에 대해 동일한 전류가 사용될 수는 없으므로, 일정 전류 제어를 채택하는 것은 실용상 불가능하다. 더욱이, 제1 전사 롤러(10), 제2 전사 롤러(111) 및 (제2 전사 위치에서의) 대향 롤러(121)가 고무, 발포 우레탄 등으로 형성된 때에도, 이들 롤러의 저항치를 균일하게 하는 것은 곤란하며, 그 결과 전사 전류는 저항치의 변동에 의해 불안정하게 됨으로써, 전사된 화상의 화질을 저하시킨다.
도2는 예시된 실시예에 따른 제2 전사 위치의 모형도이다.
중간 전사 벨트(91)는 분쇄 가능 우레탄(millable urethane)으로 제조되고 두께가 0.8 mm인 고무 기부층(912)과, 기부층 위에 도포되고 산화철계 충전재(filler)를 불소계 재료에 분산시킴으로써 얻어지며 두께가 20 ㎛인 표면층(911)으로 구성된다. 도포는 스프레이 기술에 의해 수행되고, 도포 후에 표면층은 랩핑 필름(wrapping film)에 의해 연마된다.
제2 전사 롤러(111)는 외경이 6 mm인 금속 코어와, 발포 우레탄으로 제조되어 금속 코어 상에 피복되며 두께가 5 mm인 외부층으로 구성되고, 대향 롤러(121)는 외경이 20 mm인 금속 코어와, 발포 우레탄으로 제조되어 금속 코어 상에 피복되며 두께가 5 mm인 외부층으로 구성된다. 외부층용으로 사용되는 발포 우레탄의 저항치는 탄소 등의 저항 조절제를 발포 우레탄에 분산시킴으로써 소정치를 갖도록 조절된다.
예시된 실시예에 따른 중간 전사 벨트(91)의 표면층(911)은 체적 저항율이 2.5 × 109Ω·cm인 재료로 형성되며, 제2 전사 위치에서의 평균 정미 저항치(R1)는 5.0 × 107Ω이다. 더욱이, 벨트(91)의 고무 기부층(912)은 체적 저항율이 7.0 × 106Ω·cm인 재료로 형성되며, 제2 전사 위치에서의 평균 정미 저항치(R2)는 5.0 × 105Ω이다. 제2 전사 롤러(111)는 체적 저항율이 2.0 × 105Ω·cm인 재료로 형성되며, 제2 전사 위치에서의 평균 정미 저항치(A)는 8.9 × 104Ω이다. 게다가, 대향 롤러(121)는 체적 저항율이 5.0 × 105Ω·cm인 재료로 형성되며, 제2 전사 위치에서의 평균 정미 저항치(C)는 2.3 × 105Ω이다.
정미 저항치는 제2 전사 위치에서 생성된 닙에서의 각각의 부재의 정미 저항치를 의미한다. 이러한 정미 저항치는 도11에 도시된 방법에 의해 측정되며, 이를 이하에서 설명하기로 한다.
먼저, 고무 기부층(912)만이 (전기적으로 부유되는) 구동 롤러(40) 및 종동 롤러(41)에 도11에 도시된 벨트 방식으로 장착되며, 고무 기부층(912)은 도1의 장치의 중간 전사 벨트의 회전 속도와 동일한 100 mm/sec의 속도로 회전된다. 고무 기부층(912)은 직경이 46.7 mm이고 전류계(44)를 통해 접지된 금속 롤러(43)와, 직경이 14 mm이고 1 kV의 전압이 인가되는 금속 롤러(42) 사이에 끼게 되며, 고무 기부층(912)의 정미 저항치는 전류계(44)의 값을 읽음으로써 얻어진다.
이러한 정미 저항치의 측정은 고무 기부층(912)의 이동 방향을 따라 10개의 지점에서 수행되고, 측정된 값들은 고무 기부층(912)의 평균 저항치를 결정하도록 평균된다.
그리고 나서, 벨트의 평균 저항치를 결정하기 위해, 고무 기부층(912)과 표면층(911)을 갖는 벨트(91)의 정미 저항치의 측정이 수행된다. 표면층(911)의 평균 저항치는 고무 기부층(912)의 평균 저항치로부터 벨트(91)의 평균 저항치를 뺌으로써 얻어진다. 또한, 금속 롤러(42, 43)는 제2 전사 롤러(111) 및 대향 롤러(121)로 각각 교체되고 나서, 유사한 측정을 수행함으로써 제2 전사 롤러(111) 및 대향 롤러(121)의 평균 저항치가 결정된다.
예시된 실시예에서, 고무 벨트가 중간 전사 벨트(91)로서 사용된다. 고무 벨트의 이점은, 고무 벨트가 탄성을 가지므로 벨트의 회전 중에 벨트에 어떠한 주름도 생기지 않는다는 것이다. 더구나, 벨트의 두께가 0.5 mm 이상인 때, 벨트에 순간적인 큰 장력이 인가된다면, 장력은 고무의 탄성에 의해 흡수됨으로써 벨트의 파단이 방지된다.
또한, 벨트의 두께가 3 mm 이하인 때, 벨트는 구동 롤러(15)를 추종할 수 있어 벨트의 회전이 안정하게 됨으로써, 중첩된 화상의 잘못된 재생을 야기하는 동기 이탈(out-of-synchronization)로 인한 화질의 열화가 방지된다. 게다가, 중간 전사 벨트(91)의 표면에서 양호한 금형 분리성을 갖는 불소계 재료를 제공함으로써, 제2 전사 공정 후에 벨트에 잔류하는 토너를 제거하는 클리닝 성능이 향상될 수 있다는 것을 알았다.
더구나, 고무 기부층(912)의 정미 저항이 1.5 × 105Ω으로부터 2.7 × 106Ω까지 변화되고, 제2 전사 롤러(111)의 정미 저항이 7.5 × 104Ω으로부터 8.8 × 105Ω까지 변화되며, 대향 롤러(121)의 정미 저항이 6.5 × 104Ω으로부터 8.9 × 105Ω까지 변화되지만, 예시된 실시예에서, 본 발명의 장치는 이러한 저항치의 분산에 의해 영향을 받지 않으며 안정한 전사 전류가 얻어질 수 있어, 균일한 전사가 수행됨으로써 양호한 화질이 얻어진다.
다음에, 현상 기구를 설명하기로 한다.
도3은 제2 전사 위치에 대한 등가 회로의 일례를 도시한다. 도3에서, 부호 A는 제2 전사 롤러(111)의 평균 정미 저항을 나타내고, 부호 C는 대향 롤러(121)의 평균 정미 저항을 나타내며, 부호 R1은 표면층(911)의 평균 정미 저항을 나타내고, 부호 R2는 고무 기부층(912)의 평균 정미 저항을 나타내며, 부호 B는 R1+R2의 값을 나타낸다. 부호 Vt는 전사 바이어스를 나타낸다.
상기 회로의 총저항치는 A+B+C이며, 회로를 통해 흐르는 전사 전류(It)는 다음과 같다.
이때, C는 B와 비교하여 충분히 작으므로 다음 관계가 얻어질 수 있다.
따라서, 다음 식이 성립한다.
그러므로, 전사 전류는 다음과 같이 표현될 수 있다.
즉, 제2 전사 롤러(111)와 대향 롤러(121)의 정미 저항치가 중간 전사 벨트(91)의 정미 저항치보다 작을 때, 전사 전류(It)는 중간 전사 벨트(91)의 정미 저항치에 의해 결정된다.
도4는 상기 관계를 고려하여 얻어진, 제2 전사 위치에 대한 등가 회로를 도시한다. 도4에서, 부호 R1은 표면층(911)의 평균 정미 저항을 나타내고, 부호 R2는 고무 기부층(912)의 평균 정미 저항을 나타낸다.
It ≒ Vt / (R1 + R2)가 성립하지만, R2는 R1보다 충분히 작으므로(즉, R1 ≫ R2), 다음 관계가 성립된다.
따라서, 전사 전류는 다음과 같이 표현될 수 있다.
그러므로, 전사 전류(It)는 표면층(911)의 평균 정미 저항치에 의해 결정된다.
그런데, 표면층(911)의 정미 저항은 충전재를 기부재로서의 불소계 재료에 분산시킴으로써 소정치로 조절된다. 이러한 방법에서, 양호한 분산성을 갖는 충전재를 사용하고 충전재를 충분히 교반함으로써, 표면층의 저항 균일성이 고무에 비해 크게 우수하게 된다.
또한, 예시된 실시예에서, 표면층의 두께가 얇으므로(100 ㎛ 이하), 고무가 표면층(911)을 위한 기본재로서 사용된 때에도, 저항의 균일성을 유지할 수 있다. 따라서, 제2 전사 위치에서의 표면층(911)의 평균 정미 저항치는, 전사 전류(It)가 표면층(911)의 평균 정미 저항치에 의해 지배되도록, 제2 전사 위치에서의 고무 기부층(912)의 평균 정미 저항치보다 10배 이상 크게 되는 방식으로 선택된다.
마찬가지로, 제2 전사 위치에서의 표면층(911)의 평균 정미 저항치는, 제2 전사 위치에서의 표면층(911)의 평균 정미 저항치가 제2 전사 위치에서의 제2 전사 롤러(111)의 평균 정미 저항치보다 10배 이상 크게 되도록, 제2 전사 위치에서의 대향 롤러(121)의 평균 정미 저항치보다 10배 이상 크게 되는 방식으로 선택된다.
이러한 방식으로, 전사 전류(It)는 균일한 저항을 갖는 표면층(911)에 의해 결정되므로, 전사 전류(It)는 안정하게 되며, 그 결과 토너가 전혀 비산됨이 없이 전사가 안정하게 됨으로써 균일한 화질이 얻어진다.
재료의 생산성, 장치의 전원의 용량 등을 고려하여, 표면층(911)의 평균 정미 저항치가 고무 기부층(912), 제2 전사 롤러(111) 및 대향 롤러(121)의 평균 정미 저항치들보다 1/1000배 이하만큼 작은 것이 바람직한데, 실용상 107Ω 내지 109Ω을 갖는 것이 바람직하다. 더욱이, 벨트의 서비스 수명 및 굴곡 내구성을 고려하여, 표면층(911)의 두께가 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다는 것을 알았다.
또한, 화상의 균일성과, 제2 전사 위치에서의 전사재의 미끄러짐의 방지 등을 고려하여, 표면층(911)의 중심면의 평균 거칠기(JIS B 0601)는 0.1 ㎛ 내지 1.5 ㎛임을 알았다. 표면층(911)을 위한 충전재는 예시된 실시예에서 설명된 산화철계로 제한되지 않으며, 산화 티타늄계 재료, 불소계 재료, 카본 블랙, 흑연, 나일론 등일 수 있다. 충전재가 분산되는 기본재는 전술한 불소계 재료뿐만 아니라 우레탄 등일 수 있다.
(제2 실시예)
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하며, 도6은 제2 실시예의 장치의 제2 전사 위치를 도시하는 모형도이다. 이하의 설명에서, 제1 실시예의 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소는 동일 참조 부호로 나타나 있으며, 그 설명은 생략하기로 한다.
제2 실시예에 따른 중간 전사 벨트(92)는 0.7 mm의 두께와, 2.0 × 107Ω·cm의 체적 저항율과, 제2 전사 위치에서의 1.2 × 106Ω의 평균 정미 저항치를 갖고 우레탄으로 제조된 고무 기부층(922)과, 탄소를 열가소성 불소계 재료 내로 분산시킴으로써 얻어진 표면층(921)을 구비한다. 또한, 표면층(921)은 체적 저항율이 약 1.0 × 109Ω·cm이고 평균 저항치가 5.3 × 107Ω인 재료로 제조된다. 제1 실시예에서 설명된 바와 같이 표면층(921)의 저항의 분산이 작도록 표면층(921)의 두께는 50 ㎛이다.
다음에, 벨트(92)의 제조 공정을 설명하기로 한다.
도7A 내지 도7C에 도시된 바와 같이, 고무 기부층(922a)는 원심 성형기(32) 내로 투입되어 고무 기부층이 0.7 mm 두께를 갖도록 형성된다(단계 1). 그리고 나서, 원심 성형기(32) 내에서 고무 기부층(922a)를 유지하는 동안, 표면층(921)을 위한 재료가 원심 성형기로 투입되어 처리됨으로써, 고무 기부층(922) 상에 표면층이 형성된다(단계 2). 마지막으로, 원심 성형기(32)로부터 벨트(92)가 제거되어 뒤집힌다(단계 3).
대향 롤러(122)는 SUS로 제조되고 직경이 30 mm인 축으로 구성된다. 제2 전사 롤러(112)는 직경이 6 mm인 금속 코어와, 금속 코어 상에 피복된 발포 우레탄 층(체적 저항율이 1.4 × 105Ω·cm임)으로 구성된다. 제2 전사 위치에서의 제2 전사 롤러의 평균 정미 저항치는 5.0 × 104Ω이다.
또한, 제2 실시예에서, 중간 전사 벨트(92)의 두께가 0.5 mm 내지 3.0 mm의 범위 내에 포함되고, 표면층(921)의 평균 정미 저항치가 고무 기부층(922) 및 제2 전사 롤러(112)의 평균 정미 저항치들보다 10배 이상 크도록 선택되므로, 벨트의 서비스 수명이 증가되고, 저항의 불균일성의 영향 없이 양호한 화상 전사가 이루어질 수 있다.
더욱이, 제2 실시예에서 사용된 방법에 있어서, 원심 성형 중에 벨트의 표면에 공기가 작용하므로, 표면의 거칠기가 크게 감소됨으로써, 화상의 균일성이 더욱 향상된다.
(제3 실시예)
도8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하며, 도9는 제3 실시예의 장치의 제2 전사 위치를 도시하는 모형도이다. 이하의 설명에서, 제1 실시예의 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소는 동일 참조 부호로 나타나 있으며, 그 설명은 생략하기로 한다.
제3 실시예에 따른 중간 전사 벨트(93)는 0.8 mm의 두께와, 3.5 × 107Ω·cm의 체적 저항율과, 제2 전사 위치에서의 2.2 × 106Ω의 평균 정미 저항치를 갖고 NBR 고무로 제조된 고무 기부층(932)과; 30 ㎛의 두께와, 3.5 × 1010Ω·cm의 체적 저항율과, 1.0 × 108Ω의 평균 정미 저항치를 갖고 열수축성 튜브로부터 형성된 표면층(931)을 구비한다.
다음에, 벨트(93)의 제조 공정을 설명하기로 한다.
도10A 내지 도10D에 도시된 바와 같이, 고무 기부층(932a)가 원통형 금형(33) 둘레에 권취된다. 금형(33)의 외경은 고무 기부층(932a)의 내경과 동일하다(단계 1). 그리고 나서, 고무 기부층(932a)가 개재된 상태로 열수축성 튜브가 금형(33) 상에 권취된다(단계 2). 그리고 나서, 고온의 공기가 금형(33) 상으로 송풍되어 튜브를 수축시킴으로써 고무 기부층(932) 상에 표면층(931)이 형성된다(단계 3). 마지막으로, 벨트가 금형(33)으로부터 제거된다(단계 4).
대향 롤러(123)는 SUS로 제조되고 직경이 30 mm인 축에 의해 구성된다. 제2 전사 롤러(113)는 직경이 6 mm인 금속 코어와, 금속 코어 상에 피복된 발포 우레탄 층(체적 저항율이 1.4 × 105Ω·cm임)으로 구성된다. 제2 전사 위치에서의 제2 전사 롤러의 평균 정미 저항치는 5.0 × 104Ω이다.
또한, 제3 실시예에서, 중간 전사 벨트(93)의 두께가 0.5 mm 내지 3.0 mm의 범위 내에 포함되고, 표면층(931)의 평균 정미 저항치가 고무 기부층(932) 및 제2 전사 롤러(113)의 평균 정미 저항치들보다 10배 이상 크도록 선택되므로, 벨트의 서비스 수명이 증가되고, 저항의 불균일성의 영향 없이 양호한 화상 전사가 이루어질 수 있다. 더욱이, 상기 방법으로 제조된 벨트(93)는, 벨트의 표면층의 내마모 특성이 (스프레이 기술에 의해 도포된) 제1 실시예에 따라 제조된 벨트의 표면층보다 우수하다는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 화상 담지 벨트는 두께가 0.5 mm 이상인 고무층을 포함하므로, 벨트의 서비스 수명은 향상될 수 있다. 또한, 화상 담지 벨트는 (전사 위치에서의) 평균 정미 저항치가 고무층보다 10배 이상 크고 두께가 100 ㎛ 이하인 고저항층을 포함하므로, 고무층에서의 정미 저항치의 분산이 상당할지라도 양호한 전사가 이루어질 수 있다.

Claims (14)

  1. 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 토너 화상이 화상 담지 벨트로 일시적으로 전사되고 나서, 화상 담지 벨트에서 완성된 토너 화상이 토너 화상을 전사재로 전사하는 시스템에 사용되는 화상 담지 벨트에 있어서, 두께가 0.5 mm 이상인 고무층과, 토너 화상이 화상 형성 장치에서 전사되는 전사 위치에서 평균 정미 저항치가 상기 고무층의 평균 정미 저항치보다 10배 이상 크고 두께가 100 ㎛ 이하인 고저항층을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  2. 제2항에 있어서, 상기 전사 위치에서의 상기 고저항층의 평균 정미 저항치는 상기 전사 위치에서의 상기 고무층의 평균 정미 저항치보다 1000배 이하만큼 큰 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전사 위치에서의 상기 고저항층의 평균 정미 저항치는 1.0 × 107Ω 이상 1.0 ×109Ω 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고무층은 두께가 3.0 mm 이하인 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고저항층은 두께가 5 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고저항층의 중심면의 평균 거칠기는 0.1 ㎛ 이상 1.5 ㎛ 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 고저항층은 불소계 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  8. 제1항에 있어서, 제2 전사 위치에서의 전사 수단은 화상 담지 벨트와 접촉되는 전극 부재로 구성되며, 상기 전사 수단의 평균 정미 저항치는 상기 제2 전사 위치에서의 상기 고저항층의 평균 정미 저항치의 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  9. 제1항에 있어서, 전사 수단의 평균 정미 저항치는 제2 전사 위치에서의 상기 고저항층의 평균 정미 저항치의 1/1000 이상인 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  10. 제1항에 있어서, 제2 전사 위치에서의 전사 수단은 제2 전사 수단을 형성하도록 가압 수단에 의해 화상 담지 벨트에 대하여 가압되며, 상기 화상 담지 벨트에 대하여 가압될 때 상기 제2 전사 수단의 평균 정미 저항치는 상기 제2 전사 위치에서의 상기 고저항층의 평균 정미 저항치의 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 전사 위치에서의 상기 제2 전사 수단의 평균 정미 저항치는 상기 제2 전사 위치에서의 상기 고저항층의 평균 정미 저항치의 1/1000 이상인 것을 특징으로 하는 화상 담지 벨트.
  12. 제1항에 따른 화상 담지 벨트를 사용하여, 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 토너 화상이 화상 담지 벨트로 먼저 일시적으로 전사되고 나서, 화상 담지 벨트로 전사된 토너 화상이 전사재로 전사되는 화상 형성 장치에 있어서, 무한 이동 가능한 전자 사진 감광 부재와, 상기 감광 부재 상에 토너 화상을 형성하는 토너 화상 형성 수단과, 상기 감광 부재 상에 형성된 토너 화상을 순차적으로 전사하도록 제1 전사 위치에서 상기 감광 부재와 접촉되는 전사 수단과, 상기 화상 담지 벨트 상에 형성된 토너 화상을 제2 전사 위치에서 전사재로 전사하는 전사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 토너 화상 형성 수단은 황색 토너, 자홍색 토너 및 청록색 토너를 각각 포함하는 현상기들로 구성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전사 수단은 바이어스 전압이 인가되는 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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