KR930002017B1 - 충전부재 - Google Patents

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내용 없음.

Description

충전부재
제1a 및 1b도는 각각 측방향 및 세로방향으로 본 발명에 따라 충전부재의 일실시예의 횡단면을 도시한 도식적 단면도.
제2도는 본 발명에 따라 감광성부재가 충전부재에 의해 충전되는 일실시예를 도시한 도식적 단면도.
제3도는 2층의 구조의 저항층을 갖는 본 발명에 따른 충전부재의 일실시예를 도시한 도식적 측단면도.
제4 및 5도는 각각 본 발명에 따른 충전부재의 일실시예의 적층 구조를 도시한 도식적 단면도.
제6도는 본 발명에 따른 충전부재를 사용한 전자사진장치를 도시한 도식적 단면도.
본 발명은 충전부재, 특히 그 사이에서 접촉하여 위치된 전하 수용부재를 충전시키는 충전부재에 관한 것이다.
종래의 전자사진공정에서, 셀레늄, 카드뮴황화물, 아연산화물, 비결정 실리콘, 유기광도체 등으로 구성된 감광성층을 이용한 감광성부재가 이용되어 왔다. 이러한 감광성부재는 충전, 노출, 현상, 이송, 고정 및 클리닝 단계를 포함하는 기본적인 전자사진공정에 필요하며, 이것에 의하여 복사된 영상이 제공된다.
전술한 종래의 충전단계에서, 대부분의 경우, 고전압(약 5-8KV의 DC 전압)이 금속선에 가해져서 코로나를 발생시키며, 이것은 충전에 사용된다. 그러나, 이 방법에서는 오존 및 NOx와 같은 많은 양의 코로나 방전물이 코로나 충전과 더불어 생성된다. 이러한 코로나 방전물은 감광성부재를 약화시켜 영상의 흐림(혹은 영상 페이딩)과 같은 영상질의 저하를 야기시킨다.
더우기, 금속선에서의 오염은 영상질에 영향을 미치므로, 화이트 드롭핑(혹은 화이트 드롭아우트)이 결과적인 복사영상에 나타나는 문제점이 야기되어 왔었다. 더우기, 감광성부재로 향하는 전류부분은 통상 소비전류의 5∼10%이며, 대부분은 금속선 주위에 위치된 차폐판으로 흐른다. 결과적으로, 종래의 코로나 충전방법은 전력효율면에서는 떨어진다.
따라서, 전술한 코로나 충전방법에 부가하여, 충전부재가 일본 공개공보 제178267/1982호, 제104351/1981호, 제40566/1983호, 제139156/1983호, 제150975/1983호 등에 기재된 코로나 방전기를 사용하지 않고 감광성부재를 충전시키기 위하여 감광성부재에 직접 접촉하도록 되어 있는 접촉충전방법이 연구되었다. 더 상세히는, 이 방법에서 약 1-2KV의 DC 전압이 외부로 가해지는 전도성 탄성롤러와 같은 충전부재는 감광성부재의 표면에 접촉하도록 되어 있으며, 전하는 직접 감광성부재 표면에 주입되며, 이것에 의하여 감광성부재 표면에 소정전위까지 충전시킨다.
전술한 전도성 탄성롤러와 같은 종래의 충전부재에서, 그내에 분산되어 있는 탄소와 같은 전도입자를 포함하는 전도성 러버부분은 철심에 고정되며, 전동성 러버부분에 부산된 탄소의 양이 증가되어 그 밀도가 높아질 때, 러버 경도는 탄소의 분산도에 있어서의 비균질성 혹은 변화로 인하여 변경되며, 경도에서의 부분적인 비균질성은 롤러표면에서 발생하기 쉬우며, 이것에 의하여 그러한 경도 비규칙성은 롤러가 감광성부재표면에 밀접하게 접촉하는 것을 방지한다.
전도성 러버의 단일층이 철심에 위치되는 종래의 전극롤러에서, 전극롤러의 러버경도가 40도 혹은 그 이하로 감소되고 롤러와 감광성부재간의 나프폭이 감광성부재 표면과의 접촉을 향상시키기 위하여 중가될지라도 탄소의 분산양은 감소되고 그 밀도도 감소되어 러버경도를 감소시키는 것이 필요하다. 결과적으로 롤러표면에서의 전도성 혹은 롤러경도에서의 비균질성이 일어나기 쉽게 된다. 표면에서의 그러한 불균일성은 감광성부재에 대한 균등한 충전을 방해하며 충전에서의 불균일성을 초래한다.
전극롤러가 탄성러버층을 이용하여 롤러경도를 조절하고 니프두께를 증가시키기 위하여 탄성러버층 및 반전도성 러버층으로 구성되는 2층구조를 갖도록 제안되었다(일본공개 실용신안공보 제 199349/1982호). 그러나 그러한 경우에 있어서도, 압력하에서 감광성부재 표면에 접촉하는 불균일한 전극 롤러표면은 그 사이에서 밀접한 접촉을 제공하며 이것에 의해 충전 불균일성(충전에 있어서 불균일성 혹은 불균질성)이 일어나기는 곤란하다.
따라서, 충전처리가 전술한 충전부재를 사용함에 의하여 접촉 충전법에 의해 실행될 때, 감광성부재 표면은 균일하게 충전되지 않아서 충전 뷸균일성은 스폿형태를 초래한다. 따라서, 예를들면 반전현상 시스템에서, 스폿형상의 충전 불균질성을 갖는 감광성부재가 영상노출단계를 포함한 전자사진공정에 이용될 때, 출력영상은 상기에서 언급한 스폿형 충전 불균질성에 대응하는 블랙 스폿형 영상(블랙스폿)을 포함한다. 한편, 통상의 현상 시스템은 화이트 스폿형 영상을 포함하는 출력영상(화이트 스폿)을 제공하며, 이것에 의하여 고질의 영상을 얻기가 어려워진다.
전술한 문제를 해결하고 불균질한 충전을 제거하기 위하여, AC 전압이 충전부재에 공급된 DC 전압상에 중첩될 것이 제안 되었다.
DC 전압만이 충전부재에 공급될 때, 충전특성은 충전부재의 표면특성에 의해 크게 영향을 받는다. 그러나, AC 전압(VAC)이 DC 전압(VDC)에 중첩될 때, 결과의 맥동전압(VDC+VAC)이 충전부재에 공급되며, 이것에 의하여 충전부재의 표면특성의 영향없이 균질한 충전이 된다.
그러한 경우에, 충전에 있어서 균등성을 얻고 정상적인 현상 시스템에서의 화이트 스폿 및 반전현상 시스템에서는 포그 혹은 블랙 스폿과 같은 영상결함을 방지하기 위하여, 중첩될 AC 전압이 어떤 피크투피크 전위차(VP-P)를 가질 것이 요구된다. 그러나, 중첩될 AC 전압이 영상결함을 방지하기 위해 증가될 때, 방전유전 브레이크다운이 맥동전압의 최대(혹은 피크) 인가전압으로 인하여 작은 결함이 코팅시에 발생되는 감광성부재의 내부의 어떤 부분에서 일어나기 쉽다. 더우기, 감광성부재가 핀호울을 가질 때, 그러한 부분은 연속적인 통로가 되어 전류의 누설을 초래하며, 이것에 의하여 충전부재에 가해진 전압은 떨어진다.
정상적인 현상 시스템의 경우에 있어서, 그러한 전압강하는 전도성부재와 감광성부재 사이의 접촉부분의 수직방향을 따라 뻗어있는 화이트 결함으로 출현된다. 한편, 반전현상 시스템의 경우에 있어서, 그러한 전압강하는 접촉부분의 수직방향을 따라 뻗어있는 블랙 스트리이크로서 출현된다.
더우기, 충전부재가 어떤 경도를 가질 때, 충전부재는 그것에 가해질 중첩용 AC 전압의 주파수 때문에 진동하며 그러한 진동은 충전부재와 밀접하게 접촉하는 감광성부재에 전달되며, 이것에 의해 감광성부재는 불유쾌한 잡음을 만든다.
본 발명의 목적은 충전 불균질성을 야기하지 않고 또 다른 부재를 균일하게 충전시킬 수 있는 능력을 가지며 영상결함이 없는 양호한 질의 영상을 제공하는 충전부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 감광성부재의 결함부분에 유전 브레이크다운을 야기하지 않으며, 있을지도 모르는 핀호울에서의 전류누설로 인한 전류강하를 방지하는 충전부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공급될 AC 전압에 의해 야기되는 진동으로 인한 불유쾌한 잡음을 방지하는 충전부재를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전도성기판, 기판에 다음순으로 위치된 탄성층, 전도성층 및 저항층으르 구성된 충전부재가 제공되었다.
본 발명은 또한 전술한 충전부재를 제공하며 ; 충전부재와 접촉하여 위치된 전하수용부재를 제공하며 ; 또한 전압을 외부전원에 의하여 충전부재에 공급하여 이것에 의하여 전하수용부재를 충전시키는 것으로 구성된 접촉충전법을 제공한다.
본 발명은 더우기 전술한 충전부재 ; 및 충전부재와 접촉하여 위치된 전자사진 감광성부재로 구성된 전자사진장치를 제공한다.
본 발명의 이러한 및 다른 목적, 특징 및 잇점은 첨부도면과 관련하여 취해진 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명을 고려할 때 명백해질 것이다.
편의상, 이하에서 본 발명에 따른 충전부재가 전자사진장치에서의 감광성부재를 충전시키기 위해 사용되며, 반면에 본 발명의 충전부재는 1차 충전단계 이전에 감광성부재를 방전시키기 위해 사용될 수 있는 일실시예가 기술되었다.
제1도를 참고하면, 본 발명에 따른 충전부재(1)는 기능 분리형 구조를 가지며, 기본적으로 전동성기간(2) ; 및 전도성기판(2)상에 차례로 배열된 탄성 혹은 탄성체층(3), 전도층(4) 및 저항층(5)으로 구성된다.
더우기, 제2도를 참고하면, 감광성부재(7)가 충전부재(1)를 사용하여 충전될 때, 전압은 외부전원(6)에 의하여 충전부재(1)에 공급되며, 충전부재(1)와 접촉하여 위치된 감광성부재(7)는 충전된다.
본 발명에서, 충전부재(1)는 전술한 구조를 가지므로, 충전부재와 감광성부재 사이의 니프폭과, 감광성부재와의 밀접한 접촉영역은 확장되며, 충전부재는 감광성부재와 균등하게 접촉하도록 되며, 이것에 의해 감광성부재는 불균일성 충전없이 균질하게 충전된다. 결과적으로, 정상적인 현상 시스템의 경우에는 화이트 스폿 및 반전현상 시스템의 경우에는 블랙 스폿같은 영상결함은 제거되며 이것에 의하여 양호한 질의 영상이 얻어진다.
더 상세하게는, 본 발명에서, 저항층(5)은 나일론, 세룰로스, 폴리에스테르 및 폴리에틸렌 등과 같은 폴리아미드와 같은 얇은 수지층으로 구성되므로 저항층(5)의 표면은 균일하게 되며 평활하게 되며 두께에 있어서의 불군질성은 감소된다. 더우기, 탄성층(3) 및 전도층(4)은 충전부재(1)의 내부에 격리되어 구비되므로, 연성 및 전도성이 각각 분리제어될 수 있다. 결과적으로, 종래기술에서 연성화가 곤란하였던 전도성 러버에서의 문제점이 해결된다.
전술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 충전부재는 전도층(4)에 근거하여 충분한 전도성을 보유하며 탄성층(3)의 연성 및 저항층(5)의 표면의 평활성에 근거하여 감광성부재와 균일한 밀접 접촉하게 하며, 이것에 의하여 충전 불균질함이 없이 균일한 충전을 한다.
더우기, 본 발명에서, 분리되어 위치된 전도층(4) 및 저항층(5)은 감광성부재의 내부결함으로 인한 유전 브레이크다운을 방지하며, 감광성부재가 핀호울을 가질 때 조차도 그것들은 정상적인 현상 시스템의 경우에는 충전부재와 감광성부재 사이의 접촉부분의 수직방향을 따라 연장되는 화이트 결함 및 반전현상 시스템의 경우에는 블랙 스트리이크와 같은 영상결함을 방지하며, 이것에 의해 아주 양호한 영상을 제공한다.
일반적으로 말하면, 감광성부재가 코팅방법에 의해 발생될 때, 먼지 및 충돌마크와 같은 결과적인 코팅막에서의 결함은 피해지게 된다. 충전부재의 전도층이 이러한 감광성부재와 직접 접촉할 때, 전하는 이러한 결함상에 결함부분의 낮은 저항성으로 인하여 유전 브레이크다운을 야기시키도록 부분적으로 집중된다. 감광성부재가 핀호울을 가질 때, 연속통로가 전도층에 접촉하는 감광성부재의 내부에 형성되며, 이것에 의하여 누설이 발생되며, 전하는 탈출한다. 결과적으로, 부하가 전압인가용 외부전원장치에 공급되며, 따라서 감광성부재에 가해질 전압이 상당히 떨어지는 현상이 일어난다.
이러한 현상이 일어날 때, 충전부재와 접촉하는 감광성부재 표면의 일부에는 충분한 전하가 제공되지 않는다. 따라서, 정상적인 현상 시스템의 경우에서, 이러한 현상은 충전부재와 감광성부재 사이의 접촉부분의 수직방향으로 연장되는 화이트 결함 혹은 드롭핑으로 나타난다. 한편, 반전현상 시스템의 경우에, 이러한 현상은 접촉부분의 수직방향을 따라 연장될 블랙 스트리이크로서 나타난다.
반대로, 진술한 구조를 갖는 본 발명의 충전부재가 사용될 때, 감광성부재와 접촉하는 부분은 저항층(5)으로 구성되며, 이것에 의하여 전하는 분산되며, 결함부분에서의 유전 브레이크다운은 방지된다. 연속성이 감광성부재의 핀호울부분에서 일어날 때 조차도 인가된 전압에 저항은 저항층(5)의 존재에 의해 유지되며, 이것에 의해 부하는 외부전원장치에 가해지지 않으며, 전압강하는 방지된다. 결과적으로, 핀호울에 근거한화이트 드롭핑 혹은 블랙 스트리이크와 같은 영상결함은 방지될 수 있다.
더우기, 본 발명에 따른 충전부재는 외부전원으로부터 공급될 AC 전압으로 인한 잡음을 방지 혹은 감소시킬 수 있다.
더 상세하게는, 종래의 충전부재가 전도성의 유지로 인하여 연성에 문제가 있으므로, AC파로 인해 진동을 일으키게 한다. 그러한 진동은 충전부재와 접촉하여 위치된 감광성부재에 전달되며, 이것에 의하여 감광성부재 및 그 내부에는 불유쾌한 잡음이 발생한다.
반대로, 본 발명의 충전부재는 전도기판(2)과 전도층(4) 사이에 위치된 탄성층(3)의 연성에 근거하여, 가해진 맥동전압으로 인한 진동을 흡수한다. 따라서, 진동은 충전부재와 접촉하는 감광성부재에 전달되지 않으며, 이것에 의하여 감광성부재 혹은 그 내부에 의해 발생된 불유쾌한 잡음은 방지 혹은 감소된다.
이하에서, 본 발명에서 따른 충전부재의 구조가 상세하게 기재된다.
전도성기판(2)은 철, 구리 및 스테인레스강과 같은 금속 ; 분산된 탄소입자를 함유한 수지 및 분산된 금속입자를 함유한 수지와 같은 전도성 수지등으로 구성될 수 있다. 기판(2)의 형태는 바와, 플레이트 등 일수 있다.
탄성층(2)은 양호한 탄성 및 낮은 경도를 지니는 층이다. 연성 및 진동흡수 특성에 근거한 감광성부재와의 접촉특징의 관점에서, 탄성층(3)은 JIS K-6301에 따른 JIS-A형 테스터(Teclock사에 의해 제조된 Teclock GS-706)에 의해 측정된 러버경도에 의하여 바람직하게는 35도 혹은 그 이하, 더 바람직하게는 30도 혹은 그 이하, 특히 바람직하게는 12 내지 25도 범위내에서의 러버경도를 갖는다.
탄성층(3)의 두께는 전술한 것에 비춰볼 때, 바람직하게는 1.5mm 혹은 그 이상, 더 바람직하게는 2mm 혹은 그 이상 특히 바람직하게는 3mm 내지 13mm의 범위내일 수 있다.
탄성층(3)을 구성하는 물질의 특정예는 클로로프렌 러버, 이소프렌 러버, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 메틸렌 연쇄)러버, 폴리우레탄 러버, 에폭시 러버, 및 부틸 러버와 같은 러버 혹은 스폰지 ; 스티렌-부타디엔 열가소성 탄성체, 폴리우레탄-계열가소성 탄성체, 폴리에스테르-계 열가소성 탄성체 및 에틸렌-비닐 아세테이트계 열가소성 탄성체와 같은 열가소성 탄성체 등을 포함할 수 있다.
더우기, 탄성층(3)의 경도를 제어하기 위하여, 전도성 입자가 소망하는대로 첨가될 수 있다.
전도층(4)은 높은 전도성을 가지는 층이며 바람직하게는 107Ωㆍcm 혹은 그 이하, 더 바람직하게는 106Ωㆍcm 혹은 그 이하, 특히 바람직하게는 10-2내지 106Ωㆍcm의 범위의 체적저항을 갖는 것일 수 있다. 전도층(4)은 아래에 위치된 탄성층(3)의 연성을 위해 위치된 저항층(5)에 전달하기 위하여 얇은 층일 수 있다. 더 상세하게는, 전도층(4)의 두께는 바람직하게는 3mm 혹은 그 이하, 더 바람직하게는 2mm 혹은 그이하, 특히 바람직하게는 20미크론 내지 1mm의 범위일 수 있다.
전도층(4)을 구성하는 물질은 금속증기용착층, 그안에 분산된 전도성 입자를 함유한 수지, 전도성 수지등일 수 있다. 금속증기용착층의 특정예는 폴리우레탄, 폴리에스테르, 비닐 아세테이트-염화비닐 공중합체 및 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 수지에 탄소, 알루미늄, 니켈, 및 산화티타늄과 같은 전도성 입자를 분산시킴에 의해 얻어진 것을 포함할 수 있다. 전도성 수지의 특정예는 4원 암모늄염, 폴리비닐아닐린, 폴리비닐피롤, 폴리-디아세틸렌, 및 폴리에틸렌 아민을 함유하는 폴리메틸 에타크릴레이트를 포함할 수 있다.
이것들 중에서 안에 분산된 전도성 입자를 함유하는 수지는 전도성을 쉽게 제어하기 위하여 특히 바람직하다.
저항층(5)은 바람직하게는 아래 위치된 전도층(4) 보다 높은 저항성을 갖도록 구성될 수 있다. 저항층(5)의 체적저항은 바람직하게는 1 내지 6자리수 만큼, 더 바람직하게는 2 내지 5자리수 만큼 전도층(4) 보다 높게될 수 있다. 즉, 저항층(5)의 체적저항은 바람직하게는 전도층(4) 보다 101 내지 106배, 더 바람직하게는 102 내지 105배일 수 있다. 저항층(5)의 체적저항은 바람직하게는 106 내지 1012Ωㆍcm일 수 있다. 저항층(5)은 충전특성을 고려할때 바람직하게는 1 내지 500미크론, 더 바람직하게는 50 내지 200미크론의 두께를 가질 수 있다.
저항층(5)을 구성하는 물질은 반전도성 수지 및 안에 분산된 전도성 입자를 함유하는 절연수지와 같은 수지일 수 있다. 더 상세히는, 반전도성 수지는 에틸 셀룰로스, 니트로 셀룰로스, 메톡시-메틸화 나일론, 에톡시-메틸화 나일론, 공중합체 나일론, 폴리비닐 피롤리돈, 및 카제인과 같은 수지 ; 이러한 수지의 2 혹은 그 이상의 혼합물 ; 혹은 그러한 수지에 소량의 전도성 입자를 분산하여 얻어지는 분산물 등일 수 있다. 안에 분산된 전도성 입자를 함유한 절연수지는 저항을 조절하기 위하여 폴리우레탄, 폴리에스테르, 비닐아세테이트-염화비닐 공중합체 및 폴리에타크릴산 에스테르와 같은 절연수지에, 탄소, 산화알루미늄 인듐 및 산화 티탄과 같은 소량의 전도성 입자를 분산시켜서 얻어진 것을 포함할 수 있다. 이것들 중에서 수지성 물질로 구성된(즉, 실제적으로 전도성 입자를 함유하지 않음) 반전도성 수지는 저항층의 표면의 균일성 및 평활성의 관점에서 볼때 바람직하다.
저항층(5)은 바라는 대로 2층구조를 가질 수 있다. 예를들면, 저항층(5)을 구성하는 물질을 첨가제로써 가소제가 연성을 높히기 위해 첨가되는 러버 혹은 수지로 구성될 때, 첨가된 가소제는 때때로 저항층(5)의 표면으로 들어가거나 표면으로부터 유출되며 이때 충전부재는 연속적으로 사용되거나 어떤 상태하에서 사용된다. 이러한 경우에, 충전부재와 접촉하여 위치된 감광성부재는 유출된 가소제에 의해 영향을 받거나, 감광성부재에 함유된 광전도성 물질은 질이 저하되거나, 감광성부재는 충전부재에 점착될 수 있으며, 감광성부재의 표면은 벗겨진다. 이러한 나쁜 효과를 쉽게 방지하기 위하여, 충전부재(1)의 저항층(5)은 제3도에 도시된 바와 같이 내저항층(8) 및 표면저항층(9)의 2층으로 분리될 수 있다.
이러한 실시예에서, 가소제와 같은 연성전달제가 내저항층(8)에 첨가될 수 있으며, 표면저항층(9)은 그위에 위치될 수 있으며, 이것에 의해 표면으로의 가소제 등의 유출은 방지되며, 충전부재에는 더 큰 연성이 제공된다. 이러한 충전부재는 더우기 감광성부재와의 접촉특성을 향상시키며 충전특성은 전술한 잡음을 효과적으로 방지시킨다.
저항층이 2층구조를 가질때, 내층(8)은 아래위치된 전도층(4) 보다 높은 저항을 갖도록 구성된다. 내저항층(8)의 체적저항은 바람직하게는 1 내지 6자리수 만큼, 더 바람직하게는 2 내지 5자리수 만큼 전도층(4)보다 높다. 내저항층(8)의 체적저항은 바람직하게는106내지 1012Ωㆍcm의 범위, 더 바람직하게는 107내지1011Ωㆍcm의 범위일 수 있다. 내저항층(8)은 바람직하게는 1내지 450미크론 더 바람직하게는 50 내지 200미크론의 두께를 가질 수 있다.
내저항층(8)을 구성하는 물질은 전술한 반전도성 수지 및 안에 분산된 전도성 입자를 함유하는 절연수지외에도 에피클로로히드린 러버, 에피클로로히드린-산화에틸렌 러버, 폴리우레탄 러버, 에폭시 러버, 부틸 러버, 콜로로프렌 러버, 및 스티렌-부타디엔 러버와 같은 러버 ; 이러한 러버의 2 혹은 그 이상의 종류의 혼합물 ; 이러한 러버에 전도성 입자를 분산하여 얻어진 반전도성 러버 등 일 수 있다. 이것들 중에서, 에피클로로히드린 러버 및 에피클로로히드린-산화에틸렌 러버와 같은 반전도성 러버가 바람직하다. 가소제의 예로써, 프탈산 디부틸과 같은 프탈산-계 화합물 인산 트리크레실과 같은 인산계 화합물, 에폭시스테아르산알킬과 같은 에폭시-계 화합물 등을 포함할 수 있다.
내저항층이 수지를 포함할 때, 수지는 바람직하게는 200kgf/mm2혹은 그 이하, 더 바람직하게는 50 내지 150kgf/mm2의 범위내의 신장탄성율을 가질 수 있다. 내저항층이 러버로 구성될 때, 러버는 35도 혹은 그 이하 전술한 러버경도를 고려해 볼때 10 내지 30도의 범위내의 러버경도를 갖는다.
표면저항층(9)은 내저항층(8)의 경우와 유사하게 전도층(4) 보다 더 큰 저항을 갖도록 구성되는게 바람직하다. 표면저항층(9)의 체적저항은 바람직하게는 1 내지 6자리수 만큼 더 바람직하게는 2 내지 5자리수 만큼 전도층보다 높다. 표면저항층(9)의 저항은 내저항층(8) 보다 낮거나 높거나 혹은 동일할 수 있다. 균질한 충전에 있어서는, 내저항층의 체적저항은 표면저항층보다 바람직하게는 1 내지 50배, 더 바람직하게는 2내지 10배 일 수 있다. 표면저항층(9)의 체적저항은 바람직하게는 106내지 1012Ωㆍcm의 범위내에, 더 바람직하게는 107내지 1011Ωㆍcm 범위내일 수 있다. 표면저항층(9)은 바람직하게는 아래에 위치된 내저항층(8)의 연성을 전달하지 않도록 내저항층(8) 보다 더 작은 두께를 가질 수 있다. 표면저항층(9)의 두께는 바람직하게는 0.1-50미크론 더 바람직하게는 1-30미크론일 수 있다.
표면저항층(9)을 구성하는 물질은 전술한 반전도성 수지 및 안에 분산된 전도성 입자를 함유하는 절연수지와 같은 수지 일 수 있다.
전술한 층들 이외에도, 본 발명에 따른 충전부재에서, 각층 사이의 접착력을 향상시키기 위하여 접착층과 같은 다른층이 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 충전부재(1)는 예로써 이하의 방식으로 마련될 수 있다.
먼저, 충전부재(1)의 전도성기판(2)으로써 금속바아가 구비된다. 탄성층(3) 은 용융성형, 사출성형, 디프코팅 혹은 스프레이코팅 등에 의해 그 물질을 사용하여 기판(2)상에 형성된다. 그다음에, 전도층(4)은 용융성형, 사출성형, 디프코팅 혹은 스프레이코팅 등에 의해 그 물질을 이용하여 탄성층(3)상에 형성된다. 더우기, 저항층(5)은 디프코팅, 스프레이코팅 혹은 그라비코팅 등에 의해 그 물질을 이용하여 전도층(4)상에 형성된다.
충전부재의 형은 롤러, 블레이드, 벨트 등의 어느 것일 수 있으며, 전자사진장치의 내용 혹은 형태에 대응하여 적당하게 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 충전부재에 의해 충전될 부재는 유전성, 전자사진 감광성부재 등의 어느 것일 수 있다. 이러한 전자사진 감광성부재(7)는 예를들면 제4도에 도시된 것처럼 구성될 수 있다. 전자사진술을 위한 감광성부재(7)는 전도성기판(10) 및 위에 위치된 감광성층(11)으로 구성된다. 전도성기판(10)은 본질적으로 알루미늄, 알루미늄 합금, 및 스테인레스강과 같은 전도성을 갖는 기판 ; 대신으로 전술한 전도성기판 혹은예를들어 알루미늄, 알루미늄 합금 혹은 산화인듐-산화주석합금의 증기용착층으로 코팅된 플라스틱기판 ; 산화주석 혹은 카본블랙 및 적당한 결합제와 같은 전도성 가루의 혼합물이 함유된 플라스틱 혹은 종이기판 ; 혹은 전도성 결합제제로 구성된 기판일 수 있다.
전도성기판(10)과 감광성층(11) 사이에 장벽기능 및 점착기능을 갖는 프라이머 혹은 언더코트층이 형성될 수 있다. 프라이머층은 예를들어 카제인, 폴리비닐 알코올, 니트로셀룰로스, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리아미드, 폴리우레탄, 젤라틴 혹은 산화알루미늄으로 형성될 수 있다. 프라이머층의 두께는 바람직하게는 5미크론 혹은 그 이하, 특히 0.5 내지 3미크론이어야 한다. 프라이머층은 바람직하게는 그 기능을 충분히 수행하기 위하여 0.77Ωㆍcm 혹은 그 이상의 체적저항을 가질 수 있다.
감광성층(11)은 코팅방법이나 진공증기용착법에 의해 소망되는 결합제와 함께 예를 들어 유기광도체, 비결정 실리콘 및 셀레늄과 같은 광전도성 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 유기광도체가 사용될 때, 감광성층(11)은 전하캐리어를 발생시킬 수 있는 전하생성층(12) 및 이와 같이 발생된 전하캐리어를 이송할 수 있는 전하이송층(13)으로 구성된 적층구조를 갖는다.
전하생성층(12)은 적어도 아조색소, 퀴논색소, 쿼노시아닌색소, 페릴렌색소, 인디고색소, 비스벤즈이미다졸색소, 프탈로시아닌색소, 및 킨아크러돈색소와 같은 전하생성물의 일종류로 구성된다. 전하생성층은 결합제가 생략가능하며, 바라는대로 적당한 결합제와 함께 전하생성물을 증가용착하거나 안에 분산된 전하생성물을 함유하는 코팅액을 가하여 형성될 수 있다.
전하발생층을 형성하기 위한 결합제는 다양한 절연수지 혹은 대신 폴리비닐카바졸, 폴리비닐아트라센, 및 폴리비닐피렌과 같은 유기 광도전성 폴리머로부터 선택될 수 있다. 절연수지의 특정예는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐벤졸, 폴리아크릴레이트(예를들면, 비스페놀 A와 프탈산간의 다중축합 생성물), 폴리탄산염, 폴리에스테르, 페녹시수지, 아크릴수지, 폴리 아크릴아미드수지, 폴리 아미드, 셀룰로스수지, 우레탄수지, 에폭시수지, 카제인 및 폴리비닐알코올을 포함한다.
전하생성층은 통상 0.01-15미크론, 바람직하게는 0.05-5미크론의 두께를 가질 수 있다. 전하생성층에서, 전하생성물대 결합제의 중량비는 바람직하게는 10 : 1-1 : 20일 수 있다.
전술한 코팅액 혹은 페인트에 사용되는 용매는 수지 혹은 전하생성물의 용해도 혹은 분산안정도를 고려하여 선택될 수 있다. 이러한 용매의 예는 알코올, 술폭시드, 에테르, 에스테르 지방족 할로겐화 탄화수소 혹은 방향촉 화합물 등의 유기용매를 포함할 수 있다.
인가에 의한 전하이송층(12)의 형성은 디프코팅, 스프레이코팅, 스피너코팅, 와이어 바아코팅, 블레이드 코팅 등과 같은 코팅방법에 따라 실시될 수 있다.
전하이송층(13)은 막형성 능력을 갖는 수지 및 안에서 용해되거나 분산된 전하이송물로 구성된다. 본 발명에 이용된 전하이송물은 히드라존 화합물, 스틸벤-계 화합물, 티아졸 화합물, 및 트리아릴메탄 화합물 등과 같은 유기물질을 포함할 수 있다. 이러한 전하이송 물질의 하나 혹은 그 이상의 종류가 적당히 선택되어 사용된다.
전하이송층에 사용될 결합제의 예는 페녹시수지, 폴리아크릴 아미드, 폴리비닐 부티랄, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리아미드, 아크릴수지, 아크릴로니트릴수지, 메타크릴수지, 염화비닐수지, 아세트산 비닐수지, 페놀수지, 에폭시수지, 폴리에스테르수지, 알키드수지, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 혹은 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체와 같은 이러한 수지의 재발단위의 2혹은 그 이상을 함유하는 공중합체 수지를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 절연 폴리머이외에도 폴리-N-비닐카보졸, 폴리비닐 안트라센 혹은 폴리비닐피렌과 같은 유기광도성 폴리머가 사용될 수 있다.
전하이송층(13)은 5-50미크론 바람직하게는 8-20미크론의 두께를 가질 수 있다. 전하이송 물질대 결합제의 중량비는 약 5 : 1 내지 1 : 5, 바람직하게는 3 : 1 내지 1 : 3일 수 있다. 전하이송층(13)은 전술한 코팅방법을 이용하여 형성될 수 있다.
더우기, 전술한 채색물질, 색소, 유기전하 이송물질 등은 오일 등 혹은 자외선 등으로 인한 오염에 의해 일반적으로 영향을 받으므로, 보호층은 소망되는대로 감광성부재에 구비될 수 있다. 보호층은 바람직하게는 정전기적 영상을 형성하기 위해 1011오옴 혹은 그 이상의 표면저항을 가질 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 보호층은 보호층상의 적당한 유기용매에서 용해되어 있는 폴리비닐부티랄, 폴리에스테르, 폴리탄산염, 아크릴수지, 메타크릴수지, 나일론, 폴리이미드, 폴리아크릴 레이트, 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등과 같은 수지의 용액을 가하고 그후 건조시켜서 형성될 수 있다. 이 경우에, 보호층의 막두께는 통상 0.05 내지 20미크론, 바람직하게는 1-5미크론이다.
보호층에서, UV-선 흡수제 등이 함유될 수 있다.
본 발명에 따른 충전부재(1)도 제6도에 도시된 전자사진장치에 적용될 수 있다.
제6도를 참고하면, 전자사진장치는 감광성부재(7), 감광성부재(7)의 주변표면 주위에 있는 충전부재로서의 1차 충전롤로(1), 감광성부재(7)사에 잠재영상을 형성하기 위하여 광비임(12)을 제공하기 위한 영상노출수단(도시되지 않음), 토너영상을 형성하기 위하여 토너(도시되지 않음) 잠재영상을 현상하기 위한 현상수단(13), 감광성부재(7)로부터 토너영상을 이송하기 위한 이송충전수단(14), 잔여 토너를 제거하기 위한 클리너(15) 및 광(16)을 공급하기 위한 사전노출수단으로 구성된다.
동작에서, 소정전압은 접촉하여 위치된 1차 충전롤러(1)에 의하여 감광성부재(7)로 외부에서 인가되며, 이것에 의하여 감광성부재(7)의 표면을 충전시키며, 감광성부재(7)는 영상노출 수단에 의하여 원래의 영상에 따라 광(12)에 영상노출되며, 이것에 의하여 감광성부재(7)에 정전기적 잠재영상을 형성한다. 그 다음에, 감광성부재(7)에 형성된 정전기적 잠재영상은 감광성부재상에 토너영상을 형성하기 위하여 현상수단(13)에 함유된 토너 혹은 현상기를 부착하여서 현상 혹은 시각화된다.
토너영상은 그 다음에 바라는 바대로 이송-수용물질(17)에 고정될 수 있는 토너영상을 형성하기 위하여 이송충전기(14)에 의하여 페이퍼와 같은 이송-수용물질(17)로 이송된다. 이송시에 이송-수용물질(17)로의 이송이 없이 감광성부재(7)에 잔존하는 잔여토너는 클리너(15)에 의해 회복된다.
따라서, 복사된 영상은 그러한 전자사진 공정에 의해 형성된다. 여분의 전하가 감광성부재(7)에 존재하는 경우에, 감광성부재(7)는 바람지하게는 전술한 1차 충전이전에 잔여 전하를 제거하기 위하여 사전노출수단에 의하여 광(16)에 노출된다.
영상노출을 위해 광(12)을 공급하기 위한 광원은 할로겐램프, 형광등, 레이저, LED 등일 수 있다. 현상수단(13)은 2소자 현상 방법, 혹은 자기 혹은 비자기토너를 이용한 1소자 현상방법을 위해 사용되는 장치일수 있다. 더우기, 현상시스템은 정상 현상시스템 혹은 반전 현상시스템일 수 있다.
감광성부재(7)와 접촉하여 위치된 충전부재(1)의 배열은 특히 제한적이 아니다. 더 상세하게 말하면, 이러한 배열은 충전부재(1)가 고정된 것, 혹은 충전부재(1)가 감광성부재(7)의 이동과 동일방향 혹은 역방향으로 이동 혹은 회전되는 것을 포함할 수 있다. 더우기, 충전부재(1)는 감광성부재(7)에 부착된 잔여 토너입자를 제거하는 클리닝기능을 갖게될 수도 있다.
본 발명에 따른 직접충전방법에서, 충전부재(1)에 가해진 전압은 바람직하게는 DC전압상에 AC전압을 중첩시켜 얻어진 맥동(혹은 맥동전류) 전압의 형태일 수 있다. 이러한 경우에, 2000V 혹은 그 이하의 피크투피크 전압을 갖는 AC전압에 ±200V 내지 ±1500V의 DC전압을 중첩하여 얻어진 맥동전압이 바람직하게는 사용될 수 있다.
각 전자사진장치의 내용에 따라 또한 변화되는 이러한 전압인가방법은 소망된 전압이 동시에 인가되는것 ; 인가된 전압이 감광성부재를 보호하기 위해 점진적 또는 계단식으로 상승되는 것 ; 혹은 DC전압 및 AC전압이 DC전압에서 AC전압 혹은 AC전압에서 DC전압의 순서로 가해지는 것을 포함할 수 있다. 더우기, 낮은 DC전압은 본 발명에 따른 충전부재에 인가될 수 있다.
본 발명에서, 영상노출, 현상, 클리닝 등의 공정은 전자사진 영역에서 알려진 공정중 어떤 것일 수 있으며, 현상기 혹은 토너류는 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 충전부재를 이용하는 전자사진장치는 통상적인 복사기 뿐만 아니라 레이저 프린터, CRT프린터 및 전자사진 플레이트-메이킹과 같은 전자사진술에 관련된 영역에서도 사용될 수 있다.
본 발명에 다른 충전부재는 유기광도체로 구성된 감광성 레이저를 포함하며 기계적 내구성 및 화학적 안정성에 대해서 쉽게 저하될 수 있는 전자사진 감광성부재와 조합하여 사용될 때 그 특성을 현저하게 나타낸다.
본 발명은 예를 참고하여 더 상세히 설명될 것이다.
[실시예 1]
충전부재는 다음의 방법으로 제조하였다.
제1도에 관련하여, 5mm의 직경과 250mm의 길이를 가지는 아이언 코아(2) 주위에, 클로로프렌 러버를사용하여 용융성형함으로써 12.5mm두께의 탄성층(3)을 형성하여, 그 결과 형성된 탄성층은 30mm의 직경, 230mm의 길이, 및 JIS-A 타입러버 경도테스터(Teclock GS-706, 테크록 컴패니제)에 의하여 측정된 바, 15도의 러버경도를 지녔다.
그런 다음, 그 안에 분산된 전도성 탄소입자를 함유하고 있는 폴리우레탄 페인트(상표명 : Sintron, 신도도료오 가부시끼 가이샤제)를 디프코팅에 의하여 탄성층(3)위에 도포한 후, 건조시킴으로써 탄성층(3) 위에 20미크론 두께의 전도층(4)을 형성하였다.
나아가, 에탄올 90부에 에톡시 에틸화 나일론-6(메톡시메틸화 정도 : 30%) 10부를 용해시켜 얻은 코팅액을 디프코팅에 의하여 전도층(4)위에 도포하여 건조시켜서 그위에 100미크론 두께의 저항층(5)을 형성시킴으로써 일차 충전 제1호에 대한 충전롤러(1)를 충전부재로서 제조하였다.
다시 말하면, 전도층(4)과 저항층(5)을 각각 디프코팅에 의하여 A1시트위에 형성하고, 각층의 체적저항을 측정하였다.
별도로, 전자사진 감광성부재를 다음 방법으로 제작하였다. 먼저, 제5도에 관련하여 0.5mm의 벽두께, 60mm의 직경 및 260mm의 길이를 가지는 알루미늄 실린더의 전도성기판(10)을 준비하였다. 메탄올 50부와 n-부탄올 50부에 공중합체 나일론(상표명 : Amilan CM-8000, 도오레 가부시끼 가이샤제) 4부와 나일론-8(상표명 : Luckamide 5003, 다이니혼 잉크 가부시끼 가이샤제) 4부를 용해시켜 얻은 코팅액을 전도성기판(8)위에 도포하여 0.6 미르콘 두께의 폴리아미드 언더코트층을 형성하였다.
다음에, 전하 생성물질로서 다음의 구조식으로 표시되는 디스아조 색소 10부와, 결합제 수지로서 폴리비닐 부티랄수지(S-LECBM2, 세끼스이 가가꾸 가부시까 가이샤제) 10부를 120부의 시클로헥사논에 샌드밀에 의하여 10시간동안 분산시켰다.
Figure kpo00002
그 결과의 분산액에 30부의 메틸에틸 케톤을 첨가한 후, 그 분산액을 디프코팅에 의하여 언더코트 층위에 도포하여 0.15미크론 두께의 전하생성층(12)을 형성하였다.
그런 다음, 전하 이송물질로서 다음 구조식으로 표시되는 히드라존 화합물 10부와, 결합제 수지로서 폴리탄산염-Z수지(중량-평균 분자량 20,000, 미쯔비시 가스 가가꾸 가부시끼 가이샤제) 10부를 80부의 모노클로로벤젠에 용해시켰다.
Figure kpo00003
그 결과의 코팅액을 상기 언급한 저하생성층(12)위에 도포하여 16미크론 두께의 전하이송층(13)을 형성시킴으로써 감광성부재(No.1)를 제조하였다.
그렇게 제조한 감광성부재 제1호를 상기 언급한 일차 충전롤러 제1호가 제6도에 도시된 바와 같이 1차 코로나 충전기 대신에 조립된 상태로 변형되어 있는 정상 현상시스템(상표명 : PC-10, 케논 가부시끼 가이샤제)을 사용하여 전자사진복사기에 조립하였다.
그런 장치에서, -750V의 DC전압과 1300V의 피크투피크 전압을 가지는 AC전압의 중첩을 1차 충전롤러(1)에 인가함으로써 어두운 부분 전위, 밝은 부분 전위, 영상 결함 및 잡음을 측정하였다. 더불어, 1mm의 직경을 가지는 핀호울이 감광성부재에 만들어진 경우 누설을 측정하였다. 보다 구체적으로, 상기 언급한 항목을 다음의 방식으로 측정하였다.
[어두운 부분 전위 및 밝은 부분 전위]
1차 충전으로부터 1초 경과한 후, 이들 전위를 트렉 전위계(Treck Co., United Kingdom 제조)에 의해 측정하였다. 밝은 부분 전위의 경우에 감광성부재를 1차 충전으로부터 0.3초 경과 후 51ux.sec.의 빛에 노출시켰다.
[영상 결함 및 누설]
복사영상을 육안으로 관찰하였다.
[잡음]
비반향성 방에서, 복사기로부터 수평으로 1m떨어진 곳에 고착시켜 놓은 사운드-레벨 메터로 사운드 레벨을 측정하였다.
그 결과들을 이하의 표 1에 제시한다.
[실시예 2]
1차 충전롤러 제2호를 실시예 1의 1차 충전롤러 제1호의 제조와 동일한 방식으로 제조하였다. 단, 직경이 28mm인 아이언 코아를 사용하여 3mm의 두께를 가지는 탄성층(3)을 형성하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제2호를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 평가하였다.
그 결과를 이하의 표 1에 제시한다.
[실시예 3]
1차 충전롤러 제3호를 실시예 1의 1차 충전롤러 제1호의 제조와 동일한 방식으로 제조하였다,
단, 35도의 경도를 가지는 탄성층(3)을 형성하였다. 그렇게 제조한 1차 충전롤러 제3호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의 표 1에 제시한다.
[실시예 4]
1차 충전롤러 제4호를 실시예 1의 1차 충전롤러 제1호의 제조와 동일한 방식으로 제조하였다. 단, 사출성형에 의해 실리콘 러버를 사용하여 25도의 경도와 10mm의 두께를 가지는 탄성층(3)을 형성하였고, 1mm의 두께를 가지는 전도층(4)을 형성하였으며 에톡시메틸화 나일론-6을 사용하여 저항층을 형성하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제4호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의 표 1에 제시한다.
[실시예 5]
1차 충전롤러 제5호를 실시예 4의 1차 충전롤러 제4호의 제조와 동일한 방식으로 제조하였다. 단,3mm 두께의 전도층(4)을 형성하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제5호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의 표 1에 제시한다.
[실시예 6]
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 아이언 코아 주위에 우레탄 열가소성 탄성체(Miractran, 니혼 폴리우레탄 가부시끼 가이샤제)를 사용하여 용융 성형함으로써 13mm두께의 탄성층(3)을 형성하여 그 결과 형성된 탄성층은 31mm의 직경, 230mm의 길이, 및 12도의 러버 경도를 지녔다.
그런 다음, 80부의 메틸에틸케톤에 알루미늄 분말 10부와 부티랄수지(S-LEC BLS, 세끼스이 가가꾸 가부시끼 가이샤제) 10부를 분산시킴으로써 얻은 페인트를 디프코팅에 의하여 탄성층(3)위에 도포한 후 건조시킴으로써 탄성층(3) 위에 60미크론 두께의 전도층을 형성하였다.
나아가, 90부의 메탄올에 10부의 에틸셀룰로스를 녹여서 얻은 코팅액을 디프코팅에 의하여 전도층(4)위에 도포하고 건조시켜서 그 위에 170미크론 두께의 저하층(5)을 형성함으로써, 1차 충전롤러 제6호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제6호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의표 1에 제시한다.
[실시예 7]
실시예 1에서 사용한 동일한 아이언 코아 주위에, 스티렌-부타디엔 열가소성 탄성체(Denka STR, 덴끼 가가꾸 고오교오 가부시끼 가이샤제)를 사용하여 용융 성형함으로써 11mm두께의 탄성층(3)을 형성하여 그 결과의 탄성층은 27mm의 직경 230mm의 길이, 및 15도의 러버 경도를 지녔다.
그런 다음, 메틸에틸케톤 80부에 TiO2분말 10부와 부티랄수지(S-LEC BLS, 세끼스이 가가꾸 가부시끼 가이샤제) 10부를 분산시켜 얻은 페인트를 디프코팅에 의해 탄성층(3)위에 도포한 후 건조시켜서 90미크론 두께의 전도층(4)을 형성하였다.
나아가, 90부의 메탄올에 10부의 니트로셀룰로스를 녹여 얻은 코팅액을 디프코팅에 의해 전도층(4)위에 도포한 후 건조시켜서 그 위에 60미크론 두께의 저항층(5)을 형성함으로써, 1차 충전롤러 제7도를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제7호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의 표 1에 제시한다.
[비교예 1]
1차 충전롤러 제8호를 실시예 1의 1차 충전롤러 제1호의 제조와 동일한 방식으로 제조하였다. 단, 저항층(5)을 형성하지 않았다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제8호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의 표 1에 제시한다.
[비교예 2]
5mm의 직경과 250mm의 길이를 가지는 아이언 코아(2) 주위에 90부의 EPDM 러버, 10부의 전도성 탄소(Ketjen Black, 리온 가부시끼 가이샤제) 및 5부의 디(2-에틸헥실) 프탈레이트(DOP)를 함유하는 혼합물을 사용하여 용융성형함으로써 12.15mm두께의 탄성층(3)을 형성하였다.
그렇게 형성한 탄성층(3)는 45도의 러버경도와 9×103의 Ωㆍcm의 체적저항을 지녔다.
그런 다음, 95부의 EPDM 러버, 5부의 전도성 탄소(Ketjen Black, 리온 가부시끼 가이샤제) 및 5부의디(2-에틸헥실) 프탈레이트(DOP)를 포함하는 혼합물을 400부의 모노클로로벤젠에 볼밀에 의하여 분산시켜 얻은 코팅액을 탄성층(3)위에 도포한 후 건조시켜서, 탄성층(3) 위에 20미크론 두께의 전도층(4)을 형성함으로써 1차 충전롤러 제9호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제9호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의 표 1에 제시한다.
[비교예 3]
1차 충전롤러 제10호를 비교예 2의 1차 충전롤러 제9호의 제조시와 동일한 방식으로 제조하였다.
단, 전도층(4)을 형성하지 않았다. 그렇게 제조한 1차 충전롤러 제10호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다.
그 결과를 아래의 표 1에 제시한다.
[표 1a]
Figure kpo00004
Figure kpo00005
* 1 : 그안에 분산된 DOP와 탄소를 함유하고 있는 EPDM
* 2 : 그안에 분산된 DOP와 탄소를 함유하고 있는 우레탄 수지
* 3 : 그안에 분산된 Al분말을 함유하고 있는 부티랄 수지
* 4 : 그안에 분산된 TiO2분말을 함유하고 있는 부티랄 수지
* 5 : 메톡시메틸화 나일론-6
* 6 : 에톡시메틸화 나일론-6
[표 1b]
Figure kpo00006
* 7 : 발생한 누설에 의한 화이트 드롭핑
상기 표1에 도시한 결과로부터 드러나는 바, 본발명에 따르는 충전부재는 감광성부재와 양호한 접촉을 제공하였고, 충전 불균질성에 의거한 화이트 스폿같은 영상 결함을 유발하지 않는 양호한 영상질을 제공하였다. 나아가, 본발명에 따르는 충전부재는 핀호울에 해당하는 누설을 유발하지 않았고, 거기에 인가된 AC전압에 토대한 잡음의 레벨을 감소시켰다.
반대로, 충전부재의 표면이 전도층으로 이루어지는 비교예1과 2에서 충전 불균질성에 의한 영상결함이 발생하였다. 또한, 이들 충전부재에 저항층이 없기 때문에 누설에 의한 화이트 드롭핑 또한 일어났다. 비교예2의 충전부재에서는, 내층이 높은 러버경도를 가졌기 때문에 AC전압 인가에 의한 잡음 레벨이 높았다.
비교예3의 충전부재에서는, 충전능력이 빈약하였고 영상결함도 발생하였다. 나아가, 이 충전부재는 감광성부재와 접촉하는 그의 표면이 단단하기 때문에 높은 잡음레벨을 제공하였다. 더우기, 이 충전부재는 저항층이 없으므로 누설에 의한 화이트 드롭핑을 제공하였다.
[실시예 8]
1차 충전롤러를 다음의 방식으로 제조하였다.
제3도와 관련하여, 탄성층(3)과 전도층(4)을 실시예1에서와 동일한 방식으로 기판(2) 위에 각각 형성하였다.
그런 다음, 90부의 메탄올에 10부의 에틸셀룰로스와 1부의 디(2-에틸헥실)프탈레이트(DOP)를 용해시켜 얻은 코팅액을 디프코팅에 의해 전도층(4) 위에 적용하고 건조시켜서 80미크론 두께의 내저항층(8)을 형성하였다. 나아가, 80부의 메탄올에 1부의 전도성 탄소(Ketjen Black, 리온 가부시끼 가이샤제), 19부의 에틸셀룰로스 및 0.01부의 계면활성제(Sorbitol, 아지노모또 가부시끼가이샤제)를 볼밀에 의하여 혼합 및 분산시켜 얻은 표면저항층(9)에 대한 코팅액을 내저항층(8) 위에 스프레이 코팅에 의하여 도포하고 건조시켜서 20미크론 두께의 표면저항층(9)을 형성함으로써 1차 충전롤러 제11호를 제조하였다.
별도로, 내저항층(8)과 표면저항층(9)을 각각 디프코팅에 의하여 Al시트상에 형성하고 각층의 체적저항을 측청하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제11호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[실시예 9]
24mm의 직경과 250mm의 길이를 가지는 아이언 코아(2) 주위에 클로로프렌 러버를 사용하여 용융 성형함으로써 3mm 두께의 탄성층(3)을 형성하여 15도의 러버 경도를 갖도록 하였다. 그런 다음, 전도층(4)과 내저항층(8)을 계속해서 실시예8에서와 동일한 방식으로 탄성층(3) 위에 형성하였다.
나아가, 1부의 알루미늄분말(Alpaste 54-137, 도오요오 알루미늄 가부시끼가이샤제), 19부의 에틸셀룰로스 및 0.01부의 계면활성제(Solsperse, I.C.I.제)를 80부의 에탄올에 볼밀에 의하여 혼합 및 분산시켜서 얻은 표면저항층(9)에 대한 코팅액을 스프레이코팅에 의하여 내저항층(8) 위에 도포하고 건조시켜서 20미크론 두께의 표면저항층(9)을 형성함으로써, 1차 충전롤러 제12호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제12호를 실시예1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[실시예 10]
탄성층(3)과 전도층(4)을 실시예1에서와 동일한 방식으로 기판(2) 위에 각각 형성하였다. 단, 탄성층(3)을 35도의 러버 경도를 지니도록 형성하였다.
그런 다음, 90부의 메탄올에 10부의 에틸셀룰로스와 1부의 디부틸프탈레이트(DBP)를 용해시켜서 얻은 코팅액을 디프코팅에 의하여 전도층(4) 위에 도포하여 80미크론 두께의 내저항층(8)을 형성하였다. 나아가, 70부의 메탄올중에 1부의 산화인듐분말(도와 가가꾸 가부시끼가이샤제)과 19부의 니트로셀룰로스를 볼밀에 의하여 혼합 및 분산시켜서 얻은 표면저항층(9)에 대한 코팅액을 스프레이 코팅에 의하여 내저항층(8) 위에 도포하고 건조시켜서 20미크론 두께의 표면저항층(9)을 형성함으로써, 1차 충전롤러 제13호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제13호를 실시예1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[실시예 11]
탄성층(3)을 기판(2) 위에 실시예1에서와 동일한 방식으로 형성하였다. 단, 탄성층(3)(러버경도 : 25도)은 클로로프렌 러버 대신에 EPDM 러버를 사용하여 형성하였다.
그런다음, 그안에 분산된 전도성 탄소입자를 함유하고 있는 폴리우레탄 페인트(상표명 : Sintron, 신도 도료오 가부시끼가이샤제)를 디프코팅에 의하여 탄성층(3) 위에 도포하고 건조시켜서 1mm 두께의 전도층(4)을 탄성층(3) 위에 형성하였다.
나아가, 90부의 THF(테트라히드로푸란)에 10부의 에피클로로히드린 러버(Hydrin, 니혼 제온 가부시끼가이샤제), 1부의 인산트리크레실(TCP), 0.3부의 산화아연, 0.2부의 황분말 및 0.1부의 경화 가속화제(트리메르캅토트리아진)를 용해시켜서 얻은 코팅액을 디프코팅에 의하여 전도층(4) 위에 도포하고 건조시켜서 그위에 90미크론 두께의 내저항층(8)을 형성하였다. 또한, 80부의 메탄올중에 1부의 전도성 단소(Ketjen Blaok, 리온 가부시끼가이샤제), 19부의 메톡시에틸화 나일론-6 및 0.01부의 계면활성제(SorbitoI, 아지노모도 가부시끼가이샤제)를 볼밀에 의하여 혼합 및 분산시켜서 얻은 표면저항층(9)에 대한 코팅액을 스프레이 코팅에 의하여 내저항층(8) 위에 도포하고 건조시켜서 10미크론 두께의 표면저항층(9)을 형성함으로써1차 충전롤러 제14호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제14호를 실시예1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[실시예 12]
1차 충전롤러 제15호를 실시예 11의 1차 충전롤러 제14호의 제조와 동일한 방식으로 제조하였다. 단, 에피클로로히드린 러버 대신에 산화 에피클로로히드린-에틸렌 러버(Gechron, 니혼 제온 가부시끼가이샤제)를 사용하여 내저항층(8)을 형성하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제15호를 실시예1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[실시예 13]
탄성층(3)과 전도층(4)을 실시예6에서와 동일한 방식으로 기판(2) 위에 각각 형성하였다.
그런다음, 80부의 MEK(메틸에틸케톤)에 10부의 폴리에스테르-폴리올(Nippollan 4032, 니혼 폴리우레탄 고오교오 가부시끼가이샤제), 10부의 이소시아네이트(Coronate 65, 니혼 폴리우레탄 가부시끼가이샤제), 1부의 디(2-에틸헥실)프탈레이트(DOP), 0.3부의 아연분말, 0.2부의 황분말 및 0.1부의 경화 가속화제(트리메르캅토트리아진)를 용해시켜서 얻은 코팅액을 디프코팅에 의해 전도층(4) 위에 도포하고 건조시켜서 폴리우레탄 러버의 95미크론 두께의 내저항층(8)을 형성하였다. 또한, 80부의 메탄올에 1부의 전도성 탄소(Ketjen Black, 리온 가부시끼가이샤제) 및 19부의 나일론 6-66-10(Amilan CM-8000, 도오레 가부시끼가이샤제)을 볼밀에 의하여 혼합 및 분산시킴으로써 얻은 표면저항층(9)에 대한 코팅액을 스프레이 코팅에 의하여 내저항층(8) 위에 도포하고 건조시켜 5미크론 두께의 표면저항층(9)을 형성함으로써 1차 충전롤러 제16호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제16호를 실시예1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[실시예 14]
탄성층(3)을 실시예7에서와 동일한 방식으로 기판(2) 위에 형성하였다. 그런다음, 80부의 메틸에틸케톤에 10부의 TiO2분말과 부티랄수지(S-LEC BLS, 세끼스이 가가꾸 가부시끼가이샤제)를 분산시킴으로써 얻은 페인트를 디프코팅에 의해 탄성층(3) 위에 도포하고 건조시켜서 1.5미크론 두께의 전도층(4)을 형성하였다.
그런다음, 90부의 메탄올에 10부의 니트로셀룰로스와 1부의 디(2-에틸헥실)프탈레이트(DOP)를 분산시킴으로써 얻은 코팅액을 디프코팅에 의하여 전도층(4) 위에 도포하고 건조시킴으로써 95미크론 두께의 내저항층(8)을 형성하였다. 또한, 190부의 에탄올에 1부의 산화티탄분말(ECT-62, 티탄 고오교오 가부시끼가이샤제)과 10부의 니트로 셀룰로스를 볼밀에 의하여 혼합 및 분산시킴으로써 얻은 코팅액을 스프레이코팅에 의하여 내저항층(8) 위에 도포하고 건조하여 5미크론 두께의 표면저항층(9)을 형성함으로써 1차 충전롤러 제17호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제17호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[실시예 15]
탄성층(3)과 전도층(4)을 실시예 14에서와 동일한 방식으로 기판(2) 위에 각각 형성하였다.
그런다음, 80부의 MEK(메틸에틸케톤)에 10부의 폴리에스테르-폴리올(Nippollan 4032, 니혼 폴리우레탄 고오교오 가부시끼가이샤제), 10부의 이소시아네이트(Coronate 65, 니혼 폴리우레탄 가부시끼가이샤제), 1부의 디(2-에틸헥실)프탈레이트(DOP), 0.3부의 아연분말, 0.2부의 황분말 및 0.1부의 경화 가속화제를 용해시켜서 얻은 코팅액을 디프코팅에 의하여 전도층(4) 위에 도포하고 건조시킴으로써 폴리우레탄 러버의 95미크론 두께의 내저항층(8)을 형성하였다. 또한, 80부의 메탄올에 10부의 에틸셀룰로스를 용해시켜서 얻은 표면저항층(9)에 대한 코팅액을 스프레이 코팅에 의하여 내저항층(8) 위에 도포하고 건조시켜 10미크론 두께의 표면저항층(9)을 형성함으로써 1차 충전롤러 제18호를 제조하였다.
그렇게 제조한 1차 충전롤러 제18호를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 아래의 표2에 제시한다.
[표 2a]
Figure kpo00007
Figure kpo00008
[표 2b]
Figure kpo00009
[표 2c]
Figure kpo00010
* 2 : 그안에 분산된 탄소를 함유하고 있는 우레탄수지.
* 3 : 그안에 분산된 Al 분말을 함유하고 있는 부티랄수지.
* 4 : 그안에 분산된 TiO2분말을 함유하고 있는 부티랄수지.
* 8 : DOP 함유 에틸 셀룰로스.
* 9 : T CP 함유 에피클로로히드린 러버.
* 10 : TCP 함유 에피클로로히드린-산화 에틸린 러버.
* 11 : DOP 함유 폴리우레탄.
* 12 : DOP 함유 니트로셀룰로스.
* 13 : 러버경도에 의해 표시됨.
* 14 : 그안에 분산된 탄소를 함유하고 있는 에틸셀룰로스.
* 15 : 그안에 Al 분말 분산을 함유하고 있는 에틸셀룰로스.
* 16 : 그안에 분산된 산화 인듐을 함유하고 있는 에틸셀룰로스.
* 17 : 그안에 분산된 탄소를 함유하고 있는 메톡시메틸화나일론.
* 18 : 그안에 분산된 탄소를 함유하고 있는 나일론.
* 19 : 그안에 분산된 TiO2분말을 함유하고 있는 니트로셀룰로스.
상기 표2에 제시된 결과로부터 드러나는 바, 저항층이 내저항층(8)과 표면저항층(9)의 2층으로 분리되어 있는 본 발명에 따르는 충전부재가 영상 결함을 유발함이 없이 양호한 영상질을 제공하였다.
나아가, 본 발명에 따르는 충전부재는 핀호울에 해당하는 누설을 유발하지 않았고, 충전부재의 연성이 내저항층(8)이 존재에 의하여 추가로 향상되었기 때문에 거기에 인가된 전압에 의한 잡음의 레벨이 감소하였다.
[실시예 16]
충전부재 제9호에서 제18호를 각각 작동없이 2일동안 복사기에 방치하였다.
결과로서, 충전부재 제9호와 제10호에 대해서는, 그의 표면층에 함유된 가소제가 누출됨으로써 충전부재가 감광성 부재에 점착하였다. 나아가, 복사기가 복사 목적으로 작동된 경우, 감광성층의 점착부분이 박리되었다.
한편, 충전부재 제11호에서 제18호에 있어서는, 이들 충전부재중 어느것도 감광성 부재에 점착하지 않았고, 따라서 양호한 복사영상이 얻어졌다.

Claims (36)

  1. 표면접촉에 의해 전하 수용부재(제2도, 7)를 접촉충전 가능한 표면을 가진 충전부재(제1도 및 제2도, 1)에 있어서, 상기 충전부재가 전도성기판(제1도 및 제2도, 2), 탄성층(3), 전도층(4) 및 106 및 1012Ωㆍcm 범위로 전도층보다 더 큰 체적저항을 가진 저항층(5)으로 차례로 구성되는 것을 특징으로 하는 충전부재.
  2. 제1항에 있어서, 탄성층이 35도 또는 보다 작은 러버경도를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  3. 제2항에 있어서, 탄성층이 12 내지 25도 범위의 러버경도를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  4. 제 1항에 있어서, 탄성층이 1.5mm 또는 보다 큰 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  5. 제4항에 있어서, 탄성층이 3mm 내지 13mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  6. 제1항에 있어서, 탄성층이 러버 또는 열가소성 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부재.
  7. 제1항에 있어서, 전도층이 107Ωㆍcm 또는 보다 낮은 체적 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  8. 제7항에 있어서, 전도층이 10-?Ωㆍcm 내지 106Ωㆍcm 범위의 체적저항을 가지는 것을 특징으로하는 부재.
  9. 제1항에 있어서, 전도층이 3mm 또는 보다 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  10. 제1항에 있어서, 전도층이 20미크론 내지 1mm 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  11. 제1항에 있어서, 전도층이 그안에 분산된 전도성 입자를 함유하고 있는 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부재.
  12. 제1항에 있어서, 탄성층이 스폰지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부재.
  13. 제12항에 있어서, 저항층이 1 내지 6자리수 만큼 전도층의 그것보다 더 높은 체적저항을 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  14. 제1항에 있어서, 저항층이 107Ωㆍcm 내지 1011Ωㆍcm 범위의 체적저항을 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  15. 제1항에 있어서, 저항층이 1미크론 내치 500미크론 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  16. 제15항에 있어서, 저항층이 50미크론 내지 200미크론 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  17. 제1항에 있어서, 저항층이 반도체 수지, 또는 그안에 분산된 전도성 입자를 함유하고 있는 절연수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부재.
  18. 제17항에 있어서, 저항층이 필수적으로 반도체 수지를 포함하고 있는 수지성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부재.
  19. 제1항에 있어서, 탄성층이 35도 또는 보다 작은 러버경도와 1.5mm 또는 보다 큰 두께를 가지고 ; 전도층이 107Ωㆍcm 또는 보다 낮은 체적저항과 3mm 또는 보다 작은 두께를 가지며 ; 저항층이 1미크론내지 500미크론의 두께와 전도층의 체적저항보다 높은 106Ωㆍcm 내지 1012Ωㆍcm의 체적사항을 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  20. 제19함에 있어서, 탄성층이 12 내지 25도의 러버경도와 3mm 내지 13mm의 두께를 가지고 ; 전도층이 10-2Ωㆍcm 내지 106Ωㆍcm의 체적저항과 20미크론 내지 1mm 또는 보다 작은 두께를 가지며 ; 저항층이 50미크론 내지 200미크론의 두께와 107Ωㆍcm 내지 1011Ωㆍcm의 체적사항을 가지는 것을 특징으로 하는부재.
  21. 제1항에 있어서, 저항층이 내저항층과 표면저항층을 포함하는 2-층 구조를 가지는 것을 특징으로하는 부재.
  22. 제21항에 있어서, 내저항층이 가소제를 함유하는 것을 특징으로 하는 부재.
  23. 제21항에 있어서, 표면저항층이 그안에 분산된 전도성입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 부재.
  24. 제21항에 있어서, 표면저항층이 내저항층의 그것보다 더 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  25. 제21항에 있어서, 표면저항층이 내저항층의 그것보다 더 낮은 체적저항을 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  26. 제21항에 있어서, 내저항층이 반도체 러버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부재.
  27. 제21항에 있어서, 표면저항층이 반도체 수지, 또는 그 안에 분산된 전도성 입자를 함유하고 있는 절연수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부재.
  28. 제1항에 있어서, 탄성층이 35도 또는 보다 작은 러버경도와 1.5mm 또는 보다 큰 두께를 가지고 ; 전도층이 107Ωㆍcm 또는 보다 낮은 체적저항과 3mm 또는 보다 작은 두께를 가지며 ; 저항층이 전도층의 그것보다 더 높은 106Ωㆍcm 내지 1012Ωㆍcm의 체적사항을 가지고, 저항층은 내저항층과 표면저항층을 가지며 내저항층이 1미크론 내지 450미크론의 두께를 가지고 표면저항층은 0.1미크론 내지 50미크론의 두께를가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  29. 제28항에 있어서, 탄성층이 12 내지 25도의 러버 경도와 3 내지 13mm의 두께를 가지고 ; 전도층이 10-2Ωㆍcm 내지 106Ωㆍcm의 체적저항과 20미크론 내지 1mm의 두께를 가지며 ; 내저항층이 50미크론 내지 200미크론의 두께를 가지고 ; 표면저항층이 1미크론 내지 30미크론의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 부재.
  30. 제1항과 21항중 어느 하나에 있어서, 롤러의 형태인 것을 특징으로 하는 부재.
  31. 접촉 충전법으로서, 선행함에 따라 충전부재(제2도, 1)를 제공하는 단계 ; 충전부재와 접촉배치된 전하수용부재(7)를 제공하는 단계 ; 및 외부 전원(6)에 의하여 충전부재에 전압을 인가함으로서 전하수용부재를 충전시키는 단계로 이루어지는 접촉충전법.
  32. 제31항에 있어서, 충전부재에 외부에서 인가되는 전압은 ±200V 내지 ±1500V의 DC 전압과 2000V또는 그 이하의 피크투피크 전압을 가지는 AC 전압의 중첩으로 이루어지는 맥동 전압으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉충전법.
  33. 전자사진장치(제6도)로서, 제1항 내지 제31항중 하나에 따른 충전부재 ; 및 충전부재와 접촉 배치된 전자사진 감광성부재(7)로 이루어지는 전자사진장치.
  34. 제33항에 있어서, 잠재영상을 형성하기 위하여 감광성부재를 노출시키기 위한 영상노출수단 ; 감광성부재의 표면에 이송가능한 토너영상을 형성하기 위하여 토너로 잠재영상을 현상하기 위한 현상수단, 토너영상을 이송-수용 물질로 이송하기 위한 이송충전수단, 및 전여토너를 제거하기 위한 클리닝수단을 추가로 포함하고 ; 상기 충전부재, 영상노출수단, 현상수단, 이송수단 및 클리닝수단은 이 순서로 감광성부재의 이동방향을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제33항에 있어서, 감광성부재가 전도성기판과 유기 광도체를 포함하며 그위에 배치된 감광성층을 포함하고 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제31항에 있어서, 전압은 AC 전압으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉충전법.
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