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KR0153592B1 - 전자사진 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법 - Google Patents

전자사진 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법 Download PDF

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KR0153592B1
KR0153592B1 KR1019950016658A KR19950016658A KR0153592B1 KR 0153592 B1 KR0153592 B1 KR 0153592B1 KR 1019950016658 A KR1019950016658 A KR 1019950016658A KR 19950016658 A KR19950016658 A KR 19950016658A KR 0153592 B1 KR0153592 B1 KR 0153592B1
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ohm
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volume resistivity
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KR1019950016658A
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아끼오 마루야마
슈이찌 아이따
요시후미 하노
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미따라이 하지메
캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 전자사진 감광 부재 및, 이 감광 부재에 대향하여 충전 수단, 화상 노광 수단 및 현상 수단이 순서대로 배치되어 있는 전자사진 장치에 관한 것이다. 이 감광 부재는 전하-주입층을 포함하는 표면층을 갖는다. 상기 충전 수단은 자성입자를 포함하는 충전 부재를 포함하고, 그에 의해 수용되는 전압에 기초하여 감광 부재를 충전시킬 수 있도록 감광 부재와 접촉 가능하게 배치된다. 상기 자성 입자는 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖고, 상기 자성 입자는 최대 1×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 표면층을 갖는다.

Description

전자사진 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법
제1도는 본 발명의 화상 형성 장치의 한 실시태양의 개략도.
제2도는 본 발명에 사용하기 적합한 자성 입자의 체적 저항률을 측정하기 위한 장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 감광 부재 2 : 충전 부재
2a : 비자성 슬리브(sleeve) 2b : 자성 입자
2c : 자석 롤러 3 : 화상 노광 수단
4 : 현상 수단 9 : 주 전극
10 : 상부 전극 11 : 절연 물질
12 : 전류계 13 : 전압계
14 : 정전압 공급원 15 : 자성 입자
16 : 안내 고리 17 : 클리닝 수단
21 : 전력 공급원
본 발명은 각각 전자사진 감광 부재를 충전시키기 위해 자성 브러쉬를 사용하는 전자사진 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법에 관한 것이다.
지금까지 수많은 전자사진 방법들이 알려져 있었다. 이들 방법에서는, 충전 수단 및 화상 노광 수단으로 정전하 잠상을 광전도성 물질을 포함하는 감광 부재 상에 형성시킨 다음 잠상을 토너로 현상시켜 가시화시키고, 생성된 토너상을 예를 들면 종이와 같은 전사-수용 재료 상으로 전사시킨 후에 가열, 가압, 가열과 가압 등으로 고착시켜 복사물 또는 인쇄물을 얻는다. 전사되지 않고 감광 부재 상에 남아 있는 잔류 토너는 클리닝 단계에서 제거된다. 상기 단계들을 반복한다.
최근에, 각종 유기 광전도성 물질들이 전자사진 감광 부재용 광전도성 물질로서 개발되었고, 이에 따라, 전하 생성층 및 전하 수송층의 적층물을 포함하는 기능 분리형 감광 부재가 시판되고 복사 장치, 프린터, 팩시밀리 장치 등에 장착되었다. 상기 전자사진 장치에는 통상적으로 코로나 방전 수단이 충전 수단으로 사용되고 있으나, 대량의 오존 및 오존 제거용 필터의 발생으로 인하여 장치의 크기를 증대시키고 운용 비용을 증가시키는 것과 같은 문제점을 수반한다.
상기한 문제점들의 기술적 해결책으로서, 오존 발생을 최소화시키는 충전 방법이 개발되었는데, 이 방법에서는 블레이드 상의 롤러와 같은 충전 수단을 감광 부재 표면에 인접시켜 파센(Paschedn)의 법칙을 따르는 것 같은 방전이 발생하는 접촉부 근방에 좁은 갭(gap)을 형성시킨다. 이들 중, 충전 안전성의 면에서, 충전 수단으로서 충전 롤러를 사용하는 롤러 충전 시스템을 사용하는 것이 바람직하다.
충전 부재로부터 전하-수용 부재로 방전시켜 충전을 행함으로써 특정의 역가를 초과하는 전압을 인가하여 충전을 시작시킨다. 예를 들면, 유기 광전도체를 포함하는 두께 약 25μm이 감광층을 갖는 감광 부재에 충전 롤러를 인접시킨 경우, 감광 부재의 표면 전위는 약 640볼트 이상의 전압을 인가함으로써 증가하기 시작하여 인가한 전기장에 경사 1의 직선상으로 비례하게 증가하였다. 이하, 역가 전압을 충전 개시 전압 Vth로 정의한다. 달리 말하면, 감광 부재 상에 표면 전위 Vd를 얻기 위해서는 Vd+Vth의 보다 큰 DC 전압을 충전 롤러에 인가해야 한다. 게다가, 충전 롤러의 저항은 환경 조건 중의 변화에 따라 변할 수 있으므로 감광 부재의 전위를 목적하는 값으로 조절하기 어렵다.
이러한 이유로, 더욱 균일한 충전을 달성하기 위하여, 일본국 특허 출원 공개(JP-A) 제64-149669호에 개시되어 있는 바와 같이, 목적하는 Vd에 해당하는 DC 전압 상에 적어도 2×Vth의 피크-대-피크 전압을 갖는 AC 전압을 겹쳐서 얻은 전압을 충전 롤러에 인가하는 DC+AC 충전 시스템의 사용을 제시하였다. 이것은 AC 전압의 전위 평활 작용의 이점을 취하는데 목적이 있으며, 전하-수용 부재의 전위는 AC 전압의 중심값 Vd에 수렴하며, 이것은 외부 조건의 변화에 영향을 적게 받는다.
충전 부재로부터 감광 부재 또는 전하-수용 부재로의 방전을 이용하는 충전 메커니즘에 기초한 충전 방법(접촉 또는 근방 충전 방법)에서는 여전히, 감광 부재의 필요한 표면 전위를 초과하는 충전 전압을 인가할 필요가 있다. 또한, AC 전기장을 인가한 결과, 충전 부재와 감광 부재의 진동 및 이 진동에 수반되는 노이즈(이하, AC 충전 노이즈로 언급함)의 발생 및 방전에 기인한 감광 부재 표면의 가속화된 열화와 같은 새로운 문제점들이 발생하였다.
한편, JP-A 제61-57958호에 개시되어 있는 바와 같이, 전기전도성 보호막을 갖는 감광성 부재를 전기 전동성 미립자를 사용하여 하전시키는 화상 형성 방법이 알려져 있다. JP 참고 문헌은 107내지 1013ohm·cm이 저항률을 갖는 반도전성 보호막을 갖는 감광 부재는 최대 1010ohm·cm의 저항률을 갖는 전기전도성 입자를 사용하여 불균일함 없이 및 감광층 내로의 전하-주입을 야기시키지 않고서 균일하게 충전될 수 있어 양호한 화상 재생이 달성될 수 있다는 효과에 대한 설명을 포함한다. 이 방법에 따르면, AC 충전에서 문제가 되었던 진동 및 노이즈의 발생을 방지할 수는 있으나, 충전 효율은 낮다. 게다가, 감광 부재 상의 전사 잔류 토너가 충전 부재인 전도성 입자에 의해 스크랩핑될 때, 토너는 충전 부재에 부착되어 충전 성능이 변하기 쉽다.
또한, 전하를 직접 주입하여 감광 부재를 충전시키는 것이 요망되어 왔다.
접촉 충전 부재, 예를 들면 충전 롤러, 충전 섬유 브러쉬 또는 충전 자성 브러쉬에 전압을 인가함으로써 감광 부재의 표면에서 트랩 레벨로 전하를 주입하는 소위 주입 충전 방법은 예를 들면 문헌[Japan Hardcopy 92 Annual Paper Collection P. 287, Contact Charging Performance by Using Electroconductive Roller(일문)]에 보고되어 있다. 이 방법에 따르면, 암실에서 절연되는 감광 부재는 전압을 공급한 저-저항 충전 부재에 의해 주입 하전되므로 이 방법은 반드시 충전 부재가 충분히 낮은 저항을 가져야 하고, 전기 전도성 부여 물질(예를 들면 전도성 충전제)이 충분히 표면에 노출되어야 한다. 따라서, 상기한 논문은 충전 부재가 고습도 환경에서 충분히 낮은 저항을 갖는 이온-전도성 충전 부재 또는 알루미늄 박막을 포함하는 것이 바람직하다고 기재하고 있다. 본 발명자들의 연구에 의하면, 감광 부재에 충분한 전하 주입을 행할 수 있는 충전 부재는 최대 1×103ohm·cm의 체적 저항률을 가질 수 있으며, 그 이상에서는 인가한 전압과 전하 전위 사이에 차이가 발생하기 시작하여 전하 전위의 안정성이 손상되기 쉽다.
그러나, 이러한 낮은 저항률을 갖는 충전 부재가 실제로 사용될 경우, 과도하게 큰 누설 전류가 감광 부재 표면에 형성된 상처흔적(scar) 또는 핀홀(pinhole) 내로 흐르기 쉬워 인접부에서의 불충분한 충전, 핀홀의 확대 및 충전 부재의 전도 파괴와 같은 몇 가지 문제점들이 발생한다.
이들 문제점들을 방지하기 위하여, 충전 부재에 1×104ohm·cm 크기의 저항률을 제공해야 한다. 그러나 이 수준의 저항률에서는, 감광 부재 내로의 전하 주입 성능이 저하되어 효과적인 충전이 수행될 수 없다. 이것이 모순이 되는 점이다.
따라서, 접촉형 충전 장치 또는 상기 충전 장치를 사용하는 화상 형성 방법에서 상기한 문제점의 해결이 요망되고 있다. 보다 구체적으로는, 저-저항률 충전 부재를 사용하지 않고서는 달성될 수 없었던 전하 주입에 의한 양호한 충전 성능과 함께 상기한 저-저항 충전 수단을 사용해서는 달성될 수 없는 전하-수용 부재 상의 핀홀 누설 방지를 만족시키는 것이 요망되고 있다.
또한, 전하-수용 부재와 접촉하는 충전 부재를 사용하는 화상 형성 방법에서, 충전 부재는 (토너 융착에 의해) 오염되어 화상 결함을 발생시키는 충전 불량을 야기시키기 쉬우므로, 후속 되는 화상 형성 성능에 문제를 일으키기 쉽다. 또한, 전하-수용 부재 내에 직접 전하를 주입하는 방법에서, 충전 불량을 야기시키는 충전 부재의 오염을 방지하기 위하여 다수의 시트 상에 화성 형성을 가능하도록 하는 것이 해결해야 하는 절박한 문제이다.
본 발명의 목적은 양호한 전하 주입을 수행할 수 있고, 충전 부재가 잘 오염되지 않고, 따라서 장기간에 걸쳐 양호한 충전 성능을 보유할 수 있는 전자사진 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전자사진 감광 부재 및, 이 감광 부재에 대향하여 충전 수단, 화상 노광 수단 및 현상 수단이 순서대로 배치되어 있는 전자사진 장치에 있어서,
상기 감광 부재가 전하-주입층을 포함하는 표면층을 갖고,
상기 충전 수단이 자성 입자를 포함하는 충전 부재를 포함하고, 그에 의해 수용된 전압에 기초하여 감광 부재를 충전시킬 수 있도록 감광 부재와 접촉 가능하게 배치되어 있고,
상기 자성 입자가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖고,
상기 자성 입자가 최대 1×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 표면층을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 면에 따르면, 전자사진 감광 부재 및, 이 감광 부재에 대향하여 충전 수단 및 현상 수단이 순서대로 배치되어 있는 프로세스 카트리지에 있어서,
상기 감광 부재가 전하-주입층을 포함하는 표면층을 갖고,
상기 충전 수단이 자성 입자를 포함하는 충전 부재를 포함하고, 그에 의해 수용된 전압에 기초하여 충전 부재를 충전시킬 수 있도록 감광 부재와 접촉 가능하게 배치되어 있고,
상기 자성 입자가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖고,
상기 자성 입자가 최대 1×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 표면층을 갖고,
상기 전자사진 감광 부재, 충전 부재 및 현상 부재가 일체적으로 지지되어 전자사진 장치 본체에 분리 가능하게 장착 가능한 카트리지를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 면에 따라, 자성 입자를 포함하고, 감광 부재와 접촉하도록 배치된 충전 수단에 전압을 인가하여 전자사진 감광 부재를 충전시키는 단계,
충전된 감광 부재를 화상 노광 시켜 감광 부재 상에 정전하상을 형성시키는 단계,
정전하상을 현상시키는 단계를 포함하고,
상기 감광 부재가 전하-주입층을 포함하는 표면층을 갖고,
상기 자성 입자가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖고,
상기 자성 입자가 최대 1×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 표면층을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법이 제공된다.
본 발명의 이들 및 기타 목적, 특징 및 이점들은 첨부되는 도면과 함께 설명된 하기 본 발명의 바람직한 실시태양의 설명을 통해 보다 명확하게 드러날 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 한 실시태양을 개략적으로 도시하는 도면이다.
제1도를 살펴보면, 화상 형성 장치의 한 실시태양인 전자사진 프린터는 화살표 방향으로 회전하는 전자사진 감광 부재(감광 드럼)를 포함하고, 또한 감광 부재(1)에 대향하여 충전 부재(2), 화상 노광 수단(3), 현상 수단(4), 전사 수단 및 클리닝 수단(17)이 순서대로 배치되어 감광 부재(1)를 둘러싸고 있다.
보다 상세히 설명될 바와 같이, 감광 부재(1)는 전하-주입층을 표면층으로 갖는다.
충전 부재(2)는 비자성 슬리브(2b) 내에 둘러싸여 있는 자석 롤러(2c)에 의해 가해지는 자기장의 작용 하에 곤두서는 이어(ear) 또는 자성 브러쉬를 형성할 수 있는 자성 입자(2a)를 포함하고, 전력 공급원(21)으로부터 전압을 공급받는다.
충전 부재(2)는 예방 감광 부재(1)의 전하 주입층 내로 전하를 만족스럽게 주입할 수 있는 기능과 함께 감광 부재 내에 형성된 핀홀과 같은 결함에서 충전 전류의 농도에 의해 야기되는 감광 부재 및 충전 부재의 전도 파괴 기능을 만족시켜야 한다. 따라서, 충전 부재는 바람직하게는 1×104-1×109ohm, 구체적으로는 1×104-1×107ohm의 저항을 가질 수 있다. 1×104ohm 이하에서는, 핀홀 누설이 발생하기 쉽다. 1×109ohm 이상에서는, 만족스러운 충전이 방해되기 쉽다. 충전 부재(2)에 상기한 범위 내의 저항을 제공하기 위하여, 충전 부재를 구성하는 자성 입자들은 104-109ohm·cm, 바람직하게는 104-107ohm·cm이 체적 저항률을 가져야 한다.
본 명세서에서 기재한 자성 입자의 체적 저항률 값은 하기한 방법으로 측정한 값에 기초한다.
제2도에 나타낸 셀(cell) A를 사용하였다. 단면적 S(=2cm2)를 갖고 절연 물질(11)을 통해 안내 고리(16) 내에 고정되어 있는 셀 A 내에 자성 입자(15)를 위치시키고, 주 전극(9) 및 상부 전극(10)을 두께 d(=10mm)의 자성 입자(15)를 10kg의 하중으로 샌드위치 시키도록 배치시킨다. 이러한 상태 하에서, 정전압 공급원(14)으로부터 공급되고 전압계(13)에 의해 측정된 100볼트의 전압을 인가하고, 23℃ 및 65%의 환경에서 샘플 자성 입자(15)를 통과하는 전류를 전류계(12)로 측정하였다.
자성 입자는 바람직하게는 5 내지 200μm의 평균 입도를 가질 수 있다. 5μm 이하에서는 자성 브러쉬의 감광 부재 상으로의 부착이 발생하기 쉽고, 200μm 이상에서는 자성 브러쉬의 치밀하게 곤두선 이어 들이 슬리브 상에 형성될 수 없고, 따라서 충전 불량을 일으키기 쉽다. 자성 입자의 표면적을 증가시키고 토너 융착의 악영향을 억제시키기 위하여 평균 입도는 보다 바람직하게는 10 내지 100μm, 구체적으로는 10 내지 50μm이다. 평균 입도는 광학 현미경 또는 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 관찰하여 무작위로 선택한 100개의 입자들의 수평 방향의 최대 축 길이의 평균값으로서 측정할 수 있다.
본 발명에 사용된 자성 입자들은 표면 피복될 수 있다. 상기 표면-피복된 자성 입자들은 대략 하기와 같이 분류될 수 있는 코팅 형태를 가질 수 있다. 즉, 코어 자성 입자들은 (1) 결합제 수지와 그 안에 분산되어 있는 전기전도성 입자들을 포함하는 수지층으로 또는 (2) 거기에 점착되는 무기 물질들로 표면-피복된다. 형성된 표면-코팅 층은 코어 입자들을 완전히 덮을 필요는 없지만, 코어 입자들은 표면층을 통해 노출될 수 있다. 표면층은 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 정도 내에서 불연속적으로 형성될 수도 있다.
코어 자성 입자들은 강자성 원소, 예를 들면 철, 코발트 또는 니켈을 함유하는 합금 또는 화합물을 포함하여 자기장의 작용 하에 곤두서는 이어들을 형성하여 자성 브러쉬를 형성하는 자성 입자를 제공할 수 있다. 이들은 산화 또는 환원에 의해 개질 되거나 또는 조성에 대해 개질 되어 조절된 조성을 갖는 페라이트, 수소로 환원된 Zn-Cu 페라이트 또는 산화된 마그네타이트로 되어 바람직한 범위의 체적 저항률을 제공할 수 있다. 체적 저항률은 바람직하게는 1×104내지 1×1010ohm·cm, 보다 바람직하게는 1×104내지 1×109ohm·cm, 더욱 바람직하게는 1×104내지 1×107ohm·cm 범위이므로 표면층이 부분적으로 벗겨지더라도 초기 단계에서와 유사하게 적절한 충전 성능을 보유할 수 있다.
자성 입자가 상기한 코팅 형태 (1)인 경우, 전기전도성 입자의 예로는 구리, 니켈, 철, 알루미늄, 금 및 은과 같은 금속, 산화철, 페라이트, 산화아연, 산화주석, 산화안티몬 및 산화티탄과 같은 금속 산화물 및 카본 블랙을 들 수 있다. 이들 전기전도성 입자들은 최대 1×107ohm·cm이 체적 저항률 및 최대 1μm이 입도를 갖는 것이 바람직하다. 전기전도성 입자들은 소수성 부여 및 충전 조절의 목적으로 요구되는 바와 같이 표면-처리될 수 있다.
결합제 수지의 예로는 스티렌 및 클로로스티렌과 같은 스티렌의 단일중합체 및 공중합체, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 및 이소부틸렌과 같은 모노-올레핀, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 벤조에이트 및 비닐 락테이트와 같은 비닐 에스테르, 메틸아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 아크릴 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 메틸메트크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트 및 도데실메타크릴레이트와 같은 α-메틸렌-지방족 모노카르복실산 에스테르, 비닐 메틸에테르, 비닐 에틸 에테르 및 비닐 부틸 에테르와 같은 비닐 에테르, 비닐 메틸 케톤, 비닐 헥실 케톤 및 비닐 이소프로페닐 케톤과 같은 비닐 케톤을 들 수 있다. 특히 대표적인 결합제 수지의 예로는 전기전도성 입자의 분산성, 표면층을 구성하는 막형성 특성, 토너 융착의 예방 및 생산성의 면에서, 폴리스티렌, 스티렌-알킬 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체를 들 수 있다. 또 다른 예로서는 폴리카보네이트, 페놀계 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리올레핀, 불소-함유 수지, 실리콘 수지 및 폴리아미드를 들 수 있다. 구체적으로는, 토너 융착을 방지하기 위하여, 표면층이 폴리올레핀, 불소-함유 수지 및 실리콘 수지와 같은 낮은 임계 표면 장력을 갖는 수지를 함유하는 것이 바람직하다.
결합제 수지로서의 불소-함유 수지의 예로는 불소-함유 단량체, 예를 들면 비닐 플루오라이드, 비닐리덴 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 디클로로디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌과 다른 단량체와의 용매 가용성 공중합체를 들 수 있다.
결합제 수지로서의 실리콘 수지의 예로는 Shin-Etsu Silicone K.K.로부터 구입 가능한 KR271, KR282, KR311, KR255, KR155(직쇄 실리콘 와니스), KR211, KR212, KR216, KR213, KR217, KR218(개질 실리콘 와니스), SA-4, KR206, KR5206(실리콘 알킬 와니스), ES1001, ES1001 NES1002T, ES1004(실리콘 에폭시 와니스), KR9706(실리콘 아크릴계 와니스), KR5203 및 KR5221(실리콘 폴리에스테르 와니스) 및 Toray Silicone K.K.로부터 구입 가능한 SR2100, SR2101, SR2107, SR2110, SR2108, SR2109, SR2400, SR2410, SR2411, SH805, SH806 및 SH840을 들 수 있다.
불소-함유 수지, 폴리올레핀 수지 또는 실리콘 수지는 바람직하게는 표면층 중의 총 결합제 수지의 1.0-60중량%, 구체적으로는 2.0-40중량%를 차지할 수 있다. 함량이 1.0중량% 미만인 경우, 표면 개질 효과는 불충분하여 낮은 토너 융착 예방 효과를 발생시킨다. 이와는 달리, 함량이 60중량% 이상이면, 구성 수지들의 상호 분산이 어렵게 되어 체적 저항률의 부분적 불균일성을 일으켜 열등한 충전 특성을 일으키기 쉽다.
본 발명에서, 표면층은 바람직하게는 최대 1×109ohm·cm, 보다 바람직하게는 1×104내지 1×109ohm·cm, 더욱 바람직하게는 1×104내지 1×107ohm·cm범위의 체적 저항률을 가질 수 있다.
표면층은 바람직하게는 코어의 0.5 내지 20중량%의 양으로(고형분 물질로서) 도포될 수 있다. 코팅양이 0.5중량% 이하이면, 충분한 코팅 효과가 얻어질 수 없고, 따라서 불충분한 토너 융착 예방 효과를 나타내기 쉽다. 20중량%를 초과하는 코팅 양은 경제적으로 분리할 뿐만 아니라 피복된 자성 입자의 자성 성능을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서, 다수의 시트 상에 인쇄하기 위하여 감광 부재의 전하 주입층과 충전 부재 사이의 접촉 닙(nip)을 유지하고, 양호한 충전성을 유지하기 위하여 충전 부재의 표면층은 바람직하게는 윤활성 입자들을 함유할 수 있다.
상기 윤활성 입자들은 바람직하게는 낮은 임계 표면 장력을 갖는 수지, 예를 들면 불소 함유 수지, 실리콘 수지 또는 폴리올레핀 수지의 입자일 수 있다. 폴리테트라플르오로에틸렌(PTFE) 수지 입자들을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 윤활성 입자들은 바람직하게는 표면층 중의 총 결합제 수지의 2 내지 50중량%, 구체적으로는 5 내지 40중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
표면층을 갖는 자성 입자들은 전기전도성 입자와 결합제 수지를 적절한 용매 중에 분산 및 용해시키고, 바람직하게는 이어서 윤활성 입자들을 추가로 분산시켜 표면층-코팅액을 형성시킨 다음 추가로 코어 입자들을 침지 또는 분산시키고 분무 건조시켜 용매를 증발시키는 방법, 또는 코어 입자들의 유동상을 코팅 장치 중에 형성시키고, 상기한 바와 같은 표면층-코팅액을 유동상 중의 코어 입자들 상에 분무시켜 건조 하에 점차적으로 표면층을 형성시키는 방법을 통해 제조할 수 있다. 이 경우, 윤활성 입자들은 결합제 수지들과 상호 용해되지 않는 것이 바람직하다.
자성 입자들을 자성 입자 물질과 상이한 무기 물질로 피복시키는 경우, 이 무기 물질의 예로는 사산화삼철, γ-산화철, α-산화철, 각종 페라이트, 티탄 블랙(일산화티탄), 전기전도성 산화주석, 전기전도성 산화아연 및 각종 전기전도성 금속을 들 수 있다. 본 발명에서, 피복된 자성 입자들을 사용하여 자성 브러쉬를 형성하므로 무기 물질들은 바람직하게는 자성 물질, 예를 들면 γ-산화철, 각종 페라이트 및 자성 금속을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 표면층은 바람직하게는 최대 109ohm·cm, 보다 바람직하게는 1×103내지 1×109ohm·cm, 더욱 바람직하게는 1×103내지 1×107ohm·cm범위의 체적 저항률을 가질 수 있고, 바람직하게는 코어 물질의 체적 저항률보다 낮은 값을 갖는다.
표면층은 바람직하게는 코어 물질의 0.01-10중량%의 양으로 피복될 수 있다. 0.01중량% 미만인 경우, 토너 융착 예방 효과가 불충분하기 쉽다. 10중량% 이상이면, 표면 전도가 우세하게 되어 전압 인가시에 누설이 발생하기 쉽다. 코팅 양은 바람직하게는 0.1 내지 5중량%일 수 있다.
표면층을 갖는 자성 입자들은 상기한 바와 같은 무기 물질을 소결된(예를 들면, 페라이트) 자성 입자들의 표면상에 부착시킨 다음 추가로 소결시키는 방법 또는 상기한 바와 같은 무기 입자들을 자성 입자들의 표면상에 증착시키는 방법을 통해 형성시킬 수 있다.
본 명세서에서 언급된 막 또는 상기 표면층의 체적 저항률은 하기한 방식으로 측정한 값에 기초한다.
증착된 금 층으로 표면-피복된 약 100μm 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 막을 제공하여 약 10μm 두께의 샘플 표면층-형성 물질 층으로 추가로 피복시킨 다음 23℃ 및 65%RH의 환경에서 100볼트의 전압인가 하에 체적 저항률 측정 장치(4140B pAMATER, Hewlett-Packard C0.로부터 구입 가능함)를 사용하여 측정하였다.
본 발명에 사용한 감광 부재는 지지체, 즉 표면층으로부터 가장 먼 층으로서 전하-주입층을 갖는다. 전하 주입층은 바람직하게는 충분한 충전성을 갖고 화상 흐름(image flow)을 피하기 위하여 1×1010내지 1×1015ohm·cm 범위의 체적 저항률을 가질 수 있다. 화상 흐름을 피하기 위하여 1×108내지 1×1015ohm·cm 범위, 더욱 바람직하게는 환경 변화의 면에서 1×1012내지 1×1015ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖는 것이 특히 바람직하다. 1×108ohm·cm 이하에서는 전하 캐리어는 고습 환경 하에서 표면을 따라 보유되지 않으므로 화상 흐름을 야기시키기 쉽다. 1×1015ohm·cm 이상에서는 전하는 충전 부재로부터 충분히 주입되고 보유될 수 없으므로 충전 불량을 야기시키기 쉽다. 감광 부재 표면에 기능 층을 배치시킴으로써, 충전 부재로부터 주입된 전하는 그 안에 보유되고, 추가로 전하는 노광 시에 감광 부재의 지지체로 흐르게 되어 잔류 전위를 감소시킨다. 또한, 본 발명의 충전 부재 및 감광 부재를 사용함으로써, 전하 개시 전압 Vth는 낮춰질 수 있고 감광 부재 전하 전위는 충전 부재에 인가한 전압의 거의 90% 이상의 값에 수렴할 수 있다. 예를 들면, 통상의 충전 조건하에서(예를 들면, 100 내지 2000볼트의 DC 전압의 인가 및 최대 1000mm/분의 처리 속도 하에서), 전하-주입층을 갖는 감광 부재가 충전 부재에 인가한 전압의 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상의 전위로 충전되도록 주입 충전을 행할 수 있게 된다. 이것은 실질적으로 방전에 기초한 통상의 접촉 충전의 경우에서보다 큰 값, 예를 들면 700볼트의 인가한 DC 전압에 반응하여 약 30%, 즉 약 200볼트의 전위이다.
본 명세서에서 기재한 전하 주입층의 체적 저항률은 표면층 형성 물질의 체적 저항률을 측정하는데 사용한 것과 동일한 방법에 따라 측정한 값에 기초한다. 즉, 전하 주입층을 전도성 막(Au)-증착된 PET막 상에 형성시키고, 23℃ 및 65%RH의 환경에서 100볼트의 전압인가 하에 체적 저항률 측정 장치(4140B pAMATER, Hewlett-Packard Co.로부터 구입 가능함)를 사용하여 체적 저항률을 측정하였다.
전하 주입층을 무기 층으로서, 예를 들면 금속 증착층 또는 전기전도성 입자들이 그 안에 분산되어 있는 수지 층으로서 형성할 수 있다. 상기 무기층은 증착에 의해 형성될 수 있으며, 전도성 입자-분산된 수지 층은 적절한 코팅 방법, 예를 들면 침지, 분무, 롤러 코팅 또는 비임 코팅에 의해 형성될 수 있다. 또한, 전하 주입층은 또한 절연 결합제 수지 및 높은 이온 전도성을 갖는 광투과성 수지의 혼합물 또는 공중합체와 함께 또는 중간의 저항률을 갖는 광전도성 수지와 함께 형성될 수 있다. 전도성 입자-분산된 수지 층을 구성하기 위하여 전기전도성 입자들을 바람직하게는 결합제 수지 2 내지 190중량%의 양으로 첨가할 수 있다. 2중량% 이하에서는, 바람직한 체적 저항률이 쉽게 얻어질 수 없고, 190중량% 이상에서는 전하 주입층이 보다 낮은 막 강도를 갖게 되어 스크랩핑에 의해 마모되기 쉬어 감광 부재의 수명을 짧게 한다.
이하, 감광 부재의 바람직한 실시태양을 설명하는데, 여기서는 하기 층들이 바람직하게는 이하 설명하는 순서대로 포함될 수 있다.
금속, 예를 들면 알루미늄 또는 스텐레스 강, 알루미늄 합금 또는 산화인듐-산화주석 합금, 전기전도성 입자가 함침된 종이 또는 플라스틱 시트 또는 실린더 또는 시트 형상의 전기전도성 중합체를 포함하는 플라스틱을 포함할 수 있는 전기전도성 지지체가 일반적으로 사용된다.
전기전도성 지지체 상에는, 감광층의 개선된 접착성 및 도포성, 지지체의 보호, 지지체 상의 결함의 보완, 지지체로부터의 개선된 전하 주입 및 전기 파손으로부터 감광층의 보호를 제공하기 위하여 하도층을 배치시킬 수 있다. 하도층은 폴리비닐 알콜, 폴리-N-비닐이미다졸, 폴리에틸렌 옥사이드, 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리비닐 부티랄, 페놀계 수지, 카제인, 폴리아미드, 공중합체 나일론, 글루(glue), 젤라틴, 폴리우레탄 또는 산화알루미늄을 포함할 수 있다. 두께는 통상 0.1 내지 3μm이다.
전하 생성층은 전하 생성 물질을 포함할 수 있으며, 전하 생성물질의 예로는 적절한 결합제 수지의 막 또는 그들의 증착 막 중의 분산액 형태가 유기 물질, 예를 들면, 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 인디고 안료, 페릴렌 안료, 폴리시클릭 퀴논 안료, 피릴륨 염, 티오피릴륨 염 및 트리페닐메탄 염료, 및 무기 물질, 예를 들면 셀레늄 및 무정형 규소를 들 수 있다. 결합제 수지는 넓은 범위의 수지로부터 선택될 수 있으며, 이들의 예로서는 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 페놀계 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 비닐 아세테이트 수지를 들 수 있다. 결합제 수지는 전하 생성층의 최대 80중량%, 바람직하게는 0 내지 40중량%의 양으로 함유될 수 있다. 전하 생성층은 바람직하게는 최대 5μm, 바람직하게는 0.05 내지 2μm의 두께를 가질 수 있다.
전하 수송층은 전하 생성층으로부터 전하 캐리어를 수용하고 전기장 하에서 캐리어를 수송한다. 전하 수송층은 임의의 결합제 수지와 함께 전하 수송 물질을 적절한 용매 중에 용해시켜 코팅액을 형성하고 코팅액을 도포 함으로써 형성할 수 있다. 두께는 통상 0.5 내지 40μm이다. 전하 수송 물질의 예로는 주쇄 또는 측쇄 구조를 갖는 폴리시클릭 방향족 화합물, 예를 들면 비페닐렌, 안트라센, 피렌 또는 페나트렌, 질소-함유 시클릭 화합물, 예를 들면 인돌, 카르바졸, 옥사디아졸 및 피라졸린, 히드라존, 스티릴 화합물, 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 무정형 규소 및 카드뮴 설파이드를 들 수 있다.
전하 수송 물질을 그 안에 용해 또는 분산시키기 위한 결합제 수지의 예로는 수지, 예를 들면 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴계 수지 및 폴리아미드 수지, 및 유기 광전도성 중합체, 예를 들면 폴리-N-비닐 카르바졸 및 폴리비닐안트라센을 들 수 있다.
전하 주입층은 결합제 수지를 포함할 수 있으며, 이들의 예로는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀계 수지 및 이들 수지의 경화제를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 또한, 대량의 전기전도성 입자를 분산시키는 경우, 반응성 단량체 또는 반응성 올리고머와 그 안에 분산되어 있는 전기전도성 입자를 사용하고, 이들을 감광 부재 표면상에 도포한 후 도포한 수지를 광 또는 열에 노출시켜 경화시키는 것이 바람직하다. 또한, 무정형 규소를 포함하는 감광층의 겨우, SiC를 포함하는 전하 주입층을 배치시키는 것이 바람직하다.
전하 주입층의 결합제 수지 중에 분산된 전기전도성 입자는 예를 들면 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 산화아연, 산화티탄, 산화주석, 산화 안티몬, 산화인듐, 산화비스무스, 산화주석-피복된 산화티탄, 주석-피복된 산화인듐, 안티몬-피복된 산화주석 및 산화지르코늄의 초미립자를 사용하는 것이 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 전하 주입층 중에 입자들을 분산시키는 경우, 분산된 입자와 입사광의 스캐터링(scattrering)을 피하기 위하여 입자는 입자에게 입사되는 광의 파장보다 작은 입도를 가질 필요가 있다. 따라서, 보호층 중에 분산된 전기전도성 입자 및 다른 입자는 바람직하게는 최대 0.5μm의 입도를 가질 수 있다.
전하 주입층은 바람직하게는 윤활제 입자를 추가로 함유하여 충전시에 감광 부재와 충전 부재 사이의 접촉(충전) 닙이 이들 사이의 저하된 마찰 때문에 확대되므로 개선된 충전 성능을 제공하게 된다. 윤활제 분말은 바람직하게는 낮은 임계 표면 장력을 갖는 불소-함유 수지, 실리콘 수지 또는 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌(PTEE) 수지가 더욱 바람직하다. 이 경우, 윤활제 분말은 결합제 수지의 2 내지 50중량%, 바람직하게는 5 내지 40중량%로 첨가될 수 있다. 2중량% 이하에서는 윤활제가 불충분하여 충전 성능의 개선이 불충분하다. 50중량% 이상에서는 화상 해상도 및 감광 부재의 감성이 두드러지게 저하된다.
전하 주입층은 바람직하게는 0.1내지 10μm, 특히 1 내지 7μm의 두께를 가질 수 있다.
이하, 몇몇 제조예를 들어 사용한 부재의 구조 및 물질들을 설명한다.
[토너 제조예 1]
스티렌/부틸 메타크릴레이트 공중합체 100중량부
(공중합 중량비)=75/25)
마그네타이트 60중량부
금속-함유 아조 안료 0.5중량부
저분자량 폴리프로필렌 3중량부
상기 성분들을 헨셀(Henschel) 혼합기 중에서 배합하고 130℃에서 압출 세트를 통해 융용-혼련 시켰다. 냉각시킨 후, 융용-혼련된 생성물을 절단 밀로 조 분쇄시키고, 젯 스트림을 사용하여 미분쇄 시키고, 공기식 분급시켜 12μm의 중량 평균 입도를 갖는 흑색 분말(자성 토너 입자)을 얻었다. 흑색 분말 10 중량부에 실리콘 오일으로 소수성화된(즉 소수성-부여된) 실리카 1.2 중량부를 첨가하고, 생성된 혼합물을 헨셀 혼합기로 배합시켜 자성 토너를 얻었다.
[토너 제조예 2]
결합제 수지를 스티렌/부틸아크릴레이트 공중합체(공중합 중량비=80/20)으로 변화시키고, 마그네타이트의 양을 100 중량부로 변화시키고, 금속-함유 아조안료의 양을 2 중량부로 변화시킨 것을 제외하고는 제조예 1에서와 유사한 방법으로 7μm의 중량 평균 입도를 갖는 자성 토너를 제조하였다.
[감광 부재 제조예 1]
음으로 충전될 수 있는 OPC형 감광 부재를 하기 5개의 층들을 약 30mm 직경의 알루미늄 실린더에 배치하여 제조하였다.
제1층은 알루미늄 실린더 상의 결합을 완화시키고 노출 레이저광의 반사에 기인한 노이즈 발생을 예방하기 위한 약 20μm 두께의 전기전도성 입자-분산된 수지층(전기전도성 층)이었다.
제2층은 알루미늄 지지체로부터의 양의 전하 주입이 감광 부재 표면에 제공된 음의 전하를 감소시키지 않도록 하기 위하여 6-66-610-12-나일론 및 메톡시메틸화 나일론과 함께 약 106·ohm·cm의 중간 수준의 저항률을 갖는 약 1μm 두께의 층으로 형성된 양의 전하 주입-예방층(하도층)이었다.
제3층은 레이저광에 노광 되었을 때 양 및 음 전하 쌍을 생성시키도록 작용하는 수지 중에 분산된 디아조 안료를 포함하는 0.3μm 두께의 전하 생성층이었다.
제4층은 p형 반도체를 형성시키기 위하여 폴리카보네이트 수지 중에 분산된 히드라존을 포함하는 약 25μm 두께의 전하-수송층이었다. 따라서, 감광 부재 표면상에 형성된 음의 전하는 이 층을 통해 이동할 수 없으므로 전하 생성층에서 생성된 양의 전하만이 감광 부재 표면으로 수송된다.
제5층은 본 발명이 특징이 되는 전하 주입층으로서, 광경화성 아크릴계 수지 100 중량부, 안티몬을 도핑 함으로써 낮은 저항률을 제공한 약 0.03μm 직경의 SnO2입자 160 중량부, 증가된 접촉시간을 제공하기 위한 0.25μm 직경 테트라플루오로 에틸렌 수지 입자 및 분산제 1.2중량%를 포함한다.
상기 물질들을 함유하는 액체를 분무 코팅시켜 약 0.3μm 두께로 전하 주입층을 형성하였다.
그 결과, 감광 부재 표면층의 체적 저항률은 전하 수송층만의 경우인 1×105ohm·cm와 대조적으로 1×1013ohm·cm으로 저하되었다.
[감광 부재 제조예 2]
제5층을 테트라플루오로 에틸렌 수지 입자 및 분산제를 사용하지 않고서 형성시킨 것을 제외하고는 제조예 1에서와 유사한 방법으로 감광 부재를 제조하였다.
그 결과, 감광 부재 표면층의 체적 저항률은 2×1012ohm·cm으로 저하되었다.
[감광 부재 제조예 3]
제5층을 광경화성 아크릴계 수지 100 중량부 중에 안티몬 도핑된 약 0.03μm 직경이 SnO2입자 300중량부를 분산시켜 형성시킨 것을 제외하고는 제조예 1에서와 유사한 방법으로 감광 부재를 제조하였다.
그 결과, 표면층의 체적 저항률은 2×107ohm·cm으로 저하되었다.
[감광 부재 제조예 4]
테트라플루오로 에틸렌 수지 입자 30 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 제조예 1에서와 유사한 방법으로 감광 부재를 제조하였다. 형성된 표면층의 체적 저항률은 5×1012ohm·cm을 나타났다.
[감광 부재 제조예 5]
SnO2입자 300중량부를 사용하는 것을 제외하고는 제조예 1에서와 유사한 방법으로 감광 부재를 제조하였다. 형성된 표면층이 체적 저항률은 4×107ohm·cm을 나타났다.
[자성 입자 제조예 1]
충전 부재용으로 전기전도성 입자-함유 수지층으로 피복된 자성 입자를 제조하였다.
먼저, 풀리카보네이트 1 중량부, 에폭시-에테르화 실리콘 수지 1 중량부, 전기전도성-부여된 산호티탄 입자(전기전도성 입자) 4 중량부 및 0.25μm 직경의 테트라플루오로에틸렌 수지 입자 0.2 중량부를 용매 크실렌 14중량부와 혼합하였다. 생성된 혼합액을 유리 비이드를 함유하는 페인트 진탕기(paint shaker) 중에 위치시키고 2시간 동안 분산시켜 표면층-코팅액을 제조하였다.
코팅액으로부터 표면층을 제조하여 상기한 방식으로 체적 저항률을 측정하여 8×106ohm·cm의 체적 저항률을 측정하였다.
이어서, 코팅액을 유동상형 코팅 장치(SPIRACOATER, Okada Seikosho K.K. 제조)를 사용하여 40μm이 평균 입도 및 5×106ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 수소-환원된 Zn-Cu 페라이트 입자 200 중량부 상에 도포하고 건조하였다.
생성된 피복된 자성 입자는 상기한 방식으로 측정한 결과 3×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타냈다. 피복된 자성 입자의 표면을 SEM(주사 전자현미경)(S800, Hitachi Siesakusho K.K. 제조)을 통하여 관찰하였을 때 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 2]
전기전도성-부여된 산화티탄 입자 4 중량부를 전기전도성 입자로서 사용하고, 혼합물을 페인트 진탕기 중에서 3시간 동안 분산시킨 것을 제외하고는 제조예 1에서와 동일한 방법으로 표면층-코팅액을 제조하였다. 표면층이 제공된 코팅층은 8×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타냈다.
이어서, 코팅액을 사용하여 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 동일한 페라이트 입자 200 중량부를 코팅하고 건조하여 5×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 3]
풀리카보네이트 수지 1 중량부 및 불소-함유 수지 1 중량부를 결합제 수지로서 사용하고 혼합물을 페인트 진탕기 중에서 3시간 동안 분산시킨 것을 제외하고는 제조예 1에서와 동일한 방법으로 표면층-코팅액을 제조하였다. 코팅층은 8×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 표면층을 제공하였다.
이어서, 코팅액을 사용하여 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 동일한 페라이트 입자 200 중량부를 코팅하고 건조하여 7×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 4]
제조예 1의 표면층-코팅액을 42μm의 평균 입도 및 2×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 페라이트 입자 200 중량부 상에 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 도포하고 건조하여 9×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 5]
제조예 1의 표면층-코팅액을 40μm의 평균 입도 및 6×103ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 수소-환원된 마그네이트 입자 200 중량부 상에 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 도포하고 건조하여 9×106ohm·cm이 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 6]
에폭시-개질된 실리콘 수지 2 중량부를 결합제 수지로서 사용하고 혼합물을 페인트 진탕기 중에서 4시간 동안 분산시킨 것을 제외하고는 제조예 1에서와 동일한 방법으로 표면층-코팅액을 제조하였다. 코팅층은 8×106ohm·cm이 체적 저항률을 나타내는 표면층을 제공하였다.
이어서, 코팅액을 사용하여 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 동일한 페라이트 입자 200 중량부를 코팅하고 건조하여 4×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있다.
[자성 입자 제조예 7]
에폭시-에테르화 실리콘 수지 1 중량부 및 전기전도성-부여된 산화티탄 입자 3 중량부를 크실렌 16 중량부 중에 용해 또는 분산시키고, 혼합물을 페인트 진탕기 중에서 2시간 동안 분산시켰다. 코팅층은 8×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 표면층을 제공하였다.
이어서, 코팅액을 사용하여 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 40μm의 평균 입도 및 5×106ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 수소-환원된 Zn-Cu 페라이트 입자 200 중량부를 코팅하고 건조하여 2×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 8]
페놀계 수지 1 중량부 및 전기전도성-부여된 산화주석 입자 3 중량부를 크실렌 16 중량부 중에 용해 또는 분산시키고, 혼합물을 페인트 진탕기 중에서 3시간동안 분산시켰다. 코팅층은 2×106ohm·cm이 체적 저항률을 나타내는 표면층을 제공하였다.
이어서, 코팅액을 사용하여 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 동일한 페라이트 입자 200 중량부를 코팅하고 건조하여 4×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 9]
제조예 1의 표면층-코팅액을 42μm의 평균 입도 및 2×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 페라이트 입자 상에 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 도포하고 건조하여 9×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 10]
제조예 1의 표면층-코팅액을 40μm의 평균 입도 및 6×103ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 수소-환원된 마그네타이트 입자 200 중량부 상에 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 도포하고 건조하여 9×106ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 11]
작쇄 실리콘 수지 1 중량부 및 전기 전도성 카본 블랙 0.035 중량부를 크실렌 16 중량부 중에 용해 또는 분산시키고, 혼합물을 페인트 진탕기 중에서 3시간 동안 분산시켰다. 코팅층은 1×107ohm·cm이 체적 저항률을 나타내는 표면층을 제공하였다.
이어서, 코팅액을 사용하여 제조예 1에서와 같은 유동상형 코팅 장치를 사용하여 34μm의 평규 s입도 및 2×107ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 수소-환원된 Zn-Cu 페라이트 입자 200 중량부를 코팅하고 건조하고, 120℃에서 추가로 가열하여 1×107ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 제공하였다. SEM 관찰 결과, 전표면 상에서 표면층의 존재를 확인할 수 있었다.
[자성 입자 제조예 12]
0.3μm의 평균 입도 및 5×103ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 자성 입자 1중량부를 20μm의 평균 입도 및 2×106ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 Zn-Cu 페라이트 입자에 분산 부착시킨 후 재 소결시켜 9×105ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 얻었다.
[자성 입자 제조예 13]
0.2μm의 평균 입도 및 8×103ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 블랙 산화티탄(티타늄 블랙) 입자 1 중량부를 30μm의 평균 입도 및 5×106ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 Zn-Cu 페라이트 입자에 분산 부착시킨 후 재 소결시켜 8×105ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 얻었다.
[자성 입자 제조예 14]
0.3μm의 평균 입도 및 5×103ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 자성 입자 1 중량부를 60μm의 평균 입도 및 3×106ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 Zn-Cu 페라이트 입자에 분산 부착시킨 후 재 소결시켜 9×105ohm·cm의 체적 저항률을 나타내는 피복된 자성 입자를 얻었다.
[자성 입자 제조예 15]
제조예 1에서 표면층이 코팅되기 전에 페라이트 입자를 그대로 사용하였다.
[자성 입자 제조예 16]
제조예 4에서 표면층이 코팅되기 전의 페라이트 입자를 그대로 사용하였다.
[자성 입자 제조예 17]
제조예 5에서 표면층이 코팅되기 전의 페라이트 입자를 그대로 사용하였다.
[자성 입자 제조예 18]
60μm의 평균 입도 및 5×1010ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 Zn-Cu 페라이트 입자를 그대로 사용하였다.
[자성 입자 제조예 19]
40μm의 평균 입도 및 4×103ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 자성 입자를 그대로 사용하였다.
[실시예 1]
상기한 바와 같은 감광 부재 및 접촉 충전 부재를 사용하여 하기한 바와 같은 원리로 충전시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 중간 수준의 저항을 갖는 충전 부재를 사용하여 중간 수준의 표면 저항률을 갖는 감광 부재의 표면에 전하를 주입시켰다. 이 실시태양에서는 전하를 감광 부재의 트랩 전위 수준으로 주입하지 않고 감광 부재 전체를 충전시키는 전하 주입층 중의 전기전도성 입자를 충전시키도록 주입하였다.
보다 구체적으로는, 유전층으로 작용하는 전하 수송층 및 2개의 전극 판으로서 작용하는 전하 주입층 중의 알루미늄 지지체 및 전기전도성 입자의 층에 의해 기능적으로 형성된 작은 축전기 내에 전하를 저장시킨다. 이 경우, 전기전도성 입자는 전기적으로 서로 독립적이고, 각각 작은 부유 전극을 구성한다. 그 결과, 감광 부재 표면은 육안으로는 균일하게 충전된 것으로 보이지만 실제로는 많은 수의 충전된 전기전도성 입자들이 감광 부재 표면을 덮고 있는 것이다. 그러므로, 레이저 스캐닝에 의해 화상 노광이 행해질 때, 각각의 전기전도성 입자들이 전기적으로 독립적이기 때문에 정전하 잠상이 보유될 수 있다.
구체적 예에서, 제1도에 나타낸 전자사진 프린터는 감광 부재 제조예 1에서 제조된 감광 부재(1) 및 자성 입자 제조예 1에서 제조된 피복된 자성 입자(2a)를 포함하는 충전 부재(2)를 사용하여 구성하였고, 23℃ 및 65%RH의 환경에서 100mm/ 초의 처리 속도에서 연속적인 화상 형성에 사용하였다.
보다 구체적으로는, 충전 부재(2)는 자성 입자 제조예 1에서 제조한 자성 입자(2a)를 포함하며, 이는 슬리브(2b) 내에 둘러싸여 있는 자석 롤러(2c)에 의해 제공되는 자기장 하에서 형성된 비자성 슬리브(2b) 상에 곤두서 있는 이어와 함께 자성 브러쉬를 형성할 수 있다. 자성 입자(2a)는 약 1mm의 초기 두께로 도포되어 감광 부재(1)과 약 5mm의 폭으로 접촉 닙을 형성하는 자성 브러쉬를 형성한다. 자성 입자-보유 슬리브(2b)는 초기에 감광 부재(1)로부터 약 500μm의 갭으로 배치된다. 자석 롤러(2c)는 슬리브(2b) 내에 움직일 수 없도록 고정되고, 슬리브 표면은 주변 속도와 동일한 속도로, 그러나 감광 부재(1)의 회전과는 반대 방향으로 움직이게 되어 감광 부재(1)와 자성 브러쉬(2a) 사이에서 균일한 접촉이 일어난다.
자성 브러쉬와 감광 부재 사이의 주변 속도에 차이가 없는 경우, 자성 브러쉬는 그 자체로서 물리적인 복원력이 부족하기 때문에 자성 브러쉬를 밀어내는 원주 또는 축 이탈 시에 자성 브러쉬는 적절한 닙을 보유할 수 없어 충전 불량을 야기시키기 쉽다. 이러한 이유로, 자성 브러쉬를 항상 그의 새로운 표면을 갖는 감광 부재에 대하여 미는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시예에서는 자성 브러쉬-보유 슬리브(2b)를 감광 부재(1)과 반대 방향으로 동일한 속도로 회전시켰다.
화상 형성은 하기와 같은 방식으로 행해졌다.
-700볼트의 DC 전압을 공급한 충전 부재(2)는 감광 부재(1)에 대하여 회전하면서 그의 자성 브러쉬(2a)와 감광 부재(1)를 접촉시키므로 감광 부재(1)의 표면 충전을 일으킨다. 이어서, 노광부에서 충전된 감광 부재(1)를 다각형 거울의 도움으로 주어진 상 신호에 기초하여 강도 변조를 행하는 레이저 다이오드로부터의 상 스캐닝 레이저광(3)에 노광 시켜 감광 부재(1) 상에 정전하 잠상을 형성시켰다.
이어서, 감광 부재(1) 상에 형성된 정전하 잠상을 자석을 둘러싸는 16mm 직경의 비자성 슬리브(4) 상에 도포한 상기 토너 제조예 1에서 제조한 1성분 자성 절연 토너로 역 현상시켰다. 슬리브(4)를 현상 위치에서 감광 부재로부터 300μm의 고정된 갭을 갖도록 배치시키고, 동일한 주변 속도로 회전시켰다. 슬리브(4)에 주파수 1800Hz 및 1600볼트의 피크-대-피크를 갖는 장방형 AC 전압을 겹쳐놓은 -500볼트의 DC 바이어스 전압을 공급하여 슬리브와 감광 부재 사이의 점핑 현상을 행하였다.
이어서 이렇게 현상된 토너상을 8×106ohm의 중간 저항을 갖고 +2000볼트의 DC 전압이 공급된 전사 롤러(5)를 사용하여 매끈한 종이(6)에 전사시켰다.
이어서 전사된 토너상을 갖는 매끈한 종이 시트(6)를 고정 롤러드(8) 사이를 통과시켜 종이 시트 상에 토너상을 고정시키고, 고정된 화상을 갖는 시트를 장치로부터 방출시켰다. 이어서, 종이(6)로 전사되지 않고 감광 부재(1) 상에 남아 있는 잔류 토너를 클리닝 블레이드(7)로 감광 부재로부터 스크랩핑하고, 클리닝한 감광 부재 표면을 후속 되는 화상 형성 사이클에 대해 준비하였다.
더우기, 본 발명에서는 상기한 감광 부재(1), 충전 부재(2), 슬리브(4)를 포함하는 현상 수단 및 클리닝 수단(7)들 중 다수의 부재들을 일체적으로 지지시켜, 복사기, 레이저비임 프린터 및 팩시밀리 장치와 같은 전자사진 장치의 본체에 분리 가능하게 장착할 수 있는 프로세스 카트리지를 형성할 수 있다. 예를 들면, 충전 부재(2), 현상 부재(4) 및 클리닝 부재(7) 중 1종 이상을 감광 부재(1)와 함께 일체적으로 지지시켜 카트리지를 형성할 수 있으며, 이 카트리지는 안내 수단, 예를 들면 장치 본체 내에 제공된 안내 레일의 도움으로 장치 본체에 부착 및 분리될 수 있다.
상기한 구조 및 처리 조건들을 단지 실시예로서 기재한 것으로서 본 발명의 영역 내에서 변형될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
이러한 구체적 실시예에서, 상기한 구조의 프린터를 사용하여 화상 형성한 결과, 초기에 0볼트의 표면 전위를 갖는 감광 부재(1)는 슬리브(2b)에 -700볼트의 DC 전압인가 하에 자성 브러쉬와의 접촉 닙을 일단 통과함으로써 -680볼트로 충전되었다. 이 때, 감광 부재 상에 핀홀이 발생했을 지라도, 전류 누설은 발생하지 않았다. 또한, 자성 브러쉬(2a)를 구성하는 자성 입자들의 부착이 발생하지 않으므로 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상들이 얻어질 수 있다. 게다가, 4000시트의 연속적인 화상 형성 후에도 충전 성능은 초기 단계와 유사하여 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상들이 얻어질 수 있었다. 화상 평가는 육안으로 행하였다.
또한, 역현상에서, 전사 충전 극성은 감광 부재 상의 표면 전위 극성과 반대이므로 감광 부재 상의 전위 내력은 후속 되는 사이클에서의 충전 성능에 영향을 미친다. 이 현상을 측정하기 위하여, 본 실시예에서는 약 94mm 폭(30mm 직경의 감광 부재의 한 주변 길이에 해당함)의 흑색 베타 화상(절대값만큼 낮은 전위를 가짐)을 포함하고 도한 후속 되는 백색 베타 화상(절대값만큼 높은 전위를 가짐)을 포함하는 A4 크기의 세로의 원상을 사용하여 백색 베타 화상 중의 포그(fog)를 평가(충전 다중성(charging ghost)의 평가)하였다. 충전 다중상 평가에서, 역현상 체계에 따라 흑색 베타 화상에 이은 백색 베타 화상을 제공하기 위한 전위의 불충분한 증가에 기인한 포그를 수반하기 쉽다. 그러나, 이 실시예에서는 상기한 흑색 및 백색 베타 화상을 포함하는 원상의 연속적인 재생 동안 포그가 관찰되지 않았다.
[실시예 2]
자성 입자 제조예 2에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000 시트의 연속 화상 형성 결과, 충전 성능은 초기 단계의 것과 유사하여 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있었다.
[실시예 3]
자성 입자 제조예 3에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 충전 성능은 초기 단계의 것과 유사하여 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있었다.
[실시예 4]
자성 입자 제조예 4에서 제조한 피복된 자성 입자 및 감광 부재 제조예 2에서 제조한 감광 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 성능은 양호하였으나 2000시트 상의 연속적인 화상 형성 후의 충전 다중성 평가에서 베타 화상은 피복된 자성 입자 상의 표면층의 부분적 벗겨짐에 의해 야기되는 충전 불량 때문일 수 있는 약간의 포그를 수반하였지만, 이들 문제점들은 실제상 허용될 수 있는 수준의 것이었다.
[실시예 5]
자성 입자 제조예 5에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 성능은 양호하였으나, 2000시트 상의 연속적인 화상 형성 후에 베타 화상은 피복된 자성 입자 상의 표면층의 부분적 벗겨짐에 의해 야기되는 약간의 핀홀 누설에 기인한 충전 불량 때문일 수 있는 몇 개의 블랙 스팟을 수반하였지만, 이들 문제점들은 실제상 허용될 수 있는 수준의 것이었다.
[실시예 6]
자성 입자 제조예 6에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 충전 성능은 초기 단계의 것과 유사하여 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있었다.
[실시예 7]
자성 입자 제조예 7에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 충전 성능은 초기 단계의 것과 유사하여 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있었다.
[실시예 8]
자성 입자 제조예 8에서 제조한 피복된 자성 입자 및 감광 부재 제조예 2에서 제조한 감광 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 초기 단계부터 4000시트까지 동안에 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있었으나, 충전 다중성 평가에는 백색 베타 화상은 접촉 닙의 감소에 의해 야기되는 약간의 충전 불충분에 기인한 약간의 포그를 수반하였다.
[실시예 9]
자성 입자 제조예 9에서 제조한 피복된 자성 입자 및 감광 부재 제조예 2에서 제조한 감광 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 성능은 양호하였으나 1000시트 상의 연속적인 화상 형성 후의 충전 다중성 평가에서 베타 화상은 피복된 자성 입자 상의 표면층의 부분적 벗겨짐에 의해 야기되는 충전 불량 때문일 수 있는 약간의 포그를 수반하였지만, 이들 문제점들은 실제상 허용될 수 있는 수준의 것이었다.
[실시예 10]
자성 입자 제조예 10에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 성능은 양호하였으나 1000시트 상의 연속적인 화상 형성 후에 베타 화상은 피복된 자성 입자 상의 표면층의 부분적 벗겨짐에 의해 야기되는 약간의 핀홀 누설에 기인한 충전 불량 때문일 수 있는 몇 개의 블랙 스팟을 수반하였지만, 이들 문제점들 실제상 허용될 수 있는 수준의 것이었다.
[실시예 11]
자성 입자 제조예 11에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 충전 성능은 초기 단계의 것과 유사하여 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있었다.
[실시예 12]
프린터의 처리 속도를 94mm/초로 변화시키고, 자성 입자 제조예 12에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하고, 슬리브를 감광 부재의 주변 속도의 2배의 속도로 역방향으로 회전시키고 및 토너 제조예 2에서 제조한 토너를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 충전 성능은 초기 단계의 것과 유사하여 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있다.
[실시예 13]
자성 입자 제조예 13에서 제조한 피복된 자성 입자 및 감광 부재 제조예 2에서 제조한 감광 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 12에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 초기 단계로부터 4000시트까지 동안에 양호한 흑색 베타 화상 및 백색 베타 화상을 얻을 수 있었으나, 충전 다중성 평가에서는 백색 베타 화상은 접촉 닙의 감소에 의해 야기되는 약간의 충전 불충분에 기인한 약간의 포그를 수반하였다.
[실시예 14]
자성 입자 제조예 14에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 12에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 4000시트의 연속 화상 형성 결과, 1000시트부터 4000시트까지의 초기 성능은 양호하였으나, 충전 다중성 평가 결과 백색 베타 화상은 약간의 충전 불충분에 기인한 약간의 포그를 수반하였지만, 이들 문제점들은 실제상 허용될 수 있는 수준의 것이다.
[비교예 1]
자성 입자 제조예 15에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 1000시트의 연속 화상 형성 후에 자성 입자 상으로의 토너 융착이 발생하여 충전 불량에 기인한 불량한 화상(백색 베타 화상은 포그를 수반하였음)을 얻었다.
[비교예 2]
자성 입자 제조예 16에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 단계부터 전 영역 상에서 충전 불량(백색 베타 화상 중의 포그 발생)이 발생하였다. 또한, 감광 부재에 실시예 1과 동일한 -680볼트의 전위를 충전시키기 위해서는, -1000볼트의 전압을 인가해야 했다. 실질적으로 -300볼트의 인가로는 충전이 행해지지 않았다.
[비교예 3]
자성 입자 제조예 17에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 단계부터 백색 베타 화상은 핀홀 누설에 기인한 부분적 충전 불량에 의해 야기되는 블랙 스트레이크(streak)를 수반하였다.
[비교예 4]
감광 부재 제조예 3에서 제조한 감광 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 단계부터 잠상 전위의 흐름에 기인한 화상 흐름 결함이 발생하였다.
[비교예 5]
감광 부재 제조예 3에서 제조한 감광 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 7에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 단계부터 잠상 전위의 흐름에 기인한 화상 흐름 결함이 발생하였다.
[비교예 6]
자성 입자 제조예 18에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 13에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 단계부터 초기 불량에 기인한 불량한 화상(백색 베타 화상은 포그를 수반함)이 발생하였다.
[비교예 7]
자성 입자 제조예 19에서 제조한 피복된 자성 입자를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 13에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 결과, 초기 단계부터 백색 베타 화상은 핀홀 누설에 기인한 부분적 충전 불량에 의해 야기되는 블랙 스팟을 수반하였다.
[비교예 8]
감광 부재 제조예 4에서 제조한 감광 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 12에서와 동일한 방법으로 화상 형성 및 평가를 행하였다. 그 겨로가, 초기 단계부터 백색 베타 화상은 핀홀 누설에 기인한 부분적 충전 불량에 의해 야기되는 포그를 수반하였다. 또한, 초기 단계부터 잠상 전위 흐름에 기인한 화상 흐름이 발생하였다.

Claims (36)

  1. 전자사진 감광 부재 및, 이 감광 부재에 대향하여 충전 수단, 화상 노광 수단 및 현상 수단이 순서대로 배치되어 있는 전자사진 장치에 있어서, 상기 감광 부재가 전하-주입층을 포함하는 표면층을 갖고, 상기 충전 수단이 자성 입자를 포함하는 충전 부재를 포함하고, 그에 의해 수용된 전압에 기초하여 감광 부재를 충전시킬 수 있도록 감광 부재와 접촉 가능하게 배치되어 있고, 상기 자성 입자가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖고, 상기 자성 입자가 최대 1×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 표면층을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전하-주입층이 1×108내지 1×1015ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖는 장치.
  3. 제1 또는 제2항에 있어서, 상기 충전 부재가 1×104내지 1×109ohm범위의 저항을 갖는 장치.
  4. 제1 또는 제2항에 있어서, 상기 자성 입자가 코어 및 이 코어를 피복하는 표면층을 포함하는 것인 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 표면층이 전기전도성 입자 및 결합제 수지를 포함하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 표면층이 윤활성 입자를 함유하는 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 표면층이 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 저항을 갖는 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 표면층이 코어에 부착되어 있고 코어와는 상이한 무기물질을 포함하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 표면층이 최대 1×107ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 표면층이 코어보다 낮은 체적 저항률을 갖는 장치.
  11. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 전하-주입층이 전기전도성 입자 및 결합제 수지를 포함하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전하-주입층이 윤활성 입자를 함유하는 장치.
  13. 전자사진 감광 부재 및, 이 감광 부재에 대향하여 충전 수단 및 현상 수단이 순서대로 배치되어 있는 프로세스 카트리지에 있어서, 상기 감광 부재가 전하-주입층을 포함하는 표면층을 갖고, 상기 충전 수단이 자성 입자를 포함하는 충전 부재를 포함하고, 그에 의해 수용된 전압에 기초하여 감광 부재를 충전시킬 수 있도록 감광 부재와 접촉 가능하게 배치되어 있고, 상기 자성 입자가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖고, 상기 자성 입자가 최대 1×109ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 표면층을 갖고, 상기 전자사진 감광 부재, 충전 부재 및 현상 부재가 일체적으로 지지되어 전자사진 장치 본체에 분리 가능하게 장착 가능한 카트리지를 형성하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  14. 제13항에 있어서, 사익 전하-주입층이 1×108내지 1×1015ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖는 프로세스 카트리지.
  15. 제13 또는 14항에 있어서, 상기 충전 부재가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 저항을 갖는 프로세스 카트리지.
  16. 제13 또는 14항에 있어서, 상기 자성 입자가 코어 및 이 코어를 피복하는 표면층을 포함하는 것인 프로세스 카트리지.
  17. 제16항에 있어서, 상기 표면층이 전기전도성 입자 및 결합제 수지를 포함하는 프로세스 카트리지.
  18. 제17항에 있어서, 상기 표면층이 윤활성 입자를 함유하는 프로세스 카트리지.
  19. 제17항에 있어서, 상기 표면층이 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 저항을 갖는 프로세스 카트리지.
  20. 제16항에 있어서, 상기 표면층이 코어에 부착되어 있고 코어와는 상이한 무기 물질을 포함하는 프로세스 카트리지.
  21. 제21항에 있어서, 상기 표면층이 최대 1×107ohm·cm 이 체적 저항률을 갖는 프로세스 카트리지.
  22. 제20항에 있어서, 상기 표면층이 코어보다 낮은 체적 저항률을 갖는 프로세스 카트리지.
  23. 제13 또는 제14항에 있어서, 상기 전하-주입층이 전기 전도성 입자 및 결합제 수지를 포함하는 프로세스 카트리지.
  24. 제23항에 있어서, 상기 전하-주입층이 윤활성 입자를 함유하는 프로세스 카트리지.
  25. 자성 입자를 포함하고 감광 부재와 접촉하도록 배치된 충전수단에 전압을 인가하여 전자사진 감광 부재를 충전시키는 단계, 충전된 감광 부재를 화상 노광 시켜 감광 부재 상에 정전하 상을 형성시키는 단계, 정전하 상을 현상시키는 단계를 포함하고, 상기 감광 부재가 전하-주입층을 포함하는 표면층을 갖고, 상기 자성 입자가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖고, 상기 자성 입자가 최대 1×109ohm·cm 의 체적 저항률을 갖는 표면층을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 전하-주입층이 1×108내지 1×1015ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖는 방법.
  27. 제25 또는 26항에 있어서, 상기 충전 부재가 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 저항을 갖는 방법.
  28. 제25 또는 26항에 있어서, 상기 자성 입자가 코어 및 코어를 피복하는 표면층을 포함하는 것인 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 표면층이 전기전도성 입자 및 결합제 수지를 포함하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 표면층이 윤활성 입자를 함유하는 방법.
  31. 제29항에 있어서, 상기 표면층이 1×104내지 1×109ohm·cm 범위의 체적 저항률을 갖는 방법.
  32. 제28항에 있어서, 상기 표면층이 코어에 부착되어 있고 코어와는 상이한 무기 물질을 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 표면층이 최대 1×107ohm·cm의 체적 저항률을 갖는 방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 표면층이 코어보다 낮은 체적 저항률을 갖는 방법.
  35. 제25 또는 26항에 있어서, 상기 전하-주입층이 전기전도성 입자 및 결합제 수지를 포함하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 전하-주입층이 윤활성 입자를 함유하는 방법.
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