KR102702450B1

KR102702450B1 - 크리닝 장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치

Info

Publication number: KR102702450B1
Application number: KR1020190168609A
Authority: KR
Inventors: 슈헤이 토키와; 타카유키 카나자와
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2024-09-04
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: PH12019000494A1; US20200201243A1; KR20200078363A; BR102019027734A2; SG10201912622SA; US10871743B2

Abstract

크리닝 장치는, 크리닝 프레임; 일단과 타단을 갖는 크리닝 부재이며, 현상제로 형성된 현상제 상을 회전하고 담지 가능한 상 담지체로부터 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재; 및 일단과 타단을 갖고 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고; 상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 0≤W(D)-W(S)≤0.23을 충족시키고, 또, 상기 현상제가 무기입자를 갖고, 상기 무기입자 중 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상이다.

Description

크리닝 장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치{CLEANING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은, 전자 사진 감광체로부터 기록 매체에 현상제 상을 전사한 후에, 그 감광체에 잔류한 현상제를 제거하는 크리닝 장치에 관한 것이다.

종래, 복사기, 프린터등의 화상형성장치에 있어서는, 정전기록 방식, 전자 사진 기록 방식등이 많이 사용하고 있다. 이 화상형성장치들에서는, 감광체 위에 정전 잠상을 형성하고, 현상제 상을 기록재에 전사함에 의해, 화상형성을 행한다. 이러한 화상형성장치에 있어서는, 전사 후의 감광체 드럼에 전사되지 못한 현상제가 잔존하기 때문에, 통상, 탄성 블레이드등을 사용한 크리닝 장치에 의해 현상제를 제거한다. 최근, 고선명화 등의 화질향상을 위해 현상제(토너)에, 평균 입경이 작은 것을 사용하는 경향에 있다.

그렇지만, 소입경의 토너는 종래의 탄성 블레이드등을 사용한 크리닝 장치에서는 충분히 전부 제거되지 못하고, 일부의 경우에는 탄성 블레이드와 감광체와의 사이에서 토너의 빠져 나감이 증가되는 것으로 인해, 크리닝 불량이 발생할 수도 있다. 그 때문에, 일본 특허공개평 6-130870호 공보에 개시된 화상형성장치에서는, 현상제를 기록재에 전사하는 전사부와 크리닝 블레이드의 사이에, 전사되지 않은 잔류 토너의 전하를 제거하는 대전기를 배치하고 있다.

일본 특허공개평 6-130870호 공보에서는, 화상형성장치에 대전기를 사용하기 때문에, 가격이 높아짐과 아울러, 대전기나 고전압 출력장치등의 스페이스가 필요하게 되어, 화상형성장치의 사이즈가 대형이 된다. 더욱, 일본 특허공개평 6-130870호 공보에서는, 잔류 토너의 제전(charge elimination)공정에 있어서, 토너 표면에서 제전장치에 대향하는 면만 제전이 이루어지고 있고, 감광체에 접하고 있는 면에 대하여는 제전이 불충분하다. 그 때문에, 높은 대전량의 토너나 소입경의 토너등의 잔류 토너에서는, 드럼 표면에의 정전 부착력이 크고, 제전 장치에서는 감광체와 부착되어 있는 면의 제전이 이루어지 않는다. 결국, 크리닝 블레이드로 잔류 토너를 제거하는 것이 어려워, 화상 불량을 일으킬 수도 있다. 또한, 원형도가 높은 중합 토너를 사용했을 경우는, 크리닝 블레이드로 토너의 긁어내기가 어렵게 때문에, 토너가 크리닝 블레이드에 의해 빠져 나간다는 점에서 화상 불량이 일어나기 쉽다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 크리닝 부재로 상 담지체 위의 토너를 양호하게 제거하는 것을 목적으로 한다. 또한, 높은 대전량의 토너나 소입경의 토너등을 사용했을 경우도, 저가격, 소사이즈의 구성에 있어서 크리닝 블레이드로 잔류 토너를 양호하게 제거하고, 양호한 화상형성을 유지할 수 있는 크리닝 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 크리닝 장치는,

크리닝 프레임;

일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재; 및

일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트(sheet) 부재를 구비하고;

상기 현상제의 일(work) 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 하기의 식(A)를 충족시키고, 상기 현상제는 결착수지로서 사용되는 스틸렌계 수지 및 결정성 폴리에스테르가 내부에 미세하게 분산되어 있고 이형제로서 에스테르 화합물을 가지는 토너; 및 무기입자를 갖고, 상기 토너의 표면에 형성된 상기 무기입자 중 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상이다.

0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 프로세스 카트리지는,

현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체;

크리닝 프레임;

일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 상기 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재; 및

일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고;

상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 하기의 식(A)을 충족시키고, 상기 현상제는 결착수지로서 사용되는 스틸렌계 수지 및 결정성 폴리에스테르가 내부에 미세하게 분산되어 있고 이형제로서 에스테르 화합물을 가지는 토너; 및 무기입자를 갖고, 상기 토너의 표면에 형성된 상기 무기입자 중 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상이다.

0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 화상형성장치는,

상기 상 담지체에 담지된 상기 현상제 상을 전사재에 전사하는 전사부재;

크리닝 프레임;

0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)

크리닝 프레임;

일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재;

상기 크리닝 프레임에 부착되고, 상기 상 담지체를 대전시키는 대전부재; 및

상기 대전부재에는, AC 전압이 인가가능하고, 상기 AC 전압에 의해 발생한 AC 전계가 상기 대전부재와 상기 상 담지체 사이에 작용하여 상기 상 담지체를 진동시키고,

상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)이 하기의 식(A)을 충족시킨다.

0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 화상형성장치의 본체에 착탈가능한 카트리지는,

크리닝 프레임;

일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 상기 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 현상제를 제거하는 크리닝 부재;

상기 대전부재에는, AC 전압이 인가가능하고; 상기 AC 전압에 의해 발생한 AC 전계가 상기 대전부재와 상기 상 담지체 사이에 작용하여 상기 상 담지체를 진동시키고,

0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)

더욱, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 화상형성장치는,

크리닝 프레임;

0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)

본 발명에 의하면, 크리닝 부재로 상 담지체상의 토너를 양호하게 제거할 수 있다.

본 발명에서는, 높은 대전량의 토너나 소입경의 토너등을 사용했을 경우도, 저가격, 소사이즈의 구성에 있어서 크리닝 블레이드로 잔류 토너를 양호하게 제거하고, 양호한 화상형성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도1은, 화상형성장치의 개략 단면도이고;
도2a는, 프로세스 카트리지의 개략 단면도이고;
도2b는, 대전롤러의 사시도이고;
도3은, 회수 시트 부재의 침입량 및 설정각의 설명도이고;
도4는, 회수 시트 부재의 접촉압의 산출 방법의 설명도이고;
도5는, 회수 시트 부재 및 토너의 일 함수의 측정 결과를 나타내는 그래프이고;
도6은, 실시예 1 및 비교 예 4의 토너 대전량을 나타내는 그래프이고;
도7은, 실시예 1 및 실시예 4의 토너 대전량을 나타내는 그래프이고;
도8은, 감광 드럼 유닛의 개략 단면도이고;
도9는, 실시예 1 및 비교 예 9의 토너 대전량을 나타내는 그래프이고;
도10은, 실시예 1 및 실시예 8의 토너 대전량을 나타내는 그래프다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 상대 배치등은, 발명이 적용되는 장치의 구성과, 각종 조건에 따라 적절하게 변경되어야 할 것이다. 즉, 본 발명의 범위를 이하의 실시예에 한정하는 것이 아니다.

실시예들

화상형성장치의 개요

다음에, 도1을 참조하여, 실시예에 사용하는 화상형성장치에서의 화상형성 프로세스를, 화상형성장치가 갖는 부재와 함께 설명한다. 화상형성장치의 본체A의 시트 카세트 12로부터 반송롤러(도시되지 않음)에 의해 종이등의 기록재(시트)P를 반송하고, 기록재(전사재)P의 반송과 동기하여, 회전가능한 상 담지체인 감광 드럼 1을 회전가능한 대전수단인 대전롤러 2에 의해 대전한다. 그 후, 노광 장치 3에 의해 감광 드럼 1을 선택적으로 노광하여서, 감광 드럼 1에 정전 잠상을 형성한다. 감광 드럼 1 및 대전롤러 2는 회전체이며, 감광 드럼 1은 화살표R1의 방향으로 회전하고, 대전롤러 2는 화살표R2의 방향으로 회전한다. 노광 장치 3으로부터 출사된 레이저가 폴리곤 미러 17에 의해 반사 함에 의해, 감광 드럼 1의 표면이 주 주사 및 부주사 방향으로 노광되어진다.

현상제 수용실 4에 수용된 자성 단일 성분 현상제Ｔ(이하, 토너로서도 표기한다)는, 교반 부재 5에 의해 현상제 담지체(이하, 현상 슬리브라고 부른다) 6에 공급된다. 현상 슬리브 6은 중공의 회전체이며, 내부에 반송 부재인 마그넷 롤러(도시되지 않음)를 가진다. 이 마그넷 롤러의 자력에 의해 현상 슬리브 6의 표면에 토너가 담지되어 반송된다. 현상 블레이드 7에 의해, 현상 슬리브 6의 표면에 원하는 양의 자성 단일 성분 현상제T의 박층이 담지되게 된다.

다음에, 현상 슬리브 6에 현상 바이어스를 인가 함으로써, 감광 드럼 1에 토너가 공급되어, 감광 드럼 1 위의 잠상에 따른 토너 상(현상제 상)이 현상된다. 따라서, 감광 드럼 1은, 토너로 형성된 토너 상을 담지한다. 현상제 상은, 전사부재로서의 전사롤러 10에의 바이어스 인가에 의해, 상기 반송된 기록재P에 전사되어진다. 기록재P가 정착 장치 11에 반송되어서, 기록재P에 토너 상이 정착하고, 배지롤러(도시되지 않음)에 의해 화상형성장치 상부의 배지부 13에 기록재P가 배출된다.

여기서, 감광 드럼 1에는 전사종료후의 토너(전사 잔류 토너)가 잔류한다. 감광 드럼 1위의 토너는, 탄성을 갖는 크리닝 부재(크리닝 블레이드) 8에 의해 제거된다. 제거된 토너는, 수용부인 회수 용기(수용 용기) 9에 수용된다. 회수 용기 9에 수용된 토너가 외부에 누출하는 것을 밀봉 부재인 회수 시트 부재(시트 부재) 14에 의해 막는다.

프로세스 카트리지

다음에, 프로세스 카트리지B의 전체 구조에 대해서 도2a를 참조하여 설명한다. 프로세스 카트리지B는, 감광 드럼 1등을 갖는 감광체 유닛 21과, 현상 슬리브 6등을 갖는 현상 유닛(현상 장치) 20을 가진다. 프로세스 카트리지B는, 화상형성장치의 본체A에 착탈가능하다. 감광체 유닛 21은, 감광 드럼 1위의 잔류하는 잔류 토너를 제거하는 크리닝 장치 22와, 감광 드럼 1을 가진다. 크리닝 장치 22는, 대전롤러 2와, 크리닝 부재 8과, 회수 용기 9와, 회수 부재로서의 회수 시트 부재 14와, 회수 용기 9의 프레임(크리닝 프레임) 15를 가진다. 크리닝 부재 8이 감광 드럼 1에 접촉하는 것에 의해, 감광 드럼 1의 표면에 잔류 토너가 제거된다.

감광체 유닛 21에는, 도시되지 않은 축받이(bearing)를 통해 감광 드럼 1이 회전가능하게 부착된다. 감광 드럼 1은, 도시되지 않은 구동 모터의 구동력을 받는 것으로, 화상형성 동작에 따라서 도2a의 화살표R1의 방향으로 회전 구동된다. 감광체 유닛 21은, 대전롤러 2와, 크리닝 부재 8과, 회수 시트 부재 14와, 회수 용기 9를 가진다. 대전롤러 2, 크리닝 부재 8 및 회수 시트 부재 14는, 감광 드럼 1에 각각 접촉하도록 배치되어 있다.

감광 드럼 1은, 지름 24mm이며, 전하수송층, 전하발생층, 언더코트층 및 알루미늄 실린더로 이루어진다. 감광 드럼 1의 회전속도는 예를 들면 200mm/sec이다.

도2b에, 실시예에 따른 대전롤러 2의 사시도를 나타낸다. 이 대전롤러 2는, 중심에, 금속 코어로 제조된 축부(shaft) 2a, 그 축부 2a의 외측에 저항 조정층 2b1과 최외층에 표면층 2b2를 갖는 구조를 하고 있다. 축부 2a는, 예를 들면, 지름이 8∼20mm의 스텐레스 스틸이나 알루미늄 등의 높은 강성의 도전성 금속제이지만, 1×10³Ω·ｃｍ이하, 바람직하게는 1×10²Ω·ｃｍ이하로 높은 강성을 갖는 도전성의 수지등으로 형성되어도 좋다.

저항 조정층 2b1은, 1×10⁵Ω·ｃｍ∼1×10⁹Ω·ｃｍ의 체적 저항률로, 1∼2mm정도의 두께로 하는 것이 바람직하다.

표면층 2b2는, 1×10⁶Ω·ｃｍ∼1×10¹²Ω·ｃｍ의 체적 저항률로, 10μｍ정도의 두께가 바람직하다. 표면층의 체적 저항률은, 저항 조정층 2b1의 전기 저항률보다 높게 하는 것이 바람직하다. 대전롤러 2는, 저항 조정층 2b1과 표면층과의 2층 구조로 나타냈지만, 특별히 이러한 구조에 한정되는 것이 아니고, 단층 또는 3층이여도 좋다.

저항 조정층 2b1은, 수지조성물을 압출 성형 또는 사출 성형 등에 의해, 발포 우레탄 고무, 실리콘 고무, 히드린 고무등의 고무 재료를 코어 바(bar) 2a의 주위면에 설치함으로써 형성된다. 저항 조정층 2b1이 시간에 따라 변형하여, 감광체 1과 대전롤러 2와의 틈이 변화되는 것을 막기 위해서, 저항 조정층 2b1의 ＪＩＳ-D경도는 45도이상이다.

표면층 2b2에 사용된 열가소성수지는, 성형후의 ＪＩＳ-D경도를 유지 할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 그렇지만, 폴리에틸렌(ＰＥ), 폴리프로필렌(ＰＰ), 폴리메틸 메타크릴레이트(ＰＭＭＡ), 폴리스티렌(ＰＳ) 또는 그의 공중합체(ＡＳ, ＡＢＳ등)등의 범용수지를 사용하는 것이, 성형 가공이 보다 용이해서 바람직하다.

전기 저항을 조정하기 위해서, 고분자형 이온 도전제, 카본블랙, 또는 금속분 등의 도전재료를 사용할 수 있다.

대전롤러 2는, 전압인가수단으로서의 전원부 17에 접속되어 있고, 소정의 전압을 인가가능하도록 구성되어 있다. 본 발명에 있어서, 그 전원부 17의 전압으로서, AC 전압이 공급된다. ＤＣ전압에 AC전압을 중첩시킨 전압인 것이 바람직하다. 실시예에서는, AC전압은 정현파이지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 구형파등의 파형이어도 좋다. AC전압을 인가 함에 의해, 감광체 1의 표면을 균일하게 대전할 수 있다. 실시예에서는, ＤＣ전압에 AC전압을 중첩시키고 있다.

대전롤러 2는, 도전성의 스폰지형 고무 재료로 형성되고, 도시되지 않은 가압(urging) 용수철에 의해 가압되어서 감광 드럼 1의 표면상에서 회전한다. 대전롤러 2에 대하여, 대전수단에 포함되는 도시되지 않은 대전전원으로부터 AC 전압과 ＤＣ 전압을 중첩한 대전전압을 인가 함에 의해, 감광 드럼 1의 표면이 균일한 전위로 대전된다.

구체적으로는, -400V의 ＤＣ전압에 대하여 피크간 전압값Ｖｐｐ이 1500V의 AC전압을 중첩한 대전전압을 대전롤러 2에 인가 함에 의해, 감광 드럼 1의 표면을 -400V로 균일하게 대전할 수 있다. 실시예 1에 있어서, 대전롤러 2에 인가된 피크간 전압의 피크 값은, 정현파의 진폭(ＰｅａｋｔｏＰｅａｋ)이지만, 구형파를 채용했을 경우도 마찬가지로 진폭(ＰｅａｋｔｏＰｅａｋ)을 의미한다. 대전롤러 2는 도시되지 않은 가압 용수철에 가압되어서 감광 드럼 1의 표면상에서 회전하여, 감광 드럼 1을 대전시키는 것으로, 접촉식의 대전장치다. 이 접촉식의 대전장치는, 종래 사용하고 있는 코로나 대전방식에 비교하여, 방전 생성물의 발생량이 매우 적고, 인가 전압이 낮기 때문에 전원의 가격이 작아지고, 전기절연의 보다 쉬운 설계 등의 관점에서 이점이 있다. 물론, 상기한 오존, 질소산화물등의 문제도 저감한다.

크리닝 부재 8을 구성하는 금속 지지체의 두께는 예를 들면 1.2mm∼2.0mm이며, 폴리우레탄 고무의 경도는 예를 들면 60°∼80°(Wallace 경도)이다. 여기서, 폴리우레탄 고무로서, 폴리우레탄 고무에 있어서의 감광 드럼 1과 접촉하는 부분을 경화 처리한 선단 경화 처리 블레이드를 사용할 수 있다. 크리닝 부재 8은, 감광 드럼 1로부터 기록재P에 토너 상의 전사 후에 감광 드럼 1 위에 잔류하는 토너를 제거한다. 크리닝 부재 8에 의해 제거된 토너는 회수 용기 9안에 수용된다. 크리닝 부재 8의 일단이 프레임 15에 부착되는 고정단이며, 크리닝 부재 8의 타단이 감광 드럼 1에 접촉하는 자유단이다. 크리닝 부재 8의 타단(자유단)은, 감광 드럼 1의 회전 방향을 따라 하류측으로부터 상류측으로 연장되고, 감광 드럼 1에 접촉하고 있다. 크리닝 부재 8의 일단(고정단)으로부터 타단(자유단)을 향해서 연장되는 방향이, 크리닝 부재 8의 타단이 감광 드럼 1에 접촉하는 영역에 있어서의 감광 드럼 1의 회전 방향과는 역방향이다.

회수 시트 부재

다음에, 회수 시트 부재 14에 대해서 설명한다. 도2a에 도시한 바와 같이, 회수 시트 부재 14는, 감광 드럼 1과, 대전롤러 2와, 크리닝 부재 8과, 회수 용기 9를 갖는 감광체 유닛 21의 구성 요소다. 회수 시트 부재 14는, 가요성을 가진다. 회수 시트 부재 14는, 크리닝 부재 8에 대하여, 감광 드럼 1의 회전 방향의 상류측에 배치된다. 토너 상의 기록재P에 전사 후에, 감광 드럼 1 위에 잔류하는 토너가 크리닝 부재 8에 의해 제거됨에 따라, 회수 용기 9안에 수용되어진다. 회수 시트 부재 14는, 제거된 토너를 회수 용기 9에 수집함과 아울러, 회수 용기 9안에 수용된 토너가 회수 용기 9의 외부에 누출하는 것을 억제한다.

회수 시트 부재 14는, 회수 용기 9를 구성하는 프레임 15에 있어서의 접착면에, 양면 테이프나 레이저 용착등에 의해 접착되어 있다. 회수 시트 부재 14는, 감광 드럼 1의 회전 중심의 축선방향으로 연장되어 있고, 감광 드럼 1에 접촉하도록, 프레임 15에 접착되어 있다. 회수 시트 부재 14의 일단이 프레임 15에 부착된 고정단이며, 회수 시트 부재 14의 타단이 감광 드럼 1에 접촉하는 자유단이다. 회수 시트 부재 14가 프레임 15에 접착된 상태로, 회수 시트 부재 14의 타단(자유단)은, 감광 드럼 1의 회전 방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 따라 연장되고, 감광 드럼 1에 접촉하고 있다. 회수 시트 부재 14의 일단(고정단)으로부터 타단(자유단)을 향해서 연장되는 방향이, 회수 시트 부재 14의 타단이 감광 드럼 1에 접촉하는 영역에 있어서의 감광 드럼 1의 회전 방향과 대략 같은 방향이다. 회수 시트 부재 14는, 감광 드럼 1의 회전 방향에 있어서의 크리닝 부재 8과 감광 드럼 1간의 접촉 위치의 상류측에서, 감광 드럼 1의 외주면에 접촉한다. 회수 시트 부재 14는, 회수 용기 9안에 수용된 토너가 감광 드럼 1과 프레임 15과의 간극으로부터 누출하지 않도록, 감광 드럼 1과 프레임 15과의 간극을 막고 있다. 크리닝 부재 8은, 감광 드럼 1의 회전 방향(R1방향)의 카운터 방향(역방향)으로 감광 드럼 1에 접촉하고, 회수 시트 부재 14는, 감광 드럼 1의 회전 방향으로 접촉하고 있다. 크리닝 부재 8과 회수 시트 부재 14와의 사이의 대향공간이 회수 용기 9의 내부와 연통하고 있음에 따라, 감광 드럼 1로부터 제거된 토너는, 감광 드럼 1과 프레임 15과의 간극을 통해 회수 용기 9로부터 누출하지 않고 회수 용기 9에 수용되어진다.

실시예 1

다음에 실시예 1에 대해서 설명한다. 실시예 1의 회수 시트 부재 14로서 이하의 재료를 사용한다.

재질(기초재질):폴리페닐렌 설파이드(ＰＰＳ)시트

두께:38μm

일 함수:5.80ｅＶ

영률:3000N/m²

포아송(Poisson)비:0.38

감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건을 이하에 나타낸다. 회수 시트 부재 14는, 프레임 15에 레이저 용착에 의해 접착되어 있다

침입량:3.4(μm)

설정각:28.6(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:8.72×10^-4(N/ｍｍ)

다음에, 침입량 및 설정각에 대해서 도3을 참조하여 설명한다.

도3에 나타내는 참조부호α를 침입량(ｍｍ), β을 설정각(°)으로서 정의한다. 침입량α는, 감광 드럼 1이 없는 가상적 상태에서 감광 드럼 1의 외형에 회수 시트 부재 14가 침입하는 정도를 의미하고 있다. 다시 말해, 침입량α는, 감광 드럼 1이 가상적으로 없는 경우에 감광 드럼 1의 표면으로부터 회수 시트 부재 14의 자유단(선단)까지의 거리다. 감광 드럼 1이 가상적으로 없는 경우에 회수 시트 부재 14를 회수 시트 부재 14A라고 한다. 또한, 설정각β는, 감광 드럼 1이 가상적으로 없는 경우에 감광 드럼 1의 외형과 회수 시트 부재 14A간의 교점에 있어서의 감광 드럼 1 위의 접선S1과 회수 시트 부재 14A와의 사이에 형성된 각도다. 다음에, 회수 시트 부재 14A의 고정단으로부터 자유단을 향해서 회수 시트 부재 14A를 따라 연장되는 직선S2에 대하여 수직방향으로 연장되는, 점Q를 시점으로 한 직선S3과, 감광 드럼 1의 중심점(회전 중심위치)O과의 사이의 거리를 M이라고 한다. 점Q는, 회수 시트 부재 14A의 자유단(선단)의 에지부에 있어서의 임의의 점이며, 감광 드럼 1의 중심점Ｏ측에 배치되어 있다. 또한, 점Q를 시점으로 한 직선S2에 수직한 직선S3에 대하여 회수 용기 9측의 방향에 45°의 각도를 형성하는 점Q를 시점으로 한 직선S4와 점O와의 사이의 거리를 N이라고 한다. 이것들 거리M 및 N을 계측하고, 이하의 식 1 및 식 2에 얻어진 값들을 대입하여서 침입량α 및 설정각β를 산출하는 것이 가능하다. 여기에서, 참조부호r은 감광 드럼 1의 반경(ｍｍ)을 나타낸다.

...(식 1)

...(식 2)

또한, 접촉압의 계산 방법에 대해서 도4를 참조하여 설명한다.

도4에 있어서, 자리면(seat surface) 16에 접착 고정된 회수 시트 부재 14의 자유단(선단)이 감광 드럼 1에 접촉 함에 의해, 회수 시트 부재 14이 휘어 있다. 화상형성장치에 사용된 것 같은, 매우 얇은 회수 시트 부재 14의 감광 드럼 1에 대한 길이 방향의 단위길이(1mm)당의 접촉압P(N)는, 1.32×10^-5이상 1.74×10^-2이하인 것이 바람직하다. 이 접촉압P(N)의 계산 값은, 캔틸레버 용수철에 가해진 하중과 휘어짐의 일반식을 사용하여, 하기의 식(3)에 후술하는 검토 조건을 적용시켜서 계산 함으로써 산출된다.

여기에서, 회수 시트 부재 14의 휘어짐량을 δ(ｍｍ), 회수 시트 부재 14의 고정단으로부터 감광 드럼 1과 회수 시트 부재 14의 자유단과의 접촉 니프(nip)(접촉 위치)까지의 거리(자유길이)를 L(ｍｍ), 회수 시트 부재 14의 두께를 h(ｍｍ)이라고 한다. 또한, E는 회수 시트 부재 14의 영률(N/ｍｍ²), ν은 회수 시트 부재 14의 포아송 비다.

P=δＥｈ³/{4L³(L-ν²)} ...(식 3)

회수 시트 부재 14의 거의 선단이 감광 드럼 1과 접촉하고 있다. 이에 따라, 여기서는, 회수 시트 부재 14의 고정단으로부터 감광 드럼 1과 회수 시트 부재 14의 자유단과의 접촉 니프까지의 거리L을, 회수 시트 부재 14의 고정단으로부터 자유단까지의 거리로 근사하여 사용하고 있다. 마찬가지로, 회수 시트 부재 14의 휘어짐량δ을, 회수 시트 부재 14의 자유단에 있어서의 감광 드럼 1과의 접촉 부분과, 회수 시트 부재 14A의 자유단에 있어서의 감광 드럼 1의 중심점Ｏ측의 에지부와의 사이의 거리로 근사하여 사용하고 있다.

또한, 본 발명은 이하의 범위의 검토 조건으로 검토를 행했다.

감광 드럼 1의 반경=12(mm),

거리M=1.69∼3.06(mm)

거리N=5.31∼6.30(mm)

침입량δ=2.62∼4.13(mm)

회수 시트 부재 14의 두께h=10∼100(μm)

회수 시트 부재 14의 자유길이L=3.39∼4.79(mm)

토너

실시예 1에서 사용한 토너의 결합제는 스틸렌계 수지이고, 그 토너의 이형제는 에스테르 화합물이다. 에스테르 화합물은, 스틸렌계 수지에 적당하게 작용해서, 스틸렌계 수지를 연하게 한다. 에스테르 화합물의 샤프멜트성이 높음에 따라, 스틸렌계 수지와 상용하지 않고 존재하고 있는 에스테르 화합물은 정착 영역에서 신속하게 용융한다. 토너의 저온정착 성능을 향상하기 위해서, 결정성 폴리에스테르를 토너내에 미세하게 분산하고 있다. 결정성이 높은 폴리에스테르를 토너내에 균일하게 분산하는 것으로 토너 입자 전체를 신속하게 가소화하는 것이 가능하게 된다. 결정성 폴리에스테르를 미세하게 분산시키기 위해서는, 에스테르 화합물의 결정 핵을 다량으로 토너 입자 내부에 형성하는 것이 중요하다. 이에 따라, 에스테르 화합물의 결정화도는 어느 정도 억제되어야 한다. 에스테르 화합물의 조성이 분포를 갖는다는 사실에 의해, 단일조성의 에스테르 화합물의 경우와 비교하여, 에스테르 화합물의 결정화 속도가 저하하고, 결정 핵을 다량으로 생성할 수 있다. 그 때문에, 에스테르 화합물의 조성이 분포를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 토너의 표면을 개질하기 위해서, 토너 표면에 외첨제로서의 무기물을 첨가해도 좋다. 다시 말해, 토너는 외부 첨가제를 포함해도 좋다. 토너 표면에 형성한 무기물로서 사용될 수 있는 물질의 예들은, 실리카, 알루미나, 산화 티타늄, 산화 알루미늄, 티타늄산 바륨, 티타늄산 마그네슘, 티타늄산 칼슘, 티타늄산 스트론튬, 산화 아연, 산화 주석, 규사, 클레이, 운모, 규회석, 규조토, 산화크롬, 산화셀륨, 적산화철, 3산화 안티몬, 산화 마그네슘, 산화 지르코늄, 황산 바륨, 탄산 바륨, 탄산 칼슘, 탄화 규소, 및 질화 규소가 있다. 또한, 이것들의 무기물은 1종류를 단독으로, 또는 2종류이상을 조합해서 사용되어도 좋다. 토너 표면에 형성한 무기물은, 무기미립자(무기입자)의 형상으로, 토너 표면에 부착되는 것이 바람직하다.

실시예 1에서는, 현탁 중합법에 따라 제조한 부(negative)대전성을 갖는 자성 토너를 사용하고, 자성 토너의 개수 평균 입경이 8μｍ정도다. 실시예 1에서는 현탁 중합법으로 제조한 토너를 사용하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 분쇄법이나, 유화중합법등의 다른 중합법을 사용해서 제조된 토너를 사용해도 좋다. 여기에서, 토너의 개수평균 입경은, Beckman Coulter Inc제의 정밀 입도 분포 측정 장치Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ3로 측정한다.

실시예 1에서는, 토너의 표면에 형성된 무기물로서 산화 규소입자 및 산화 티타늄 입자를 사용하여, 산화 규소입자 및 산화 티타늄 입자를 토너의 표면에 균일하게 부착되게 한다. 실시예 1에서는, 개수평균 입경이 20ｎｍ정도이며, 토너 중량의 1.5%정도의 산화 규소입자와, 개수평균 입경이 50ｎｍ정도이며, 토너 중량의 0.8%정도의 산화 규소입자와, 토너 중량의 0.1%정도의 산화 티타늄 입자를 사용한다.

실시예 1에서 사용된 토너의 일 함수는 6.03ｅＶ다. 토너의 일 함수의 측정 방법의 상세한 것은 후술한다. 또한, 다른 실시예에 있어서의 토너 표면에 형성된 무기물의 종류, 양, 및 토너의 일 함수에 대해서는, 예마다 설명하겠다.

다음에, 실시예 1의 효과를 확인하기 위한 비교 예 1∼5와, 본 발명의 실시예 2∼4에 대해서 설명한다. 비교 예 1∼5 및 실시예 2∼4의 구성은 이하에 특히 설명하는 점을 제외하고 실시예 1의 구성으로 실질적으로 동일하다. 비교 예 1∼5 및 실시예 2∼4에 있어서, 실시예 1에 대응하는 기능 혹은 구성 요소에는 동일부호를 첨부한다.

비교 예 1

비교 예 1에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 토너 표면에 형성된 산화 규소입자의 개수평균 입경을 변경하고 있는 점이다. 비교 예 1에서는, 개수평균 입경이 20ｎｍ정도이며, 토너 중량의 1.5%정도의 산화 규소입자를 토너의 표면에 균일하게 부착되게 한다.

비교 예 2

비교 예 2에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 토너 표면에 형성된 산화 규소입자의 개수평균 입경을 변경하고 있는 점이다. 비교 예 2에서는, 개수평균 입경이 30ｎｍ정도이며, 토너 중량의 1.5%정도의 산화 규소입자를 토너의 표면에 균일하게 부착되게 한다.

비교 예 3

비교 예 3에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14의 재질, 토너 모체의 재질을 변경하고 있는 점이다. 비교 예 3에 있어서의 회수 시트 부재 14 및 토너의 재료를 이하에 나타낸다.

- 회수 시트 부재 14

재질(기초재질):ＰＥＴ시트(도레이 주식회사제:루미러(등록상표))

두께:38(μm)

일 함수:5.33(ｅＶ)

굽힘 탄성률:2000(N/m²)

포아송 비:0.21

또한, 감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건을 이하에 나타낸다. 회수 시트 부재 14는, 프레임 15에 레이저 용착에 의해 접착되어 있다.

침입량:3.4(μm)

설정각:28.6(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:5.20×10^-4(N/ｍｍ)

- 토너

비교 예 3의 자성 토너의 결착수지가 스틸렌계 수지이며, 이형제가 에스테르 화합물이다. 비교 예 3에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 결정성 폴리에스테르를 첨가하지 않고 있는 점이다. 실시예 1과 비교 예 3에서는, 각각의 토너 모체에 사용한 재료가 서로 다르므로 토너의 일 함수가 다르다. 비교 예 1의 토너의 일 함수는 5.65ｅＶ다.

비교 예 3에서는, 토너 표면에 형성된 무기미립자(외부 첨가제)로서 산화 규소입자를 사용하고, 개수평균 입경이 50ｎｍ정도이며, 토너 중량의 1.5%정도의 산화 규소입자를 토너의 표면에 균일하게 부착되게 한다.

비교 예 4

비교 예 4에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14의 재질을 변경하고 있는 점이다.

- 회수 시트 부재 14

재질(기초재질):ＰＥＴ시트(도레이 주식회사제: 루미러(등록상표))

두께:38(μm)

일 함수:5.33(ｅＶ)

굽힘 탄성률:2000(N/m²)

포아송 비:0.21

침입량:3.4(μm)

설정각:28.6(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:5.20×10^-4(N/ｍｍ)

비교 예 5

비교 예 5에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 토너 모체의 조건을 비교 예 3과 같은 조건으로 변경하고 있는 점이다.

실시예 2

실시예 2에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14의 재질을 변경하고 있는 점이다.

- 회수 시트 부재 14

재질(기초재질):폴리테트라플루오로에틸렌(ＰＴＦＥ)시트(테프론(등록상표))

두께:50(μm)

일 함수:6.0(ｅＶ)

굽힘 탄성률:560(N/m²)

포아송 비:0.46

침입량:3.4(μm)

설정각:28.6(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:4.02×10^-4(N/ｍｍ)

실시예 3

실시예 3에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14를 프레임 15에 접착하는 방법을 변경하고 있는 점이다.

실시예 3에서는 프레임 15에 양면 테이프를 붙이고, 그 위에 회수 시트 부재 14를 설치함으로써, 프레임 15에 회수 시트 부재 14를 고정하고 있다. 감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건을 이하에 나타낸다.

침입량:4.9(μm)

설정각:37.3(°)

휘어짐량δ:2.24(mm)

접촉압:1.57×10^-3(N/ｍｍ)

실시예 4

실시예 4에 있어서의 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14의 두께를 변경하고 있는 점이다. 실시예 4에서는, 두께 60μm의 ＰＰＳ시트를 프레임 15에 레이저 용착에 의해 접착한다. 감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건을 이하에 나타낸다.

침입량:3.4(μm)

설정각:28.7(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:1.99×10^-3(N/ｍｍ)

회수 시트 부재와 토너의 조합

다음에, 본 발명의 포인트인 회수 시트 부재 14와 토너와의 조합에 대해서 서술한다. 본 발명자들은, 회수 시트 부재 14와 토너와의 일 함수의 대소관계가 감광 드럼 1에 잔류하는 토너의 크리닝 성능에 크게 영향을 주는 것을 찾아냈다. 다음에, 평가 방법과 평가 결과를 상세히 설명한다.

각 실시예 및 각 비교 예의 평가 방법

- 일 함수 측정

본 발명에 있어서 회수 시트 부재 14와 토너의 대전 계열상의 위치 관계에 주목하고, 실험에 사용한 3종류의 회수 시트 부재 14와, 2종류의 토너(A, B)를, 이하의 측정 방법에 따라 측정된 각각의 일 함수에 근거하여 평가했다. 물질의 일 함수(Φ)는, 그 물질로부터 전자를 추출하기 위해서 필요한 에너지다. 2개의 부재의 사이에서 일 함수의 차이가 클 경우, 2개의 부재의 사이의 마찰 대전으로 생기는 전계는 크고, 2개의 부재의 사이에서 일 함수의 차이가 작을 경우는, 2개의 부재의 사이의 마찰 대전으로 생기는 전계는 작다.

- 일 함수의 측정 방법

일 함수는 하기의 측정 방법에 따라 측정될 수 있다. 일 함수는, 물질로부터 전자를 추출하기 위한 에너지(ｅＶ)로서 수량화되어, 회수 시트 부재 14 및 토너의 대전 극성을 평가할 수 있는 것이다.

여기서는, 일 함수(Φ)는, 표면분석 장치(리켄 계기사제AC-2)를 사용해서 측정된다. 표면분석 장치에 있어서, 중수소 램프를 사용하고, 조사 광량을 적절하게 설정하고, 분광기에 의해 단색광을 선택하여, 스폿 사이즈4(mm)×4(mm), 에너지 조작 범위 3.4∼6.2(ｅＶ), 측정 시간 10(ｓｅｃ/1포인트)으로 샘플에 투사한다. 샘플 표면으로부터 방출된 광전자를 검지하고, 표면분석 장치에 내장된 일 함수계 소프트웨어를 사용해서 연산 처리 함에 의해, 일 함수가 측정된다. 일 함수는, 반복 정밀도(표준편차) 0.02(ｅＶ)로 측정된다. 회수 시트 부재 14와 토너의 일 함수의 측정은, 화상형성을 행하기 전의 상태에서 행했다. 회수 시트 부재 14는 표면의 쓰레기를 에어 블로우에 의해 제거하고나서 측정했다. 데이터 재현성을 확보하기 위해서, 화상형성을 행한 후, 사용 온도 25℃, 습도 55% ＲＨ의 조건하에서, 24시간 방치한 것을 측정 샘플로 했다.

회수 시트 부재 14와 같은 시트 형상의 샘플을 측정하기 위해서, 측정광이 4(mm)×4(mm)의 스폿으로 투사되므로, 샘플로서의 시료편을 적어도 1(cm)×1(cm)의 크기로 절취되고, 시험편을 샘플대에 끼워서 측정을 행한다. 또한, 토너와 같은 분체의 샘플을 측정할 경우, 적어도 1(cm)×1(cm)이상의 크기를 갖는 얕은 접시형의 용기에 토너를 평활하게 간극 없이 설치하고, 용기를 샘플대에 고정해서 측정을 행한다.

표면분석 장치에 있어서, 단색광의 여기 에너지를 낮은쪽으로부터 높은쪽으로 스캔하면, 소정의 에너지 값(ｅＶ)에서 광양자 방출이 시작된다. 이 소정의 에너지 값을 일 함수(ｅＶ)라고 한다. 도5에, 표면분석 장치를 사용해서 얻어진, 회수 시트 부재 14의 일 함수의 그래프의 일례 나타낸다. 도5에서의 원형 마크는, 측정 결과를 나타내고, 근사선(파선)으로 잇고 있다. 도5의 횡축은 광양자 에너지(ｅＶ)이며, 도5의 종축은 방출 수율(ＥｍｉｓｓｉｏｎＹｉｅｌｄ)(ｃｐｓ0.5)(단위 광양자당의 광전자 수율의 0.5승)이다. 도5에 근거하여 방출 수율/광양자 에너지의 특정한 기울기가 얻어진다. 도5의 경우, 일 함수는, 파선의 굴곡점(B)에 있어서의 여기 에너지 (ｅＶ)로 표현된다. 도5에 있어서 일 함수는 5.33(ｅＶ)이다.

- 크리닝 평가

기록재Ｐ상의, 크리닝 부재 8에 의해 빠져 나가는 토너에 기인하는 줄무늬형(streak-like)의 화상불량을 검출 함에 의해, 크리닝 평가를 행했다.

본 평가에서는, 우선 프로세스 카트리지B의 현상 유닛 20에 토너를 충전한다. 프로세스 카트리지B을 23℃, 50%ＲＨ환경에서 24시간 방치한 후, 복수의 횡선(감광 드럼 1의 축선방향을 따라서의 선)을 가진, 화상비율 4%의 화상을, A4사이즈의 기록재P에 연속적으로 200매 인자한다. 인자된 200매의 기록재P의 모두에 대해서 줄무늬형의 화상불량의 유무를 확인했다. 표1에 본 평가의 결과를 나타낸다. 또한, 크리닝 평가의 평가 기준을, 이하에 나타낸다.

1: 200매의 기록재P의 임의의 것에 줄무늬형의 화상불량이 발생하지 않고 있다.

2: 1매이상 10매미만의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있다.

3: 10매이상 50매미만의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있다.

4: 50매이상의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있다.

표1에, 실시예 1∼4 및 비교 예 1∼5에 있어서의, 회수 시트 부재 14 및 토너의 일 함수의 측정 결과와, 회수 시트 부재 14의 접촉압과, 크리닝 평가의 결과를 나타낸다.

[표 1]

실시예와 비교 예와의 비교

각 예와 각 비교 예간의 비교에 의거하여 본 발명의 우위성에 대해서 서술한다. 우선, 비교 예 1에 대한 본 발명의 우위성을 설명한다. 본 발명자들은 예의 검토의 결과, 50ｎｍ이상의 개수평균 입경을 갖는 산화 규소입자를 토너에 첨가함으로써, 회수 시트 부재 14에 의한 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 효율적으로 억제할 수 있는 것을 찾아냈다. 여기서, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이란, 잔류 토너가 과도하게 대전하는 것을 의미한다.

상기한 메커니즘을 실시예 1과 비교 예 1 및 2간의 비교에 의거하여 설명한다. 실시예 1에서는 토너A에 개수평균 입경이 50ｎｍ의 산화 규소입자를 외부적으로 첨가하고 있다. 실시예 1과 비교하여, 비교 예 1은 토너A에 개수평균 입경이 20ｎｍ의 산화 규소입자를 외부적으로 첨가하고 있는 점이 다르다. 실시예 1과 비교하여, 비교 예 2는 토너A에 개수평균 입경이 30ｎｍ의 산화 규소입자를 외부적으로 첨가하고 있는 점이 다르다. 실시예 1, 비교 예 1 및 2에서는 같은 토너A를 사용하고, 회수 시트 부재 14의 재료로서 같은 ＰＰＳ를 사용하고 있다. 토너A의 일 함수는 6.03ｅｖ이며, 회수 시트 부재 14의 일 함수는 5.80ｅｖ이고; 이에 따라, 실시예 1, 비교 예 1 및 2에 있어서의 토너A와 회수 시트 부재 14간의 일 함수 차이의 값은 같은 0.23ｅＶ다. 실시예 1의 크리닝 평가에서는, 1매이상 10매미만의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있는 것에 대해서, 비교 예 1 및 2의 크리닝 평가에서는, 50매이상의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있다. 이것은, 외부 첨가제인 산화 규소입자의 개수평균 입경의 크기가 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과에 영향을 주고 있는 것이 요인이다. 비교 예 1에서는 산화 규소입자의 개수평균 입경이 20ｎｍ이다. 비교 예 1에 있어서의 산화 규소입자의 개수평균 입경이 실시예 1에 있어서의 산화 규소입자의 개수평균 입경보다도 작기 때문에, 비교 예 1에서는, 토너 입자가 서로 쉽게 응집한다. 이 때문에, 비교 예 1에서는, 토너 표면의 일부분에만 회수 시트 부재 14와 문지를 기회가 생겨서, 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 불충분하다. 비교 예 2에서는 산화 규소입자의 개수평균 입경이 30ｎｍ이며, 비교 예 1과 같이 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 불충분하다. 그에 반해서, 실시예 1에서는, 산화 규소입자의 개수평균 입경이 50ｎｍ인 사실에 의해, 토너 입자끼리의 응집이 억제되어, 토너 입자간에 간극이 생기기 쉽다. 이에 따라, 토너가 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 사이의 접촉부에서 쉽게 회전하고, 토너 표면과 회수 시트 부재 14의 문지를 기회가 증가한다. 따라서, 실시예 1에서는 산화 규소입자의 개수평균 입경이 50ｎｍ인 사실에 의해, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 효율적으로 발휘되기 때문에, 줄무늬형의 화상불량의 발생이 억제된다.

비교 예 3에서는, 회수 시트 부재 14의 재료로서 ＰＥＴ를 사용하고, 개수평균 입경이 50ｎｍ인 산화 규소입자를 외부적으로 첨가한 토너B를, 사용한다. 비교 예 3의 크리닝 평가에서는, 10매이상 50매미만의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있다, 즉 크리닝 불량에 의한 줄무늬형의 화상불량이 많이 발생하고 있다. 이것은, 감광 드럼 1 위의 잔류 토너가 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 사이의 접촉영역을 통과할 때에 토너가 회수 시트 부재 14를 문지르는 것에 의해 생기는 강한 네가티브 대전에 기인한다. 강한 네가티브 잔류 토너와 감광 드럼 1과의 사이에서 강한 정전 부착력이 작용하기 때문에, 크리닝 부재 8이 잔류 토너를 감광 드럼 1로부터 긁어내서 제거하는 것이 어렵다. 그 때문에, 원형도가 높은 중합 토너를 사용할 경우, 토너는 크리닝 부재 8에 의해 쉽게 빠져 나간 후, 감광 드럼 1 위에 남고, 그 후의 화상형성시에 있어서 기록재P에 전사되는 화상 위에 세로 줄무늬가 형성하기 쉽다.

비교 예 4에서는, 비교 예 3에 있어서의 토너B를 토너A로 변경하고 있다. 비교 예 4에 있어서의 외부 첨가제는 비교 예 1과 같은 조건에 따라 작성하고 있다. 비교 예 4의 크리닝 평가에서는, 50매이상의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있다, 즉 비교 예 3의 경우와 비교해서 더욱 줄무늬형의 화상불량이 기록재P에 많이 발생하고 있다.

이와 대조하여, 실시예 1에서는, 회수 시트 부재 14의 재료로서 ＰＰＳ를 사용하고, 토너A에 개수평균 입경이 50ｎｍ의 산화 규소입자를 외부적으로 첨가하고 있다. 크리닝 평가에 있어서, 실시예 1은, 비교 예 1∼4보다도 줄무늬형의 화상불량의 수가 적다. 이것은, 실시예 1에서, 감광 드럼 1 위의 잔류 토너가 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 사이의 접촉영역에서 문질러지는 것에 의한 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이 억제되고, 잔류 토너가 적절한 대전량으로 유지될 수 있기 때문이다. 실시예 1에서는, 감광 드럼 1과 잔류 토너와의 사이의 정전 부착력이 낮아져, 크리닝 부재 8에 의한 잔류 토너의 제거가 용이해질 수 있다. 도6에 회수 시트 부재 14의 통과전후의 토너 대전량을 비교 예 4와 실시예 1와의 비교를 나타낸다. 도6의 횡축은 1개의 토너의 대전량(Q/M)을 나타내고, 도6의 종축은 측정한 토너 개수에 대한 비율(빈도)을 나타내고 있다. 도6의 점선A는, 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과하기 전에 있어서의 토너 대전량을 나타내고 있다. 도6의 실선B는, 실시예 1의 조건하에서, 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후의 토너 대전량을 나타내고 있다. 도6의 점선C는, 비교 예 4의 조건하에서, 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후의 토너 대전량을 나타내고 있다. 도6에 도시한 바와 같이, 비교 예 4에서는, 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후에 토너 대전량이 크게 증가하는 반면에, 실시예 1에서는, 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후의 토너 대전량의 증가가 경미하다.

실시예 1과, 비교 예 3 및 4간에 잔류 토너의 대전량의 증가의 차이의 근간이 되는 추측된 메커니즘에 대해서 이하에 설명한다.

본 발명자들은 예의 검토의 결과, 토너의 일 함수와 회수 시트 부재 14의 일 함수간의 차이(일 함수 차이)가, 잔류 토너의 대전량 증가분에 대하여 영향을 미치는 것을 찾아냈다. 일 함수가 다른 수지재료를 문질렀을 경우, 일 함수가 보다 작은 재료로부터 일 함수가 보다 큰 재료쪽으로 네가티브 챠지(charge)가 이동한다. 이에 따라, 일 함수가 보다 작은 재료는 포지티브로 대전되어지고, 일 함수가 보다 큰 재료는 네가티브로 대전되어진다.

상기한 표1에 나타낸 바와 같이, 비교 예 3의 일 함수 차이((토너의 일 함수)-(회수 시트 부재 14의 일 함수))는 0.32ｅＶ다. 비교 예 4의 일 함수 차이는 0.7ｅＶ다. 비교 예 3 및 비교 예 4에서는, 일 함수 차이가 큰 것을 나타내는, 회수 시트 부재 14와 토너의 조합이기 때문에 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이 발생하고 있다. 비교 예 4에 있어서의 회수 시트 부재 14와 토너와의 일 함수 차이가, 비교 예 3에 있어서의 회수 시트 부재 14와 토너와의 일 함수 차이보다도 큼에 따라서, 비교 예 4는, 비교 예 3보다도 줄무늬형의 화상불량이 많이 발생하고 있다. 이와 대조하여, 실시예 1에서는, 회수 시트 부재 14와 토너의 조합이 ＰＰＳ와 토너A이며, 일 함수 차이가 0.23ｅＶ로 작은 값이기 때문에, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이 억제된다. 따라서, 실시예 1의 크리닝 평가에 의해 밝혀진 것은, 줄무늬형의 화상불량이 억제된다는 것이다.

다음에, 실시예 2에 대해서 설명한다. 실시예 2에서는, 회수 시트 부재 14의 재료로서 ＰＴＦＥ를 사용하고, 개수평균 입경이 20ｎｍ의 산화 규소입자를 토너A에 외부적으로 첨가하고 있다. 실시예 2의 일 함수 차이는 0.03ｅＶ와 대단히 작은 값이며, 크리닝 평가에 있어서 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하지 않고 있다.

다음에, 비교 예 5에 대해서 설명한다. 비교 예 5에서는, 회수 시트 부재 14의 재료로서 ＰＰＳ를 사용하고, 개수평균 입경이 50ｎｍ의 산화 규소입자를 토너B에 외부적으로 첨가하고 있다. 비교 예 5의 크리닝 평가에서는, 10매이상 50매미만의 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하고 있다, 즉 줄무늬형의 화상불량이 많이 발생하고 있다. 이것은, 비교 예 5의 일 함수 차이가 네가티브 값으로 되어 있기 때문이다. 비교 예 5는, 실시예 1 및 2, 비교 예 1∼4와는 달리, 회수 시트 부재 14의 일 함수의 값이 토너의 일 함수의 값보다도 큼에 따라, 회수 시트 부재 14가 네가티브로 대전하고, 토너가 포지티브로 대전하는 경향에 있다. 회수 시트 부재 14에 대해 문지르는 잔류 토너는, 문지르기전보다 대전량이 작고, 감광 드럼 1과 잔류 토너간의 정전 부착력이 지나치게 작기 때문에, 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과하지 않고 감광 드럼 1로부터 벗어나서 회수 시트 부재 14에 쉽게 부착한다. 이에 따라, 토너는, 회수 시트 부재 14에 부착되고, 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 사이의 접촉영역에서 정체하고, 이에 따라 감광 드럼 1 위의 잔류 토너와 회수 시트 부재 14간의 문지르는 기회가 보다 적고, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전의 억제 효과가 악화된다. 이상의 것으로부터, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하고, 또한, 잔류 토너를 약한 대전량으로 대전시키는 것이 바람직하다. 단, 잔류 토너의 대전량을 0에 가까운 값까지 내리는 것은 바람직하지 못하다. 이것을 실현하는 조건으로서, 토너와 회수 시트 부재 14간의 일 함수 차이가 0ｅＶ이상이고 0.23ｅＶ이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 토너와 회수 시트 부재 14간의 일 함수 차이(토너의 일 함수-회수 시트 부재 14의 일 함수)의 값이 0ｅＶ이상이고 0.23ｅＶ이하인 조합에 의존하여서, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제할 수 있다. 더욱, 개수평균 입경이 50ｎｍ이상의 산화 규소입자에 외부적으로 첨가한 토너를 사용하는 것으로, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다. 이에 따라, 크리닝 부재 8에 의해 잔류 토너의 제거를 쉽게 하고, 기록재P에 있어서의 줄무늬형의 화상불량의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 실시예 1보다도 더욱 효과를 갖는 실시예 3 및 실시예 4에 대해서 설명한다.

실시예 3에서는, 실시예 1과 비교해서 더욱 크리닝 평가의 결과가 양호해서, 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하지 않고 있다. 이것은, 회수 시트 부재 14를 양면 테이프로 프레임 15에 접착함에 따라, 양면 테이프의 두께 1mm만큼 회수 시트 부재 14의 감광 드럼 1에의 접촉압이 비례적으로 증가하기 때문이다. 회수 시트 부재 14의 감광 드럼 1에 대한 접촉압이 증가 함으로써, 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 사이의 접촉 니프에 있어서의 잔류 토너의 층이 균일화되고, 잔류 토너와 회수 시트 부재 14의 문지르는 기회가 증가한다. 이에 따라, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 한층 더 촉진된다.

또한, 실시예 4도, 실시예 1과 비교해서 더욱 크리닝 평가의 결과가 양호해서, 기록재P에 줄무늬형의 화상불량이 발생하지 않고 있다. 이것은, 여기서 회수 시트 부재 14의 두께가 50μm이면, 감광 드럼 1에의 접촉압이 증가되기 때문이다. 회수 시트 부재 14의 두께를 50μm로 설정함으로써, 회수 시트 부재 14를 프레임 15의 자리면에 붙였을 때의 회수 시트 부재 14의 표면파형(기복)이 경감되고, 감광 드럼 1에 대하여 상당한 접촉압을 감광 드럼 1의 길이에 대해서 균일하게 발생하는 것이 가능해진다. 회수 시트 부재 14의 두께는, 50μｍ이상 100μｍ이하로 설정되어도 좋다. 이것은, 지나치게 두꺼운 회수 시트 부재 14를 사용하면, 감광 드럼 1에 손상 등의 역효과가 발생하게 될 수도 있기 때문이다. 도7에 실시예 1 및 4에 있어서의 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후의 토너 대전량 분포를 나타낸다. 도7에 도시한 바와 같이, 실시예 4에서는, 실시예 3과 마찬가지로, 회수 시트 부재 14의 감광 드럼 1에 대한 접촉압이 증가한 것에 의해 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 촉진되어 있다.

이상의 것으로부터, 토너(현상제)의 일 함수W(D) 및 회수 시트 부재 14의 일 함수W(S)가 이하의 관계식(A)을 만족시키고, 또한, 토너가 무기미립자를 갖고, 무기미립자 중에서 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하고, 지나치게 대전된 잔류 토너가 크리닝 부재 8에 도달하는 것을 막는 것이 가능해진다. 그 결과, 크리닝 불량에 의한 기록재P의 화상불량의 발생을 억제 할 수 있다.

0≤W(D)-W(S)≤0.23 ...(A)

평균 일차입경은, 일차입자의 개수평균 입경을 나타낸다. 무기미립자 중에서 적어도 1종의 평균 일차입경이, 50ｎｍ이상이다. "잔류 토너의 강한 네가티브 대전 억제"의 관점에서 이 평균 일차입경의 상한은 특별히 미리 규정될 필요가 없지만, 200ｎｍ이하로 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 지나치게 큰 입자는 토너에 대한 부착성이 보다 낮아질 가능성이 있기때문이다.

본 발명은 상기 예들에서의 특징에 한정되는 것이 아니다. 상기 예들에서는, 회수 시트 부재 14로서 1종의 재료를 사용했지만, ＰＰＳ 대신에, 기본재료가 ＰＥＴ시트로 형성되어, 그 위에 ＰＰＳ시트가 적층된 2층 재료등을 사용해도 좋다. 회수 시트 부재 14에 있어서의 감광 드럼 1과 접촉하는 면의 재료에 관해서, 토너와 회수 시트 부재 14간의 일 함수 차이(W(D)-W(S))가 관계식(A)를 만족시킨다는 사실에 의해, 본 발명의 효과가 발휘된다.

상기 예들에서는, 스틸렌계 수지를 갖는 토너A는 결착수지로서 사용되고, 이형제로서 에스테르 화합물이며, 이때 토너내에 결정성 폴리에스테르가 미세하게 분산되어 있다. 그렇지만, 본 발명은 이 토너A에 한정되는 것이 아니다. 그 밖의 재료를 사용한 토너의 경우에서도, 토너와 회수 시트 부재 14간의 일 함수 차이가 관계식(Ａ)를 충족시킨다는 사실에 의해, 본 발명의 효과가 발휘된다.

본 발명은, 복사기, 프린터등의 화상형성장치를 비롯하여, 이 화상형성장치에 사용되는 프로세스 카트리지에도 사용될 수 있다.

다음에, 실시예 1의 효과를 확인하기 위한 비교 예 6∼9와, 본 발명의 실시예 5보다 본 발명의 더 두러진 효과를 나타내는 실시예 6∼8에 대해서 설명한다. 비교 예 6∼9 및 실시예 5∼8의 특징은, 이하에 특별히 설명된 점을 제외하고 실시예 1의 특징과 실질적으로 동일하다. 비교 예 6∼9 및 실시예 5∼8에 있어서, 실시예 1에 대응하는 기능과 구성 요소는 동일 참조부호로 나타낸다.

비교 예 6

비교 예 6이 실시예 1과 다른 점은, 대전롤러에 인가된 바이어스 전원(고전압 전원)을 DC 전압으로 변경하고 있는 점이다. 비교 예 6에서는 대전롤러에 DC 전압의 -900V를 인가 함으로써, 실시예 1과 마찬가지로 감광 드럼 표면을 -400V로 대전시키고 있다.

비교 예 7

비교 예 7이 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14의 재질, 토너 모체의 재질을 변경하고 있는 점이다. 비교 예 7에서는 회수 시트 부재 및 토너의 재료로서 사용된 재료는 다음과 같다.

- 회수 시트 부재

두께:38(μm)

일 함수:5.33(ｅＶ)

굽힘 탄성률:2000(N/m²)

포아송 비:0.21

감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건을 이하에 나타낸다. 회수 시트 부재 14는, 크리닝 프레임 15에 레이저 용착으로 접착되어 있다.

침입량:3.4(μm)

설정각:28.6(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:5.20×10^-4(N/ｍｍ)

- 토너

비교 예 7의 자성 토너의 결착수지가 스틸렌계 수지이며, 이형제가 에스테르 화합물이다. 비교 예 7이 실시예 1과 다른 점은, 결정성 폴리에스테르를 첨가하지 않고 있는 점이다. 각각의 토너 모체에 사용된 재료가 서로 다르므로 비교 예 7과 실시예 1간의 일 함수가 다르다. 비교 예 7의 토너의 일 함수는 5.65ｅＶ다.

비교 예 8

비교 예 8이 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14의 재질을 변경하고 있는 점이다.

- 회수 시트 부재

두께:38(μm)

일 함수:5.33(ｅＶ)

굽힘 탄성률:2000(N/m²)

포아송 비:0.21

감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건을 이하에 나타낸다. 회수 시트 부재 14는, 크리닝 프레임에 레이저 용착으로 접착되어 있다.

침입량:3.4(μm)

설정각:28.6(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:5.20×10^-4(N/ｍｍ)

비교 예 9

비교 예 9가 실시예 1과 다른 점은, 토너 모체의 조건을 비교 예 7과 같은 조건으로 변경하고 있는 점이다.

실시예 5

실시예 5가 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14의 재질을 변경하고 있는 점이다.

- 회수 시트 부재

재질(기초재질):ＰＴＦＥ(폴리테트라플루오로에틸렌)시트(테프론(등록상표))

두께:50(μm)

일 함수:6.0(ｅＶ)

굽힘 탄성률:560(N/m²)

포아송 비:0.46

침입량:3.4(μm)

설정각:28.6(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:4.02×10^-4(N/ｍｍ)

실시예 6

실시예 6이 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재 14를 회수 용기 9에 붙이는 방법이다. 실시예 6에서는, 크리닝 프레임에 양면 테이프를 붙이고, 그 양면 테이프 위에 회수 시트 부재를 놓음으로써, 크리닝 프레임에 회수 시트를 고정하고 있다. 감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건을 이하에 나타낸다.

침입량:4.9(μm)

설정각:37.3(°)

휘어짐량δ:2.24(mm)

접촉압:1.57×10^-3(N/ｍｍ)

실시예 7

실시예 7이 실시예 1과 다른 점은, 회수 시트 부재의 두께를 변경하고 있는 점이다. 실시예 7에서는, 두께 60μm의 ＰＰＳ시트를, 감광 드럼 1에 대한 회수 시트 부재 14의 접촉 조건이 이하의 조건으로 되도록 크리닝 프레임에 레이저 용착으로 접착하고 있다.

침입량:3.4(μm)

설정각:28.7(°)

휘어짐량δ:1.24(mm)

접촉압:1.99×10^-3(N/ｍｍ)

실시예 8

실시예 8이 실시예 1과 다른 점은, 비화상형성시의 피크간 전압값Ｖｐｐ를 화상형성시보다도 큰, 1700V로 설정하고 있는 점이다.

회수 시트 부재와 토너의 조합

다음에, 본 발명의 포인트인 AC 대전방식, 회수 시트 부재 및 토너의 조합에 대해서 서술한다. 본 발명자들은, 회수 시트 부재 14와 토너와의 일 함수(측정 방법의 상세한 것은 후술한다)의 대소관계가 감광 드럼에 잔류하는 토너의 크리닝 성능에 크게 영향을 주는 것을 찾아냈다. 또한, 본 발명자들은, AC 대전방식을 사용하는 것으로 크리닝 성능을 장기에 걸쳐 양호하게 유지할 수 있는 것을 찾아냈다. 다음에 평가 방법과 평가 결과를 상세히 설명한다.

각 실시예 및 각 비교 예의 평가 방법

- 일 함수 측정

본 발명에 있어서 회수 시트 부재 14와 토너의 대전 계열상의 위치 관계에 주목하여, 실험에 사용한 3종류의 회수 시트 부재 14와, 2종류의 토너(A, B)를 하기의 측정 방법에 따라 측정된 각각의 일 함수에 의거해 평가했다.

물질의 일 함수(Φ)는, 그 물질로부터 전자를 추출하기 위해서 필요한 에너지다. 2개의 부재의 일 함수의 차이가 클 경우, 2개의 부재의 사이의 마찰 대전으로 생긴 전계는 크고, 마찬가지로 2개의 부재의 일 함수의 차이가 작을 경우는, 2개의 부재의 사이의 마찰 대전으로 생긴 전계는 작다.

- 일 함수의 측정 방법

일 함수는 하기의 측정 방법에 따라 측정될 수 있다. 일 함수는, 그 물질로부터 전자를 추출하기 위한 에너지(ｅＶ)로서 수치화되어, 회수 시트 부재 14 및 토너의 대전극성을 평가할 수 있는 것이다.

일 함수(Φ)는, 표면분석 장치(리켄 계기사제AC-2)를 사용해서 측정된다. 표면분석 장치에 있어서, 중수소 램프를 사용하고, 조사 광량을 적절히 설정하고, 분광기에 의해 단색광을 선택하고, 스폿 사이즈 4(mm)×4(mm), 에너지 조작 범위 3.4∼6.2(ｅＶ), 측정 시간 10(ｓｅｃ/1포인트)에서 샘플에 투사한다. 샘플 표면으로부터 방출된 광전자를 검지하고, 표면분석 장치에 내장된 일 함수계 소프트웨어를 사용해서 연산처리 함으로써, 일 함수를 측정한다. 일 함수는, 반복 정밀도(표준편차) 0.02(ｅＶ)로 측정된다. 회수 시트 부재 14와 토너의 일 함수의 측정은, 화상형성을 행하기 전의 상태에서 행했다. 또한, 회수 시트 부재 14는 표면의 쓰레기를 에어 블로우에 의해 제거하고나서 측정했다. 데이터 재현성을 확보하기 위해서, 화상형성을 행한 후, 회수 시트 부재 14에 대해, 사용 온도 25℃, 습도 55%ＲＨ의 조건하에서, 24시간 방치시켜, 측정 샘플을 산출한다. 회수 시트 부재 14와 같은 시트 형상의 샘플을 측정하기 위해서, 측정 광이 4(mm)×4(mm)의 스폿에 투사되므로, 샘플로서의 시료편을 적어도 1(cm)×1(cm)의 크기로 잘라내고, 그 결과로 얻어진 시험편을 샘플대에 끼워서 측정을 실시한다.

토너와 같은 분체의 샘플을 측정할 경우, 적어도 1(cm)×1(cm)이상의 크기의 얕은 접시형의 용기에 토너를 매끄럽게 간극 없이 놓고, 그 용기를 샘플대에 고정하여 측정을 행한다.

표면분석 장치에 있어서, 단색광의 여기 에너지를 낮은쪽으로부터 높은쪽으로 스캔하면, 소정의 에너지 값(ｅＶ)에서 광양자 방출이 시작된다. 이 소정의 에너지 값을 일 함수(ｅＶ)로서 취한다. 도5에, 표면분석 장치를 사용해서 얻어지는 회수 시트 부재 14의 일 함수의 그래프의 일례를 나타낸다. 도5의 원형의 마크는 측정 결과를 나타내고, 원형의 마크를 근사선(파선)으로 잇고 있다. 도5의 횡축은 광양자 에너지(ｅＶ)이며, 종축은 방출 수율(ｃｐｓ 0.5)(단위 광양자당의 광전자 수율의 0.5승)이다. 도5에 근거하여, 특정한 기울기의 방출 수율/광양자 에너지가 얻어진다. 도5의 경우의 일 함수는, 파선의 굴곡점(B)에 있어서의 여기 에너지(ｅＶ)로 표시된다. 도5에서의 일 함수는 5.33(ｅＶ)이다.

- 크리닝 평가

기록재Ｐ상의, 크리닝 부재 8에 의해 빠져 나가는 토너에 기인하는 줄무늬형의 화상불량을 검출 함에 의해, 크리닝 평가를 행했다.

- 크리닝 평가(초기)

본 평가에서는, 우선 프로세스 카트리지B의 현상 유닛 20에 토너를 충전한다. 프로세스 카트리지B를 7.5℃, 30%ＲＨ환경에서 24시간 방치한 후, 복수의 횡선(감광체 드럼의 축선방향을 따라서의 선)을 가진, 화상비율 4%의 화상을, A4사이즈의 기록재P에 연속적으로 200매 인자한다. 인자된 200매의 기록재P의 모두에 대해서 줄무늬형의 화상불량의 유무를 확인했다.

- 크리닝 평가(내구성 시험후)

본 평가는, 상기한 크리닝 평가(초기)의 뒤에 행해졌다. 복수의 횡선(감광체 드럼의 축선방향을 따라서의 선)을 가진, 화상비율 4%의 화상을, A4사이즈의 기록재P에 간헐적으로 10000매 인자한다. 여기서, 간헐적이란, 기록재P를 소정매수 인쇄한 후에 인쇄 동작을 일시적으로 정지하고, 그 후에 다시 인쇄 동작을 행하는 인쇄 방법을 의미한다. 10000매 인자후에, 복수의 횡선을 가진, 화상비율 4%의 화상을 A4사이즈의 기록재P에 연속적으로 200매 인자하고, 인자된 200매의 기록재P의 모두에 대해서 줄무늬형의 화상불량의 유무를 확인했다. 표2에 본 평가의 결과를 나타낸다.

크리닝 평가의 평가 기준은 다음과 같다.

1: 200매의 기록재P의 모두에 줄무늬형의 화상불량이 발생하지 않고 있다.

표2에 실시예 1, 5∼8과 비교 예 6∼9에 있어서의, 회수 시트 부재 14 및 토너의 일 함수의 측정 결과와, 회수 시트 부재 14의 접촉압을 비롯하여, 크리닝 평가의 결과도 나타낸다.

[표 2]

비교 예에 대한 본 발명의 우위성

각 실시예와 각 비교 예의 비교에 근거하여 본 발명의 우위성에 대해서 서술한다.

우선, 비교 예 6에 대한 본 발명의 우위성에 대해서 설명한다. 본 발명자들은 예의 검토의 결과, 대전롤러 2에 AC 전압을 인가하는 AC대전방식에 의존하는 것으로, 회수 시트 부재 14에 의한 잔류 토너의 강한 네가티브 대전의 억제를, 장기간의 사용에 걸쳐 유지할 수 있는 것을 찾아냈다. 여기서, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이란, 잔류 토너의 지나친 대전을 의미한다.

상기한 메커니즘을, 실시예 1과 비교 예 6의 비교에 근거하여 설명한다. 실시예 1에서는 대전롤러 2에, AC 전압과 DC 전압을 중첩해서 인가하고 있다(AC대전방식). 비교 예 6은 대전롤러 2에 DC 전압만을 인가하고 있다는 점이 실시예 1과 다르다. 실시예 1과 비교 예 6은 같은 토너A를 사용하고, 회수 시트 부재 14의 재료로서 같은 ＰＰＳ를 사용한다. 실시예 1과 비교 예 6에서, 일 함수 차이의 값은 같은 0.23ｅＶ다. 크리닝 평가의 결과에 의해 밝혀진 것은, 실시예 1에서 초기에는 종 줄무늬 화상의 발생이 경미해서, 내구성 시험후까지 이 경미한 수준을 유지하고 있다. 이에 반해서, 비교 예 6에서는, 세로 줄무늬 화상이 초기에는 경미한 수준으로 발생하지만, 내구성 시험후에는 나쁜 수준의 세로 줄무늬 화상이 발생하고 있다. 이것은, 대전방식이 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과에 영향을 주고 있는 것이 요인이라고 생각된다. 장기의 인자 동작의 결과, 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 사이의 접촉영역에 토너나 외부 첨가제가 정체하는 것이 생각된다. 실제로 비교 예 6의 평가후의 프로세스 카트리지B를 관찰하면, 회수 시트 부재 14의 표면에 토너와 외부 첨가제가 부착되고 있는 것을 알았다. 이것으로부터 비교 예 6에서는 장기의 인자 동작의 결과, 회수 시트 부재 14의 표면에 토너와 외부 첨가제가 부착되는 결과로, 내구성 시험 후는 회수 시트 부재 14에 의한 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 약하고, 크리닝 평가에서 나쁜 평가 수준의 세로 줄무늬 화상이 발생했다고 생각된다.

실시예 1에서는, 내구성 시험후에 있어서도 세로 줄무늬 화상이 경미한 수준으로 유지되어 있다는 사실에 대한 요인을, 다음에 설명한다.

도8에, 실시예 1의 화상형성장치에 있어서의 대전롤러 2와 감광 드럼 1의 개략도를 나타낸다. 실시예 1은 AC대전방식이다. 이에 따라, 화상형성장치내에 있어서, 전압인가수단으로서의 전원부 17에 포함된 AC 전압전원 17a에 접속된 대전롤러 2의 코어 2a와, 접지에 접속된 감광 드럼 1의 금속소관(metal base pipe) 100의 사이에서, AC 전압에 의한 AC 전계가 발생한다. AC 전계 때문에, 대전롤러 2와 감광 드럼 1의 사이에 정전인력이 작용하고, 그 힘이 AC 전계의 주기로 변화된다. 이 변화되는 정전인력 때문에 탄성체로 형성된 대전롤러 2가 미소하게 진동한다. 대전롤러 2는 용수철 가압(도시되지 않음)으로 감광 드럼 1과 접촉하고 있음에 따라, 대전롤러 2의 진동이 감광 드럼 1에 전해져, 감광 드럼 1도 미소하게 진동한다. 즉, AC대전 방식인 실시예 1에서는 감광 드럼 1이 미소하게 진동한다. 그 결과, 감광 드럼 1과 회수 시트 부재 14와의 접촉영역에 있어서 토너가 회전하기 쉬워져, 체류가 억제된다고 생각된다.

실제로, 실시예 1과 비교 예 6의 평가후의 회수 시트 부재의 표면을 관찰하면, 비교 예 6에서는 실시예 1보다도 회수 시트 부재 14의 표면에 토너와 외부 첨가제가 많이 부착된 것을 알았다. 이것으로 밝혀진 것은, 실시예 1에서는 회수 시트 부재 14의 표면에 토너와 외부 첨가제가 계속해서 부착되는 것을 억제하고, 회수 시트 부재 14에 의한 잔류 토너의 강한 네가티브 대전 억제 효과가 약해지는 것을 막을 수 있다는 것이다. 이에 따라, 내구성 시험후에도, 초기와 같은 화상 수준을 유지하는 것이 가능해진다. 여기에서 감광 드럼 1의 진동은 미소하고, 또한, 크리닝 부재 8이 충분히 높은 접촉압에서 감광 드럼 1에 접촉되어 있기 때문에, 크리닝 부재 8과 감광 드럼의 접촉영역에서 감광 드럼 1의 진동 때문에 공극은 생기지 않는다. 이 때문에, AC대전방식에 의한 감광 드럼 1의 진동에 의해, 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 사이의 접촉영역에 있어서의 토너의 회전을 촉진시킬 수 있어, 크리닝 부재 8과 감광 드럼 1과의 접촉영역에 있어서는 토너의 빠져 나감이 생기지 않는다.

다음에, 본 발명의 포인트인 회수 시트 부재 14와 토너와의 조합에 대해서 서술한다. 본 발명자들은, 회수 시트 부재와 토너의 일 함수(측정 방법의 상세한 것은 후술한다)간의 대소관계가, 감광 드럼에 잔류하는 토너의 크리닝 성능에 크게 영향을 주는 것을 찾아냈다. 상기한 메커니즘을, 실시예 1 및 2와 비교 예 7 및 8과의 비교에 근거하여 설명한다.

비교 예 7은, 회수 시트 부재 14의 재료로서 ＰＥＴ, 토너는 토너B를 사용한 예다. 비교 예 7은, 크리닝 평가에 있어서 크리닝 불량에 의한 세로 줄무늬 화상이 많이 발생하고 있다. 이것은, 감광 드럼상의 잔류 토너가 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 접촉영역을 통과할 때에 토너가 회수 시트 부재 14에 대해 문지르는 것으로 일어나는 강한 네가티브 대전에 의해 생긴다. 강한 네가티브 잔류 토너는 감광 드럼 1과의 사이에서 강한 정전 부착력이 작용하기 때문에, 크리닝 부재 8이 잔류 토너를 감광 드럼 1로부터 긁어내서 제거하는 것이 어렵다. 그 때문에, 특히, 원형도가 높은 중합 토너를 사용하는 본 예에서는, 토너가 크리닝 부재 8에 의해 쉽게 빠져 나가고 나서, 감광 드럼 1 위에 잔류하여, 그 후에 화상형성시에 있어서 기록 용지에 전사되는 화상 위에 세로 줄무늬가 발생한다.

비교 예 8에서는, 비교 예 7의 토너가 토너A로 변경되어 있다. 크리닝 평가의 결과는 비교 예 7과 비교하여 더욱 세로 줄무늬 화상의 발생이 많은 결과로 되어 있다.

실시예 1에서는, 회수 시트 부재 14의 재료를 ＰＰＳ로 하고, 토너A를 사용한다. 실시예 1에서는 크리닝 평가의 결과, 세로 줄무늬 화상이 발생하지 않고 있다. 이것은, 감광 드럼 1상의 잔류 토너가 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1의 접촉영역에서 문질러지는 것에 의한 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이 억제되어, 잔류 토너가 적절한 대전량으로 유지되어 있기 때문이다. 이것에 대한 기본적인 요인은, 감광 드럼 1과 잔류 토너와의 사이의 정전 부착력이 낮고, 크리닝 부재 8에 의한 잔류 토너가 쉽게 제거될 수 있는 것이기 때문이라고 생각된다. 도9에, 회수 시트 통과전후의 토너 대전량을, 비교 예 8과 실시예 1간에 비교한 것을 나타낸다. 도9에 의해 밝혀진 것은, 비교 예 8에서는, 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후에 토너 대전량이 크게 증가하있는 반면에, 실시예 1에서는 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후의 토너 대전량의 증가가 경미하다는 것이다.

실시예 1과 비교 예 7 및 8에 대하여, 회수 시트 부재에 의한 잔류 토너의 대전량의 증가의 차이의 근간이 되는 추측된 메커니즘에 대해서 이하에 설명한다.

본 발명자들은 예의 검토의 결과, 토너의 일 함수와 회수 시트 부재 14의 일 함수와의 차이(일 함수 차이)가, 회수 시트 부재 14를 통과 함에 의한 잔류 토너의 대전량 증가분에 영향을 주고 있는 것을 찾아냈다. 일 함수가 다른 수지재료를 문질렀을 경우, 일 함수가 보다 작은 재료로부터 일 함수가 보다 큰 재료쪽으로 네가티브 챠지가 이동한다. 그 결과, 일 함수가 보다 작은 재료는 포지티브로 대전되어지고, 일 함수가 보다 큰 재료는 네가티브로 대전되어진다.

비교 예 7은, 표2에 나타낸 바와 같이 일 함수 차이((토너의 일 함수)-(회수 시트 부재의 일 함수))가 0.32ｅＶ다. 비교 예 8의 일 함수 차이는 0.7ｅＶ다. 비교 예 7 및 비교 예 8은, 일 함수 차이가 큰 회수 시트 부재와 토너의 조합이기 때문에 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이 일어난다고 생각된다. 비교 예 8이 비교 예 7보다도 세로 줄무늬 화상의 발생이 많았던 근본적인 요인은, 일 함수 차이가 비교 예 7보다 큰 회수 시트 부재와 토너의 조합이기 때문이라고 생각된다. 이와 대조하여, 실시예 1에서는, 회수 시트 부재 14와 토너의 조합이 ＰＰＳ와 토너A이며, 일 함수 차이가 0.23ｅＶ로 작은 값이다. 이 때문에, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전이 억제되어, 크리닝 평가에서 세로 줄무늬 화상의 발생이 발생하지 않는다고 생각된다.

실시예 5는, 회수 시트 부재 14의 재료로서 ＰＴＦＥ, 토너로서 토너A를 사용한 예다. 일 함수 차이는 0.03ｅＶ로 대단히 작은 값이며, 크리닝 평가에서 세로 줄무늬 화상의 발생은 없다.

다음에, 비교 예 9에 대해서 설명한다.

비교 예 9는, 회수 시트 부재 14의 재료로서 ＰＰＳ, 토너로서 토너B를 사용한 예다. 크리닝 평가에서는 세로 줄무늬 화상이 많이 발생하고 있다. 이것은, 일 함수 차이가 마이너스의 값으로 되어 있다는 사실로부터 생긴다고 생각된다. 실시예 1 및 5와, 비교 예 6∼8과는 달리, 회수 시트 부재 14의 일 함수의 값이 토너의 일 함수의 값보다도 크므로, 회수 시트가 네가티브로 대전하고, 토너가 포지티브로 대전하는 경향에 있다고 생각된다. 회수 시트 부재 14에 대해 문지르는 잔류 토너는, 문지르기 전보다 대전량이 작고, 감광 드럼 1과 잔류 토너와의 정전 부착력이 지나치게 작기 때문에, 회수 시트 부재 14를 통과하지 않고 감광 드럼으로부터 벗어나서 회수 시트 부재 14에 쉽게 부착한다고 생각된다. 그 결과, 토너는, 회수 시트 부재 14에 부착되고 회수 시트 부재 14와 감광 드럼 1과의 접촉영역에서 정체함에 따라, 감광 드럼 1 위의 잔류 토너와 회수 시트 부재 14와의 문지르는 기회가 보다 적고, 강한 네가티브 대전의 억제 효과가 손상된다. 이상의 것으로부터 당연히, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전의 억제가 바람직하고, 이상적으로는 약한 대전량으로 잔류 토너를 대전시키는 것이 바람직하다. 단, 대전량이 0에 가까운 값까지 대전량을 내리는 것은 바람직하지 못하다. 이것을 실현하는 조건으로서, 토너와 회수 시트 부재 14간의 일 함수 차이는, 0ｅＶ이상이고 0.23ｅＶ이하로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 토너와 회수 시트 부재 14간의 일 함수 차이, 즉 (토너의 일 함수)-(회수 시트 부재의 일 함수)의 값이 0ｅＶ이상이고 0.23ｅＶ이하인 조합에 의존함으로써, 잔류 토너의 강한 네가티브 대전을 억제할 수 있다. 더욱, AC대전방식을 사용하는 것으로 강한 네가티브 대전 억제의 효과를 장기에 걸쳐 유지할 수 있다. 그에 따라, 크리닝 부재 8에 의한 잔류 토너를 쉽게 제거하고, 세로 줄무늬 화상의 발생을 억제하는 가능해진다.

다음에, 보다 현저한 효과를 갖는 실시예에 대해서 설명한다.

다음에 실시예 1보다도 더욱 현저한 효과를 발휘하는 실시예 6 및 실시예 7에 대해서 설명한다.

실시예 6에서는, 실시예 1과 비교해서 더욱 크리닝 평가의 결과가 양호해서, 세로 줄무늬 화상은 발생하지 않고 있다. 이것은, 회수 시트 부재 14를 양면 테이프로 크리닝 프레임에 접착함에 따라, 양면 테이프의 두께 1mm분만큼 회수 시트 부재 14의 감광 드럼 1에의 접촉압이 비례적으로 증가하기 때문이다. 회수 시트 부재 14의 감광 드럼 1에 대한 접촉압이 증가함으로써, 회수 시트 부재와 감광 드럼 사이의 접촉 니프에 있어서 잔류 토너의 층이 균일화되어, 토너와 회수 시트 부재 14의 문지르는 기회가 증가한다고 생각된다. 이에 따라, 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 촉진된다는 것을 알았다.

실시예 7에서도, 실시예 1과 비교해서 더욱 크리닝 평가의 결과가 양호해서, 세로 줄무늬 화상은 발생하지 않고 있다. 이것은, 아마도, 감광 드럼에의 접촉압이 증가한 것으로 해석되는, 사용된 회수 시트 부재의 두께가 50μm이기 때문이다. 회수 시트 부재 14의 두께를 50μm로 설정함으로써, 회수 시트 부재 14의 표면파형은 크리닝 프레임 15의 자리면에 붙였을 때에 경감되어, 감광 드럼 1에 대하여 상당한 접촉압을 그 길이에 대해 균일하게 발생하는 것이 가능해진다. 회수 시트 부재 14의 두께는, 50μｍ이상 100μｍ이하로서 설정되어도 좋다. 이것은, 지나치게 두꺼운 회수 시트 부재 14를 사용하면 감광 드럼 1에 손상등의 역효과가 발생할 수도 있기 때문이다. 도10에, 실시예 1 및 실시예 7에 있어서의 잔류 토너가 회수 시트 부재 14를 통과한 후의 토너 대전량 분포를 나타낸다. 도10에 도시한 바와 같이, 실시예 7에서는, 실시예 6과 마찬가지로, 회수 시트 부재 14의 감광 드럼 1에 대한 접촉압이 증가한 것에 의해 토너의 강한 네가티브 대전을 억제하는 효과가 촉진되는 것을 안다.

다음에, 실시예 8에 대해서 설명한다.

실시예 8이 실시예 1과 다른 점은, 비화상형성시에 화상형성시보다도 큰 AC 피크간 전압값Ｖｐｐ가 1700V로 설정되어 있다는 점이다. 크리닝 평가의 결과는 실시예 1의 경우보다도 내구성 시험후의 화상 수준이 양호했다. 이것은, 피크간 전압Ｖｐｐ을 크게 설정하는 것으로, 회수 시트 부재의 표면에 토너와 외부 첨가제가 계속해서 부착되는 것을 억제하기 때문이다. 실시예 8에서는, 화상형성시에 감광 드럼을 균일하게 대전하기 위해서 최적의 Ｖｐｐ 값을 사용한다. 비화상형성시의 토너가 감광 드럼 위에 없는 상태에서는, 회수 시트 부재 14의 크리닝에 효과가 있도록, 큰 Ｖｐｐ의 값을 사용하고 있다. 피크 전압Ｖｐｐ가 큰쪽이 감광 드럼 1의 진동은 커지고, 회수 시트 부재와 감광 드럼과의 접촉영역에 있어서의 토너의 회전을 크게 할 수 있다. 이에 따라, 회수 시트 부재 14의 표면에의 토너 부착이 억제되어, 강한 네가티브 대전 억제 효과를 유지할 수 있다.

이상의 것으로부터, 당연히, 화상형성장치의 본체에 설치된 전압인가수단에 의해 대전부재에 AC 전압을 인가하고, 현상제의 일 함수W(D)와 시트 부재 14의 일 함수W(S)가 이하의 관계식(A)를 만족시키는 것이 바람직하다. 이에 따라, 잔류 토너가 강한 네가티브 대전인채로 크리닝 부재 8에 도달하는 것을 막는 것이 가능해진다. 결국, 이에 따라, 크리닝 불량에 의한 화상 손상을 막을 수 있다.

0≤W(D)-W(S)≤0.23 ...(A)

본 발명은 상기 예들의 특징에 한정되는 것이 아니다. 상기 예들에서는, 회수 시트 부재 14로서 1종의 재료를 사용했지만, ＰＰＳ 대신에, 기본재료가 ＰＥＴ시트로 형성되고, 그 ＰＥＴ시트 위에 ＰＰＳ시트가 놓인 2층 재료 등을 사용해도 좋다. 감광 드럼과 접촉하는 면의 재료에 관해서, 토너에 대한 일 함수 차이가 (Ａ)식을 충족시키는 것이면, 본 발명의 효과는 발휘된다.

상기 예들에서는 토너A에서 결착수지가 스틸렌계 수지이며, 이형제가 에스테르 화합물이며, 이때 토너내에 결정성 폴리에스테르가 미세하게 분산되어 있다. 그렇지만, 본 발명은 이 토너A에 한정되는 것이 아니다. 그 밖의 재료를 사용하는 토너의 경우에도, 토너와 회수 시트 부재와의 일 함수 차이가 (Ａ)식을 충족시키는 것이면 본 발명의 효과는 발휘된다.

실시예 8에서는 비화상형성시의 Ｖｐｐ를 화상형성시보다도 큰 값으로 변경하게 하고 있다. 본 발명은 이러한 특징에 한정되는 것은 아니고, 원하는 타이밍에서 비화상형성 동작으로서 Ｖｐｐ를 크게 해 원하는 시간의 경과동안, 감광 드럼을 회전시킴으로써, 회수 시트 부재의 표면에 부착된 토너의 청소를 가능하게 한다.

본 발명은, 복사기, 프린터등의 화상형성장치를 비롯하여, 이 화상형성장치에 사용되는 프로세스 카트리지에서도 이용될 수 있다.

본 발명을 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 수정 및, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.

Claims

크리닝 프레임;
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재; 및
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고;
상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 하기의 식(A)를 충족시키고, 상기 현상제는 결착수지로서 사용되는 스틸렌계 수지 및 결정성 폴리에스테르가 내부에 미세하게 분산되어 있고 이형제로서 에스테르 화합물을 가지는 토너; 및 무기입자를 갖고, 상기 토너의 표면에 형성된 상기 무기입자 중 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상이고,
0≤W(D)-W(S)≤0.23 ...(A)
인, 크리닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 시트 부재의 타단이 자유단이며;
상기 시트 부재의 휘어짐량을 δ, 상기 시트 부재의 영률을 E, 상기 시트 부재의 두께를 h, 상기 시트 부재의 일단으로부터 상기 시트 부재와 상기 상 담지체와의 접촉 니프까지의 거리를 L, 상기 시트 부재의 포아송 비를 v라고 했을 때, 하기의 식(B)에 따라 산출된 상기 시트 부재의 접촉압P가 1.32×10^-5이상 1.74×10^-2이하이고,
P=δＥｈ³/{4L³(1-ν²)} ...(B)
인, 크리닝 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 시트 부재의 타단이 자유단이며;
상기 시트 부재의 일단으로부터 상기 시트 부재의 타단으로 연장되는 방향이, 상기 시트 부재의 타단이 상기 상 담지체에 접촉하는 영역에 있어서의 상기 상 담지체의 상기 회전 방향과 같은 방향인, 크리닝 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 크리닝 부재의 일단으로부터 상기 크리닝 부재의 타단으로 연장되는 방향이, 상기 크리닝 부재의 타단이 상기 상 담지체에 접촉하는 영역에 있어서의 상기 상 담지체의 상기 회전 방향과는 역방향인, 크리닝 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 시트 부재의 기본재료가 폴리페닐렌 설파이드(ＰＰＳ)인, 크리닝 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 시트 부재의 기본재료가 폴리테트라플루오로에틸렌(ＰＴＦＥ)인, 크리닝 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 시트 부재의 두께가 50μｍ이상 100μｍ이하인, 크리닝 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 무기입자가 산화 규소입자 및 산화 티타늄 입자를 포함하는, 크리닝 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 무기입자 중 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상 200ｎｍ이하인, 크리닝 장치.
현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체;
크리닝 프레임;
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 상기 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재; 및
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고;
상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 하기의 식(A)을 충족시키고, 상기 현상제는 결착수지로서 사용되는 스틸렌계 수지 및 결정성 폴리에스테르가 내부에 미세하게 분산되어 있고 이형제로서 에스테르 화합물을 가지는 토너; 및 무기입자를 갖고, 상기 토너의 표면에 형성된 상기 무기입자 중 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상이고,
0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)
인, 프로세스 카트리지.
현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체;
상기 상 담지체에 담지된 상기 현상제 상을 전사재에 전사하는 전사부재;
크리닝 프레임;
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 상기 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재; 및
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고;
상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 하기의 식(A)을 충족시키고, 상기 현상제는 결착수지로서 사용되는 스틸렌계 수지 및 결정성 폴리에스테르가 내부에 미세하게 분산되어 있고 이형제로서 에스테르 화합물을 가지는 토너; 및 무기입자를 갖고, 상기 토너의 표면에 형성된 상기 무기입자 중 적어도 1종의 평균 일차입경이 50ｎｍ이상이고,
0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)
인, 화상형성장치.
크리닝 프레임;
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 상기 현상제를 제거하는 크리닝 부재;
상기 크리닝 프레임에 부착되고, 상기 상 담지체를 대전시키는 대전부재; 및
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고;
상기 대전부재에는, AC 전압이 인가가능하고,
상기 AC 전압에 의해 발생한 AC 전계가 상기 대전부재와 상기 상 담지체 사이에 작용하여 상기 상 담지체를 진동시키고,
상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 하기의 식(A)을 충족시키고,
0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)
인, 크리닝 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 시트 부재의 타단이 자유단이며;
상기 시트 부재의 휘어짐량을 δ, 영률을 E, 두께를 h, 상기 시트 부재의 일단으로부터 상기 시트 부재와 상기 상 담지체와의 접촉 니프까지의 거리를 L, 상기 시트 부재의 포아송 비를 ν라고 했을 때, 하기의 식(B)에 따라 산출된 상기 시트 부재의 접촉압P가 1.32×10^-5이상 1.74×10^-2이하이고,
P=δＥｈ³/{4L³(1-ν²)} ...(B)
인, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 시트 부재의 타단이 자유단이며;
상기 시트 부재의 일단으로부터 상기 시트 부재의 타단으로 연장되는 방향이, 상기 시트 부재의 타단이 상기 상 담지체에 접촉하는 영역에 있어서의 상기 상 담지체의 상기 회전 방향과 같은 방향인, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 크리닝 부재의 일단으로부터 상기 크리닝 부재의 타단으로 연장되는 방향이, 상기 크리닝 부재의 타단이 상기 상 담지체에 접촉하는 영역에 있어서의 상기 상 담지체의 상기 회전 방향과는 역방향인, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 시트 부재의 기본재료가 폴리페닐렌 설파이드(ＰＰＳ)인, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 시트 부재의 기본재료가 폴리테트라플루오로에틸렌(ＰＴＦＥ)인, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 시트 부재의 두께가 50μｍ이상 100μｍ이하인, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 시트 부재는, 상기 크리닝 부재에 의해 제거된 현상제를 수용하는 수용부를 구성하는 상기 크리닝 프레임에 접착되고, 또한 상기 크리닝 부재에 의해 제거된 현상제가 상기 수용부로부터 누출되는 것을 막는 밀봉 부재로서도 기능하는, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 대전부재에는 비화상형성 상태시에 AC전압이 인가되고, 상기 비화상형성 상태시에 인가된 AC전압의 피크간 전압값은 화상형성 상태시보다도 큰, 크리닝 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 현상제에는 외부 첨가제가 포함되는, 크리닝 장치.
화상형성장치의 본체에 착탈가능한 카트리지로서,
현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체;
크리닝 프레임;
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 상기 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 현상제를 제거하는 크리닝 부재;
상기 크리닝 프레임에 부착되고, 상기 상 담지체를 대전시키는 대전부재; 및
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고;
상기 대전부재에는, AC 전압이 인가가능하고,
상기 AC 전압에 의해 발생한 AC 전계가 상기 대전부재와 상기 상 담지체 사이에 작용하여 상기 상 담지체를 진동시키고,
상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수 W(S)가 하기의 식(A)을 충족시키고,
0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)
인, 카트리지.
현상제로 형성된 현상제 상을 담지하고 회전 가능한 상 담지체;
상기 상 담지체에 담지된 상기 현상제 상을 전사재에 전사하는 전사부재;
크리닝 프레임;
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 자유단이 되는 크리닝 부재이며, 상기 상 담지체에 접촉하여, 상기 상 담지체로부터 상기 현상제 상의 전사 후에 상기 상 담지체에 잔류하는 현상제를 제거하는 크리닝 부재;
상기 크리닝 프레임에 부착되고, 상기 상 담지체를 대전시키는 대전부재; 및
일단이 상기 크리닝 프레임에 부착되고, 타단이 상기 상 담지체의 회전 방향에 있어서의 상기 크리닝 부재와 상기 상 담지체간의 접촉 위치의 상류측에서 상기 상 담지체에 접촉함과 아울러, 가요성을 갖는 시트 부재를 구비하고;
상기 대전부재에는, AC 전압이 인가가능하고,
상기 AC 전압에 의해 발생한 AC 전계가 상기 대전부재와 상기 상 담지체 사이에 작용하여 상기 상 담지체를 진동시키고,
상기 현상제의 일 함수W(D) 및 상기 시트 부재의 일 함수W(S)가 하기의 식(A)을 충족시키고,
0≤W(D)-W(S)≤0.23...(A)
인, 화상형성장치.