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KR100324101B1 - 화상형성장치 - Google Patents

화상형성장치 Download PDF

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KR100324101B1
KR100324101B1 KR1019990004578A KR19990004578A KR100324101B1 KR 100324101 B1 KR100324101 B1 KR 100324101B1 KR 1019990004578 A KR1019990004578 A KR 1019990004578A KR 19990004578 A KR19990004578 A KR 19990004578A KR 100324101 B1 KR100324101 B1 KR 100324101B1
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South Korea
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transfer
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forming apparatus
image forming
roller
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KR1019990004578A
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마츠다이타루
카네코치에미
타노우에료오
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이토가 미찌야
가부시키가이샤 리코
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Abstract

본 발명의 화상형성장치는 가시화상을 담지하는 화상담체, 전사닢부분에서 가시화상이 상기 화상담체로부터 전사된 용지를 이송하는 전사지지요소와, 상기 전사지지요소에 전사바이어스를 인가하는 전사부재를 포함한다. 상기 전사부재는 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉한다. 상기 전사부재는 상기 전사지지요소의 내부층의 고유체적저항보다 작은 중간고유체적저항을 갖는다. 또한, 복수개의 전사부재는 상기 전사닢부분에서 가장 근접한 전사부재가 중간고유체적저항을 갖는 경우에 제공된다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 전사장치를 포함하는 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 전사장치로서 화상전사를 향상시킬수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.
화상형성장치(예를들면, 복사기, 팩시밀리, 프린터 또는 이와 유사한 화상형성장치)는 종이용지(a paper sheet)와 같은 기록매체에 화상을 전사할수 있는 전사시스템을 사용하거나, 중간전사시스템을 이용하는 것으로 알려져 있다. 이러한 전사시스템들은 전사바이어스전압을 인가하는 것으로서 화상담체로 부터 기록매체로 토너화상을 전사하기 위해서 화상담체와 접촉하는 전사장치를 갖는다.
그러나, 이러한 전사시스템을 이용할 때 전사장치 또는 화상담체가 핀홀(pin holes) 또는 결함(defects)등을 갖는다면 전사바이어스전압이 이상방전(improper discharge)(예들들면 유출(leakage))이 발생될 가능성이 있다. 또한, 이러한 이상방전에 의해서 발생되는 노이즈(noise) 때문에 상기 기록매체가 부적당하게 이송되거나, 화상형성이 부적당하게 수행될수 있다.
이러한 이상방전을 방지하는 것은 알려져 있는데, 예를 들면 일본특허공개공보 7-13440 호는 전사벨트와 상기 전사벨트에 전사바이어스를 인가하기 위한 복수개의 전극(electrode)를 갖는 전사장치를 개시하고 있다. 일본특허공개공보 8-152789 호는 전사벨트와 상기 전사벨트로부터 화상담체로 이상방전이 발생하는 것을 방지하기 위하여 적어도 2개층 구조를 갖는 전사바이어스전극을 갖는 전사장치를 개시하고 있다. 일본특허공개공보 9-73239 호는 전극에 인가되는 최대전압과 상기 전사벨트로부터 상기 화상담체로 이상방전이 발생하는 것을 방지하기 위한 상기 전극의 표면과 화상담체사이의 최소거리사이의 관계를 개시하고 있다.
그러나, 상술한 바와같은 종래기술에서 공지된 각각의 해결책들은 이상방전을 방지하기 위한 단지 제한된 해결책을 제공하고 있다. 특히, 이는 최근 고속 화상형성장치가 전사시스템을 사용하기 시작한 이래의 경우이다. 이러한 고속화상형성장치에서, 전사벨트상에 부착되어야 하는 단위면적에 대한 방전량은 토너화상을 형성하기 위한 전사벨트의 이동속도를 포함하는 처리속도가 화상형성작동의 속도향상에 기인하여 증가하면, 그리고 상기 전사벨트에 인가되는 전압이 증가할 때, 증가하고자 요구되어질수 있다. 따라서, 이러한 고속화상형성장치에서 전사바이어스전압이 이상방전(예를들면 유출이 발생)될 우려가 매우 높다. 상기 종래기술에서 기술된 해결책들은 이러한 조건하에서 이상방전을 방지하기에 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 고속작동을 포함하여 다양한 조건하에 안정적인 화상전사를 제공하는 새로운 전사장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 가시화상을 담지하도록 된 화상담체를 포함하는 화상형성장치를 제공함으로서 상기한 목적들을 달성한다. 전사지지요소는 상기 화상담체에 접촉하여 설치된다. 전사부재는 상기 전사지지요소에 전사바이어스를 인가하기 위하여 설치된다. 상기 전사부재는 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉한다. 또한, 상기 전사부재는 상기 전사지지요소의 내부층의 고유체적저항보다 작은 중간고유체적저항을 갖는다.
상기한 그밖의 목적을 달성할수 있는 본 발명의 또다른 특징으로서, 복수의 전사부재가 상기 전사지지요소에 상기 전사바이어스를 인가하도록 배치될수 있다. 이러한 경우, 전사닢부분(a transfer nip portion)으로 가장 근접한 위치에 위치되는 선택된 전사부재는 복수 전사부재중 가장 높은 고유체적저항을 가질 것이다.
본 발명의 또다른 특징으로서, 만일 복수의 전사부재를 이용하면, 전사닢부분으로 가장 근접한 복수 전사부재사이에서의 전류흐름통로의 전기적인 저항은 다른 복수의 전사부재와 상기 전사닢부분사이에서의 전류흐름통로의 어떠한 전기저항보다 작을수 있다.
본 발명의 또다른 특징으로서, 복수의 전사부재를 이용할 때, 전사닢부분으로 가장 근접하게 위치된 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 접촉압력은 다른 복수 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 접촉압력보다 작을수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전사장치를 도시한 개략도;
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 제 1실시예의 변형을 도시한 개략도;
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전사장치를 도시한 개략도;
도 4는 도 2의 본 발명에 따른 제 2실시예의 제 1변형을 도시한 개략도;
도 5는 도 2의 본 발명에 따른 제 2실시예의 제 2변형을 도시한 개략도;
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 전사장치를 도시한 개략도;
도 7은 도 6의 본 발명에 따른 제 3실시예의 제 1변형을 도시한 개략도;
도 8은 도 6의 본 발명에 따른 제 3실시에의 제 2변형을 도시한 개략도;
도 9는 본 발명의 제 4실시예에 따른 전사장치를 도시한 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 ....... 전사벨트1a ....... 외부층
1b ...... 내부층2 ........ 구동롤러
3 ....... 피동롤러 4 ........ 전사롤러
5,30 ....... 지지롤러6 ........ 전원
7 ....... 대전기8 ........ 광기입장치
9 ....... 현상장치11 ....... 크리닝장치
12 ...... 제어장치41 ....... 전사브레이드
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명하고, 동일하거나 상응하는 부분에 대한 참조부호들은 상기 도면 전체를 통하여 사용된다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전사장치를 포함하는 화상형성장치 50를 도시한 개략도이다. 상기 화상형성장치 50는 화상담체(an image carrier)(예를들면 광전도드럼(a photoconductive drum 10))을 포함한다. 상기 광전도드럼 10의주변에는 대전기(a charger) 7, 광기입장치(a optical writing device) 8, 현상장치(a developing device)(9) 및 크리닝장치(a cleaning device)(11)를 포함하는 다양한 프로세스장치가 설치된다. 전사장치 100는 전사지지요소(a transfer support element)(예를들면 전사벨트 1), 구동롤러 2, 피동롤러 3, 전사부재(a transfer member)(예를들면 전사롤러 4), 지지부재(a support member)(예를들면 지지롤러 5)와, 고장력 전사전원(a high-tension transfer power source) 6으로 이루어져 있다. 상기 피동롤러 3는 제어장치 2와 접촉되어 있다.
상기 구동롤러 2와 피동롤러 3는 상기 전사벨트 1를 지지한다. 모터(미도시)는 시계반대방향(도 1에 도시된 화살표방향)으로 상기 전사벨트 1를 회전시키기 위하여 상기 구동롤러 2를 구동시킨다. 상기 구동롤러 2는 전기적인 부상상태로 고정되고, 금속제 축과, 고무(a rubber)로 이루어진 탄성적인 표면층을 갖는다. 상기 피동롤러 3는 전도성 금속으로 이루어져 상기 전사벨트 1를 통한 전류흐름을 검지하고, 전류 피이드백신호(a current feedback signal)로서 제어장치 12로 검지된 전류신호를 보낸다.
상기 전사벨트 1는 사전에 설정된 고유체적저항(예를들면 1×109내지 1×1013cm)을 갖는 외부층 1a과 설정된 고유체적저항(예를들면 1×107내지 5×109cm)을 갖는 내부층 1b으로 제공되는 이중층구조를 갖는다. 따라서, 상기 전사벨트 1는 전체적으로 설정된 체적저항(예를들면 1×109내지 5×1011cm)을 갖는다. 상기 고유체적저항은 일본공업규격(JIS) K 6911 을 근거로 하는 실험에 의해서 결정된다. 상기 내부층 1b은 클로로프렌(chloroprene)고무, EPDM(ethylene-propylene copolymer)고무, 실리콘(silicone)고무, 에피쵸롤로(epichloro)고무 또는 이와 유사한 흡습성(hygroscopic)물질과, 탄소, 산화아연(zinc oxide) 또는 설정된 고유체적저항을 충족시키기 위한 충분한 양이 첨가된 이와 유사한 저항제어제로 구성된다. 상기 외부층 1a은 상기 내부층 1b의 표면상에 5 내지 15㎛ 의 두께로 피복된다. 상기 외부층 1a은 플루어린(fluorine)재료(예를들면 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinilidene fluoride), 테트라플루오르에틸렌(tetrafluoroethylene))또는 이와 유사한 윤활재료를 포함한다. 또한, 상기 전사벨트 1의 표면의 마찰계수는 낮아 크리닝작업은 상기 외부층 1a상에서 안정적으로 수행될수 있다.
상기 지지롤러 5는 금속 또는 이와 유사한 전도성물질(예를들면 스테인레스스틸)로 이루어지고 전기적인 부유상태로 고정된다. 상기 지지롤러 5는 상기 광전도드럼 10과 상기 전사벨트 1사이에 형성되고, 전사벨트 1의 이동방향에 대하여 사전에 설정된 거리(예를들면 20mm)만큼 전사닢 W의 하류측에 위치되고, 상기 내부층 1b의 표면과 접촉한다. 이러한 경우, 상기 지지롤러 5는 사전에 설정된 거리(예를들면 25mm)만큼, 상기 전사닢 W의 중간지점 하류측에 위치된다. 따라서, 상기 전사닢 W은 안정적으로 형성된다.
상기 전사롤러 4는 상기 전사닢 W과 지지롤러 5사이에 위치되고, 상기 내부층 1b의 표면과 접촉된다. 상기 전사롤러 4는 축 4a과 상기 축 4a상에 형성되는 중간고유체적저항재료로 이루어진 피복층 4b을 갖는다. 상기 피복층 4a은 고무물질(예를 들면, 우레탄고무(urethane rubber), 실리콘고무(silicone rubber)나 혹은 에틸렌-프로플렌 공중합체고무(ethylene-propylene copolymer rubber), 레진(resin)재료(예를들면 우레탄레진(urethane resin), 또는 발포(foam)물질(예를들면 우레탄발포(urethane foam)과, 탄소, 산화아연 또는 설정된 고유체적저항을 충족시키기 위하여 적당한 양으로 첨가된 이와 유사한 저항제어제로 구성된다. 상기 피복층 4b은 설정된 중간고유체적저항(예를들면 1×105내지 5×107cm), 설정된 두께(예를들면 0.5 내지 4.0 mm)와, 설정된 경도(예들들면 고무경도측정기 에스커 씨(Asker C)로서 측정할 때 50이하)를 갖는다.
도 1의 장치의 화성형성작동이 도시되어 있다. 상기 광기입장치 8는 상기 광전도드럼 10의 대전된 표면을 주사(scan)하기 위하여 레이저빔을 사용하고, 이것에 의해서 상기 광전도드럼 10상의 화상데이터와 일치하는 정전잠상을 형성한다. 상기 현상장치 9는 상기 광전도드럼 10상에 잠상을 현상하여 상기 광전도드럼 10상에 가시화상(예를들면 토너상)을 형성한다. 상기 전사벨트 1는 상기 전사닢 W으로 종이 P와 같은 기록매체를 이송한다. 이어서, 상기 토너화상은 상기 전사롤러 4를 경유하여 인가된 전사바이어스에 의해서 상기 광전도드럼 10으로부터 종이 P로 전사된다. 상기 전사바이어스는 전원 6(예들들면 -1.5kV 내지 -6.5kV)으로부터 출력된다. 상기 전원 6으로부터의 출력치를 I1, 전사벨트 1를 경유하여 피동롤러 3로부터 제어장치 12로 흐르는 전류흐름을 I2라고 가정한다. 따라서, 상기 제어장치 12는 하기와 같은 식으로서 전원 6의 출력을 제어한다.
I1 - I2 = IOUT
여기서, IOUT는 상수이다. 상기 관계식이 만족되면 상기 전사작동은 안정적으로 수행된다.
본 발명의 발명자는 전사롤러 4의 고유체적저항과 일본공업규격(JIS) K 6911을 근거로 하는 전사롤러 4를 통하여 상기 전원 6으로부터 전사벨트 1로 인가되는 전압사이의 관계를 결정하기 위한 실험을 수행하였다. 보다 상세하게는 전사롤러 4의 고유체적저항이 각각 1×105cm, 5×106cm, 1×108cm 및 1×109cm 인 4개의 다른 샘플을 준비하였다. 상기 전사롤러 4가 상기 내부층 1b의 표면과 접촉하는 위치는 상기 각 샘플의 세가지 단계로 변화하였다. 이러한 실험은 정상적인 온도(예를들면 25℃)와 정상적인 습도환경(예를들면 50%)에서 수행되었다. 선속도는 540mm/sec 로 선택되었다. 전사폭은 310mm로 선택되었다. 전류의 목표값은 90μａ로 선택되었다. 상기 전사벨트 1의 내부층 1b의 고유체적저항은 1×109cm(JIS K 6911)로 선택되었다. 상기 전사롤러 4의 피복층 4b의 두께는 2mm로 선택되었다. 상기 전사롤러 4의 피복층 4b의 경도는 40( 고무경도측정기 에스커 C( Asker C )로서 측정)으로 선택되었다. 상기 지지롤러 5와 상기 전사닢 W의 츨구사이의 거리는 20mm 로 선택되었다. 상기 전사닢 W의 폭은 10mm 로 선택되었다. 상기 전사벨트 1의 두께는 0.5mm 로 선택되었다.
상기 전사롤러 4로 가해진 전압은 다음과 같이 측정되었다. 전위센서(미도시)는 상기 전사롤러 4의 축 4a일단부에 인접한 위치에 설치되었고, 상기 전위센서는 설정된 전류가 상기 전원 6으로부터 인가될 때 상기 축 4a에 인가되는 전압을측정하였다. 상기 전사벨트 1의 외부층 1a의 표면과 상기 광전도드럼 10의 표면사이에서의 이상방전이 육안으로서 평가되었다. 이러한 실험의 결과는 표 1에 도시되어 있고, 여기에서 원기호(○)와 십자기호(×)는 '양호'(이상방전이 없음)결과와 '불량'(이상방전의 발생)결과를 각각 나타낸 것이다.
표 1에서, Va 는 상기 전사롤러 4 를 경유하여 상기 전원 6으로부터 전사벨트 1로 인가되는 전압이고, Rv 는 상기 전사롤러 4의 고유체적저항이며, L 은 상기 전사롤러 4와 상기 전사닢 W의 출구사이의 거리이다.
표 1
Rv(cm) Va(Kv) 대한L=0mm Va(Kv) 대한L=2mm Va(Kv) 대한L=2mm
1×105 1.8○ 2.8○ 4.7○
5×106 2.4○ 3.5○ 6.9○
1×108 3.8○ 5.0○ 9.0×
1×109 5.5○ 7.4× 10.0×
또한, 상기 지지롤러 5에 가해진 전압은 전사롤러 4 없이 도 1의 구조에서 동일한 방법으로 측정되었고, 상기 전사벨트 1와 광전도드럼 10사이에서의 이상방전은 상기 표 1에 나타낸 결과와 비교하여 제공되도록 육안으로서 평가되었다. 상기 전사롤러 4가 없는 이러한 구조에서, 상기 지지롤러 5에 가해진 전압은 증가되고, 10kV 또는 그 이상으로 도달하였으며, 이상방전은 상기 전사벨트 1와 광전도드럼 10사이에서 발생되었다. 전사롤러 4(표 1에서 미도시됨)가 없는 이러한 일예는이하에서 '비교예'로서 기재되어 있다.
표 1에 나타낸바와 같이, 1×105cm, 5×106cm 및 1×108cm 인 Rv의 실시예들에서, 상기 작동은 이상방전에 대하여 허용할수 있는 수준내에 거의 완벽하게 이루어지고, 즉 이상방전은 거의 발생하지 않는다. 그러나, Rv 의 값이 1×109cm 일 때 이상방전은 보다 현저하게 발생한다. 이러한 실험으로부터 발명자들은 상기 전사롤러 4가 상기 전사벨트 1의 내부층 1b의 값보다 작은 중간고유체적저항을 가질 때, 바람직한 결과를 비교적 넓은 작동범위에서 얻을수 있다는 것을 알았다.
이러한 결과들은 아마도 상기 전사롤러 4에 전압이 인가되는 지점과 상기 전사닢 W( 상기 전사벨트 1가 상기 광전도드럼 10과 접촉하는 지점)사이에서의 전류흐름통로의 전기저항이 상기 지지롤러 5와 상기 전사닢 W사이에서의 전류흐름통로의 전기저항보다 작기 때문이다. 즉, 상기 전사롤러 4가 상기 내부층 1b보다 작은 상술한 바와같은 중간고유체적저항을 갖는다면, 상기 전사롤러 4와 전사닢 W 사이에서의 전류흐름통로의 저항은 상기 전사롤러 4가 전사벨트 1와 접촉하는 지점과 상기 전사닢 W사이의 길이에 상응하는 전사벨트 1의 저항에 달려있다.
결과적으로, 상기 전사벨트 1를 통하여 상기 전사닢 W으로 인가되는 전압은 종래와 비교하여 줄어들고, 상기 외부층 1a과 광전도드럼 10사이의 이상방전은 감소될수 있다. 더구나, 상기 전사롤러 4의 피복층 4b이 중간고유체적저항을 갖기 때문에, 상기 이상방전이 감소되어질수 있다. 이러한 실시예에서 상기 전사롤러 4의 피복층 4b의 바람직한 고유체적저항은 1×105내지 5×107cm 이고, 상기 전사벨트 1의 내부층 1b 의 바람직한 고유체적저항은 1×107cm 내지 5×109cm 이다.
한편, Rv 가 1×109cm 인 실시예에서, 상기 작동은 이상방전에 대하여 허용레벨의 외측일수도 있다. 또한, 상기 전사롤러 4 의 고유체적저항이 거의 상기 내부층 1b의 고유체적저항일 때, 상기 전사닢 W(L=0mm)에 위치되는 전사롤러를 제외한 상기 비교예와 비교하여 상기 전압이 불충분하게 줄어들 수 있다.
따라서, 상기 전원 6이 상기 전사롤러에 전압을 인가할 때 상기 Rv 의 값이 상술한 바와같이 적절하게 선택되면, 상기 전사롤러 4는 상기 전사벨트 1가 광전도드럼 10과 접촉하는 상기 전사닢 W에서의 전사전압이 낮을지라도 상기 전사벨트 1상에 전하를 효과적으로 부착한다.
본 발명에 의해서 해결할수 있는 또다른 문제점으로서, 상기 전사벨트 1와 광전도드럼 10 사이에서의 높은 접촉압력은 토너화상이 종이로 이송될 때 국부적으로 생략하는 원인이 될 수있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 그리고 본 발명의 특징으로서, 상기 전사롤러 4와 상기 전사벨트 1사이의 접촉압력은 상기 지지롤러 5와 상기 전사벨트 1사이의 접촉압력보다 낮게 설정할수 있다. 또한, 상기 지지롤러 5가 상기 전사벨트 1를 확실히 지지하기 때문에 상기 전사벨트 1와 상기 광전도드럼 10사이의 접촉압력이 부적절하게 증가하는 것을 방지한다.
도 2는 도 1의 실시예의 변형을 도시한 것이다. 도 2의 실시예는 전사브러쉬 14가 전사부재를 구성하는 것을 제외하고, 도 1의 실시예와 유사하다. 즉, 상기 전사브러쉬 14는 상기 전사롤러 4대신에 사용된다. 도 2에서 도 1의 동일요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
상기 전사브러쉬 14는 상기 전사닢 W과 지지롤러 5사이에 위치되고, 상기 내부층 1b의 표면과 접촉하며, 전도필라멘트(conductive filament)와 상기 필라멜트를 지지하기 위한 홀더를 갖는다. 상기 필라멜트는 아크릴(acrylic), 나일론(nylon),폴리에스터(polyester),폴리프로필렌(polypropylene) 혹은 이와 유사한 물질 과 탄소(carbon), 산화아연(zinc oxide) 또는 설정된 고유체적저항을 충족시키기 위한 적당한 양으로 첨가된 상기와 유사한 저항제어물질로 이루어져 있다. 필라멘트의 밀도, 길이, 두께를 조정하여 상기 전사브러쉬 14와 전사벨트 1사이에서의 접촉압력을 적절하게 제어한다. 이러한 실시예에서, 상기 전사브러쉬 14의 바람직한 고유체적저항은 1×105내지 5×107cm 이고, 상기 전사브러쉬 14의 필라멘트의 바람직한 길이는 3.0 내지 12.0mm 이다. 이러한 전사브러쉬 14를 사용함으로서 도 1의 실시예와 동일한 결과를 얻을수 있다. 상기 전사브러쉬 14를 이용하면 상기 내부층 1b의 표면이 균등하지 않더라도 상기 전사브러쉬 14는 탄성력에 기인하는 낮은 접촉압력하에서 상기 내부층 16의 표면과 안정적으로 접촉한다는 보다 나은 이익을 제공할수 있다.
도 1과 2의 제 1실시예에서, 상기 전사부재는 상기 전사지지요소의 내부층 1b보다 낮은 중간고유체적저항을 가지며, 상기 전사닢부분에 인가되는 전압을 감소시킬수 있다. 또한, 상기 화상형성장치가 고속장치일지라도, 상기 전사지지요소의 외부층 1a과 상기 광전도요소의 표면사이의 이상방전을 감소시킬수 있다. 더구나,이상방전의 발생은 중간고유체적저항재료로 이루어진 전사부재를 사용함으로서 감소시킬수 있다. 이에 더하여, 상기 전사지지요소와 상기 광전도드럼사이에의 접촉압력은 낮아지고, 이것에 의해서 부적당한 화상전사도 또한 줄어들게 된다.
도 1과 2에 도시하고 기술된 제 1실시예에서, 변형예로서, 상기 전사벨트 1 는 전사드럼으로 교체될수 있고, 이중층구조를 갖는 상기 전사벨트 1는 3층 또는 그이상의 구조로 형성될수 있다. 상기 지지롤러 5는 무회전부재(a non -rotatable)(예를들면, 플레이트(a plate), 폴(a pole )또는 이와 유사한 것)로 교체될수 있고, 절연재료 또는 중간고유체적저항재료로 이루어질수 있다. 상기 전사롤러 4 또는 상기 전사브러쉬 14는 전사브레이드(a transfer blade)로 교체될수 있다. 상기 광전도드럼 10은 광전도벨트로 교체될수 있다.
본 발명의 제 2실시예는 도 3 내지 5에 도시되어 있다. 도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전사장치의 개략도이다. 상기 실시예는 고장력 전사전원 31이 지지부재에 전사바이어스전압을 인가하는 것을 제외하고 도 1의 제 1실시예와 유사하다. 도 3에서 도 1의 동일요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에서 전사장치 200에는 전사지지요소(예를들면, 전사벨트 1), 구동롤러 2, 피동롤러 3, 전사부재(예를들면, 전사롤러 4), 지지부재(예를들면, 지지롤러 30)와 고장력 전사전원 31들이 제공된다. 상기 전사벨트 1는 설정된 고유체적저항(예들들면 1×109내지 1×1013cm)을 갖는 외부층 1a과 설정된 고유체적저항(예들들면 1×107내지 5×109cm)을 갖는 내부층 1b으로 제공되는 이중층구조를 갖는다. 상기 지지롤러 30는 금속 또는 이와 유사한 전도재료(예를들면, 스테인레스스틸)로 이루어져 있고, 상기 지지롤러 30의 고유체적저항은 상기 전사롤러 4의 고유체적저항과 비교하여 현저히 낮다. 상기 지지롤러 30는 상기 전사벨트 1의 이동방향에 대하여 설정거리(예를들면 20mm)만큼 전사닢 W의 출구의 하류측에 설치되어 상기 내부층 1b의 표면과 접촉한다. 이러한 경우, 상기 지지롤러 30는 설정된 거리(예를들면 25mm)만큼 상기 전사닢 W의 중간지점의 하류측에 위치된다. 따라서, 상기 전사닢 W은 안전하게 형성될수 있다. 상기 전사롤러 4는 상기 전사닢 W과 전사롤러 30사이에 위치되어 상기 내부층 1b의 표면과 접촉한다. 상기 전사롤러 4는 샤프트 4a를 가지고, 중간저항재료로 이루어지는 피복층 4b은 상기 축 4a에 형성된다. 상기 전원 31은 상기 전사롤러 40와 지지롤러 30에 전사바이어스전압(예를들면 -1.5kV 와 -6.5kV 사이)을 인가한다. 상기 제어장치 12는 상기 전원 31의 출력을 제어한다.
본 발명의 발명자들은 JIS(일본공업규격) K 6911에 근거하는 지지롤러 30 와 전사롤러 4를 통하여 상기 전원 31으로부터 전사벨트 1로 인가되는 전압과 상기 전사롤러 4의 고유체적저항사이의 관계를 결정하기 위한 실험을 수행하였다. 특히, 전사롤러 4의 고유체적저항이 각각 1×105cm, 5×106cm, 5×107cm 및 1×108cm (JIS K 6911)로 측정되는 4개의 다른 샘플을 준비하였고, 전사벨트 1의 내부층 1b의 고유체적저항이 각각 1×107cm, 1×108cm, 1×109cm 및 5×109cm (JIS K 6911)로 측정되는 4개의 다른 샘플을 준비하였다. 상기 전사롤러 4가 상기 내부층 1b의 표면과 접촉하는 위치는 상기 샘플들에 대하여 3단계로 변화되었다. 이러한 실험들은 정상적인 온도(예를들면 25℃)와 정상적인 습도환경(예를들면 50%)에서 수행되었다. 선속도는 540mm/sec 로 선택되었으며, 전사폭은 310mm 로 선택되었고, 전류의 목표값은 90μa 로 선택되었다., 상기 전사롤러 4의 피복층 4b의 두께는 2mm 로 선택되었고, 상기 전사롤러 4의 피복층 4b의 경도는 40로 선택되었으며(고무경도측정기 에스커 C(Asker C)로 측정), 상기 지지롤러 5와 상기 전사닢 W의 출구사이의 거리는 20mm로 선택되었고, 상기 전사닢 W의 폭은 10mm로 선택되었다. 상기 전사벨트 1의 두께는 0.5mm로 선택되었다. 상기 전사롤러 4에 인가되는 전압은 제 1실시예와 동일한 방법으로 측정되었다. 이러한 실험의 결과는 '양호(이상방전이 없음)'와 '불량(이상방전이 발생)'을 각각 나타내는 원기호들과 십자기호들로 표 2 내지 표 5에 표시하였다.
표 2 내지 5에서 Va 는 상기 전사롤러 4를 통하여 전원 31으로부터 전사벨트 1로 인가되는 전압이고, Rv 는 상기 전사롤러 4의 고유체적저항이며, L 은 상기 전사롤러 4와 상기 전사닢 W의 출구사이의 거리이다.
표 2
상기 전사벨트 1의 내부층 1b의 고유체적저항이 1×107cm(JIS K 6911)로 선택되었다.
Rv(cm) L=0mm에 대한 Va(Kv) L=2mm에 대한 Va(Kv) L=5mm에 대한 Va(Kv) L=6mm에 대한 Va(Kv) L=7mm에 대한 Va(Kv) L=8mm에 대한 Va(Kv) L=9mm에 대한 Va(Kv)
1×105 1.0○ 1.4○ 2.0○ 2.4○ 2.7○ 3.0○ 3.3○
5×106 1.4○ 1.8○ 3.7○ 4.2○ 4.6○ 4.9○ 5.2○
5×107 2.0○ 2.6○ 5.3○ 5.8○ 6.3○ 6.6○ 6.8×
1×108 2.4○ 3.3○ 6.0○ 6.8× 7.1× 7.3× 7.5×
표 3
상기 전사벨트 1의 내부층 1b의 고유체적저항이 1×108cm(JIS K 6911)로 선택되었다
Rv(cm) L=0mm에 대한 Va(Kv) L=2mm에 대한 Va(Kv) L=5mm에 대한 Va(Kv) L=6mm에 대한 Va(Kv) L=7mm에 대한 Va(Kv) L=8mm에 대한 Va(Kv) L=9mm에 대한 Va(Kv)
1×105 1.3○ 1.8○ 2.7○ 3.2○ 3.4○ 3.6○ 3.7○
5×106 1.9○ 2.5○ 4.5○ 4.9○ 5.2○ 5.5○ 5.7○
5×107 2.6○ 3.3○ 6.1○ 6.4○ 6.7○ 6.9○ 7.0×
1×108 3.0○ 3.8○ 6.6○ 7.0× 7.4× 7.7× 8.0×
표 4
상기 전사벨트 1의 내부층 1b의 고유체적저항이 1×109cm(JIS K 6911)로 선택되었다.
Rv(cm) L=0mm에 대한 Va(Kv) L=2mm에 대한 Va(Kv) L=5mm에 대한 Va(Kv) L=6mm에 대한 Va(Kv) L=7mm에 대한 Va(Kv) L=8mm에 대한 Va(Kv) L=9mm에 대한 Va(Kv)
1×105 1.8○ 2.8○ 3.9○ 4.2○ 4.5○ 4.7○ 4.8○
5×106 2.5○ 3.3○ 5.6○ 6.0○ 6.5○ 6.7○ 6.9○
5×107 3.2○ 4.0○ 6.7○ 7.1○ 7.5○ 7.7○ 7.9×
1×108 3.7○ 4.5○ 7.3○ 7.8× 8.3× 8.5× 8.7×
표 5
상기 전사벨트 1의 내부층 1b의 고유체적저항이 5×109cm(JIS K 6911)로 선택되었다.
Rv(cm) L=0mm에 대한 Va(Kv) L=2mm에 대한 Va(Kv) L=5mm에 대한 Va(Kv) L=6mm에 대한 Va(Kv) L=7mm에 대한 Va(Kv) L=8mm에 대한 Va(Kv) L=9mm에 대한 Va(Kv)
1×105 2.1○ 3.0○ 4.1○ 4.3○ 4.7○ 4.9○ 5.0○
5×106 2.8○ 3.5○ 5.8○ 6.2○ 6.8○ 7.0○ 7.1○
5×107 3.5○ 4.2○ 6.9○ 7.3○ 7.8○ 8.0○ 8.1×
1×108 4.0○ 4.8○ 7.5○ 8.0× 8.7× 8.9× 9.1×
또한, 상기 지지롤러 30에 인가되는 전압은 전사롤러 4가 없는 구조에서 또한 측정되었고, 상기 전사벨트 1와 상기 광전도드럼 10사이에서의 이상방전은 표 2 내지 표 5에 나타낸 실험결과와 비교하여 제공되도록 육안으로 평가되어졌다. 상기 전사롤러 4가 없는 구조에서, 상기 지지롤러 30에 인가되는 전압은 증가하여 10kV이상에 다다르고, 이상방전은 상기 전사벨트 1와 광전도드럼 10사이에서 발생되었다. 따라서, 전사롤러 4를 사용하면 이러한 이상방전이 방지되었다. 상기 전사롤러 4가 없는 이러한 예는 '비교예'로서 이하 언급한다.
표 2 내지 표 5에 나타낸 바와같이, Rv 가 1×105cm, 5×106cm 및 5×107cm인 실시예에서, 작동은 이상방전에 대하여 허용레벨내에서 거의 완벽하게 유지되며 즉, 이상방전이 발생하는 것은 거의 없다. 그러나, Rv 의 값이 1×108cm일 때, 이상방전은 보다 현저하게 발생한다. 이러한 실험들로부터 발명자들은 상기 전사롤러 4가 상기 전사벨트 1 의 내부층 1b보다 작은 중간고유체적저항을 가질 때 비교적 넓은 작동범위에서 바람직한 결과를 얻을수 있다는 것을 알수 있었다.
이러한 결과는 아마도 상기 전사롤러 4에 전압을 인가하는 지점과 상기 전사벨트 1가 광전도드럼 10과 접촉하는 지점인 전사닢 W사이에서의 전류흐름통로의 전기저항이 상기 지지롤러 30와 전사닢 W사이에서의 전류흐름통로의 저항보다 작기 때문이다. 즉, 상기 전사롤러 4가 상기 내부층 1b의 고유체적저항보다 작은 중간고유체적저항을 갖는다면, 상기 전사롤러 4와 전사닢 W사이에서의 전류흐름통로의 저항은 상기 전사롤러 4가 전사벨트 1와 접촉하는 지점과 상기 전사닢 W사이의 거리에 상응하는 상기 전사벨트 1의 저항에 달려있다.
결과적으로, 상기 전사벨트 1를 통하여 상기 전사닢 W에 인가되는 전압은 상기 비교예와 비교하여 줄어들고, 상기 외부층 1a의 표면과 광전도드럼 10사이에서의 이상방전이 감소될수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 전사롤러 4의 피복층 4b의바람직한 고유체적저항은 1×105내지 5×107cm 이고, 상기 전사벨트 1의 내부층 1b의 바람직한 고유체적저항은 1×107내지 5×109cm 이다.
한편, Rv가 1×108cm인 실시예에서, 상기 작동은 이상방전에 대하여 허용레벨 외측에 있을수 있다. 또한, 상기 전사롤러 4의 고유체적저항이 거의 상기 내부층 1b의 고유체적저항일 때, 전압이 상기 전사닢 W(L=0mm)에 위치된 전사롤러 4를 제외하고 비교예와 비교하여 불충분하게 감소될 가능성이 있다.
제 2실시예에서, 전사장치 200는 상기 전사벨트 1에 전사바이어스전압을 인가하기 위해서, 2개의 전극인 전사롤러 4 와 지지롤러 30를 갖는다. 상기 두개 전극의 용도는 상기 전사롤러 4에서 이상이 발생하더라도 이득을 제공하고, 화상전사의 작동은 전사부재인 지지롤러 30가 전사벨트 1에 전사바이어스전압을 인가할수 있기 때문에, 일정시간동안 임시적으로 계속할수 있다. 또한, 상기 전사닢 W으로 가장 근접한 부분(상기 전사닢 직하부를 포함)에 위치되는 상기 전극은 상기 전극들중에서 가장 높은 고유체적저항(상기 전압이 전극에 인가되는 지점과 상기 전극이 상기 전사벨트 1와 접촉하는 지점사이에서의 고유체적저항)을 갖는 것이 바람직하다. 두 번째 실시예에서, 금속재료로 이루어진 상기 지지롤러 30의 고유체적저항은 상기 전사롤러 4의 고유체적저항과 비교하여 극히 낮다. 환언하면, 상기 전사롤러 4의 고유체적저항은 상기 지지롤러 30의 저항보다 높게 설정된다. 결과적으로, 상기 전사벨트 1를 통하여 상기 전사닢 W에 인가되는 전압은 비교예와 비교하여 줄어들고, 상기 외부층 1a의 표면과 광전도드럼 10과의 이상방전이 감소된다. 또한,상기 전사롤러 4의 피복층 4b이 중간고유체적저항을 갖는다면, 상기 이상방전을 또한 감소되어질수 있다.
따라서, 두 번째 실시예에서, 상기 전원 31이 상기 전사롤러 4에 전압을 인가할 때, 상기 전사롤러 4는 상기 벨트 1가 광전도드럼 10과 접촉하는 상기 전사닢 W에서의 전사전압이 낮을지라도 상기 전사벨트 1상에 전하를 효과적으로 배치한다.
본 발명에 의해서 극복될수 있는 또 다른 결함으로서는, 상기 전사벨트 1와 광전도드럼 10사이의 부적당한 높은 접촉압력은 토너화상이 종이에 전사될때 국부적으로 생략되어지는 것을 일으킬수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 3의 실시예에서, 상기 전사롤러 4와 전사벨트 1사이의 접촉압력을 상기 지지롤러 30와 전사벨트 1사이의 접촉압력보다 작게 설정할수 있다. 따라서, 상기 지지롤러 30가 전사벨트 1를 확실히 지지하기 때문에, 상기 전사벨트 1와 광전도드럼 10사이의 접촉압력이 부적합하게 증가하는 것을 방지한다.
도 4는 도 3의 제 2실시예의 제 1변형을 도시한 것이다. 도 4의 실시예는 도 2의 제 1실시예의 전사브러쉬와 동일한 구조를 갖는 전사브러쉬 14가 전사부재를 구성하는 것을 제외하고 도 3의 실시예와 유사하다. 즉, 상기 전사브러쉬 14는 전사롤러 4대신에 사용된다. 도 4에서, 도 3의 동일요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 전사브러쉬 14는 상기 전사닢 W과 상기 지지롤러 30사이에 위치된다. 상기 전사브러쉬 14는 내부층 1b의 표면과 접촉하고, 전도필라멘트와 이를 지지하기 위한 홀더를 갖는다.
상기 전사브러쉬 14를 활용하는 것은 상기 후방층 1b의 표면이 불균일할지라도 상기 전사브러쉬는 탄성력에 기인하는 낮은 접촉압력하에서 상기 표면과 안정적으로 접촉할수 있다고 하는 추가적인 이익을 제공한다. 또한, 상기 전사브러쉬 14에서 이상이 발생하더라도 전사부재인 상기 지지롤러 30가 상기 전사벨트 1에 전사바이어스전압을 여전히 인가하기 때문에 화상전송의 동작은 일정기간동안 임시적으로 계속할수 있다. 따라서, 상기 전사브러쉬 14를 이용하는 제 2실시예의 제 1변형예는 제 1,2실시예와 같은 동일한 결과를 얻을수 있다.
도 5는 도 3의 제 2실시예에 대한 제 2변형을 도시한 것이다. 도 5의 실시예는 2개의 지지롤러 32,33가 지지부재로 구성되는 것을 제외하고 도 3의 제 2실시예와 유사하다. 도 5에 있어서, 도 3에서와 같은 동일요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 지지롤러 32와 33는 각각 금속재료 또는 이와 유사한 전도재료(예를들면 스테인레스 스틸)로 이루어져 있다. 상기 지지롤러 32,33는 상기 전사롤러 4와 상기 구동롤러 2사이에 위치되어 상기 내부층 1b의 표면과 접촉한다. 따라서, 상기 전사닢 W은 안정적으로 형성된다. 상기 전원 31은 상기 전사롤러 4와 상기 지지롤러 32와 33에 전사바이어스전압(예를들면 -1.5kV와 -6.5kV)을 인가한다. 상기 제어장치 12는 상기 전원 31의 출력을 제어한다. 상기 지지롤러 32와 33을 사용하는 제 2실시예의 제 2변형은 제 1,2실시예와 같은 동일한 결과를 얻을수 있다.
도 3 내지 5의 제 2실시예에서, 상기 전사부재는 상기 전사지지요소의 내부층 1b보다 작은 중간고유체적저항을 가지고, 상기 전사닢부분에 인가되는 전압을줄일수 있다. 또한, 상기 화상형성장치가 고속장치일지라도, 상기 전사지지요소의 외부층 1a과 상기 광전도요소의 표면사이의 이상방전은 감소될수 있다. 또한, 중간고유체적저항물질로 이루어진 전사부재를 사용하는 것으로서 이상방전의 발생을 감소할수 있다. 더구나, 상기 전사지지요소와 드럼사이의 접촉압력을 낮게 할수 있고, 이것에 의해서 이상화상전사를 감소시킬수 있다.
도 3 내지 5에 기술하고 도시한 제 2실시예에서, 예를들면 상기 전사벨트 1를 전사드럼으로 교체하는 것과 같은, 다수개의 추가적인 변형이 가능하다. 2개층 구조를 갖는 전사벨트 1는 3개층 또는 그 이상의 구조로도 형성될수 있다. 상기 지지롤러 30는 무회전부재(예들들면 플레이트, 폴등)로 교체될수 있고, 절연재료 또는 중간고유체적저항재료로 이루어질수 있다. 상기 전사롤러 4 또는 전사브러쉬 14는 전사브레이드로 교체될수 있다. 상기 광전도드럼 10은 광전도벨트로 교체될수 있다.
본 발명의 제 3실시예는 도 6 내지 8에 도시되어 있다. 도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 전사장치 300의 개략도이다. 상기 실시예는 전사롤러 4와 상기 전사벨트 1와 접촉하는 지지롤러 30에 의한 접촉압력의 관계가 명백해지고, 전류가 상기 전사벨트 1를 통하여 피이드백부재(a feedback member) 40로부터 제어장치 12로 흐른다는 것을 제외하고 도 3의 제 2실시예와 유사하다. 도 6에 있어서, 도 3에 도시된 것과 동일한 부재에는 동일한 참조부호가 부여되었고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6에서, 상기 전사롤러 4는 설정된 위치, 예를들면, 10mm만큼 상기 전사벨트 1의 이동방향에 대하여 상기 전사닢 W의 출구의 하류측에서 상기 전사닢 바로 밑에 위치된다. 상기 지지롤러 30는 설정된 위치(예를들면 20mm)만큼 상기 전사벨트 1의 이동방향에 대하여 상기 전사닢 W의 출구 하류측에 위치된다. 상기 롤러 4, 30는 각각 설정된 접촉압력하에서 상기 내부층 1b의 표면과 접촉한다. 상기 피드백부재(예를들면, 피드백롤러 40)는 금속재료 또는 이와 유사한 전도재료(예를들면,스테인레스 스틸)로 이루어져 상기 전사벨트 1의 이동방향에 대하여 상기 지지롤러 30의 하류측에 위치된다. 상기 전원 31은 상기 전사롤러 4와 지지롤러 30에 전사바이어스전압(예를들면, -1.5kV 와 -6.5kV사이)을 인가한다. 피이드백전류신호로서 상기 전류는 상기 전사벨트 1를 통하여 상기 피이드백롤러 40로부터 제어장치 12로 흐르고, 상기 제어장치 12는 상기 피이드백전류신호를 근거로 하여 상기 전원 31의 출력을 제어한다.
도 6의 본 발명은 상기 전사벨트 1와 광전도드럼 10사이의 부적당한 높은 접촉압력이 토너화상을 종이에 전사할 때 국부적으로 생략(소위,전사구멍(transfer hollow)이라함.)하는 것을 일으키는 문제점을 극복할수 있다. 이는 아마도 다른 토너에 응집되는 토너가 상기 광전도드럼 10상에 높은 접촉압력을 야기시키기 때문이다.
본 발명의 발명자들은 상기 접촉압력과 전사구멍사이의 관계를 실험으로서 결정하였다. 결과적으로, 상기 전사롤러 4와 전사벨트 1사이의 접촉압력이 상기 지지롤러 30와 전사벨트 1사이의 접촉압력보다 작을 때, 상기 전사구멍이 줄어들 수 있다는 것을 판명하였다. 이러한 실시예에서, 상기 전사롤러 4와 전사벨트 1사이의바람직한 접촉압력은 1g/cm 내지 4g/cm(센티미터당 그램)이고, 상기 지지롤러 30와 전사벨트 1사이의 바람직한 접촉압력은 5g/cm 내지 20g/cm(센티미터당 그램)이다. 상기 전사롤러 4와 전사벨트 1사이의 접촉압력이 2g/cm 내지 3g/cm이고, 상기 지지롤러 30와 전사벨트 1사이의 접촉압력이 6g/cm 내지 12g/cm이면, 보다 향상된 작동이 이루어질수 있다.
또한, 도 6의 제 3실시예는 제 1,2실시예와 동일한 결과를 얻을수 있다.
도 7은 도 6의 제 3실시예의 제 1변형을 도시하고 있다. 도 7의 실시예는 도 2의 제 1실시예의 전사브러쉬와 동일한 구조를 갖는 전사브러쉬 14가 전사부재로 구성된 것을 제외하고 도 6의 제 3실시예와 유사하다. 즉, 상기 전사브러쉬 14는 전사롤러 4대신에 사용되는 것이다. 도 7에서, 도 6에 도시한 동일요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 전사브러쉬 14는 전사닢 W과 지지롤러 30사이에 위치되고, 상기 전사브러쉬 14는 상기 내부층 1b의 표면과 접촉하고, 전도필라멘트와 이를 지지하기 위한 홀더를 갖는다. 이러한 실시예에서, 상기 전사브러쉬 14와 전사벨트 1사이의 접촉압력이 상기 지지롤러 30와 전사벨트 1사이의 접촉압력보다 작을 때, 상기 전사구멍을 감소시킬수 있다.
상기 전사브러쉬 14를 이용하는 것은 상기 내부층 1b의 표면이 불균일할지라도 전사브러쉬 14는 탄성력에 기인하는 낮은 접촉압력하에서 표면과 안정적으로 접촉할수 있다는 추가적인 이득을 제공한다. 더구나, 상기 전사브러쉬 14에서 이상이 발생할지라도, 전사부재인 지지롤러 30가 상기 전사벨트 1에 전사바이어스전압을아직 인가하기 때문에 화상전사의 동작은 일정시간동안 임시적으로 계속할수 있다. 따라서, 상기 전사브러쉬 14를 사용하는 제 3실시예의 제 1변형은 제 1,2 및 3실시예와 같은 동일한 결과를 얻을수 있다.
도 8은 제 3실시예의 제 2변형을 도시한 것이다. 도 8의 실시예는 전사브레이드 41가 전사롤러 또는 전사브러쉬 대신에 사용되는 것을 제외하고 도 6의 제 3실시예와 유시하다. 도 8에 있어서, 도 6에 도시한 동일요소는 동일한 참조부호로 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 전사브레이드 41는 전도탄성체(a conductive elastic body)(예를들면, 전도고무 또는 레진)로 이루어진다. 상기 전사브레이드 41는 전사닢 W과 지지롤러 30사이에 위치되고, 설정된 접촉압력하에서 상기 내부층 1b의 표면과 접촉한다. 상기 전원 31은 상기 전사브레이드 41와 지지롤러 30에 전사바이어스전압(예를들면, -1.5kV 와 -6.5kV사이)을 인가한다. 피이드백전류는 상기 전사벨트 1를 통하여 상기 피이드백롤러 40로부터 제어장치 12로 흐르고, 상기 제어장치 12는 상기 피이드백전류를 근거로 하여 상기 전원 31의 출력을 제어한다. 도 7의 실시예에서, 상기 전사브레이드 41와 전사벨트 1사이의 접촉압력이 상기 지지롤러 30와 전사벨트 1사이의 접촉압력보다 작을 때, 상기 전사구멍을 감소시킬수 있다.
더구나, 상기 전사브러쉬 14에서 이상이 발생할지라도, 전사부재인 지지롤러 30가 상기 전사벨트 1에 전사바이어스전압을 아직 인가하기 때문에 화상전사의 동작은 일정시간동안 임시적으로 계속할수 있다. 따라서, 상기 전사브레이드 41를 사용하는 제 3실시예의 제 2변형은 제 1,2 및 3실시예와 같은 동일한 결과를 얻을수있다.
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 따른 전사장치의 개략도이다. 본 발명을 구체화하는 중간전사매체를 사용하는 화상형성장치는 도 9에 도시되어 있다. 상기 화상형성장치는 화상담체(예를들면, 광전도드럼 200)를 갖는다. 상기 광전도드럼 200의 주변에는 대전기 300를 포함하는 다양한 처리장치(process devices), 광기입장치(an optical writing device) 310, 유니트 281∼284를 갖는 현상장치(a developing device) 280, 크리닝장치(a cleaning device) 320 및 중간전사장치 500가 설치된다.
상기 중간전사장치 500에는 중간전사지시요소(예를들면, 중간전사벨트 210), 구동롤러 240, 피동롤러 230, 접지부재(a ground member)(예를들면 접지롤러 250), 전사부재(a transfer member)(예를들면 전사롤러 260),지지부재(예를들면 지지롤러 220), 종이전사부재(예를들면, 종이전사롤러 290) 및 고장력 전사전원 270등이 제공된다.
상기 구동롤러 240, 피동롤러 230, 접지롤러 250, 지지롤러 220 및 전사롤러 260는 중간전사벨트 210를 지지한다. 모터(미도시)는 시계방향(도 9의 화살표로 지심됨)으로서 화살표로 지시된 방향으로 상기 중간전사벨트 210를 회전하기 위하여 상기 구동롤러 246를 구동한다. 상기 롤러 220와 250는 상기 중간전사벨트 210를 팽팽하게 한다. 따라서, 상기 중간전사벨트 210는 상기 광전도드럼 200과 접촉하고, 전사닢 W은 상기 중간전사벨트 210와 광전도드럼 200사이에 형성된다. 상기 중간전사벨트 210는 설정된 고유체적저항(예를들면 1×109내지 1×1013cm)을 갖는 외부층 1a과 설정된 고유체적저항(예를들면 1×107내지 5×109cm)을 갖는 내부층 1b으로 제공되는 이중층구조를 갖는다. 상기 중간전사벨트 210는 전체적으로 설정된 체적저항(예를들면 1×109내지 5×1011cm)을 갖는다. 상기 고유체적저항은 일본공업규격(JIS) K 6911 을 근거로 하는 실험에 의해 결정된다. 상기 전사롤러 260는 상기 전사닢 W과 지지롤러 220사이에 위치된다. 상기 전사롤러 260는 축 260a과 상기 축 260의 외부면에 형성된 중간고유체적저항재료로 이루어진 피복층 260b을 갖는다. 상기 피복층 260b은 설정된 고유체적저항(예를들면 1×105내지 5×107cm)을 갖는다. 상기 지지롤러 220는 금속 또는 이와 유사한 전도재료(예를들면, 스테인레스 스틸)로 이루어진다. 상기 지지롤러 220는 상기 중간전사벨트 210의 이동방향에 대하여 전사닢 W의 하류측에 위치되어 상기 중간전사벨트 210의 내부층 210b과 접촉한다. 상기 전원 270은 상기 전사롤러 260와 지지롤러 220에 1차 전사바이어스전압을 인가한다. 상기 구동롤러 240는 중간전사벨트 210를 통하여 상기 종이전사롤러 290와 마주하고 전기장을 형성하기 위한 접촉전극(a facing electrode)으로서 작용한다. 전원(미도시)은 상기 용지전사롤러 290에 2차 전사바이어스전압을 인가한다.
도 9의 실시예에 대한 화상형성동작를 기술한다. 대전기 300는 상기 광전도드럼 300의 표면을 대전시킨다. 광기입장치 310는 특정 칼라의 화상을 나타내는 화상데이터에 따라서 상기 광전도드럼 200상에 화상을 연속적으로 기록한다. 현상유니트 281∼284는 상기 광기입장치 310로서 상기 광전도드럼 200상에 정전기적으로형성되는 특정 칼라의 잠상을 각각 현상한다. 상기 전사롤러 260와 지지롤러 220에 의해서 형성되는 전기장은 상기 현상장치 280로서 상기 광전도드럼 200상에 연속적으로 형성되는 토너화상을 상기 중간전사벨트 210로 하나위에 하나씩 연속적으로 전사한다(1차 전사). 상기 종이전사롤러 290는 상기 중간전사벨트 210로부터 종이 P로 칼라토너화상을 모아서 전사한다(2차 전사).
도 9의 이러한 실시예에서, 상기 전사롤러 260가 상기 중간전사벨트 210의 내부층 210b의 고유체적저항보다 작은 중간고유체적저항을 갖는 다는것은 바람직하다. 결과적으로 상기 전사롤러 260를 통하여 상기 전원 270으로부터 상기 전사닢 W으로 흐르는 전류흐름통로의 저항은 상기 전사롤러 220를 통하는 것보다 작을수 있으며, 상기 중간전사벨트 210와 광전도드럼 200사이의 이상방전을 감소시킬수 있다. 상기 전사롤러 260의 피복층 260b의 바람직한 고유체적저항은 1×105내지 5×107cm 이고, 상기 중간전사벨트 210의 내부층 210b의 바람직한 고유체적저항은 1×107내지 5×109cm 이다.
따라서, 상기 화성형성장치가 고속장치일지라도, 상기 중간전사벨트 210가 상기 광전도드럼 220과 접촉하는 전사닢 W에서의 전사전압은 감소될수 있고 상기 전사롤러 260는 상기 중간전사벨트 210상에 전하를 효과적으로 인가할수 있다. 또한, 상기 전사롤러 260에서 이상작동이 발생하더라도 전사부재인 지지롤러 220가 상기 중간전사벨트 210로 전사바이어스전압을 여전히 인가할수 있기 때문에 화상전사작동은 일정시간동안 임시적으로 계속할수 있다. 또한, 상기 중간전사벨트 210와 광전도드럼 200사이의 이상방전의 발생이 감소되어질수 있다.
도 9에 도시되고 기술된 제 4실시예에서, 상기 용지전사롤러 290(2차 전사)는 상기 전사롤러 4 또는 상기 전사롤러 260를 갖는 전사벨트 1로 교체될수 있다. 상기 중간전사벨트 210는 중간전사드럼 또는 중간전사롤러로 교체될수 있다. 더구나, 제 4실시예는 제 1,2 및 3실시예와 같은 동일결과를 얻을수 있다.
상술한 바와같은 실시예는 상기 전사벨트, 중간전사벨트, 전사롤러, 지지롤러의 배치와 구조, 접촉압력, 저항값에 대하여 설명한 것이다. 그러나, 이러한 실시예들은 이것들만으로 제한하고자하는 의도는 아니며, 다른 화상형성장치조건들과 부합되기 위하여 변경될수도 있다.
본 발명의 많은 부가적인 변형및 개선구조가 상술한 내용에 비추어 가능하다는 것은 명백한 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주내에서, 본 명세서내에 특별히 기술된 것과는 다르게 이루어질수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (24)

  1. 가시화상을 담지하도록 된 화상담체;
    상기 화상담체와 전사닢부분에서 접촉하도록 된 전사지지요소;
    상기 전사지지요소에 전사바이어스를 인가하고, 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉하는 전사부재;를 포함하고,
    상기 전사부재의 고유체적저항은 1×10 5 cm 이상이고, 1×10 9 cm 보다 작으며,
    상기 전사부재가 상기 전사지지요소의 내부층의 고유체적저항보다 작은 중간고유체적저항을 갖추도록 구성되는 화상형성장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전사지지요소의 내부층의 고유체적저항은 1×107cm 이상이고, 5×109cm 보다 작음을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제 3항에 있어서, 상기 전사지지요소의 외부층의 고유체적저항은 1×109cm 이상이고, 1×1013cm 보다 작음을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전사부재는 상기 전사지지요소의 이동방향에 대하여 상기 전사지지요소가 상기 화상담체와 접촉하는 상기 전사닢부분의 하부 또는 하류측에 위치됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉하도록 된 지지부재를 추가 포함하고, 상기 지지부재는 상기 전사지지요소의 이동방향에 대하여 상기 전사부재의 하부측에 위치됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제 6항에 있어서, 상기 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 접촉압력은 상기 지지부재와 상기 전사지지요소사이의 접촉압력보다 작음을 특징을 하는 화상형성장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 지지부재는 상기 전사지지요소에 상기 전사바이어스를 인가하도록 구성됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 전사부재는 전사롤러, 전사브러쉬 및 전사브레이드로 구성된 그룹(group)으로부터 선택된 한 요소를 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 전사지지부재는 전사벨트와 전사드럼으로 구성된 그룹으로부터 선택된 한 요소를 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 화상담체는 광전도드럼과 광전도벨트로 구성된 그룹으로부터 선택된 한 요소를 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 전사지지부재는 중간전사벨트, 중간전사드럼 및 중간전사롤러로 구성된 그룹으로부터 선택된 한 요소를 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 전사지지요소는 화상이 상기 화상담체로부터 전사되는 중간전사벨트인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  13. 가시화상을 담지하기 위한 화상담체;
    상기 화상담체와 전사닢부분에서 접촉하도록 구성된 전사지지요소;
    상기 전사지지요소에 전사바이어스를 인가하고, 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉하는 복수개의 전사부재;를 포함하고,
    상기 전사부재의 고유체적저항은 1×10 5 cm 이상이고, 1×10 9 cm 보다 작으며,
    상기 전사닢부분으로 가장 근접한 지점에 위치되는 가장 가까운 전사부재는 상기 복수개의 모든 전사부재중 가장 높은 고유체적저항을 가지도록 구성된 화상형성장치.
  14. 제 14항에 있어서, 상기 고유체적저항은 상기 전사바이어스가 전사지지요소에 인가되는 지점과, 상기 전사지지요소가 상기 가장 근접한 전사부재와 접촉하는 지점사이에서의 고유체적저항과 일치함을 특징으로 하는 화상형성장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 전사지지요소의 내부층의 고유체적저항은 1×107cm 이상이고, 5×109cm 보다 작음을 특징으로 하는 화상형성장치
  16. 제 14항에 있어서, 상기 가장 근접한 전사부재와 상기 전사닢부분사이에서의 전류흐름통로의 전기저항은 상기 복수개의 전사부재와 상기 전사닢부분사이에서의 전체 전류흐름통로의 전기저항 보다 작음을 특징으로 화상형성장치.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 가장 근접한 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 접촉압력은 상기 복수개의 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 전체 접촉압력중에서 가장 낮음을 특징으로 하는 화상형성장치.
  18. 가시화상을 담지하기 위한 화상담체;
    상기 화상담체와 전사닢부분에서 접촉하도록 된 전사지지요소;
    상기 전사지지요소로 전사바이어스를 인가하고, 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉하는 복수개의 전사부재;를 포함하고,
    상기 전사지지요소 내부층의 고유체적저항은 1×10 7 cm 이상이고, 5×10 9 cm 보다 작으며,
    상기 전사닢부분으로 가장 근접한 복수개의 전사부재사이에서의 전류흐름통로의 전기저항은 상기 복수개의 전사부재와 상기 전사닢부분사이에서의 전체 전류흐름통로의 전기저항중에서 가장 낮도록 구성된 화상형성장치.
  19. 제 20항에 있어서, 상기 가장 근접한 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 접촉압력은 상기 복수개의 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 전체 접촉압력중에서 가장 낮음을 특징으로 하는 화상형성장치.
  20. 가시화상을 담지하기 위한 화상담체;
    상기 화상담체와 전사닢부분에서 접촉하도록 구성된 전사지지요소;
    상기 전사지지요소로 전사바이어스를 인가하고, 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉하는 복수개의 전사부재;를 포함하고,
    상기 복수개의 전사부재와 전사지지요소사이의 접촉압력은 1g/cm 내지 4g/cm이며,
    상기 전사닢부분으로 가장 가깝게 위치되는 가장 근접한 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 접촉압력은 상기 복수개의 전사부재와 상기 전사지지요소사이의 전체 접촉압력중에서 가장 낮도록 구성된 화상형성장치.
  21. 제 22항에 있어서, 상기 전사닢부분에 상기 가장 근접한 전사부재사이에서의 전류흐름통로의 전기저항은 상기 복수개의 전사부재와 상기 전사닢부분사이의 전류흐름통로의 전체 전기저항중에서 가장 낮음을 특징으로 하는 화상형성장치.
  22. 가시화상을 담지하기 위한 화상담체수단;
    전사닢부분에서 상기 화상담체수단과 접촉하기 위한 전사지지수단;
    상기 전사지지수단으로 전사바이어스를 인가하고, 상기 전사지지수단의 내부층과 접촉하는 전사수단;을 포함하고,
    상기 전사수단의 고유체적저항은 1×10 5 cm 이상이고, 1×10 9 cm 보다 작으며,
    상기 전사수단은 상기 전사지지수단의 내부층의 고유체적저항보다 작은 중간고유체적저항을 갖도록 구성된 화상형성장치.
  23. 제 24항에 있어서, 상기 전사지지요소를 지지하기 위하여 상기 전사지지요소의 내부층과 접촉하는 지지수단을 추가 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
  24. 제 24항에 있어서, 상기 전사수단은 복수개의 전사요소를 포함하고, 상기 전사닢부분에 가장 근접한 전사요소는 중간고유체적저항을 가짐을 특징으로 하는 화상형성장치.
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