KR100391875B1 - 전기 도전성 입자가 현상 장치로부터 화상 담지 부재를거쳐 대전 수단으로 공급되는 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

화상 형성 장치는 화상 담지 부재와, 상기 화상 담지 부재에 탄성 가압 접촉된 대전 부재를 갖고 전기 도전성 입자를 수반하는, 상기 화상 담지 부재를 전기적으로 대전하는 대전 수단과, 상기 대전 수단에 의해 대전된 상기 화상 담지 부재 상에 전기 전하를 선택적으로 분산시킴으로써 정전 화상을 형성하는 화상 형성 수단과, 상기 화상 담지 부재 상에 토너를 사용하여 정전 잠상을 현상하고 상기 화상 담지 부재 상에 전기 도전성 입자를 공급하는 현상 수단과, 상기 현상 수단의 전기 도전성 입자의 공급 위치와 상기 대전 부재 사이의 관계를 변화시키는 변경 수단을 포함하며, 상기 현상 수단에 의해 공급된 전기 도전성 입자는 상기 화상 담지 부재의 전기 전하에 도움을 주기 위해 상기 대전 부재의 가압 접촉부로 운반된다.

Description

전기 도전성 입자가 현상 장치로부터 화상 담지 부재를 거쳐 대전 수단으로 공급되는 화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS IN WHICH ELECTROCONDUCTIVE PARTICLES ARE SUPPLIED TO CHARGING MEANS FROM DEVELOPING DEVICE BY WAY OF IMAGE BEARING MEMBER}

본 발명은 전자사진 공정을 이용하는 복사기 또는 프린터 등의 화상 형성 장치 또는 정전 기록 시스템에 관한 것으로, 특히 전기 도전성 입자를 사용하고 접촉 대전 기구를 이용하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

지금까지 예컨대, 전자사진 화상 형성 장치 또는 정전 기록 장치 등의 화상형성 장치에는 예컨대, 전자사진 감광 부재 또는 정전기식 기록가능 유전 부재 등의 화상 담지 부재(피대전 부재)를 소정의 극성 및 전위 수준으로 대전시키기 위한 대전 장치로서 코로나 대전 장치(코로나식 대전 장치)가 폭넓게 사용되었다.

코로나 대전 장치는 비접촉식 대전 장치이다. 이 장치는 일편의 와이어와, 이온 방전 전극을 둘러싸는 차폐부 형태의 전극으로 구성된 이온 방전 전극을 포함한다. 차폐 전극은 피대전 대상물의 표면 쪽으로 향하지만 이 대상물에 접촉하지는 않는 이온 방전 개구를 구비한다. 작동 시에, 고전압이 이온 방전 전극 및 차폐 전극에 인가되어 대상물이 소정의 극성 및 전위 수준으로 대전되도록 노광되게 되는 방전 전류(코로나 샤워)를 발생하게 된다.

그러나, 근래에는 다수의 접촉식 대전 장치가 제안되었으며, 그중 일부는 예컨대 이들이 코로나식 대전 장치에 비해서 오존 생성 및 전력 소비가 적다는 장점 때문에 대전 장치로서 실제로 사용되고 있다.

접촉식 대전 장치는 예컨대 화상 담지 부재인 피대전 부재에 접촉하도록 위치하는 예컨대 롤러(대전 롤러), 모피 브러시, 자성 브러시 또는 블레이드 형태인 전기 도전성 대전 부재를 포함한다. 작동 시에, 피대전 대상물의 주연면이 소정의 극성 및 전위로 대전되도록 소정의 전위 수준을 갖는 대전 바이어스 또는 전압이 예컨대 화상 담지 부재인 피대전 부재에 접촉하도록 위치한 접촉 대전 부재에 인가된다.

접촉식 대전 장치의 대전 기구(대전 원리)는, (1) 전기 방전에 기초한 기구와, (2) 전하의 주입에 기초한 기구 등 2가지의 대전 기구가 혼합된 것을 포함한다. 따라서, 접촉식 대전 장치의 특징은 상기 두 가지 기구의 우세도에 따라 가변적이다.

(1) 전기 방전에 기초한 대전 기구

이 대전 기구는 접촉식 대전 부재와 피대전 대상물 사이에 일어나는 전기 방전에 의해 발생된 산물을 이용하여 피대전 대상물의 주연면을 대전시키는 대전 기구이다.

전기 방전에 기초한 대전 시스템에서는 임계값이 있다. 따라서, 피대전 대상물을 소정 전위 수준 및 전압으로 대전시키기 위해서는 접촉식 대전 부재에 소정 전압 수준보다 큰 전위 수준을 인가해야 한다. 또한, 대전 시스템에 기초한 전기 방전은 코로나 기초 대전 장치에 의해 생성되는 것에 비해 현저하게 적은 양이기는 하지만 고유의 부산물을 생성한다. 따라서, 접촉식 대전 시스템을 사용하더라도 오존 등의 활성 이온에 의한 문제를 완전히 피할 수는 없다.

(2) 전하 주입에 기초한 기구

대전 기구는 대상물의 주연면이 전기적으로 대전되도록 접촉 대전 부재로부터 대상물에 전하를 직접 주입하는 대전 기구이다. 이는 소위 대전 시스템 또는 전하 주입 대전 시스템이라 불린다. 특히, 그 전기 저항이 중간 범위에 있는 접촉식 대전 부재는 피대전 대상물의 주연면에 접촉하도록 위치하여서 전기 방전을 개시하지 않고 대상물을 대전시키게 된다. 즉, 이 대전 기구는 피대전 대상물의 주연면에 전하를 직접 주입하는 대전 기구이다. 기본적으로, 이 대전 기구는 전기 방전에 의존하지 않는다. 따라서, 접촉식 대전 부재에 인가된 전압의 전위 수준이 임계 전압 수준보다 낮더라도 피대전 대상물은 인가된 전압의 전위 수준과 실질적으로 동일한 수준으로 대전될 수 있다.

이런 주입 대전 시스템은 이온 발생 문제를 일으키지 않기 때문에, 전기 방전에 의한 부산물과 관련한 문제는 일으키지 않는다. 그러나, 이런 접촉식 대전 시스템은 주입 시스템이기 때문에 접촉식 대전 부재와 피대전 대상물 사이의 접촉 상태에 따라 그 성능이 크게 영향을 받는다. 따라서, 접촉식 대전 부재가 높은 밀도를 갖고, 대전 부재와 피대전 대상물 사이의 표면 속도차를 충분히 큰 양으로 제공하고, 접촉식 대전 부재가 충분히 높은 효율로 피대전 대상물과 접촉하는 것이 중요하다.

A) 롤러에 의한 대전

전기 접촉식 대전 장치는 롤러식 대전 방식, 즉서 접촉식 대전 부재로서 전기 도전성 롤러(대전 롤러)를 이용한다. 이 장치는 그 안전성 때문에 널리 사용되고 있다.

대전 롤러의 경우에, (1)의 전기 방전에 기초한 대전 기구가 우세한 대전 기구이다.

대전 롤러는 전기 도전성 또는 중간 범위의 전기 저항을 갖는 고무 또는 발포재로 형성된다. 간혹, 소정 특성을 얻기 위해 상이한 재료들로 층을 이루기도 한다.

대전 롤러는 대전 롤러와 피대전 대상물(이하, "감광 부재"라 함) 사이에 소정의 접촉 상태가 유지될 수 있도록 탄성을 갖고 있다. 따라서, 대전 롤러의 외주 면 상에 큰 마찰 저항이 주어진다. 일반적으로, 감광 부재의 회전을 따르는 것이가능하게 되거나 감광 부재의 속도와 약간 다른 속도로 구동된다. 따라서, 대전 롤러가 감광 부재 내로 전하(electric charge)를 주입하도록 사용될 때, 감광 부재 및/또는 대전 롤러에 부착된 오염물에 의해 감광 드럼과 대전 롤러 자체 사이의 접촉 상태 및/또는 절대 성능에서 대전 롤러가 악화되는 것이 방지될 수 있으며, 그 결과, 대전 롤러가 접촉식 대전 부재인 점에도 불구하고 감광 부재는 불균일하게 대전된다. 즉, 종래의 대전 롤러의 경우, 전기 방전에 기초된 대전 기구는 감광 부재의 대전에 있어 우세하다.

도5는 여러 가지 접촉식 대전 부재의 효율을 도시하는 그래프이다. 가로 좌표는 접촉식 대전 부재에 가해지는 바이어스의 전위 수준을 표시하며, 세로 좌표는 감광 부재의 대응 전위 수준을 표시한다. 종래의 대전 롤러의 특성은 라인 A에 의해 표시된다. 즉, 대전 롤러에 가해지는 전압의 전위 수준이 약 -500 V의 개시 값을 지날 때 감광 드럼의 대전이 시작된다. 따라서, 대체로, -500 V의 전위 수준으로 감광 드럼을 대전하기 위해, -1,000 V의 DC 전압이 가해지거나 또는 1,200 V의 피크 대 피크 전압을 갖는 AC 전압이 가해지며, -500 V의 DC 전압에 추가하여, 개시 전압 값보다 큰 전위 수준의 차이는 대전 롤러와 감광 드럼 사이에 항상 존재하며, 감광 드럼의 전위 수준은 소정의 전위 수준, -500 V에 수렴한다.

보다 상세히 설명하면, 대전 롤러가 25 μm 두께의 광전도체로 감광 드럼과 접하여 위치될 때, 감광 드럼의 표면 전위 수준은 대전 롤러에 가해지는 전압의 전위 수준이 약 640 V를 지나 증가되면서 상승하기 시작한다. 640 V를 지나면, 감광 드럼의 표면 전위 수준은 1의 경사도로 선형 증가된다. 이런 개시 전위 수준은 대전 시작 전압 Vth로서 정의된다.

즉, Vd의 전위 수준으로 감광 드럼의 표면 전위 수준을 증가시키기 위해, 감광 드럼에 대한 목표 표면 전위 수준보다 큰 Vd + Vth의 전위 수준을 갖는 DC 전압이 필요하다. 단지 DC 전압이 물체를 대전시키도록 접촉식 대전 부재에 가해지는 이런 방법은 DC 대전 시스템이라 한다.

그러나, 접촉식 대전 부재의 저항 값이 주위에서의 변화에 의해 변화되기 때문에 그리고 감광 부재의 표면층이 깍이면서 감광 부재(화상 유지 부재)의 표면 층의 두께가 변화되면서 Vth의 값이 변화되기 때문에, DC 대전 시스템의 사용으로 소정 값으로 감광 부재의 전위 수준의 값을 변경하는 것은 오히려 어렵다.

따라서, 감광 드럼을 균일하고 신뢰성 있게 대전하기 위한 여러 가지 제안이 이루어졌다. 이런 제안 중, 소정의 전위 수준과 같은 DC 전압과 2 x Vth의 피크 대 피크 전압을 갖는 진동 AC 전압으로 구성된 복합 전압이 접촉식 대전 부재에 가해지는 미국 특허 제4,851,960호는 AC 대전 시스템을 개시한다. 이런 제안은 AC 전압이 전위 수준을 균일하게 하도록 되었다. 그 결과, 대전될 물체의 전위 수준은 Vd의 전압 값인 AC 전압의 상부 및 하부 피크의 중심으로 수렴되며, 이는 주위의 변화와 같은 외부 교란에 의해 영향받지 않는다.

그러나, 상술된 것과 같이 접촉식 대전 장치의 경우에도, 그 대전 기구는 전기적 방전에 주로 의존한다. 따라서, 접촉식 대전 부재에 가해지는 전압의 전위 수준은 감광 드럼이 대전되는 전위 수준의 값보다 큰 값을 가질 필요가 있다. 그 결과, 그 양이 작지만 오존이 발생된다.

또한, AC 대전 시스템이 대전의 균일성을 위해 사용될 때, 추가의 오존이 발생되며, 접촉식 대전 부재 및 감광 부재는 AC 전압에 의해 발생된 전기장에 의해 진동되며, 이는 소음(AC 대전 소음)을 야기한다. 또한, 감광 드럼의 외주 면의 악화와는 매우 심각하다. 이들은 새로운 문제점이다.

B) 모피 브러시에 의한 대전

이런 대전 방법에서, 전기 도전성 섬유 재질로 형성된 브러시부를 갖는 부재가 접촉식 대전 부재(모피식 대전 장치)로서 사용된다. 작동시, 전기 도전성 섬유 재질로 형성된 브러시부는 대전된 물체로서 감광 부재와 접촉하여 위치되며, 소정의 전위 수준을 갖는 대전 바이어스가 소정의 극성 및 전위 수준으로 감광 드럼의 외주 면을 대전하도록 브러시부에 가해진다.

또한, 모피 브러시식 대전 시스템의 경우에, 주된 대전 기구는 전기 방전(1)에 기초된 상술된 대전 기구이다.

실제로 사용되는 모피식 대전 장치에는 고정식 및 롤러식의 두 가지가 있다. 전자는 기부 천 내로 중간 범위에서 전기 저항을 갖는 섬유 재질을 짜고, 파일에 전극을 부착함으로써 구성된 일편의 파일을 포함하며, 후자는 금속 코어를 둘러싼 고정 모피 브러시식 대전 장치와 유사하게 금속 코어 및 일 편의 파일을 포함한다. 파일은, 약 100 스트랜드/mmSUP2/SUP의 섬유 밀도를 갖는 것이 상대적으로 구입이 용이하다. 그러나, 전하의 주입에 의해 충분히 균일한 방식으로 감광 부재를 대전하기 위해, 이런 섬유 밀도는 대전 부재와 감광 드럼 사이의 만족스러운 접촉 상태를 유지할 정도로 충분히 높지 않다. 따라서, 기계적으로 실현하기 불가능한 정도의 속도 차이를 감광 부재와 대전 부재의 외주 표면 사이에 제공하는 것이 필요하며, 이는 실제적이 아니다.

DC 전압이 인가될 때의 모피 브러시형 대전 장치의 특성은 도5의 선B에 의해 도시되어 있다. 즉, 또한 모피 브러시식 대전 장치의 경우에, 그 장치가 고정식이든지 롤러식이든지 간에, 감광 드럼은 대개 대전 바이어스를 목표 전위 수준 보다 큰 전위 수준으로 인가함으로써 발생된 전하를 통해 대전된다.

C) 자성 브러시에 의한 대전

이런 대전 방법에서, 자성 브러시, 즉 자성 롤러 상에서 브러시 형태로 자성적으로 한정된 전기 도전성 자성 입자는 접촉식 대전 부재로서 이용된다. 작동시, 자성 브러시는 감광 부재에 접촉 배치되고, 소정 전위 수준을 갖는 대전 바이어스는 대전될 물체로서 감광 드럼의 주연면을 대전시키도록 소정 극성 및 전위 수준으로 인가된다.

자성 브러시식 대전 장치의 경우, 주된 대전 기구는 주입 대전 기구(2)이다.

직경이 5 내지 50㎛ 범위의 전기 도전성 자성 입자가 자성 브러시를 형성하는 데 이용될 때, 충분한 양의 주연면 속도차가 자성 브러시와 감광 드럼 사이에 제공되고, 감광 드럼은 직접 대전 주입에 의해 균일 대전될 수 있다.

도5의 선 C, 즉 다양한 형태의 대전 장치의 특성을 도시한 그래프에 의해 도시된 대로, 이런 자성 브러시식 대전 장치는 대전 부재에 인가된 바이어스의 전위 수준에 실제 비례한 전위 수준으로 감광 드럼을 대전할 수 있다.

그러나, 이런 장치는 또한 그 자체의 문제점을 갖는다. 일예로, 그 장치는구조가 복잡하고, 자성 브러시를 구성하는 전기 도전성 자성 입자의 일부는 떨어져 감광 드럼에 부착된다.

일본 특허 공보 3,921/1994호등에는 대전 유지부, 일예로 감광 드럼의 전하 주입층 내의 트랩 평면 또는 전기 도전성 입자 내로의 직접 주입 전하에 의해 감광 드럼을 대전하기 위한 방법을 개시한다. 이런 방법은 전기 방전에 의존하지 않는다. 따라서, 이런 방법에 의해 대전 부재에 인가될 전압의 전위 수준은 단지 감광 드럼이 대전되는 전위 수준 만큼 크게 되어야 하고 오존을 발생시키지 않는다. 또한, 그것은 AC 전압의 인가를 필요로 하지 않는다. 따라서, 대전 소음이 없게 된다. 즉, 이런 방법은 오존을 생성하지 않고 소량의 전력을 소모한다는 점에서 롤러형 대전 방법에 비해 우월한 대전 방법이다.

D) 토너 재생 시스템(비세척형 시스템)

전사형 화상 기록 장치에서, 화상 전사 후의 감광 드럼(화상 지지 부재) 상에 잔류한 현상제(토너) 또는 잔류 현상제(잔류 토너)는 세척기(세척 장치)에 의해 감광 드럼의 주연면으로부터 제거되어 폐토너로 된다. 환경 보호 관점으로부터, 폐토너가 생성되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 토너 재생 시스템(또는 토너 재생 공정)을 채용한 화상 기록 장치가 실현되어 왔다. 이런 형태의 화상 기록 장치에서, 세척기가 존재하지 않으며, 화상 전사 후에 감광 드럼 상에 잔류해 있는 잔류 토너는 현상 장치(현상-세척 방법)에 의해 감광 드럼으로부터 제거된다. 즉, 잔류 토너는 현상 장치에 의해 회수된다.

현상-세척 방법은 화상 전사 후에 감광 드럼 상에 잔류해 있는 토너가 화상전사에 후속되는 잠상의 현상 중에, 즉 다음의 대전 및 노광 단계 후의 현상 중에 연무 제거 바이어스(현상 장치에 인가된 DC 전압의 전위 수준와 감광 드럼의 주연면의 전위 수준 간의 차이(Vback))에 의해 회수되는 방법이다. 이런 방법에 따라, 잔류 토너는 현상 장치에 의해 회수되고 다음의 화상 형성 사이클에서 사용된다. 즉, 토너가 소모되지 않고 폐토너가 생성되지 않아 유지 보수 노동량을 줄이게 된다. 또한, 세척기를 없앤 비세척형 기록 장치는 공간 면에서 유익하게 되고, 비세척형 기록 장치는 세척기를 갖춘 기록 장치에 비해 현저히 더 작아질 수 있다.

비세척형 시스템 내에서, 잔류 토너는 다음의 화상 형성 사이클 내의 현상 공정에 이용되도록 재생될 수 있도록 전술된 대로 전용 세척기에 의해 감광 드럼의 주연면으로부터 제거되는 대신에 대전 스테이션을 거쳐 그후 현상 장치를 통과하게 된다. 따라서, 토너 재생 시스템은 자체 문제점, 즉 접촉식 대전 부재가 비세척형 기록 장치 내에서 감광 부재를 대전시키기 위한 수단으로서 채용될 때, 잔류 토너가 감광 드럼과 접촉식 대전 부재 사이에 명확히 존재하기 때문에 감광 드럼과 접촉식 대전 부재 사이의 접촉부 내에 존재하는 전기 절연 토너로서 감광 부재를 어떻게 적절히 대전시키는지의 문제점을 갖는다. 감광 부재가 롤러형 대전 부재 또는 모피 브러시에 의해 대전될 때, 감광 드럼 상의 잔류 토너는 잔류 토너가 분배되는 패턴을 제거하도록 균일 분산되고, 감광 드럼은 비교적 큰 바이어스의 인가에 의해 야기된 전기 방전을 통해 대부분 대전된다. 자성 브러시가 감광 부재를 대전시키는 데 이용될 때, 전기 도전성 자성 입자, 즉 분말로 구성된 모피 부분은 그 감광 드럼을 대전시키기 위해 감광 드럼과 탄력적으로 접촉한다.

E) 입자들로서 접촉 대전 부재의 코팅

a. 일본 특허 공보 평7-99442호는 접촉 대전 장치 내의 대전 없이 안정된 균일 대전을 달성하기 위해, 입자들이 대전될 부재의 표면에 접촉 가능한 접촉 대전 부재의 표면 상에 도포되는 것을 개시한다. 접촉 대전 부재(대전 롤러)는 대전되어야 하는 부재(감광 부재)에 의해 (원주방향으로 속도 변화없는 구동으로) 구동되고, 오존 생산량이 스크로트론(scorotron) 등과 같은 코로나 대전제에서보다 현저히 작더라도 주요 대전 원리는 여전히 전술한 롤러 대전 방식과 유사한 방전형 대전 기구이다. 특히, 교류 바이어스 직류 전압이 보다 안정되고 균일한 대전을 제공하기 위해 사용될 때 전기 방전에 의한 오존 생산량이 증가한다. 이 장치가 오래 사용될 때 또는 비세척형 화상 형성 장치가 오래 사용될 때, 화상 흐름 등과 같이 오존체로부터 발생되는 문제점이 현저하게 된다.

일본 특허공개 평5-150539호는 접촉 대전 방식을 이용한 화상 형성 방법을 개시하는데, 이 경우에 현상제는 장기간의 반복된 화상 형성에 따라 대전 수단의 표면상에 미세한 실리카 입자 및/또는 토너 입자의 적층에 의해 일어나는 대전 결합을 방지하기 위해 적어도 가시화 입자와 이 가시화 입자보다 더 작은 평균 입자 크기를 갖는 전자 유도 입자를 함유한다. 그러나, 접촉 대전 방법은 방출형 대전 기구에 여전히 이용되고, 따라서 이는 전술한 문제점에 관련되게 된다.

b. 미국 특허출원 09/035109, 09/035108 및 09/035022호는 대전될 부재와 접촉 대전 부재 사이에 제공된 주연 속도 차이를 제공함으로써 접촉 특성을 향상시켜 주입 대전을 증진시키기 위해, 접촉 대전 부재는 전자 유도 입자(대전 증진 입자)로써 코팅되고, 이에 의해 근접 접촉성이 달성되어 불충분한 접촉에 기인한 부적절한 대전, 즉 만족스런 주입 대전 특성이 달성된다.

대전 특성이 접촉 대전 부재 상에 대전 증진 입자를 도포함으로써 현저해지기 때문에, 접촉 대전 부재의 주요 기능은 대전될 부재에 대한 닙(nip)을 제공하는 것과 대전 증진 입자를 지지하는 것이고, 접촉 대전 부재의 기능은 상기 닙 내에 존재하는 대전 증진 입자에 의해 수행된다. 여기서, 통상적으로 소위 시스템과 같은 "접촉 대전 부재"는 "대전 증진 입자용 지지 부재(대전 증진 입자 지지 부재)"로 불린다.

대전 증진 입자가 상기 E)-b에서 대전 증진 입자를 이용하는 주입 대전 기구 내의 대전 입자용 지지 부재 상에 도포되는 시스템에 있어서, 대전 증진 입자용 지지 부재의 표면에 지지된 대전 증진 입자의 양은 초기 단계에서 대전 증진 입자 지지 부재 상에 대전 증진 입자를 도포함으로써만 감소되고, 그 결과 대전 성능이 저하된다.

따라서, 대전 증진 입자를 대전 증진 입자 지지 부재에 공급하는 수단이 필요하게 된다. 이런 공급 수단의 경우에, 대전 증진 입자가 현상 장치로부터 화상 담지 부재(피대전 부재)의 표면을 통해 대전 증진 입자용 지지 부재와 화상 담지 부재 사이의 닙이 되는 대전부에 공급되는 시스템은 현상 장치가 소형화가 가능하도록 대전 증진 입자용 공급 수단으로서 사용될 수 있기 때문에 효과적이다.

대전 증진 입자를 이용하는 주입 대전 기구에 있어서, 대전 증진 입자는 사실상 접촉 대전 부재로서 작용하고, 따라서 현상 장치로부터 대전부로 대전 증진입자를 공급하는 시스템은 신규한 시스템이고, 사실상 접촉 대전 부재인 대전 증진 입자는 현상 장치로부터 항상 공급된다.

접촉 대전 부재인 대전 증진 입자가 현상 장치로부터 화상 담지 부재 및 대전 증진 입자 사이에 형성된 닙인 대전부로 공급되는 시스템에 있어서, 대전 증진 입자는 종방향으로의 불균일성 없이 대전 증진 입자용 지지 부재로 공급되는 것이 바람직하다. 대전 증진 입자가 안정적으로 공급되지 못할 때, 대전 증진 입자의 분배는 대전 증진 입자용 지지 부재의 표면상에서 균일하지 못하다. 그렇지 않다면, 대전 성능은 국부적으로 저하될 수도 있다.

그러나, 대전 증진 입자가 현상 장치로부터 전자장을 이용하는 화상 담지 부재로 공급될 때, 대전 증진 입자는 화상 형성 중에 화상 패턴에 대응되게 공급된다. 따라서, 대전 증진 입자의 불균일한 분포가 대전 증진 입자 지지 부재의 표면상에 초래된다.

본 발명의 주 목적은 전하가 전기 도전성 입자를 거쳐 화상 담지 부재로 주입되는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대전 부재의 표면 상의 전기 도전성 입자의 양이 항상 충분한 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기 도전성 입자의 양의 국부 결핍이 억제되는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 태양에 따르면, 화상 담지 부재와, 상기 화상 담지 부재에 탄성가압 접촉된 대전 부재를 갖고 전기 도전성 입자를 수반하는, 상기 화상 담지 부재를 전기적으로 대전하는 대전 수단과, 상기 대전 수단에 의해 대전된 상기 화상 담지 부재 상에 전기 전하를 선택적으로 분산시킴으로써 정전 화상을 형성하는 화상 형성 수단과, 상기 화상 담지 부재 상에 토너를 사용하여 정전 잠상을 현상하고 상기 화상 담지 부재 상에 전기 도전성 입자를 공급하는 현상 수단과, 상기 현상 수단의 전기 도전성 입자의 공급 위치와 상기 대전 부재 사이의 관계를 변화시키는 변경 수단을 포함하며, 상기 현상 수단에 의해 공급된 전기 도전성 입자는 상기 화상 담지 부재의 전기 전하에 도움을 주기 위해 상기 대전 부재의 가압 접촉부로 운반되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치가 마련된다.

도1은 실시예 1에 의한 화상 형성 장치의 개략도.

도2a는 실시예 1에 의한 화상 형성 장치 내의 대전 롤러의 길이를 따른 대전 롤러의 표면상의 대전 증진 입자의 양에 대한 분포도이고, 도2b는 종래의 화상 형성 장치 내에서 대전 롤러의 길이를 따른 대전 롤러의 표면상의 대전 증진 입자의 양에 대한 분포도이고, 도2c는 인쇄된 화상 패턴을 도시한 도면.

도3은 실시예 3에 의한 화상 형성 장치의 도면.

도4는 표면 대전 분사 층을 갖는 감광 부재의 예시적인 층 구조의 패턴을 도시한 도면.

도5는 대전 특성의 선도.

<도면의 주요부분의 부호에 대한 설명>

a : 대전 닙

S1 : 대전 바이어스 전원

m : 대전 성능 강화 입자

1 : 감광 부재

2 : 대전 롤러

3 : 현상 장치

4 : 전사 롤러

5 : 정착 장치

6 : 대전 성능 강화 입자 가동 부재

21, 41 : 금속 코어

22 : 중간 저항층

31 : 현상제

32 : 현상 슬리브

33 : 자석

34 : 탄성 블레이드

42 : 매체 저항 발포층

이하에서, 본 발명의 양호한 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

<실시예 1>(도1 및 도2)

도1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일례의 개략 단면도로서 화상 형성 장치의 전반적인 구조를 도시한다.

본 실시예의 화상 형성 장치는 전사식 전자 사진 공정, 전하 주입 시스템 및 프로세스 카트리지 시스템을 채용하는 비세척형 레이저 프린터이다.

본 실시예의 화상 형성 장치는 대전 성능 강화 입자들이 현상 장치(현상 수단) 내의 현상제와 혼합된다는 특징을 갖는데, 대전 성능 강화 입자들은 감광 부재의 주연면을 경유하여 감광 부재와 대전 성능 강화 입자 담지 부재 사이의 닙(대전스테이션) 내로 공급된다. 더욱이, 화상 형성 정보가 노광 공정을 통해 기록되는 영역의 위치는 매 사본에 대해 감광 부재의 길이 방향으로 이동되어, 대전 성능 강화 입자들이 닙의 길이 방향으로 대전 닙에서 분포되는 패턴을 변화시키므로, 대전 성능 강화 입자 담지 부재 상의 대전 성능 강화 입자들의 분포는 닙의 종방향으로, 즉 대전 성능 강화 입자 담지 부재의 종방향으로 균일하게 된다.

(프린터의 전반적 구조)

[화상 담지 부재]

도면 부호 1은 화상 담지 부재(피대전 물체)로서의 회전 드럼의 형태인 전자 사진 감광 부재를 나타낸다. 본 실시예의 프린터는 반전 현상 시스템을 채용하며, 따라서 감광 부재(1)의 감광 재료는 음극 대전형 감광 재료이다. 본 실시예의 감광 부재(1)는 직경이 30mm이고, 그 감광 재료는 유기 광전도체이다. 감광 부재는 94mm/초의 주연 속도로 화살표로 나타낸 시계 방향으로 회전 구동된다.

[대전 공정]

도면 부호 2는 소정량의 압력의 인가에 의해 감광 부재(1)와 접촉하게 되는 대전 성능 강화 입자 담지 부재로서의 전기 도전성 탄성 롤러(이하, 대전 롤러)를 나타낸다.

감광 부재(1)와 대전 롤러(2) 사이의 닙(이하, 대전 닙)이 알파벳 문자 a에 의해 나타나 있다. 대전 롤러(2)의 주연면은 대전 성능 강화 입자(m)로 예비 피복되고, 따라서 소정량의 대전 성능 강화 입자들이 대전 닙(a)에 존재한다.

대전 롤러(2)는 대전 닙(a)에서의 대전 롤러(2)의 주연면의 이동 방향이 대전 닙(a)에서의 감광 부재의 주연면의 이동 방향과 대향되는 방식으로 감광 부재(1)와 동일한 주연 속도로 회전 구동되어, 2개의 주연면들이 대전 닙(a)에서 서로 접촉하게 됨에 따라 대전 롤러(2)의 주연면이 대전 닙에서 감광 부재(1)의 주연면에 대하여 이동하게 한다.

대전 롤러(2)에 대해, 소정의 대전 바이어스가 대전 바이어스 전원으로부터 인가된다. 결국, 전하가 감광 부재(1)의 주연면 내로 주입되어, 감광 부재를 소정의 극성 및 전위 수준으로 균일하게 대전시킨다.

본 실시예에서, 대전 바이어스는 대전 바이어스 전원(S1)으로부터 대전 롤러(2)로 인가되어, 감광 부재(1)가 회전함에 따라 감광 부재(1)의 주연면이 약 700V의 전위 수준으로 균일하게 대전되게 한다.

대전 롤러(2), 대전 성능 강화 입자(m), 전하 주입 등을 별도의 섹션으로 상세히 설명하기로 한다.

[노광 공정]

감광 부재(1)가 더욱 회전됨에 따라, 감광 부재(1)의 균일하게 대전된 표면은 레이저 다이오드, 다각형 거울 등을 구비하는 도시되지 않은 레이저 스캐너로부터 출력된 스캐닝 레이저 빔(L)에 노광된다. 레이저 빔(L)은 목표 화상의 화상 형성을 반영하는 순차적인 전기 디지털 화상 신호를 갖는 양으로 설치된다. 따라서, 감광 부재(1)가 회전됨에 따라 감광 부재(1)의 균일하게 대전된 주연면이 레이저 빔(L)에 노광되기 때문에, 감광 부재(1)가 회전됨에 따라 목표 화상의 화상 형성을 반영하는 정전 잠상이 감광 부재(1)의 주연면 상에 형성된다.

[현상 공정]

도면 부호 3은 반전 비접촉식 현상 장치를 나타낸다. 감광 부재(1)의 주연면 상에 형성된 정전 잠상은 현상 장치(3)에 의해 현상제 화상(토너 화상)으로 반전 현상된다.

본 실시예의 현상 장치(3)는 평균 입경이 6μm이고 유전성인 음극 대전성 단일 성분 자성 현상제를 현상제(31)로서 사용한다.

현상제(31)에서, 대전 성능 강화 입자들이 혼합되고, 현상제(31) 내에서 혼합된 대전 성능 강화 입자의 양은 현상제(31)의 100에 대하여 2중량부이다. 그러나, 혼합비는 본 실시예에서 채용된 것으로 제한되지 않는다.

본 실시예의 현상제(31)는 약 10¹³Ω·cm의 체적 저항을 갖는 유전성 현상제이며, 다음과 같이 형성된다. 음전하 제어제로서 자철광, 모노아조익(monoazoic) 염료 및 금속 복합체가 스티렌 및 아크릴 수지의 공중합체인 결합 수지 내로 혼합된다. 자철광 및 금속 복합체 사이의 중량비는 60:1이다. 현상제(31)의 제조 후, 현상제를 보다 용이하게 유동 가능하게 하기 위해 친수성 실리카의 극미세 입자가 0.8 중량%로 현상제에 첨가되었다.

도면 부호 32는 16 ㎜의 직경을 갖는 비자성 현상 슬리브를 지시하며, 이는 자석(33)을 포함한다. 상기 현상제(31)(+m)는 현상 슬리브(32)의 주연면에 코팅된다. 현상제는 현상 슬리브(32)의 주연면과 감광 부재(1) 사이의 거리가 500 ㎛이고 감광 부재(1)와 동일한 속도로 회전되도록 위치 설정된다. 현상 슬리브(32)로는 현상 바이어스 전원(S2)으로부터 현상 바이어스 전압이 인가된다.

현상 장치의 현상제(31)(+m)는 현상 슬리브(32)에 의해 지지된다. 현상 슬리브(32)가 회전됨에 따라, 현상 슬리브(32)에서의 현상제(31)는 탄성 블레이드(34)(조절 블레이드)에 의해 두께가 조절되는데, 그 동안에 현상제는 탄성 블레이드(34)에 대해 마찰됨에 따라 마찰 전기식으로 대전된다.

현상 바이어스 전압은 -350 V의 DC 전압과 1.6 ㎑의 주파수 및 1.7 ㎸의 피크 대 피크 전압을 갖는 AC 전압을 포함하는 합성 전압이다. 현상 공정에 있어서, 단일 구성 요소의 점핑 현상 공정은 현상 슬리브(32)의 주연면과 감광 부재(1) 사이의 현상 스테이션(b)에서 수행된다. 현상 바이어스의 사양은 상기된 것에 제한될 필요는 없다.

현상제(31)의 양을 조절하면서 현상제(31)를 대전시키기 위해, 탄성 현상 블레이드(34)는 탄성 실리콘 고무로 형성된다. 블레이드에 적절한 크기의 탄성을 제공하기 위해, 블레이드의 경도는 (JIS-A = JIS-K6301의 A형 경도계에 의해 측정되면) 45°의 경도, 1.4 ㎜ 및 10 ㎜의 도달 길이로 설정되었다. 탄성 현상 블레이드(34)와 현상 슬리브(32) 사이의 접촉 압력은 대략 30 g/㎝로 설정되었다. 또한, 현상 슬리브(32)의 주연면에는 토너의 대전을 돕도록 열경화성 페놀 수지가 코팅된다.

[전사 공정]

도면 부호 4는 접촉식 전사 수단으로서의 전사 롤러를 지시하며, 전사 롤러의 전기 저항은 중간 범위에 있다. 전사 롤러(4)는 소정 크기의 압력의 인가로 감광 부재(1)와 접촉 상태로 유지되어, 전사 닙(c)을 형성한다. 상기 전사 닙(c)으로는 기록 매체로서 전사 매체(P)가 도시되지 않은 시트 급송부로부터 소정의 타이밍으로 급송되고, 전사 매체(P)가 전사 닙(c)을 통과함에 따라 소정의 전사 바이어스 전압이 전사 바이어스 전원(S3)으로부터 전사 롤러(4)로 인가된다. 결국, 감광 부재(1)의 현상제 화상은 전사 매체(P)가 전사 닙(c) 내로 급송됨에 따라 전사 매체(P) 상으로 연속적으로 전사된다.

본 실시예에서의 전사 롤러(4)는 금속 코어(41)와 금속 코어(41)의 주연면에 형성된 매체 저항 발포층(42)을 포함한다. 저항값은 5×10⁸Ω·㎝이다. 전사 동작에 대해, +3000 V의 DC 전압이 금속 코어(41)로 인가된다. 전사 매체(P)가 전사 닙(c) 내로 진입됨에 따라, 전사 매체(P)는 전사 닙(c)을 통해 운반되어, 전사 롤러(4) 및 감광 부재(1)에 의해 핀칭된다. 전사 매체(P)가 전사 닙(c)을 통해 운반됨에 따라, 감광 부재(1)의 주연면에 형성 및 지지되는 현상제 화상은 정전력 및 정전 압력에 의해 전사 매체(P)의 상부측으로 연속적으로 전사된다.

[정착 공정]

도면 부호 5는 열 정착 시스템 등을 사용하는 정착 장치를 지시한다. 전사 닙(c)으로 급송되어 감광 부재(1)로부터 현상제 화상을 수용한 후, 전사 매체(P)는 감광 부재(1)의 주연면으로부터 분리되고, 정착 장치(5) 내로 진입된다. 정착 장치(5)에서, 현상제 화상은 전사 매체(P)에 정착된다. 그 후, 전사 매체(P)는 인쇄물 또는 복사물로서 장치로부터 배출된다.

[카트리지]

본 실시예에서의 프린터는 3개의 가공 장치 즉 감광 부재(1), 대전 롤러(2) 및 현상 장치를 일체로 포함하는 프로세스 카트리지(C)를 채용하고, 프린터의 주 조립체에 제거 가능하게 설치될 수 있다. 카트리지(C)에 일체로 설치된 가공 장치들의 조합은 상기 것으로 제한될 필요는 없다.

(2) 대전 롤러(2)

본 실시예에서 대전 성능 강화 입자 담지 부재로서의 대전 롤러(2)는 금속 코어(21)의 주연면을 중간 범위의 저항을 갖는 고무 또는 발포 재료층으로 둘러쌈으로써 제조된다.

중간 저항층(22)은 (예컨대, 우레탄의) 수지, (예컨대, 카본 블랙의) 전기 도전성 입자, 가황제, 발포제 등으로부터 형성된 재료로 형성되고, 금속 롤러(21) 주위에 끼워진 롤러의 형상으로 형성된다. 형성 후, 중간 저항층(22)은 필요에 따라 주연면에서 연마된다.

본 실시예에서의 대전 롤러(2)의 측정 저항값은 5×10⁶Ω이었다. 대전 롤러(2)의 저항값은 다음 방식으로 측정되었다. 우선, 화상 형성 장치의 감광 부재(1)는 알루미늄 드럼으로 교체되었다. 그 후, 100 V의 전압이 알루미늄 드럼과 대전 롤러(2) 사이에 인가되었고, 2개의 구성 요소들 사이에 흐른 전류량이 측정되었다. 그 후, 대전 롤러(2)의 저항값은 이와 같이 얻어진 전류값으로부터 얻어졌다. 측정은 온도가 25℃이고 습도가 60%인 환경에서 수행되었다. 측정 환경에 한해서, 다른 실시예는 본 실시예와 동일하다.

본 실시예에서 대전 롤러(2)의 주연면에서의 평균 셀 직경은 20 ㎛이었다. 평균 셀 직경은 광학 현미경의 사용으로 측정되었다.

대전 성능 강화 입자 담지 부재로서의 대전 롤러(2)도 전극으로서 기능을 한다는 것은 중요하다. 즉, 토출 롤러(2)는 토출되는 물체와의 만족스러운 접촉 상태를 유지하도록 적절한 양의 탄성을 가져야 할뿐만 아니라, 토출되는 물체, 즉 이동 물체인 감광 부재(1)를 적절하게 토출하기에 충분한 낮은 전기 저항성을 가져야 한다. 한편, 핀 구멍과 같은 전압 저항의 관점에서 불완전한 부분들이 감광 부재(1) 내에 존재한다면, 토출 롤러(2)는 전압 누출을 방지할 수 있어야 한다. 토출되는 물체가 전자 사진 감광 부재일 경우, 토출 롤러(2)의 전기 저항은 10⁴내지 10⁷Ω(Ω)의 범위인 것이 바람직하다.

토출 롤러(2)의 주연면은 토출 성능 강화 입자들이 상부에 보유될 수 있도록 미세 불균일성을 갖는 것이 바람직하다.

토출 롤러(2)의 경도에 관하여, 경도가 소정 수준보다 낮다면, 토출 롤러(2)는 형상의 관점에서 불안정하고, 따라서 토출 롤러(2)는 감광 부재(1)와의 적절한 접촉 상태를 유지할 수 없고, 반면에 경도가 소정 수준보다 높다면, 토출 롤러(2)는 감광 부재(1)에 대항하여 토출 닙(a)을 형성할 수 없으며, 토출 롤러(2)가 토출 닙(a)을 형성한 경우에서도 토출 롤러(2)의 주연면과 감광 부재(1) 사이의 접촉 상태는 미세적 수준의 관점에서 바람직하지 않다. 따라서, 토출 롤러(2)의 경도는에스커 C 경도 스케일로 25 내지 50의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

토출 롤러(2)를 위한 재료의 선택은 탄성 발포 재료로 제한될 필요는 없다. 카본 블랙 또는 금속 산화물과 같은 전기 도전성 물질이 전기 저항을 조정하도록 분산되는, EPDM, 우레탄, NBR, 실리콘 고무, IR 등이 가능하다. 상기의 열거된 재료들은 자연 상태 또는 발포 상태에 있을 수 있다. 또한, 이들의 전기 저항은 전기 전기 도전성 물질을 분산시키는 대신 이온 도전성 물질을 사용하여 조정될 수 있다.

토출 롤러(2)는 본 실시예에서 수 mm의 폭을 갖는 토출 닙(a)을 형성하면서, 예비 설정된 양의 압력이 적용된 상태에서 토출되는 물체로서 감광 부재(1) 상에서 탄성에 대항하여 가압되어 유지된다.

(3) 토출 성능 강화 입자

본 실시예에서, 10⁷Ω.cm의 저항과 1 ㎛의 평균 입경을 갖는 전기 도전성 아연 산화물 입자가 토출 성능 강화 입자를 지지하기 위한 부재로서 토출 롤러(2)의 주연면 상에 예비 코팅된 토출 성능 강화 입자로서 채용되고, 현상제(31)에 외부에서 부가된 토출 성능 강화 입자로서도 채용된다.

토출 성능 강화 입자(m)가 입자의 1차 상태, 즉 입자(m)가 물리적으로 서로 독립적인 상태에 있거나, 또는 2차 상태, 즉 입자(m)가 큰 크기의 입자로 응고된 상태에 있는지의 여부는 무관하다. 즉, 입자(m)의 상태는 응고된 상태의 입자(m)가 토출 성능 강화 입자로서 적절하게 기능하는 한 중요하지 않다.

토출 성능 강화 입자가 응고 상태에 있을 때, 토출 성능 강화 입자의 평균 입경은 2차 입자의 평균 입경으로서 한정된다. 토출 성능 강화 입자의 평균 입경의 결정에 있어서, 100개 이상의 토출 성능 강화 입자가 무작위로 선택되어, 광학 또는 전자 현미경을 사용하여 최대 수평 현 길이가 측정된다. 그 후, 이들의 체적 입자 크기 분포도가 얻어지고, 토출 성능 강화 입자의 평균 입경은 얻어진 입자 크기 분포도에 기초한 평균의 50 %로 한정된다.

대전 성능 강화 입자(m)의 저항값이 10¹²Ω·cm 정도이면, 대전 성능 강화 입자(m)는 다른 것만큼 효과적이지 않다. 따라서, 저항값은 10¹²Ω·cm보다 클 필요가 없으며 양호하게는 10¹⁰Ω·cm보다 클 필요가 없다. 본 실시예에서 저항값은 1 x 10⁷Ω·cm이다. 저항값은 타블렛 방법에 의해 대전 성능 강화 입자(m)의 전기 저항을 측정함으로써 얻어진 값들을 표준화시킴으로써 얻어졌다. 보다 구체적으로, 대전 성능 강화 입자 샘플의 약 0.5 g은 2.26 cm²의 하부 영역 크기를 갖는 실린더 내에 배치되었고, 이런 샘플의 전기 저항은 상부 및 하부 전극들 사이에서 100 V의 전압을 인가하고 샘플을 조밀하게 유지하기 위해 상부 및 하부 전극들 사이에서 15 kg의 물리적 압력을 가할 때 측정되었다. 대전 성능 강화 입자(m)의 비저항값은 대전 성능 강화 입자(m)의 측정된 전기 저항값을 표준화하여 얻어졌다.

대전 성능 강화 입자(m)가 잠상을 형성하기 위한 노광 공정과 간섭하는 것을 방지하기 위해, 대전 성능 강화 입자(m)는 백색 또는 거의 투명하고 비자성인 것이바람직하다. 대전 성능 강화 입자의 일부가 감광 부재(1)의 주연면으로부터 기록 매체(P)로 전사되는 점을 고려할 때, 대전 성능 강화 입자들은 특히 색상 기록에서 무색 또는 백색인 것이 바람직하다. 또한, 대전 성능 강화 입자(m)들의 평균 입자 크기가 현상제(31)의 평균 입자 크기의 절반보다 작을 때, 대전 성능 강화 입자(m)는 때때로 전술한 노광 공정과 간섭한다. 따라서, 대전 성능 강화 입자(m)의 평균 입경은 현상제(31)의 평균 입경의 절반보다 작지 않는 것이 바람직하다. 대전 성능 강화 입자(m)의 평균 입경의 최소의 제한으로서, 입자의 안정성을 고려하여 10 nm인 것으로 생각된다.

대전 성능 강화 입자(m)의 재료로서, 본 실시예에서는 전기 도전성 산화아연 입자들이 사용되었다. 그러나, 재료의 선택은 이에 제한되지 않는다. 다양한 기타 전기 도전성 입자를 사용할 수 있는 데, 산화 아연, 산화 금속 입자 및 유기 재료의 혼합물 이외에도 다른 전기 도전성 재료 산화 입자, 예컨대 산화 알루미늄과, 이전 재료의 표면 처리 형태(version)를 사용하는 것이 가능하다.

(4) 전하 주입

1) 대전 닙(a)의 감광 부재와 대전 롤러(2) 사이에 다량의 마찰 저항이 있는 상태로, 감광 부재[1, 대전 롤러(2)]에 대해 소정의 주연 속도를 갖는 대전 롤러[2, 감광 부재(1)]를 제공하지만 화상 담지 부재로서 감광 부재(1)와 접촉하는 대전 성능 강화 입자 담지 부재와 같이 대전 롤러(2)를 배치하는 것은 어렵다. 그러나, 대전 성능 강화 입자(m)는 대전 닙(a)의 대전 롤러(2)와 감광 부재(1)의 주연면 사이에 개재될 때, 대전 성능 강화 입자(m)의 윤활 효과는 감광 부재(1)에 대해 소정의 속도를 제공하면서 대전 롤러(2)가 감광 부재(1)와 접촉하여 용이하고 효과적으로 배치되는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라 대전 성능 강화 입자(m)가 대전 닙(a)의 감광 부재(1)와 대전 롤러(2)의 주연면들 사이에 나타나는 미세한 불규칙성에 대해 보상하고 대전 롤러(2)가 감광 부재(1)의 주연면과 전기 접촉을 이루는 빈도를 증가시킨다.

대전 롤러[2, 감광 부재(1)]에 감광 부재[1, 대전 롤러(2)]에 대해 충분한 량의 주연 속도를 제공하는 것은 감광 부재(1)을 접촉시키도록 대전 성능 강화 입자(m)에 대한 주파수를 극적으로 증가시키므로, 대전 성능 강화 입자(m)와 감광 부재(1)의 주연면 사이가 전기 접촉된 상태로 극적인 향상을 이루게 된다. 즉, 대전 닙(a)의 대전 성능 강화 입자(m)는 임의의 지점을 놓치지 않고 감광 부재(1)의 주연면을 문지른다. 그 결과, 전하는 감광 부재(1)로 직접 주입된다. 즉, 대전 닙(a)의 대전 롤러(2)와 감광 부재(1)의 주연면 사이에 대전 성능 강화 입자를 개재하여 접촉형 대전 기구들 사이의 우세 인자의 전하 주입을 형성한다.

대전 롤러(2)와 감광 부재(1)를 서로에 대해 소정의 주연 속도로 제공하는 구조에 대해서, 감광 부재(1)가 회전식으로 구동되지만, 대전 롤러(2)는 회전식으로 구동될 수도 있고 회전하지 않을 수도 있다. 대전 롤러(2)는 전사 공정 후에 감광 부재 상에 남아있어서 대전 닙(a)에 전달되는 현상제 입자를 일시적으로 복구시키고 균질화하도록 회전식으로 구동되는 것이 바람직하다. 또한, 감광 부재(1)의 회전 방향에 대향되는 방향으로 대전 롤러(2)를 회전함으로써 감광 부재(1)로부터 감광 부재(1) 상에 남아있는 현상제 입자를 일시적으로 분리하는 것은 전하가감광 부재(1) 내로 주입되는 것이 바람직하게 때문에, 대전 롤러(2)는 대향된 방향으로 대전 롤러(2)와 감광 부재(1)의 주연면이 대전 닙(a)으로 이동하는 방향으로 회전되는 것이 바람직하다.

그 결과, 종래의 롤러를 기준으로 한 대전 방법을 사용하여 달성하는 것이 불가능했던 대전 롤러(2)에 가해진 전압의 전위 수준과 대체로 동일한 전위 수준으로 감광 부재(1)를 대전하기에 충분히 높은 대전 효율을 달성하는 것이 가능하다. 즉, 대전 성능 강화 입자(m)는 전술된 방법으로 개재될 때, 소정의 전위 수준으로 감광 부재(1)를 대전하도록 대전 롤러(2)에 가해지는 데에 필요한 바이어스 수준은 감광 부재(1)가 대전될 전위 수준과 사실상 동일할 수도 있고, 또한 안전하고 안정된 대전 시스템 또는 장치, 즉 전기 방전에 의존하기 하지 않는 접촉형 대전 방법 및/또는 장치를 실현하는 것이 가능하다.

대전 닙(a)에 대전 성능 강화 입자를 초기에 개재하고 및/또는 대전 성능 강화 입자(m)로 대전 롤러(2)의 주연면을 미리 코팅하는 것은 각각의 인쇄 작동의 초기에서부터 전하 주입 효율 면에서 프린터를 최상으로 수행하게 한다.

2) 비세척형 화상 형성 장치에 있어서, 화상 전사 후에 감광 부재(1)의 주연면 상에 남아있는 현상제 입자는 감광 부재(1)의 주연면의 이동에 의해 대전 닙으로 손대지 않고 운반된다.

그러나, 대전 롤러(2)를 감광 부재(1)의 주연면에 대해 소정 량의 주연 속도로 제공하면서 감광 부재(1)와 접촉하게 대전 롤러(2)를 배치하는 것은 감과성 부재(1)에 남아있는 형상 입자가 형성하는 패턴을 어지럽힌다. 그 결과, 이전 화상패턴은 현재 형성된 화상의 망점(half tone) 영역의 고스트로서 나타나는 것이 방지된다.

3) 대전 닙(a)으로 운반된 후, 전술된 전사 잔류 현상제 입자는 대전 롤러(2)에 부착된다. 현상제는 본래 유전성이기 때문에, 전사 잔류 현상제 입자의 대전 롤러(2)로의 부착은 감광 부재(1)가 불충분하게 대전되게 하는 요소 중의 하나이다.

이런 경우에도, 대전 닙(a)의 대전 성능 강화 입자(m)의 존재는 대전 롤러(2)가 감광 부재(1)와 전기 접촉하여 남아있는 것이 바람직하고 감광 부재(1)에 대항하는 적절하게 의도된 저항량을 유지하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 전사 잔류 현상제 입자에 의해 대전 롤러가 오염되더라도, 전하는 긴 시간 주기 동안 감광 부재(1) 내로 직접 주입될 수 있다. 즉, 감광 부재(1)는 전압을 인가함으로써 오존을 생성하지 않고도 균일하게 대전될 수 있다.

4) 대전 롤러(2)에 부착한 후, 전사 잔류 현상제 입자는 대전 롤러(2)의 주연면으로부터 다시 감광 부재(1) 상으로 점차 배출되고, 감광 부재(1)의 주연면의 이동과 함께, 이들은 감광 부재(1) 상의 잠상이 현상되는 것과 동시에 현상 장치(3)에 의해 세척(회수)되는 현상 스테이션(b)에 도착한다. 현상 장치에 의해 회수된 현상제 입자는 재활용된다.

이 경우, 대전 롤러(2) 상의 대전 성능 강화 입자(m)의 존재는 전사 잔류 현상제 입자를 대전 롤러(2)에 부착시키는 데 드는 힘의 양을 감소시킨다. 그 결과, 전사 잔류 현상제 입자가 대전 롤러(2)로부터 감광 부재(1)로 배출되는 효율이 향상된다.

상술한 바와 같이, 감광 부재(1) 상에 잠상을 현상하는 동안의 감광 부재(1) 세척 공정은 안개 방지 바이어스, 즉 현상 장치에 인가되는 DC전압과 감광 부재(1)의 주연면 상의 전하 사이의 전위 수준의 차이 Vback을 사용하여, 화상 전사 후 감광 부재(1) 상에 잔류하는 현상제 입자를 회수하는 세척 공정이고, 감광 부재(1)의 후속 화상 형성 회전의 현상 공정 동안, 즉 화상 전사 후 잔류하는 현상제 입자가 존재하는 감광 부재(1)의 주연면 부분이 다시 대전된 후, 감광 부재(1)의 후속 화상 형성 회전시 잠상 형성을 위해 노광된다. 본 실시예의 프린터에서 수행되는 현상 공정과 같은 반전 현상의 경우, 현상 동안 이런 세척 공정은 현상 슬리브 상의 "어두움(dark)" 전위 수준으로 감광 부재(1)의 영역으로부터 토너 입자를 회수하도록 작용하는 전기장에 의해, 그리고 "밝음(light)" 전위 수준으로 토너 입자를 현상 슬리브로부터 감광 부재(1)의 영역에 부착시키도록 작용하는 전기장에 의해 수행된다.

5) 감광 부재(1)의 주연면 상에 부착되는 대전 성능 강화 입자(m)의 존재, 즉 감광 부재(1)의 주연면에 대한 대전 성능 강화 입자(m)의 실질적 부착은 현상제가 감광 부재(1)로부터 측면으로 기록 매체(P) 상으로 전사되는 효율을 향상시키는데 있어 효과적이다.

(5) 대전 닙(a) 또는 대전 롤러(2)에 대한 대전 성능 강화 입자(m)의 보충

초기에 충분한 양의 대전 성능 강화 입자(m)가 대전 닙(a)의 감광 부재(1)와 대전 롤러(2) 사이에 개재되거나 초기에 대전 롤러(2)가 충분한 양의 대전 성능 강화 입자(m)로 코팅될 때, 대전 닙(a)의 감광 부재(1)와 대전 롤러(2) 사이에 개재된 대전 성능 강화 입자(m)의 양은 점차 감소하거나 대전 성능 강화 입자(m)의 양은 장치의 사용과 함께 점차 감소한다. 또한, 대전 성능 강화 입자(m) 자체는 장치의 사용과 함께 점차 악화된다. 결국, 대전 수단의 성능이 저하된다.

따라서, 대전 닙(a)과 대전 롤러(2)는 대전 성능이 저하됨에 따라 대전 성능 강화 입자(m)를 보충할 필요가 있다.

본 실시예에서, 대전 성능 강화 입자(m)는 비접촉식 현상 장치(3)가 사용하는 현상제(31)에 혼합된다. 따라서, 대전 성능 강화 입자(m)는 현상 장치(3)의 현상 스테이션(b)의 감광 부재(1)의 주연면에 공급되고, 감광 부재(1)의 주연면 상에 부착된 상태로 대전 성능 강화 입자(m)가 감광 부재(1)와 대전 롤러(2) 사이에 개재되거나 대전 롤러(2)의 주연면 상에 코팅되는 대전 닙(a)으로 이송되어, 전기 도전성 면에서 감광 부재(1) 및 대전 롤러(2)의 주연면들 사이의 접촉 상태를 향상시킨다. 그 결과, 본 장치의 대전 성능은 회복된다. 본 실시예의 시스템과 같은 시스템의 경우에, 대전 성능 강화 입자(m)는 실제로 접촉 대전 부재의 역할을 한다. 즉, 대전 성능 향상 부재는 실제로 현상 장치로부터 공급된다.

전사 닙(c)에서, 감광 부재(1) 상의 현상제 화상은 전사 바이어스 효과에 의해 기록 매체(P)를 향해 당겨져서 확실하게 기록 매체(P) 상으로 전사된다. 그러나, 감광 부재(1) 상의 대전 성능 강화 입자(m)은 전기 도전성이 있기 때문에, 이들은 확실하게 기록 매체(P) 상으로 전사하지 못하고 감광 부재(1) 상에 사실상 부착된 상태로 남으며, 감광 부재(1)의 주연면의 이동과 함께 전사 닙(c)을 통해 대전 닙(a)으로 이송된다.

현상 장치에서, 현상제(31) 속으로 혼합된 대전 성능 강화 입자(m)는 현상제(31)의 입자에 문질러진다. 또한, 음전하 제어 재료가 본 실시예에서 사용되는 현상제(31)에 외부에서 첨가되기 때문에, 대전 성능 강화 입자(m)는 음전하 제어 재료에 의해 음전하 제어 재료의 극과 반대인 양극으로 마찰전기로 대전된다. 그 결과, 현상 슬리브(32) 상의 현상제(31) 내의 대전 성능 강화 입자(m)는 현상 슬리브(32)와 감광 부재(1) 사이의 전위 수준의 차이에 의해 현상 슬리브(32)로부터 감광 부재(1)의 주연면 상으로 공급된다. 대전 성능 강화 입자(m)는 극성에 있어서 현상제(31)에 반대되므로, 이들은 전사 스테이션(C) 내에서 전사되지 않고, 대전 롤러(2)와 감광 부재(1) 사이의 대전 닙(a)으로 공급되어 대전 롤러(2)의 주연면 상에 코팅된다.

(6) 대전 성능 강화 입자(m)의 균일 분포

본 실시예에서, 화상 형성 정보가 감광 부재(1) 상에 기록되는 영역의 위치를 이동시키기 위한 순서가 대전 닙(a)의 종방향으로의 대전 성능 강화 입자의 분포 패턴을 이동시키기 위해 제공되어, 대전 성능 강화 입자가 대전 롤러(2)의 종방향에 대해 대전 롤러(2) 상으로 균일하게 공급된다.

보다 상세하게는, 화상 형성 정보가 스캐너로부터 투사된 노광 비임(L)에 의해 기록되는 감광 부재(1)의 주연면의 영역은 모든 사본에 대해 이동되고, 이에 따라 대전 성능 강화 입자가 현상 장치(3)로부터 대전 닙(a)으로 공급되는 분포 패턴이 모든 사본에 대해 변화된다. 따라서, 동일한 화상 형성 정보가 노광 수단(L)에 의해 연속적으로 기록되더라도, 대전 닙(a)의 종방향에서의 대전 성능 강화 입자(m)의 분포 패턴은 변화한다. 결국, 대전 닙(a)의 종방향에서의 대전 성능 강화 입자(m)의 분포에 있어서 실질적으로 현저한 편차가 없다. 따라서, 대전 성능 강화 입자(m)는 대전 롤러(2)의 종방향에서 대전 롤러(2)의 주연면 상에 균일하게 코팅되어, 대전 성능이 일관된 대전 롤러(2)를 제공한다.

(7) 대전 성능 등의 평가

본 발명에 따라 상술한 화상 형성 장치가 도2c에 도시된 표의 패턴으로 연속적으로 500매의 사본을 인쇄하는 데 사용된 후에, 기준 화상의 사본을 인쇄하도록 사용되었다. 그 후 이렇게 얻어진 기준 화상의 사본의 품질이 장치의 대전 성능을 간접적으로 평가하기 위해 평가되었다.

비교를 위해, 종래의 화상 형성 장치, 즉 화상 형성 정보가 레이저 스캐너로부터 투사된 레이저 비임(L)에 의해 기록되는 감광 부재(1)의 주연면 상의 영역의 위치가 고정되고, 따라서 대전 성능 강화 입자(m)가 고정된 분포 패턴으로 대전 닙(a) 내로 그리고 대전 롤러(2)의 주연면 상으로 공급되는 화상 형성 장치가 본 실시예의 화상 형성 장치와 동일한 방식으로 시험되었고, 결과는 대전 성능에 대해서 본 실시예의 화상 형성 장치의 결과와 비교되었다.

또한, 본 실시예의 장치와 종래의 장치 사이의, 대전 성능 강화 입자(m)가 공급되는 일관성의 차이가 대전 롤러(2)의 주연면 상에 코팅되어 남은 대전 성능 강화 입자(m)의 양을 측정함으로써 비교되었다.

대전 성능 강화 입자(m)의 양(수)을 측정하기 위해 사용된 방법은 다음과 같다. 화상 형성 장치가 인쇄 작업의 정확히 중간에서 정지되어, 대전 롤러(2)의 주연면이 비디오-현미경(OVM1000N, Olympus)과 디지털 스틸 레코더(SR-3100, DELTIS)에 의해 촬영되었다. 비디오-현미경은 1000배의 배율을 갖는 대물 렌즈가 장착되었다.

대전 롤러(2) 각각에 대한 입자수 분포를 얻기 위해 디지털 화상은 일정 확산 증폭 과정을 거쳐서 주어진 한계값을 사용해서 2진화되었다. 그 다음 2진 화상 각각의 전체 백색 영역의 크기가 측정되었다. 영역 크기의 값은 2진 화상을 생성하기 위해 사용된 한계값에 따라서 심하게 변화한다. 그러나, 대전 롤러(2)의 종방향에서의 대전 롤러(2)의 주연면 상의 입자 분포는 한계값이 일정하게 유지되는 한 얻어질 수 있다.

따라서, 상기 설명된 방법으로 측정된 대전 롤러(2)의 주연면에 부착되어 잔류하는 대전 성능 강화 입자(m)량의 값은 절대값이 아니고, 대신 대전 롤러(2)의 종방향에서의 대전 성능 강화 입자(m) 분포의 상대적인 불균일성을 나타낸다.

도2a는 본 실시예의 화상 형성 장치의 대전 롤러(2)에 부착되어 남은 대전 성능 강화 입자의 측정 결과, 즉 본 실시예의 화상 형성 장치 내의 대전 롤러(2)의 종방향에서의 대전 롤러(2)의 주연면 상의 대전 성능 강화 입자의 분포를 도시한다. 도2b는 종래의 화상 형성 장치의 대전 롤러(2)에 부착되어 남은 대전 성능 강화 입자의 측정 결과, 즉 종래의 화상 형성 장치 내의 대전 롤러(2)의 종방향에서의 대전 롤러(2)의 주연면 상의 대전 성능 강화 입자의 분포를 도시한다.

도2a 및 도2b의 입자 분포 입자들 사이의 비교로부터 명백한 것처럼, 도2b에도시된 대전 롤러(2)의 종방향에서의 대전 롤러(2)의 주연면 상의 대전 성능 강화 입자(m)량의 분포 패턴에 있어서의 불균일성은 표 화상의 패턴을 재현하고, 본 실시예를 나타내는 도2a에 도시된 것은 그러한 경향을 보여주지 않으며 대전 롤러(2)의 부적절한 대전이 본 발명에 따른 장치 내에서는 발생하기 어렵다는 사실을 나타낸다.

본 실시예의 화상 형성 장치와 종래의 장치 사이의, 표 패턴의 연속 인쇄 후에 인쇄된 기준 화상의 품질의 비교는 다음 사실을 나타낸다. 비교 실시예의 화상 형성 장치의 경우에서, 대전 롤러(2)의 대전 성능은 표 화상의 괘선에 대응하는 부분을 가로질러 감소되어, 화상 품질에 해로운 영향을 미쳤다. 그러나, 본 실시예의 화상 형성 장치의 경우에서, 대전 성능 강화 입자(m)가 대전 닙(a)의 종방향으로 분산된 패턴은 실질적으로 어떠한 편차도 보이지 않았으며, 이것은 본 실시예의 장치가 장기간 동안 바람직한 대전 성능을 유지할 수 있었음을 증명한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 대전 성능 강화 입자(m)는 현상제에 혼합되어 현상 장치(3)로부터 감광 부재(1)의 주연면을 거쳐 대전 닙(a)으로 공급되었다. 또한, 화상 형성 정보가 노광 비임에 의해 기록되는 감광 부재(1)의 주연면 상의 영역은 모든 사본에 대해 감광 부재(1)의 종방향으로 이동되어, 대전 닙(a)의 종방향으로의 대전 성능 강화 입자의 분산 패턴은 대전 롤러(2) 상에서 대전 성능 강화 입자의 분산이 사실상 균일해지도록 변화되었다. 결국, 장기간 동안 양호한 대전 성능은 유지될 수 있게 되었다.

또한, 본 실시예에서 레이저 비임(L)이 화상 형성 정보를 기록하는 영역의위치는 모든 사본에 대해 이동되었다. 그러나, 이런 실시는 강제적이지 않다. 예컨대, 화상 노광 또는 기록 위치 및 영역은 임의의 또는 불규칙한 화상 형성 사이클의 수에 상응하는 간격으로 이동될 수 있다.

또한, 대전, 현상, 전사 등에서의 전기 극성 설정은 본 실시예에서와 정확하게 동일한 설정으로 제한될 필요는 없다.

<실시예 2>

본 실시예에서, 감광 부재(1)에 대한 대전 롤러(2)의 위치 이동 순서는 대전 닙(a)의 종방향으로 대전 성능 강화 입자의 분산 패턴을 이동시키도록 마련되어서, 대전 성능 강화 입자는 대전 롤러(2)의 종방향에 대해 대전 롤러(2)에 균일하게 공급된다.

보다 상세하게는, 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 구조는 다음 방식으로 개조되었다. 즉, 화상 형성 정보가 스캐너로부터 투사된 노광 비임(L)에 의해 기록되는 감광 부재(1)의 주연면 상의 영역은 모든 복사 중에 이동되지 않고, 즉 정착되고, 대신에 대전 성능 강화 입자 베어링 부재로서의 대전 롤러의 위치가 감광 부재(1)의 노광 영역에 따라, 즉 대전 성능 강화 입자(m)의 분산 패턴에 따라 규칙 또는 불규칙적인 간격으로 이동되는 방식으로 변경되어 대전 성능 강화 입자가 대전 롤러(2)에 공급되는 분산 패턴의 편차는 대전 롤러(2)의 주연면에 대전 성능 강화 입자(m)를 균일하게 부착하기 위해 사실상 제거된다. 결국, 대전 성능에서의 일관성이 실현되었다.

본 실시예에서, 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 대전 롤러(2)는 대전 롤러(2)의 금속 코어(21)의 종단부 중 하나에 부착된 크랭크에 의해 감광 부재(1)의 종방향으로 이동되는 구조를 갖고, 대전 롤러(2)의 위치는 모든 복사 중에 최대 편차 3 ㎜로 종방향 이동되었다. 상술한 순서는 20번의 복사에 상응한다.

따라서, 레이저 비임(L)의 노광 영역 또는 스캐닝 영역이 동일 상태일 때에도, 대전 성능 강화 입자(m)가 대전 닙(a)에 분산된 패턴은 대전 닙(a)의 종방향으로 변경되었다. 결국, 대전 성능 강화 입자(m)가 분산되는 대전 닙(a)의 종방향에 대해 이러한 패턴에서 편차가 사실상 없게 된다. 따라서, 대전 성능 강화 입자(m)는, 실질적인 면에서 접촉 대전 부재로서 대전 롤러(2)의 주연면 상의 대전 강화 입자(m)의 양은 부적절했던 영역을 사실상 생성하지 않으면서, 일관되게 종방향으로 대전 롤러(2)의 주연면 상에 균일하게 코팅되었다. 결국, 양호한 대전 성능은 일정하게 유지되었다.

또한, 본 실시예에서, 감광 부재(1)의 종방향으로의 대전 롤러(2)의 위치는 모든 사본에 대해 이동된다. 그러나, 대전 롤러(2)의 위치가 변하는 빈도수는 모든 사본에 대해 한번으로 제한될 필요는 없다. 예로써, 대전 롤러(2)의 위치는 필요에 따라 규칙적 또는 불규칙적으로 이동될 수 있다.

본 실시예의 화상 형성 장치의 구조, 제어 등은 대전 롤러(2)의 위치를 이동시키기 위한 상기 설명한 구조를 제외하고는 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 것과 동일하여 이의 설명은 생략한다.

<실시예 3> (도3)

본 실시예에서, 화상 형성 장치에는 대전 성능 강화 입자가 공급되는 감광부재(1)의 주연면의 영역을 이동시키기 위한 부재가 마련되어서, 대전 성능 강화 입자가 공급되는 대전 롤러(2)의 주연면의 영역은 대전 닙(a)의 종방향으로 이동될 수 있어서 대전 롤러(2)의 주연면 상에서 대전 롤러(2)의 종방향으로 대전 성능 강화 입자를 균일하게 한다.

보다 상세하게는, 제1 실시예 내의 화상 형성 장치는 다음의 방식으로 구조가 변경되었다. 감광 부재(1)의 종방향에서 화상 형성 정보가 노광(L)에 의해 기록된 감광 부재(1)의 주연면의 영역은 이동되지 않고 고정되며, 대신에 현상 장치(3)로부터 감광 부재(1)의 주연면 상에 공급된 대전 성능 강화 입자의 위치를 변경시키는 대전 성능 강화 입자 가동 부재(6)가 제공되었으며(도3), 이로써 대전 성능 강화 입자가 대전 롤러(2) 상에 분포된 패턴에는 사실상 편차가 없었다. 즉, 대전 성능 강화 입자는 대전 롤러(2)에 균일하게 부착되었다. 그 결과, 대전 성능은 소정 레벨로 일정하게 유지되었다.

본 실시예에서, 전술한 대전 성능 강화 입자 가동 부재(6)는 지지 부재(61)에 고정된 모피 브러시이며, 이것은 지지 부재(61)의 일 종방향 단부에 위치된 도시 안된 크랭크를 이용하여 감광 부재(1)의 종방향으로 이동 가능하다. 본 실시예에서, 대전 성능 강화 입자의 지지 부재(61)의 위치는 모든 사본에 대해 종방향으로 이동되며, 최대 편차 폭은 3mm이며, 각 순서는 20매의 사본에 상응한다.

본 실시예에서, 대전 성능 강화 입자(m)는 현상 장치(3)의 내부로부터 감광 부재(1)의 주연면 상에 공급된다. 감광 부재(1)의 주연면 상의 대전 성능 강화 입자(m)는 이동되며, 즉 대전 닙(a)의 종방향에서의 대전 성능 강화 입자의 분포 패턴의 편차가 실질적으로 제거되도록 대전 성능 강화 입자에 의해 교란된다. 그 결과, 대전 성능 강화 입자(m)는 대전 롤러(2)의 주연면에 사실상 균일 부착된다.

감광 부재(1)의 주연면이 동일한 화상 패턴에 반복적으로 노광되더라도, 즉, 대전 성능 강화 입자(m)가 현상 장치로부터 감광 부재(1)의 주연면 상에 분포되는 패턴에서 소정 수준의 편차가 발생되더라도, 편차는 대전 성능 강화 입자 가동 부재(6)에 의해 제거된다. 따라서, 감광 부재(1)의 주연면이 불균일하게 대전되지 않는다. 즉, 감광 부재(1)를 일정하게 만족스럽게 대전시킬 수 있다.

본 실시예의 화상 형성 장치의 구조, 제어 등은 대전 성능 강화 입자의 위치를 변경시키기 위해 전술한 구조를 제외하고는 제1 실시예 내의 화상 형성 장치와 동일하므로, 이에 대한 기술은 생략하기로 한다.

〈기타〉

1) 가요성 대전 성능 강화 입자 담지 부재로서 대전 롤러(2)의 구조에 대한 선택은 전술한 실시예에서 대전 롤러(2)의 구조로 제한되지 않는다.

예컨대, 대전 성능 강화 입자 담지 부재는 모피 브러시의 형태일 수 있다. 더욱이, 적절한 형상의 펠트, 섬유 등으로 형성될 수 있다. 또한, 더 나은 수준의 탄성 및 전기 도전성을 제공하기 위해 다양한 재료가 층상화될 수 있다.

2) 피대전 물체로서 화상 담지 부재에는 화상 담지 부재의 주연면의 전기 저항을 조절하기 위해 표면층으로서 전하 주입층이 제공될 수 있어서, 전하 주입 기구는 화상 담지 부재의 대전에 있어 지배적으로 된다.

도4는 표면층으로서 전하 주입층(16)을 갖는 감광 부재(1)의 표면부에 대한개략적 단면도이며, 표면부의 층상 구조를 도시한다. 즉, 감광 부재(1)는 내측으로부터 외측으로 순서대로 층을 이루며 피복되는 알루미늄 기부(11:Al 드럼), 언더코트 층(12), 양전하 주입 방지층(13), 전하 생성층(14) 및 전하 전사층(15)을 포함하는 일반 유기 감광 부재를 포함하며, 일반 유기 감광 부재의 대전성을 개선하기 위해 전하 전사층(15) 상에는 전하 주입층(16)이 피복된다.

전하 주입층(16)용 재료는 바인더로서의 광-경화 아크릴 수지와, 전기 도전성 입자(전기 도전 충전제)로서의 SnO₂의 미세 입자(16e: 0.03㎛의 직경)와, 테트라플루오르에틸렌(상업상 명칭:테프론)과 같은 윤활제와, 중합 개시자 등을 포함하며, 이것들은 분산 혼합되어 있다. 전하 주입층(16)은 피복되고 광-경화됨으로써 박막층 내에 형성된다.

전하 주입층(16)의 주요면 중 하나는 표면 저항이다. 전하가 직접 주입되는 시스템의 경우에, 피대전 물체의 측면 상의 전기 저항이 낮을 수록, 전기 화상이 대전기로부터 피대전 물체로 전사되는 효율은 높다. 전하 주입층(16)이 감광 부재(1)의 일부분일 때, 그 용적 저항은 감광 부재(1)가 소정의 기간동안 정전기 잔상을 유지할 수 있어야만 하기 때문에 1x10⁹내지 1x10¹⁴(Ω.cm)의 범위 내에 놓여야 한다.

감광 드럼이 본 실시예에서의 감광 부재(1)와 달리 전하 주입층으로 피복되지 않더라도, 예컨대 용적 저항이 전술한 범위 내에 놓이도록 대전 전사층(15)을 정형화함으로써 전하 주입층(16)과 유사한 효과가 발생될 수 있다.

또한, 감광 부재용 감광 재료로서 용적 표면 저항이 대략 10¹³Ω.cm인 비정질 실리콘 등의 이용으로 동일한 효과를 얻는다.

3) AC 전압(교류 전압)이 바이어스 전압의 성분으로 인가될 때, 파형은 사인 형상, 장방형, 삼각형 등을 취할 수 있다. 즉, 그 파형은 선택적이다. 또한, DC 전력 공급원을 주기적으로 온-오프시킴으로써 형성된 장방파를 가질 수 있다. 상술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 전압값이 주기적으로 변화하는 한, 임의의 AC 전압도 바이어스 전압으로서 사용될 수 있다.

4) 정전 잠상을 형성하기 위한 노광 수단으로서, 그 선택은 정전 잠상을 디지탈식으로 형성하는 이전 실시예의 것과 같은 스캐닝 레이저 비임 상에 기초된 노광 수단으로 한정되지 않는다. 예컨대, 이것은 보통의 아날로그 노광 수단이거나, LED와 같은 발광 소자일 수 있다. 또한, 이것은 형광과 같은 발광 수단, 액정 셔터 등의 조합일 수 있다. 즉, 임의의 수단도 화상 형성 정보에 따라 정전 잠상을 형성할 수 있는 한 사용 가능하다.

화상 담지 부재(1)는 정전식으로 기록 가능한 유전 부재 등일 수 있다. 이런 경우, 유전 부재의 표면은 소정의 극성 및 전위 수준으로 균일하게 대전(제1 대전)될 수 있고, 그 후, 유전 부재 상의 전하는 전하 제거 니들 헤드, 전자총 등과 같은 전하 제거 수단에 의해 선택적으로 제거되어서, 목표 화상을 반영하는 정전 잠상을 기록한다.

5) 분명한 것은 현상 수단(3)의 구조 및 방법이 전술한 실시예의 것으로 제한되지도 않는다는 것이다.

6) 본 발명은 또한 화상 전사후의 잔류하는 현상제와 화상 전사 후의 종이 먼지를 화상 담지 부재의 표면으로부터 제거하는 세척기가 구비된 화상 형성 장치에도 적용 가능하다.

7) 현상제 화상이 화상 담지 부재(1)로부터 전사되는 기록 매체는 전사 드럼과 같은 중간 전사 부재일 수 있다.

본 발명은 이제까지 발명의 상세한 설명에 개시된 구조를 참조로 설명하였지만, 본 발명은 서술된 세부로 제한되지 않으며, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범위 또는 개선 목적 내에 있는 한 이와 같은 변경 또는 개조를 포괄한다.

본 발명에 따르면, 대전 부재의 표면 상의 전기 도전성 입자의 양이 항상 충분하고 전기 도전성 입자의 양의 국부 결핍이 억제되는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 화상 담지 부재와,

   상기 화상 담지 부재에 탄성 가압 접촉된 대전 부재를 갖고 전기 도전성 입자를 수반하는, 상기 화상 담지 부재를 전기적으로 대전하는 대전 수단과,

   상기 대전 수단에 의해 대전된 상기 화상 담지 부재 상에 전하를 선택적으로 소산시킴으로써 정전 화상을 형성하는 화상 형성 수단과,

   상기 화상 담지 부재 상에 토너를 사용하여 정전 화상을 현상하고 상기 화상 담지 부재 상에 전기 도전성 입자를 공급하는 현상 수단과,

   상기 현상 수단의 전기 도전성 입자의 공급 위치와 상기 대전 부재 사이의 관계를 변경시키는 변경 수단을 포함하며,

   상기 현상 수단에 의해 공급된 전기 도전성 입자는 상기 화상 담지 부재의 전기적 대전에 도움을 주기 위해 상기 대전 부재의 가압 접촉부로 운반되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 변경 수단은 상기 화상 형성 수단에 의해 형성된 정전 화상의 위치를 변경시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 변경 수단은 상기 대전 부재의 종방향으로 상기 대전 부재의 위치를 변환시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 변경 수단은 상기 화상 담지 부재 상의 정전 입자를 분산시키는 분산 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 대전 부재는 표면 발포층을 포함하며, 그 표면은 상기 화상 담지 부재의 표면에 대면하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 화상 담지 부재로 부터 전사 재료 상에 토너 화상을 전사하는 전사 수단을 추가로 포함하며, 상기 현상 수단은 화상 전사 작업 후 상기 화상 담지 부재로부터의 잔류 토너를 수집하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 정전 입자는 토너와의 마찰에 의해 토너의 극성에 반대되는 극성으로 마찰 전기식으로 대전되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 대전 수단은 사실상 방전 없이 전하를 주입함으로써 상기 화상 담지 부재를 대전시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.