KR0163999B1

KR0163999B1 - 이미지 형성 장치

Info

Publication number: KR0163999B1
Application number: KR1019950042118A
Authority: KR
Inventors: 슈이찌 아이따; 쯔또무 구끼모또; 사또시 요시다; 요시후미 하노
Original assignee: 미따라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1995-11-18
Publication date: 1999-03-20
Also published as: EP0713161A3; CN1151037A; US5751405A; EP0713161B1; JP3155915B2; CN1083998C; JPH08227253A; KR960018789A; DE69525224D1; EP0713161A2; DE69525224T2

Abstract

이미지 형성 장치는 이미지 베어링 부재, 토너 이미지의 형성과 동시에 이미지 베어링 부재로부터 잔류 토너를 제거하고 정전 잠상의 전하 극성과 반대인 전자 극성을 갖고 있는 토너를 갖는 이미지 베어링 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상 함으로써 이미지 베어링 부재를 세정하는 세정 수단; 이미지 베어링 부재로부터의 토너 이미지를 전사 재료에 전사하는 전사 수단; 전사 수단에 의한 이미지 전사 후 및 현상 수단에 의한 현상 전에 이미지 베어링 부재에 남아 있는 토너를 토너 이미지의 대전 극성과 동일한 극성으로 대전시키고, 이미지 베어링 부재를 토너 이미지의 대전 극성과 반대인 극성으로 대전시키는 대전 수단을 포함한다.

Description

이미지 형성 장치

제1도는 감광 부재 구조의 부분 단면도.

제2도는 대전 롤러에 인가된 전압 Va와 감광 부재의 대전 전위 Vd간의 관계를 도시하는 그래프.

제3도는 광-전 그래픽 장치의 주요부의 개략도.

제4도는 대전 제어기 롤러에 인가된 전압 Vc와 감광 부재의 대전 전위 Vd간의 관계를 도시하는 그래프.

제5도는 다른 광-전 그래픽 장치의 주요부의 개략도.

제6도는 감광 부재의 대전 특성을 나타내는 그래프.

제7도는 다른 감광 부재의 대전 특성을 나타내는 그래프.

제8도는 처리 순서 다이어그램.

제9도는 다른 광-전 그래픽 장치의 주요부의 개략도.

제10도는 고스트(ghost)를 평가하기 위한 이미지 패턴.

제11도는 토너 대전의 특성을 평가하는데 사용될 장치의 개략도.

제12도는 다른 광-전 그래픽 장치의 주요부의 개략도.

제13도는 다른 광-전 그래픽 장치의 주요부의 개략도.

제14도는 제13도에 도시된 대전 부재의 측면도.

제15도는 다른 광-전 그래픽 장치의 주요부의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

301,303 : 대전 롤러 302,304 : 전원

305 : 감광 부재 305a : 전도성 베이스

305b : 전도성 층 306,307 : 전위계

본 발명은 감광 부재와 같은 이미지 베어링 부재를 세정함과 동시에 이미지 베어링 부재가 갖고 있는 이미지를 현상할 수 있는 이미지 형성 장치에 관한 것이다. 본 발명은 복사기, 프린터, 팩시밀리 등에 응용이 가능하다.

종래, 광-전 그래픽 시스템을 사용하는 이미지 형성 장치는 다수 존재 하는 것으로 알려져 있다. 종래의 이미지 형성 장치에 있어서는 여러가지 수단을 사용하는 광 도전성 재료로 이루어진 감광 부재 상에 정전 잠상이 형성되고, 형성된 정전 잠상은 토너로 현상되어 토너 상으로 재현된다. 그 후에 토너 상이 용지와 같은 적절한 전사 재료 상에 전사된다. 전사된 상은 열, 압력 등의 사용에 의해 전사 재료에 고착되어 카피 또는 프린트를 만들어 낸다. 상 전사 후에 감광 부재 상에 남겨진 잔류 토너는 세정 단계에서 감광 부재로부터 제거된다.

종래에는, 블래이드, 퍼 브러쉬(fur brush), 롤러 등을 사용하는 세정 방법이 세정 단계에서 사용되고 있다. 이들 세정 방법 중 임의의 세정 방법은 기계적으로 잔류 토너를 세정하여 소모 토너 용기 속에 넣거나, 혹은 잔류 토너가 소모 토너 용기 속으로 떨어지도록 잔류 토너를 블록(block)한다. 다시 말하면, 블래이드, 퍼 브러쉬, 롤러 등이 감광 부재의 면에 압착됨으로 인해 문제가 발생된다. 예를 들면, 감광 부재는 세정 부재가 감광 부재 상에 가압될 때 부분적으로 마모되어, 결국 감광 부재의 서비스 수명이 단축된다.

한편, 기록 장치와 관련하여, 세정 장치의 설비는 자연적으로 기록 장치의 크기를 증가시켜서 소형 기록 장치를 만들고자 하는 노력에 방해가 된다. 또한, 생태학적인 관점과, 또한 효율적인 토너 사용의 관점에서 토너의 낭비를 발생시키지 않는 시스템이 요망된다.

예를 들면, 일본국 공개 특허원 제133,573/1984, 203,182/1987, 133,179/1988, 20,587/1989, 51,168/1990, 302,772/1990, 2,287/1993, 2,289/1993, 53,482/1993, 61,383/1993등에는 종래 기술의 동시적(현상 병렬) 세정 시스템(또는 무 크리너 시스템(cleaner-less system))이 개시되어 있다.

그러나, 이들 특허 출원에 개시된 시스템과 같은 동시적 세정 시스템은 토너와 감광 부재의 대전 극성이 동일한 반전(reversal) 현상 공정을 사용한다. 따라서, 원리적으로 아날로그 형태로 되어 있으며 정규 현상 공정을 사용하고 있는 종래의 복사기 등에 동시적 세정 시스템을 적용하는 것은 불가능하다.

또한, 레이저 또는 LED 어레이가 노출 수단으로서 사용될 때는 원리적으로 소위 배경을 구성하고 있는 영역이 노출된 백 스캔(back scan)에 종래의 동시적 세정 시스템을 적용하는 것은 불가능하다.

이로써, 토너 대전극성이 감광 부재 대전 극성과 반대인 정규 현상 공정을 사용하는 시스템에도 적용 가능한 동시적 세정 시스템이 요망된다.

따라서, 본 발명의 주요 목적은 정규 현상 공정을 사용하고 동시적 세정을 행할 수 있는 이미지 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이미지 베어링 부재의 마모를 방지할 수 있는 이미지 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 소형 이미지 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상술한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면과 관련한 본 발명의 양호한 실시예의 다음 설명의 이해로부터 보다 명백하게 될 것이다.

먼저, 토너의 대전 극성과 감광 부재의 대전 극성이 동일한 반전 현상 공정의 이유를 설명하기 위해 본 발명의 실시예와 비교하여 종래의 시스템을 설명한다.

동시적 세정 시스템이 반전 현상 공정과 함께 사용될 때, DC전류, 혹은 AC성분을 포함하는 바이어스가 현상 기간 중에, 혹은 사전 또는 사후 현상 대기 기간 중에 현상제 운반 부재로서 현상 슬리이브에 인가되고, 그 전위는 감광 부재 상의 사후 전사 잔류 토너가 이미지 영역이 현상되는 동안 토너가 존재해서는 안되는 영역으로부터 회수되도록 제어된다. 이때 수반되는 요인은 감광 부재의 토너의 양과, 감광 부재 상의 토너가 광-전 그래픽 공정의 각 단계에서 대전되는 극성이다. 예컨대, 네가티브 대전 극성의 감광 부재와 네가티브 대전 극성의 토너를 사용하는 광전 그래픽 공정의 경우에, 토너 상이 포지티브 대전 극성의 전사 수단을 사용하는 전사 재료 상에 전사될 때, 잔류 토너의 대전 극성은 인가된 전압, 전사 재료의 애스팩트(두께, 저항 유전 상수 등의 차이), 이미지 크기 등 간의 관계에 따라 포지티브와 네가티브 면 간에서 변화된다.

그러나, 네가티브 극성으로 변경 가능한 감광 부재가 네가티브 코로나 쇼워(shower) 또는 네가티브 방전에 의해 대전될 때, 감광 부재 면은 일정하게 변경됨은 물론, 잔류 토너의 극성이 전사 단계 동안 포지티브 측으로 변위 했을지라도 잔류 토너는 네가티브 극성으로 일정하게 변경된다. 그 결과, 네가티브 극성으로 변경되었던 잔류 토너가 감광 부재 면의 영역 상에서 토너가 붙지 않은 원고의 밝은 부분에 대응하는 전위로 유지되고, 감광 부재 면의 영역 상에서 토너가 붙지 않은 원고의 어두운 부분에 대응하는 전위로 유지되지 않는다. 이것은 어두운 부분의 전위를 갖는 영역 상의 토너가 현상 전계로 인해 토너 운반 부재로서의 현상 슬리이브 쪽으로 끌리기 때문이다.

수정이 가해지지 않고 네가티브 대전 극성의 감광 부재와 함께 정규 현상 공정이 사용될 때, 포지티브 대전 극성의 토너가 사용된다. 그러나, 이때 현상부로 입력된 잔류 토너는 완전히 네가티브 극성으로 대전되고 감광 부재는 네가티브 코로나 쇼워 또는 방전으로 대전된다. 따라서, 잔류 토너가 어두운 부분으로부터 제거되는 현상이 발생되지만 밝은 부분에서는 유지되어 완전히 쓸모 없는 상이 발생되고 만다. 다시말해서, 일반적으로 말하면, 반전 현상 공정에서만 동시적 세정 시스템이 양립되게 된다.

철저한 연구와 개발을 경험한 후, 본 발명의 발명자들이 정규 현상 공정에도 적용 가능한 동시적 세정 시스템을 개발했다. 이러한 동시적 세정 시스템은 1차 대전 수단이 사용되는 단계 후에 2차 대전 수단으로서 접촉 또는 비 접촉 대전 부재에 의해 대전이 제어되는 대전 제어 단계를 삽입함으로써 실현되었다. 이하, 이러한 동시적 세정 시스템을 설명한다.

대전 제어를 위한 실제 방법 중의 하나는 소망의 전위로 대전되는 감광 부재와 접촉시키거나 혹은 아주 인접하게 대전 제어 부재를 배치하는 것이다. 대전 제어 부재로서는 브러쉬, 롤러, 블레이트 등이 사용되며, 이 저항은 매체 범위에 대해서 로우(low) 상태이다.

다시 말해서, 다음의 현상이 이용된다. 즉 대전 제어 부재가 있는 경우, 감광 부재가 대전 부재에 의해 Vd로 대전된 후에 감광 부재의 표면 전위는 대전 제어 부재와 감광 부재 면 간에서 발생되는 전기적 방전으로 인해 변경된다. 즉, 감광 부재 표면에 필요한 전위를 얻으면서, 적정 값으로 Vd 및 Vc를 선택함으로써 감광 부재의 표면 상에 남아 있는 토너에 소망의 대전 극성을 제공할 수 있다.

상술한 메카니즘에 따르면, 전위 제어 하의 매체 저항 부재가 대전 제어 부재로서 사용될 때, 전기적 방전은 감광 부재와 대전 제어 부재의 두 부재 간의 전위 차이가 감쇠(extinction) 전압으로 감소될 때까지 감광 부재(표면 전위 Vd)와 대전 제어 부재(인가 전압 Vc)간에 발생된다. 토너 대전은 방전 감쇠 전압이 감광 부재의 두께, 유전 상수, 저항 등 뿐만아니라, 대전 제어 부재의 저항, 유전 상수 등에 따르지만 다음의 공식이 만족될 때 대전 제어 부재에 의해 제어될 수 있다.

│Vd-Vc││Vth│

(Vth:방전 감쇠 전압 또는 방전 개시 전압)

그러나, 정규 현상 공정이 사용될 때, 다음의 식은 대전 제어 부재에 의해 감광 부재의 대전 전위 Vd의 극성을 변경하지 않고 토너 극성 만을 반전하도록 만족되어야 한다. 여기서 주목해야 할 점은 이 실시예에 기술된 전위들이 감광 부재의 전기적 도전성의 기저부와 관련되어 있는 점이다.

│Vd││Vc│

이 경우에, 대전 제어 부재에 의해 대전 제어된 후에 감광 부재의 전위는 감광 부재 상의 어두운 영역의 전위로서 사용될 수 있는 대전 제어 부재에 의해 감광 부재의 전기적 도전성 기저부에 대하여 Vth+Vc로 유지되는 반면, 감광 부재 상의 잔류 토너의 전위는 감광 부재의 극성 대하여 반전되어 정규 현상 공정과 함께 동시적 세정 시스템을 사용할 수 있다.

이제부터 제2도, 제3도 및 제4도를 참조하여 상술한 메카니즘을 명기한다.

DC전압 Va가 전원(302)에 의해 제1 대전 수단으로서의 대전 롤러(301)에 인가된다. 이로써 감광 부재(305)의 면이 일정하게 대전된다(Vd의 전위로). 이어서, 전압 Vc가 대전 제어 롤러(303)에 접속된 전원(304)에 의해 제2대전 수단으로서의 대전 제어 롤러(303)에 인가된다. 여기서, 전원(302,304)에 의해 인가된 전압(Va 및 Vc)과 전위계(306,307)에 의해 측정된 전위 간의 관계를 이하 설명한다.

먼저, 감광 부재(305)가 대전 롤러(301)에 의해 대전되고, 대전 전위가 전위계(306)에 의해 측정된다. 제2도는 이러한 대전의 특성을 나타낸다. 인가된 전압 Va가 대전 개시 전압 Vth를 초과한 후, 인가된 전압 Va과 전위 Vd간의 관계는 다음의 식으로 표현된 바와 같이 선형이 된다.

Vd=Va-Vth

DC전압 Val이 대전 롤러(306)에 인가될 때, 전위계(306)의 위치에서 측정된 감광 부재(305)의 전위는 Vdl이 된다.

제4도는 상술한 대전 특성의 시스템에 배치된 대전 제어 부재(303)에 인가된 전압 Vc을 변경시킬때 전위계(307)에 의해 검출된 감광 부재(305)의 전위 Vd를 나타내는데, 여기서 영숫자 참조 번호 Val는 대전 롤러(301)에 인가된 전압을 표시한 것이다. 전위계(307)에 의해 검출된 감광 부재(305)의 전위 Vd의 절대 값은 전압 Vc가 점(Vdl-Vth)의 좌측으로 강하될 때 강하되지만 점(Vdl-Vth)와 점(Vdl+Vth) 사이에서는 변동이 없고, 점(Vdl+Vth)의 우측에서는 더욱 증가된다. 다시 말해서, Vth미만의 전압차 만이 대전 롤러(301)에 의해 주어진 전위 Vdl과 대전 롤러(303)에 인가된 전압 Vc간에 존재할 때만 감광 부재(305)와 대전 롤러(303) 간에 방전이 발생되고 감광 부재(305)의 전위를 변화시킨다.

제4도를 참조하면, 점(Vdl-Vth)의 좌측의 범위에서 Vd의 절대 값이 대전 제어 롤러(303)에 의해 감소됨이 명백하다. 즉, 감광 부재(305)는 방전하게 되고, 그 극성은 대전 제어 롤러(303)에 의해 대전 부재에 인가된 전압의 극성과 반전되고, 이 현상은 감광 부재 상의 잔류 토너의 극성을 제어하고, 포지티브 극성의 방전은 잔류 토너의 대전극성이 감광 부재(305)의 대전 극성에 반전되도록 감광 부재 상의 잔류 토너를 제어할 수 있음을 상상할 수 있다. VcVdl-Vth일 때, 감광 부재(305)의 전위는 감광 부재(305)가 대전 롤러(303)의 제어하에 놓인 후에(Vc+Vth )가 된다.

이 실시예에서는 대전 롤러(301,303)의 유전 상수 및 저항이 동일하게 된다는 점에 유의해야 한다.

상술한 방법의 경우에 있어서, 감광 부재의 대전극성 및 감광 부재 상의 잔류 토너가 2 또는 3개의 부재에 의해 제어된다. 따라서 전원수는 제어 부재의 수와 일치되어야 한다. 그러나, 대전 개시 전압 Vth의 존재로 인해, 전사 단계 후에 남는 토너의 대전극성이 이 시스템의 필수적인 특성인 대전 제어 부재를 간단히 접지 시킴에 의해(Vc=0) 제어될 수 있다. 즉, 2 또는 그 이상의 부재가 사용될지라도 하나의 전원만이 필요하다. 결국, 이 시스템은 비용면에서 장점이 있다. 예를 들면, Vth가 -550V일 때, 감광 부재는 처음에 -700V의 전위까지 대전되고, 그 후에 -700V의 전위가 접지된 대전 롤러(303)에 의해 -550V로 조정된다.

특정한 수단의 다른 예로서, 코로나 방전 장치가 제1대전 수단으로서 사용될 수 있는데, 코로나 방전 장치가 오존을 발생시킨다는 사실을 고려하면 오존 필터가 필요하게 된다. 선행 수단은 제1대전 부재로서 대전 장치가 감광 부재와 접촉하여 배치될 때 양호한 수단으로서 간주될 수 있다. 또한, 대전 롤러(303)는 접촉없이 감광 부재의 바로 인접하여 배치되는 대전 부재를 대신할 수 있다. 이와 같은 경우에, 대전 부재와 감광 부재 간의 갭은 500μm이하로 되게 하는 것이 좋다.

본 발명이 적용될 수 있는 현상 공정이 형태와 관련하여 특별한 제한은 없지만, 현상제 운반 수단으로서의 현상 슬리아브 상의 현상제가 감광 부재의 면과 접촉하는 공정이 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 자기 브러쉬 현상 공정이 사용될 때, 2성분 현상제와 함께 페라이트, 자철광, 아연 분말 등은 캐리어로서 사용되고, 이들은 아크릴 수지, 실리콘 수지 플루오리네이트 수지 등으로 코팅될 수 있다. 이와 같은 경우에, 감광 부재와 현상 슬리이브 간의 전위 차는 DC전류, 혹은 AC성분을 포함하는 바이어스를, 현상 공정 중, 혹은 사전 또는 사후 현상 공정 중에, 토너가 현상 슬리이브로부터 감광 부재의 표면 영역으로 이송되지 않도록 하고, 토너가 상기 감광 부재 표면 영역에 붙지 않도록 하되 잔류 토너가 현상 슬리이브에 의해 감광 부재면으로부터 회수 되게 하는 방식으로 인가함으로써 제어된다.

이 공정에서 중요한 사실은 광전 그래픽 공정의 각 단계에서 감광 부재 상의 토너의 대전극성 및 양이다. 예를 들면, 네가티브 대전 극성의 감광 부재 및 포지티브 대전 극성의 토너를 사용하는 광 전 그래픽 공정의 전사 단계에서, 잔류 토너의 극성은 포지티브에서 인가 전압, 전사 재료의 애스팩트(두께, 저항, 유전 상수 등)간의 관계에 따르는 네가티브로 변환된다.

그러나, 네가티브 대전극성의 감광 부재가 제1대전 수단으로 대전될 때 감광 부재의 면 뿐만아니라, 잔류 토너 및 토너의 극성이 전사 단계 후에 포지티브로 유지될 수 있어서 코로나 쇼워 또는 방전에 의해 네가티브 극성으로 일정하게 대전된다. 본 발명에 따르면, 감광 부재의 표면 전위는, 네가티브 극성으로 일정하게 대전된 잔류 토너의 극성이 포지티브 측으로 대전되더라도 감광 부재의 표면 전위가 네가티브 전위의 소망의 레벨로 조정되어 유지되는 방식으로 제2대전 수단으로서의 대전 제어 부재에 의해 제어된다. 이 경우의 감광 부재에 대한 네가티브 전위의 소망의 레벨은 원고의 어두운 부분에 대응하는 영역 상에 있는 사후 전사 잔류 토너가 포지티브 측으로 대전되어 토너가 붙어야 하는 원고의 어두운 부분 상에 남고, 토너가 붙지 말아야 하는 원고의 밝은 부분에 대응하는 영역 상의 사후 전사 잔류 토너가 현상 전계에 의해 토너 운반 부내에 끌려 원고의 밝은 부분에 남지 않는 그린 레벨이다.

본 발명은 단일 성분의 자기, 또는 비 자기성 현상제에도 적용 가능하다. 이 경우, 토너는 금속성 슬리이브, 코팅된 슬리이브, 탄성 롤러등 위에 코팅되고, 미소 갭을 두고 감광 부재면의 바로 인접한 곳에 배치되거나 혹은 감광 부재 면과 접촉 관계로 배치된다. 현상제 운반 부재에는 DC전류 혹은 AC전압이 인가된다. 이 경우에는 토너가 자기적 성질이 있던지 없던지 간에 감광 부재 면으로부터 멀리, 즉 토너가 붙지 말아야 하는 영역으로부터 토너를 밀어낼 수 있는 힘이 작용해야 하는 것이 필수적이다.

또, 본 발명은 탄성 롤러 등의 면에 코팅되는 단일 성분의 현상제(토너)가 감광 부재면과 접촉 관계로 배치되는 다른 형태의 현상 공정에도 적용될 수 있다. 이 경우에 동시적 세정은 토너를 사이에 두고 감광 부재와 감광 부재면과 접촉 관계로 배치된 탄성 롤러 간에 유지된 전계에 의해 수행되므로, 전위의 특정 레벨이, 전계가 감광 부재의 면과 토너 운반 부재로서의 탄성 롤러 간의 좁은 갭 사이에서 발생되도록 탄성 롤러의 면이나 혹은 바로 밑에서 유지되는 것이 필요하다. 이것은 탄성 롤러의 저항이 감광 부재와 탄성 롤러 간에 흐르는 전류를 방해하도록 중간 저항 범위 내에 속하도록 탄성 롤러의 탄성 고무를 제어하거나, 혹은 전기적 전도성 롤러의 면상의 전기적 절연 물질의 박 층을 배치함으로써 달성될 수 있다. 또한, 전기 전도성 롤러는 전기 전도성 수지 슬리이브로 코팅될 수 있다. 감광 부재와 대면하는 전기 전도성 롤러의 면은 전기 절연 물질로 코팅되거나 혹은 전기 절연 슬리이브로 커버될 수 있다. 감광 부재와 분리되어 대면하는 감광 부재의 면에는 전기 전도성 층이 제공된다.

단일 성분의 현상제를 사용하는 접촉 현상 공정이 사용될 때, 토너가 운반되는 롤러면과 감광 부재면은 동일한 방향 또는 대향 방향으로 이동될 수 있다. 롤러면과 감광 부재면이 동일한 방향으로 이동될 때 감광 부재면의 속도에 대한 롤러면의 속도의 비는 100%미만이 바람직하다. 비가 100%미만이면 화질이 열화된다. 전술한 면의 속도 비가 높으면 높을수록 현상부에 공급되는 토너의 양이 더욱 많아져서 토너가 붙거나 혹은 잠상으로부터 제거되는 주파수를 증가시킨다. 즉, 토너가 붙지 말아야 할 때 소모되고 토너가 붙어야 할 때 붙는 주파수가 잠상에 맞는 상을 발생시키도록 증가된다.

동시적 세정의 관점에서 판단할 때, 다음과 같은 효과가 예상될 수 있다. 감광 부재에 달라 붙는 사후 전사 잔류 토너는 감광 부재와 현상 롤러 간의 표면 속도 차이로 인해 감광 부재로부터 기계적으로 떨어질 수 있고, 떨어진 잔류 토너는 전계에 의해 회수된다. 따라서, 주회 속도비가 크면 클수록 잔류 토너의 회수가 더욱 양호해 진다.

이어서, 제1대전 수단으로서의 대전 부재 및 제2대전 수단으로서의 대전 제어 부재의 구조, 재료, 및 제조 방법을 예를 참조하면서 설명하도록 하겠다.

대전 부재들이 롤러 혹은 블레이드의 형태로 되어 있는 경우에는, 이들은 철, 구리, 스테인레스 강철 등의 금속성 재료, 혹은 그와 동등한 것, 혹은 수지, 또는 탄소, 금속, 금속성 산화물 등이 분산되어 있는 유사 재료로 형성된다.

탄성 롤러의 구조는 전기 전도성 기저부, 탄성 층, 전기 전도성 층, 및 저항 층으로 되어 있는데, 이들은 기저부 상에 적층되어 있는 구조로 되어 있다. 롤러의 탄성 층의 재료로서는 클로로프렌 고무, 이소프렌 고무, 이피디엠(EPDM)고무, 폴리우레탄 고무, 에폭시 고무, 및 부틸 고무 등의 고무 또는 스폰지 재료, 열가소성 스티렌 부타디엔 엘라스토머, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 열가소성 에틸렌-비닐 아세테이트 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머가 사용될 수 있다. 전기 도전성 층으로는 10⁷Ω·cm미만, 바람직 하기로는 10⁶Ω·cm미만의 용적 저항율을 가진 재료가 사용될 수 있는데, 예를 들면, 금속 피복된 박막, 전기 전도성 입자가 분산되어 있는 수지, 전기 전도성 수지 등이다. 보다 구체적으로, 금속 피복된 박막으로서는 알루미늄, 인듐, 니켈, 구리, 철 등의 피복만을 들 수 있고, 전기 전도성 재료가 분산된 수지로서는 우레탄, 폴리에스테르, 비닐 아세테이트-비닐클로라이드 공중 중합체, 및 탄소, 알루미늄, 니켈, 티타늄 산화물 등이 분산되어 있는 폴리메틸 메타크릴 레이트를 열거할 수 있다.

전기 전도성 수지로서는 4급 암모늄염, 폴리비닐 아닐린, 폴리비닐피롤, 폴리디아세틸렌, 폴리에틸렌아민 등을 포함하는 폴리메틸 메타크릴레이트를 열거할 수 있다. 저항 층은 10⁶-10¹²Ω·cm의 용적 저항들을 가진 층으로서, 반도체 수지, 전기 전도성 입자 등이 분산되어 있는 전기 절연 수지가 사용될 수 있다. 반도체 수지로서는 에틸 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 메톡실메틸나일론, 에톡실메틸나일론, 공중 중합체 나일론, 폴리비틸 히드린, 카제인 등이 사용될 수 있다. 전기 전도성 입자가 분산되어 있는 수지로서는 우레탄, 폴리에스테르, 비닐에테르-비닐클로라이드 공중 중합체 등의 전기 절연 수지, 혹은 카본, 알루미늄, 인듐 산화물, 타타늄 산화물 등의 전기 전도성 재료의 입지가 분산되어 있는 폴리 메틸 메티클리레이트를 열거할 수 있다.

브러쉬가 대전 제어 부재로서 사용될 때는 전기 전도성 재료가 저항을 조정하도록 일반적으로 사용되는 브러쉬 섬유에 분산된다. 이 경우에 일반적으로 알려진 섬유로서는 예를 들면 나일론 섬유, 아크릴 섬유, 레이온 섬유, 폴리카보네이트 섬유, 및 폴리에스터 섬유가 사용될 수 있다.

전기 전도성 재료로서는 일반적으로 알려져 있는 전기 전도성 재료가 사용될 수 있는데, 예를 들면, 구리, 니켈, 철, 알루미늄, 금 및 은 등의 금속; 철 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 안티몬 산화물, 및 티타늄 산화물 등의 금속성 산화물; 및 카본 블랙과 같은 전기 전도성 분말을 들 수 있다. 이들 전기 전도성 재료의 입자는 필요한 경우 소수성을 제공하거나 전기적 저항을 조정하도록 표면 처리된다. 전기 전도성 재료를 선택할 때는 섬유 재료에서의 분산성 및 생산성이 고려되어야 한다. 브러쉬의 내역에 있어서, 섬유의 두께는 1-20디니어(denier)(섬유 직경; 10-500μm)이고, 섬유 길이는 1-15mm이고, 섬유 밀도는 평방 인치당 10,000-300,000스트랜드(strands)(1.5×10⁷/m²-4.5×10⁸/m²)이 좋다.

본 발명의 양호한 특성 중 하나의 따르면, 감광 부재의 면에 성형 토출 특성이 제공된다. 따라서, 사후 전사 잔류 토너의 양이 크게 감소될 수 있어서, 현상 공정이 광 차단 잔류 토너의 악 영향에 거의 영향을 받지 않는 시스템을 만들어 낼 수 있다.

본 발명은 감광 부재 면이 주로 고 중합체 결합제로 형성될 때 효과적으로 적용될 수 있는데, 예를 들면 셀레늄 또는 비정질 실리콘 등의 무기 재료로 형성된 감광 부재 상에 보호막을 형성하기 위해 수지 재료가 주로 사용될 때; 분리된 기능을 갖는 유기 감광 부재가 대전 전사 재료 및 수지로 이루어진 대전 전사층으로서 표면 층에 제공될 때; 또는 전술한 보호 층이 분리된 기능을 가진 유기 감광 부재면에 형성될 때 등을 들 수 있다.

(1) 저표면 에너지를 가진 수지만을 사용하여 막을 형성하는 방법.

(2) 방수 및 지방 친화 특성을 제공하도록 첨가제를 첨가하는 방법.

(3) 분말의 형태로 성형 토출 특성의 정도가 높은 재료를 분산시키는 방법.

예를 들면, (1)의 경우에, 플루오린 함유기, 실리콘 함유기 등이 수지 구조속으로 삽입된다. (2)의 경우에서는 표면 활성제 등이 첨가제로서 사용된다. (3)의 경우에는 폴리테트라 플루오로에틸렌, 폴리플루오로비닐리덴 및 플루오로 카본 등의 플루오로에틸렌이 특히 좋다. 본 발명에서는 (3)의 플루오리네이트계 수지의 성형 토출 분말을 분산시키는 것이 좋다.

이들 분말을 포함하는 표면 층이 있는 감광 부재는 이들 분말이 분산된 결합제 수지에 의해 최외각 측을 형성함으로써 만들어질 수 있다. 주로 수지 재료로 이루어지는 유기 감광 부재의 경우에는 분리 표면 층을 형성할 필요는 없고, 유기 감광 부재의 주변부에 분말을 분산하는 것이 필요하다.

표면 층에 첨가되는 분말의 양은 표면 층의 총 중량에 대하여 1-60중량%, 보다 바람직 하기로는 2-50중량% 범위 내가 좋다. 첨가제의 양이 1중량%이하일 경우 잔류 토너는 만족스럽게 감소되지 않는다. 즉, 잔류 토너 세정의 효율성이 좋지 않아서 고스트(ghost)를 효과적으로 줄일 수 없다. 첨가제의 양이 60중량%를 초과할 때는 막의 강도가 떨어지고, 또한 감광 부재 속으로 침투해 들어가도록된 빛의 양이 대단히 적어져서 바람직하지 못하다. 분말의 입경은 화질을 고려할 때 1μm이상이면, 감광 부재로 입사되는 광이 산란되어 에지의 선명도를 악화시킨다. 따라서, 1μm이상의 입경은 실제 응용에는 적절하지 못하다. 이어서, 제1도를 참조하여 본 발명에 따른 감광 부재(305)의 양호한 실시예를 설명한다.

전도성 베이스(305a)는 알루미늄 또는 스테인레스 강철 등의 금속, 플라스틱, 또는 용지등으로 형성되는 실린더 혹은 막의 형태로 되어 있다. 플라스틱 혹은 용지가 사용될 때는 면과 대면하는 베이스의 외측이 알루미늄 합금, 인듐-주석 산화물 합금 등으로된 전기 전도성 층(305b)으로 커버되거나, 혹은 전기 전도성 폴리머를 포함하는 플라스틱이 사용된다. 용지 또는 플라스틱이 사용되는 경우에는 전기 전도성 입자가 침적될 수 있다.

전기 전도성 베이스(305a)상에는 감광층의 고착성 또는 코딩 특성을 개선하고, 베이스(305a)을 보호하며, 베이스(305a)의 불안정성은 완전히 커버하고, 베이스(305)로부터의 하전 입자 주입을 용이하게 하며, 전기적 손상으로부터 감광 층을 보호하도록 언더 코트(undercoat) 층(305c)이 배치될 수 있다. 언더코드 층(305c)은 폴리비닐 알콜, 폴리-N-비닐아미드 졸, 폴리에틸렌 산화물, 에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 니트로 셀룰로스, 에틸렌, 아크릴 공중 중합체, 폴리비틸부티랄, 페놀 수지, 카제인 폴리아미드, 공중 중합체 나이론, 애니멀 글루, 젤라틴, 폴리우레탄, 알루미늄 산화물 등으로 이루어 진다. 이 막의 두께는 0.1-10.0μm, 바람직하게는 0.1-3.0μm의 범위로 결정된다.

상기 전하 발생층(305d)는 피착시키는 등의 방법에 의하여 전하 발생 물질이 분산되는 곳에 적절한 결합체를 코팅시키므로써 형성된다. 이러한 경우, 상기 전하 발생 물질은 아조 안료(azo pigment), 프탈로시아닌 안료(phthalocyanine pigmnet), 인디고 안료(indigo pigment), 페릴렌 안료(perylene pigment), 다환식 퀴논 안료(polycyclic quinone pigment), 스쿠와릴륨(SUKUWARILIUM) 염료(dye), 피릴륨 염, 티오-피릴륨 염, 트리페닐메탄 염료, 셀세늄, 무정형 실리콘 등이다.

상기 결합제는 광범위한 결합 수지들로부터 선택될 수 있다: 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지등.

상기 전하 발생층(305d)의 결합제의 양은 80중량%를 넘지않도록, 양호하게는 0-40중량%로 설정되어야만 한다. 상기 전하 발생층(305d)의 두께에 대하여는, 5.00μm보다는 작도록, 양호하게는 0.05-2.00μm로 설정되어야만 한다.

상기 전하 전사층(305e)의 기능은 상기 전하 발생층(305d)로부터 대전 전사 재료들을 받아들여 그들을 전사하는 것이다. 이러한 전하 전사층(305e)는 만일 필요하다면 결합 수지와 함께 대전 전사 재료를 용매로 분해하고 상기 용액을 코팅하므로써 형성된다. 그 두께는 일반적으로 5-40μm범위 내에서 설정된다. 인돌, 카르바졸, 옥사디아졸, 피라졸린 등과 같은 환식 화합물 및 역시 히드라존 화합물, 스타릴 화합물, 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 무정형 실리콘, 카드뮴 설파이드 등과 같은 주요 또는 사이드 체인(side chain)으로는; 비페닐렌, 안드라센, 피렌, 펜아드렌 등을 포함하는 다환식 방향족 화합물이 있다.

이러한 대전 전사 재료들이 분산되는 상기 결합제로서, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지와 같은 수지 및 폴리-N 비닐 카르바졸 또는 폴리 비닐 안드라센과 같은 광전도성 유기 중합체가 있다.

상기 감광 부재의 극성은 네가티브 또는 포지티브일 수 있다. 상기 감광성 부재가 포지티브 극성으로 대전 가능한 박막형 부재인 경우, 상기 층들이 상기 전하 발생층 및 전자 운송 화합물로 구성된 전하 전사층을 위하여 적층되거나, 또는 상기 층들이 홀 운송 화합물로 구성된 전하 전사층 및 전하 발생층을 위하여 적층될 수 있다. 또한, 동일한 층 구조들이 네가티브 대전 극성으로 대전가능한 감광 부재로 역시 사용될 수 있다.

또한, 보호 수지층이 표면층으로서 형성될 수 있다. 상기 보호층 수지로서는, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 등이 있다. 이러한 수지들은 고착제와 조합되어 단독으로 사용되거나, 또는 각자의 고착제들과 2개 이상의 조합외에 사용된다.

또한, 전기적 전도 물질의 미세 입자들은 상기 보호층 수지 내에 분산될 수 있다. 그와 같은 전기적 전도 물질들의 예들은 금소, 금속 옥사이드 등이다. 보다 상세하게는, 다음의 미세입자들이 양호하다: 산화 아연, 산화 티타늄, 산화 주석, 산화 안티몬, 산화 인듐, 산화 비쓰무드, 산화 주석으로 코팅된 산화 티타늄, 주석으로 코팅된 산화 인듐, 안티몬으로 코팅된 산화 주석, 산화 지르코늄 등. 이러한 물질들은 단독으로 또는 2개 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다. 일반적으로 말하면, 상기 입자들이 상기 보호층 내로 분산되는 때, 상기 분산된 입자들에 의하여 입사광이 분산되는 것을 방지하기 위하여 상기 입자들의 직경은 상기 입사광의 파자보다 작아야만 한다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 보호층 내로 분산된 입자의 직경은 양호하게는 0.5μm보다는 크지 않다. 상기 보호층 내의 입자는 양호하게 상기 보호층의 전체 무게에 대하여 2-90중량%범위내에, 더 양호하게는 5-80중량%범위내이다. 상기 보호층의 두께는 양호하게 0.1-10.0μm, 더 양호하게는 1.0-7.0μm이다.

상기 표면층은 스프레이 코팅, 빔 코팅 또는 딥 코딩(dip coating)을 사용하여 수지가 분산된 곳에 용액을 코팅시키므로써 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 미세분말이 상기 토너 입자의 표면 상에 있는 것이 양호하다.

그와 같은 미세분말로서는 다음의 것들이 사용될 수 있다: 콜로이드성 실리카, 산화 리타늄, 산화 제일철, 산화 암모늄, 산화 마그네슘, 티탄산 칼슘, 티탄산 마그네슘, 산화 셀륨, 산화 지르코늄 등. 이러한 물질들은 단독으로 또는 2개 이상의 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 토너용 결합제로서, 광범위한 공지된 토너 결합 수지들이 단독으로 또는 2개 이상의 조합 형태로 사용될 수 있는데, 예를 들면, 스티렌 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 페옥시 수지 등이 있다.

착색제로서는, 공지된 비유기 또는 유기 염료들 또는 비유기 또는 유기 안료들이 사용될 수 있는데; 예를 들면, 카아본 블랙, 아닐린 블랙, 아세틸렌 블랙, 나프톨 옐로우, 한자(HANZA)예로우, 로아민 레이크, 알리자린 레이크, 레드 산화철, 프탈로시아닌 블루, 인단트렌 블루 등이 있다. 통상, 상기 착색제의 0.5-20파트들이 상기 결합제의 100파트마다 사용된다.

또한, 니그로신 염료, 4급 암모늄염, 복합 금속 살리실레이트, 금속염, 아세틸 아세톤 등이 상기 대전을 제어하는데 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 토너는 공지된 방법으로 생산될 수 있다. 예를 들어, 요구되는 결합 수지, 왁스, 금속염 또는 복합 금속염, 착색제 등의 안료, 염료, 자성 재료, 대전 조절제 및 다른 고착제들이 헨쉘 믹서(Henshel mixer) 또는 볼 밀(ball mill)과 같은 고정기(fixer)를 사용하여 완전히 혼합한다. 상기 혼합물은 액화되어 가열 롤러, 반죽기 또는 익스트루더와 같은 가열 반죽 기계를 사용하여 반죽된다. 다음으로, 상기 금속 화합물, 안료, 염료, 자성 물질들이 분산되거나 또는 앞서 용융된 혼합물에 용해된다. 냉각시킨 후, 굳어진 혼합물은 바람직한 토너를 얻도록 가루로 만들어져 분류된다.

본 발명에 따라서, 상기 토너의 극성은 포지티브 또는 네가티브일 수 있다. 또한, 상기 토너는 단일 또는 2개의 성분으로 구성될 수 있으며, 자성 또는 비자성을 띌 수 있다. 그러나, 상기 감광 부재의 대전 극성에 반대되도록 상기 토너의 극성이 선택되는 것이 핵심이다.

이하에서, 본 발명의 실시예들이 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

[감광 부재 제조 방법의 실시예 1]

상기 감광 부재(305)의 베이스(305a)로서, 알루미늄 실린더가 사용되는데, 그 직경 Ø는 30mm이며 그 길이는 254mm이다. 이러한 베이스(305a)상에서, 제1도에 도시된 구조층(305b-305e)들이 감광 부재(305)를 완성하도록 딥 코딩에 의하여 연속적으로 적층된다.

(1) 전기 도전성 피복층:산화 주석 또는 산화 티타늄 분말이 분산되는 경우 주로 두께 15μm의 페놀 수지.

(2) 하부피복층(305c):주로 두께 0.6μm의 변성 나일론(denatured nylon) 및 공중합 나일론(copolymer nylon).

(3) 전하 발생층(305d):장파(long wave)를 흡수가능한 티타닐 프탈로시아닌 염료가 분산되는 경우는 주로 두께 0.6μm의 부티랄 수지.

(4) 전하 전사층(305e):트리페닐 화합물이 중량비 8:1로 용해된 때 및 역시 폴리테트라플루오로에틸렌 분말(입자 직경:0.2μm)이 전체 고형량(solid content)에 대하여 10중량%로 균일하게 분산되는 경우는 주로 두께 25μm 및 95°인 물에 대한 접촉각을 갖는 폴리카보네이트 수지［오스왈드 점성법(Oswald viscosity)에 의하여 측정된 분자량:20,000).

상기 접촉각은 맑은 물을 사용하여 측정된다. 상기 측정 장치로서, 교와 표면 과학 인코포레이션(Kyoowa Surface Science Inc.)의 제품이 접촉각 미터 CA-DS가 사용된다.

[감광 부재 제조법의 실시예 2]

상기 감광 부재는 폴리테트라플루오로에틸렌이 부가되지 않는다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 제조된다. 물에 대한 접촉각은 74°이다.

[현상제 제조의 예]

스티렌-아크릴 수지 79중량%

스티렌-부타디엔 수지 10중량%

니그로신 염료 2중량%

카아본 블랙 5중량%

폴리올레핀 4증량%

상기 재료들이 혼합된 후, 획득된 혼합물은 2축 반죽 익스트루더를 사용하여 반죽된다. 상기 획득된 반죽 혼합물은 냉각되어 압축 분쇄기를 사용하여 분말로 만들어지고, 그 다음으로 조정된 그레인 크리 분산을 갖는 토너 화합물을 얻도록 멀티클래스 분류기를 사용하여 분류된다. 다음으로, 포지티브 이온성 하이드로포빅 실리카(BET 200m²/g)의 미세입자들이 1.5중량%만큼 상기 토너에 첨가되므로써, 평균 입자의 직경이 8.2μm인 무게를 갖는 최종 형태의 토너가 발생된다.

[실시예 1]

전자포토그래픽 장치로서 레이저 빔 프린터(캐논 LBP-860)이 마련된다. 상기 장치의 처리속도는 47mm/초이다.

상기 LBP-860의 처리 카트리지의 대전 부재는 롤러를 사용한다. 이러한 처리 카트리지의 고무 세정 블레이드는 제거되며, 또 상기 블레이드가 제거된 위치에 롤러가 설치된다. 상기 장치의 롤러는 제2대전 수단으로서의 대전 제어 롤러로서 사용되며, 새로이 부착된 롤러는 제1대전 수단으로서의 대전 롤러로서 사용된다.

다음으로, 제5도를 참조하면, 감광 부재(513)가 대전되기 전에 상기 감광 부재를 노출시키고, 토너와 감광 부재(513)의 전위가 제어된 후 상기 원고의 비이미지 부분에 해당하는 영역 상에 상기 감광 부재(513)을 노출시키도록 전사 부재(506)과 대전 부재(511) 상이의 선정된 위치에 광 파이버(509)가 배치된다.

다음으로, 상기 처리 카트리지의 현상부가 변형되는데; 상기 토너 전사 부재인 스테인레스 스틸 슬리브가 토너 카트리지 부재(505)로서 중간 전기 저항을 갖는 거품형 우레탄 고무 롤러(직경 18mm)로 대체되며, 이러한 토너 운반 부재(505)는 상기 감광 부재(513)과 접촉되도록 배치된다. 상기 토너 운반 부재(505)와 감광 부재(513)의 회전 방향들은 접촉부에서 동일하며, 상기 토너 운반 부재(505)는 상기 감광 부재(513)의 회전 속도의 150%인 회전 속도로 구동된다.

상기 토너 운반 부재(505) 상의 토너를 코팅시키기 위한 수단으로서, 코터 롤러(504)가 상기 토너 운반 부재(505)와 접촉되도록 상기 형성부(502) 내에 배치된다. 또한, 상기 토너 운반 부재(505) 상에 코팅된 상기 토너층을 조절하기 위하여, 수지 물질로 코팅된 스테인레스 블레이드가 장착된다.

제5도를 다시 참조하면, 참조번호(501)은 레이저 빔형 이미지 노출부를, 참조 번호(502)는 형성 장치를, 참조번호(504)는 토너 공급 롤러를, 참조번호(506)은 전사 롤러를, 또 참조번호(507)은 전사 전원을 나타낸다.

상기 전원(512)로부터의 전압 Va는 상기 대전 롤러(510)에 의하여 상기 감광 부재(513)에 인가되는데, 이에 따라 상기 감광 부재의 표면이 (Vd 전위까지) 균일하게 대전된다. 다음으로, 접지된 대전 제어 롤러(511)이 상기 대전 롤러(510) 다음에 배치된다. 이때, 상기 대전 제어 롤러(511)은 상기 전원에 OV로 접속된다는 것이 가정된다. 상기 형성부 내의 영역 상에서의 상기 전원(512)로부터의 전원 Va와 상기 감광 부재의 전위 Vd간의 관계가 제6도 및 제7도에 도시된다.

제6도는 상기 토너 대전 제어 롤러(511)이 제거된 후 상기 대전 롤러(510)에 의하여 대전된 상기 감광 부재(513)의 대전 특성을 도시한다. 상기 인가 전압 Va가 대전 개시 전압 Vth를 초과하는 때에는, 상기 인가 전압 Va에 대해 선형적인 대전 특성이 얻어지며, 다음의 관계가 상기 인가 전압 Va와 대전 전위 Vd 사이에 나타난다.

Vd=Va-Vth

(대전 롤러와 대전 제어 롤러의 Vth는 -550V이다)

제7도는 다른 시스템의 감광 부재(513)의 대전 특성, 즉 대전 전위 Vd를 도시하는데, 이경우 상기 접지된 대전 제어 롤러(511, 롤러의 전압은 OV로 조절된다)가 부가된다.

특성은 다음과 같다:

대전 롤러(510)에 인가된 전압 Va가 다음을 만족하는 경우:

│Va│2×│Vth│

Vd=Vth

이는 전위에 해당하는 안정한 검은 영역이 얻어지기 위한 조건이며, 이와 동시에 상기 사후전사 잔류 토너의 대전 극성이 상기 감광 부재의 대전 극성에 반대 되도록 될 수있다.

또한, 다음의 공식이 만족된다:

│Vdl-Vc││Vth│, │Vdl││Vc│

［Vc:상술한 바와 같은 상기 대전 제어 부재(511)에 의하여 상기 감광 부재의 극성에 반대되도록 상기 사후전사 잔류 토너의 극성을 만들기 위하여 상기 대전 제어 롤러(511)에 인가된 전압; Vdl: 상기 대전 롤러(510)에 의하여 대전된 상기 감광 부재의 전위］

또한, 상기 감광 부재의 극성에 대하여 상기 사후전사 잔류 토너의 극성을 신뢰도 있게 반전시키기 위하여, 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다:

│Vdl││Vdl-Vth│≥50

또한, 상기 광-전 그래픽 장치는 상기 처리 카트리지의 변형을 수용하도록 변경되며, 또 상기 처리 조건들 역시 그에 따라서 설정된다. 또한, 상기 처리 순서는 상기 정상적인 현상 처리가 가능하도록 제8도에 도시된 바와 같이 변경된다.

변형된 장치에서, 이미지들은 다음을 포함하는 처리를 통하여 기록된다: 상기 감광 부재가 제1대전 수단으로서의 상기 대전 롤러에 의하여 대전되는 단계; 모든 상기 사후전사 잔류 토너들의 극성이 상기 감광 부재의 극성에 대하여 반전되도록 만드는 단계; 상기 원고의 배경부에 해당하는 영역들이 정전기 잠상을 형성하도록 레이저 빔(백스캔)에 노출되는 단계; 이러한 정전기 잠상이 토너 상으로서 재현되는 단계; 및 이러한 토너 상이 전압이 인가된 롤러에 의하여 전사 재료 상으로 전사되는 단계.

상기 감광 부재(513)은 상기 감광 부재 제조법의 예 1을 사용하여 만들어지며, 현상 장치로서의 상기 토너는 상기 현상 장치 제조법의 상술된 예를 사용하여 제조된다. 상기 대전 롤러(510)에 의하여 상기 감광 부재에 -1,300V가 인가된 후, 상기 감광 부재(513)의 전위는 상기 검은 영역에 대응하는 전위가 -550V로, 또 상기 밝은 영역에 대응하는 전위가 -50V가 되도록 제어된다. 현상 바이어스는 -250V의 전압을 갖는 DC전류이다.

제조된 이미지들은 선정된 테스트 패턴을 사용하여 평가되는데, 이때 상기 감광 부재의 둘레 길이에 해당하는 길이를 갖는 검은색 및 백색의 평행 줄무늬로 패턴이 형성되며, 교대로 나타나는 하나의 도트 측선 및 2개의 도트 측선들로 구성된 하프 톤(tone) 발생 패턴이 뒤 따른다. 전사 재료로서는, 75g/m²인 편평한 베이스 용지, 130g/m²인 베이스 카드보드(cardboard) 및 오버헤드 프로젝터(overhead projector)용 필름 쉬트(film sheet)등이 사용된다.

고스트 평가 패턴에 대한 개념도가 제10도에 도시된다. 상기 평가는 선행방법에 의하여 행해진다. 반사 밀도는 맥베드 일루미노미터(Macbeth illuminometer)에 의하여 단일 프린터의 2개 위치에서 측정된다. 양 위치들은 상기 감광 부재의 제2회전에 의하여 형성된 프린터 부분 내에 있게 되는데, 그 중 하나는 상기 감광 부재의 제1회전에 의하여 형성된 프린터 부분(검은 프린터 부분) 내에 검은 이미지가 형성되는 곳에 해당되며, 다른 하나는 상기 감광 부재의 제1회전에 의하여 형성된 프린터 부분 내에 어떠한 검은 이미지도 형성되지 않은 부분(배경 부분)에 해당한다. 다음으로, 상기 평가는 상기 2곳의 위치 사이에서 다른 반사 밀도를 기초로 행해진다. 이러한 실시예에서, 상기 반사 밀도는 맥베드 일루미노미터에 의하여 측정된다.

반사 밀도차=상기 이미지가 형성되는 곳에 해당하는 위치의 반사 밀도-어떠한 이미지도 형성되지 않는 곳에 해당하는 반사 밀도.

상기 반사 밀도차가 작으면 작을수록, 더 좋은 고스트 레벨을 얻게 된다.

상기 평가외에 행해지는 다른 이미지 평가들 역시 바람직하다; 이미지의 품질은 이미지 밀도, 포그 등에 대하여 양호한다.

전체 결과들이 테이블 1에 요약된다.

상기 포그의 양은 반사형 일루미노미터(반사미터:도꾜 덴쇼꾸 Co. Ltd.의 제품인 모델 TC-68)를 사용하여 측정된다. 더 상세하게, 완성된 복사의 백색 영역의 반사 밀도(최악의 값은 Ds) 및 프린팅하기 전의 백색 용지의 표면의 반사 밀도(평균 반사 밀도값은 Dr)들이 측정되며, 상기 포그의 양은 (Ds-Dr)로서 정의된다. 실제적으로 말하면, 이미지 내의 상기 포그의 양은 2%를 넘지 않을 경우, 상기 이미지는 양호한 포그-프리(fog-free) 이미지로서 간주될 수 있으며, 상기 포그 양이 5%를 넘는 경우는 상기 이미지가 포그 출현(foggy appearance)이 의심스러운 바람직하지 않은 이미지가 될 것이다.

[비교예 1]

이러한 예는 상기 토너 대전 제어 롤러(511)이 제거된 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하며, 실시예 1에서 행해진 것과 동일한 평가가 행해진다. 이러한 예의 경우, 상기 포그는 전체 프린트 표면 상에 발생하는데, 이에 따라 상기 프린트를 사용하는 것을 절대적으로 불가능하게 만든다. 고스트에 대하여, 상기 이미지는 심각하게 교란되므로써 측정이 보장되지 못하게 된다.

[실시예 2]

이러한 실시예에서 사용된 전자-포토그래픽 장치는 실시예 1에서 사용된 장치와 동일한 종류이다.

실시예 1에서 사용된 처리 카트리지의 상기 감광 부재 대전 롤러(510) 및 대전 제어 롤러(511)의 위치에, 고정 브러쉬(910 및 911) 들이 각각 장착되며, 전원이 상기 대전 제어 브러쉬들에 접속된다. 상기 구성의 개략도가 제9도에 도시된다.

상기 감광 부재(914)는 상기 감광 부재 제조법의 실시예 2를 사용하여 만들어지며, 상기 현상 장치는 현상 장치 제조법의 상술된 예를 사용하여 제조된다. 상기 대전 브러쉬(910)이 사용되는 때, 상기 감광 부재(914)의 Vth는 -500V이다.

이미지 평가는 실시예 1과 동일한 방법으로 행해지는데, 이때 전원(912)의 전압은 1,200V; 현상 장치 바이어스는 -250V 전압의 DC전류이다. 또한, 검은 부분의 전위는 -500V이며, 밝은 부분의 전위는 -50V이다. 상기 평가의 결과들이 데이블 1에 주어진다.

제9도를 참조하면, 토너 전위 제어의 효과를 검사하기 위하여, 상기 감광 부재 극성 및 토너 극성들이 포인트(9a,9b,9c 및 9d)에서 체크된다. 그 결과들이 테이블 2에 주어진다. 테이블 2로부터 명백한 바와 같이, 상기 감광 부재의 전위가 상기 포지티브의 극성쪽으로 쉬프팅될 수 있도록 상기 브러쉬(910)에 의하여 -700V의 전위로 대전되었던 상기 감광 부재와 상기 브러쉬(911) 사이에 전기적 방전이 발생하는 것을 허용하므로써, 상기 사후전사 잔존 토너의 극성이 상기 감광 부재의 극성에 대해 반전될 수 있다. 따라서, 정규 현상 처리와 함께 동시 세정 방법을 사용하기 위한 조건이 만족된다.

역시 제9도를 참조하면, 참조번호(901)은 레이버-기초 노출부; 참조번호(902)는 현상 장치; 참조번호(903)은 수지로 코팅된 스테인레스 블레이드; 참조번호(904)는 토너 공급 롤러; 참조번호(905)는 현상 롤러; 참조번호(906)은 전사 롤러; 참조번호(907)은 전사 전원; 참조번호(909)는 사전대전 노출 광 파이버; 및 참조번호(911)은 대전 제어 브러쉬를 나타낸다.

[실시예 3]

이러한 실시예는 전원(913) 및 현상 장치 바이어스용 전압들이 각각 -100V 및 -300V로 변경된 점을 제외하고는 실시예 2와 동일하다. 실시예 2와 동일한 평가가 행해진다. 검은 부분의 전위는 -600V이며, 밝은 부분의 전위는 -50V이다. 그 결과들이 테이블 1에 주어진다.

제9도를 참조하면, 상기 토너 전위제어의 효과를 검사하기 위하여, 상기 감광 부재 극성 및 토너 극성들이 포인트(9a,9b,9c 및 9d)에서 체크된다. 그 결과들이 테이블 2에 주어진다. 테이블 2로부터 명백한 바와 같이, 상기 사후전사 잔류 토너의 극성은 상기 감광 부재의 극성에 대해 반전될 수 있다. 다시 말하면, 상기 정규 현상 장치 처리와 함께 동시적 세정 방법을 사용하기 위한 조건이 만족된다.

[실시예 4]

역시 이러한 실시예는 전원(913) 및 현상 장치 바이어스용 전압들이 각각 +100V 및 -200V로 변경된 점을 제외하고는 실시예 2와 동일하다. 실시예 2와 동일한 평가가 행해진다. 검은 부분의 전위는 -400V이며, 밝은 부분의 전위는 -50V이다. 그 결과들이 테이블 1에 주어진다.

제9도를 참조하며, 상기 토너 전위 제어의 효과를 검사하기 위하여, 상기 감광 부재 극성 및 토너 극성들이 포인트(9a,9b,9c 및 9d)에서 체크된다. 그 결과들이 테이블 2에 주어진다. 테이블 2로부터 명백한 바와 같이, 사후전사 잔류 토너의 극성은 상기 감광 부재의 극성에 대해 반전될 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 정규 현상 장치 처리와 함께 동시 세정 방법을 사용하기 위한 조건이 만족된다.

[비교예 2]

이러한 예는 전원(913) 및 현상 장치 바이어스용 전압들이 -1,200V 및 -300V로 변경된 점을 제외하고는 실시예 2와 동일하다. 상기 실시예는 실시예 2와 동일한 방법으로 평가된다. 검은 부분의 전위는 -700V이며, 밝은 부분의 전위는 -50V이다.

제9도를 참조하면, 상기 토너 전위 제어의 효과를 검사하기 위하여, 상기 감광 부재 극성 및 토너 극성들이 포인트(9a,9b,9c 및 9d)에서 체크된다. 그 결과들이 테이블 2에 주어진다. 테이블 2로부터 명백한 바와 같이, 사후전사 잔류 토너의 극성은 상기 감광 부재의 극성에 대해 반전되지 않을 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 정규 현상 장치 처리와 함께 동시 세정 방법을 사용하기 위한 조건이 만족되지 않을 수 있다.

실제로 측정된 이미지 밀도값 및 포그의 양이 테이블 1에 주어진다. 상기 이미지 밀도는 낮으며, 상기 포그의 양은 크기 때문에 실제 사용에 적합한 이미지가 되지 않는다. 고스트에 대한 평가에 대하여는, 상기 이미지 훼손이 너무 심해 측정을 보장할 수 없게 된다.

[비교예 3]

이러한 예는 전원(913) 및 현상 장치 바이어스용 전압들이 각각 -800V 및 -300V로 변경된 점을 제외하고는 실시예 2와 동일하다. 상기 실시예는 실시예 2와 동일한 방법으로 평가된다. 검은 부분의 전위는 -700V이며, 밝은 부분의 전위는 -50V이다.

제9도를 참조하면, 상기 토너 전위 제어의 효과를 검사하기 위하여, 상기 감광 부재 극성 및 토너 극성들이 포인트(9a,9b,9c 및 9d)에서 체크된다. 그 결과들이 테이블 2에 주어진다. 테이블 2로부터 명백한 바와 같이, 상기 사후전사 잔류 토너의 극성은 상기 감광 부재의 극성에 대해 반전되지 않을 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 정규 현상 장치 처리와 함께 동시 세정 방법을 사용하기 위한 조건이 만족되지 않을 수 있다.

실제로 측정된 이미지 밀도값 및 포그의 양이 테이블 1에 주어진다. 상기 이미지 밀도는 낮으며, 상기 포그의 양은 크기 때문에, 실제 사용에 적합한 이미지를 얻을 수 없다. 고스트의 평가에 대해서는, 상기 이미지 훼손이 너무 커서 측정을 보장할 수 없다.

[비교예 4]

이러한 예는 전원(913) 및 현상 장치 바이어스용 전압들이 각각 -400V 및 -300V인 점을 제외하고는 실시예 2와 동일하다. 상기 실시예는 실시예 2와 동일한 방법으로 평가된다. 검은 부분 전위는 -700V이며, 밝은 부분 전위는 -50V이다.

제9도를 참조하면, 상기 토너 전위 제어의 효과를 검사하기 위하여, 상기 감광 부재 극성 및 토너 극성들이 포인트(9a,9b,9c 및 9d)에서 체크된다. 그 결과들이 테이블 2에 주어진다. 테이블 2로부터 명백한 바와 같이, 사후전사 잔존 토너의 극성은 상기 감광 부재의 극성에 대해 반전되지 않을 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 정규 현상 장치 처리와 함께 동시 세정 방법을 사용하기 위한 조건이 만족되지 않을 수 있다.

실제로 측정된 이미지 밀도값 및 포그의 양이 테이블 1에 주어진다. 상기 이미지 밀도는 낮으며, 상기 포그의 양은 크기 때문에, 이미지는 실제로 사용하는 데 적합하지 않게된다. 고스트의 평가에 대해서는, 상기 이미지의 훼손이 너무 심해서 측정을 보장할 수 없게 된다.

상술된 실시예들로부터 명백한 바와 같이, 접촉 또는 비접촉형 대전 제어 부재가 상기 대전 부재 및 노출 부재 사이에 배치되는데; 이에 따라서, 상기 동시 세정 방법이 심지어는 정규 현상 장치 처리를 사용하는 이미지 형성 장치인 경우에도 적용될 수 있다.

다음으로, 다른 실시예가 설명되는데, 상기 실시예에서는 상기 사후전사 잔류 토너가 제1대전 수단에 의하여 상기 감광 부재의 극성에 대해 반전된 극성으로 변경된 후, 상기 잔존 토너의 극성이 상기 감광 부재의 대전 극성에 반대되도록 허용하면서 상기 감광 부재의 전위가 제2대전 수단에 의하여 상기 감광 부재의 대전 극성과 동일한 극성으로 반전된다.

조사 결과로서, 본 발명의 발명자는 AC성분 및 DC성분을 포함하는 전압이 제2대전 수단으로서 상기 대전 부재에 인가된 때, 상기 잔류 토너가 제2대전 수단의 위치를 대전시키고 동일 대전 극성을 DC성분의 극성에 관계없이 유지시키므로써 통과될 수 있다는 사실을 발견했다. 이러한 경우, 상기 AC성분의 피크-대 피크 전압의 크기는 대전 초기 전압 Vth의 2배보다는 작지 않다. 또한, 상기 AC성분의 피크-대-피크 전압의 크기가 Vth의 2배보다 작지 않을 때, 상기 감광 부재는 Vth의 2배보다 크지 않거나 또는 단지 DC전압만이 사용된 때보다 더 균일하게 대전될 수 있다. 또한, 상기 대전 전위는 환경에 의하여 영향을 받지 않은데; 그 평균 전위는 DC성분과 실질적으로 동일한 레벨로 안정된다.

상술된 실시예가 제11도를 참조하여 설명될 것이다.

감광 부재(205)의 전위는 상기 감광 부재 표면을 노출 수단을 사용하여 노출시키므로써 OV에 근접되도록 유지되며, 토너는 거의 OV의 전압을 갖는 이러한 감광 부재(205)의 표면에 고착된다. 상기 고착된 토너가 대전 롤러(203)의 대전 위치에 인입되는 때, 전압 인가 수단(204)에 의하여 상기 대전 롤러(203)에 전압이 인가되며, 상기 감광 부재 전위 및 토너 대전 극성들이 체크 포인트 1［제11도에서 화살표(207)에 의하여 표시된 포인트］과 체크 포인트 2［화살표(206)에 의하여 표시된 포인트］에서 체크된다.

테이블 3 및 테이블 4들은 상기 토너 극성, 감광 부재 극성 및 전압 인가 방법을 변화시킬 때 얻어진 결과들을 도시한다.

테이블 3에서, DC전류가 인가된 경우에만이 인가된 DC전류의 극성에 따라 롤러(203)에 의해 대전된 직후에 토너 극성이 체크된다는 것이 분명하다. 다음으로, 테이블 4에서, DC에 중첩된 AC를 채용한 시스템의 경우, 롤러(103)에 의해 대전된 직후에 토너 극성은 모든 조건하에서 동일하게 남는다.

달리 말하면, 동시적 크리닝(concurrent creaning) 방법은 제2대전 수단 같은 DC요소와 AC요소를 포함하는 전압이 인가된 대전 부재(charge member)를 채용함으로써 실현되고, 따라서 감광 부재상에서의 사후 잔류 토너(post transfer residual toner)의 토너 극성이 감광 부재의 표면이 제2대전 수단에 의해 소망된 전위로 대전되기 전에 소망된 극성으로 변환된다.

감광 부재를 소망된 전위로 대전하기 위한 한 특별 수단이 대전 제어 부재를 제1대전 수단에 의해 소망된 전위로 대전된 감광 부재에 접촉하여 또는 근접시켜서 배치하는 것이다. 대전 제어 부재는 중간 범위의 전기 저항을 가지는 브러쉬, 롤러, 블레이드 등의 형태를 뛸 수 있다. 또한, 코로트론(COROTRON) 또는 스코로트론(SCOROTRON) 등의 코로나에 기초한 대전 디바이스가 감광 부재에 대한 대전 수단으로서 채용될 수 있다.

전술한 바와 같이, DC요소와 AC요소를 포함하는 전압이 제2대전 수단에 인가된 경우, 제2대전 수단은 동일한 토너 극성을 유지하면서 토너 극성에 반대되는 극성으로 감광 부재를 대전시키는 기능을 할 뿐만 아니라, 잔류 토너가 현상 공정(development process) 중에 대전되는 것을 방지하기 위해 감광 부재 표면을 보다 균일하게 대전시켜서, 크리닝 효율을 개선하고, 결과적으로, 현상 과정중에 포그(fog) 미 이미지 밀도의 열화(deterioation)를 방지하는 기능을 한다. 이것은 전하가 제1대전 수단에 의해 제어되는 사후 전사 잔류 토너가 제2대전 수단에 의해 전하가 대전되지 않고 현상 과정 중에 포획되는 경우, 고전위의 토너가 현상 디바이스로 혼합되고, 마찰 대전 부재 또는 토너 전달 부재에 견고하게 접착되어서, 결과적으로 역으로 포그 또는 밀도 열화에 원인이 되는 마찰 대전 효율 및 토너 전달에 영향을 끼치기 때문이다. 이러한 현상은 저 습도 환경에서 극명하게 드러난다.

본 실시예의 이미지 형성 방법에 따라, 제2대전 수단에 의해 감광 부재를 대전하는 단계, 및 제1대전 수단에 의해 토너를 제어하는 단계가 개별화 되고, 따라서 이 두 단계는 독립적으로 제어된다. 부언하면, 감광 부재 상에서의 토너 대전의 전위가 제2대전 수단에 의해서는 최소한으로 영향받게 되고, 따라서 사후 전사 잔류 토너 대전의 전위가 토너 대전 제어내에서 양호하게 제어될 수 있고, 따라서 현상 단계 중에 발생하는 토너 충전이 효과적으로 방지된다.

후술할 실시예에서 채용될 현상 시스템은 전술된 어떤 현상 시스템도 가능하다.

후술할 실시예에서 채용될 제1 및 제2대전 시스템에 대해, 감광 부재에 근접하여 배치될 대전 부재가 전술된 대전 부재에 부가하여 채용된다.

감광 부재에 직근접하여 배치될 대전 부재에 대해, 전기도전판 및 도전판위의 저항층의 스트립을 형성하는 부재가 상기 언급된 롤러, 블레이드, 브러쉬 등의 측면에 채용될 수 있다. 저항층의 양호한 저항 범위는 10Ω/cm에서 10Ω/cm까지이다. 이 부재와 감광 부재 사이의 틈새는 50㎛에서 500㎛사이이어야 하며, 양호하게는 단지 300㎛이다. 틈새가 500㎛를 초과하는 경우에, 토너 전하를 제어하고, 또는 감광 부재를 대전하기 위해서는 극고전압이 필요하다.

예를 들면, 틈새의 방전 개시 전압이 후술한 파셴의 법칙으로부터 도출된 근사 공식,

Vth(방전 개시 전압)=312+6.2d(갭)

을 사용하여 획득되어질 수 있다.

이 공식을 사용하여, 틈새가 100㎛인 경우 방전 개시 전압은 932V이며, 틈새가 200㎛인 경우 방전 개시 전압은 1552V이며, 틈새가 300㎛인 경우 방전 개시 전압은 2172V이며, 틈새가 500㎛인 경우 방전 개시 전압은 3412V이가 된다.

이런 저항층들은 상기 언급된 롤러에 관한 리스트에 실린 물질 중의 하나로 형성될 수 있다. 또한, 구리, 니켈, 철, 알루미늄, 금, 은 등의 금속, 산화철, 산화 아연, 산화 주석, 산화 안티몬, 산화 티타늄 등의 금속 산화물, 카본 블랙 등의 전기전도성 분말이 도포된 폴리에스터, 폴리우레탄, 나일론, 아크릴, 폴리올레핀 등의 다양한 수지가 채용될 수 있다.

후술할 본 실시예에서 사용된 감광 부재 및 토너는 상술된 것들과 동일할 수 있다.

[실시예 5]

레이저 빔 프린터(LBP-860, 캐논)가 광전 그래픽 장치로서 선택된다. 이 장치의 처리 속도는 47mm/sec이다.

LBP-860에 대한 프로세스 카트리지는 롤러를 대전 부재로서 채용한다. 이 프로세스 카트리지의 고무 블레이드가 제거되었고, 고무 블레이드가 있었던 위치에는 롤러가 장착된다. 장치에 있었던 롤러는 제2대전 수단 같은 대전 롤러로서 사용되었고, 새로이 장착된 롤러는 제1수단 같은 대전 제어 롤러이다.

제12도에서, 광학 섬유(509)는 감광 부재를 대전되기 이전에 노출시키기 위해 전사 부재와 감광 부재 사이에 설치된다.

또한, 프로세스 카트리지의 현상 스테이션이 변경되었고, 스테인레스 스틸 슬리이브는 토너 캐리어 부재같은 전기 저항이 중간 범위인 발포 우레탄 고무 롤러와 교체된다. 이 우레탄 고무 롤러는 감광 부재와 접촉하여 위치한다. 감광 부재(313)와의 접촉점에서의 토너 캐리어 부재의 이동 방향은 감광 부재와 동일하다. 토너 캐리어 부재는 감광 부재의 주변 속도의 150%에서 구동된다.

토너 운반 부재(505) 상에 토너를 코팅하기 위한 수단에 대해, 현상 스테이션 내에서 코팅 롤러(504)가 토너 운반 부재(505)와 접촉하여 배치된다. 또한, 토너 운반 부재(505) 상의 토너 코팅층을 조절하기 위해, 수지로 코팅된 스테인레스 스틸 블레이드(503)가 현상 스테이션 내에 장착된다.

감광 부재의 회전 방향에 관련된 광학 섬유(509)를 따라, 대전 제어 롤러(311)가 배치되고, 그에 따라, 대전 롤러(511)가 배치된다. 이 배열에 따라, 감광 부재 표면의 전위가 광학 섬유 노출에 의해 전압 Vr로 감소된 후에, 감광 부재의 전위 및 극성과 사후 전사 잔류 토너가 전원(312)에 의해 전압 Va가 인가된 대전 제어 롤러(311)에 의해 제어되고, 따라서, 감광 부재가 AC요소와 DC요소를 포함하는 진동 전압이 인가된 대전 롤러(511)에 의해 대전된다. 또한, 광전 그래픽 장치 및 프로세스 조건이 수정된 프로세스 카트리지를 조절하기 위해 수정된다.

장치가 수정된 경우에, 이미지 베어링 부재가 감광 부재 상의 모든 사후 전사 잔류 토너의 극성이 감광 부재의 극성에 반대되는 극성이 된 후에 대전 롤러(511)로써 균일하게 대전된다. 따라서, 원형 이미지(백스캔:backscan)의 배경 부재에 상응하는 감광 부재의 영역이 정전기적 숨은 영상을 형성하기 위해 레이저에 노출된다. 토너로써 토너 상 같이 잠상이 재현되었으며, 토너 상이 전압이 인가된 롤러에 의해 전사 재료로 전송된다.

감광 부재가 감광 부재 생성 방법의 예 1을 사용하여 조성되고, 토너가 상기 언급된 현상제 생성 방법의 예를 사용하여 생성된다. 감광 부재 전위의 전위는 -800V가 인가되는 대전 제어 롤러(311) 및 전압이 -500V인 DC요소와 피크피크 전압이 2000V인 AC요소를 가지는 전압이 인가된 대전 롤러(511)를 사용하여 암부에 상응하는 영역에서는 -500V로, 명부에 상응하는 영역에서는 -100V로 세트된다. 현상 바이어스는 전압이 -250V인 DC전류이다. 광학 섬유(509)에 의해 노출된 감광 부재 전위 Vr의 전위 Vr은 -50V이다.

생성된 이미지가 감광 부재의 원주와 동일한 길이를 가지는 흑백의 병렬 스트라이프로 형성되고 하나는 단순 수평 일점쇄선이고, 다른 하나는 세번째 점위치마다 2개의 검은 공백을 포함하는 수평 일점쇄선인 2개 타입의 교대 라인으로 형성된 하프 톤 발생 패턴이 후속하는 소정의 테스트 패턴을 사용하여 평가된다. 전사 재료에 대해서는, 75g/m²을 기본으로 한 플레인 페이퍼, 130g/m²을 기본으로 한 카드보드, 오버헤드 프로젝터에 대한 박막이 사용된다.

고스트 평가 패턴의 개념적 도면이 제10도에 주어진다. 이 평가는 단일 프린트 상의 두 점 간의 반사 밀도차에 근거하여 형성된다. 보다 구체적으로, 두 점은 감광 부재의 제2회전에 의해 형성된 이미지부 상에 형성되는데, 한 점은 감광 부재의 제1회전에 의해 형성된 이미지부의 블랙 이미지 영역(블랙 프린트부)에 상응하고, 다른 점은 감광 부재의 제1회전에 의해 형성된 이미지부의 무이미지(무프린트부) 영역에 상응한다. 반사 밀도는 맥베스 조도계로써 측정되고, 반사 밀도차는 다음의 공식

반사 밀도차=이미지가 형성된 지점에 상응하는 점의 반사 밀도-이미지가 형성 안된 지점에 상응하는 점의 반사 밀도

에 의해 얻어진다.

반사 밀도차가 적어질수록 고스트 레벨이 향상된다.

상기 평가외의 다른 평가들도 또한 바람직하며, 이미지 품질은 이미지 밀도, 포그 등등에 좌우된다.

총 결과가 표 5에 종합되어 있다.

포그의 양은 반사형 조도계(반사계:모델 번호 TC-6S, 도쿄 덴쇼꾸 사 제품)를 사용하여 측정된다. 보다 구체적으로, 최종 복사본의 명 영역의 반사 밀도(최저값 Ds)와 프린팅하기 이전의 화이트 막의 표면의 반사 밀도(평균 반사 밀도는 Dr)가 측정되고, 포그의 양이 (Ds-Dr)로 정의된다. 실질적으로, 이미지 내의 포그의 양이 겨우 5%일 경우에, 이미지는 양호한 포그-프리 아미지로 간주되고, 5%를 넘는 경우에는, 이미지가 불명확해져서 바람직하지 않게 된다.

[비교예 5]

본 예는 토너 대전 제어 롤러(311)가 제거된다는 것을 제외하고는 제5실시예와 동일하고 제5실시예에서의 평가와 동일한 평가를 받는다. 본 예의 경우, 포그는 전 표면에 걸쳐서 발생되어서, 프린트를 절대 사용불능하게 한다. 고스트에 대해서는, 이미지가 아주 심각하게 왜곡되어서 측정을 보장할 수 없다.

[실시예 6]

본 실시예는 대전 제어 롤러(311)에 인가된 전압이 -900V, 그리고 -700V로 변경된다는 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하다. 그 결과가 테이블 3에 종합되어 있다.

[실시예 7]

본 실시예는 대전 제어 롤러(311)에 인가된 전압이 +450V로 변경된다는 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하다. 대전 제어 롤러 전위와 감광 부재 표면 전위간의 전위차(프리차지 노출 후에 -50V)가 대전 개시 전압(550V)보다 작기 때문에, 잔류 토너의 대전이 제어되어서, 전 이미지 영역 상에 포그를 발생시키고, 결과적으로, 복사본을 실질적으로 무용지물로 만들어버린다. 고스트에 대해서는, 이미지가 지나치게 교란되어서 측정을 할 수 있다.

[실시예 8]

본 실시예에서의 광전 그래픽 장치는 대전 제어 롤러가 있던 위치에 또는 제5도에서 채용된 프로세스 카트리지가 있던 위치에 고정 브러시(411)가 장착된 것을 제외하고는 실시에 5에서 사용된 것과 동일하며, 전원은 대전 제어 브러시로 접속된다. 구조의 개략도가 제13도에 도시되어 있다.

감광 부재가 감광 부재 제조 방법의 예 2를 사용하여 제조되고 현상제가 현상제 제조 방법의 실시예 1을 사용하여 제조된다. 이미지 평가가 전원(412)의 전압이 +1000V이고, 전원(413)에 전압이 -500V인 DC요소와 DC요소에 중첩된 피크피크 전압이 1800V인 AC요소로 구성된 전압이 제공되고, 현상 바이어스가 전압이 250V인 DC전류인 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 실행된다. 또한, 암부 전위는 -500V이고, 명부 전위는 -100V이다. 평가의 결과가 표 6에서 주어진다.

감광 부재 제조 방법의 예 2를 사용하여 제조된 감광 부재를 대전시키기 위해 고정 브러시(411)가 사용된 경우에 대전 개시 전압은 550V이다.

또한, 고정 브러시에 인가된 전압을 각각이 양호한 이미지를 생성시키는 +800V, +600V 및 +550V로 변환시킴으로써 더 많은 테스트가 이행된다.

[실시예 9]

본 실시예에서 사용된 광전 그래픽 장치는 실시예 5에서 사용된 것과 동일하다.

실시예 5에서 채용된 프로세스 카트리지의 대전 롤러(311)의 위치에 제14도에 도시된 평판형 부재(610)가 평판형 부재와 감광 부재 사이에 100㎛의 틈새를 제공하기 위해 평판형 부재(610)를 지지하는 폴리아세탈 수지로된 스페이서 부재(604)를 사용하여 장착된다. 또한, 전원이 대전 제어 브러시로 접속된다. 이러한 구성의 개략도가 제15도에 주어진다.

평판형 부재(610)는 평평한 병렬 스테인레스 스틸판의 조각 및 500㎛두께의 전기 전도성 프라이머와 함께 접착된 산화철이 도포된 나일론막으로 구성된다.

감광 부재는 감간 부재 제조 방법의 실시예 1을 사용하여 제조되고, 현상제는 현상제 제조 방법의 실시예 1을 사용하여 제조된다. 이미지 평가는 전원(612)의 전압이 +1000V이고, 전원(614)에 전압이 -500V인 DC요소와 DC요소에 중첩된 피크피크 전압이 2500V인 AC요소로 구성된 전압이 제공되고, 현상 바이어스가 전압이 300V인 DC전류인 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 이행된다. 또한 암부 전위는 -500V이고, 명부 전위는 -100V이다. 프리차지 노출 후에 감광 부재의 사후 전사 전위는 -50V이다. 평가의 결과가 테이블 3에 주어진다.

감광 부재 제조 방법의 실시예 2를 사용하여 제조된 감광 부재를 대전시키기 위해 고정 브러시(411)가 사용된 경우에 대전 개시 전압은 500V인 반면에, 감광 부재 제조 방법의 실시예 2를 사용하여 제조된 감광 부재를 대전시키기 위해 평판형 부재가 채용된 경우에 대전 개시 전압은 950V이다.

또한, 고정 브러시에 인가된 전압을 각각이 양호한 이미지를 생성시키는 +800V, +600V 및 +500V로 변환시킴으로써 더 많은 테스트가 이행된다.

사후 전사 잔류 토너의 양을 감소시키기 위한 상술된 모든 실시예에서, 감광 부재 표면의 수면에 대한 접촉 각도가 85°는 되어야 하며, 양호하게는, 90°가 되어야 한다.

본 발명의 특정 실시예에 따라 특정하게 도시되고 설명되었지만 당분야의 숙련공이라면 그 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 형태와 세부사항 면에서 여러 가지로 변경가능함을 알 것이다.

Claims

이미지 베어링 부재; 토너 이미지의 형성과 동시에 이미지 베어링 부재로부터 잔류 토너를 제거하고 정전 잠상의 대전 극성과 반대인 대전 극성을 갖고 있는 토너를 갖는 상기 이미지 베어링 부재 상에 제공된 상기 정전 잠상을 현상함으로써 상기 이미지 베어링 부재를 세정하는 세정 수단; 상기 이미지 베어링 부재로부터의 토너 이미지를 전사 재료에 전사하는 전사 수단; 및 상기 전사 수단에 의한 이미지 전사 후 및 현상 수단에 의한 현상 전에 상기 이미지 베어링 부재에 남아 있는 토너를 상기 토너 이미지의 대전 극성과 동일한 극성으로 대전시키고, 상기 이미지 베어링 부재를 상기 토너 이미지의 대전 극성과 반대인 극성으로 대전시키는 대전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 대전 수단은 상기 이미지 전사 후의 상기 이미지 베어링 부재를 사익 토너 이미지의 대전 극성과 반대인 극성으로 대전시키는 제1대전 수단 및 상기 제1대전 수단의 대전 동작 후 및 상기 현상 수단의 현상 동작 전에 상기 이미지 베어링 부재의 전위 극성을 변경시키지 않고 상기 토너 이미지의 대전 극성과 동일한 극성으로 잔류 토너를 대전시키는 제2대전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제2항에 있어서, 상기 이미지 베어링 부재는 감광 부재를 포함하고, 상기 장치는 상기 감광 부재를 정전 잠상 이미지를 위해 이미지 광에 노출시키는 노출 수단을 더 포함하고, 대전 동작은 상기 제1대전 수단의 동작 후 및 상기 노출 수단의 노출 전에 상기 제2대전 수단에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2대전 수단은 상기 이미지 베어링 부재에 접촉되거나 혹은 인접한 대전 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2대전 수단의 대전 및 상기 제1대전 수단에 의한 대전 후에 상기 이미지 베어링 부재의 전위 Vd(V), 상기 대전 부재에 인가된 전위Vc(V), 및 상기 대전 부재 Vth(V)에 의해 상기 이미지 베어링 부재의 대전 개시 전압은 │Vd-Vc││Vth│ 및 │Vd││Vc│를 만족시키는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제5항에 있어서, │Vc-Vth│≥50을 만족시키는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제5항에 있어서, 상기 대전 부재는 전기적으로 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 대전 수단은 이미지 전사 후의 상기 잔류 토너를 상기 토너 이미지의 대전 극성과 동일한 극성으로 대전시키는 제1대전 수단, 및 상기 제1대전 수단의 대전 동작 후 및 상기 현상 수단의 현상 동작 전에 잔류 토너의 전위 극성을 변경시키지 않고 상기 토너 이미지의 대전 극성과 반대인 극성으로 상기 이미지 베어링 부재를 대전시키는 제2 대전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제8항에 있어서, 상기 이미지 베어링 부재는 감광 부재를 포함하고, 상기 장치는 상기 감광 부재를 정전 잠상 이미지를 위해 이미지 광에 노출하는 노출 수단을 더 포함하고, 대전 동작은 상기 제1대전 수단의 동작 후 및 상기 노출 수단의 노출 전에 상기 제2대전 수단에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2대전 수단은 상기 이미지 베어링 부재에 접촉되거나 혹은 인접한 대전 부재를 포함하고, 상기 대전 부재에는 발진 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제10항에 있어서, 상기 발진 전압은 상기 대전 부재에 의해 상기 이미지 베어링 부재의 대전 개시 전압의 2배보다 더 큰 피크-대-피크 전압을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제11항에 있어서, 상기 발진 전압은 AC전압으로 바이어스된 DC전압인 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제1항에 있어서, 물과 관련된 상기 이미지 베어링 부재의 표면의 접촉 각도는 85°이상인 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제13항에 있어서, 상기 이미지 베어링 부재의 표면은 플루오린을 포함하는 윤활제 파우더를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 현상-세정 수단은 무기물 파우더를 포함하는 현상제를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 이미지 베어링 부재는 전자 사진 감광 부재(electrophotographic photosensive member)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 장치.