KR100301230B1 - 개선된 대전롤러를 갖는 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 새로운 화상형성장치는 회전가능한 감광체, 상기 감광체의 회전작동에 의해서 회전되어지도록 상기 감광체의 표면에 접촉하고, 인가되어지는 전압으로서 상기 감광체의 표면을 대전시키는 대전롤러 및, 상기 대전롤러의 표면에 접촉되어지고, 상기 대전롤러의 표면에 슬라이딩 접촉함으로서 상기 대전롤러의 표면을 소제하는 소제부재를 포함한다. 상기 대전롤러의 표면에는 방향성을 갖는 사전에 설정된 표면조도가 제공되어지고, 상기 대전롤러의 표면조도의 방향성은 상기 감광체의 회전방향에 대하여 후방으로 그리고 상기 소제부재의 표면에 대하여 전방으로 설정되어 진다.

Description

개선된 대전롤러를 갖는 화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS HAVING IMPROVED CHARGING ROLLER}

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 감광요소에 접촉됨에 의해서, 그리고 상기 감광요소의 회전에 의해서 회전되어 상기 감광요소의 표면을 대전롤러가 대전시키고, 소제부재가 상기 대전롤러의 표면에 항상 접촉하여 그 표면을 소제하는 화상형성장치에 관한 것이다.

최근, 예를들면 복사기, 팩시밀리 장치, 혹은 그와 유사한 종류의 화상형성장치에서는, 많은 수의 장치들이 감광요소, 현상장치, 대전장치 등과 같은 것을 하나의 몸체내에 집적하고, 하나의 케이스내에 수용하는 화상형성 유니트를 채택함으로서 소형으로 제작되어지고 있다.

상기와 같은 화상형성 유니트에 제공되어지는 많은 대전장치들은 롤러형의 대전부재를 채용하고, 감광요소에 접촉하는 대전롤러에 전압을 인가함으로서 감광요소의 표면을 균일하게 대전시키는 것이다. 상기 대전롤러가 감광요소에 접촉되어지고, 회전을 위하여 구동되어지는 때, 토너 및 종이 가루(paper powder)가 상기 감광요소로부터 대전롤러의 표면으로 이동되어 그 표면에 부착되어지는 경향이 있다.

전형적으로, 이러한 대전롤러에서, 예를들면 스폰지와 그와 유사한 재료로 이루어진 소제부재는 적절한 압력으로 상기 회전하는 대전롤러에 슬라이딩 접촉하여 상기 대전롤러의 표면을 소제하고, 그에 따라서 상기 토너와 종이 가루들이 상기 대전롤러의 표면으로부터 제거된다.

2가지 타입의 소제부재가 개시되어 있다. 하나의 타입은 대전롤러의 표면에 항상 접촉하는 것으로서, 이는 ' 항상 접촉하는 방식의 소제부재' 이라 하며, 다른 하나의 타입은 필요한 때에만 대전롤러의 표면에 접촉하는 방식으로서 이는 '접촉/분리방식의 소제부재' 라고 한다.

상기 접촉/분리 방식의 소제부재는 유익한 점을 갖는 바, 이는 상기 소제부재와의 슬라이딩 접촉에 기인한 대전롤러의 진동이 화상형성작동도중에 생성되지 않고, 그 이유는 상기 소제부재가 화상형성작동도중에 대전롤러와 분리되어 있기 때문이며, 따라서 감광요소의 회전속도의 안정성이 화상형성작동 도중에 대전롤러에 의해서 방해받지 않게 되는 것이다. 따라서, 감광요소의 회전속도에 변동이 발생됨에 기인한 화상의 난조(jittering)가 방지되어 질 수 있는 것이다.

그러나, 이러한 접촉/분리 방식의 소제부재가 상기 대전롤러의 표면으로부터 접촉 혹은 분리하기 위한 메카니즘을 요구하기 때문에, 상기 접촉/분리 방식의 소제부재는 그 크기가 커지는 경향이 있다. 따라서, 상기 접촉/분리 방식의 소제부재는 상기 화상형성장치의 크기가 소형의 것이 요구되어 질 때에는 적합하지 못하다.

반면, 상기 항상 접촉하는 방식의 소제부재는 상기 회전하는 대전롤러의 표면에 항상 접촉하기 때문에, 그에 따라서, 상기 소제부재로부터 상기 회전하는 대전롤러측으로 부하가 항상 가해진다. 결과적으로, 상기 대전롤러가 상기 감광요소에 항상 접촉하도록 되어지고, 상기 감광요소의 회전에 의해서 회전되어지는 때, 상기 소제부재의 불필요한 진동이 화상형성작동 도중에 상기 대전롤러를 경유하여감광요소로 전달되며, 그 이유는 상기 소제부재가 심지어는 화상형성작동이 이루어지는 때에도 상기 대전롤러에 접촉하고 있기 때문인 것이다. 그 결과, 상기 감광요소는 불필요한 진동에 의해서 그 회전속도를 변경하게 되며, 그에 따라서 화상의 난조를 초래하는 것이다.

따라서, 이러한 항상 접촉하는 방식의 소제부재는 실제의 적용에서는 바람직하지 않은 것이고, 소제부재가 소형으로 이루어질 수 있음에도 불구하고 실제로 자주 적용되지 못하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 이러한 문제점들을 해결하고자 하는 것이다.

도 1은 감광요소의 표면 및 롤러소제부재에 대한 대전롤러의 거친 표면의 방향성(directivity)을 도시한 모식도;

도 2는 상기 거친표면이 형성되어진 대전롤러의 거친 표면의 형상이 방향성을 갖는 것을 도시한 확대도;

도 3은 상기 대전롤러의 거친 표면이 방향성 없이 형성되어지는 상기 대전롤러의 거친 표면 형상을 도시한 확대도;

도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치의 화상형성부의 구성을 도시한 단면도;

도 5는 서로 다른 표면조도(roughness)를 갖추고 방향성을 갖는 대전롤러들의 여러 종류를 이용하여 화상형성을 실행한 실험결과를 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1..... 감광요소 2..... 대전장치

3..... 노출장치 4..... 현상장치

5..... 전사밸트 6..... 소제부재

7..... 제전램프 9..... 대전롤러

13.... 전도성 고무 22.... 롤러소제부재

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 새로운 화상형성장치는 회전가능한 감광체, 상기 감광체의 회전작동에 의해서 회전되도록 상기 감광체의 표면에 접촉되어지고, 상기 감광체의 표면을 인가되어지는 전압으로서 대전시키는 대전롤러, 및 상기 대전롤러의 표면에 접촉되어지고, 상기 대전롤러의 표면에 슬라이딩 접촉됨으로서 상기 대전롤러의 표면을 소제하는 소제부재를 포함한다.

상기 대전롤러의 표면은 방향성을 갖는 사전에 설정된 표면조도가 제공되어지고, 상기 대전롤러의 표면조도의 방향성은 상기 감광체의 회전방향에 대하여 후방(backward direction)으로 그리고, 상기 소제부재의 표면에 대하여 전방방향(forward direction)으로 설정된다.

상기 대전롤러의 사전에 설정된 표면조도는 대략 5μm 및 대략 40μm사이일수 있다.

상기 소제부재는 스폰지로 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다. 여기에서 동일한 참조부호는 도면 전체를 통하여 동일한 혹은 일치하는 부분을 나타낸다.

도 1은 감광요소의 표면 및 롤러소제부재에 대한 대전롤러의 거친 표면의 방향성(directivity)을 도시한 모식도이고, 도 2는 상기 거친 표면이 형성되어지고 방향성이 갖추어진 대전롤러의 거친 표면의 형상을 도시한 확대도, 도 3은 상기 대전롤러의 거친 표면이 방향성 없이 형성되어지는 것을 도시한 확대도, 도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치의 화상형성부를 도시한 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 화상형성장치에는 화살표 A로 도시된 방향으로 회전되어질 수 있는 드럼형 감광요소(화상담지부재) 1가 제공되어진다. 대전롤러 9를 포함하는 대전장치 2는 감광요소 1의 주위에 제공되어 전원(미도시)으로부터 공급된 전압을 인가함으로서 감광 요소 1의 표면을 균일하게 대전시킨다. 상기 대전롤러 9는 감광요소 1의 표면에 접촉상태로 유지되어지고, 그 회전작동에 의하여 회전하도록 구동되어진다. 레이저광 L을 조사(illuminating)함으로서 감광요소 1상에 정전잠상을 형성하는 노출장치 3와, 상기 정전잠상을 가시적인 토너화상으로 현상시키는 현상장치 4들도 상기 감광요소 1주위에 제공되어진다.

그리고, 상기 현상장치 4에 의해서 형성된 토너화상을 전사시트로 전사시키는 전사 밸트 5, 상기 전사시트로 토너화상이 전사된 후 상기 감광요소 1상에 잔류하는 잔류토너를 제거하는 소제장치 6 및, 상기 감광 요소 1상의 잔류전하를 제거시키는 제전램프 7등도 상기 감광요소 1주위에 제공되어진다. 토너는 토너공급장치(미도시)에 의해서 현상장치 4의 입구로부터 제공된다.

화상형성작동이 시작되면, 상기 화상형성장치는 감광 요소 1의 회전을 개시한다. 따라서, 상기 감광요소 1의 표면은 제전램프 7에 의해서 방출된 제전광으로서 제전되고, 상기 감광요소 1의 제전부의 표면전위는 0V 내지 -150V의 기준전압으로 평균화된다. 다음, 감광요소 1는 상기 회전하는 감광요소 1의 표면에 접촉함으로서 회전하도록 구동되어지는 대전롤러 9에 전압을 인가함으로서 대전되어지고, 상기 감광요소 1의 표면전위는 대략 -1000V의 전압으로 된다.

레이저광 L은 노출장치 3로부터 감광요소 1의 대전된 표면으로 방출되고, 상기 레이저광 L의 조사에 의해서, 상기 감광요소 1의 표면의 화상부 표면전위는 0V 내지 -200V의 전압으로 된다. 따라서, 현상장치 4의 현상 슬리브 10상의 토너는 감광요소 1상의 화상부로 이끌리게 된다. 상기 감광요소 1상에 형성된 토너화상은 전사스테이션으로 이동하고, 여기서는 감광요소 1가 화살표 A로 도시된 방향에서 감광요소 1의 회전에 의하여 전사밸트 5에 접촉한다.

전사시트는 시트공급부(미도시)로부터 공급되어지고, 등록롤러 쌍 8에 의하여 이송되어지며, 전사시트의 선단 모서리는 감광요소 1상에 형성된 토너화상의 선단 모서리에 일치하는 타이밍으로서 상기 전사스테이션에 도달하게 된다. 그리고, 상기 전사시트는 정착부(미도시)로 이송되어지고, 토너화상은 가열 및 가압에 의해서 용융되어 그 위에 정착되며, 그후에 용지배출 트레이(미도시)로 배출된다.

상기 전사작동후 감광요소 1상에 잔류하는 잔류토너는 소제장치 6의 소제 블레이드 11에 의해서 감광요소 1의 표면으로부터 긁어 제거되고, 상기 감광요소 1의 표면은 제전램프7에 의해서 제전된다.

그후, 상기 화상형성공정이 반복되어진다.

다음, 대전장치 2에 대하여 설명하기로 한다.

대전장치 2의 대전롤러 9는 저흡습성(low moisture absorbency)과 안정된 저항(a stable resistance)을 갖는 전도성 고무 13로 이루어진다. 상기 전도상 고무 13는 양측단부를 제외하고는 금속제 축 12의 원주면 주위에 형성된다. 표면층은 상기 전도성 고무 13의 표면상에 부가적으로 형성되어질 수 있다. 그리고, 상기 전도성 고무 13의 표면은 일정압력으로서 상기 감광요소 1의 표면에 항상 접촉됨으로서 상기 대전롤러 9가 상기 감광요소 1의 회전작동에 따라서 회전되어 질 수 있는 것이다. 상기 광전도성 요소 1의 표면은 대전롤러 9의 축 12에 고전압을 인가하는 경우에 균일하게 대전된다.

소제부재인 롤러 소제부재 22는 대전롤러 9의 표면에 항상 가압 접촉되어 있다. 상기 롤러식 대전부재는 예를들면, 스폰지 혹은 그와 유사한 것과 같은 발포체로서 형성되고, 예를들면, 양면접착 테이프 혹은 그와 유사한 것들로서 소제 패드지지부재(미도시)등에 접착된다. 상기 대전롤러 9의 표면은 상기 회전하는 감광요소 1에 항상 가압 접촉하기 때문에 감광요소 1로부터 이동된 토너로서 오염된다. 상기 토너에 의해서 오염된 대전롤러의 표면은 대전 불균일을 초래하는 경향이 있다. 따라서, 상기 롤러 소제부재 22는 상기 대전롤러 9의 표면에 부착된 토너를 제거하고, 따라서 대전롤러 9의 오염에 의해서 야기된 대전 불균일은 방지되어 질수 있는 것이다.

상기 대전롤러 9는 고무 몰딩으로서 롤러형상으로 형성되어지고, 고무몰딩후 최종공정에서 원하는 직선도와, 연마공정에 의한 사전에 설정된 표면조도 및 광택공정을 갖도록 형성되어진다. 그리고, 본 발명의 이러한 실시예에서, 상기 대전롤러 9의 표면은 도 2에 도시된 바와 같이 일정 방향성이 제공된 사전에 설정된 표면조도를 갖도록 형성되며, 이는 도 3에 도시된 바와 같이 방향성이 제공되어지지 않은 표면조도와는 대비된다.

상기 대전롤러 9의 표면조도의 방향성은 후방방향으로, 즉 상기 감광요소 1의 회전방향( 화살표 A로 도시된 회전방향)에 대하여 상기 대전롤러 9와 감광요소 1의 표면사이에서 보다 큰 슬라이딩 마찰저항을 발생시키도록 된 방향으로 설정되고, 한편, 상기 대전롤러 9의 표면조도의 방향성은 전방방향으로, 즉 상기 롤러소제부재 22에 대하여 도 1에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 후방접촉방향보다는 상기 대전롤러 9와 롤러소제부재사이에서 보다 적은 슬라이딩 마찰저항을 발생시키는 방향으로 설정된다.

그리고, 상기 대전롤러 9의 JIS(일본공업규격)에 기재된 사전에 설정된 10-점 평균표면조도(ten-point mean surface roughness)(Rz)는 예를 들면 대략 5μm 내지 40μm로 설정된다.

(실시예)

표면이 연마에 의해서 마감되어 그 표면조도가 10-점 평균표면조도에서 대략2μm 내지 50μm로 설정되어진 몇 가지 종류의 대전롤러들이 화상재생시험에 사용되어 화상난조의 감각평가(sensory evaluation) 결과와 사용되어지는 대전롤러의 표면조도사이의 상관관계를 파악하게 된다. 상기 실험의 평가는 하프톤(halftone)화상난조의 감각평가에 의해서 5단계로 실행된다. 1단계가 가장 나쁘고, 5단계가 가장 양호하다. 4단계 혹은 그 이상은 양호한 것으로 간주된다. 그리고, 상기 실험은 하나의 경우에 대해서는 전방방향(도 1에 도시됨)으로 대전롤러의 표면조도의 방향성을 설정하고, 다른 경우들에 대해서는 후방방향으로 상기 롤러소제부재에 대하여 모두 설정하여 수행된다.

다음, 상기 실험의 결과에 대하여 설명한다.

도 5는 상기 실험의 결과를 도시한 그래프이다. 상기 그래프에서 실선은 상기 대전롤러의 표면조도의 방향성이 전방방향으로 설정된 때의 감각평가의 결과이고, 점선은 상기 대전롤러의 표면조도의 방향성이 후방으로 설정되어진 때의 감각평가의 결과를 나타내며, 상기에서 설명한 바와 같이 이들 모두는 상기 롤러소제부재에 대하여 기준으로 한 것이다.

상기 실험의 결과에 따르면, 대전롤러의 10-점 평균표면조도(Rz)가 대략 2μm 내지 5μm의 범위에 있을 때, 대전롤러의 표면조도의 방향성과는 무관하게 화상의 난조가 발생되지 않았고, 이는 대전롤러의 표면에 슬라이딩 접촉하는 상기 롤러소제부재의 진동이 매우 작은 것이기 때문이다. 그러나, 상기 대전롤러가 10-점 평균표면조도(Rz)에서 10μm 혹은 그 이상의 표면조도를 갖고 후방방향으로 설정되었을 때, 롤러소제부재의 진동은 상대적으로 큰 것이고, 감광요소로 전달된다. 그결과, 화상난조가 발생한다.

한편, 상기 대전롤러가 전방방향으로 설정되고, 대전롤러가 10-점 평균표면조도(Rz)에서 대략 2μm 내지 40μm의 표면조도를 가질 때, 그 결과적인 화상난조의 감각평가는 4단계 혹은 그 이상으로 평가된다.

그러나, 상기 대전롤러가 45μm혹은 그 이상의 표면조도를 가질 때, 상기 롤러소제부재의 진동은 과도하게 되고, 파형형상의 난조가 하프톤 화상내에서 발생한다.

상기 설명한 바와 같은 실험 결과에 따르면, 대전장치가 감광요소의 표면에 접촉하여 회전구동됨으로서 상기 감광요소의 표면을 대전시키고, 상기 소제부재에 항상 슬라이딩 접촉하는 접촉방식의 장치인 경우라도, 상기 대전롤러가 그 표면조도의 방향성이 소제부재의 표면에 대하여 전방으로 형성되고, 대전롤러의 표면조도가 10-점 평균표면조도(Rz)에서 대략 5μm 내지 40μm로서 설정되어지는 때에는 화상난조가 발생되어지지 않을 수 있는 것이다.

상기에서 설명된 내용에 기초하여 본 발명의 여러 가지 변형예 및 개선구조들이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 본 발명의 클레임 범위내에서 본 발명은 상기에서 특정하게 기재된 것과는 다르게 실시되어 질 수 있음을 알아야 한다.

본 출원은 우선권을 주장하며, 1998.5.21자 출원된 일본특허출원 제 10-139337호에 관련된 주제들을 참조로서 기재하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하는 것이다.

Claims (6)

1. 회전가능한 감광체;

   상기 감광체의 회전작동에 의해서 회전되어지도록 상기 감광체의 표면에 접촉하고, 인가되어지는 전압으로서 상기 감광체의 표면을 대전시키는 대전롤러; 및

   상기 대전롤러의 표면에 접촉되어지고, 상기 대전롤러의 표면에 슬라이딩 접촉함으로서 상기 대전롤러의 표면을 소제하는 소제부재;를 포함하고,

   상기 대전롤러의 표면에는 방향성을 갖는 사전에 설정된 표면조도가 제공되어지고, 상기 대전롤러의 표면조도의 방향성은 상기 감광체의 회전방향에 대하여 후방으로 그리고 상기 소제부재의 표면에 대하여 전방으로 설정되어지는 화상형성장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 대전롤러의 사전에 설정된 표면조도는 대략 5μm 내지 40μm사이임을 특징으로 하는 화상형성장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 소제부재는 스폰지로 이루어짐을 특징으로 하는 화상형성장치.
4. 그 위에 화상을 담지하기 위한 회전가능한 감광수단;

   상기 감광 수단을 대전시키기 위하여, 상기 감광수단의 회전작동에 의해서 회전되어지도록 상기 감광수단의 표면에 접촉하고, 인가되어지는 전압으로서 상기 감광수단의 표면을 대전시키는 대전수단; 및

   상기 대전수단의 표면을 소제하기 위하여, 상기 대전수단의 표면에 접촉되어지고, 상기 대전수단의 표면에 슬라이딩 접촉함으로서 상기 대전수단의 표면을 소제하는 소제수단;을 포함하고,

   상기 대전수단의 표면에는 방향성을 갖는 사전에 설정된 표면조도가 제공되어지고, 상기 대전수단의 표면조도의 방향성은 상기 감광수단의 회전방향에 대하여 후방으로 그리고 상기 소제부재의 표면에 대하여 전방으로 설정되어지는 화상형성장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 대전수단의 사전에 설정된 표면조도는 대략 5μm 내지 40μm사이임을 특징으로 하는 화상형성장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 소제수단은 스폰지로 이루어짐을 특징으로 하는 화상형성장치.