KR100327960B1 - 개선된 현상제 제한부재를 갖는 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 화상형성장치는, 화상담지부재, 상기 화상담지부재의 표면상에 잠상을 현상하는 현상장치, 내부에 자석을 갖추고, 상기 자석의 자기력에 의하여 그 표면상에 현상제를 담지하며, 그리고 회전됨으로서 상기 현상제를 상기 화상담지부재에 마주하는 현상위치로 향하여 이송하는 현상제 담지부재, 상기 현상제 담지부재에 마주하도록 위치되어 상기 현상제 담지부재상에 담지된 현상제층의 두께를 제한하도록 된 제한부재 및, 현상장치 케이싱을 포함하고, 상기 제한부재에는 상기 자석에 마주하지 않는 일부분에서 상기 현상제 담지부재를 향하여 돌출하는 돌출부와, 상기 자석에 마주하는 일부분에서 오목부를 갖는 자성(magnetizable)부재가 제공되어지고, 상기 자성부재는 상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 제한부재의 상류측에 배치되며, 상기 돌출부들이 상기 제한부재보다는 현상롤러의 표면에 보다 근접되도록 놓여지고, 상기 오목부는 상기 제한부재보다 상기 현상롤러의 표면으로 부터 보다 멀리 위치되며, 상기 제한부재가 비자성 재료로 이루어지는 것이다.

Description

개선된 현상제 제한부재를 갖는 화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS HAVING IMPROVED DEVELOPER LIMITING MEMBER}

본 발명은 복사장치, 팩시밀리, 프린터및 그와 유사한 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 화상담지부재상의 잠상을 현상하기 위한 위치로 내부에 포함된 자석의 자기력에 의하여 표면상에 담지된 현상제를 이송시키기 위한 현상제 담지부재와, 상기 현상제 담지부재상의 현상제의 두께를 제한하는 제한부재및, 현상장치 케이싱을 갖는 현상장치에 의해서 화상 담지부재상의 잠상을 현상하는 화상형성장치에 관한 것이다.

화상형성장치에 있어서, 현상제, 즉 자화가능한(MAGNETIZABLE) 담체와 토너로 이루어진 2성분계 현상제나, 혹은 단지 자성토너만으로 이루어진 1성분계 현상제와 같이 자성 현상제가 현상제로서 사용되어지고, 자석을 갖는 현상제 담지부재로서의 현상롤러상에 담지된 상기 자성현상제의 마찰전기가 상기 현상롤러상의 현상제의 두께를 제한하는 자성의 제한부재를 채택함에 의해서 가속되어진다는 사실은 알려져 있다.

이러한 자성의 제한부재로서는, 단지 자성부재로서만 이루어진 것과, 비자성(NON-MAGNETIZABLE)부재와 상기 현상롤러에 마주하고 상기 비자성 부재와 정렬된 상태를 이루는 팁단부를 장착하고 있는 자성부재를 포함한 것 등이 알려져 있다.

그리고, 다수개의 현상장치들 각각이 회전축의 주위에 각각 배치되어지는 상기 자성의 제한부재 혹은 자성 팁단부를 갖는 제한부재를 포함한 회전식 현상장치도 알려져 있다. 화상담지부재상의 잠상은 사전에 선정된 현상장치를 화상담지부재에 마주하는 현상영역으로 이동시킴으로서 현상되어지고, 이는 상기 회전식 현상장치를 회전시키고, 상기 현상장치의 현상롤러의 표면상에 담지된 현상제를 상기 화상담지부재로 인가시키기 위한 위치로 이송함으로서 이루어진다.

상기 화상담지부재상에 형성된 각각의 화상색상의 잠상은 상기 설명된 회전식 현상장치에 갖춰진 일치하는 현상장치에 의해서 현상되어지고, 현상된 화상은 중간 전사부재상으로 전사된다. 전체 컬러화상이 상기 중간 전사부재상에 각각의 토너화상을 개별적으로 전사시키고 하나씩 중첩시키면서 차례로 현상시켜서 형성된다.

상기 설명된 현상장치에서는, 현상롤러의 내측에 포함된 자석의 길이가 현상롤러의 것보다는 일반적으로 짧게 이루어지고, 현상롤러의 거의 중간부분에 위치되며, 즉 상기 자석의 길이방향 중앙이 현상롤러의 중앙에 거의 일치되도록 하는 것이다. 상기 자석의 양단의 자기력선의 밀도는 상기 자기력선의 회절에 기인하여 상기 자석의 중간에서 보다 크며, 상기 자석의 양단에 마주하는 현상롤러의 표면에서의 자기력은 따라서 현상롤러의 중간부에서 보다 강한 것이다. 그 결과, 상기 현상롤러의 표면으로 이끌려온 현상제의 량은 상기 자석의 중간부에 마주하는 부분에서, 보다 상기 자석의 양단부에 마주하는 현상롤러의 부분에서 보다 크게 되며, 따라서 상기 현상제의 과도한 량은 상기 자석의 양단부에 마주하는 부분에서 현상롤러의 표면상에 수집된다.

상기 현상제의 과도한 량이 어느 정도 유동성을 갖기 때문에, 상기 자석의양단부에 마주하는 현상롤러의 부분에서의 현상제는 현상롤러의 축 방향을 따라 현상롤러의 양단부(이하, 현상롤러의 양단부라 칭함)를 향하는 측면방향으로, 상기 자석의 양단부에 마주하는 현상롤러의 부분으로부터 이동하려는 경향이 있다.

한편, 상기 자석에 마주하지 않는 현상롤러의 양단부들은 자석의 자기력의 영향을 받지 않는다. 따라서, 만일, 현상제가 상기 설명된 현상제의 측방향 이동에 의해서 상기 자석에 마주하지 않는 현상롤러의 단부로 이동된다면, 상기 현상제는 현상롤러의 표면상에서 유지되지 못할 것이다.

상기 자기력이 미치지 않는 현상롤러의 표면 단부측으로 이동된 현상제는 상기 현상롤러의 회전에 의해서, 상기 현상장치 케이싱의 개구부를 통하여 화상담지부재로 향하여 즉시 이송되고, 이하에 설명되는 바와 같은 문제들을 발생시킨다.

예를들면, 상기 현상위치로 이송된 상기 설명된 현상제가 현상롤러의 회전에 따라서 현상장치의 내측으로 향하여 더욱 이송되는 경우일지라도, 상기 현상제의 일부분은 상기 설명된 개구부의 모서리부와 상기 현상롤러의 표면사이의 간극으로 유입될 수 없어서 상기 현상롤러의 표면으로 부터 낙하한다. 이러한 현상제의 낙하현상은 '현상제 오버플로우'라고 하고, 화상형성장치의 내측부가 현상제에 의해서 오염되고, 상기 현상제가 화상담지부재의 비화상부에 부착하며(특히, 화상담지부재의 2개 단부), 즉 현상제가 기록부재를 오염시킨다고 하는 문제점들을 초래한다.

그리고, 상기 현상위치로 이송된 현상제는 화상담지부재와 현상롤러사이에서 가압되어 용융되고, 화상담지부재의 표면 혹은 현상롤러의 표면상에 부착된다. 그리고, 상기 현상제의 이러한 용융 및 부착현상이 발생하게 되면, 예를들면, 상기현상롤러에 부착된 현상제와 화상담지부재의 표면층의 마모, 상기 화상담지부재에 부착된 현상제에 의한 기록부재의 배경 오염및, 상기 화상담지부재에 대한 불충분한 소제효과 등과 같은 여러가지 문제점들이 발생된다.

그리고, 상기 현상제의 과도한 용융 및 부착현상등이 발생하면, 상기 제한부재와 현상롤러상부에서 용융되어 서로 부착된 현상제사이의 마찰저항이 증가되며, 따라서 상기 현상롤러를 회전시키는데 필요한 토크(torque)가 불균일하게 된다. 상기 토크의 불균일은 현상롤러의 회전속도의 불균일을 초래하고, 화상밀도의 주기적인 불균일을 갖는 줄무늬 화상을 초래한다.

특히, 다수의 현상장치를 포함하는 상기 설명된 회전식 현상장치를 채용하고 있는 화상형성장치에서는, 상기 현상장치가 회전하는 경우, 상기 현상장치는 서로 다른 자세(postures)를 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 현상장치가 화상담지부재에 마주하는 현상스테이션(station)에 있는 경우, 다음의 현상스테이션으로 이동될 다른 현상장치는 현상제가 상기 현상롤러 상부의 위치로 부터 상기 현상롤러로 이동되어지는 자세를 갖추고, 따라서 많은 량의 현상제가 중력에 의해서 상기 현상롤러로 이동된다. 상기 현상제가 중력에 의해서 현상롤러로 이동될 때, 상기 현상제와 현상롤러 표면사이의 마찰력과, 상기 현상제 입자들 사이에서의 견인력들은 상기 현상제가 자기력에 의해서 견인되어 현상롤러의 표면상에 존재하는 경우, 상기 현상제사이의 마찰력에 비하여 상대적으로 작다. 따라서, 상기 현상롤러에 중력에 의해서 이동되는 현상제는 쉽게 측방향으로 이동한다. 따라서, 상기 설명된 회전식 현상장치를 채용하는 화상형성장치에서는, 상기 언급된 여러 가지문제점들이 발생하는 것이다.

상기 언급된 여러 가지 문제점들을 해소하기 위하여, 일본공개특허공보 제 9-265238호에서는, 그 양단부에서 두께 혹은 높이가 그 중앙부에서의 것보다 큰 구조로 된 자성의 제한부재를 갖는 현상장치가 제안되어 있다.

그리고, 일본공개특허공보 제 8-202153호에서는, 자성부재로 이루어진 씰링부재가 길이방향으로 상기 제한부재의 양단부의 측면에 인접하여 배치되는 현상장치가 제안되어 있고, 상기 자성의 제한부재가 상기 현상롤러의 원주방향에서 현상롤러내의 자석에 대략 마주하는 위치에 배치되어 있다. 따라서, 상기 현상장치는 길이방향으로 상기 현상롤러의 중간부분에 비하여 현상롤러의 2개의 단부에서 상기 제한부재와 현상롤러사이의 자기력선의 집중을 강화시킨다.

보다 상세히는, 이러한 현상장치는 다른 부분보다는 상기 현상롤러의 단부에 마주하는 2개의 단부에서 상대적으로 두껍게 형성되고, 돌출부들을 갖추어 상기 현상롤러의 2개의 단부에 대하여 자기력을 증가시키도록 된 자성의 제한부재를 갖는다. 따라서, 상기 현상롤러의 2개의 단부에서 생성된 현상제에 대한 지지력이 강화되고, 상기 현상제는 상기 현상롤러의 회전에 기인하여 상기 현상장치 케이싱의 개구부를 통하여 상기 화상담지부재로 향하여 이송되는 것이 방지되어진다.

그러나, 단지 자성부재만으로 이루어진 자성의 제한부재, 혹은 비자성 부재로 이루어지면서 상기 현상롤러에 마주하는 상기 비자성 부재에 정렬되어지는 팁단부를 자성부재로서 그 상부에 장착한 제한부재를 채용한 현상장치에서는, 상기 제한부재의 팁 단부와 상기 현상롤러의 표면사이의 현상독터 간격을 통하여 통과하는현상제의 량이 조립 실수등에 의해서 야기될수 있는 상기 현상독터 간격의 편차에 의해서 변동된다고 하는 문제점이 있다.

그리고, 자성부재, 혹은 상기 설명한 바와 같이 그 팁 단부상에 자성부재를 장착한 비자성 부재를 채용한 현상장치에서는, 상기 제한부재와 현상롤러사이의 거리가 화상을 형성하기 위하여 요구되어지는 현상제의 한계량이 얻어질 수 있도록 설정되는 경우, 상기 제한부재의 자기력은 현상롤러의 표면상의 현상제에 과도한 영향을 미치어 현상제에 과도한 응력(stress)을 인가하는 결과를 초래한다. 상기 과도한 응력들은 현상제의 특성을 열화시킨다.

보다 상세히는, 자성담체(carrier)와 토너로 이루어진 2성분계의 현상제가 사용되어지는 때, 상기 자성담체의 대전특성은 상기 담체의 피복마모에 기인하여 현저히 감소되어지고, 그 결과, 상기 현상제의 예기된 수명이 얻어질 수 없는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 이루어진 것으로서, 이러한 문제점들을 해소하기 위함에 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 컬러복사장치의 개략구성도;

도 2는 도 1에 도시된 컬러복사장치의 회전식 현상장치를 도시한 측면도;

도 3은 도 1에 도시된 회전식 현상장치의 각각의 현상장치를 탈착시키는 상태를 도시한 설명도;

도 4는 광전도성 드럼을 갖는 블랙 현상장치를 도시한 단면도;

도 5는 도 2의 화살표 B로서 도시한 방향으로부터 본 현상롤러와 현상 독터를 도시한 상세도;

도 6은 도 5의 A-A방향 단면도;

도 7은 도 5의 B-B방향 단면도;

도 8은 현상독터 간격과, 상기 현상독터에 대한 자성부재의 세팅위치에서 상기 현상 독터간격을 통과하는 현상제량 사이의 상관관계를 도시한 그래프도;

도 9는 상기 현상 독터 44k에 대한 상기 자성부재 60k의 세팅위치에서 상기 현상독터를 통과한 현상제량과 상기 현상롤러의 구동토크사이의 상관관계를 도시한 그래프도;

도 10은 상기 현상롤러 41k와 상기 현상장치 케이싱의 담지부를 도시한 단면도;

도 11A는 제 2실시예의 현상롤러와 도 2의 화살표 B로 도시된 방향으로 부터 본 현상독터 44k를 도시한 측면도;

도 11B는 도 11A의 현상독터 44k의 씰링부 44ka를 도시한 단면도;

도 12는 도 11B의 현상롤러 41k의 단부를 도시한 사시도;

도 13은 현상롤러 41k와 상기 현상장치 케이싱의 베어링부 47ka를 도시한 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

41K.... 현상롤러 44K.... 현상독터

45K, 45Y, 45M, 45C.... 토너공급장치

49K, 49Y, 49M, 49C.... 토너공급 스크류

50K, 50Y, 50M, 50C.... 토너공급 케이스

51K, 51Y, 51M, 51C.... 토너카트리지 가이드

60K.... 자성부재 190A.... 전사시트

414.... 드럼

415.... 중간전사부재 419.... 대전장치

420C,420M,420Y,420K.... 현상장치 423.... 정착장치

441.... 레이저노출장치 443.... 회전 폴리곤미러

500.... 컬러복사장치

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 화상담지부재, 상기 화상담지부재의 표면상에 잠상을 현상하는 현상장치, 내부에 자석을 갖추고, 상기 자석의 자기력에 의하여 그 표면상에 현상제를 담지하며, 그리고 회전됨으로서 상기 현상제를 상기 화상담지부재에 마주하는 현상위치로 향하여 이송하는 현상제 담지부재, 상기 현상제 담지부재에 마주하도록 위치되어 상기 현상제 담지부재상에 담지된 현상제층의 두께를 제한하도록 된 제한부재 및, 현상장치 케이싱을 포함하고, 상기 제한부재에는 상기 자석에 마주하지 않는 일부분에서 상기 현상제 담지부재를 향하여 돌출하는 돌출부와, 상기 자석에 마주하는 일부분에서 오목부를 갖는 자성(magnetizable)부재가 제공되어지고, 상기 자성부재는 상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 제한부재의 상류측에 배치되며, 상기 돌출부들이 상기 제한부재보다는 현상롤러의 표면에 보다 근접되도록 놓여지고, 상기 오목부는 상기 제한부재보다 상기 현상롤러의 표면으로 부터 보다 멀리 위치되며, 상기 제한부재가 비자성 재료로 이루어지는 신규한 화상형성장치가 제공되어진다.

상기 자석에 마주하지 않는 현상제 담지부재의 표면 일부에 접촉하는 씰링부재는 그 길이방향으로 제한부재의 양단부 부근에 제공되어지며, 상기 자성부재는 상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 제한부재의 상류측에 제공되어 상기 자성부재가 적어도 상기 자석에 마주하는 일부분에서 상기 제한부재보다 현상제 담지부재의 표면으로부터 보다 멀리 위치하게 된다.

상기 자성부재는 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 제한 부재의 상류측 제한부재에 제공되어져서 상기 자성부재는 상기 자석에 마주하는 자성부재의 일부분에서 상기 제한부재보다 상기 현상제 담지부재의 표면으로부터 멀리 떨어져 위치되고, 상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 자석의 2개 혹은 그 이상의 자극(poles)을 갖는 현상제 담지부재의 단부의 인접부들은 상기 현상장치 케이싱의 내측에 위치되어 상기 자석의 단부 표면이 대략 0.5mm 내지 2.0mm 만큼 상기 현상장치 케이싱의 내측에 위치되어진다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명하기로 한다. 여기서 동일 참조부호는 참조도면의 전반에 걸쳐서 동일한 부분을 나타낸다.

이하에서는, 본 발명이 적용되어지는 화상형성장치인 컬러복사장치의 제 1실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 컬러복사장치 500의 구성을 도시한다. 도 1에서, 부호 441는 레이저 노출장치, 부호 442는 f세타렌즈, 부호 443는 회전식 폴리곤 미러, 부호 444는 미러, 부호 412A는 양면복사모드(duplex copying mode)로 작용하는 자동용지공급카세트, 부호 412B는 수동용지 공급트레이, 부호 413A및 413B는 용지공급롤러를 각각 나타내고, 부호 418R은 등록롤러 쌍, 부호 414는 화상담지부재인 광전도성 드럼, 부호 415는 중간전사부재(중간전사밸트), 부호 416는 제 1전사장치(제 1전사 콜로트론(corotron)), 부호 417은 제 2전사장치( 제 2전사 콜로트론), 부호 419는 대전장치( 대전 콜로트론), 부호 420C,420M,420Y,및 420K는 각각 시안, 마젠타, 옐로우및, 블랙에 대한 현상장치를 나타내고, 부호 420는 각각의 현상장치가 집합된 회전식 현상장치, 부호 421는 소제기, 부호 422는 콘베이어 밸트, 부호 423는 정착장치, 부호 423A는 정착롤러, 부호 423B는 정착백업 롤러, 부호 424는 용지배출 롤러 쌍을 나타낸다.

상기 컬러복사장치 500는 제어장치(미도시)로 입력되어지는 2비트 판독 데이터에 따라서 주주사(main scanning)작동 및 부주사(sub-scanning)작동 모두에서, 각각의 컬러에 대하여 화상들을 하나씩 중첩시킴으로서 각각의 컬러에 대하여, 즉시안, 마젠타, 옐로우, 블랙에 대하여 400 dpi(인치당 도트들) 혹은 600 dpi의 기입도트밀도로서 도트패턴으로 전체 컬러 가시화상을 형성한다. 400dpi 혹은 600dpi의 기록도트밀도의 선택은 모드선택 지시에 의하여 사전에 결정된다. 상기 도트밀도는 본 실시예에서는 디파울트(default)로서 400dpi로 설정된다.

상기 설명된 구성을 갖는 복사장치 500에서, 화상형성 싸이클이 개시되면, 상기 광전도성 드럼 414은 반시계 방향으로 회전되고, 중간전사밸트 415는 구동시스템(미도시)에 의해서 시계방향으로 회전된다. 상기 중간전사 밸트 415의 회전과 함께, 시안토너화상, 마젠타 토너화상, 옐로우 토너화상 및 블랙 토너화상에 대한 토너화상형성작동들이 각각 수행되고, 전체 컬러토너화상은 시안, 마젠타, 옐로우및 블랙의 순으로서 상기 중간 전사밸트 415상으로 컬러토너화상들을 중첩시킴으로서 완료된다.

상기 시안토너에 대한 화상형성작동은 아래와 같은 과정을 따라서 실행되어진다. 첫째, 상기 대전 콜로트론 419이 광전도상 드럼 414를 균일하게, 예를 들면 -700v DC.에서 대전시킨다. 그리고, 상기 레이저 노출장치 441는 시안화상신호에 따라서 래스터(raster)노출을 실행한다. 통상적인 복사모드에서, 화상형성작동에 대한 기록신호는 스캐너 유니트에 의해서 생성되고, 지적화상공정(intelligent image process) 예를 들면, 화상의 확대 혹은 축소, 컬러변환, 화상의 트리밍(trimming)및, 그와 유사한 것들을 포함하는 특별한 프린팅 모드에서, 상기 화상형성작동을 위한 기록신호는 시스템 제어 유니트(미도시)에 의해서 생성된다.

상기 프린터 유니트는 '사전에 설정된 시간 후에 기록데이터 송부'를 지정하는 데이터 요청신호 REQ를 생성하고, 상기 신호 REQ를 프린팅및 팩시밀리 모드에서 상기 시스템 제어 유니트로 전송하며, 그리고 복사모드에서, 상기 프린터 유니트는 상기 요청신호 REQ를 스캐너 유니트로 전송한다.

상기 기록신호는 전송제어장치로 부터 기록제어회로인 레이저 구동회로(미도시)로 입력되고, 상기 레이저 구동회로는 레이저 노출장치 441를 제어하여 상기 기록신호에 따라서 입력화소(input pixel)의 유니트내에 레이저광을 방출한다.

상기 기록신호는 하나의 화소 당 2비트로서 이루어진다.

보다 상세히는, 상기 레이저광은 상기 시안 컬러화소의 최대밀도에 대하여 주주사 방향에 대한 전체 폭에 일치하는 시간주기동안 방출된다. 상기 레이저광은 흰색화소에 대하여 전혀 방출하지 않는다. 또한, 상기 기록신호가 반 색조 화상데이터( half tone image data )를 이송할 때, 상기 레이저광은 상기 반 색조 화상밀도 데이터에 비례하는 시간주기동안 방출한다. 상기 광전도성 드럼 414이 상기 언급한 바와 같이 래스터화상에 노출되는 경우, 상기 광전도성 드럼 414의 노출부, 즉 초기상태에서는 균일하게 대전된 상태인 것이, 상기 레이저광의 량에 비례하는 전하를 잃게 되어 따라서 정전 잠상이 형성되는 것이다.

회전식 현상장치 420내의 현상장치의 토너는 페라이트(ferrite)담체에 혼합된 것( 이하, 간단히 담체라 함)이고, 교반작동에 의해서 음극성으로 대전되며, 상기 시안 현상장치 420c내의 시안현상롤러 41c는 상기 광전도성 드럼 414의 금속 기질층(metal substrate layer)에 대하여 음의 DC 전위와 AC전위들이 동력원(미도시)에 의하여 겹쳐지는(superimposed)전위로 전기적으로 바이어스(bias)된다. 결과적으로, 상기 시안토너는 상기 전하가 남아 있는 광전도성 드럼 414의 일부분에 부착되어지지 못하고, 상기 시안 토너는 상기 전하가 남아 있지 않은 부분에 부착되며, 즉 상기 시안토너가 광전도성 드럼 414의 노출부에 부착되는 것이다. 따라서, 상기 정전식 잠상에 일치되어 질 수 있는 시안 가시토너화상이 형성된다.

따라서, 반시계 방향으로 회전하는 상기 광전도성 드럼 414상의 상기 형성된 시안토너화상이 제 1전사 콜로트론 416에 마주하는 위치에 도달하는 때, 상기 시안토너화상은 광전도상 드럼 414과 접촉하고, 코로나 전사작동에 의해서 상기 광전도성 드럼 414의 회전에 동기하여 구동되는 중간전사 밸트 415로 전사되어진다. 상기 중간 전사 밸트 415상에 전사되어지지 않는 광전도성 드럼 414상의 잔류토너는 상기 광전도성 드럼 414의 표면으로부터 소제기 421에 의하여 다음 복사작동을 위하여 제거되어진다. 상기 소제기 421에 의해서 제거된 토너는 회수 파이프를 통하여 토너배출탱크(미도시)내에 수집된다.

상기 설명된 중간 전사 밸트 415는 상대적으로 큰 비저항(specific resistance)을 갖는 재료로서 이루어져서, 프린팅 모드에서 특별하게 높게 요구되어지는 중간 전사밸트 415의 긴 시간 화상담지특성이 얻어진다. 따라서, 상기 중간전사밸트 415는 어느 한 컬러의 화상형성작동의 종료와 다른 컬러에 대한 연속적인 화상형성작동의 시작사이의 시간간격이 긴 경우, 예를 들면 20분 정도인 경우에도, 토너화상을 망가트리지 않고 상기 토너화상을 담지할 수 있는 것이다.

다음, 마젠타 토너를 사용한 화상형성작동이 마젠타 화상신호(이하, M-신호라함)에 따라서 수행된다. 마젠타 현상장치 420M의 마젠타 현상롤러 41M는 광전도상 드럼 414의 현상 스테이션으로 이동되어지며, 이는 상기 마젠타 레스터 데이터를 갖는 상기 노출을 선행하는 상기 회전식 현상장치 420의 반시계 방향 회전에 의해서 이루어진다. 다음, 사전에 형성된 시안 가시화상의 선단 모서리는 선단 모서리 검지장치(미도시)에 의해서 검지 된다. 그리고, 상기 데이터 요청신호 REQ도 스캐너 유니트로 전송된다.

상기 데이터 요청신호 REQ는 바로 전의 화상형성 과정에서 형성된 시안토너화상을 약간 선행하는 중간 전사밸트 415상에 형성된 시안토너화상 등록마크(이하, C토너마크라 함)가 화상 선단부 위치검출장치에 의해서 검지 되는 때에 생성된다. 상기 선단모서리 검지장치는 상기 데이터 요청신호 REQ가 상기 C-토너마크대신에 중간전사밸트 415상에 바로 전에 형성된 영속성마크(durable mark)를 검지함으로써 생성되어지는 장치로서 대체 되어질 수 있다.

상기 M-신호가 상기 데이터 요청신호 REQ에 정확하게 동기하여 전송될 때, 상기 화상형성작동의 과정, 즉 상기 광전도성드럼을 대전시키는 과정, 마젠타 잠상을 형성하기 위하여 마젠타 레스터 데이터에 따른 노출, 마젠타 잠상의 현상, 상기 마젠타 토너화상을 위한 이와 유사한 과정들이 수행되며, 광전도성 드럼 414상에 형성된 마젠타 토너화상은 사전에 전사된 시안토너화상에 중첩되어지면서 상기 중간 전사밸트 415상으로 전사된다.

마젠타 현상장치 420M내의 마젠타 토너는 음극성으로 대전되고, 상기 마젠타 현상장치 420M의 마젠타 현상롤러 41M상의 마젠타 토너와 담체는 광전도성 드럼 414에 접촉한다. 또한, 상기 마젠타 토너와 담체는 시안 화상이 현상되는 때, 상기시안토너와 거의 동일한 전위로 바이어스된다. 따라서, 상기 마젠타 토너는 음극성의 토너가 잔류하고 있는 상기 광전도성 드럼 414의 일부분으로는 견인되지 않으나, 상기 M-신호에 따라서 레이저광에 노출된 드럼의 일부분으로는 견인되며, 상기 마젠타 정전식 잠상에 일치하는 마젠타 가시화상이 형성된다.

상기 설명된 동일한 방식으로서, 옐로우 토너화상이 상기 중첩된 시안및 마젠타 토너화상으로 중첩되고, 블랙토너화상이 중첩된 시안, 마젠타및 옐로우 토너화상상에 각각 중첩된다. 따라서, 전체 컬러화상이 형성된다. 이러한 실시예에서는, 기본적인 화상처리장치(미도시)가 하부컬러제거(U.C.R.) 공정을 실행하기 때문에 하나의 화소가 4색 컬러토너의 모든 것에 의해 현상되어지는 일은 거의 일어나지 않는다.

상기 중간 전사밸트 415상에 형성된 전체 컬러화상은 제 2전사 콜로트론 417에 마주하는 제 2전사 스테이션으로 이동된다.

상기 화상형성작동이 개시하면, 3개의 용지 공급부, 즉 카세트 412A, 수동용지 공급트레이 412B, 외부용지공급장치(미도시)중의 어느 하나로부터 공급된 기록부재인 전사용지 190A는 상기 용지공급롤러 413A 혹은 413B의 회전에 의해서 혹은 상기 외부용지공급장치의 공급작동에 의해서 더욱 공급되어지며, 상기 등록롤러 쌍 418R사이의 집음부에서 정지한다. 그리고, 상기 등록롤러 쌍 418R은 회전을 개시하여 전사용지 190A를 공급 개시함으로서 상기 전사용지 190A의 선단모서리가, 상기 중간 전사밸트 421상의 토너화상의 선단 모서리가 제2 전사 콜로트론 417에 도달하는 때에, 상기 중간 전사밸트 421상의 토너화상의 선단모서리에 일치되는 것이다.

따라서, 상기 전사용지 190A는 양극성으로 고전압을 출력시키는 동력원에 연결된 제 2전사 콜로트론 417에 의해서 통과되고, 상기 중간 전사밸트 415상의 전체 컬러 토너화상에 접촉된 상태를 유지하는 것이다. 전사용지 190A는 콜로트론 417으로 부터의 코로나 방전전류에 의해서 양극성으로 대전되어 상기 중간 전사밸트 421상의 토너화상이 상기 전사용지 190A로 전사되고, 상기 토너화상의 대부분은 전사용지 190A로 전사된다. 상기 전사용지 417상의 전하는, 전사용지 417가 접지(ground)에 연결되고, 도 1상에서 상기 제 2전사 콜로트론 417의 다소 좌측에 위치된 방전 니들(discharge needle)(미도시)을 통과하는 때 방전되며, 상기 중간전사 밸트 415와 전사용지 190A의 견인력은 거의 사라진다. 그 결과, 상기 전사용지 190A의 자중이 상기 중간 전사밸트 415와 전사용지 190A의 견인력을 초과하고, 그에 따라서, 상기 전사용지 190A는 상기 중간 전사밸트 415로부터 분리되어 있는 이송밸트 422로 이동한다.

상기 토너화상을 이송하는 전사용지 190A는 콘베이어 밸트 422와 함께 상기 정착장치 423로 이송된다. 열과 압력들이 상기 가열된 정착롤러 423A와 상기 정착백업롤러 423B 사이의 집음부(nip)에서 상기 전사용지 190A로 인가되며, 상기 용융된 토너는 전사용지 190A의 섬유내로 침투한다.

전체컬러복사는 전사용지 190A상에 정착되어지는 화상으로서 종료된다. 상기 복사는 용지배출롤러 쌍 424에 의해서 화상형성장치의 주 몸체로부터 배출되어지고, 화상형성측면이 상부로 향한 상태로 트레이(미도시)상에 적재된다.

다음, 상기 회전식 현상장치 420의 구성에 관하여 설명한다. 도 2는 회전식현상장치 420의 측면구성을 도시한 것이다. 상기 회전식 현상장치 420에는 광전도성 드럼 414에 마주하는 개구부가 형성되어지고, 또한 거의 동일한 구성을 갖추면서 서로에 대하여 균일한 간격으로 상기 회전식 현상장치 420의 원주방향으로 배치된 4개의 현상장치 420k,420Y,420M 및 420C가 제공되어 진다. 상기 현상장치 420k,420Y,420M 및 420C는 토너공급장치 45K,45Y,45M 및 45C를 갖는 현상 유니트( 도 3참조)를 각각 포함하여 컬러 토너를 상기 각각의 현상장치로 공급한다.

도 2에 도시된 예에서, 블랙 토너 및 담체를 포함하는 블랙현상장치 420K가 상기 광전도성 드럼 414을 마주하는 현상 스테이션에 위치된다. 옐로우 토너와 담체를 포함하는 옐로우 현상장치 420Y, 마젠타 토너와 담체를 포함하는 마젠타 현상장치 420M, 및 시안토너와 담체를 포함하는 시안 현상장치 420C등이 반시계 방향으로 배치된다.

상기 각각의 4개의 현상장치 420k,420Y,420M 및 420C의 내부구조가 거의 동일하기 때문에, 상기 현상장치의 내부구조에 대하여는, 여기서 예를 들어 블랙현상장치 420K를 사용하여 설명하기로 한다. 그리고, 상기 블랙현상장치 420K이외의 현상장치의 내부구성에 관한 설명은 옐로우, 마젠타, 및 시안의 각각에 대하여 첨자 Y, M, 및 C와 같은 부호를 사용하여 각각의 현상장치의 일치하는 요소들을 표기함으로서 생략하기로 한다.

상기 블랙현상장치 420K는 현상제 담지부재인 현상롤러 41K, 현상장치 케이싱 47K, 현상장치 케이싱부 내에 담겨진 2 성분계 현상제(이하, 현상제라 함)를 교반하는 제 1 및 제 2교반 스크류 42k,43K 및, 상기 현상롤러 41K상에 담지된 현상제층을 상대적으로 얇게 형성하는 제한부재인 현상 독터 44K들을 포함하는 간단한 구조를 갖는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 현상장치 420k,420Y,420M 및 420C는 상기 회전식 현상장치 420의 회전축 40에 일체로 형성된 유니트 지지부재 48상에 각각 탈착가능하도록 장착된다. 그리고, 상기 현상 유니트의 토너공급장치 45K, 45Y, 45M, 및 45C들은 하나의 몸체로 상기 유니트 지지부재 48에 일체적으로 형성되고, 상기 회전축 40의 회전에 의해서 상기 유니트 지지부재 48와 함께 회전한다.

상기 토너공급장치 45K, 45Y, 45M, 및 45C들은 토너공급 스크류 49K, 49Y, 49M, 및 49C와, 토너공급 케이스 50K, 50Y, 50M 및 50C와, 토너 카트리지 가이드 51K, 51Y, 51M 및 51C등을 포함한다.

상기 토너 카트리지 46K, 46Y, 46M 및 46C 들은 블랙, 옐로우, 마젠타, 및 시안의 컬러토너들을 수용하고, 토너 카트리지를 탈착 가능하도록 하기 위하여 상기 토너공급장치의 개구부(미도시)를 통하여 도2에 도시된 종이용지의 표면에 대하여 직각 방향으로 상기 토너 카트리지 가이드 51k, 51Y, 51M, 및 51C에 탈착 가능한 것이다. 상기 토너 카트리지 46K, 46Y, 46M, 및 46C가 각각의 토너 카트리지 가이드 51K, 51Y, 51M, 및 51C의 내부로 삽입되고 장착되는 때, 토너 카트리지내의 토너 필요량은 상기 설명된 토너공급 케이스 50K, 50Y, 50M 및 50C내로 공급된다.

상기 토너는 토너공급 스크류 49K, 49Y, 49M 및 49C의 회전에 의해서 각각 상기 현상장치 420K, 420Y, 420M및,420C의 현상장치 케이싱 47K, 47Y, 47M 및 47C내의 제 2교반 스크류 43K, 43Y, 43M 및 43C의 전면측으로 점차 공급되어진다.

그리고, 상기 토너공급 작동은 현상장치중의 하나가 광전도성 드럼 414에 마주하는 현상스테이션(도 2에서는 예를 들면 블랙현상장치 420K)에 위치하는 때, 이루어진다.

상기 블랙현상장치 420K의 제 2교반 스크류 43K의 전면측으로 공급된 블랙토너는 상기 제 2교반 스크류 43K의 회전에 의해서 교반 되어지면서 상기 현상장치 케이싱 47K의 후방측으로 이송되고, 현상장치 케이싱 47K내에서 현상제내로 펼쳐진다. 그리고, 교반되어지고 상기 현상장치 420K의 후방측으로 이송된 블랙토너는 제 2교반 스크류 43K로부터 제 1교반 스크류 42K로 이송되고, 상기 제 1교반 스크류 42K의 회전에 의해서 교반되어지면서 상기 현상장치 케이싱 47K의 전면측으로 더욱 이송되어진다. 그리고, 상기 블랙토너는 다시 제 1교반 스크류 42K로부터 상기 현상장치 케이싱 47K의 전면측에서 제 2교반 스크류 43K로 이송되고 이러한 순환은 계속된다.

상기 현상장치 케이싱 47K내에서 순환되어지는 현상제의 일부분은 내측에 자석 41Kb를 포함하는 현상롤러 41K 에 의해서 퍼 올려지고, 도 2에서 화살표 A 방향으로 도시된 방향으로 그 위에 담지 되어지면서 이동된다. 상기 현상롤러 41K에 의해서 이송되어지는 현상제는, 상기 현상롤러 41K상의 현상제층의 두께가 비자성 재료로 이루어진 제한부재인 현상 독터 44K에 의해서 상대적으로 얇게 이루어진 후, 상기 현상롤러 41K의 현상영역으로 더욱 이송되어지고, 상기 광전도성 드럼 414상의 정전식 잠상을 토너화상으로 현상한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 현상 유니트 420U의 현상장치 420K, 420Y,420M 및, 420C는 지지피봇 41a에 의해서 회전식 현상장치 420상에 탈착 가능하도록 장착되어지고, 이들은 각각의 현상롤러 41K, 41Y, 41M 및 41C의 2개의 단부에서, 상기 현상장치 420K, 420Y, 420M 및, 420C들이 도 2에 도시된 바와 같이 회전식 현상장치 420의 회전축에 일체화된 유니트 지지부재 48상에 탈착 가능하도록 장착되는 때, 상기 회전식 현상장치 420의 전방 및 후방 측면 플레이트에 배치된 현상장치 지지홀더 52K, 52Y, 52및, 52C와 현상롤러 위치조정홀더 53K, 53Y, 53M 및 53C의 각각의 쌍들이 제공되어진다.

도 4는 광전도성 드럼 414을 갖는 블랙현상장치 420K를 도시한 단면도이다. 도 4에서, 상기 자석 41Kb는 고정되고 상기 현상롤러 41K의 회전에 따라서 회전하지 않도록 구성되어진다. 그리고, 상기 자석 41Kb에는 2개의 남측(south) 자극과 3개의 북측(north)자극으로 이루어진 5개의 자극들이 제공되어지며, 각각의 자극들은 자기장 P1,P2,P3,P4,P5를 생성한다. 상기 자기장의 강도는 상기 설명된 자기장의 경계(boundary)주위에서 약화된다. 본 발명의 제 1실시예의 컬러복사장치에서, 상기 현상 독터 44K는 네 번째 자극인 상기 남측 자극의 바로 위에 배치된다. 즉, 상기 현상 롤러 44K는 자기장들 사이에 위치되어지지 않으며, 상기 현상 독터 44K는 상기 자극들 사이의 현상롤러의 일부분에 마주하는 위치에 놓여지지는 않지만, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 남측 자극의 바로 위의 위치에 놓여지는 것이다. 상기 현상 독터 44K를 배치함으로서, 상기 현상독터 44K와 현상 롤러 41K 사이의 간격을 통과하는 현상제의 량은 충분한 강도의 자기력에 의하여 제한되어질 수 있다.

한편, 상기 회전식 현상장치 420는, 하나의 현상장치가 화상담지부재에 마주하는 현상 스테이션내에 있는 위치에 있을 때, 상기 현상스테이션으로 이동될 다음의 다른 현상장치는 중력에 의해서 상기 현상제가 현상롤러로 이동되어지는 자세를 갖게 되고, 따라서, 내부 자석의 2개의 단부에 마주하는 현상롤러의 일부분 상에 있는 현상제는 상기에서 설명한 바와 같이 그 길이방향으로 상기 현상롤러의 단부들을 향하여 측방향으로 이동하려는 경향이 있다. 만일, 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부들로 인가된 자기력이, 상기 현상독터 44K를 자성부재로서 혹은 그 팁 단부에 자성부재가 고정되어지는 비자성 재료로서 제작되어지고, 그리고 상기 현상독터 44K의 2개의 단부들을 다른 부분보다 두껍게 제작하거나 혹은 상기 현상롤러의 표면으로 향하여 돌출하는 형상으로 상기 현상독터 44K의 2개의 단부들을 형성하여 상기 현상롤러 41K의 단부들로 인가되어지는 자기력을 증가시키도록 강화되어진다면, 과도한 응력이 상기 현상롤러 41K의 중앙부에 부착된 현상제에 가해진다.

따라서, 예를 들면, 본 발명의 컬러복사장치는 상기 현상제에 과도한 응력을 인가시키는 것과 같은 문제점들을 감소시키기 위하여, 이하에서 설명되는 바와 같이 도 5내지 7에 도시된 구성을 갖는 현상장치 420K가 제공되어진다. 도 5는 도 2의 화살표 B로 도시된 방향으로부터 본 현상롤러 41K와 현상 독터 44K를 도시한 구성이다. 도 6은 도 5의 선 A-A을 따라서 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5의 선 B-B를 따라서 도시한 단면도이다. 도 6 및 7 각각에 도시된 바와 같이, 상기 현상 롤러 41K 에 마주하는 영역에서, 도 5에 도시된 현상롤러 41K의 길이방향으로 연장하는 자성부재 60K는 상기 현상 독터 44K에 대하여 현상롤러 41K 의 회전방향으로 상류측에 배치된다.

상기 자성부재 60K에는 상기 자석 41Kb의 길이에 일치하는 길이만큼 연장하는 중앙의 오목부가 제공되어진다. 상기 자성 부재 60K는 상기 오목부가 도 5 및 7에 도시된 바와 같이 상기 현상롤러 41K내의 자석 41Kb를 마주하는 영역내의 현상독터 44K의 팁단부 보다 상기 현상롤러 41K의 외표면으로부터 보다 멀리 위치하도록 위치된다.

그리고, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 상기 현상롤러 41K의 외표면으로 향하여 돌출하는 자성부재 60K의 돌출부들은 상기 현상독터 44K의 팁단부보다는 상기 자석 41Kb에 마주하지 않는 현상롤러 41K의 2개의 단부에서 상기 현상롤러 41K에 보다 근접하여 위치된다.

도면 5내지 7에 도시된 구성에서, 상기 현상롤러 41K 상의 현상제층의 제한작동은 비자성 부재로 이루어진 현상독터 44K 에 의해서 이루어지며, 따라서 화상을 형성하기 위한 현상제의 필요량은 상기 현상독터 44K와 현상롤러 41K사이의 간격으로 통과됨으로서 얻어진다.

그리고, 상기 현상제에 대한 대전작동은, 상기 현상롤러 41K상의 현상제로 인가되어지는 자기력을 단지 자성부재만으로 이루어진 혹은 그 팁선단부에 자성부재를 갖는 비자성부재로 이루어진 현상독터를 사용하는 경우에 비교하여 자기력을 감소시키면서, 상기 마그네트 Kb에 마주하는 부분에서 상기 자성부재 60K에 오목부를 형성하고, 현상독터 44K의 팁단부보다 상기 현상롤러 41K의 외표면으로부터 보다 멀리 위치하는 상기 자성부재 60K의 오목부를 위치시킴으로서 가속되어진다. 따라서, 상기 현상제에 대한 마찰대전작동은 상기 현상롤러 41K상의 현상제에 과도한응력을 인가하지 않는 강도로서, 상기 자기력을 인가하도록 가속되어 질 수 있다.

그리고, 본 발명의 컬러복사장치에서, 상기 현상롤러 41K의 2개의 각각의 단부로 향한 현상제의 측방향 이동은 상기 설명된 돌출부들을 형성시킴으로서 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부로 인가되는 자기력을 증가시킴으로서 감소되어진다. 그리고, 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부상에 수집된 과도한 현상제 량은 상기 돌출부의 자기력에 의해서 상기 현상장치 케이싱 47K의 개구부의 각각의 2개의 모서리들과 상기 현상장치 케이싱 47K의 개구부로 향한 현상롤러 41K 사이의 간격을 통하여 이동되는 것이 방지된다.

상기 현상독터 44K의 팁단부로부터 현상롤러 41K로부터 분리하기 위한 방향으로 향한 상기 자성부재 60K의 상기 설명한 오목부의 오목한 량은 0.5mm이고, 상기 현상독터 44K의 팁단부로부터 현상롤러 41K로 향한 상기 자성부재 60K의 상기 설명한 돌출부의 돌출량은 0.3mm이다.

도 6 및 7에서, 부호 'a'는 상기 현상롤러 41K의 외표면과 상기 현상 독터 44K의 팁단부사이의 간격을 나타내고, 부호 'b'는 상기 현상롤러 41K의 외표면과 상기 자성부재 60K의 상기 언급된 오목부의 팁단부 사이의 간격을 나타내며, 상기 부호 'c'는 상기 현상롤러 41K의 외표면과 상기 자성부재 60K의 상기 언급된 돌출부의 팁단부 사이의 간격을 나타낸다.

본 발명은 아래의 식(1)이 만족하는 때, 현상제가 상기 현상롤러 41K 상의 현상제에 과도한 응력을 인가하지 않은 상태로 자기력을 인가하면서 만족할 만하게 마찰 대전되어 질 수 있다는 것을 발견하였다.

거리 b ≥ 거리 a + 0.3 mm (1)

그리고, 아래의 식(2)이 만족하는 때, 현상제가 측방향으로 이동되어지는 것이 방지될 수 있으며, 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부상에 수집된 과도한 현상제 량은 상기 자성부재 60K의 돌출부에 의한 강화된 자기력의 견인력에 의해서 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부에서 현상제를 지지함으로서 상기 현상장치 케이싱 47K의 개구부의 각각의 2개의 모서리들과 상기 현상장치 케이싱 47K의 개구부로 향한 현상롤러 41K 사이의 간격을 통하여 이동되는 것이 방지된다.

거리 c ≤ 거리 a - 0.1 mm (2)

따라서, 본 발명의 제 1실시예의 컬러복사장치에서, 상기 거리 a는 0.5 - 0.7mm로 세트되고, 상기 거리 b는 1.0 - 1.2mm로 세트되며, 상기 거리 c는 0.2 - 0.4mm로 각각 세트된다.

본 발명자는 이와 같은 현상장치내의 현상독터 41K와 현상롤러 41K사이에 형성된 현상독터 간격을 통과하는 현상제의 이동상태를, 비자성 부재로 이루어진 제한 부재를 갖고 상기 현상롤러에 마주하는 팁선단부에서 고정되는 자성부재를 갖는 종래의 현상장치에 비교하였다.

그 결과, 본 발명자는 상기 거리 a의 변화량에 따라서, 즉 현상독터 간격의 변화량에 따라서 상기 현상독터 간격을 통과하는 현상제량의 변동이 도 8에 도시된 현상장치 420K내에서 보다 적다는 것을 발견하였다. 그 결과에 따르면, 현상장치 420K 내에서, 상기 제한부재를 조립하는 기계적인 불균일로서 기인하는 상기 현상독터 간격을 통과하는 현상제 량의 변동이 적게 유지되어질 수 있고, 상기 현상 스테이션에서 현상제의 공급량이 안정된 상태로 유지될 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 컬러복사장치는 종래의 화상형성장치에 갖춰진 현상장치의 단점들을 충분히 회피할 수 있는 것이다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 현상독터 간격을 통하여 현상제의 충분한 량을 이송할 수 있도록 상기 현상롤러를 회전시키는데 요구되는 토크는 보다 적어질 수 있는 것으로 발견되었다. 따라서, 상기 현상제 독터 간격에서 현상제에 가해진 응력은 보다 적은 상태로 유지되어질 수 있고 현상제의 열화가 감소되어질 수 있는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 자성부재 60K의 2개의 단부에서 상기 자성부재 60K 의 오목부의 모서리와 2개의 돌출부들은 서로 평행으로 형성되고, 현상롤러 41K의 외표면에 각각 마주한다. 상기 오목부의 모서리를 연결하는 단턱(steps)과 상기 2개의 돌출부의 모서리들이 도 5에 도시된 바와 같이 테이퍼 형성된다. 상기 자석 41Kb의 2개의 단부들은 테이퍼 형성된 단턱들과 마주한다. 상기 오목부와 돌출부사이의 단턱들을 테이퍼 형성함으로서, 상기 단턱들의 근방에 집중되는 자기력선들이 분산되어질 수 있다.

다음, 상기 현상롤러 41K와 상기 현상장치 케이싱 47K 의 구성을 제 10도를 참조하여 설명하기로 한다. 상기 현상롤러 41K는 현상롤러 41K의 2개의 단부에서 상기 현상장치 케이싱 47K내에 장착되는 베어링에 의해서 지지된다. 상기 현상롤러 41K는 자석 41Kb을 포함하고, 상기 현상롤러 41K의 원주방향으로 2개 혹은 그 이상의 자극들을 갖는 상기 현상롤러 41K의 단부들이 상기 현상장치 케이싱 47K내측에위치된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 현상롤러 41K내의 자석의 단부표면은 각각 거리 t만큼 상기 현상장치 케이싱 47K 내측에 각각 위치된다(이하, 상기 거리 t는 자석 41Kb 연장량 이라함). 상기 자석 41Kb의 연장량은 본 실시예에서는 1mm이하로 설정된다.

만일, 상기 자석 41Kb의 연장량이 거의 0 혹은 1mm라면, 현상롤러 41K의 외표면으로부터 현상제의 낙하는 상기 현상롤러 41K의 표면상에 담지된 현상제를 견인하는 자기력이 상기 자석 41Kb이 현상롤러 41K에 마주하지 않는 2개의 단부에서 상대적으로 약하게 되기 때문에 발생한다. 만일, 상기 자석 41Kb의 연장량 t이 상대적으로 크다면, 예를 들면, 5mm이상이라면, 상기 현상제의 마찰열에 기인하는 현상롤러 41K의 2개의 단부의 외표면에 대한 상기 현상제의 심한 부착이 발생하며, 이는 상기 현상제의 많은 량이 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부에서 수집되어 상기 현상롤러 41K와 현상장치 케이싱 47K의 사이의 간격을 통과하려는 경향이 있기 때문이다.

상기 자석 41Kb의 연장량의 적절한 량은 0 내지 2.0mm인 것이 실험에 의해서 판명되었다. 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부상에 담지된 현상제는 상기 자석 41Kb의 연장량을 갖도록 상기 현상롤러 41K와 현상장치 케이싱 47K을 구성함으로서, 그리고 상기 설명한 바와 같이 상기 자성부재 60K를 구성함으로서 상기 현상장치 케이싱 47K 의 개구부로 이송되어지는 것이 방지된다.

그리고, 상기 자성부재 60K의 2개의 단부는 상기 현상장치 케이싱 47K내측에위치된 현상롤러 41K의 표면에 인접하여 배치된다.

다음, 본 발명이 적용되어지는 본 발명의 제 2실시예에 따른 컬러복사장치를 설명한다. 상기 컬러복사장치의 기본구성이 상기 설명한 제 1실시예의 것과 거의 동일하기 때문에, 기본구성에 대한 상세 설명을 생략하기로 한다.

도 11A는 도 2의 화살표 B 로 도시한 방향에서 본 현상롤러 41K 와 현상 독터 44K의 구성도 이다. 도 11B는 상기 현상 독터 44K의 씰링부 44Ka를 도시한 단면도이다. 도 11A 및 11B에 도시된 바와 같이, 상기 현상 독터 44K에는 상기 현상롤러 41K의 2개의 길이방향 단부에 인접한 위치에서 씰링부 44Ka가 제공되어진다. 상기 씰링부 44Ka는 탄성을 갖는 성형 폴리우레탄으로 이루어진 기질(substrate) 44Ka-1과 상기 기질 44Ka-1을 덮는 저 마찰저항을 갖는 재료로 이루어진 표면층 44Ka-2을 갖는다.

그리고, 상기 씰링부 44Ka는 상기 자석 41Kb이 연장하지 않는 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부의 표면의 일부분, 즉 도 11A에서 부호 R로 도시된 영역에 접촉하도록 구성된다. 그리고, 상기 현상 독터 44K는 상기 현상장치 420K의 내측에서 상기 개구부에 인접하여 제공되고, 상기 현상롤러 41K의 회전방향으로 상기 현상장치 420K의 개구부 상류측에 위치하도록 제공된다(도 2참조).

상기 도 11A의 종이표면의 후방측인 상기 현상독터 44K의 후방측에서, 즉 도 11B에서 상기 현상롤러 41K의 회전방향으로 상기 현상독터 44K의 상류측에서, 상기 자성부재 60K는 그 팁선단이 상기 현상독터 44K의 팁선단보다는 상기 현상롤러 41K의 표면으로부터 보다 멀리 위치되도록 배치된다.

도 11A 및 11B의 구성에서, 상기 회전식 현상장치 420(도 11A 및 11B에서는 미도시)의 회전 작동에 의하여 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부에 인접한 각각의 원주표면으로, 혹은 상기 2개의 단부의 외측으로 흐른 현상제는, 상기 현상롤러 41K 가 회전되어진다 하여도 상기 현상장치 420K( 도 2참조)의 개구부로 이송되어지지 않도록 제어된다. 이는 상기 현상제가 현상독터 44K의 씰링부 44Ka에 의해서 정지되어지기 때문이다. 보다 상세히는, 상기 씰링부 44Ka는 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부에 인접한 각각의 원주표면의 주위로 혹은 그 2개의 단부의 외측으로 상기 현상제가 흐르는 것을 차단하여 상기 현상장치 420K의 개구부로 이동되지 않도록 하는 것이다. 이와 같이 현상제를 정지시킴으로서, 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부에 인접한 원주표면의 주위로 혹은 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부의 외측으로 흐른 현상제는 상기 현상장치 420K 의 개구부로 향하여, 그리고 상기 현상롤러 41K가 회전되는 때에, 상기 현상 스테이션으로 이송되어지지 않도록 제어된다.

그리고, 상기 현상 독터 44K의 기질 44Ka-1이 상기 현상롤러 41K의 진동에 기인한 혹은 변형됨에 기인한 장력(tension)과, 그와 유사한 것들을 흡수하고, 상기 설명한 바와 같이 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부의 표면 일부분에 접촉하기 위하여 상기 씰링부 44Ka에 의해서 야기되는 압력등에 기인하는 상기 현상롤러 41K에 가해진 장력등이 감소되는 것이다. 그리고, 상기 현상 독터 44K의 표면층 44Ka-2이 저 마찰저항을 갖는 재료로서 이루어지기 때문에, 상기 현상롤러 41K와 표면층 44Ka-2에 의해서 야기된 마찰저항이 감소되어지며, 상기 현상롤러 41K를 구동하기 위하여 상기 구동장치에 요구되어지는 토크가 감소된다.

그리고, 상기 자성부재 60K의 팁단부가 현상독터 44K 보다는 상기 현상롤러 41K의 표면으로부터 멀리 위치되기 때문에, 상기 현상롤러 41K 상에서 상기 현상제에 인가된 자기력은 상기 제 1실시예의 컬러복사장치에서와 같이 감소되어진다. 따라서, 상기 현상제에 대한 마찰대전작동은 상기 현상롤러 41K상의 현상제에 과도한 응력을 인가하지 않는 강도로서 상기 자기력을 인가함으로서 가속되어질 수 있다.

도 12는 상기 현상롤러 41K와 상기 씰링부 44Ka의 단부를 도시한 사시도이다. 도 12에서, 부호 47x는 상기 현상장치 케이싱 47K의 상기 설명된 개구부의 2개의 단부상에 장착된 측방 씨일이다. 이와 같은 측방씨일을 갖는 종래의 화상형성장치의 현상장치에서는, 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부의 연결부로 흘러 유입되는 토너가 상기 측방씨일과 현상롤러사이에서 협착(sandwiched)되고, 따라서 상기 측방씨일은 때때로 상기 광전도성 드럼을 향한 방향으로 신장된다.

그리고, 상기 현상롤러를 구동하는 데에 필요한 토크는 따라서 증가되며, 상기 측방씨일과 광전도성 드럼과의 마찰에 의해서 야기된 토너의 가열 및 용융과 같은 단점들이 발생하였다. 반면에, 상기 제 2실시예의 컬러복사장치에서는, 상기 현상롤러 41K의 2개의 단부를 연결하는 원주표면으로 혹은 그 외측으로 흐른 현상제는 상기 현상장치 420K의 개구부로 향하여 이송되어지지 않도록 제어될 수 있고, 상기 측방씨일의 팽창을 초래할 가능성이 없는 것이다.

도 13은 상기 현상롤러 41K와 상기 현상장치 케이싱 47K의 베어링부를 도시한 구성도이다. 상기 현상 독터 44K는 도 13에서 설명의 간략화를 위하여 생략되고 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 현상롤러 41K는 상기 현상롤러 41K의 단부들이 상기 현상장치 케이싱 47K의 롤러 지지부 47Ka의 내측에 위치되도록 제공된다.

본 실시예에서, 상기 현상롤러 41K는 상기 현상롤러 41K내의 자석 41Kb의 단부 표면이 거리 'S'만큼 상기 현상장치 케이싱의 내측에 위치되도록 위치된다. 상기 거리 'S'는 본 실시예에서 1.0mm로 설정된다.

그리고, 상기 현상롤러 41K의 표면과 상기 롤러 지지부 47Ka의 내측표면 사이의 거리, 도 13에서 부호 'T'로 도시된 것, 또한 1.0mm로 설정된다.

상기 거리 T와 S를 상기와 같이 설정함으로서, 상기 롤러 지지부 47Ka내로 흘러 유입되고, 상기 현상장치 케이싱 47K의 개구부로 이송되는 현상제의 량은 감소되어진다. 그 결과, 상기 롤러 지지부 47Ka로부터 상기 현상 스테이션으로 이송된 현상제의 량은 감소된다. 그리고, 상기 롤러 지지부 47Ka내의 현상제의 마찰은 감소된다. 본 발명자는 도 13에서 거리 T가 대략 0.5mm 내지 2.0mm 로 설정되는 때, 상기 롤러 지지부 47Ka내로 흘러 유입되고 상기 개구부로 이송되는 현상제가 감소되어질 수 있고, 따라서 상기 현상롤러 지지부 47Ka에서 현상제의 마찰열이 감소되어질 수 있다는 것을 실험에서 발견하였다.

상기에서, 비록 상기 현상장치 420K의 구성만이 각각의 실시예에서 설명되었지만, 상기 현상장치 420C, 420M 및 420Y등은 상기 현상장치 420K에서와 거의 동일한 방식으로 설명되어질 수 있는 것이다.

그리고, 비록 상기 자성 담체와 토너로 이루어진 2성분계 현상제가 각각의 2개의 실시예에서 사용되었지만, 1성분계의 자성토너도 사용되어질 수 있는 것이다.

또한, 각각의 실시예에서는, 상기 회전축 주위에 다수개의 현상장치가 배치된 회전식 현상장치가 사용되었다. 그러나, 본 발명은 단일 컬러토너를 사용하여 잠상을 현상하는 단일 현상장치에도 적용되어질 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 충분히 해소할 수 있는 것이다.

상기 설명으로부터 본 발명의 여러 가지 개선구조와 변형구조가 가능한 것이다. 따라서 첨부된 청구의 범위내에서, 본 발명은 여기에서 특정하게 설명된 것과는 다르게 실행되어 질 수 있다.

본 발명은 일본 특허청에 1998.7.24에 출원된 일본특허출원 JPAP 10-225302, 1998.4.20에 출원된 일본특허출원 JPAP 10-126868, 1999.2.24에 출원된 일본특허출원 JPAP 11-046109등에 기초한 것이고, 이들 전체 내용은 참조로서 기재되어 있다.

Claims (8)

1. 화상담지부재;

   상기 화상담지부재의 표면상에 잠상을 현상하는 현상장치;

   내부에 자석을 갖추고, 상기 자석의 자기력에 의하여 그 표면상에 현상제를 담지하며, 그리고 회전됨으로서 상기 현상제를 상기 화상담지부재에 마주하는 현상위치로 향하여 이송하는 현상제 담지부재;

   상기 현상제 담지부재에 마주하도록 위치되어 상기 현상제 담지부재상에 담지된 현상제층의 두께를 제한하도록 된 제한부재; 및

   현상장치 케이싱;을 포함하고,

   상기 제한부재에는 상기 자석에 마주하지 않는 일부분에서 상기 현상제 담지부재를 향하여 돌출하는 돌출부와, 상기 자석에 마주하는 일부분에서 오목부를 갖는 자성(magnetizable)부재가 제공되어지고, 상기 자성부재는 상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 제한부재의 상류측에 배치되며, 상기 돌출부들이 상기 제한부재보다는 현상롤러의 표면에 보다 근접되도록 놓여지고, 상기 오목부는 상기 제한부재보다 상기 현상롤러의 표면으로부터 보다 멀리 위치되며, 상기 제한부재가 비자성 재료로 이루어지는 화상형성장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제한부재와 상기 자성부재는 아래의 식이 만족하도록 배치되며,

   c ≤ a - 0.1 mm

   여기서, 부호 a 는 상기 제한부재의 팁선단부와 상기 현상제 담지부재의 표면사이의 거리이고, 부호 c 는 상기 자성부재의 돌출부와 상기 현상제 담지부재의 표면사이의 거리를 나타냄을 특징으로 하는 화상형성장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부들을 상기 오목부로 연결하는 단턱(step)은 테이퍼 형성되고, 상기 자석의 단부는 상기 단턱에 마주함을 특징으로 하는 화상형성장치.
4. 화상담지부재;

   상기 화상담지부재의 표면상에 잠상을 현상하는 현상장치;

   자석을 갖추고, 상기 자석의 자기력에 의하여 그 표면상에 현상제를 담지하며, 상기 현상제를 상기 화상담지부재에 마주하는 현상스테이션으로 향하여 이송하는 현상제 담지부재;

   상기 현상제 담지부재에 마주하도록 위치되어 상기 현상제 담지부재상에 담지된 현상제층의 두께를 제한하도록 된 제한부재;

   상기 자석에 마주하지 않는 현상제 담지부재의 표면의 일부분에 접촉하는 씰링부재;

   상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 제한부재의 상류측에 제공된 자성부재; 및

   현상장치 케이싱을 포함하고,

   상기 제한부재는 비자성 재료로 이루어지며, 상기 씰링부재는 그 길이방향으로 상기 제한부재의 양측단부에 인접하여 제공되고, 상기 자성부재는 적어도 상기 자석에 마주하는 일부분에서 상기 제한부재보다는 상기 현상제 담지부재의 표면으로부터 멀리 떨어져 위치됨 을 특징으로 하는 화상형성장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 씰링부재는 적어도 하나의 기질(substrate)과, 상기 현상제 담지부재의 표면에 접촉하는 표면층을 포함하고, 상기 기질은 탄성재료로 이루어지며, 상기 표면층은 저마찰 저항을 갖는 재료로서 이루어짐을 특징으로 하는 화상형성장치.
6. 화상담지부재;

   상기 화상담지부재의 표면상에 잠상을 현상하는 현상장치;

   자석을 갖추고, 상기 자석의 자기력에 의하여 그 표면상에 현상제를 담지하며, 상기 현상제를 상기 화상담지부재에 마주하는 현상스테이션으로 향하여 이송하는 현상제 담지부재;

   상기 현상제 담지부재에 마주하도록 위치되어 상기 현상제 담지부재상에 담지된 현상제층의 두께를 제한하도록 된 제한부재;

   상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 제한부재의 상류측에서 상기 제한부재에 제공되는 자성부재; 및

   현상장치 케이싱;을 포함하고,

   상기 제한부재는 비자성 재료로 이루어지며, 상기 자성부재는 상기 자석에 마주하는 자성부재의 일부분에서 상기 제한부재보다는 상기 현상제 담지부재의 표면으로부터 멀리 떨어져 위치되고, 상기 현상제 담지부재의 현상제 이송방향으로 상기 자석의 2개 혹은 그 이상의 자극을 갖는 상기 현상제 담지부재의 단부들의 인접한 부분은 상기 현상장치 케이싱의 내측에 위치되어 상기 자석의 단부표면들이 대략 0.5mm 내지 2.0mm만큼 상기 현상장치 케이싱의 내측에 위치됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 현상장치 케이싱의 내표면과 상기 현상장치 케이싱 내측의 현상제 담지부재의 표면사이의 거리는 대략 0.5mm 내지 2.0mm로 설정되어짐을 특징으로 하는 화상형성장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 현상장치는 회전에 의해서 회전축주위에 배치된 다수개의 현상장치들을 회전시킴으로서 그리고 상기 화상담지부재에 마주하는 현상스테이션으로 하나의 현상장치를 이동시킴으로서 상기 화상담지부재상에 형성된 잠상을 현상함을 특징으로 하는 화상형성장치.