KR100380588B1

KR100380588B1 - 현상제층 규제 부재, 그 현상제층 규제 부재를 이용하는1성분 현상 장치, 그 1성분 현상장치를 마련하는 프로세스카트리지 및 화상 형성장치

Info

Publication number: KR100380588B1
Application number: KR10-2001-0031168A
Authority: KR
Inventors: 엔도슈우이치; 엔도오사무; 우메자와노부히코
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2003-04-18
Also published as: EP1162514B1; EP1617297B1; EP1617297A2; DE60116410D1; EP1162514A2; KR20010110317A; CN1237411C; DE60116410T2; US6775506B2; US20020012553A1; EP1617297A3; EP1162514A3; CN1327180A

Abstract

본 발명은 롤러형 현상제층 규제 부재에 의해 현상 롤러 상에 균일한 현상제층을 간단한 구성으로, 또한 염가로 얻을 수 있고, 롤러형의 현상제층 규제 부재를 이용하는 화상 형성 장치의 1성분 현상 장치에 있어서, 현상제층 규제 부재의 형상을 규정함으로써 현상제층 규제 부재가 휘어 현상제 담지체와의 사이에 발생하는 틈새를 작게 하고, 현상제 담지체에 대한 접촉을 균일하게 하여 화상 불균일을 없앰으로써 화상 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

잠상 담지체(9)에 접촉하는 회전 가능하게 마련되는 현상 롤러(2)와, 현상제를 현상 롤러(2)에 공급하는 공급 롤러(3)와, 현상 롤러(2)상의 현상제의 층을 얇은 층으로 규제하는 롤러형 현상제층 규제 부재(4)를 구비하고, 현상 롤러(2)상에 현상제를 부착시켜 이송하여 잠상 담지체(9)상의 정전 잠상을 현상하는 현상 장치(1)에 있어서, 롤러형 현상제층 규제 부재(4)의 표면 조도 Rz가 0.5∼2㎛인 범위로, 동시에 알루미늄제 현상 롤러(2)와의 동마찰 계수가 0.1∼0.8의 범위로 하는 현상 장치(1)를 제공한다.

또한, 화상 형성 장치의 1성분 현상 장치에 있어서, 현상제층 규제 부재(44)를 롤러형으로 하되, 그 축방향의 중앙부(44a)의 외경D을 단부(44b)의 외경D보다 크게 하고, 중앙에서 양쪽 대칭되게 한다. 그리고, 현상제 담지체를 회전하면서 그 현상제 담지체로 담지한 비자성 1성분 현상제를 현상제층 규제 부재(44)로 얇게 한 후, 잠상 담지체에 부착시켜 그 잠상 담지체상의 잠상을 가시상(可視像)화한다.

Description

현상제층 규제 부재, 그 현상제층 규제 부재를 이용하는 1 성분 현상 장치, 그 1 성분 현상 장치를 마련하는 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치{APPARATUS FOR IMAGE DEVELOPING CAPABLE OF EFFECTIVELY FORMING AN EVEN DEVELOPMENT AGENT LAYER}

본 발명은 잠상 담지체의 정전 잠상을 1성분 현상제로 현상하는 현상 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 현상 롤러상에 얇은 현상제층을 형성하는 현상제층 규제 부재를 마련하는 현상 장치에 관한 것이고, 현상제 담지체에 접촉하여 그 현상제 담지체가 담지하는 1성분 현상제의 층을 얇게 하는 롤러형의 현상제층 규제 부재, 그 현상제층 규제 부재를 이용하여 현상제를 얇은 층으로 한 후, 잠상 담지체에 부착시켜 그 잠상 담지체상의 잠상을 가시상화하는 1성분 현상 장치, 이와 같은 1성분 현상 장치를 마련한 프로세스 카트리지, 및 복사기나 프린터나 팩시밀리, 또는 이들 복합기 등의 화상 형성 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 잠상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 장치에는 현상 롤러를 화상 담지체에 접촉시켜 현상하는 접촉 현상 방식의 현상 장치 및 현상 롤러를 잠상 담지체에 대하여 근접 이간시켜 현상하는 비접촉 현상 방식의 현상 장치가 있는데, 잠상 담지체에 대한 현상 롤러의 접촉 상태 또는 근접부의 간격을 일정하게 유지하는 것은 화상 품질 결함이 없는 양호한 화상을 형성하기 위하여 아주 중요하다.

예컨대, 현상 롤러를 잠상 담지체에 접촉시켜 잠상 담지체상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 접촉 현상 방식의 현상 장치는 잠상 담지체상의 정전 잠상을 현상하는 현상 롤러, 현상 롤러에 현상제를 공급하는 현상제 보급 롤러 및 현상 롤러상에 끌어올려진 현상제를 일정한 두께로 규제하여 현상제의 얇은 층을 형성하는 현상 블레이드 등으로 구성되고, 현상 롤러는 코일 스프링 등의 탄성 부재에 의해 소정의 압력으로 화상 담지체에 맞대이도록 힘이 부여되어 있다.

또한, 잠상 담지체상에 형성된 정전 잠상을 현상하여 가시상을 형성하는 화상 형성 장치에 있어서 이용되는 현상제에는 현상제와 캐리어로 이루어지는 2성분 현상제와 현상제 단체로 이루어지는 1성분 현상제가 있다. 그 중, 2성분 현상제를이용하는 현상 방법은 비교적 안정하고 양호한 기록 화상을 얻을 수 있는 반면, 캐리어의 열화나 현상제와 캐리어의 혼합 비 변동이 발생하기 쉽고, 또한 장치가 대형화된다는 결점이 있었다. 그래서 장치의 소형화, 비용 절감 및 신뢰성의 점으로부터 1성분 현상제를 이용한 현상 방식이 이용되고 있다.

이와 같은 1성분 현상제를 이용하는 접촉 현상 방식에서는 잠상 담지체에 대한 현상 롤러의 접촉 상태를 균일하게 해두지 않으면 잠상 담지체로 공급되는 현상제 양이 불안정하게 되어 형성 화상에 농도 불균일을 발생시키거나 바탕 오점 등 이상 화상을 발생시키는 등의 문제가 초래되는 경우가 있다.

따라서, 양호한 화상을 얻기 위해서는 잠상 담지체와 현상 롤러가 대향하는 화상 영역에 있어서 잠상 담지체와 현상 롤러의 접촉 상태를 규제함으로써 현상 롤러상의 현상제를 균일한 얇은 층으로 할 것이 필요하다.

또한, 종래에는 전자 사진식의 화상 형성 장치에서 대전·기록·현상·전사·클리닝 등을 반복하여 잠상 담지체 상에 점차 화상을 형성하고 그 화상을 직접 전사하거나 또는 중간 전사체를 통하여 전사하고, 용지나 OHP 필름 등의 전사재에 순차적으로 화상을 기록한다.

현상 장치에서는 1성분 현상제를 사용할 때, 예컨대 도 25에 나타낸 바와 같이, 롤러형의 현상제 담지체(1)와 함께 마찬가지로 롤러형인 현상제 공급 부재(2)를 회전시키고, 현상 케이스(3)의 호퍼(4)내 현상제를 공급하여 현상제 담지체(1)의 주면으로 현상제를 담지하고, 그 담지한 현상제를 현상제층 규제 부재(5)로 얇게 한 후, 미도시한 잠상 담지체에 부착시켜 그 잠상 담지체상의 잠상을 가시상화하고 있었다.

그 현상제층 규제 부재(5)로서는 도시한 바와 같은 블레이드형의 것을 흔히 사용하며, 선단측을 현상제 담지체(1)에 접촉시켜 담지한 현상제의 층 두께를 규제한다. 현상제 담지체(1)가 금속이나 수지와 같은 하드 롤러인 경우에는 현상제층 규제 부재(5)에 우레탄 고무와 같은 탄성을 구비하는 것을 이용하고, 현상제 담지체(1)의 기재가 고무와 같은 탄성 롤러인 경우에는 현상제층 규제 부재(5)에 금속을 이용하고 있었다.

그러나, 이와 같은 블레이드형의 현상제층 규제 부재(5)를 마련하는 현상 장치에서는 현상제 담지체(1)와 현상제층 규제 부재(5)의 닙부에서 현상제를 마찰 대전하지만, 시간이 경과함에 따라 현상제의 표면이 소모되어 대전성이 열화하여 현상제의 대전 전하가 감소하고, 바탕 오점을 발생시키거나 작은 도트가 현상되지 않거나 하는 문제가 있었다.

또한, 현상제 담지체(1)와 현상제층 규제 부재(5) 사이의 마찰열로 현상제가 용융되고, 그것이 현상제층 규제 부재(5)에 고착하여 현상제 담지체(1)상에 줄 무늬를 발생시키거나 전사재상의 화상에도 흰 줄무늬를 초래한다는 문제가 있었다.

나아가서는, 블레이드형의 현상제층 규제 부재(5)의 기단은 현상 케이스(3)로 고정적으로 지지되고 선단측은 현상제 담지체(1)의 주면으로 밀어 지기때문에 현상제 담지체(1)와 현상제층 규제 부재(5) 사이에 이물이 채워져 전사재상의 화상에 줄무늬나 바탕 오점을 발생한다는 문제도 있었다.

이와 같은 문제는 비교적 단시간내에 발생하고, 일단 이와 같은 문제가 발생했을 때에는 회복이 상당히 어렵기 때문에, 현상 장치의 수명이 짧아져 현상 장치를 빈번하게 교환하지 않으면 안되어 이용자에게 시간적 및 경제적 부담을 크게 주고 있었다. 특히, 고속도 기계에 있어서는 블레이드형의 현상제층 규제 부재를 이용하는 것은 비현실적이었다.

그 때문에, 균일하고 일정한 두께의 현상제층 규제를 행하기 위하여, 일본 특허 공개 소 60-103372호 공보에는 롤러형 규제 부재의 롤러형 표면 부분의 고무 경도(JIS-A)를 10°∼ 40°의 범위내로 하는 구성을 취하고 있다. 그러나, 이것만으로는 목적하는 현상제 규제 효과를 얻기 위한 조건으로서는 부족하며, 사실상 고무 경도(JIS-A)를 10°∼ 40°의 폴리우레탄 고무를 사용하면 마찰 계수가 높기 때문에, 균일한 현상제층을 얻을 수 없다.

또한, 일본 특허 공개 평10-104945호 공보에는 회전 가능한 현상제층 규제 부재의 표면 조도Rz를 2㎛ ≤ Rz ≤ 100㎛로 한 경우에 현상 롤러에 AC 바이어스를 중첩한 전압을 가하여 그 진동 전계의 효과에 의해 현상제층의 균일화와 현상제 대전 촉진이 진행되도록 하고 있다. 그러나 현상제층 규제 부재를 조도Rz로 하기 위하여 입도가 가지런한 입자를 현상제층 규제 부재의 표면에 마트릭스(MATRIX) 수지와 함께 균일하게 도포할 필요가 있고, 또한 진동 전계를 발생하는 AC전원을 사용하는 등 구성이 복잡하고 실현성이 결핍하며 비용이 상승하는 과제가 있다.

또한, 종래의 현상 장치 중에는 예컨대, 일본 특허 공개 평9-80905호 공보나특허 공개 평11-84867호 공보 등에 기재된 바와 같이, 현상제층 규제 부재로서 롤러형을 이용하고, 예컨대 도 26에 나타낸 바와 같이 현상제층 규제 부재(6)의 축(7) 양단을 축받이(8)로 지지하며, 그 축받이(8)에 힘 부여 부재(9)로 힘을 부여하여 현상제층 규제 부재(6)를 현상제 담지체(1)로 밀어 현상제 담지체(1)의 회전에 대하여 시계바늘 방향으로 회전하도록 접촉하는 것이 있다.

롤러형의 현상제층 규제 부재(6)를 마련한 현상 장치에서는 현상제층 규제 부재(6)를 회전시키기 때문에, 현상제 담지체(1)와 현상제층 규제 부재(6) 사이에 이물이 채워지거나 마찰열이 발생하여 현상제층 규제 부재(6)에 현상제가 고착하거나 하는 우려를 비교적 적게 하고, 현상 장치의 수명을 길게 하여 이용자의 시간적 및 경제적 부담을 줄일 수 있다.

그리고, A3 크기의 전사재도 사용할 수 있는 화상 형성 장치에서는 잠상 담지체와 함께 현상제 담지체(1) 및 현상제층 규제 부재(6)도 길어지므로, 현상제층 규제 부재(6)의 축(7) 양단을 힘 부여 부재로 힘을 부여하면 현상제층 규제 부재(6)가 휘고, 또한 현상제 담지체가 회전하면, 그 현상제 담지체에 맞붙는 현상제층 규제 부재(6)가 그 현상제 담지체(1)의 회전에 끌려 더욱 크게 휘며, 예컨대 도 27에 나타낸 바와 같이 현상제층 규제 부재(6)가 축방향의 중앙부에서 현상제 담지체(1)와의 사이에 틈새 δ를 발생시키게 된다.

그리고, 현상제 담지체(1)에 대해 미는 힘이 불균일하게 되어 도 28에 나타낸 바와 같이 현상제 담지체(1)상의 현상제층이 중앙부에서 아주 두껍게 되고, 또한 도 29에 나타낸 바와 같이 현상제 대전량이 축방향 중앙부에서 아주 낮아져 흰줄무늬를 초래하거나 현상제 비산을 초래하는 문제가 있었다.

도 27의 틈새 δ를 작게 하기 위해서는 축(7)의 직경을 굵게 하면 되지만, 강철 제라도 φ15mm 이상으로 할 필요가 있다. 따라서 아주 무거워져 현상 장치의 현상 케이스(3) 자체의 강도를 높일 필요가 있어 현상 장치 전체가 대형화되는 문제가 있었다.

근래는 화상 형성 장치의 소형 경량화 요구가 높아져 현상 장치도 소형 경량화할 것이 요구되고, 특히 복수개의 현상 장치를 마련하는 컬러 화상 형성 장치에 있어서는 그 현상 장치에 이용되는 현상제층 규제 부재도 가능한 한 금속 축을 가늘게 하여 중량을 가볍게 하고, 구동력을 작게 하는 것이 바람직하다.

또, 이상 서술한 것은 현상제층 규제 부재(6)의 축(7) 양단을 힘 부여 부재(9)로 힘을 부여하여 현상제 담지체(1)에 밀어 붙이는 경우에 한하지 않고 현상제층 규제 부재를 단순히 올려 놓고 현상제 담지체에 그 자체 중력으로 맞붙는 경우에도 현상제층 규제 부재의 양단으로부터 돌출하는 축이 하중으로 되어 현상제층 규제 부재의 양단에 가해져 현상제층 규제 부재를 휘게 하여 마찬가지 문제를 초래하였다.

그래서, 본 발명은 상기 과제에 감안하여 롤러형 현상제층 규제 부재로 현상 롤러상의 균일한 현상제층을 간단한 구성이면서 염가로 얻을 수 있는 현상 장치를 제공하는 것을 제1목적으로 한다.

또한, 본 발명은 롤러형의 현상제층 규제 부재를 이용하는 화상 형성 장치의 1 성분 현상 장치에 있어서, 현상제층 규제 부재의 형상을 규정함으로써 현상제층규제 부재가 휘어서 발생하는 현상제 담지체와의 틈새를 작게 하여 화상 품질을 향상시키는 것을 제2 목적으로 한다.

또한, 이와 같은 1성분 현상 장치에 있어서, 비용을 높이지 않고 현상제층 규제 부재를 가공할 수 있는 것을 제3목적으로 한다.

또한, 이와 같은 1성분 현상 장치에 있어서, 가공 비용을 높이지 않고 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 더 균일하게 밀어 붙여 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적인 저하를 방지하고, 현상제의 비산을 방지하여 바탕 오점을 없앰과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 가능한 한 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모하는 것을 제4목적으로 한다.

또한, 이와 같은 1성분 현상 장치에 있어서, 가공 비용을 높이지 않고 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 더욱 균일하게 밀어 붙여 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적 저하를 방지하며, 현상제의 비산을 방지하여 바탕 오점을 없앰과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 가능한 한 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모하는 것을 제5목적으로 한다.

또한, 이와 같은 1성분 현상 장치에 있어서, 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 이론상 균일하게 밀어 붙이는 것을 제6목적으로 한다.

또한, 이와 같은 1성분 현상 장치에 있어서, 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 현실적으로 균일하게 밀어 붙이는 것을 제7목적으로 한다.

또한, 이와 같은 1성분 현상 장치에 있어서, 가공 비용을 높이지 않고 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 더욱 현실적으로 균일하게 밀어 붙이는 것을제8목적으로 한다.

또한, 현상제 담지체에 대한 현상제층 규제 부재의 밀어 붙임을 안정화하는 것을 제9목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성한 1성분 현상 장치를 마련한 프로세스 카트리지를 얻는 것을 제10목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성한 1성분 현상 장치를 마련한 화상 형성 장치를 얻는 것을 제11목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예인 현상 장치의 구성을 나타낸 개략 단면도.

도 2는 도 1의 현상 롤러 부근을 확대하여 그 구성을 나타낸 단면도.

도 3은 현상제층 규제 부재와 현상 롤러 상의 현상제 량의 관계를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 하나의 실시 예를 나타낸 것으로서, 컬러 레이저 프린터의 전체 개략 구성도.

도 5는 도 4의 레이저 프린터에서 이용되는 현상 장치의 개략 구성도.

도 6은 도5의 현상 장치에 있어 현상제 담지체에 대한 현상제층 규제 부재의 맞대임 상태를 나타낸 측면도.

도 7은 일례인 현상제층 규제 부재의 측면도.

도 8은 도 5의 현상 장치에 있어 현상제 담지체상의 위치와 현상제층의 관계를 나타낸 도면.

도 9는 도 5의 현상 장치에 있어 현상제 담지체상의 위치와 현상제 대전량의 관계를 나타낸 도면.

도 10은 다른 예의 현상제층 규제 부재의 측면도.

도 11은 또 다른 예의 현상제층 규제 부재의 측면도.

도 12는 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 13은 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 14는 외경을 축방향에서 원호 곡선으로 변화한 현상제층 규제 부재의 측면도.

도 15는 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 16은 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 17은 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 18은 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 19는 도 18의 현상제층 규제 부재의 측면도.

도 20은 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 21은 도 20의 현상제층 규제 부재의 측면도.

도 22는 또 다른 예의 현상제층 규제 부재상의 위치와 크라운 량(반경 차)의 관계를 나타낸 도면.

도 23은 도 22의 현상제층 규제 부재의 측면도.

도 24는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 화상 형성 장치의 개략 구성도.

도 25는 종래의 현상 장치의 개략 구성도.

도 26은 종래의 현상 장치에 있어 현상제 담지체에 대한 현상제층 규제 부재의 맞대임 상태를 나타낸 측면도.

도 27은 도 26의 현상제층 규제 부재가 휜 상태를 나타낸 측면도.

도 28은 도 26의 종래의 현상 장치에 있어서 현상제 담지체상의 위치와 현상제층과의 관계를 나타낸 도면.

도 29는 도 26의 종래의 현상 장치에 있어서 현상제 담지체상의 위치와 현상제 대전량과의 관계를 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 현상 유닛

2 ... 현상 롤러

3 ... 공급 롤러

4 ... 롤러형 현상제층 규제 부재

5 ... 현상제 긁어뜨림 부재

6 ... 현상제 이송 부재

9 ... 잠상 담지체

12 ... 잠상 담지체

16 ... 1성분 현상 장치

25 ... 현상제 담지체

44 ... 현상제층 규제 부재

44a ... 중앙부

44b ... 단부

D ... 현상제층 규제 부재의 외경

M... 외경 변화 사선

b ... 분할 위치

상기 제1목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재한 발명은 잠상 담지체에 접촉하는 회전 가능하게 마련되는 현상 롤러와, 현상제를 현상 롤러에 공급하는 공급 롤러와, 현상 롤러 상의 현상제를 얇은 층으로 규제하는 롤러형 현상제층 규제 부재를 구비하고, 현상 롤러상에 현상제를 부착시켜 이송하여 잠상 담지체의 정전 잠상을 현상하는 현상 장치에 있어서, 롤러형 현상제층 규제 부재의 표면 조도 Rz가 0.5∼2㎛의 범위이고, 또한 알루미늄제 현상 롤러와의 동마찰 계수가 0.1∼0.8의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1목적을 달성하기 위하여 청구항 2에 기재한 발명은 제1항에 있어서, 현상제의 체적 평균 입경이 6∼9㎛의 범위로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1목적을 달성하기 위하여 청구항 3에 기재한 발명은 제1항 또는 제2항에 있어서, 현상 롤러의 표면을 알루마이트 처리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1목적을 달성하기 위하여 청구항 4에 기재한 발명은 제1항 또는 제2항에 있어서, 현상 롤러의 표면을 무전해 Ni도금 처리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1목적을 달성하기 위하여 청구항 5에 기재한 발명은 제1항 또는 제2항에 있어서, 현상 롤러의 표면을 질화(窒化) 처리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1목적을 달성하기 위하여 청구항 6에 기재한 발명은 제1항 또는 제2항에 있어서, 현상 롤러의 표면을 멜라민 수지로 피복하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2목적을 달성하기 위하여, 청구항 7에 따른 발명은 현상제 담지체에 접촉하여 그 현상제 담지체가 담지하는 1성분 현상제의 층을 얇게 하는 롤러형의 현상제층 규제 부재에 있어서, 축방향의 중앙부의 외경을 양단부의 외경보다도 크게 하고, 중앙에서 양쪽이 대칭되는 형상으로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2목적을 달성하기 위하여, 청구항 8에 따른 발명은 현상제 담지체에 접촉하여 그 현상제 담지체가 담지하는 1성분 현상제의 층을 롤러형의 현상제층 규제 부재로 얇게 하는 화상 형성 장치의 1성분 현상 장치에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재의 축방향 중앙부의 외경을 양단부의 외경보다도 크게 하고, 중앙에서 양쪽 대칭되는 형상으로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3목적을 달성하기 위하여, 청구항 9에 따른 발명은 제8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 그 중앙부로부터 양단부를 향하여 점차 직선적으로 작게 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제4목적을 달성하기 위하여, 청구항 10에 기재한 발명은 제8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 중앙부에서 일정 폭으로 동등하게 하고, 그 중앙부의 양쪽으로부터 양단부를 향하여 각각 점차 직선적으로 작게 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여, 청구항 11에 따른 발명은 상기 현상제층 규제 부재의 축방향의 중앙부로부터 양단부를 향하여 복수개로 분할하고, 그 각 분할마다 외경은 단부를 향하여 점차 직선적으로 작게 하고, 그 직선적으로 작게 하는 외경 변화 사선은 분할마다 연속하여 순차적으로 경사가 커지도록 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여, 청구항 12에 따른 발명은 제11항에 있어서, 각 분할 위치에서의 외경을 동일 2차 곡선상에 마련하는 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여, 청구항 13에 따른 발명은 제11항에 있어서, 각 분할 위치에서의 외경을 동일 원호 곡선상에 마련하는 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여, 청구항 14에 기재한 발명은 제11항에 있어서, 서로 인접하는 상기 외경 변화 사선의 교점에 R가 붙도록 각 분할 위치에서의 외경을 수정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여 청구항 15에 따른 발명은 제11항에 있어서, 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선을 동일 2차 곡선에 접하도록 마련한 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여, 청구항 16에 따른 발명은 제11항에 있어서, 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선을 동일 원호 곡선에 접하도록 마련한 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여, 청구항 17에 기재한 발명은 제11항에 있어서, 각 분할 위치에서의 외경 중 몇 개를 2차 곡선상에 마련함과 동시에 그 2차 곡선상에 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선 중 몇 개를 접하도록 마련한 것을 특징으로 한다.

상기 제5목적을 달성하기 위하여, 청구항 18에 따른 발명은 제11항에 있어서, 각 분할 위치에서의 외경 중 몇 개를 원호 곡선상에 마련함과 동시에 그 원호 곡선상에 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선 중 몇 개를 접하도록 마련한 것을 특징으로 한다.

상기 제6목적을 달성하기 위하여, 청구항 19에 따른 발명은 제8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 그 축방향에서 4차 곡선에서 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제7목적을 달성하기 위하여, 청구항 20에 따른 발명은 제8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 그 축방향에서 2차 곡선에서 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제7목적을 달성하기 위하여, 청구항 21에 따른 발명은 제8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 그 축방향에서 원호 곡선에서 변화시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제8목적을 달성하기 위하여, 청구항 22에 따른 발명은 제19항 내지제21항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 곡선의 양쪽을 그 곡선의 접선으로 하고, 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 양단부에서 커지도록 수정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제8목적을 달성하기 위하여, 청구항 23에 따른 발명은 제19항 내지 제21항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 곡선의 양쪽을 그 곡선에 접하는 곡선으로 하고, 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 양단부에서 커지도록 수정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제9목적을 달성하기 위하여, 청구항 24에 기재한 발명은 제8항 내지 제 11항 및 제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 1성분 현상 장치에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재에 탄성층을 마련하는 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

상기 제10목적을 달성하기 위하여, 청구항 25에 기재한 발명은 프로세스 카트리지 에 있어서, 제8항 내지 제 11항 및 제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 항에 기재한 1성분 현상 장치를 마련하고, 화상 형성 장치 본체에 대하여 일괄적으로 착탈 가능한 것을 특징으로 특징으로 한다.

상기 제11목적을 달성하기 위하여, 청구항 26에 따른 발명은 화상 형성 장치에 있어서, 제8항 내지 제 11항 및 제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 항에 기재한 1성분 현상 장치를 마련하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예인 현상 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.

현상 장치(1)는 잠상 담지체(9)상의 정전 잠상을 1성분 현상제(이하, [현상제]라고 한다)로 현상하는 현상 롤러(2), 현상 롤러(2)의 현상제 부착량을 규제하고, 동시에 현상제를 대전시키는 롤러형 현상제층 규제 부재(4), 현상제층 규제 부재의 표면의 현상제를 긁어뜨리는 긁어뜨림 부재(5), 현상 롤러(2)에 현상제를 예비 대전시키면서 공급하는 현상제 공급 롤러(3), 현상제를 현상 장치 외부에 누출되지 않도록 수납하는 현상제 호퍼, 현상제 호퍼로부터 현상제 공급 롤러(3)로 현상제를 이송하는 현상제 이송 부재(6)로 구성되어 있다. 여기서는 벨트형 잠상 담지체(감광체)(9)를 도시하고 있지만, 드럼형 잠상 담지체를 이용하여도 좋다.

현상 롤러(2)는 잠상 담지체(9)의 진행 방향과 동일 방향, 즉 도 1에서 화살표 (시계바늘 방향) 방향으로 잠상 담지체(9)에 대하여 선속도 비1.1∼2.0배 속도로 회전하고 있다. 현상제 이송 부재(6)는 회전에 의해 현상제를 공급 롤러(3)로 송출하므로 회전 방향이 시계바늘 방향, 또는 역시계바늘 방향이라도 기능을 만족시킬 수 있다. 공급 롤러(3)는 금속 축과 폴리우레탄, 실리콘, EPDM(ethylene-proppylene-non-conjugated diene rubber), 폴리카르보네이트 등의 발포재로 구성되어 있다. 공급 롤러(3)는 현상 롤러(2)에 소정의 닙부를 가지고 접촉하고 상대 선속도 차로 시계바늘 방향, 또는 역시계바늘 방향으로 회전하며, 공급 롤러(3)상의 현상제를 닙부내에서 현상 롤러(2) 표면에 비벼서 현상제를 예비 마찰 대전시키면서 공급한다.

롤러형 현상제층 규제 부재(4)는 현상 롤러(2)에 대하여 소정의 하중으로 맞붙어 있고, 그 닙부로 공급 롤러(3)로부터 공급되어 온 현상제를 통과시킴으로써 현상제 통과량을 일정하게 조정하며, 또한 현상 롤러(2) 표면의 스러스트 방향 위치에 따르지 않고 균일한 현상제층을 형성한다. 또한, 통과한 현상제는 현상제층 규제 부재(4)와 현상 롤러(2) 쌍방의 표면과 마찰 대전되므로, 잠상 담지체 현상에 공급되는 현상제는 안정한 대전량을 구비할 수 있다.

여기서, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 현상제층 규제 부재(4)의 표면 동마찰 계수를 측정하는 방법을 설명한다. 현상 롤러(2)와 동일한 형상이고 표면 조도Rz가 0.5∼2㎛의 알루미늄제 현상제층 규제 부재(4)를 실제로 현상 동작시키는 하중을 가압 스프링(7)에 의해 현상제층 규제 부재(4)의 축받이 부재(8)를 통하여 가압한다. 하중은 현상제층 규제 부재(4)의 경도나 외경에 의존하지만 바람직하게는 3∼15g/mm이다.

측정시에는 현상제를 개입시키지 않고, 또한 현상 롤러(2)에 맞붙는 공급 롤러(3) 등 부재는 현상 장치로부터 떼어낸다. 현상제층 규제 부재(4)가 회전되지 않도록 고정하고, 현상 롤러(2)만 회전시켰을 때의 회전 토크를 토크 메터에 의해 측정하였다. 여기서 현상 롤러(2)의 회전 방향은 실제 현상 동작시의 회전 방향과 동일하게 한다. 현상 롤러(2)의 회전 속도는 측정하는 토크 값에 그다지 영향을 주지 않는 것으로 알려져 있으므로, 엄밀하게 현상 동작시의 속도로 할 필요는 없지만, 측정 값의 변동을 발생시키지 않도록 적정한 회전 속도를 선택한다. 회전 토크 T와 현상제층 규제 부재(4) 표면의 동마찰 계수μ, 현상제층 규제 부재(4)와 현상 롤러(2)간의 압력 P, 현상 롤러 반경r의 관계식 T = μP＊r로부터 동마찰 계수μ는 이하의 식

μ = T/(P＊r)으로 구할 수 있다.

검토한 현상제층 규제 부재의 표면 재료별 동마찰 계수의 측정값 예를 표 1에 나타낸다.

재료	마찰계수
PTFE(polytetrafluoroethylene)	0.05
PFA(perfluoroalkoxy)	0.07
불소 이소시아네이트(불소 수지 함유량으로 조정 가능)	0.08∼0.15
루미플론(＊)(＊Asahi Glass(회사명)제의 불소 수지:상품명)	0.27
폴리아미드(압출 성형 튜브재)	0.32
폴리우레탄 도포(재료 구성으로 조정 가능)	0.49∼0.9
실리콘 고무	1.1
폴리우레탄 고무	1.15

측정에 이용한 알루미늄 롤러의 표면은 샌드 블라스트(메시＃240∼800)로 마무리하는 것이 간편하고, 0.5∼2㎛의 Rz 범위이면 상기 동마찰 계수의 측정값에 차는 없었다.

다음으로 알루미늄제 현상 롤러(2) 또는 SUS제 현상 롤러(2)에서는 그 현상제 이송성과 현상제층을 균일하게 형성하기 위하여 현상 롤러(2)의 표면 조도 Rz는 2㎛∼3.5㎛가 적정하고, Rz가 작으면 현상 롤러상의 현상제량이 저하하고, Rz가 크면 현상제층의 균일성이 손상받아 화상 불균일을 초래하므로 현상 롤러(2)상의 현상제량 m/a 측정에는 Rz가 2㎛인 현상 롤러를 사용하였다.

또한 마찬가지로, 현상제층 규제 부재(4)의 표면 조도도 너무 거칠면 현상제층 불균일로 되므로, 그 조도는 일반적인 화상에 대해서는 Rz가 4㎛ 이하일 필요가 있고, 나아가 고정밀도(600dpi 이상)의 화상인 경우에는 Rz가 2㎛ 이하가 바람직하다. 본 측정에서는 Rz를 2㎛로 하고 있다.

현상제층 규제 부재(4)의 경도는 JIS-A 10°∼ 40°의 범위를 선택하는 것이 바람직하다고 되어 있지만, 상기와 같이 표면 조도가 양호한 롤러를 사용함으로써 JIS-A 5°∼ 60°의 범위로 가능하다(현상 롤러상의 현상제량이 균일하게 된다)는 것이 실험에 의해 판명되었다.

도 3에서는 사용한 현상제의 체적 평균 입경이 6㎛인 경우와, 10㎛인 경우를 나타내고 있는데, 여기서는 10㎛의 경우를 설명한다. 측정에는 위에 기재한 재료를 이용한 현상제층 규제 부재(4)를 사용하였다.

측정 결과로부터 볼수 있는 바와 같이, 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수가 낮은 경우(0.1 이하)와 높은 경우(1.1 이상)에 극단적으로 현상 롤러상의 현상제량이 변화하는 거동을 나타낸다. 현상제층 규제 부재(4)의 작용으로서 입력되어 오는 현상제를 규제하여 일정량의 현상제를 통과시키는 것이 있는데, 그 규제력은 현상 롤러(2)에 의해 이동 방향의 작용력을 받은 현상제 입자가 현상제층 규제 부재(4)의 표면에 접촉할 때 발생하는 마찰력이다. 따라서, 동마찰 계수가 0.1 이하로 낮은 경우에는 현상 롤러(2)와의 접촉부에 들어온 현상제를 현상제층 규제 부재(4) 표면에 유지할 수 없어 현상 롤러(2)의 기계적 이송력에 의해 토너가 용이하게 통과하여 현상제량을 규제할 수없다고 생각할 수 있다.

이 영역은 현상제층 규제 부재(4)에 PTFE(polytetrafluoroethylene)나 PFA(perfluoroalkoxy)를 이용한 경우에는 현상제 넘침이 발생하여 압력을 높여도 효과를 볼 수 없다. 또한 불소 수지를 이소시아네이트 경화한 것은 불소 수지 함유량을 높여 동마찰 계수가 0.1을 하회하면 현상제층에 부착량이 많은 개소가 나타나 불균일로 되고 있다. 그러나, 불소 수지량을 적정화하여 동마찰 계수를 다소 높이면 현상제층은 균일화되어 실용 가능한 양(현상 롤러상의 현상제량 0.6mg/㎠정도 이하)으로 되어 있다.

현상제층 규제 부재(4)의 표면의 동마찰 계수를 (재료를 불소 이소시아네이트∼폴리우레탄 도포로 변화시켜서 비교) 높이면 현상제의 규제력이 높아져 현상 롤러상의 현상제량이 저하하여 가는 경향이 있었다(μ가 0.1∼0.9의 범위).

현상제층 규제 부재(4)에 실리콘 고무(μ=1.1)나 폴리우레탄 고무(μ=1.15)와 같이 동마찰 계수가 큰 것을 사용하면, 실리콘 고무에서는 현상 롤러상의 현상제량이 0.2mg/㎠정도로 아주 낮은 상태와, 현상제층 규제 부재와 현상 롤러 사이에서 진동이 발생하여 현상 롤러상의 현상제량이 부분적으로 많아지는 현상이 동시에 발생하고 있다.

또한, 폴리우레탄 고무에서는 진동이 현저하게 되어 현상 롤러상의 현상제량이 과대한 영역이 섞여 있었다. 이와 같은 진동의 발생은 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수가 높기 때문에 현상제의 규제력이 높아져 현상 롤러(2) 표면에 현상제가 국부적으로 부착되지 않아 현상제층 규제 부재(4)와 현상 롤러(2)가 현상제를 개입하지 않고 직접 접촉하는 개소가 생겨 국부적인 마찰력의 증대로 진동을 일으킨다고 생각할 수 있다.

이상으로부터 균일한 현상제층을 얻기 위해서는 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수를 적정 범위내에 하는 것이 필요하다.

현상 롤러(2)상의 현상제량 m/a으로서는 0.4mg/㎠ 이하로 되면 현상 롤러(2)의 회전 속도를 높일 필요가 있어 기계적인 부하가 증대한다. 또한 0.6mg/㎠이상으로 되면 현상제의 대전량이 저하하여 잠상 담지체(9)의 비화상부에 바탕 오점을 일으키기 쉽기 때문에 0.4∼0.6 mg/㎠사이에서 선택된다. 따라서, 상기 결과로부터 현상제층 규제 부재(23)의 동마찰 계수의 범위를 0.1∼0.8로 함으로써 균일하고 안정한 바탕 오점이 없는 화상을 얻을 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 6㎛로 소입경으로 한 현상제의 경우에 대하여 계속하여 설명한다.

6∼9㎛의 소입경 현상제를 이용하면, 화상의 해상도가 높아져 현상제 대전량이 많아지기 때문에 바탕 오점 방지의 여유도가 제고되고, 명암 단계 재현성이 향상된다는 이점이 있다. 한편, 현상제층 규제 부재(4)와 현상 롤러(2)의 접촉부로부터 현상제의 누출이 발생되기 쉽기 때문에 그래프에서 6㎛의 현상제 쪽이 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수가 0.1을 하회하는 영역에 있어서 현상 롤러(2)상의 현상제량 m/a의 상승이 현저하게 되어 있다. 그러나, 검토 결과로부터 동마찰 계수를 0.1 이상으로 함으로써 소입경 현상제를 이용했을 때에도 현상제 누출을 발생시키지 않고 안정한 현상제층을 형성할 수 있는 것이 확인되었다.

또한 한편, 롤러형 현상제층 규제 부재(4)를 회전시켜서 사용하는 경우, 또는 간헐적으로 회전시켜서 사용하는 경우, 현상제층 규제 부재(4)위에 부착한 현상제가 1회전하여 현상 롤러(2)와의 닙부에 오면 현상제 대전이나 현상제층 형성에 악영향을 미치므로, 닙부에 다시 오기 전에 긁어뜨릴 필요가 있고, 여기서는 앞서 설명한 판상의 현상제 긁어뜨림 부재(5)로 현상제를 제거하고 있다. 그 때에 현상제가 소입경일 수록 제거 작용이 곤란하게 되며, 가령 제거 성능이 불충분하게 된 경우에는 현상제층 규제 부재(4)의 주위에 항상 현상제가 잔류하여 있는 상태로 되어 현상 롤러(2)상의 현상제 대전을 불안정하게 하거나, 현상제층 규제 부재(4)에 현상제 수지나 첨가제가 강하게 부착하여 제거할 수 없게 된다는 문제를 일으킨다.

현상제층 규제 부재(4)로부터 현상제를 제거하는 점을 고려하면 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수는 낮으면 낮을 수록 유리하지만, 본 검토에 의하면 6㎛ 현상제의 경우에는 동마찰 계수가 0.8 이하로 되면, 현상제 긁어 뜨림 부재에 의한 현상제 제거가 가능하게 되므로 현상제층 규제 부재의 동마찰 계수를 0.1∼0.8의 범위로 선택함으로써 6∼9㎛의 소입경 현상제로 안정하고도 균일한 현상제층을 형성할 수 있다고 말할 수 있다. 이것에 의해 해상도나 명암 단계이의 향상된다는 고품질화를 도모할 수 있다.

지금까지 설명에서는 현상 롤러(2)가 알루미늄이나 SUS의 경우였지만, 장기간 사용하면 현상 롤러의 표면 조도가 감소되어 현상제 이송력이 저하하고, 그 때문에 현상 롤러의 현상제량이 감소되어 현상 롤러(2)의 수명이 짧아진다.

알루미늄인 경우의 내마찰 매수는 지금까지 약 1만매, SUS의 경우에는 약 2만매였다. 현상 롤러(2)만 교환하는 것은 실제상 곤란하므로 현상 장치의 수명도현상 롤러에 의해 정해져 본래는 10만매 이상의 수명을 갖는 현상 장치를 그 1/5 이하로 폐기하게 된다. 이와 같은 낭비를 없애기 위하여 현상 롤러(2)의 내마찰성을 향상시킨다. 단, 현상 롤러(2)의 내마찰성을 높이면(마모하기 어렵게 하면), 현상 롤러(2)에 현상제의 수지나 첨가제가 고착하기 쉽게 되어 화상 품질 열화(구체적으로는 해상도 저하, 바탕 오점 발생, 하프톤의 균일성 저하 등)가 초래된다. 그래서 현상 롤러(2)에 상기 고착이 발생하지 않도록 하는 조건을 탐색한 결과, 상술한 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수가 0.8 이상일 때에는 현상 롤러(2)와의 마찰 열의 발생이 커지기 때문에 현상 롤러(2) 표면 온도가 상승하여 현상 롤러(2)의 고착이 발생하기 쉽다는 것이 판명되었다. 따라서, 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수가 0.1∼0.8의 범위에서 내마찰성 현상 롤러(2)를 이용하면 현상 장치 수명을 늘일 수 있다.

(제2실시예)

현상 롤러(2)를 알루마이트 처리하여 표면 경도를 알루미늄의 70Hv(비커즈 경도)로부터 350Hv로 높이고, 0.1∼0.8의 동마찰 계수를 갖는 현상제층 규제 부재(4)와 조합하여 이용함으로써 화상 품질이 안정한 현상 장치의 수명을 내마찰 매수 7만매까지 향상시킬 수 있었다.

(제3실시예)

현상 롤러(2) 표면을 무전해 Ni 도금 처리하여 표면 경도를 알루미늄의70Hv(비커즈 경도)로부터 400Hv로 높이고, 0.1∼0.8의 동마찰 계수를 갖는 현상제층 규제 부재(4)와 조합하여 이용함으로써 화상 품질이 안정한 현상 장치의 수명을 내마찰 매수 8만매까지 향상시킬 수 있었다.

(제4실시예)

현상 롤러(2) 표면을 질화 처리하여 표면 경도를 SUS의 250Hv(비커즈 경도)로부터 600Hv로 높이고, 0.1∼0.8의 동마찰 계수를 갖는 현상제층 규제 부재(4)와 조합하여 이용함으로써 화상 품질이 안정한 현상 장치의 수명을 내마찰 매수10만매의 현상 유닛에 필적하는 레벨로 향상시킬 수 있었다.

이상은 금속 소재 또는 산화물을 표면층으로 하고 있는 현상 롤러(2)로서, 표면 조도라는 형상 인자로 현상제 이송 성능을 인출하는 경우에 관하여 고내구성을 실현한 예이므로, 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수를 알루미늄의 경우로 규정했지만 한정되는 것은 아니다.

그런데, 소입경 현상제를 사용한 경우에도 설명했지만, 현상제의 대전량을 높임으로써 화상 품질 향상을 달성할 수 있고, 그것을 위해서는 현상 롤러(2)와 현상제 사이에서 접촉 대전을 행하여 현상제 대전량을 늘이도록 하면 좋다. 현상 롤러(2)의 내구성과 현상제 대전 부여성을 동시에 만족시키는 재료를 탐색한 결과, 현상 롤러(2)의 표면에 멜라민 수지를 이용하는 것이 좋다는 것이 판명되었다.

(제5실시예)

현상 롤러(2) 표면을 구성하는 재질을 멜라민 수지로 하고, 0.1∼0.8의 동마찰 계수를 갖는 현상제층 규제 부재(4)와 조합하여 이용함으로써 화상 품질이 안정한 현상 장치의 수명을 내마찰 매수 14만매 이상(14만매까지 확인)으로 향상시킬 수 있었다.

멜라민 수지를 표면층으로 한 현상 롤러(2)에 있어서는 표면 조도가 1㎛ 이하의 평활한 면이라도 현상제를 이송할 수 있고 표면 조도가 저하한 영향에 의한 현상 롤러(2)상의 현상제량 m/a의 저하가 발생하지 않으므로, 현상 롤러(2)의 내구성은 현상 장치 수명을 훨씬 능가하고 있다. 또한, 현상제의 대전량을 높일 수 있으므로 상술한 바와 같이 고품질화를 실현할 수 있게 되었다.

이 현상 롤러(2)에 있어서는 현상제의 이송 기구가 조도에 의한 기계적인 것보다 현상제와의 재료적인 점착성에 의한 것이 크다고 생각할 수 있으므로, 현상 롤러(2)에 고착이 발생하지 않는 한, 수명은 연장된다고 생각할 수 있다.

단, 현상 롤러(2)상의 현상제량 m/a에 대하여 현상제층 규제 부재(4)의 동마찰 계수의 적정값은 역시 0.1∼0.8로 설정하는 것이 좋다는 것은 실험에 의해 판명되어 있어 0.1이하, 0.8 이상으로 되면 이미 서술한 문제점을 발생시켰다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예를 나타낸 것으로, 컬러 레이저 프린터(100)의 전체 개략 구성도이다.

도시한 컬러 레이저 프린터(100)의 프린터 장치 본체(A)내에는 거의 중앙에 잠상 담지체 장치(10)를 마련한다. 잠상 담지체 장치(10)에는 복수개의 롤러(11)에씌워진 엔드리스 벨트형의 화상 담지체(12)를 마련한다. 잠상 담지체(12)의 표면에는 유기 감광층을 형성한다.

잠상 담지체 장치(10)의 주위에는 대전 장치(14), 기록 장치(15), 1성분 현상 장치(16), 중간 전사 장치(17), 클리닝 장치(18) 등을 마련한다.

대전 장치(14)는 고전압을 가함으로써 잠상 담지체(12)의 표면을 균일하게 대전시킨다.

기록 장치(15)는 예컨대 컴퓨터로부터의 컬러 화상 신호에 따라 도시하지 않은 레이저 다이오드로부터 레이저 광을 발사하고, 그 레이저 광을 폴리건 미러(20), f/θ 렌즈(21), 반사 미러(22) 등을 통하여 조사하여 각각 블랙, 시안, 마젠타, 옐로우의 화상 신호에 대응한 기록을 행하여 잠상 담지체(12)상에 정전 잠상을 형성한다.

1성분 현상 장치(16)는 블랙, 시안, 마젠타, 또는 옐로우의 비자성 1성분 현상제를 수납하고, 각각 착탈 자유롭게 다단으로 마련한다. 그리고, 선택적으로 잠상 담지체(12)에 근접하여 현상 케이스(24)내에 수납하는 롤러형의 현상제 담지체(25)를 화상 담지체(12)에 접촉하거나 근접 가능하게 한다.

중간 전사 장치(17)는 복수개의 롤러(27)에 씌워진 중간 전사 벨트(28)를 구비한다. 엔드리스의 중간 전사 벨트(28) 표면에는 잠상 담지체(12)와 마찬가지로 유기 감광층을 형성한다. 그리고 그 주위에는 전사재 이송로(30)를 사이에 두고 중간 전사 롤러(31)를 마련하고, 중간 전사 벨트(28)의 클리닝 장치(32)를 마련한다.

잠상 담지체(12)의 클리닝 장치(18)는 잠상 담지체(12)에 클리닝 블레이드를 밀어붙여서 구성된다. 또, 중간 전사 벨트(28)의 클리닝 장치(32)에도 마찬가지로 중간 전사 벨트(28)에 그 클리닝 블레이드를 밀어 붙여서 구성된다.

그런데, 이 레이저 프린터의 프린터 장치 본체(A)에는 저부에 꺼내고 넣음이 자유롭게 용지 공급 카세트(34)를 설치한다. 용지 공급 카세트(34)내의 전사재는 용지 공급 롤러(35)의 회전에 의해 연속하여 전사재 이송로(30)내에 보내지는데, 이송 롤러(36)에 의해 이송되고 레지스트레이션 롤러(37)에서 타이밍을 맞추어 중간 전사 벨트(28)와 중간 전사 롤러(31) 사이를 향하여 보내진다.

전사재 이송로(30)의 하류에는 정착 장치(38)위에 용지 배출 롤러(39)를 마련한다. 또한, 프린터 장치 본체(A)상에는 기록 완료된 전사재를 화상면을 아래로 하여 적재하는 배출 용지 적재부(40)를 마련한다.

이 레이저 프린터로 기록할 때에는 롤러(11)(27)를 회전하여 잠상 담지체 (12) 및 중간 전사 벨트(28)를 각각 도면에서 화살표 방향으로 회전 이송함과 동시에 용지 공급 롤러(35)를 회전시켜 전사재를 전사재 이송로(30)를 통하여 중간 전사 벨트(28)와 중간 전사 롤러(31) 사이로 보낸다.

그리고, 대전 장치(14)로 잠상 담지체(12)의 표면을 대전하고, 기록 장치(15)로 기록을 행하여 잠상 담지체(12)상에 차례로 색 별로 정전 잠상을 형성한다. 다음으로, 현상 장치(16)에 의해 정전 잠상과 반대 전하로 대전된 현상제를 정전 잠상에 부착시켜 색 별로 가시상화한다. 그 각 색 화상은 현상제와 반대 전하를 가함으로써 중간 전사 벨트(28)상에 각 색 별로 전사되어 4색 합성된 컬러 화상을 형성한다.

중간 전사 벨트(28)상에 형성한 컬러 화상은 중간 전사 롤러(31)에 의해 현상제와 반대 전하를 가함으로써 전사재에 전사한다. 화상 전사 후의 전사재는 정착 장치(38)에서 전사 화상이 정착된 후, 용지 배출 롤러(39)에 의해 배출 용지 적재부(40)상에 배출되어 적재된다.

화상 전사 후의 잠상 담지체(12)는 클리닝 장치(18)의 클리닝 블레이드로 전사 잔류 현상제를 제거하여 다음의 화상 형성에 대비한다. 또한, 화상 전사 후의 중간 전사 벨트(28)도 클리닝 장치(32)의 클리닝 블레이드로 전사 잔류 현상제를 제거하여 다음의 화상 형성에 대비한다.

그런데, 1성분 현상 장치(16)는 도 5에 나타낸 바와같이, 현상 케이스(24)에 구멍(43)을 마련하고, 그 구멍(43)을 통하여 잠상 담지체(12)와 대향하여 현상제 담지체(25)를 마련한다. 현상제 담지체(25)는 대향 위치에서 잠상 담지체(12)와 동일 방향으로 선속도 비 1.1∼2.0의 배 속도로 회전한다. 현상제 담지체(25)에는 롤러형의 현상제층 규제 부재(44)를 밀어 붙인다.

현상제층 규제 부재(44)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 축(45)을 축받이(46)를 통하여 현상 케이스(24)에 의해 지지하고, 그 축받이(46)를 힘 부여 부재(47)로 힘을 부여하여 현상제 담지체(25)에 밀어 붙인다. 긁어뜨림 부재(48)(도 5 참조)는 현상제층 규제 부재(44)의 표면에 부착한 현상제를 긁어뜨린다.

현상제 담지체(25)에는 또한 현상제 공급 부재(50)를 소정의 닙부로 접촉시킨다. 현상제 공급 부재(50)는 롤러형으로 하고, 금속제의 축(51)과, 폴리우레탄,실리콘,EPDM,폴리카르보네이트 등의 발포재(52)로 만든다. 그리고, 접촉 위치에서어느 방향이든 관계없지만 도시한 예에서는 현상제 담지체(25)에 대하여 상대 선속도 차를 갖고 시계바늘 방향으로 회전한다. 현상제 공급 부재(50)의 아래에는 칸막이 판(54)을 마련한다.

현상 케이스(24)의 안쪽(도면에서 우측)에는 블랙, 시안, 마젠타, 또는 옐로우의 비자성 1성분 현상제를 수납하는 호퍼(56)를 마련한다. 호퍼(56)내에는 현상제 이송 부재(57)를 복수개 마련한다. 현상제 이송 부재(57)는 어느 방향으로 회전시켜도 좋지만, 도시한 예에서는 각각 도면에서 시계바늘 방향으로 회전한다.

이 1성분 현상 장치(16)에 있어서, 현상제 담지체(25)로서는 하드 타입의 것과 소프트 타입의 것을 이용할 수 있다.

하드 타입의 것으로서는,

1) 알루미늄이나 SUS나 강철 등의 금속 롤러,

2) 이와 같은 금속 롤러 표면에 멜라민 수지 등의 수지 피복을 한 것,

3) 금속 롤러 표면에 함 불소 수지 등의 고경도의 고무 피복을 한 것등이 있다.

또한, 소프트 타입의 것은 금속 롤러 또는 축의 표면에 변형하는 경도의 탄성(고무)층을 마련하고, 나아가 그 위에 피복 층을 마련한 것 등이 있다. 예컨대, 강철 축의 표면에 실리콘이나 NBR(nitrilebudadiene rubber)나 히드린(hydrine)이나 우레탄 등을 마련하고, 그 위에 함 불소 수지나 구아나민(guanamine) 수지 등을 마련한 것이다.

현상제 담지체(25)가 하드 타입인 경우에는 현상제층 규제 부재(44)로서는금속 롤러 또는 축의 표면에 변형하는 경도의 탄성(고무)층을 마련하고, 나아가 그 위에 피복 층을 마련한 것 등을 사용한다. 예컨대, 강철 축의 표면에 실리콘이나 NBR나 히드린이나 우레탄 등을 마련하고, 그 위에 함 불소 수지나 구아나민 수지 등을 마련한 것이다.

한편, 현상제 담지체(25)가 소프트 타입인 경우에는 현상제층 규제 부재(44)로서는 마찬가지로 금속 롤러 또는 축의 표면에 변형하는 경도의 탄성(고무)층을 마련하고, 나아가 그 위에 피복 층을 마련한 것과, 금속 롤러 등을 사용한다. 예컨대, 강철 축의 표면에 실리콘이나 NBR이나 히드린이나 우레탄 등을 마련하고, 그 위에 함 불소 수지나 구아나민 수지 등을 마련한 것이다. SUS축도 가능하다. 이것에 질화 처리를 가하여 표면 경화하면 내구성이 높아진다.

현상제 담지체(25) 및 현상제층 규제 부재(44) 모두 현상제와의 대전성, 시간이 경과함에 따른 안정성, 내 마모성, 현상제 고착을 방지할 수 있는 특성을 갖는 재료를 선택할 필요가 있다.

그리고, 지금 이 1성분 현상 장치(16)로 잠상 담지체(12)상의 잠상을 현상할 때에는 현상제 이송 부재(57)를 회전하여 현상제를 교반하면서 이송하고, 칸막이 판(54)위에 끌어올려 현상제 공급 부재(50)에 부착시킨다. 현상제 공급 부재(50)는 회전하면서 현상제를 문질러서 예비 마찰 대전하고, 쿨롬 힘으로 부착하여 현상제 담지체(25)에 공급한다.

현상제 담지체(25)는 회전하면서 현상제를 담지하고 그 담지한 현상제를 현상제층 규제 부재(44)와의 마찰로 대전함과 동시에 그 현상제층 규제 부재(44)에의해 현상제 층을 얇게 한다. 그리고, 잠상 담지체(12)에 부착하여 그 잠상 담지체(12)상의 잠상을 가시상화한다.

또, 도시한 예에서는 잠상 담지체(12)로서 벨트형의 것을 이용하지만, 현상제 담지체(25)의 표면 경도를 낮게 억제하면, 잠상 담지체(12)로서 드럼형의 것을 이용할 수도 있다.

그런데, 본 발명에서는 현상제층 규제 부재(44)의 축방향 중앙부의 외경을 양단부의 외경보다 크게 하고, 중앙에서 양측 대칭 형상으로 한다. 예컨대, 도 7에 나타낸 바와 같이 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 그 중앙부(44a)로부터 단부(44b)를 향하여 각각 점차 직선적으로 작게 변화시킨다. 도 7에서는 알기 쉽도록 중앙부(44a)와 단부(44b)의 외경 차를 크게 하였지만, 실제로는 외경 차는 50∼수백㎛이다.

그리고, 현상제층 규제 부재(44)가 힘 부여 부재(47)가 부여하는 힘이나 현상제 담지체(25)의 회전에 의해 끌려 휘어도 현상제 담지체(25)와의 사이의 틈새를 작게 하여 현상제층 규제 부재(44)의 주면이 현상제 담지체(25)의 주면에 균일하게 맞붙도록 하고 있다.

이것에 의해 도 8에 나타낸 바와 같이, 현상제 담지체(25)상의 현상제층을 가능한 한 균일하게 하여 흰 줄무늬 발생을 적게 할 수 있다. 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 현상제 대전량도 현상제층 규제 부재(44)의 축방향에서의 변동을 작게 하여 현상제 비산을 없애고 화상 품질을 향상시킬 수 있다. 그리고, 현상제층 규제 부재(44)를 도 7에 나타낸 바와 같은 형상으로 하면, 너무 비용을 높이지 않고 현상제층 규제 부재(44)를 가공할 수 있다.

또한, 축(45)을 가늘게 하여 현상제층 규제 부재(44)의 중량을 가볍게 하고, 이용자의 부담을 줄임과 동시에 구동 토크를 작게 할 수 있다.

여기서, 도 7에 나타낸 바와 같은 형상의 현상제층 규제 부재(44)에서는 현상제 대전량이 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 현상제층 규제 부재(44)의 축방향에서 W 형상으로 된다. 이것은 잠상 담지체(25)에 대해 미는 힘이 중앙부(44a)와 단부(44b)에서 약간 약한 것을 나타낸다. 즉, 중앙부(44a)와 단부(44b)의 외경이 작다는 것을 나타낸다.

그래서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 중앙부(44a)에서 일정 폭a 사이는 동등하게 하고 그 중앙부(44a)의 양측으로부터 양 단부(44b)를 향하여 각각 점차 직선적으로 작게 변화하도록 한다.

이와 같이 하면, 중앙부(44a)와 단부(44b)의 외경을 크게 하고, 현상제층 규제 부재(44)를 현상제 담지체(25)에 더욱 균일하게 밀어 붙여 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

그러나, 현상제층 규제 부재(44)를 도 10에 나타낸 바와 같은 형상으로 하여도 동등한 외경인 중앙부(44a) 양쪽으로부터 양단부(44b)를 향하여 경사를 시작하는 부분에서 압력이 저하되어 그 부분에서 현상제 대전량이 저하되고 화상에 불균일이 생기는 문제가 있었다.

그래서 현상제층 규제 부재(44)의 축방향의 중앙부(44a)로부터 양단부(44b)를 향하여 복수개로 분할하고, 그 각 분할마다 외경D을 단부(44b)를 향하여 점차 직선적으로 작게 하고, 그 직선적으로 작게 하는 외경 변화 사선이 분할마다 연속하여 순차적으로 경사가 커지게 변화하도록 하였다.

예컨대, 도 11에 나타낸 바와 같이 중앙에서 양측 대칭 형상으로 하고, 중앙부(44a)로부터 단부(44b)를 향하여 h·i·j 3개로 분할하여 전체 길이를 6등분한다. 그리고, 그 각 분할 h·i·j 마다 외경 D을 단부(44b)를 향하여 점차 직선적으로 작게 하고, 그 직선적으로 작게 하는 외경 변화 사선M이 각 분할마다 연속하여 순차적으로 경사가 α·β·γ로 커지도록 한다.

이와 같이 분할수를 많이 하면, 현상제층 규제 부재(44)를 현상제 담지체(25)에 더욱 균일하게 밀어 붙여 현상제 대전량을 일정하게 하여 그 부분적인 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

롤러형 현상제층 규제 부재(44)의 휨을 등분포 하중의 모델로 계산하면,

w = q ＊ L⁴/ (24EI) ＊ (x/L) ＊ (1-2＊(x/L)²+ (x/L)³)

으로 된다.

여기서, w는 위치 x에 있어서의 휨 량, q 는 전체 하중을 롤러형 현상제층 규제 부재(44)의 길이로 나눈 값, L는 롤러형 현상제층 규제 부재(44)의 길이, E는 축(45)의 세로 탄성 계수, I는 단면 2차 모멘트로 π＊d⁴/64인데, d는 축(45)의 직경이다.

상기 식으로부터 w는 x의 4승에 비례하게 된다. 그래서 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 그 축방향에서 4차 곡선으로 변화하도록 하면, 현상제층 규제 부재(44)를 현상제 담지체(25)에 이론상 더욱 균일하게 밀어 붙여 현상제 대전량을 일정하게 하여 그 부분적 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

그런데, 실제로 현상제는 중앙부(44a)로부터 단부(44b)로 밀려 가는 흐름이 생겨 단부(44b)의 분말 압력은 중앙부(44a)보다도 높아지는 경향이 있어 양 단부(44b)의 압력은 중앙부(44a) 부근보다 약간 높게 할 필요가 있다.

따라서, 더욱 바람직하게는 4차 곡선보다도 곡률이 전체적으로 작아지는 2차 곡선(도 12 참조)이나 원호 곡선(도 13 참조) 쪽이 좋아 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 그 축방향에서 2차 곡선이나 원호 곡선으로 변화하도록 하면 좋다.

도 12 및 도 13에 있어서, 횡축은 현상제층 규제 부재(44)의 축방향 위치를, 종축은 크라운 량으로서 반경 차를 나타낸다. 즉, 현상제층 규제 부재(44)의 길이가 300mm이고 중앙 외경이 φ14mm일 때, 단부(44b)로부터 길이가 150mm인 중앙부(44a)에서 크라운 량을 0.07mm로 하면, 단부(44b)의 외경은 중앙 외경보다 0.14mm 작은 φ13.86mm로 된다.

또, 당연하지만 현상제층 규제 부재(44)의 양단의 하중이 큰 경우에는 중앙부(44a)의 크라운 량을 크게 할 필요가 있다.

도 14에는 트래버스 연삭이나 플런지 연삭 등으로 만들어 외경 D을 축방향에서 원호 곡선으로 변화시키는 롤러형 현상제층 규제 부재(44)의 구체예를 나타낸다. 이 예에서는 축(45)의 직경d을 6mm로 하고, 양단부 (44b)의 최소 외경을 10mm로 한다. 그리고, 외주를 축방향에서 반경R이 80∼100mm의 원호 곡선으로 형성된다.

그런데, 예컨대 도 11에 나타낸 바와 같이, 현상제층 규제 부재(44)의 축방향의 중앙부(44a)으로부터 단부(44b)를 향하여 복수개로 분할하고, 그 각 분할마다에 외경 D을 단부(44b)를 향하여 점차 직선적으로 작게 하고, 그 직선적으로 작게 하는 외경 변화 사선M이 각 분할마다 연속하여 순차적으로 경사α·β·γ가 커지게 변화하도록 하고, 그 분할 위치b에서의 외경D을 동일 2차 곡선상에 마련하도록 하여도 좋다.

예컨대, 도 15에 나타낸 바와 같이, 분할 위치b에서의 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 도면에서 점선으로 나타낸 2차 곡선상에 마련하도록 하여도 좋다. 2차 곡선상이 아니고 도시는 생략하지만 동일 원호 곡선상에 마련하도록 하여도 좋다.

또한, 마찬가지로 도시는 생략하지만, 현상제층 규제 부재(44)의 축방향의 중앙부(44a)로부터 단부(44b)를 향하여 복수개로 분할하고, 그 각 분할마다에 외경 D을 단부(44b)를 향하여 점차 직선적으로 작게 하고, 그 직선적으로 작게 하는 외경 변화 사선M이 각 분할마다 연속하여 순차적으로 경사 α·β·γ가 커지게 변화하도록 하고, 서로 인접하는 외경 변화 사선M의 교점은 각을 없애고 원활하게 각 분할 위치b에서의 외경을 수정하여도 좋다.

나아가, 예컨대, 도 16에 나타낸 바와 같이, 각 분할마다의 외경 변화 사선M을 도면에서 점선으로 나타낸 동일 2차 곡선에 접하도록 마련하여도 좋다. 2차 곡선상이 아니고 도시는 생략하지만 동일 원호 곡선상에 마련하도록 하여도 좋다.

또한 나아가, 예컨대 도 17에 나타낸 바와 같이, 각 분할 위치b에서의 몇개의 외경을 도면에서 e로 나타낸 바와 같이, 도면의 점선으로 나타낸 2차 곡선상에 마련함과 동시에 그 2차 곡선상에 각 분할마다의 몇 개의 외경 변화 사선M을 도면에서 f로 나타낸 바와 같이 접하도록 마련하여도 좋다. 마찬가지로, 2차 곡선상이 아니고 도시는 생략하지만 동일 원호 곡선상이라도 좋다.

상술한 바와 같이, 실제로 현상제는 중앙부(44a)로부터 단부(44b)로 밀려 가는 흐름이 생겨 단부(44b)의 분말 압력은 중앙부(44a)보다도 높아지는 경향이 있어 양 단부(44b)의 압력은 중앙부(44a) 부근보다 약간 높게 할 필요가 있다. 그래서 곡선의 양측을 그 곡선의 접선으로 하고 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 단부(44b)에서 커지도록 수정하여도 좋다.

예컨대 도 18에 나타낸 바와 같이, 2차 곡선 등의 곡선의 양측을 그 곡선의 접선g으로 하여 도 19에 나타낸 바와 같이, 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 양단부(44b)에서 점선으로부터 실선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 되도록 수정한다.

또한, 곡선의 양측을 그 곡선에 접하는 곡선으로 하고, 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 단부(44b)에서 커지도록 수정하여도 좋다. 예컨대 도 20에 나타낸 바와 같이, 2차 곡선의 양측을 그 곡선에 접하는 곡선m로 하여 도 21에 나타낸 바와 같이 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 양단부(44b)에서 점선으로부터 실선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 되도록 수정한다.

곡선 m는 2차 곡선 등 곡선과 정상이 같은 방향이지만, 예컨대 도 22에 나타낸 바와 같이, 정상이 반대 방향인 곡선n을 2차 곡선의 양쪽에 접하도록 하여 도 23에 나타낸 바와 같이 현상제층 규제 부재(44)의 외경D을 양단부(44b)에서 점선으로부터 실선으로 나타낸 바와 같은 형상으로 되도록 수정하여도 좋다.

또, 상술한 도시한 예에서는 도 6에 나타낸 바와 같이, 현상제층 규제 부재(44)의 축(45)을 축받이(46)를 통하여 현상 케이스(24)에 의해 지지하고, 그 축받이(47)를 힘 부여 부재(47)로 힘을 부여하여 현상제 담지체(25)에 밀어 붙였다. 그러나, 힘 부여 부재(47)로 힘을 부여하지 않고 현상제 담지체(25)상에 현상제층 규제 부재(44)를 단순히 중력으로 맞대이게 하는 경우에도 현상제층 규제 부재(44)는 휘는 경우가 있어, 본 발명은 이와 같은 구성의 화상 형성 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

그런데, 상술한 도시한 예에서는 컬러 레이저 프린터에 적용한 경우를 나타내지만, 본 발명은 컬러 화상 형성 장치에 한하지 않고 흑백이나 2색의 화상 형성 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

예컨대 도 24에 나타낸 바와 같이, 드럼형의 잠상 담지체(12)의 주위에 대전 장치(14), 기록 장치(15), 1성분 현상 장치(16), 전사 장치(17), 클리닝 장치(18)를 마련하고, 이 예와 같이 예컨대 잠상 담지체(12)와 대전 장치(14)와 현상 장치(16)와 클리닝 장치(18)로 프로세스 카트리지(60)를 구성하고, 화상 형성 장치 본체에 데하여 일괄적으로 착탈 자유롭게 하는 화상 형성 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또, 도 24에 있어서 부호 25는 1성분 현상 장치(16)에 마련하는 롤러형의 현상제 담지체이고, 44는 롤러형의 현상제층 규제 부재이다. 또한, 37은 레지스트레이션 롤러이고 38은 정착 장치이다.

이상 설명한 바와 같이, 청구항 1에 기재한 현상 장치에 의하면, 현상제층 규제 부재의 동마찰 계수를 적정하게 함으로써 롤러형 현상제층 규제 부재로 현상 롤러 상의 균일한 현상제층을 간단한 구성이면서 염가로 얻을 수 있다.

청구항 2에 기재한 현상 장치에 의하면, 현상제층 규제 부재의 동마찰 계수를 소입경 현상제를 사용하는 적정 조건으로 함으로써 고품질화 가능한 현상 롤러상의 균일한 현상제층을 간단한 구성이면서 염가로 얻을 수 있다.

청구항 3에 기재한 현상 장치에 의하면, 현상제층 규제 부재의 동마찰 계수의 적정 범위와, 고내구성 현상 롤러의 조합, 고내구성 현상 롤러에 고착을 발생시키지 않는 현상제층 규제 부재의 적정 범위를 설정함으로써 장기간에 걸쳐 현상 롤러상의 균일한 현상제층을 간단한 구성이면서 염가로 얻을 수 있다.

청구항 4에 기재한 현상 장치에서는 현상제층 규제 부재의 동마찰 계수의 적정 범위와, 고내구성 현상 롤러의 조합, 고내구성 현상 롤러에 고착을 발생시키지 않는 현상제층 규제 부재의 적정 범위를 설정함으로써 장기간에 걸쳐 현상 롤러상의 균일한 현상제층을 간단한 구성이면서 염가로 얻을 수 있다.

청구항 5에 기재한 현상 장치에서는 현상제층 규제 부재의 동마찰 계수의 적정 범위와, 고내구성 현상 롤러의 조합, 고내구성 현상 롤러에 고착을 발생시키지 않는 현상제층 규제 부재의 적정 범위를 설정함으로써 장기간에 걸쳐 현상 롤러상의 균일한 현상제층을 간단한 구성이면서 염가로 얻을 수 있다.

청구항 6에 기재한 현상 장치에서는 현상제층 규제 부재의 동마찰 계수의 적정 범위와, 고내구성·현상제 대전성 부여가 좋은 현상 롤러의 조합, 고내구성 현상 롤러에 고착을 발생시키지 않는 현상제층 규제 부재의 적정 범위를 설정함으로써 장기간에 걸쳐 현상 롤러상의 균일한 현상제층을 간단한 구성이면서 염가로 얻을 수 있다.

또한, 청구항 7에 기재한 현상 장치에 의하면, 현상제층 규제 부재에 있어서, 그 축방향 중앙부의 외경을 양단부의 외경보다 크게 하고, 중앙에서 양측 대칭되는 형상으로 하므로, 현상제층 규제 부재가 힘 부여 부재의 힘을 받거나, 현상제 담지체의 회전에 의해 끌리거나, 또는 축의 중량을 받아 휘어도 현상제 담지체 사이의 틈새를 작게 하여 현상제층 규제 부재의 주면이 현상제 담지체의 주면에 균일하게 맞대이도록 한다.

이것에 의해, 현상제 담지체상의 현상제 등을 가능한 한 균일하게 하여 흰 줄무늬 발생을 적게 할 수 있다. 또한, 현상제 대전량도 현상제층 규제 부재의 축방향에서의 변동을 작게 하고, 현상제 비산을 없애어 화상 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 축을 가늘게 하여 현상제층 규제 부재의 중량을 가볍게 하고, 이용자의 부담을 가볍게 함과 동시에 구동 토크를 작게 할 수 있다.

청구항 8에 따른 발명에 의하면, 이와 같은 효과를 구비하는 현상제층 규제 부재를 이용한 1성분 현상 장치를 얻을 수 있다.

청구항 9에 따른 발명에 의하면, 현상제층 규제 부재의 외경을 그 중앙부로부터 양단부를 향하여 각각 점차 직선적으로 작게 변화하므로 너무 비용을 높이지 않고 현상제층 규제 부재를 가공할 수 있다.

청구항 10에 따른 발명에 의하면, 현상제층 규제 부재의 외경을 중앙부에서 일정 폭으로 동등하게 하고, 그 중앙부의 양쪽으로부터 양단부를 향하여 각각 점차 직선적으로 작게 변화시키므로, 가공 비용을 높이지 않고 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 더욱 균일하게 밀어 붙일 수 있어 현상제 대전량을 일정하게 함으로써 대전량의 부분적인 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 11에 따른 발명에 의하면, 현상제층 규제 부재의 축방향의 중앙부로부터 양단부를 향하여 복수개로 분할하고, 그 각 분할마다 외경을 단부를 향하여 점차 직선적으로 작게 하고, 그 직선적으로 작게 하는 외경 변화 사선이 분할마다 연속하여 순차적으로 경사가 커지도록 변화하므로, 분할 수를 많이 하여 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 더욱 균일하게 밀어 붙임으로써 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 12에 따른 발명에 의하면, 각 분할 위치에서의 외경을 동일 2차 곡선상에 마련하므로 동일한 효과를 다른 수단으로 달성할 수 있다.

청구항 13에 따른 발명에 의하면, 각 분할 위치에서의 외경을 동일 원호 곡선상에 마련하므로 동일한 효과를 다른 수단으로 달성할 수 있다.

청구항 14에 따른 발명에 의하면, 서로 인접하는 외경 변화 사선의 교점은 각을 없애어 원활하게 되도록 각 분할 위치에서의 외경을 수정하므로 동일한 효과를 또 다른 수단으로 달성할 수 있다.

청구항 15에 따른 발명에 의하면, 각 분할마다의 외경 변화 사선을 동일 2차 곡선에 접하도록 마련하므로 동일한 효과를 또 다른 수단으로 달성할 수 있다.

청구항 16에 따른 발명에 의하면, 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선을 동일 원호 곡선에 접하도록 마련하므로 동일한 효과를 또 다른 수단으로 달성할 수 있다.

청구항 17에 따른 발명에 의하면, 각 분할 위치에서의 외경 몇 개를 2차 곡선상에 마련함과 동시에 그 2차 곡선상에 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선의 몇 개를 접하도록 마련하므로 동일한 효과를 또 다른 수단으로 달성할 수 있다.

청구항 18에 따른 발명에 의하면, 각 분할 위치에서의 외경 몇 개를 원호 곡선상에 마련함과 동시에 그 원호 곡선상에 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선의 몇 개를 접하도록 마련하므로 동일한 효과를 또 다른 수단으로 달성할 수 있다.

청구항 19에 따른 발명에 의하면, 현상제층 규제 부재의 외경을 그 축방향에서 4차 곡선으로 변화시키므로, 휨 곡선에 근접시켜 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 이론상 균일하게 밀어 붙임으로써 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 20에 따른 발명에 의하면, 단부에서의 분말 압력의 상승을 고려하여 현상제층 규제 부재의 외경을 그 축방향에서 2차 곡선으로 변화시키므로, 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 현실적으로 더욱 균일하게 밀어 붙임으로써 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 21에 따른 발명에 의하면, 마찬가지로 단부에서의 분말 압력의 상승을 고려하여 현상제층 규제 부재의 외경을 그 축방향에서 원호 곡선으로 변화시키므로, 마찬가지로 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 현실적으로 더욱 균일하게 밀어 붙임으로써 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 22에 따른 발명에 의하면, 마찬가지로 단부에서의 분말 압력의 상승을 고려하여 곡선의 양쪽을 그 곡선의 접선으로 하여 현상제층 규제 부재의 외경을 양단부에서 크도록 수정하므로, 마찬가지로 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 더욱 현실적으로 일층 더 균일하게 밀어 붙임으로써 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 23에 따른 발명에 의하면, 마찬가지로 단부에서의 분말 압력의 상승을 고려하여 곡선의 양쪽을 그 곡선에 접하는 곡선으로 하고, 현상제층 규제 부재의 외경을 양단부에서 크도록 수정하므로, 마찬가지로 현상제층 규제 부재를 현상제 담지체에 더욱 현실적으로 일층 더 균일하게 밀어 붙임으로써 현상제 대전량을 일정하게 하여 대전량의 부분적 저하를 방지함과 동시에 현상제 담지체상의 현상제층을 균일하게 하여 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 24에 따른 발명에 의하면, 현상제층 규제 부재에 탄성층을 마련하는 형상으로 하므로, 현상제 담지체에 대한 밀어 붙임 방향으로의 탄성층의 변형과, 자체가 축방향으로의 탄성층의 변형이 동시에 일어나 현상제 담지체에 대한 현상제층 규제 부재의 밀어 붙임을 안정화할 수 있다.

청구항 25에 따른 발명에 의하면, 프로세스 카트리지에 있어서, 청구항 8 내지 11 및 19 내지 21중 어느 하나에 기재한 1성분 현상 장치를 마련하고, 화상 형성 장치 본체에 대하여 일괄적으로 착탈 자유롭게 할 수 있다.

청구항 26에 따른 발명에 의하면, 화상 형성 장치에 있어서, 상술한 청구항 8 내지 11 및 19 내지 21중 어느 하나에 따른 발명에 의한 효과를 구비하는 1성분 현상 장치를 구비할 수 있다.

Claims

잠상 담지체에 접촉하는 회전 가능하게 마련되는 현상 롤러와,

현상제를 현상 롤러에 공급하는 공급 롤러와,

현상 롤러 상의 현상제를 얇은 층으로 규제하는 롤러형 현상제층 규제 부재를 구비하고,

현상 롤러상에 현상제를 부착시켜 이송하여 잠상 담지체의 정전 잠상을 현상하는 현상 장치에 있어서,

롤러형 현상제층 규제 부재의 표면 조도 Rz가 0.5∼2㎛의 범위이고,

또한 알루미늄제 현상 롤러와의 동마찰 계수가 0.1∼0.8의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
제 1항에 있어서, 상기 현상제의 체적 평균 입경은 6∼9㎛의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 현상 롤러는 그 표면을 알루마이트 처리하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 현상 롤러는 그 표면을 무전해 Ni도금 처리하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 현상 롤러는 그 표면을 질화(窒化) 처리하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 현상 롤러는 그 표면을 멜라민 수지로 피복하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
화상 형성 장치의 1성분 현상 장치에서 현상제 담지체에 접촉하여 그 현상제 담지체가 담지하는 1성분 현상제의 층을 얇게 하는 롤러형의 현상제층 규제 부재에 있어서,

축방향의 중앙부의 외경을 양단부의 외경보다도 크게 하고, 중앙에서 양쪽 대칭되는 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 현상제층 규제 부재.
현상제 담지체에 접촉하여 그 현상제 담지체가 담지하는 1성분 현상제를 롤러형의 현상제층 규제 부재로 층을 얇게 하는 화상 형성 장치의 1성분 현상 장치에 있어서,

상기 현상제층 규제 부재는 축방향으로 그 중앙부의 외경을 양단부의 외경보다도 크게 하고, 중앙에서 양쪽 대칭되는 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 외경을 그 중앙부로부터 양단부를 향하여 각각 점차 직선적으로 작게 변화시키는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 외경을 중앙부에서 일정 폭으로 동등하게 하고 그 중앙부의 양쪽으로부터 양단부를 향하여 각각 점차 직선적으로 작게 변화시키는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 축방향으로 그 중앙부로부터 양단부를 향하여 복수개로 분할하고, 그 각 분할마다 외경을 단부를 향하여 점차 직선적으로 작게 하고, 그 직선적으로 작게 하는 외경 변화 사선을 분할마다 연속하여 순차적으로 경사가 커지도록 변화시키는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 11항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 각 분할 위치에서의 외경을 동일 2차 곡선상에 마련하는 것을 특징으로 하는 1성분 현상 장치.
제 11항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 각 분할 위치에서의 외경을 동일 원호 곡선상에 마련하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 11항에 있어서, 서로 인접하는 상기 외경 변화 사선의 교점은 각을 없애어 원활하게 되도록 각 분할 위치에서의 외경을 수정하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 11항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선을 동일 2차 곡선에 접하도록 마련하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 11항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선을 동일 원호 곡선에 접하도록 마련하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 11항에 있어서, 상기 현상제층 규제부재는 그 각 분할 위치에서의 외경의 몇 개를 2차 곡선상에 마련함과 동시에 그 2차 곡선상에 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선의 몇 개를 접하도록 마련하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 11항에 있어서, 상기 현상제층 규제부재는 그 각 분할 위치에서의 외경의 몇 개를 원호 곡선상에 마련함과 동시에 그 원호 곡선상에 각 분할마다의 상기 외경 변화 사선의 몇 개를 접하도록 마련하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 외경을 그 축방향에서 4차 곡선으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 외경을 그 축방향에서 2차 곡선으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 8항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재는 그 외경을 그 축방향에서 원호 곡선으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 곡선의 양쪽은 그 곡선의 접선으로 하여 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 양단부에서 커지도록 수정하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 곡선의 양쪽은 그 곡선에 접하는 곡선으로 하여 상기 현상제층 규제 부재의 외경을 양단부에서 커지도록 수정하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 8항 내지 제 11항 및 제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 현상제층 규제 부재에 탄성층을 마련하는 것을 특징으로 하는 1 성분 현상 장치.
제 8항 내지 제 11항 및 제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 항에 기재한 1성분 현상 장치를 마련하고, 화상 형성 장치 본체에 대하여 일괄적으로 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제 8항 내지 제 11항 및 제 19항 내지 제 21항중 어느 하나의 항에 기재한 1성분 현상 장치를 마련하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.