KR100395552B1 - 균일한 닙이 형성되도록 하는 화상형성장치 - Google Patents

균일한 닙이 형성되도록 하는 화상형성장치 Download PDF

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KR100395552B1 KR10-2002-0005321A KR20020005321A KR100395552B1 KR 100395552 B1 KR100395552 B1 KR 100395552B1 KR 20020005321 A KR20020005321 A KR 20020005321A KR 100395552 B1 KR100395552 B1 KR 100395552B1
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Abstract

감광체와 전사체 사이에 형성되는 닙이 일정한 화상형성장치가 개시된다. 본 발명에 따른 화상형성장치는 정전잠상이 형성되는 감광부, 형성된 정전잠상에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성시키는 현상제공급부, 및 세미할로우튜브 형상의 곡면부가 감광부에 접촉되며 세미할로우튜브 형상의 평면부는 지지부재에 고정되어 감광부에 형성된 가시화상을 기록매체에 전사시키는 전사부를 구비한다. 여기서, 전사부의 곡면부는 세미할로우튜브의 길이방향을 따라 곡률이 균일하게 형성된다. 이로써, 화상형성장치는 전기저항 및 접촉압력 대비 닙을 일정하게 유지할 수 있게 될 뿐만아니라, 도전성 탄성부재의 체적저항율 등을 적절히 선정함으로써, 전사부의 전기저항도 조정할 수 있게 된다.

Description

균일한 닙이 형성되도록 하는 화상형성장치{Image forming apparatus for forming uniform nip}
본 발명은 접촉 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 감광체와 전사장치 사이에 형성되는 닙(Nip)이 일정하게 유지되는 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자사진 현상방식은 복사기, 레이저 빔 프린터(laser beam printer), LPH(LED Print Head) 프린터, 팩시밀리 등과 같은 화상형성장치에 널리 채용되고 있다. 이러한 전자사진 현상방식의 프로세스(process)는 순차적으로 대전 -> 노광 -> 현상 -> 전사 -> 정착 과정 등으로 이루어진다.
도 1은 일반적인 전자사진 프로세서에 의한 화상형성과정을 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 대전 롤러(44)는 접촉 대전방식 등에 의해 감광 드럼(40)의 표면을 전기적으로 균일하게 대전한다. 대전된 감광드럼(40)의 표면은 노광부로부터 화상을 형성하기 위한 전기적 신호를 받아 노광됨으로써 정전 잠상이 형성된다. 감광 드럼(40) 표면에 형성된 정전 잠상은 현상기(48)에서 공급된 토너로 현상되어 가시 화상으로 변하게 된다.
한편, 급지 카세트(50)에 적재되어 있던 기록 용지(52)는 픽업 롤러(54)에 의해 본체 내부로 픽업되고, 이송 롤러(55)의 회전에 의해 감광 드럼(40)과 전사 롤러(56) 사이로 이송된다.
이어서, 기록 용지(52)에는 감광 드럼(40)과 전사 롤러(56) 사이의 전사 작용에 의해, 감광 드럼(40) 표면의 가시 화상이 기록 용지면에 전사되어 진다. 즉, 감광 드럼(40) 위에 전사된 토너는 음전하를 띠고 있으므로, 기록 용지를 사이에 두고 감광 드럼(40)과 맞닿아 있는 전사 롤러(56)에 양전압을 인가하면 음전하를 띤 감광 드럼(40) 표면의 토너 화상이 전사 롤러(56)에 인가된 양전압에 의해 기록 용지(52) 위로 전사된다.
이때, 기록 용지(52)에 전사되는 화상의 품질은 전사 롤러(56)에 인가되는 전사 전압과, 감광 드럼(40)과 전사 롤러(56)의 외주면이 접촉하여 형성하는 축 방향의 기다란 면, 즉 닙이 축 방향으로 어느 정도 일정한가에 의해 좌우된다.
한편, 화상이 형성된 기록 용지(52)는 정착기의 히팅 롤러(10)와 압축 롤러(30) 사이를 통과하게 되고, 이때 히팅롤러(10)의 고열과 압축 롤러(30)의 압력에 의해, 기록 용지면에 형성된 화상이 정착된다. 화상 형성이 정착된기록용지(52)는 상부 배지 롤러(38)와 하부 배지 롤러(36)의 회전에 의해 본체 밖으로 배출되고, 배출된 차례대로 본체 외부에 설치된 받침대(58) 위에 적재된다. 기록 용지에 토너 전사를 마친 감광 드럼(40)의 표면에는 미처 전사되지 못한 잔여분의 토너와 정전 잠상이 존재하게 되는데, 이러한 잔여 토너와 정전 잠상은 청소기(42)와 도시되지 않은 전하 제거 램프 등에 의해 각각 제거된다.
도 2는 종래의 기술에 따른 전사 롤러를 나타낸 측면도이다. 도면을 참조하면, 전사 롤러(56)는 길이 L을 가진 원통형 도전성 고무(57) 및 원통형 도전성 고무(57)의 회전 중심을 이루는 중심축(60)으로 이루어진다. 원통형 도전성 고무(57)는 축 방향에 따른 각각의 직경 a1, a2, 및 a3가 일정하게 형성되어 있다. 또한, 원통형 도전성 고무(57)의 양단에는 각각 본체의 프레임(62)에 하단이 지지된 스프링(61)이 설치된다. 스프링(61)은 전사 롤러(56)를 상향(감광 드럼 방향)으로 일정하게 가압하므로써 감광 드럼과 닙을 형성한다.
도 3은 도 2의 전사 롤러가 감광 드럼과 닙을 형성하는 모습을 나타낸 정면도이다. 도면을 참조하면, 전사 롤러(56)는 감광 드럼(40) 하측에 설치되고, 전사 롤러(56)의 원통형 도전성고무(57)와 감광 드럼(40)의 외주면이 접촉하여 닙을 형성한다.
그런데, 전사 롤러(56)는 양단이 지지된 보와 같은 응력 분포를 가지므로 모멘트값의 변화에 따라 도전성 고무의 중앙 부분에 처짐이 발생한다. 이러한 처짐의 최대값은 전사 롤러(56) 양단의 반력이 동일하다고 가정하면, 원통형 도전성 고무(57)의 일단에서부터 L/2되는 지점에 최대 처짐 t가 발생한다고 볼 수 있다.
이와 같이 전사 롤러(56)의 중앙 부분에 처짐이 발생한 상태에서 감광 드럼(40)과 전사 롤러(56)가 닙을 형성할 경우,도전성 고무(58)의 양단 부분이 감광 드럼(40)에 미치는 가압력에 비해 처짐이 발생한 원통형 도전성 고무(57)의 중앙 부분이 감광드럼에 미치는 가압력은 상대적으로 약할 수밖에 없으며, 그에 따라 원통형 도전성 고무(57)의 중앙 부분은 양단 부분에 비해 감광드럼으로부터 기록 용지(52)로의 토너 전사성도 떨어진다. 따라서, 전사 롤러(56)와 감광 드럼(40) 사이를 통과하며 기록 용지(52)에 화상이 전사될 때, 기록 용지(52)의 양단 부분에 전사되는 화상의 농도에 비해 중앙 부분에 전사되는 화상의 농도가 엷게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기술에 따른 전사 롤러(56)는 고온에서 장기 보관될 경우, 전사 롤러(56)와 감광 드럼(40)의 접촉 부위에 전사 롤러(56) 내부의 저 분자량 물질의 마이그레이션(migration)이 발생될 수 있기 때문에, 화상 상에 감광 드럼(40)의 접촉부위 주위로 수평 밴드가 발생하기 쉽다. 이러한 마이그레이션을 최소화하기 위하여 특수고무 수지(resin) 설계 및 전사 롤러(56) 외층에 코팅 또는 터빙처리 등을 실시하여야 하기 때문에 제조비용이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 감광체와 전사장치 사이에 형성되는 닙을 축 방향의 위치에 관계없이 일정하기 유지하며, 마이그레이션의 발생을 방지할 수 있는 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 전자사진 프로세서에 의한 화상형성과정을 나타낸 도면,
도 2는 종래의 기술에 따른 전사 롤러를 나타낸 측면도,
도 3은 도 2의 전사 롤러가 감광 드럼과 닙을 형성하는 모습을 나타낸 정면도,
도 4a는 본 발명에 따른 화상형성장치의 도전성 탄성부재가 단층인 경우의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4b는 도 4a의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5a는 본 발명에 따른 화상형성장치의 도전성 탄성부재가 복층인 경우의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5b는 도 5a의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 전사부의 변형량 및 선압력의 계산방법을 보여주기 위해 도시된 도면,
도 7은 도 4a 및 도 4b의 도전성 탄성부재의 커패시턴스를 무시하고 병렬저항으로 가정한 경우의 등가회로를 나타낸 도면,
도 8은 도 4a 및 도 4b의 도전성 탄성부재의 사시도, 그리고
도 9는 도 5a 및 도 5b의 도전성 탄성부재의 커캐시턴스를 무시하고, 하층의 저항이 상층의 저항에 비하여 매우 낮은 것으로 가정한 경우의 등가회로를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101, 201 : 감광드럼 103 : 전사부
103a : 비도전성 탄성부재 105, 205 : 지지부재
107, 207 : 고전압 인가장치 109, 209 : 현상제 공급부
111, 211 : 가이드부 203a : 전사부 상층
203b : 전사부 하층
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치는, 정전잠상이 형성되는 감광부, 형성된 상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성시키는 현상제공급부, 세미할로우튜브 형상의 곡면부가 상기 감광부에 접촉되며, 상기 세미할로우튜브 형상의 평면부는 지지부재에 고정되어 상기 감광부에 형성된 상기 가시화상을 기록매체에 전사시키는 전사부, 및 상기 기록매체를 상기 감광부와 상기 전사부 사이의 전사영역으로 가이드하며 상기 가시화상이 전사된 상기 기록매체의 안정적인 반송을 유지하기 위한 가이드부를 구비한다.
여기서, 상기 전사부의 상기 곡면부는 상기 세미할로우튜브의 길이방향을 따라 곡률이 균일하도록 구현된다.
바람직하게는, 상기 전사부의 상기 곡면부는 도전성판재의 단층으로 구현되며, 상기 지지부재를 통해 인가된 전압에 의해 상기 가시화상을 상기 기록매체에 전사시킨다. 또한, 상기 전사부는 체적저항율이 108내지 1010ΩCm인 도전성 폴리머로 구현된다.
상기 전사부의 상기 곡면부는 체적저항율이 서로 다른 도전성판재의 복층으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 상층의 상기 도전성판재는 체적저항율이 1×109ΩCm 이상이며, 하층의 상기 도전성판재는 체적저항율이 1×106ΩCm 이하인 도전성 폴리머로 구현된다.
상기 도전성판재의 전체 두께는 3mm 이하로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 지지부재 상단으로부터 상기 전사부의 최대 높이는 10mm 이하로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 전사부는 상기 도전성판재와 상기 지지부재 사이의 내면에 상기 도전성판재의 복원력을 보조하기 위하여 비도전성 탄성부재가 삽입되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 비도전성 탄성부재는 폴리우레탄인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 4a는 본 발명에 따른 화상형성장치의 도전성 탄성부재가 단층인 경우의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 화상형성장치는 감광부(101), 현상제 공급부(103), 전사부(105), 지지부재(107), 고전압 인가장치(109), 및 가이드부(111)를 구비한다.
감광부(101)는 대전 롤러(도시하지 않음)에 의해 표면이 전기적으로 균일하게 대전된다. 대전된 감광부(101)의 표면은 노광부(도시하지 않음)로부터 전기적 신호를 받아 노광됨으로써 정전 잠상을 형성한다.
현상제 공급부(103)는 감광부(101)의 표면에 형성된 정전 잠상에 토너를 공급함으로써 정전 잠상을 가시 화상으로 변화시킨다.
전사부(105)는 일단이 감광부(101)에 접촉되며, 타단이 지지부재(107)에 고정되어 감광부(101)에 형성된 가시화상을 기록매체(도시하지 않음)에 전사시킨다. 여기서, 전사부(105)는 세미할로우 튜브(semi hollow tube) 형상으로 구현된다. 전사부(105)는, 세미할로우 튜브 형상의 곡면부인 일단이 감광부(101)에 접촉되며, 세미할로우 튜브의 타단은 평면형상으로 지지부재(107)에 고정된다. 이때, 전사부(105)의 일단의 곡률은 감광부(101)에 의해 전사부(105)의 가압되는 압력이 전사부(105)의 전체에 균일하게 분포되도록 일정한 곡률로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 전사부(105)의 일단의 곡률은 감광부(101)의 회전을 방해하지 않을 정도로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 전사부(105)의 일단의 표면은 감광부(101)와의 접촉에 의해 닙을 형성하는 부분이 감광부(101)의 회전을 방해하지 않을 정도로 연마되는 것이 바람직하다.
지지부재(107)는 전사부(105)의 평면형상의 타단에 부착되어 전사부(105)를 고정시킨다. 또한, 지지부재(107)에는 고전압 인가장치(109)에 의한 고전압이 인가되며, 인가된 고전압을 전사부(105)에 균일하게 공급함으로써 감광부(101)에 형성된 가시화상이 기록매체에 전사되도록 한다.
여기서, 전사부(105)는 도전성판재의 단층으로 구현되며, 전사부(105)와 지지부재(107) 사이의 내면에는 도전성 판재의 복원력을 보조하기 위하여 비도전성 탄성부재를 삽입하는 것이 바람직하다.
고전압 인가장치(109)는 지지부재(107)를 통하여 전사부(105)에 소정 전압을 인가한다. 여기서, 고전압 인가장치(109)는 지지부재(107)를 도전성 부재로 구성함으로써 지지부재(107)와 일체형으로 구현될 수도 있다.
가이드부(111)는 기록매체를 감광부(101)와 전사부(105) 사이의 전사영역으로 가이드하며, 가시화상이 전사된 기록매체의 안정적인 반송이 유지되도록 동작한다.
감광부(101)와 전사부(105)의 접촉에 의해 감광부(101)의 표면에 형성된 가시화상이 기록매체에 전사되는 과정을 살펴본다.
감광부(101)는 소정 속도로 회전하며, 전사부(105)와 접촉된다. 이 경우, 기록매체가 감광부(101)와 전사부(105)의 접촉부위 사이로 인입된다. 감광부(101)와 전사부(105)의 접촉은 소정 부위의 닙을 형성시키며, 전사부(105)에 인가된 고전압에 의해 형성된 닙 부위로 인입된 기록매체에 가시화상이 전사된다.
도 5a는 본 발명에 따른 화상형성장치의 도전성 탄성부재가 복층인 경우의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 5a의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 화상형성장치는 감광부(201), 현상제 공급부(203), 전사부(205), 지지부재(207), 고전압 인가장치(209), 및 가이드부(211)를 구비한다. 여기서, 감광부(201), 현상제 공급부(203), 지지부재(207), 고전압 인가장치(209), 및 가이드부(211)는 그 구성 및 작용이 상술한 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
전사부(205)는 일단이 감광부(201)에 접촉되며, 타단이 지지부재(207)에 고정되어 감광부(201)에 형성된 가시화상을 기록매체(도시하지 않음)에 전사시킨다. 여기서, 전사부(205)의 형상은 상기한 바와 동일하다. 또한, 전사부(205)는 체적저항율이 서로 다른 도전성판재의 복층으로 구현된다. 또한, 전사부의 하층(205b)과 지지부재(207) 사이의 내면에는 상술한 바와 같이, 도전성판재의 복원력을 보조하기 위한 비도전성 탄성부재가 삽입될 수 있다.
본 실시예에서는 전사부의 상층(205a)은 고저항의 도전성판재로, 전사부의 하층(205b)은 전도성이 우수한 도전성판재로 구현하였다. 이로써, 접촉롤러 전사방식에서 전사부(105, 205)의 내부에 도전성 첨가제가 투입되는 경우에도 접촉압력과 닙의 변화를 극소화하면서 전사부(105, 205)에 의한 전기저항의 조정을 용이하게 할 수 있게 된다.
도 6은 전사부의 변형량 및 선압력의 계산방법을 보여주기 위해 도시된 도면이다. 도면을 참조하면, 반지름이 R인 반원통형으로 이루어졌으며 감광부(101)의 하중을 W이라고 할 때, 감광부(101)와 전사부(105)의 접촉압력에 대한 닙은, 캐스틸리아노의 정리(Castigliano's Theorem)에 의거하여 다음과 같이 변형량이 산출될 수 있다. 즉,
변형량 δ= W ×R3/(E ×I) * (3π/8 + 3/2π- 1)
여기서, 하중 W는,
W = δEI/R3* 1/(3π/8 + 3/2π- 1)
이므로, 선압력 F는,
F = W/L = δEI/LR3* 1/(3π/8 + 3/2π- 1)
= δEt3/12R3* 1/(3π/8 + 3/2π- 1)
이다. 여기서, E는 도전성 탄성부재의 탄성계수(Kgf/cm2), t는 도전성 탄성부재의 두께(cm), L은 도전성 탄성부재의 길이(cm), δ는 도전성 탄성부재의 변형량(cm)을 나타낸다.
예컨대, 도전성 탄성부재의 두께(t)가 0.2cm, 탄성부재의 길이(L)가 23cm, 및 탄성계수(E)가 45Kg/cm2인 전사부를 변형량( δ)이 0.05cm인 감광체에 설치하였을 경우 선압(F = gf/cm)은 다음과 같이 산출된다. 단, R = 1cm로 가정한다.
선압 F = δEt3/12R3* 1/(3π/8 + 3/2π- 1)
= 0.019 Kgf/cm = 19gf/cm
따라서, 반경 10mm의 세미할로우 튜브의 중앙에 2mm 변형에 따른 선압은 19gf/cm임을 알 수 있으며, 변형량 δ, 도전성 탄성부재의 두께, 및 세미할로우 튜브의 반경 R을 조절하여 선압을 변경시킬 수 있다. 일반적으로, 도전성 탄성부재의 두께는 3mm 이하로, 세미할로우 튜브의 반경은 10mm 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 세미할로우 튜브의 곡면부에 대한 선압은 1 gf/cm 내지 80 gf/cm 정도 사이의 값을 갖도록 조절되는 것이 바람직하다. 여기서, 세미할로우 튜브는 반지름이 R인 반원형인 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 반타원형의 형상으로 구현될 수도 있다. 이 경우에는 기저부로부터 세미할로우 튜브의 곡면부까지의 높이가 10mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
반원형의 도전성 탄성부재의 내부에 발포제인 포옴(form) 탄성 보조부재를 삽입하여 선압 F를 보완할 수도 있다. 이러한 포옴 탄성 보조부재로는 비도전성 탄성부재인 폴리우레탄 등이 이용된다.
도 7은 도전성 탄성부재가 단층인 경우인 도 4a 및 도 4b의 도전성 탄성부재의 커패시턴스를 무시하고 병렬저항으로 가정한 경우의 등가회로를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 전사부(105)의 도전성 탄성부재가 단층인 경우의 등가회로는 감광부(101)와의 접촉부를 중심으로 두 개의 저항이 병렬연결된 회로로 간주될 수 있다. 이 경우, 도전성 탄성부재의 커패시턴스는 무시된다.
감광부(101)의 커패시턴스를 C라 하고, 접촉부 좌측의 저항을 R1, 접촉부 우측의 저항을 R2라고 하면, 전사부(105)에 걸리는 전체 저항 R은 다음과 같이 산출된다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 감광부(101)와 전사부(105)의 접점으로부터 전사부(105)의 곡면부 좌측 끝단까지의 길이를 L1(cm), 감광부(101)와 전사부(105)의 접점으로부터 전사부(105)의 곡면부 우측 끝단까지의 길이를 L2(cm), 도전성 탄성부재의 폭 S(cm), 도전성 탄성부재의 두께 T(cm), 도전성 탄성부재의 체적저항율(고유저항)을 ρ(Ωcm)라고 하면, 각각의 저항 R1 및 R2는 다음과 같이 산출된다.
일반적으로, 도전성 탄성부재는 체적저항율이 109Ωcm 내지 1011Ωcm 정도인 도전성 폴리머로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 전사부(105)의 곡면부를 형성하는 도전성 탄성부재의 전체 저항 R은 1 ×107Ω 내지 9 ×109Ω를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 전체 저항 R이 1 ×107Ω 내지 9 ×109Ω의 값을 가질 수 있도록 체적저항율 ρ, 길이 L1 및 L2, 및 도전성 탄성부재의 폭 S, 도전성 탄성부재의 두께 T가 조절가능하다. 예를 들면, 체적저항율 ρ가 5 ×109Ωcm 이고, 길이 L1 및 L2를 각각 0.5cm, 1cm, 도전성 탄성부재의 두께 T가 0.2cm, 도전성 탄성부재의 폭 S를 23cm로 설정하였을 경우에 각각의 저항 R1 및 R2는 다음과 같이 산출된다. 즉,
R1 = 5 ×109×0.2 / 0.5 ×23 = 8.6 ×107Ω
R2 = 5 ×109×0.2 / 1 ×23 = 4.3 ×107Ω
따라서, 산출된 R1 및 R2에 기초하여 수학식 3에 따라 전체 저항 R을 구하면,
R = 8.6 ×107×4.3 ×107/ (8.6 + 4.3) ×107= 2.87 ×107Ω
이로써, 도전성 탄성부재의 체적저항율 등을 적절히 선정함으로써, 감광부(101)와 전사부(105)가 접촉할 때 접촉압력 및 접촉 닙 등에 영향을 적게 주면서 전기저항을 조정할 수 있게 된다.
도 9는 도전성 탄성부재가 복층인 도 5a 및 도 5b의 도전성 탄성부재의 커캐시턴스를 무시하고, 하층의 저항이 상층의 저항에 비하여 매우 낮은 것으로 가정한 경우의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 전사부(205)의 도전성 탄성부재가 복층인 경우의 등가회로는 각각의 도전성 탄성부재의 저항이 직렬로 연결된 회로로 간주할 수 있다. 이 경우에도 도전성 탄성부재의 커패시턴스는 무시된다.
상층의 도전성판재(205a)에 대한 저항을 R1, 하층의 도전성판재(205b)에 대한 저항을 R2, 감광부(201)의 커패시턴스를 C라고 하면, 전사부(205)에 걸리는 전체 저항은 수학식 5와 같이 산출된다.
R = R1 + R2
≒ R1 (if R1 >> R2)
여기서, 상층 도전성판재(205a)는 전체 전기저항을 결정할 수 있는 고저항이 선정되는 것이 바람직하다. 또한, 하층 도전성판재(205b)는 전체 전기저항에 영향을 적게 미치며, 전도성이 우수한 재질이 선정되는 것이 바람직하다. 또한, 상층 도전성판재(205a)는 체적저항율이 1×109ΩCm 이상이며, 하층의 도전성판재(205b)는 체적저항율이 1×106ΩCm 이하인 도전성 폴리머로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 상층의 도전성판재(205a)는 탄력성이 유지되도록 도전성 폴리머(polymer), 도전성 루버(rubber) 중의 어느 하나로 구현되는 것이 바람직하며, 하층의 도전성판재(205b)는 금속 시트(metal sheet)로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 도전성판재는 상층 도전성판재(205a)와 하층 도전성판재(205b)가 접합된 전체 두께는 3mm 이하가 되도록 선정되는 것이 바람직하다.
한편, 상층 도전성판재(205a)의 체적저항율을 ρ1(ΩCm), 하층 도전성판재(205b)의 체적저항율을 ρ2(ΩCm), 상층 도전성판재(205a)의 두께를 T1(cm), 하층 도전성판재(205b)의 두께를 T2(cm), 감광부(201)와 전사부(205)의 접촉면적을 A(cm2)라고 하면, 전체 저항 R은 다음과 같은 식에 의해 산출될 수 있다.
R = ρ1 ×T1 / A + ρ2 ×T2 / A
예를 들면, 상층 도전성판재(205a)의 체적저항율을 1011ΩCm, 하층 도전성판재(205b)의 체적저항율을 105ΩCm, 상층 도전성판재(205a)의 두께를 0.01cm, 하층 도전성판재(205b)의 두께를 0.2cm로 하고, 감광부(201)와 전사부(205)의 접촉면적 S를 2.5cm2로 설정하면, 전체 저항 R은
R = 1011×0.01 / 2.5 + 105×0.2 / 2.5
= 0.004 ×1011+ 0.08 ×105
= 4 ×108+ 8 ×103= 4 ×108Ω
따라서, 하층 도전성판재(205b)는 전체 저항에 영향을 거의 미치지 않으므로 전사부(205)와 지지부재(207) 사이의 내면에 전기 전도성이 큰 금속성 판재, 도전성 폴리머, 도전성 루버(rubber)류 등을 삽입하는 경우에 경도 상승에 따른 접촉압력 상승과 닙의 저하를 극소화 시키며 전기저항의 조정을 용이하게 할 수 있도록 한다.
여기서, 도전성 탄성부재의 상층(205a)과 하층(205b)의 접합은 각각의 판재를 접착제를 이용하여 본딩(bonding)한다. 그러나, 이에 한하지 않고, 기타의 몰딩, 프레스, 또는 압출 등의 방식이 이용될 수 있고, 하층부재에 각종 폴리머 재질을 이용하여 코팅하는 방법도 가능하다.
이로써, 본 발명에 따른 화상형성장치는 전체저항이 1 ×107Ω내지 9 ×109Ω정도로 유지되도록 하며, 캐스틸리아노의 정리에 의한 변형과 하중의 관계식을 이용하여 감광부(201)와 전사부(205)가 일정한 선압과 변형을 유지시키면서 접촉되도록 한다.
본 발명에 따르면, 화상형성장치는 전기저항 및 접촉압력 대비 닙을 조정할 수 있게 되므로 도전성 탄성부재의 재질을 금속성에서 도전성 폴리머 또는 도전성 루버 등 다양한 재질을 사용할 수 있게 된다.
또한, 구조가 단순하고, 샤프트 등의 가공재료가 사용되지 않으며, 판재의 사용이 가능하므로 재료비가 저감된다. 또한, 도전성 탄성부재의 재질을 금속성에서 도전성 폴리머 또는 도전성 루버 등 다양한 재질을 사용할 수 있으므로, 마이그레이션 및 연마공정에서 발생되는 표면불량에 따른 대전 불량을 방지할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (12)

  1. 정전잠상이 형성되는 감광부;
    형성된 상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성시키는 현상제공급부; 및
    세미할로우튜브 형상의 곡면부가 상기 감광부에 접촉되며, 상기 세미할로우튜브 형상의 평면부는 지지부재에 고정되어 상기 감광부에 형성된 상기 가시화상을 기록매체에 전사시키는 전사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전사부의 상기 곡면부는 상기 세미할로우튜브의 길이방향을 따라 곡률이 균일한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기록매체를 상기 감광부와 상기 전사부 사이의 전사영역으로 가이드하며, 상기 가시화상이 전사된 상기 기록매체의 안정적인 반송을 유지하기 위한 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전사부의 상기 곡면부는 도전성판재의 단층으로 구현되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전사부의 상기 곡면부는 체적저항율이 서로 다른 도전성판재의 복층으로 구현되며, 상기 지지부재를 통해 인가된 전압에 의해 상기 가시화상을 상기 기록매체에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 전사부의 상기 곡면부는 체적저항율이 109내지 1011ΩCm인 도전성 폴리머로 구현되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상층의 상기 도전성판재는 체적저항율이 1×109ΩCm 이상이며, 하층의 상기 도전성판재는 체적저항율이 1×106ΩCm 이하인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 도전성판재의 전체 두께가 3mm 이하인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  9. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 지지부재 상단으로부터 상기 전사부의 최대 높이는 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 전사부는 상기 도전성판재와 상기 지지부재 사이의 내면에 상기 도전성판재의 복원력을 보조하기 위하여 비도전성 탄성부재를 삽입하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 비도전성 탄성부재는 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상층의 상기 도전성판재는 도전성 폴리머, 도전성 루버 중의 어느 하나이며, 하층의 상기 도전성판재는 금속 시트인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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