KR100608053B1

KR100608053B1 - 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100608053B1
Application number: KR1020040026642A
Authority: KR
Inventors: 브레너로버트이.
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2006-08-02
Also published as: KR20050071320A; JP2005196204A; CN100428063C; US20050141922A1; US7092659B2; EP1553467A1; CN1637638A

Abstract

도전 스트립을 비접촉식으로 대전할 수 있도록 된 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법이 개시되어 있다.

이 개시된 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템은, 광도전층과, 이 광도전층의 적어도 일측에 마련되는 도전 스트립을 구비한 광도전부재와; 광도전층에 마주하게 위치되어, 광도전층을 대전하는 제1코로나 대전기; 및 도전 스트립에 마주하게 위치되어, 제1코로나 대전기에 의해 공급된 전하와 극성이 반대인 전하로 도전 스트립을 대전하는 제2코로나 대전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 개시된 전자사진방식 화상형성장치의 방전 방법은, 광도전층과, 이 광도전층의 일측에 도전 스트립을 구비한 광도전부재에 전하 잠상을 제공하는 것으로, 광도전층 상에 균일 전하를 형성하기 위하여 소정 극성을 가지는 전하로 광도전층을 대전하는 단계와; 광도전층 내의 전하량을 낮추도록 광도전층 상의 전하의 극성과 반대의 극성을 가지는 전하로 도전 스트립을 대전하는 단계;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법{Dischage system and method for photographic image forming apparatus}

도 1은 종래 기술에 따른 정전 드럼 상의 방전 시스템을 보인 개략도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 무한벨트 상의 방전 시스템을 보인 개략도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 비접촉 방전 시스템을 보인 개략도이다.도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 비접촉 방전 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모니터/조정 시스템을 포함하는 전자사진방식 화상형성장치의 비접촉 방전 시스템을 나타낸 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

50접지 시스템 52, 80광도전부재

54제1코로나 대전기 56제2코로나 대전기

58, 88도전 스트립 82상부층

84중간층 86지지층

100 모니터/조정 시스템 110정전 프로브

114전기 경로 116에러 증폭기

118접지 120고전압 증폭기

본 발명은 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도전 스트립을 비접촉식으로 대전할 수 있도록 된 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법에 관한 것이다.

복사기나 프린터와 같은 전자사진방식 화상형성장치는 컴퓨터나 원본 복사에 의해 얻은 광신호들로부터 생성된 이미지 데이터에 대응되는 디지털 신호들을 변환함에 의하여 감광드럼에 정전잠상을 형성한다. 이 신호들은 노광장치로 전달되며, 용지에 토너를 고착시킴에 의해 인쇄된다. 전자사진방식 인쇄장치의 현상카트리지는 대전, 감광드럼에 화상 데이터를 노광하고, 이 노광부에 토너를 공급하고, 인쇄 매체에 토너 화상을 전사하는 대전, 노광, 현상, 및 전사 메카니즘의 어셈블리를 구비한다.

일반적으로, 감광드럼의 표면을 대전하기 위한 유니트로 소위 접촉 또는 직접 대전을 이용한 접촉식 대전롤러 또는 코로나 방전 구성을 이용한 코로나 와이어가 사용될 수 있다. 이 유니트는 토너 입자를 끌어 당겨 감광드럼에 잠상을 형성할 수 있도록, 감광드럼의 표면을 소정한 전위로 대전하기 위하여 인가되는 고전압에 대응하는 균일 전기장을 야기한다.

상기 접촉식 대전롤러는 예를 들어, 아라야 등(Araya et al.)의 화상 베어링 부재를 선택적으로 대전 및 방전하기 위한 듀얼 전압 공급장치를 가지는 화상형성 장치에 관한 미국 특허 제5,164,779호, 다운톤 등(Daunton et al.)의 감광면을 균일 전위로 대전하기 위한 방법 및 장치에 관한 미국 특허 제5,247,328호, 쿠로카와(Kurokawa)의 화상형성장치 및 그의 대전장치에 관한 미국 특허 제5,479,243 호, 이토 등(Ito et al.)의 화상 형성 장치 및 방법에 관한 미국 특허 제5,517,289호, 나가야스 등(Nagayasu et al.)의 접촉식 대전장치 및 이를 가지는 화상형성장치에 관한 미국 특허 제5,557,375호, 및 가시하라(Kashihara)의 파편과 부스러기를 끌어 당길 수 있는 전압을 화상 캐리어에 인가함에 의하여 대전기로부터 토너 파편과 부스러기를 제거할 수 있는 화상형성장치에 관한 미국 특허 제5,568,232호에 개시되어 있다. 전형적으로, 대전유니트는 인쇄 동작의 시작시에 대전을 수행하여, 상기 감광드럼의 표면을 대전시킨다. 이 감광드럼의 대전영역 중 화상이 형성될 영역은 레이저 빔에 의해 노광된다. 이에 따라 노광영역과 비노광영역 사이의 전위차에 의하여 정전잠상이 형성된다.현상 유니트는 감광드럼의 회전방향과 반대방향으로 회전하면서 감광드럼의 표면에 토너를 공급한다. 그 결과, 토너 입자들이 노광영역에만 달라 붙어 정전잠상은 토너 화상으로 시각화된다. 이와 같이 형성된 토너 화상은 기록매체로 전사된다. 토너 화상이 기록매체로 전사된 후, 기록매체는 배출경로를 통하여 외부로 이송되고, 감광드럼은 초기 대전전압으로 복귀된다.

한편, 오늘날 대전 유니트들에 있어서, 일반적으로 야기되는 문제는 현상유니트로부터 공급되는 토너가 종종 기록매체의 가장자리 주변에서 감광드럼의 비노광영역에 달라붙어 오염을 야기하는데 있다.

미국 특허 제5,805,962호는 감광드럼의 양단에 야기되는 전위차를 방지함에 의하여 대전 효율을 개선한 전자사진방식 인쇄장치의 대전장치를 설명한다. 보조 대전 장치는 전압이 인가되는 보조 대전 플레이트를 포함한다. 이 플레이트는 현상 카트리지 내에서의 전위 레벨을 보상하기 위하여 감광드럼의 양단에 접촉하도록 설치되어 있다. 이 전자사진방식 인쇄장치는 감광드럼의 주변에 마련되는 대전 유니트, 현상 유니트 및 토너 공급 유니트를 포함할 수 있다.

미국 특허 제6,160,980호는 토너 화상을 벨트의 세로 방향과 나란한 방향으로 무한 경로를 통하여 운동하도록 설치된 무한 벨트를 가지는 리시버 시트로 전사하기 위한 방법 및 장치를 설명한다. 이 벨트는 벨트의 운동방향에 대해 횡방향으로 나타나는 것으로, 토너가 자유로이 운반되어 모이는 불연속적인 틈을 가지는 스플라이스 심(splice seam)을 포함한다. 이 심은 스플라이스 심의 각 단 부근에서 상기 심을 확장하는 범프(bump)를 포함한다. 회전부재는 리시빙 시트가 회전부재와 벨트 사이의 면으로 깊이 맞물리도록 하기 위하여 벨트의 표면과 맞물려 회전한다. 상기 범프들은 범프들 사이의 상기 스플라이스 심에 쌓인 토너의 회전부재로의 전사를 실질적으로 배제하기 위하여 회전부재가 스플라이스 심과의 맞물림에서 벗어나도록 회전부재를 지지한다. 리시버 부재들은 리시빙 부재로 토너 화상을 정착 또는 건조 고착하도록 정착 스테이션(미도시)으로 이송된다. 이 벨트는 전사 웹 컨디션 대전기들, 예를 들어 대향되는 코로나 대전기들을 이용하여 그 양 표면을 대전함에 의하여 전하분포를 재설정하여, 벨트 표면들 상의 전하를 중립시킨다.

미국 특허 제5,028,779호는 와이어들 내의 핫 스폿들 사이의 유효 거리를 줄 이고 이에 대해 리셉터의 균일한 대전을 보장하기 위하여 대전 리셉터의 진행방향에 대하여 경사진 복수의 코로노드 와이어를 포함하는 소형 코로노드(coronode)(코로나 전극으로 여겨짐)대전 장치를 설명한다. 지지 포인트들과 그들의 도전 접촉들 사이에서 코로노드 와이어들의 길이는 매우 작다. 그 때문에 무한 길이의 코로트론 대전 장치를 제공할 때의 처짐, 울림, 장력 및 정전용량 문제들을 제거할 수 있다. 복수의 코로노드 와이어들은 고 전압원으로부터 와이어들 각각을 통하여 흐르는 전류량을 제한하기 위하여 각각 고 임피던스를 가진다. 그 때문에 대전 리셉터에 대한 아크 방전과 손상 가능성을 줄일 수 있다. 코로나 와이어들과 대전 리시빙 면 사이의 공간은 낮은 코로나 문턱치와 자기제한 대전을 제공하도록 작다. 이 때, 복사지가 감광면으로부터 분리된 후에 몇몇 잔류 토너 입자들이 그에 고착되어 남아 있게 되는데, 이 잔류 토너 입자들은 크리닝 스테이션에서 감광면으로부터 제거된다. 이 크리닝 스테이션은 감광면에 잔류하는 정전 대전과 잔류 토너 입자들의 정전 대전을 중화하기 위하여 채용되는 코로나 발생 장치(미도시)를 포함한다. 이 중화된 토너 입자들은 회전 가능하게 설치된 섬유 브러쉬(미도시)에 의하여 이에 접촉되어 감광면으로부터 제거된다. 이후, 방전 램프(미도시)는 감광면으로 광을 조사하여, 다음에 이어지는 화상형성을 위하여 감광면을 대전하기 전에 감광면 위의 잔류 정전전하를 제거한다.

전자사진방식 분야에서, 균일하고 변하지 않는 대전 전위가 감광체 표면에 인가되는 경우에만 일관된 재생 품질이 유지될 수 있음이 알려져 있다. 이 방식의 기기에서, 일반적으로 코로트론으로 언급되는 싱글 와이어 발생기가 채용된다.

일반적으로, 코로트론의 시스템이 양의 대전 시스템 또는 음의 대전 시스템을 사용하든 간에, 그의 효율은 와이어와 감광 부재 표면 사이의 갭 간격, 발생 와이어 재료의 성질, 와이어의 직경 및 이의 다른 물리적 특징 및 코로나 에미터에 공급되는 에너지량을 포함하는 많은 인자들에 의존된다. 지금까지 알려진 고 전류 및 전압 요구들에 합치하도록 큰 전력 공급을 요구하는 코로나 장치들은 값이 고가이고, 큰 부피의 기계 공간을 차지한다. 이 코로나 장치들은 접지된 감광 부재 또는 실드로부터 대략 2 내지 10 mm에 위치된 가는(예컨대 90 마이크로미터) 하나 또는 복수의 와이어를 사용하도록 설계되었다. 대체로, 10.1cm/sec 가까운 대전 속도를 위하여, 40cm(10 - 80 cm 사이 일 수 있음)의 긴 와이어용 벗겨진 플레이트 리시버 전류에 대하여 코로나 대전 전압은 7 kV에 가깝다( 2 - 10 kV 사이). 이런 장치의 단면적은 6 cm²에 가깝다. Neblette의 사진술과 복사기술에 대한 핸드북의 1977년 발행된 7판, 348 페이지에는 "실제 코로트론 장치에서 와이어들은 통상 광도전체 표면을 수백 볼트로 대전하여, 600 V 이상의 전위를 유지한다"라고 기술되어 있다. 이 장치들이 과거에 적용되었지만, 오늘날 오존을 덜 방출하고, 에너지를 덜 사용하고, 비용이 덜 들고, 공간을 덜 차지하는 복사기를 필요로 함에 따라, 코로나 발생 장치에서 변화가 요구된다. 이는 불가능한 것으로 생각 되었는 바, 그 이유는 종래의 코로나 발생기들에 대한 사고(思考)와 경험상 코로트론을 부분적으로 둘러싸는 캐비티를 줄이고, 코로트론을 리시버 가까이 가져가면 방전 발생을 야기하고, 와이어 코토트론을 태워 버리고, 포토리셉터를 손상하는 것으로 알려져 왔 기 때문이다. 또한 길고 가는 와이어들(0.0015 인치)과 작은 반경의 캐비티들의 사용은 와이어들에서 울림과 처짐을 야기할 것으로 생각되었다.

미국 특허 제6,333,755호는 감광체와 이 감광체 상에 정전 화상을 형성하는 정전화상 형성장치를 포함하는 전자사진 인쇄장치를 설명한다. 이 정전화상 형성장치는 화상 형성과 일치하도록 디지털 광에 의해 감광체를 노광하기 위한 노광장치를 포함한다. 이 노광장치는 화상의 백그라운드가 되는 소정 부분을 노광한다. 현장장치는 현상제를 사용하여 정전화상을 현상하는 것으로, 현상제는 전체에 대해 입경 1 밀리미크론 이하의 함유비가 5 내지 40 개수 %이고, A가 일 화소 폭을 나타내고 Wv가 일 화소의 디지털 광을 사용하여 감광드럼을 노광시킴에 의해 형성된 정전화상의 전위 분포에서 피크의 반치를 나타낼 때, 0.6 ≤ Wv/A ≤ 1.0 이 만족된다. 대전/방전 접촉 하도록 브러쉬가 마련된 모피 브러쉬 장치가 지지샤프트에 의해 설치되어 있다.

미국 특허 제6,169,872호는 소정 표면으로부터 반대로 바이어스된 입자들을 제거하도록 전기적으로 바이어스 된 크리닝 벨트 브러쉬를 설명한다. 이 벨트 브러쉬는 지지부재에 이동 가능하게 지지되는 것으로, 다수의 도전성 브러쉬 섬유들이 부착된 기판을 포함한다. 도전성 섬유들에 부착된 입자들은 탈토너 위치에서 브러쉬 섬유들로부터 제거된다. 상기 크리닝 벨트 브러쉬는 양극과 음극의 교차 영역으로 바이어스 되어 있다.

미국 특허 제6,127,077호는 (a) 전하발생층; (b) 제1전하 캐리어 이동치를 가지는 제1전하 전달층; (c) 제2전하 캐리어 이동치를 가지는 제2전하 전달층을 포 함하는 기판을 구비한 감광체를 설명한다. 여기서, 제1전하 전달층은 제2전하 전달층 보다 더 전하발생층에 가깝게 위치하고, 제2전하전달층은 제1전하 전달층에 접촉한다. 여기서, 제2전하 캐리어 이동치는 제1전하 캐리어 이동치 보다 더 높다.

또한, 접지나 전기적 바이어스로 감광체의 전기 도전층의 접속이 용이하도록 도전층, 차단층, 접합층 또는 전하 발생층에 접촉되는 벨트나 드럼의 일 가장자리를 따르는 통상적인 전기 도전성 접지 스트립과 같은 다른 층들이 사용될 수 있다. 접지 스트립들은 잘 알려져 있고 필름 형성 바인더에 분산된 전도성 입자들을 포함할 수 있다. 다른 접지 스트립들은 알루미늄 드럼의 원주 둘레의 벗겨진 영역 또는 감광 벨트의 노출된 도전 기판의 밴드와 같이, 유전체나 감광물질의 배제에 의해 간단하게 창작될 수 있다. 어떤 감광 벨트나 드럼들은 도전 기판 상에 알루미늄이나 다른 도전체에 증착코팅 된 폴리에틸렌(PET)과 같은 감광물질을 도전 기판상에 코팅함에 의해 제조되는 것으로, 무한 벨트를 형성하도록 이어지거나 드럼에 대해 고정된다.

미국 특허 제5,771,424호는 감광체의 크리닝이 강화되도록 감광체 표면에 토너 입자들의 부착을 저감하기 위한 선조절(preconditioning) 프로세스 및 이중 정전 브러쉬 크리닝 장치를 나타낸다. 크리닝 장치에서 브러쉬 및/또는 감광체의 선조절은 이중극 토너들, CAD 토너들 및 DAD 토너들의 크리닝을 고려한 것이다. 브러쉬의 선조절은 한번 프린트 동작을 브러쉬에서 일정한 소정 토너 레벨을 유지하도록 정전기에 의하여 시작하면 다시 할 필요가 없다.(화살표 15는 프로세스 방향을, 170은 감광체 모서리를, 160은 접지 스트립을 가리킨다.) 이 선조절은 소정량의 블 랙 토너가 제1도전 브러쉬의 브러쉬 파이버들에 유지될 때까지 계속한다. 한번 제1도전 브러쉬가 선조절되면, 이 브러쉬는 인쇄 동작 수행 중 더 이상 재조절을 요구하지 않는다.

미국특허 제5,466,551호는 (a) 전기적 도전면을 포함하는 지지기판; (b) 적어도 하나의 정전사진 화상층; 및 (c) 적어도 하나의 화상층에 인접한 전기적 도전 접지층을 포함하는 정전사진 화상부재를 설명한다. 정전사진 화상부재로 적절한 화상을 만들기 위하여, 도전층은 화상장치의 다른 위치에 고정된 전원과 전기적으로 접촉되어야만 한다. 이 전기 접촉은 자동화상장치에서 수천 화상 형성 싸이클 후에도 유효하여야 한다. 한편, 도전층은 흔히 박막 증착 금속으로 되어 있으므로, 박막 도전층에 대해 직접적으로 마찰하는 통상적인 전기 접촉으로는 긴 수명을 달성할 수 없다.

박막 도전층들의 닳는 것을 줄이기 위한 방안의 하나로 미국특허 제4,402,593에 설명된 바와 같은 접지 브러쉬를 사용한 것이 있다. 하지만, 그런 배치는 일반적으로 복사기, 복제기 및 프린터에서 확장된 수행에는 적합하지 않다. 이 참증은 플렉시블한 정전사진 화상부재들의 박막 도전층과 접지수단 사이의 전기적 접촉을 개선하기 위한 배경 기술을 설명한다. 접지수단은 도전층 및 감광층 또는 유전체 화상층의 일 모서리에 인접한 부분에 접촉하는 상대적으로 두꺼운 전기적 도전 접지 스트립층을 사용한다.

일반적으로 접지 스트립층은 필름 형태의 바인더에 분사된 불투명한 도전 입자를 포함한다.

박막 도전층에 접지하기 위한 이러한 접근은 박막 도전층보다 더 견고하기 때문에 화상층의 전체적인 수명을 증가시킨다. 그러나, 그런 상대적으로 두꺼운 접지 스트립층은 여전히 대용량 화상장치에서 원치 않는 오물(dirt)"의 형성을 야기하는 부식의 문제가 있다. 특히, 부식은 금속 접지 브러쉬나 슬라이딩 금속 콘택을 이용한 전자사진 화상시스템에서 더욱 심하다.

또한 스테인리스강 접지 브러시와 슬라이딩 금속 콘택과 같은 장치들에 의한 접지 스트립층의 부식이 종종 너무 심하여 접지 스트립층이 닳아 투명해져 상기 접지 스트립층을 통하여 광이 투과하여 화상장치가 조기에 셧다운 되는 원인이라 할 수 있는 잘못된 타이밍신호을 야기한다는 것이 화상장치의 다양한 기능을 제어하기 위하여 접지 스트립층에 타이밍 개구와 조합하여 타이밍 라이트를 이용한 시스템에 설명되어 있다.

더 나아가, 접지 스트립층이 부식하는 동안 형성된 상기 불투명 도전입자들은 표류하고 렌즈 시스템, 코로트론, 다른 전기적 구성요소들과 같은 기기의 다른 구성요소에 쌓이는 경향이 있고, 이에 따라 기기에 악영향을 미친다. 예를 들어, 85 퍼센트의 상대습도에서 접지 스트립층의 수명은 고 화질 전자사진방식 화상부재에서 100,000 내지 150,000 횟수만큼 낮아질 수 있다. 또한, 접지 스트립층의 급속한 부식에 의하여, 접지 스트립층의 전기적 전도도는 확장된 사이클링 동안 받아들일 수 없는 수준으로 떨어질 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 도전 스트립에 대하여 비접촉식으로 대전할 수 있도록 된 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템은, 광도전층과, 이 광도전층의 적어도 일측에 마련되는 도전 스트립을 구비한 광도전부재와; 상기 광도전층에 마주하게 위치되어, 상기 광도전층을 대전하는 제1코로나 대전기; 및 상기 도전 스트립에 마주하게 위치되어, 상기 제1코로나 대전기에 의해 공급된 전하와 극성이 반대인 전하로 상기 도전 스트립을 대전하는 제2코로나 대전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 바람직하게는 상기 제2코로나 대전기는 상기 도전 스트립으로부터 2 내지 10mm 간격 이격되게 설치된다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 방전 방법은, 광도전층과, 이 광도전층의 일측에 도전 스트립을 구비한 광도전부재에 전하 잠상을 제공하는 것으로, 상기 광도전층 상에 균일 전하를 형성하기 위하여 특정 극성을 가지는 전하로 상기 광도전층을 대전하는 단계와; 상기 광도전층 내의 전하량을 낮추도록 상기 광도전층 상의 전하의 극성과 반대의 극성을 가지는 전하로 상기 도전 스트립을 대전하는 단계;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법을 상세히 설명하기로 한다.

전사사진기 분야에서 상기할 중요 고려사항은 화상 공정 단계들 사이에서 대전 정전잠상이 형성된 표면을 정전기적으로 크리닝하는 것이 필요하다는 사실이다. 만약 그 표면이 크리닝되지 않고, 전체적으로 고르게 재대전 되지 않으면, 허위 대전 즉, 허위 화상이 그 표면에 잔존하게 된다. 이 잔존하는 전하 분포가 배경 잠상을 형성할 수 있다. 그리고, 주 코로나 장치를 구비하여 표면을 재대전하는 것만으로는 크리닝이 충분하다고 볼 수 없는 바, 일정한 추가적인 이온 대전이 추가되어야 한다. 그러므로 최소한 주 코로나 대전 시스템이 감광체 표면 전체를 균일하게 대전하기 전에 그 표면 상의 정전 전하를 크리닝하여, 가능한 제로에 가까운 균일 분포의 전하를 갖도록 할 것이 요구된다.

도전 스트립을 가지는 광도전층을 구비한 광도전부재 상에 전하 잠상을 제공하는 방법이 수행될 수 있다. 그 방법은 상기 광도전층 상에 균일 전하를 형성하기 위하여 소정 극성을 가지는 전하로 상기 광도전층을 대전하는 단계와, 광도전층 내의 전하량을 낮추도록 광도전층 상의 전하의 극성과 반대의 극성을 가지는 전하로 상기 도전 스트립을 대전하는 단계를 포함한다. 극성을 가지는 전하는 양 전하들 또는 음 전하들을 의미한다.

도 1은 종래기술에 따른 정전 드럼 상의 방전 시스템을 나타낸 개략도이다. 정전 드럼(2)는 그 표면(8)에 대하여 분무 이온들(6)을 전달하는 코로나 디바이스(4)와 결합되어 있다. 여기서, 상기 정전 드럼(2)의 표면(8)에 대해 노광, 조색(toning) 및 전사가 수행된 후의 상기 정전 드럼(2)의 소정 위치에 접지 와이어(10)가 마련된다. 이 접지 와이어(10)는 토너 전사가 이루어지지 않는 일 포인트(12)에서 정전 드럼(2)의 모서리와 접촉되게 만들어진다. 이 접지 와이어(10)는 접지(14)와 전기적으로 연결되어 있어서, 상기 정전 드럼(2)을 방전시킨다. 이와 같이 구성된 시스템은 접지 와이어(10)와 정전 드럼(2)의 일 포인트(12) 사이에서 물리적 접촉이 요구되므로, 정전 드럼(2)의 모서리가 현저하게 닳을 수 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 무한벨트 상의 방전시스템을 나타낸 개략도이다. 도면을 참조하면, 제전 바(24)는 무한벨트(20)의 광도전 화상면(22)에 접촉한다. 특히, 코로나 디바이스(26) 바로 밑을 지나기 이전 위치의 광도전 화상면(22)에 접촉한다. 이때, 광도전부재(20)가 화살표가 가리키는 방향(28)으로 움직이고, 물리적인 브러쉬 또는 바(bar)로 된 제전 바(24)는 화상면(22)에 접촉하여 잔류 전하를 제거한다. 다시 말하면, 상기 제전 바(24)는 그 제전 바(24) 바로 아래의 라인(30)을 따라 상기 화상면(22)과 물리적으로 접촉하여, 접촉되는 화상표면(22)를 닳게 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 비접촉 방전 시스템을 나타낸 개략도이다. 이 접지 시스템(50)은 광도전부재(52), 제1코로나 대전기(54), 제2코로나 대전기(56) 및, 상기 광도전부재(52)의 적어도 일측에 마련된 도전 스트립(58)을 포함한다. 여기서, 광도전부재(52)는 벨트를 예로 들어 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 드럼으로 구성되는 것도 가능하다.

상기 제2코로나 대전기(56)는 상기 도전 스트립(58)을 덮도록 마련된 것으로, 광도전부재(52)의 나머지 부분으로 상당히 확장되지는 않는다. 여기서, 상기 제2코로나 대전기(56)는 상기 도전 스트립(58)으로부터 간격 d 만큼 이격되게 설치되는 것으로, 그 간격 d는 2 내지 10mm인 것이 바람직하다.

제1코로나 대전기(54)가 양전하를 인가할 때, 제2코로나 대전기(56)는 도전 스트립(58)에 음이온을 인가한다. 마찬가지로, 만일 제1코로나 대전기(54)가 음이온을 인가하면, 제2코로나 대전기(56)는 양이온을 인가한다.

여기서, 상기 제1코로나 대전기(54)와 상기 제2코로나 대전기(56) 사이에는 광을 주사하여 잠상을 형성하는 광 화상시스템과, 이 잠상에 토너를 공급하여 토너 화상을 형성하는 전하 조색기(toning station)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 한편, 도면의 간략화 및 단순화를 위해 이들 광 화상시스템과 전하 조색기의 도시를 생략한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 비접촉 방전 시스템을 나타낸 개략도이다.

도면을 참조하면, 이 접지 시스템은 광도전부재(80), 제1코로나 대전기(54), 제2코로나 대전기(56) 및, 상기 광도전부재(80)의 적어도 일측에 마련된 도전 스트립(88)을 포함한다. 여기서, 광도전부재(80)는 시트(sheet)를 예로 들어 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 드럼, 벨트 등으로 구성되는 것도 가능하다.

상기 광도전부재(80)는 상부층(82), 중간층(84) 및 유전체로 된 지지층(86)을 포함한다. 상기 도전 스트립(88)은 상기 상부층(82), 중간층(84) 및 지지층(86)의 엣지(90) 둘레에 코팅된 얇은 스트립으로서, 이들 층(82)(84)(86)과 전기적으로 접촉한다. 여기서, 상기 제2코로나 대전기(56)는 도전 스트립(88)으로부터 소정 간 격 d 만큼 이격되게 위치된다. 여기서, 간격 d는 2 내지 10mm인 것이 바람직하다.

여기서, 도전 스트립(88)이 기준 전압을 유지하고 있는지를 확인하기 위하여, 모니터/조정 시스템이 더 구비되는 것이 바람직하다. 이 모니터/조정 시스템은 상기 도전 스트립(88)의 표면 전위를 모니터하고, 제2코로나 대전기(56)의 전압 또는 전류를 조정한다. 여기서, 기준전압은 제로 전압에 가까운 것이 바람직하다. 이 모니터/조정 시스템은 도 5를 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 제2코로나 대전기(56)가 도전 스트립(88) 위에 이격되게 위치된다. 모니터/조정 시스템(100)은 상기 도전 스트립(88)의 표면 위에 가능한 도전 스트립(88)과 가깝게 위치된 정전 프로브(110) 및 전기 경로(114)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 광도전부재(80)가 화살표 방향(112)으로 이동하는 경우에 있어서, 상기 정전 프로브(110)는 제2코로나 대전기(56)의 하류에 위치된다. 상기 전기 경로(114)는 상기 정전 프로브(110)로부터 검출된 신호를 에러 증폭기(116_로 전송하는 경로로 이용된다. 상기 에러 증폭기(116)는 상기 정전 프로브(110)로부터의 신호와 기준 데이터를 비교한다. 여기서, 기준 데이터는 접지(118)로부터 얻어진 참조 기준신호로서, 예컨대 0 [Volt] 신호를 의미한다. 상기 에러 증폭기(116)에서 출력된 신호는 고전압 증폭기(120)로 전송된다. 이 고전압 증폭기(120)는 제2코로나 대전기(56)에 바른 극성의 적절한 전압 또는 전류를 전달하여, 상기 도전 스트립(88)이 소망하는 전위(가능한 0 [Volt]에 가까운)를 유지하도록 한다. 상기 제1코로나 대전기(54)는 바람직하게는 접지된 도전 실드와, 이 도전 실드 내에 가로질러 마련된 적어도 하나의 연장 코로나 와이어를 포함한다.

상기 광도전부재(80)는 그 대전된 부분이 제1코로나 대전기(54)의 방전 이온경로 아래의 노출된 부분을 지나 이동한다. 그때, 광도전부재(80)의 표면은 광 주사시스템에 노출되어 있다. 광 주사시스템은 원 문서의 화상에 대응되는 패턴으로 상기 광도전부재(80)의 표면을 선택적으로 방전시킨다. 상기 제2코로나 대전기(56)은 제1코로나 대전기(54)에 비하여 단지 크기가 다를 뿐, 다른 구성은 실질 상 동일하다. 한편, 이 제2코로나 대전기(56)가 마주하는 도전 스트립(88)이 도전성이어서, 도전 스트립(88) 그 자체가 실드로서 행동한다. 그러므로, 제2코로나 대전기(56)는 실드가 배제된 구성도 가능하다. 앞서 설명된 바와 같이, 상기 도전 스트립(88)은 광도전부재(80) 상에 별도로 마련된 엣지층이거나, 광도전부재(80)의 상부층(82)만을 덮거나, 예컨대 모든 엣지와 광도전부재(80) 표면 상의 소정 폭 위에 L자형으로 연장 형성된 구조로서 그 상부층(82)을 덮음과 아울러 광도전부재(80) 상의 모서리층을 형성하는 얇은 코팅일 수 있다. 상기 도전 스트립(88)은 광도전부재(80)의 상부층(82)으로 전하를 끌어 당기거나 전하를 릴레이 하는 충분한 전도율을 가지는 어떠한 물질이라도 무방하다. 이 도전 스트립(88)은 알루미늄, 구리, 은, 금 등의 증착 금속 물질, 금속 입자, 카본블랙 등의 중합수지들이 충진된 도전성 입자, 또는 4기로된 질소단들과 같은 충분한 수의 도전성 그룹을 가지는 도전성 폴리머들이 사용될 수 있다.

상기 도전 스트립(88)은 예를 들어, 움직이는 동안 물리적으로 접촉되지 않 을 것과 같은 최소의 물리적인 요건만을 만족하면 되므로, 상기 도전 스트립(88)으로 폴리머로 채워진 카본블랙과 같은 매우 값싼 물질들이 사용될 수 있다.

또한, 전자사진방식 화상형성장치의 비접촉 방전 방법은 후술하는 바와 같이 일련의 프로세스 단계들을 포함하는 것으로, 도 5를 참조하면서, 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 상기 도전 스트립(88)의 전압은 다음 단계를 통하여 감지된다. 즉, 도전 스트립(88)의 전압을 감지하는 방법은 제2코로나 대전기(56)의 하류 끝에서 도전 스트립(88)의 표면 전위를 측정하는 단계, 에러 증폭기로 신호를 보내고, 측정된 표면 전위를 참조 표면 전위와 비교하는 단계, 비교 결과를 제공하는 단계, 그 비교 결과를 고전압 증폭기로 보내는 단계, 감지된 도전 스트립 전압을 정확한 벡터로 바꾸도록 비교 결과를 근거로 충분한 전위의 제2코로나 대전기로 전하를 보내는 단계 및, 제로 볼트의 전위를 제공하도록 상기 도전 스트립에 양 또는 음 이온들을 인가하는 단계로 이루어진다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템은 도전 스트립에 대하여 비접촉식으로 대전함으로써, 접촉에 의하여 광도전부재 및 대전기의 마모되는 문제와 광도전부재에 형성된 화상이 손상되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

할 수 있도록 된 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

비록 상기한 실시예에 있어서, 특정한 구조 및 재료를 예로 들어 설명하였지 만, 이는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균형한 타 실시예가 가능하다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims

광도전층과, 이 광도전층의 적어도 일측에 마련되는 도전 스트립을 구비한 광도전부재와;

상기 광도전층에 마주하게 위치되어, 상기 광도전층을 대전하는 제1코로나 대전기; 및

상기 도전 스트립에 마주하게 위치되어, 상기 제1코로나 대전기에 의해 공급된 전하와 극성이 반대인 전하로 상기 도전 스트립을 대전하는 제2코로나 대전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제2코로나 대전기는 상기 도전 스트립으로부터 2 내지 10mm 간격 이격되게 설치된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1코로나 대전기와 상기 제2코로나 대전기 사이에 광 화상시스템을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

제1코로나 대전기와 제2코로나 대전기 사이에 전하 조색기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광도전부재는 무한 벨트 또는 드럼으로 된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템.
제4항에 있어서,

상기 광도전부재는 무한 벨트 또는 드럼으로 된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 시스템.
광도전층과, 이 광도전층의 일측에 도전 스트립을 구비한 광도전부재에 전하 잠상을 제공하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 방법에 있어서,

상기 광도전층 상에 균일 전하를 형성하기 위하여 소정 극성을 가지는 전하로 상기 광도전층을 대전하는 단계와;

상기 광도전층 내의 전하량을 낮추도록 상기 광도전층 상의 전하의 극성과 반대의 극성을 가지는 전하로 상기 도전 스트립을 대전하는 단계;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 방법.
제7항에 있어서,

상기 균일 전하의 일부는 상기 도전 스트립의 이어지는 대전에 앞서 방사에 노출됨에 의하여 소산되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 광도전층은 도전 스트립의 이어지는 대전에 앞서 전자사진 토너로 조색되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 신호를 제공하기 위하여 상기 제2코로나 대전기의 하류 끝에서 상기 도전 스트립의 표면 전위를 측정하는 단계와;

에러 증폭기로 신호를 보내는 단계와;

측정된 표면 전위를 참조 표면 전위와 비교하여, 비교 결과를 제공하고,

그 비교 결과를 고전압 증폭기로 보내는 단계와;

감지된 도전 스트립 전압을 정확한 벡터로 바꾸도록 비교 결과를 근거로 소정 전위의 제2코로나 대전기로 전하를 보내는 단계와;

제로 볼트에 가까운 전위를 제공하도록 상기 도전 스트립에 양 또는 음 이온들을 인가함에 의하여 도전 스트립 전압을 감지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 방전 방법.