KR100708185B1

KR100708185B1 - 하이브리드방식 현상장치 및 현상방법

Info

Publication number: KR100708185B1
Application number: KR1020050089510A
Authority: KR
Inventors: 도기재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-04-17
Also published as: KR20070034874A; CN1940752A; US20070071505A1

Abstract

개시된 하이브리드방식 현상장치는, 자기롤러와 도너롤러와 회수롤러를 구비한다. 3개의 롤러에는 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스가 각각 인가된다. 3개의 바이어스는 최저, 중간, 최고전압의 듀티가 동일한 트리-레벨 바이어스이며, 순서대로 120도씩 위상차가 난다.

Description

하이브리드방식 현상장치 및 현상방법{Hybride type developing apparatus and method}

도 1은 현상고스트의 발생과정을 설명하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 현상장치의 일 예를 도시한 구성도.

도 3은 토너가 부대전되는 경우의 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 일 예를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 현상장치에 따른 토너의 이동과정을 설명하는 도면.

도 5는 공급영역의 전계와 토너의 이동과정을 설명하는 도면.

도 6은 제1회수영역의 전계와 토너의 이동과정을 설명하는 도면.

도 7은 제2회수영역의 전계와 토너의 이동과정을 설명하는 도면.

도 8은 도너롤러의 표면의 토너층의 상태 변화를 설명하는 도면.

도 3은 토너가 정대전되는 경우의 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 일 예를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1......도너롤러 2......자기롤러

3.....회수롤러 4......교반기

5......트리머 6......현상기

10......화상수용체 21......대전기

22......노광기 23......전사기

24......클리닝 블레이드 25......정착기

30......전원공급기 V1......공급바이어스

V2......현상바이어스 V3......회수바이어스

본 발명은 전자사진방식 현상장치 및 현상방법에 관한 것으로서, 특히 자성캐리어와 비자성토너를 사용하는 하이브리드방식 현상장치 및 현상방법에 관한 것이다.

전자사진방식을 이용한 복사기, 프린터, 팩시밀리, 복합기 등의 화상형성장치의 현상방식으로는, 토너와 자성 캐리어를 사용하는 이성분 현상방식, 절연토너나 도전성토너를 사용하는 일성분 현상방식, 자성캐리어를 사용하여 비자성토너를 대전시키는 이성분 현상제를 사용하며 현상롤러 상에 대전된 토너 만을 부착시켜 정전잠상으로 비상시켜 정전잠상을 현상하는 하이브리드 현상방식 등이 있다.

이성분 현상방식은, 토너의 대전성이 우수하고 장수명화가 가능하며 동시에 균일한 베타화상을 구현할 수 있는 등의 이점이 있다. 반면에, 현상장치가 크고 복잡하게 되며, 토너의 비산, 캐리어의 잠상에의 부착, 캐리어의 내구성 열화에 의한 화질의 열화 등의 결점이 있다.

일성분 현상방식은 현상장치가 콤팩트하고 도트 재현성에 뛰어나지만, 현상롤러와 대전롤러의 성능열화로 인하여 내구성이 낮고, 토너가 다 소모된 경우에는 현상장치 자체를 교환하여야 하기 때문에 소모품 가격이 비싸고, 선택현상이 발생하는 등의 결점을 가지고 있다. 선택현상이란 소정의 무게와 전하량을 가진 토너만이 현상롤러로부터 정전잠상으로 부착되는 것을 말하며, 선택현상이 지속되면 소정의 무게와 전하량 이하의 토너는 현상에 사용되지 못하므로 토너사용율이 저하된다.

하이브리드 현상방식은, 도트 재현성이 뛰어나고 장수명화가 가능하며 고속의 화상형성이 가능한 방식이지만, 현상롤러로의 토너공급량이 부족하거나 현상 후에 현상롤러상의 토너를 충분히 제거하지 못하면 현상 고스트가 발생한다는 문제점이 있다. 도 1을 보면서 현상고스트의 발생메카니즘을 간략히 설명한다. 도 1의 (a)을 보면, 현상롤러의 표면에 형성된 토너층 중에서 화상수용체의 화상부와 대면된 영역(Ai)은 현상바이어스에 의하여 화상수용체로 현상되며, 비화상부와 대면된 영역(Ab)은 현상되지 않고 현상롤러 표면에 남는다. 이 때, 영역 Ai로부터 화상수용체로 현상된 토너의 양을 Ma라 한다. 다음 현상을 위하여 현상롤러에는 새로운 토가 공급된다. 만일, 현상롤러로 공급된 토너의 양이 Ma 보다 적다면 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 현상롤러의 표면에 형성되는 토너층의 두께가 불균일하게 되어 다음 번 현상과정에서 이전 현상의 잔상이 남는 현상고스트가 발생된다. 이와 같은 현상고스트는 연속인쇄시에 더 발생되기가 쉽다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 현상 고스트의 발생을 방지하고, 연속 인쇄시에 있어서도 화상 불균일이 발생하지 않으며, 장기간 안정적인 화상품질을 얻을 수 있는 심플한 하이브리드방식 현상장치 및 현상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드방식 현상장치는, 자기롤러의 외주에 형성된 비자성 토너와 자성 캐리어의 자기 브러쉬로부터 토너만을 도너롤러로 공급하고, 이 토너를 화상수용체로 현상시키는 하이브리드방식 현상장치에 있어서, 상기 도너롤러와 상기 화상수용체가 대면된 현상영역의 하류측에 상기 도너롤러 및 상기 자기롤러와 대면되게 위치되는 회수롤러; 상기 자기롤러, 도너롤러, 회수롤러에 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스를 각각 인가하는 전원공급기;를 포함하며, 상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스는 최저, 중간, 최고의 3개의 전압의 듀티가 동일한 트리-레벨 바이어스이며, 상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스는 순서대로 120도씩 위상차가 나는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드방식 현상방법은, 화상수용체와 대면된 도너롤러와, 자기력에 의하여 외주에 비자성 토너와 자성 캐리어의 자기 브러쉬를 형성하는 것으로서 상기 도너롤러와 상기 화상수용체가 대면된 현상영역의 상류측에 위치되는 자기롤러와, 상기 현상영역의 하류측에 상기 도너롤러 및 자기롤러와 대면되게 위치되는 회수롤러를 제공하는 단계; 상기 자기롤러, 도너 롤러, 회수롤러에 각각 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스를 인가하여, 상기 자기롤러와 상기 도너롤러가 대면된 공급영역에 토너를 상기 자기롤러로부터 상기 현상롤러로 이동시키는 공급전계, 상기 현상영역에 토너를 상기 도너롤러로부터 상기 화상수용체의 정전잠상으로 현상시키는 현상전계, 상기 도너롤러와 상기 회수롤러가 대면된 제1회수영역에 토너를 상기 도너롤러로부터 상기 회수롤러로 이동시키는 제1회수전계, 상기 회수롤러와 상기 자기롤러가 대면된 제2회수영역에 토너를 상기 회수롤러로부터 상기 자기롤러로 이동시키는 제2회수전계를 각각 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드방식 현상방법은, 화상수용체와 대면된 도너롤러와, 자기력에 의하여 외주에 비자성 토너와 자성 캐리어의 자기 브러쉬를 형성하는 것으로서 상기 도너롤러와 상기 화상수용체가 대면된 현상영역의 상류측에 위치되는 자기롤러와, 상기 현상영역의 하류측에 위치되는 회수롤러를 구비하는 하이브리드방식 현상장치의 현상방법으로서, 상기 회수롤러를 상기 도너롤러 및 자기롤러와 대면되게 배치하고, 상기 자기롤러로부터 상기 도너롤러로 공급된 토너 중에서 상기 현상영역을 통과한 후에 상기 도너롤러에 잔류되는 토너를 상기 회수롤러를 거쳐 상기 자기롤러로 회수하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 회수롤러는 상기 도너롤러와 접촉된다.

일 실시예로서, 상기 회수롤러는 상기 도너롤러에 대하여 순방향으로 회전된다.

일 실시예로서, 상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 최저, 중 간, 최고전압은 동일하다.

일 실시예로서, 상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 최저, 중간, 최고전압은 공급전계, 제1회수전계, 제2회수전계와 전계의 방향이 반대인 역전계의 전위차가 공급영역, 제1회수영역, 제2회수영역에서 토너의 이동이 시작되는 역치전위차 이하가 되도록 설정된다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드방식 현상장치의 일 실시예를 간략히 도시한 구성도이다. 도 2를 보면, 본 실시예의 현상장치는 화상수용체(10), 도너롤러(1), 자기롤러(2), 회수롤러(3)를 구비하는 하이브리드방식 현상장치이다. 본 실시예에서는 화상수용체(10)로서 유기감광체를 채용한다. 화상수용체(10)로서 아모포스 실리콘 감광체를 채용하는 것도 가능하다. 화상수용체(10)에 정전잠상을 형성하기 위하여, 대전기(21)와 노광기(22)가 구비된다. 대전기(21)로서는 코로나 방전기 또는 대전롤러가 채용될 수 있다. 노광기(22)로서는 레이저광을 조사하는 LSU(laser scanning unit)이 채용될 수 있다. 또 화상수용체(10)로서 정전드럼(미도시)을 채용할 수도 있다. 이 경우에 정전잠상을 형성하기 위하여 노광기(22) 대신에 정전기록헤드(미도시)가 채용된다.

현상기(6)에는 비자성 토너와 자성 캐리어가 수용된다. 캐리어는 자성을 띠는 분말형태이다. 교반기(4)는 캐리어와 토너를 교반시켜 토너를 마찰 대전시킨다. 토너는 특히 한정되는 것은 아니며 부대전 또는 정대전 어느 쪽이라도 무방하다.

도너롤러(1)는 화상수용체(10)와 대면되게 위치된다. 접촉식 현상장치의 경우에는 도너롤러(1)는 화상수용체(10)에 소정의 압력으로 접촉되며, 비접촉식 현상장치의 경우에는 도너롤러(1)는 화상수용체(10)와 현상갭(G)만큼 이격되게 위치된다. 현상갭(G)은 150 ~ 400㎛ 정도, 바람직하게는 200 ~ 300㎛ 정도이다. 현상갭(G)이 150㎛ 보다 좁으면 화상바램의 원인이 되며, 400㎛ 보다 넓으면 토너를 화상수용체(10)로 이동시키기가 곤란하여 충분한 화상농도를 얻을 수 없으며 선택현상을 발생시키는 원인이 된다.

자기롤러(2)는 도너롤러(1)와 화상수용체(10)가 대면된 현상영역의 상류측에 위치된다. 자기롤러(2)는 도면으로 자세히 도시되지는 않았지만, 회전되는 슬리브와, 슬리브 내부에 설치되는 마그넷을 구비한다. 슬리브의 표면 거칠기는 3-9㎛ 정도이다. 마그넷의 자기력에 의하여 캐리어는 자기롤러(3)의 외주에 부착되고 토너는 정전기력에 의하여 캐리어에 부착된다. 그러면, 자기롤러(3)의 외주에는 캐리어와 토너로 된 자기 브러쉬(도 4 참조)가 형성된다. 트리머(5)는 자기 브러쉬를 일정한 두께로 규제한다. 트리머(5)와 자기롤러(3) 사이의 간격은 0.3 ~ 1.5mm 정도가 바람직하다. 자기롤러(3)와 도너롤러(1) 사이의 간격은 0.3 ~ 1.5 mm 정도이다.

전원공급기(30)는 자기롤러(2)에 토너를 도너롤러(1)로 공급하는 공급바이어스(V1)를, 도너롤러(1)에 토너를 화상수용체(10)로 현상시키는 현상바이어스(V2)를 인가한다. 공급바이어스(V1)에 의하여 토너가 자기롤러(2)로부터 도너롤러(1)로 이동되어 도너롤러(1)의 외주에 토너층이 형성된다. 현상영역을 통과하면 토너는 화상수용체(10)에 형성된 정전잠상에 부착되어 화상수용체(10)에는 토너화상이 형성 된다. 토너화상은 전사기(23)와 화상수용체(10)가 대면된 전사닙을 통과하는 용지(P)로 전사되며, 정착기(25)의 열과 압력에 의하여 용지(P)에 정착됨으로써 인쇄가 완료된다. 클리닝 블레이드(24)는 전사 후에 화상수용체(10)에 잔류되는 토너를 제거한다.

도 1에서 설명한 바와 같이, 현상영역을 통과한 도너롤러(1)의 표면의 토너층은 그 두께가 불균일하다. 이 상태에서 도너롤러(1)로 다시 토너가 공급되면 균일한 토너층을 형성할 수 없어 현상고스트가 생길 수 있다. 본 실시예의 현상장치는 현상 후에 도너롤러(1)에 잔류되는 토너를 회수하기 위한 회수롤러(3)를 구비한다. 회수롤러(3)는 현상영역의 하류측에 설치된다. 일 예로서, 회수롤러(3)와 자기롤러(3)와의 간격은 자기롤러(3)와 도너롤러(1) 사이의 간격과 동일하게 할 수 있다. 전원공급기(30)는 회수롤러(3)에 도너롤러(1)로부터 토너를 회수하는 회수바이어스(V3)를 인가한다.

단지, 토너를 도너롤러(1)로부터 회수롤러(3)로 회수하는 경우라면 예를 들면, 토너가 부대전되는 경우에, 회수바이어스(V3)>현상바이어스(V2)>공급바이어스(V1)의 관계만 되면 된다. 토너가 정대전되는 경우에는 그 반대의 관계를 만족하면 된다. 하지만, 이 경우에는 회수된 토너가 회수롤러(3)에 지속적으로 부착되어, 회수롤러(3)와 회수바이어스(V3)에 의한 토너회수성능이 열화될 수 있다. 또, 회수롤러(3)에 부착된 토너가 도너롤러(1)로 재부착될 수도 있다.

본 실시예의 현상장치 및 현상방법은, 도너롤러(1)의 토너를 회수롤러(3)로 회수할 뿐 아니라 회수된 토너를 다시 자기롤러(2)로 이동시키는 것을 특징으로 한 다. 이를 위하여, 공급바이어스(V1), 현상바이어스(V2), 회수바이어스(V3)로서 각각 도 3에 도시된 바와 같이 최고전압(V1max, V2max, V3max), 중간전압(V1mid, V2mid, V3mid), 최저전압(V1min, V2min, V3min)을 갖는 트리-레벨 바이어스(tri-level bias)가 채용된다. 최저, 중간, 최고전압의 듀티는 동일하다. 듀티가 동일하다함은 최고전압(V1max, V2max, V3max), 중간전압(V1mid, V2mid, V3mid), 최저전압(V1min, V2min, V3min)이 인가되는 시간(ta)(tb)(tc)이 동일하다는 것을 의미한다. 또, 공급바이어스(V1), 현상바이어스(V2), 회수바이어스(V3)는 순서대로 120도씩 위상차가 난다. 도 3에 도시된 공급바이어스(V1), 현상바이어스(V2), 회수바이어스(V3)는 토너가 부대전된 경우의 예이다. 도 9에 도시된 공급바이어스(V1), 현상바이어스(V2), 회수바이어스(V3)는 토너가 정대전되는 경우의 예이다.

이제, 상술한 구성에 의한 작용효과를 설명한다. 이하의 설명은 토너가 부대전되는 경우이다.

자기롤러(2), 도너롤러(1), 회수롤러(3)는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 대면되어 있다. 본 실시예에서는 자기롤러(2)와 도너롤러(1)는 약간 이격되어 있으며, 회수롤러(3)는 도너롤러(1)와 접촉된다. 회수롤러(3)는 회수롤러(3)의 재질은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 다만, 회수롤러(3)가 도너롤러(1)에 접촉되는 경우에는, 회수롤러(3)의 표층은 탄성을 가진 고무층으로 된 것이 바람직하다.

자기롤러(2)와 도너롤러(1)가 대면된 공급영역에는 도 5에 도시된 바와 같이 공급바이어스(V1)와 현상바이어스(V2)에 의하여 공급전계가 형성된다. 현상바이어스(V2)는 공급바이어스(V1)보다 위상이 120도 늦다. 따라서, 도너롤러(1)와 자기 롤러(2)에는 시간(ta)동안에는 현상바이어스(V2)의 최고전압(V2max)과 공급바이어스(V1)의 최저전압(V1max)이, 시간(tb)동안에는 현상바이어스(V2)의 최저전압(V2min)과 공급바이어스(V1)의 중간전압(V1mid)이, 시간(tc)동안에는 현상바이어스(V2)의 중간전압(V2mid)과 공급바이어스(V1)의 최고전압(V1max)이 인가된다. 시간(ta)동안에 전계의 방향은 자기롤러(2)로부터 도너롤러(1)로 토너가 이동되는 방향이다. 시간(tb)(tc)동안에 전계의 방향은 토너가 도너롤러(1)로부터 자기롤러(2)로 이동되는 방향이다. 시간(ta)동안의 공급전계의 세기는 시간(tb)(tc)동안의 역전계의 세기보다 세기 때문에 전체적으로 토너는 자기롤러(2)로부터 도너롤러(1)로 이동된다. 도너롤러(1)의 표면에는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 균일한 토너층이 형성된다.

현상영역에는 현상바이어스(V2)와 화상수용체(10)의 화상부 및 비화상부의 전위에 의하여 형성되는 현상전계가 작용된다. 토너가 부대전되는 경우에 화상부의 전위는 비화상부의 전위보다 높다. 이 현상전계에 의하여 토너는 현상갭(G)을 가로질러 화상수용체(10)에 형성된 정전잠상의 화상부로 현상되어 화상수용체(10)에는 토너화상이 형성된다. 도너롤러(1)와 회수롤러(3)가 대면된 제1회수영역으로 향하는 도너롤러(1)의 표면의 토너층은 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 불균일하다.

제1회수영역에는 도 6에 도시된 바와 같이 현상바이어스(V2)와 회수바이어스(V3)에 의하여 토너를 도너롤러(1)로부터 회수롤러(3)로 이동시키는 제1회수전계가 형성된다. 회수바이어스(V3)는 현상바이어스(V2)보다 위상이 120도 늦다. 따라서, 도너롤러(1)와 회수롤러(3)에는 시간(ta)동안에는 현상바이어스(V2)의 최고전압 (V2max)과 회수바이어스(V3)의 중간전압(V3mid)이, 시간(tb)동안에는 현상바이어스(V2)의 최저전압(V2min)과 회수바이어스(V3)의 최고전압(V3max)이, 시간(tc)동안에는 현상바이어스(V2)의 중간전압(V2mid)과 회수바이어스(V3)의 최저전압(V3min)이 각각 인가된다. 시간(tb)동안에 전계의 방향은 도너롤러(1)로부터 회수롤러(3)로 토너가 이동되는 방향이다. 시간(ta)(tc)동안에 전계의 방향은 토너가 회수롤러(3)로부터 도너롤러(1)로 이동되는 방향이다. 시간(tb)동안의 제1회수전계의 세기는 시간(ta)(tc)동안의 역전계의 세기보다 세기 때문에 전체적으로 현상영역을 통과한 후에 도너롤러(1)에 잔류되는 토너는 도너롤러(1)로부터 회수롤러(3)로 이동된다. 따라서, 공급영역으로 향하는 도너롤러(1)의 표면의 토너는 거의 완전히 회수롤러(3)로 회수되거나 또는 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 도너롤러(1)의 표면에 토너가 남아있더라도 그 두께가 매우 얇고 균일하게 된다. 따라서, 공급영역에서 다시 토너가 도너롤러(1)로 공급되면 도너롤러(1)의 표면에는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 균일한 토너층이 형성되어, 다음 번 현상과정에서 현상고스트가 발생되지 않는다. 회수롤러(3)와 도너롤러(1)가 이격되어 있으면, 제1회수영역에서 토너가 비산되어 공급영역으로 이동되는 도너롤러(1)의 표면이 재오염될 수 있다. 회수롤러(3)를 도너롤러(1)에 접촉시킴으로써 제1회수영역에서의 토너의 비산을 방지하여 회수성능을 향상시킬 수 있다.

회수롤러(3)와 자기롤러(2)가 대면된 제2회수영역에는 도 7에 도시된 바와 같이 회수바이어스(V3)와 공급바이어스(V1)에 의하여 토너를 회수롤러(3)로부터 자기롤러(2)로 이동시키는 제2회수전계가 형성된다. 공급바이어스(V1)는 회수바이어 스(V3)보다 위상이 120도 늦다. 따라서, 회수롤러(3)와 자기롤러(2)에는 시간(ta)동안에는 회수바이어스(V3)의 중간전압(V3mid)과 공급바이어스(V1)의 최저전압(V1min)이, 시간(tb)동안에는 회수바이어스(V3)의 최고전압(V3max)과 공급바이어스(V1)의 중간전압(V1mid)이, 시간(tc)동안에는 회수바이어스(V3)의 최저전압(V3min)과 공급바이어스(V1)의 최고전압(V1max)이 각각 인가된다. 시간(tc)동안에 전계의 방향은 회수롤러(3)로부터 자기롤러(2)로 토너가 이동되는 방향이다. 시간(ta)(tb)동안에 전계의 방향은 토너가 자기롤러(2)로부터 회수롤러(3)로 이동되는 방향이다. 시간(tc)동안에 제2회수전계의 세기는 시간(ta)(tb)동안의 역전계의 세기보다 세기 때문에 전체적으로 토너는 회수롤러(3)로부터 자기롤러(2)로 이동된다. 따라서, 회수롤러(3)는 깨끗한 상태에서 도너롤러(1)로부터 토너를 회수할 수 있기 때문에 회수성능을 높일 수 있으며, 회수된 토너가 도너롤러(1)를 재부착되는 것을 방지할 수 있다.

회수롤러(3)는 도너롤러(1)에 대하여 순방향으로 회전되는 것이 바람직하다. 순방향이라 함은, 도너롤러(1)와 회수롤러(3)가 대면된 영역에서 회수롤러(3)의 표면의 이동방향이 도너롤러(1)의 표면의 이동방향과 동일한 것을 의미한다. 회수롤러(3)가 도너롤러(1)에 대하여 역방향으로 회전되면, 회수된 토너가 다시 제1회수영역을 통과한 도너롤러(1)의 표면에 부착될 위험이 있다.

도 5를 보면, 공급영역에서 시간(tb)(tc)동안에 전계의 방향은 토너가 도너롤러(1)로부터 자기롤러(2)로 이동되는 방향이다. 또, 도 6을 보면, 제1회수영역에서 시간(ta)(tc)동안에 전계의 방향은 토너가 회수롤러(3)로부터 도너롤러(1)로 이 동되는 방향이다. 또, 도 7을 보면, 제2회수영역에서 시간(ta)(tb)동안에 전계의 방향은 토너가 자기롤러(2)로부터 회수롤러(3)로 이동되는 방향이다. 공급영역, 제1, 제2회수영역에는 토너를 원하는 방향의 반대방향으로 이동시키는 역전계가 형성되는 시간이 존재한다.

토너는 역전계의 전위차가 역치전위차보다 작으면 이동되지 않는다. 또, 역전계의 전위차가 역치전위차보다 크더라도 그 차이가 매우 작으면 토너의 역전계에 의한 토너의 이동량이 매우 작다. 역치전위차는 토너의 대전량, 질량, 각 롤러의 저항과 유전율 등의 요인에 의하여 결정된다. 공급바이어스(V1), 현상바이어스(V2), 회수바이어스(V3)의 최고전압(V1max, V2max, V3max), 중간전압(V1mid, V2mid, V3mid), 최저전압(V1min, V2min, V3min)을 결정할 때에, 바람직하게는 역전계의 전위차와 역치전위차와의 차이가 가급적 작게, 더욱 바람직하게는 역전계의 전위차가 역치전위차보다 작게 되도록 설정하면, 역전계가 형성되는 시간동안에는 토너의 이동량을 줄이거나 역극성으로 대전된 토너를 제외하고는 토너가 전혀 이동되지 않는다. 따라서, 공급영역, 제1, 제2회수영역에서 토너를 효과적으로 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

일 실시예로서, 공급바이어스(V1), 현상바이어스(V2), 회수바이어스(V3)로서 자기롤러(2), 도너롤러(1), 회수롤러(3)에 최고전압과 최저전압의 전위차 1.2KV, 주파수 2.0KHz, 최저전압과 중간전압의 전위차 0.6KV인 바이어스를 순서대로 120도 위상차가 되도록 변환한 후에 인가한다. 이와 같이, 위상 만이 다른 바이어스를 공통으로 채용하면, 단일 전원을 위상만 변환시키면 되기 때문에 전원공급기(30)의 가격을 낮출 수 있다.

상술한 실시예에서는 단색의 현상장치 및 이를 위한 현상방법에 설명하지만 본 발명의 현상장치 및 현상방법은 탠덤구성을 가지는 싱글패스방식 칼라현상장치, 하나의 화상수용체를 여러 번 현상하고 중간전사체에 순차적으로 전사하는 멀티패스방식 칼라현상장치에도 적용된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드방식 현상장치 및 현상방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 현상 후에 도너롤러에 잔류되는 토너를 회수롤러로 회수하고 회수된 토너를 자기롤러로 이동시킴으로써 현상 고스트를 방지할 수 있으며, 연속인쇄시에도 안정적인 인쇄품질을 구현할 수 있다.

둘째, 회수롤러를 도너롤러와 접촉시킴으로써 토너 비산에 의한 회수성능의 열화를 방지할 수 있다.

셋째, 회수롤러를 도너롤러에 대하여 순방향으로 회전시킴으로써 회수된 토너가 제1회수영역을 통과한 도너롤러의 표면에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 최저, 중간, 최고의 3개의 전압레벨을 동일하게 함으로써 전원공급기의 가격을 낮출 수 있다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

자기롤러의 외주에 형성된 비자성 토너와 자성 캐리어의 자기 브러쉬로부터 토너만을 도너롤러로 공급하고, 이 토너를 화상수용체로 현상시키는 하이브리드방식 현상장치에 있어서,

상기 도너롤러와 상기 화상수용체가 대면된 현상영역의 하류측에 상기 도너롤러 및 상기 자기롤러와 대면되게 위치되는 회수롤러;

상기 자기롤러, 도너롤러, 회수롤러에 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스를 각각 인가하는 전원공급기;를 포함하며,

상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스는 최저, 중간, 최고의 3개의 전압의 듀티가 동일한 트리-레벨 바이어스이며, 상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스는 순서대로 120도씩 위상차가 나는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상장치.
제1항에 있어서,

상기 회수롤러는 상기 도너롤러와 접촉되는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상장치.
제1항에 있어서,

상기 회수롤러는 상기 도너롤러에 대하여 순방향으로 회전되는 것을 특징으 로 하는 하이브리드방식 현상장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 최저, 중간, 최고전압은 동일한 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상장치.
화상수용체와 대면된 도너롤러와, 자기력에 의하여 외주에 비자성 토너와 자성 캐리어의 자기 브러쉬를 형성하는 것으로서 상기 도너롤러와 상기 화상수용체가 대면된 현상영역의 상류측에 위치되는 자기롤러와, 상기 현상영역의 하류측에 상기 도너롤러 및 자기롤러와 대면되게 위치되는 회수롤러를 제공하는 단계;

상기 자기롤러, 도너롤러, 회수롤러에 각각 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스를 인가하여, 상기 자기롤러와 상기 도너롤러가 대면된 공급영역에 토너를 상기 자기롤러로부터 상기 현상롤러로 이동시키는 공급전계, 상기 현상영역에 토너를 상기 도너롤러로부터 상기 화상수용체의 정전잠상으로 현상시키는 현상전계, 상기 도너롤러와 상기 회수롤러가 대면된 제1회수영역에 토너를 상기 도너롤러로부터 상기 회수롤러로 이동시키는 제1회수전계, 상기 회수롤러와 상기 자기롤러가 대면된 제2회수영역에 토너를 상기 회수롤러로부터 상기 자기롤러로 이동시키는 제2회수전계를 각각 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리즈방식 현상방법.
제5항에 있어서,

상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스는 최저, 중간, 최고전압의 듀티가 동일한 트리-레벨 바이어스이며, 그 위상은 120도씩 차이가 나는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
제6항에 있어서,

상기 회수롤러는 상기 도너롤러와 접촉되는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
제6항에 있어서,

상기 회수롤러는 상기 도너롤러에 대하여 순방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 최저, 중간, 최고전압은 동일한 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
화상수용체와 대면된 도너롤러와, 자기력에 의하여 외주에 비자성 토너와 자성 캐리어의 자기 브러쉬를 형성하는 것으로서 상기 도너롤러와 상기 화상수용체가 대면된 현상영역의 상류측에 상기 도너롤러와 대면되게 위치되는 자기롤러와, 상기 현상영역의 하류측에 위치되는 회수롤러를 구비하는 하이브리드방식 현상장치의 현상방법으로서,

상기 회수롤러를 상기 도너롤러 및 자기롤러와 대면되게 배치하고, 상기 자기롤러로부터 상기 도너롤러로 공급된 토너 중에서 상기 현상영역을 통과한 후에 상기 도너롤러에 잔류되는 토너를 상기 회수롤러를 거쳐 상기 자기롤러로 회수하는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
제10항에 있어서,

상기 도너롤러에 토너를 상기 화상수용체의 정전잠상으로 현상시키기 위하여 최저, 중간, 최고전압의 듀티가 동일한 트리-레벨 바이어스 형태의 현상바이어스를 인가하고,

상기 자기롤러에 최저, 중간, 최고전압의 듀티가 동일하고 그 위상이 상기 현상바이어스보다 120도 선행되는 트리-레벨 바이어스 형태의 공급바이어스를 인가하고,

상기 회수롤러에 최저, 중간, 최고전압의 듀티가 동일하고 그 위상이 상기 현상바이어스보다 120도 늦은 트리-레벨 바이어스 형태의 회수바이어스를 인가하는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
제11항에 있어서,

상기 회수롤러는 상기 도너롤러와 접촉되어 상기 도너롤러에 대하여 순방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
제12항에 있어서,

상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 최저, 중간, 최고전압은 동일한 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공급전계, 제1회수전계, 제2회수전계와 전계의 방향이 반대인 역전계의 전위차가 상기 공급영역, 제1회수영역, 제2회수영역에서 토너의 이동이 시작되는 역치전위차 이하가 되도록 상기 공급바이어스, 현상바이어스, 회수바이어스의 최저, 중간, 최고전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드방식 현상방법.