KR101383952B1

KR101383952B1 - 대전 장치

Info

Publication number: KR101383952B1
Application number: KR1020110018025A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 기다까
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2014-04-10
Also published as: US20130164036A1; EP2947514A1; EP2369420B1; CN102193386B; US20110222899A1; US8521054B2; KR20110102175A; CN103399473A; EP2369420A1; JP5713721B2; JP2011209698A; CN102193386A; JP2015096972A; US8682222B2

Abstract

본 발명은 장시간에 걸쳐 사용하더라도, 대전기 셔터 상에 부착된 방전 생성물에 기인하는 감광 부재의 열화 및 전자 사진 화상에의 화상 삭제 현상의 발생을 억제할 수 있는 대전 장치를 제공한다. 상기 대전 장치는, 화상을 담지하는 화상 담지 부재, 상기 화상 담지 부재를 대전하는 대전 부재, 및 상기 화상 담지 부재로부터 상기 대전 부재를 차폐하는 차폐 부재를 포함하며, 상기 차폐 부재는 특정한 재료를 포함한다.

Description

대전 장치{CHARGING DEVICE}

본 발명은 전자 사진 방식을 사용한 화상 형성 장치에 사용되는 대전 장치에 관한 것이다.

일본특허출원공개 제2007-072212호 공보는, 대전기 셔터에 광촉매 물질을 함유시키고, 광촉매 반응을 발생시키는 광을 방전 생성물이 부착된 대전기 셔터에 조사하여, 방전 생성물을 분해함으로써, 대전기 셔터 상의 방전 생성물의 부착량의 증가를 억제하는 기술을 개시한다. 일본특허출원공개 평07-104564호 공보는, 대전기 셔터에 니켈(Ni)을 2 내지 20중량％ 이상 함유하는 스테인리스강을 사용하는 대전기 셔터를 개시하고, 대전기 셔터는 이에 의해, 방전 생성물인 질산 또는 질산(nitrate) 이온과 Ni을 결합하여 금속염을 형성하고, 스테인리스강은 질산에 대하여 부동태(passive state)를 형성시키며, 방전 생성물이 대전기 셔터에 부착될 때에 화상 삭제(deletion) 현상을 개선할 수 있다는 것을 기재한다.

그러나, 일본특허출원공개 제2007-072212호 공보 따른 구성에서는, 광촉매 반응을 발생시키는 광을 방전 생성물이 부착된 대전기 셔터에 조사하고, 따라서 대전기에는 대전기 셔터를 코로나 대전기 아래로부터 후퇴시키는 공간이 필요하고, 내부에 광촉매 물질을 여기시키는 파장 성분을 갖은 광원을 설치할 필요가 있다. 통상, 부 주사 방향으로 판 형상의 대전기 셔터를 이동하는 경우, 코로나 대전기의 상류측에는 전노광(제전 부재) 영역이 있고, 하류측에는 화상 노광 영역이 있다. 그로 인해, 이들 영역을 피하면서 철수 공간 및 광원을 구성하기 위해서, 장치의 배치가 복잡하여, 비용 상승을 초래할 수 있다.

일본특허출원공개 평07-104564호 공보에 따른 구성에서는, 부동태화된 니켈은 질산 또는 질산 이온과 금속염을 형성하기 어렵기 때문에, 대전기 셔터 상에 생성된 질산은 서서히 금속염으로 변환되기 어려워진다.

본 발명자들의 검토에 따르면, 일본특허출원공개 평07-104564호 공보에 따른 대전기 셔터에서는, 대전기 셔터 표면 상에 금속염으로 변환되지 않은 질산이 장시간 잔류하고, 질산이 감광 부재로 이행하거나, 또는 화상 삭제를 초래하여, 방전 생성물에 기인하는 전자 사진 화상에서의 화상 삭제 현상의 발생이라는 문제점의 개선 효과가 충분히는 얻어지지 않는 경우가 있었다.

그런 이유로, 본 발명은 대전기 셔터 상에 부착된 방전 생성물이 감광 부재에 부여하는 영향을 장시간 억제할 수 있고, 그 결과로서, 감광 부재의 열화 및 전자 사진 화상의 화상 삭제 현상의 발생을 장시간에 걸쳐 억제할 수 있는 대전 장치를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 화상을 담지하는 화상 담지 부재, 상기 화상 담지 부재를 대전하는 대전 부재 및 상기 화상 담지 부재와 상기 대전 부재 사이를 차폐하는 차폐 부재를 포함하며, 상기 차폐 부재는 공정 수분율(official moisture regain)이 2.0％ 이상 15.0％ 이하의 섬유를 포함하는 대전 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 화상을 담지하는 화상 담지 부재, 상기 화상 담지 부재를 대전하는 대전 부재 및 상기 화상 담지 부재와 상기 대전 부재 사이를 차폐하는 차폐 부재를 포함하며, 상기 차폐 부재는 하기 (i) 내지 (iv), 즉, (i) 질산 이온과 결합하여 금속염을 생성할 수 있는 금속 또는 합금, (ii) 금속 수산화물, (iii) 금속 황화물 및 (iv) 인 또는 포스페이트 에스테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 재료를 포함하는 대전 장치가 제공된다.

본 발명은 장시간에 걸쳐 사용하여도, 대전기 셔터 상에 부착된 방전 생성물이 감광 부재로 이행하는 것을 방지할 수 있고, 감광 부재의 열화 및 화상 삭제 현상의 발생을 저감 또는 방지할 수 있는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 추가 특징은 첨부된 도면을 참조하여 하기 실시예에 관한 기재로부터 명백해질 것이다.

도 1은 실험예 1에 따른 대전기 셔터 재질의 공정 수분율과 방전 생성물 유래의 이온량의 관계를 나타내는 그래프.
도 2는 화상 형성 장치의 개략 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 대전기 셔터의 개방 상태를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 대전기 셔터의 폐쇄 상태를 도시하는 도면.
도 5는 대전기 셔터의 개방/폐쇄 기구의 설명도.
도 6은 권취 장치의 개략 단면도.
도 7은 권취 장치를 가이드 부재에 세트한 상태를 도시하는 개략 사시도.
도 8a 및 도 8b는 셔터 고정 부재의 상태를 도시하는 도면.
도 9는 대전기의 위치 결정 부재를 도시하는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 대전 장치의 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면에 따라서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 대전 장치를 이하 상세히 설명한다.

본 발명의 일 형태에 따른 대전 장치는, 화상을 담지하는 화상 담지 부재와 상기 화상 담지 부재를 대전하는 대전 부재 사이에, 차폐 부재로서 대전기 셔터를 갖는다. 대전기 셔터는 공정 수분율이 2.0％ 이상 15.0％ 이하의 섬유를 포함한다. 공정 수분율은 일본공업규격(JIS) L 0105:2006(섬유 제품의 물리 시험 방법 통칙)의 규정에 기초한다.

방전 생성물인 질소 산화물(NOx), 특히 이산화질소(NO₂) 및 오산화이질소(N₂O₅)는 물에 용해되기 쉽다. 대전기 셔터에 공정 수분율이 2.0％ 이상 15.0％ 이하의 섬유를 함유시킴으로써, 대전기 셔터가 포함하는 수분의 양은 증가한다. 그 결과, 질소 산화물(NOx)은 대전기 셔터의 표면뿐만 아니라 내부에 침투한 수분과도 반응하여 질산을 생성한다. 그 결과, 대전기 셔터의 표면에 생성되는 질산의 양이 감소하고, 감광 부재로 이행되는 질산의 양을 저감할 수 있다고 생각된다.

또한, 공정 수분율이 15.0％ 이하의 섬유는 내부의 수분량이 증가하는 경우에도 팽윤 및 변형이 적다. 대전기 셔터에 상기 공정 수분율을 갖는 섬유를 포함시킴으로써, 대전기 셔터의 표면적이 증가한다. 그 결과, 수분 흡착량이 증가하고, 동시에 대전기 셔터의 질소 산화물(NOx)과의 접촉 면적도 증가한다. 그로 인해, 상기 섬유는 대전기 셔터 내부에서의 질산의 생성을 장시간에 걸쳐 지속시킬 수 있다.

공정 수분율이 2.0％ 이상 15.0％ 이하의 섬유로서 셀룰로오스를 사용할 수 있다. 셀룰로오스는 높은 흡습성 및 다공질 구조를 갖는다. 즉, 셀룰로오스는, 표면뿐만 아니라 내부에도 수분을 함유하고, 셀룰로오스 내의 수분은 질소 산화물(NOx)과 반응하여, 셀룰로오스의 내부에서도 질산을 생성하기 쉽다. 그로 인해, 셀룰로오스를 포함하는 대전기 셔터에서는, 방전 생성물의 흡착 작용이 장시간에 걸쳐 지속된다.

또한, 셀룰로오스는 화학적인 안정성이 다른 합성 수지와 비교해서 상대적으로 낮다. 구체적으로는, 셀룰로오스는 다른 합성 수지에 비해 상대적으로 내산성이 약하고, 질산에 용해하기 쉽다. 그로 인해, 셀룰로오스를 포함하는 대전기 셔터에서는 대전기 셔터 상에 생성된 질산이 셀룰로오스의 분해에 소비되고, 따라서 대전기 셔터 상에 잔류하는 질산의 양이 적어지는 것으로 생각된다. 이들 작용의 중첩 효과에 의해, 본 형태에 따른 대전기 셔터는 본 발명에 따른 효과를 발휘하는 것으로 생각된다.

본 발명에 따른 셀룰로오스 중에서도, 특히 면, 아세테이트 섬유 및 비스코스 레이온을 사용할 수 있다. 이들 성분은 내부의 수분량이 증가하여도 팽윤 및 변형하기 어렵고, 또한 그 강도도 변화하기 어렵기 때문에, 결과적으로 대전기 셔터의 차폐 영역을 장시간에 걸쳐 안정시킬 수 있다.

이어서, 본 발명의 다른 형태에 따른 대전 장치는, 화상을 담지하는 화상 담지 부재, 상기 화상 담지 부재를 대전하는 대전 부재 및 상기 화상 담지 부재로부터 상기 대전 부재를 차폐하는 차폐 부재로서, 하기 (i) 내지 (iv), 즉,

(i) 질산 이온과 결합하여 금속염을 생성할 수 있는 금속 또는 합금,

(ii) 금속 수산화물,

(iii) 금속 황화물 및

(iv) 인 또는 포스페이트 에스테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 재료를 포함하는 대전기 셔터를 갖는다.

이하, 순서대로 물질을 설명한다.

(i) 질산 이온과 결합하여 금속염을 생성할 수 있는 금속 또는 합금을 포함하는 대전기 셔터의 표면에 생성된 질산은, 바로 금속 또는 합금과 결합하여 금속염이 생성된다. 그로 인해, 질산은 대전기 셔터의 표면에서 질산의 형태로 장시간 잔류하기 어렵다. 이로 인해, 대전기 셔터는 질산의 감광 부재에의 이행 및 이행에 기인하는 전자 사진 화상에서의 화상 삭제의 발생을 장시간에 걸쳐 유효하게 억제할 수 있다고 생각된다.

질산 이온과 결합하여 금속염을 생성할 수 있는 상기 금속 또는 합금의 구체예로는, 알루미늄, 아연, 주석, 납, 구리, 황동 및 청동을 들 수 있다.

질산과 결합하여 금속염을 생성할 수 있는 금속 중에는, 질산에 대하여 부동태를 형성하는 일부 금속이 있다. 이러한 금속으로는, 철, 니켈, 알루미늄 및 크롬을 들 수 있다. 이러한 금속은 질산에 실질적으로 용해되지 않고, 이 금속은 상술한 (i)에 따른 금속 또는 합금으로서는 기본적으로는 부적당한 것으로 인식되어 있다.

그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 알루미늄은 부동태를 형성하는 상술한 금속 중에서도, 특히 고습도 환경에서는 부동태를 형성하기 어렵고, 장시간에 걸쳐 질산과 반응함으로써 금속염을 생성할 수 있는 것으로 판명되었다. 부동태화는, 농축 질산과 알루미늄이 반응하여 생성된 질산 알루미늄이 그 표면에 부동태를 형성하고, 그 부동태가 농축 질산에 녹지 않기 때문에 새로운 표면이 나타나지 않고 용융이 멈추는 상태를 의미한다. 질산 알루미늄은 물에 매우 잘 용해되는 물질이고, 따라서 고습도 환경에서는 공기 중으로부터 공급되는 수분이 항상 개재되기 때문에 부동태를 형성하기 어려운 상태가 되며, 물에 용해된다고 생각된다. 또한, 부동태를 형성하는 다른 금속(철, 니켈 및 크롬)도 고습도의 환경에서는 비교적 부동태를 형성하기 어려운 상태가 되지만, 알루미늄은 그 경향이 특히 현저하다. 그 때문에, 알루미늄은 본 발명의 상기 (i)에 따른 금속에 포함된다.

(ii) 금속 수산화물은 일반적으로 물에 용해되기 어렵지만 질산에는 용해한다. 구체적으로, 대전기 셔터에 포함되는 금속 수산화물은, 고습도 환경에서 공기 중으로부터 공급되는 수분에 의해서도 산화되기 어렵기 때문에, 질산과의 반응성이 장시간에 걸쳐서 유지된다. 즉, 대전기 셔터 중의 금속 수산화물은, 대전기 셔터 상에 생성된 질산과 반응하여 장시간에 걸쳐 금속염을 생성할 수 있다. 그로 인해, 금속 수산화물을 포함하는 대전기 셔터는 방전 생성물인 질산의 감광 부재에의 이행을 장시간에 걸쳐 효과적으로 억제할 수 있다고 생각된다.

금속 수산화물로서 특히 적합한 재료로는, 수산화알루미늄, 수산화아연, 수산화주석, 수산화납 및 수산화구리를 들 수 있다. 이들 금속 수산화물은 질산과 보다 효율적으로 반응하여 금속염을 생성한다. 이것은, 상기 금속 수산화물이 상기한 성질을 가지며, 또한 질산 이온과 결합하여 금속염을 형성하기 쉬운 금속 조성을 갖기 때문이라고 생각된다. 즉, 상기 금속 수산화물을 포함하는 대전기 셔터는, 대전기 셔터 상에 생성된 질산을 보다 효율적으로 금속염으로 변환할 수 있다. 그로 인해, 대전기 셔터는 질산이 감광 부재에 부여하는 영향을 보다 완화할 수 있다.

(iii) 금속 황화물은 일반적으로 물에 용해하기 어렵지만 질산에는 용해한다. 구체적으로, 대전기 셔터에 포함되는 금속 황화물은, 고습도 환경에서 공기 중으로부터 공급되는 수분에 의해서도 산화되기 어렵기 때문에, 질산과의 반응성이 장시간에 걸쳐 유지된다. 즉, 대전기 셔터 중의 금속 황화물은 대전기 셔터 상에 생성된 질산과 반응하여 장시간에 걸쳐 금속염을 생성할 수 있다. 그로 인해, 금속 황화물을 포함하는 대전기 셔터는 질산의 감광 부재에의 이행을 장시간에 걸쳐 효과적으로 억제할 수 있다고 생각된다.

금속 황화물로서 특히 적합한 재료로서는, 황화알루미늄, 황화아연, 황화주석, 황화납 및 황화구리를 들 수 있다.

상기 금속 황화물 중에서, 황화아연, 황화주석, 황화납 및 황화구리는, 질산과 보다 효율적으로 반응하여 금속염을 생성한다. 이들의 금속 황화물은 상기한 금속 황화물로서의 성질을 가지며, 또한 질산 이온과 결합하여 금속염을 용이하게 생성할 수 있기 때문이라고 생각된다. 즉, 상기의 금속 황화물을 포함하는 대전기 셔터는 대전기 셔터 상에 생성된 질산을 보다 효율적으로 금속염으로 변환시킬 수 있다.

한편, 상기 금속 황화물 중에서, 황화알루미늄은 금속 황화물의 일반적인 성질과 상이한 성질을 가지며, 고습도의 환경에서 가수분해함으로써, 수산화알루미늄으로 변화한다. 그 결과, 대전기 셔터는 상기 (ii)에서 설명한 금속 수산화물과 같은 이유에 의해, 감광 부재에 대해 질산이 부여하는 다양한 영향을 완화할 수 있는 것으로 생각된다.

(iv) 인 또는 포스페이트 에스테르는, 질산과 반응하여 인산, 폴리메타인산 등을 생성하는 것으로 생각된다. 그로 인해, 이들 재료를 포함하는 대전기 셔터에 서는, 분자쇄와의 탈수 반응에 의해 물이 발생하고, 질소 산화물(NOx)이 대전기 셔터의 표면뿐만 아니라 대전기 셔터의 내부까지 침투해서 질산을 생성한다고 생각된다. 그 결과, 장시간에 걸쳐 질산을 흡수하는 능력이 지속되고, 질산이 감광 부재에 부여하는 다양한 영향을 완화할 수 있는 것으로 생각된다. 상기 인으로서는 특히 질산과의 반응성이 높은 적인을 사용할 수 있다.

(화상 형성 장치의 전체 구성)

이어서, 본 발명에 따른 화상 형성 장치로서 전자 사진 방식을 채용한 레이저 빔 프린터를 예로서 전체 구성을 도 2를 참조하여 이하에 설명한다. 그 후, 대전 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 감광 부재(화상 담지 부재)(1)의 주위에, 그 회전 방향(화살표 R1 방향)에 따라서 순서대로, 대전 장치(2), 노광 장치(3), 전위 측정 장치(7), 현상 장치(4), 전사 장치(5), 클리닝 장치(8) 및 광 제전 장치(9)가 배치된다. 또한, 기록재(P)가 반송되는 방향으로 전사 장치(5)의 하류측에 정착 장치(6)가 배치된다. 이어서, 화상 형성에 관여하는 개개의 화상 형성 장치에 대해서 순서대로 상세하게 설명한다.

(감광 부재)

화상 담지 부재로서 감광 부재(1)는 부 대전성의 유기 광반도체인 감광층을 갖은 원통 형상(드럼형) 전자 사진 감광 부재이다. 감광 부재(1)의 직경이 84mm이며, 중심축(도시하지 않음)을 중심으로 500mm/sec의 프로세스 속도(주속도)로 화살표 R1의 방향으로 회전 구동된다.

(대전 장치)

대전 장치(2)는 방전 와이어(2h), 방전 와이어를 둘러싸도록 설치된 U자 형상의 도전성 실드(2b), 및 실드(2b)의 개구부에 설치된 그리드 전극(2a)을 갖는 스코로트론 타입의 코로나 대전기이다. 또한, 사용되는 코로나 대전기는 화상 형성의 고속화에 대응하도록, 2개의 방전 와이어(2h)를 포함하며, 또한 고속화에 대응하기 위해서 실드(2b)가 2개의 방전 와이어(2h)를 서로 차단하도록 설치된 구획을 포함한다. 코로나 대전기(2)는 감광 부재(1)의 모선에 따라 설치되고, 코로나 대전기(2)의 길이 방향은 감광 부재(1)의 축 방향과 평행하다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 그리드 전극(2a)은 감광 부재의 둘레면을 따라서 그 가로 방향(감광 부재의 이동 방향)의 중앙부가 양단부보다도 감광 부재로부터 이격되도록 설치된다. 따라서, 코로나 대전기(2)를 종래 화상 형성 장치보다도 감광 부재(1)에 근접하게 설치할 수 있고, 대전 효율을 향상시킬 수 있다. 코로나 대전기(2)는 대전 바이어스를 인가하는 대전 바이어스 인가 전원(S1)에 접속되고, 인가 전원(S1)으로부터 인가된 대전 바이어스에 의해, 감광 부재(1)의 표면을 대전 위치 (a)에서 부 극성의 전위로 균일하게 대전하는 기능을 포함한다.

구체적으로는, DC 전압의 대전 바이어스가 방전 와이어(2h) 및 그리드 전극(2a)에 인가되도록 구성된다. 또한, 본 예의 코로나 대전기(2)에는 대전에 의해 발생하는 방전 생성물이 감광 부재(1)에 부착되는 것을 방지하기 위한 대전기 셔터가 설치된다. 이 대전기 셔터의 구성에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

(노광 장치)

노광 장치(3)는 코로나 대전기(2)에 의해 대전된 감광 부재(1)에 레이저광(L)을 조사하는 반도체 레이저를 구비한 레이저 빔 스캐너이다. 이 레이저광(L)에 대전 처리된 감광 부재(1) 표면을 노광 위치 (b)에서 주 주사 방향을 따라서 노광한다.

감광 부재(1)가 회전하는 사이에 주 주사 방향에 따른 노광을 반복함으로써, 감광 부재(1)의 대전된 표면 외에 레이저광(L)이 조사된 부분의 전위가 저하하고, 화상 정보에 대응하는 정전 잠상이 형성된다. 여기서, 주 주사 방향은 감광 부재(1)의 모선에 평행한 방향을 의미하며, 부 주사 방향은 감광 부재(1)의 회전 방향에 평행한 방향을 의미한다.

(현상 장치)

현상 장치(4)는 대전 장치(2)와 노광 장치(3)에 의해 감광 부재(1) 상에 형성된 정전 잠상에 현상제(토너)를 부착시킴으로써 가시상화한다. 현상 장치(4)는 2성분 자기 브러시 현상 방식 및 반전 현상 방식을 채용한다.

현상 용기(4a) 및 비자성 현상 슬리브(4b)가 도시되며, 현상 슬리브(4b)는 그 외주면의 일부를 외부에 노출시켜서 현상 용기(4a) 내에서 회전식으로 배치된다. 내부에 비회전식으로 고정되고 현상 슬리브(4b) 내에 삽입된 마그네트 롤러(4c), 현상제 코팅 블레이드(4d), 현상 용기(4a)에 수용된 2성분 현상제(4e), 현상 용기(4a) 내의 저부측에 배치된 현상제 교반 부재(4f), 및 내부에 보급용 토너를 수용하는 토너 호퍼(4g)가 설치된다.

현상 슬리브(4b)는 현상부(c)에서 감광 부재(1)의 진행 방향과는 역 방향(화살표 R4 방향)으로 회전 구동된다. 이 현상 슬리브(4b)의 외주면에서 현상 슬리브(4b) 내의 마그네트 롤러(4c)의 자력에 의해 현상 용기(4a) 내의 2성분 현상제(4e)의 일부가 자기 브러시층으로서 흡착 및 유지되고, 현상 슬리브(4b)의 회전에 수반하여 회전 반송되고, 현상제 코팅 블레이드(4d)에 의해 소정의 박층으로 조정되며, 현상부(c)에서 감광 부재(1)의 표면에 접촉하며, 감광 부재(1)의 표면을 적절하게 마찰한다.

현상 슬리브(4b)에는 현상 바이어스 인가 전원(S2)이 접속된다. 이어서, 현상 슬리브(4b) 표면에 담지된 현상제 중의 토너는 현상 바이어스 인가 전원(S2)에 의해 인가된 현상 바이어스에 의해 발생된 전계에 의해, 감광 부재(1) 상의 정전 잠상에 대응하는 위치에 선택적으로 부착된다. 이렇게 해서, 현상제 중 토너는 회전하는 현상 슬리브(4b)의 표면에 박층 형태로 코팅되고, 현상부(c)에 반송되며, 현상 바이어스에 의한 전계에 의해 감광 부재(1) 표면에 정전 잠상에 대응하도록 선택적으로 부착된다. 이어서, 정전 잠상은 토너 화상으로서 현상된다. 본 예의 경우, 감광 부재(1) 표면의 노광 후의 광부(light portion)에 토너가 부착되고, 정전 잠상이 반전 현상된다.

(전사 장치)

전사 장치(전사 롤러)(5)는 감광 부재(1) 표면에 소정의 가압력으로 압접되고, 그 압접 닙부가 전사부(d)가 된다. 전사부(d)에는, 급지 카세트로부터 소정의 제어 타이밍에 기록재(P)(예를 들어, 종이 또는 투명 필름)이 급송된다.

전사부(d)에 급송되는 기록재(P)는 감광 부재(1)와 화살표 R5 방향으로 회전하는 전사 롤러(5) 사이에 개재되고 반송되면서, 감광 부재(1) 상의 토너 화상이 기록재(P)에 전사된다. 이때, 전사 롤러(5)에는, 전사 바이어스 인가 전원(S3)으로부터 토너의 정규 대전 극성(부 극성)에 대해 역 극성의 전사 바이어스(본 예에서 +2kV)가 인가된다.

(정착 장치)

정착 장치(6)는 가압 롤러(6a)와 정착 롤러(6b)를 갖는다. 전사 장치에 의해 토너 화상이 전사된 기록재(P)는 정착 장치(6)에 반송되고, 가압 롤러(6a)와 정착 롤러(6b) 사이에 가열 및 가압된다. 이어서, 기록재(P) 표면에 토너 화상이 정착된다. 정착 처리된 기록재(P)는 그 후 장치 외부로 배출된다.

(클리닝 장치)

클리닝 장치(8)는 클리닝 블레이드를 갖는다. 전사 장치에 의해 기록재(P)에 토너 화상이 전사된 후, 감광 부재(1) 표면에 잔류하는 비전사 토너는 클리닝 블레이드(8)에 의해 제거된다.

(광 제전 장치)

광 제전 장치(9)는 제전 노광 램프를 갖는다. 클리닝 장치(8)에 의해 클리닝 처리된 감광 부재(1)의 표면에 잔류하는 전하는, 제전 노광 램프(9)로부터 방출된 광을 조사함으로써 제거된다.

이상 설명한 바와 같이, 각 화상 형성 기기에 의한 일련의 화상 형성 프로세스를 종료하고, 다음 화상 형성 동작을 준비한다.

(대전 장치의 상세 구성)

다음에, 본 발명에 따른 대전 장치의 구성에 대해서 이하 상세하게 설명한다.

(대전기 셔터)

이하, 코로나 대전기(2)의 개구(opening)를 개폐하는 시트 형상 부재로서 기능하는 대전기 셔터(10)에 대해서 설명한다. 도 3 및 도 4는 각각 대전기 셔터(10)의 개방 상태 및 폐쇄 상태를 나타낸다. 코로나 대전기(2)의 개구는 실드에 형성된 개구를 가리키고, 코로나 대전기(2)에 의해 대전된 영역(도 3의 W)에 대응한다. 따라서, 코로나 대전기에 의해 대전된 영역 W는 감광 부재(1)가 대전될 수 있는 영역과 거의 일치한다.

도 3은 시트 형상 부재로서 기능하는 대전기 셔터(10)가 X 방향(개방 방향)으로 이동하도록 권취된 것에 의해 개방된 상태를 나타낸다. 도 4는 시트 형상 부재로서 기능하는 대전기 셔터(10)가 Y 방향(폐쇄 방향)으로 이동하도록 인장된 것에 의해 폐쇄된 상태를 나타낸다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 코로나 대전기(2)의 개구를 개폐하는 대전기 셔터(10)로서, 권취 장치(11)에 의해 롤 형상으로 권취될 수 있는 단부를 갖는 시트 형상의 셔터(이하, 대전기 셔터)를 채용한다. 이것은 코로나 대전기(2)로부터 감광 부재(1)를 향해서 낙하하는 방전 생성물의 통과를 방지하는 목적뿐만 아니라, 하기 이유 때문이다.

구체적으로, 이것은 대전기 셔터(10)가 감광 부재(1)와 그리드 전극(2a) 사이의 좁은 간극을 이동하기 때문에, 대전기 셔터가 감광 부재(1)와 접촉한 때에도 화상 열화를 발생시키는 손상을 감광 부재(1)가 받는 것을 방지하기 위해서이다. 본 실시예에서 사용한 대전기 셔터(10)의 구체적인 재료는 이후에 상세하게 설명한다. 또한, 대전기 셔터(10)가 화상 형성 동작 중에 대전기(2)의 길이 방향(주 주사 방향) 일단부측을 향하여 롤 형상으로 후퇴하도록 구성되는 이유는, 대전기 셔터(10)의 후퇴시(열릴 때) 수용하기 위한 공간을 줄이기 위해서이다.

(대전기 셔터 구동 기구)

이어서, 대전기 셔터(10)의 개방/폐쇄 기구(이동 기구)에 대해서 설명한다.

도 5는 개방/폐쇄 기구의 상세를 나타내는 사시도이며, 도 10은 코로나 대전기의 길이 방향 일단부측으로부터 본 단면을 나타낸다. 이 개방/폐쇄 기구는, 구동 모터(M), 권취 장치(11), 대전기 셔터(10)를 유지하는 제1 이동 부재(21a), 클리닝 부재(14)를 유지하는 제2 이동 부재(12a), 및 회전 부재(13)를 갖는다. 이들 장치에 의해, 대전기 셔터(10)는 그 길이 방향(주 주사 방향)에 따라서 개방 또는 폐쇄되도록 이동시킬 수 있다.

또한, 도 3 및 도 10에 도시한 바와 같이, 대전기 셔터(10)의 개방 동작 완료를 검지하는 셔터 검지 장치(15)가 설치된다. 이 셔터 검지 장치(15)는 포토 인터럽터를 갖는다. 제1 이동 부재(21a)가 개방 동작 완료 위치에 도달하면, 차광 부재(21c)는 포토 인터럽터(15)를 향하는 광을 차폐하고, 셔터 검지 장치는 상기 조건을 사용하여 대전기 셔터(10)의 개방 동작 완료를 검지한다. 즉, 셔터 검지 장치(15)는 제1 이동 부재(21a)의 차광 부재(21c)를 검지한 시점에서, 구동 모터(M)의 회전을 정지시키도록 구성된다.

도 5 및 도 7에 도시한 바와 같이, 대전기 셔터(10)의 폐쇄 방향 선단측에는, 대전기 셔터의 가로 방향 중앙부가 양단부보다도 코로나 대전기측으로 돌출되도록 대전기 셔터의 형상을 규제하는 규제 수단으로서 기능하는 셔터 고정 부재(17)가 설치된다. 이 셔터 고정 부재(17)는, 제1 이동 부재(21a)에 일체식으로 설치된 연결 부재(21b)에 로킹 및 고정된다.

또한, 제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)는, 회전 부재(13)에 나사식으로 고정되도록 설치된 구동 전달 부재(22)를 갖고, 이 구동 전달 부재(22)를 통해서 회전 부재(13)에 구동 연결된다. 또한, 제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)는, 코로나 대전기(2) 상에 설치된 레일(2C) 상에서 주 주사 방향으로만 이동할 수 있도록 나사식으로 고정되어, 회전 부재(13)와 함께 회전하는 것을 방지한다.

또한, 회전 부재(13)는 나선 형상의 홈이 형성되고, 회전 부재의 일단부에는 기어(18)가 접속된다. 한편, 구동 모터(M)의 선단에는 웜 기어(19)가 접속되고, 구동 모터(M)의 구동력을 웜 기어(19)와 기어(18)가 맞물리는 부분을 통해서 회전 부재(13)에 전달한다. 회전 부재(13)가 구동 모터(M)에 의해 회전 구동되면, 제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)가 이 나선 형상의 홈을 따라서 주 주사 방향(X 또는 Y 방향)으로 이동한다. 따라서, 회전 부재(13)가 구동 모터(M)에 의해 구동되면, 제1 이동 부재(21a)와 일체식으로 형성된 연결 부재(21b)를 통하여 대전기 셔터(10)의 개폐 방향으로의 이동력이 대전기 셔터(10)에 전달되도록 구성된다.

또한, 제2 이동 부재(12a)에는 방전 와이어(2h)를 클리닝하는 클리능 부재(14)를 유지하는 연결 부재(12b)가 일체식으로 설치된다. 따라서, 구동 모터(M)에 의해 대전기 셔터(10)가 상술한 바와 같이 주 주사 방향(X 또는 Y 방향)으로 이동할 때, 동시에 클리닝 부재(14)도 동일한 방향으로 이동한다. 이에 의해, 방전 와이어(2h)를 클리닝하는 클리닝 부재(14)와 대전기 셔터(10)는 동일한 구동 모터(M)에 의해 구동할 수 있다.

(대전기 셔터 권취 기구)

이어서, 대전기 셔터(10)의 권취 기구에 대해서 설명한다.

도 6은 귄취 수단으로서 기능하는 권취 장치(11)의 구성을 나타낸다. 도 7은 권취 장치(11)를 코로나 대전기(2)에 부착하기 위해 권취 장치(11)를 가이드 고정 부재(35)에 장착한 상태를 나타낸다.

권취 장치(11)는 대전기 셔터(10)의 일단부측을 고정하고, 또한 대전기 셔터(10)를 권취하는 원통 형상의 권취 롤러(권취 부재)(30), 권취 롤러(30)를 축을 통해 지지하는 축 부재(32), 및 권취 롤러(30)의 타단부를 축을 통해 지지하는 베어링 부재(31)를 갖는다. 또한, 베어링 부재(31)와 축 부재(32)를 고정하기 위한 고정 부재인 평행 핀(34), 및 권취 롤러(30) 내에 설치되고 권취 롤러(30)와 베어링 부재(31)에 결합하는 스프링(압박 부재)(33)을 갖는다.

또한, 권취 장치(11)는 도 7에 도시한 바와 같이, 가이드 고정 부재(35)에 설치됨으로써, 베어링 부재(31)의 돌기(31a)가 가이드 고정 부재의 리브(35a)에 맞부딪치도록 구성된다. 이에 의해, 베어링 부재(31) 및 축 부재(32)는 회전 불가능하게 고정되고, 권취 롤러(30)만이 축을 통해 회전가능하게 지지된다. 가이드 고정 부재에 설치시에는, 베어링 부재(31)에서 A 방향으로 회전력이 발생하도록, 가이드 고정 부재(35)에 설치하기 전에, 권취 롤러(30)를 고정한 상태에서 베어링 부재(31)를 B 방향으로 몇 회전 권취한 상태에서 권취 장치(11)를 설치한다. 이에 의해, 권취 장치(11)를 대전기 셔터(10)를 개방하는 방향(X 방향)으로 인장할 때에, 권취 롤러(30)가 대전기 셔터(10)를 권취하는 방향으로 스프링(33)의 비틀림력이 작용한다. 이때, 베어링 부재(31)는 A 방향으로 작용하는 힘을 받고, 따라서 가이드 고정 부재(35)에 맞부딪쳐서 회전 불가능하게 고정된다.

또한, 대전기 셔터(10)를 개방하는 방향으로 이동할 때에 권취 장치(11)가 느슨해지는 것을 방지하기 위해서, 미리 권취 장치(11)에 대하여 대전기 셔터(10)가 느슨해지지 않도록 권취력을 부여할 필요가 있다.

본 예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 대전기 셔터(10)가 개방 동작 완료 위치로 이동한 위치에서 권취 장치(11)의 권취력이 가장 약해진다. 그로 인해,이 위치에서의 권취력을 대전기 셔터(10)가 느슨해지지 않는 권취력의 하한값으로 하여, 권취 장치를 가이드 고정 부재(35)에 설치하기 전에 베어링 부재(31)를 B 방향으로 회전하는 횟수를 결정한다. 따라서, 대전기 셔터를 개방할 때(도 3)에, 구동 모터(M)에 의해 대전기 셔터(10)가 X 방향으로 이동함에 따라서, 권취 롤러(30)는 대전기 셔터(10)가 하방에 하방으로 느슨해지는 것을 방지하면서 대전기 셔터(10)를 수시로 권취하도록 구성된다.

한편, 대전기 셔터(10)를 폐쇄할 때(도 4)에, 권취 롤러(30) 내의 스프링(33)의 압박력에 저항해서 대전기 셔터(10)를 권취 롤러(30)로부터 인출하도록 하는 구동 모터(M)의 작용에 의해, 대전기 셔터(10)가 Y 방향으로 이동하도록 구성된다. 또한, 대전기 셔터(10)가 완전하게 폐쇄된 상태에 있을 때, 권취 롤러(30) 내의 스프링(33)에 의한 X 방향으로의 압박력이 대전기 셔터(10)에 작용하고 있으므로, 대전기 셔터(10)가 하방으로 늘어지지 않는다. 따라서, 대전기 셔터(10)가 폐쇄될 때에, 대전기 셔터(10)와 코로나 대전기(2) 사이에 간극이 형성되기 어렵기 때문에, 대전 장치는 코로나 생성물이 외측으로 누설되기 어려운 상태를 유지할 수 있다.

(대전기 셔터의 이동 범위)

제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)를 사용함으로써, 대전기 셔터(10)와 클리닝 부재(14)의 이동 거리가 변화된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 대전기 셔터(10)가 개방된 상태에서, 제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)는 각각 개방 위치 α1 및 β1에서 정지한다.

개방 위치 α1 및 β1은 대전기 셔터(10)의 개방 동작 완료를 검지하는 셔터 검지 장치(15)가 제1 이동 부재(21a)를 검지하고 개방 동작을 정지하는 위치이다. 또한, α는 대전기 셔터(10)의 선단 위치를 나타내며, β는 클리닝 부재(14)의 권취측 단부면을 나타내며, 개방 위치의 α1 및 β1은 방전 영역(W)보다도 권취측에 가깝도록 설치된다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 이동 부재(12a)는 클리닝 부재(14) 전체가 방전 영역(W)보다도 권취측에 가까워지는 정지 위치 β1에서 정지한다. 이와 반대로, 제1 이동 부재(21a)는 제1 이동 부재(21a)가 방전 와이어(2h)의 와이어 가설(threading) 부재(24)보다도 권취측에 가까운 정지 위치 α1에서 정지한다. 이렇게, α1을 와이어 가설 부재(24)보다도 권취측에 더 가까운 측으로 설정함으로써, 즉 α1을 β1보다도 권취측에 더 가까운 측으로 설정함으로써, 대전기 셔터(10)를 제거하지 않아도 방전 와이어(2h)가 교환될 수 있다.

또한, 제1 이동 부재(21a)의 개방 위치 α1은, 감광 부재(1)의 권취측 단부면보다도 권취측에 더 가까운 측으로 설정되고, 따라서 통상 동작시 감광 부재(1)가 회전하더라도 대전기 셔터(10)가 감광 부재(1)에 접촉하지 않도록 구성된다.

대전기 셔터(10)가 폐쇄될 때는, 제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)는 개방 위치의 간격을 유지한 상태로 Y 방향으로 이동한다. 이어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)는 이면측의 블록(2e)에 맞부딪치고, 폐쇄 위치 α2 및 β2에서 정지한다. 이동 부재가 이동 개시한 후에 소정 시간 경과 후, 모터(M)의 구동이 정지하고 대전기 셔터(10)의 폐쇄 동작이 종료한다. 대전기 셔터(10)가 개방될 때는, 제1 이동 부재(21a)와 제2 이동 부재(12a)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 서로 밀착한 상태로 X 방향으로 이동한다.

이어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 이동 부재(12a)는 전방측의 블록(2d)에 맞부딪치고, 제1 이동 부재(21a)는 실드판에 맞부딪치며, 이동 부재들은 각각의 개방 위치 α1 및 β1에서 정지한다. 이때, 셔터 검지 장치(15)가 제1 이동 부재(21a)를 검지하고 모터(M)를 정지하며, 개방 동작을 종료한다.

(대전기 셔터의 위치 결정 구성)

이어서, 대전기 셔터(10)의 위치 결정 구성에 대해서 설명한다.

도 9는 코로나 대전기(2)를 장치 본체에 설치하기 위해 사용되는 위치 결정 부재(23)를 도시하는 사시도이다. 장치 조립시, 코로나 대전기(2)는 그리드 전극(2a)을 연신했을 때에 발생되는 텐션에 의해 휨이 발생하고, 코로나 대전기(2)가 장치 본체에 설치될 때에, 감광 부재(1)와 그리드 전극(2a)의 간극이 길이 방향에서 상이할 수 있다. 그 간극의 차가 크면, 차는 얻어진 출력물의 주 주사 방향에서의 농도 차를 초래한다.

이러한 주 주사 방향의 농도 차를 방지하기 위해서, 본 예에서, 그리드 전극(2a)을 연신한 코로나 대전기(2)는 그리드 전극(2a)의 전후 높이를 측정하고, 이면측에 대한 전방측 높이의 차를 50㎛ 이하로 조정하는 기구를 포함한다. 구체적으로는, 코로나 대전기는 조립시에 전방측의 블록(2d)에 대하여 위치 결정 부재(23)를 조정함으로써 정밀도를 보장하도록 구성된다. 위치 결정 부재(23)에는 대전기 셔터(10)을 유지하는 가이드 고정 부재(35)가 설치된다. 또한, 가이드 고정 부재(35)에는, 가이드 부재(16)와 감광 부재(1)의 위치 정밀도를 보장하기 위한 돌기(35b)가 설치된다. 이 돌기(35b) 및 위치 결정 부재(23)의 위치 결정 구멍(23a)은, 도시하지 않은 장치 본체의 감광 부재(1)를 위치 결정하는 부재 상에 설치된 각 위치 결정 부재에 대하여 각각 위치 결정되도록 구성된다. 따라서, 감광 부재(1), 코로나 대전기(2)(그리드 전극(2a)), 및 가이드 고정 부재(35)(가이드 부재(16))는 동일 부재에 고정밀도로 위치 결정되도록 구성된다.

(대전기 셔터의 곡률 형상 부여 기구)

본 예의 코로나 대전기(2)에서는, 상술한 바와 같이, 그리드 전극(2a)은 감광 부재(1)의 둘레면에 따라서 그 가로 방향(감광 부재의 둘레 방향)의 중앙부가 양단부보다도 감광 부재(1)로부터 더욱 이격되도록 설치된다. 그로 인해, 본 예에서는, 대전기 셔터(10)에는 대전기 셔터(10)의 형상이 감광 부재(1)의 둘레면의 곡률 형상을 실질적으로 따르도록(대응하도록), 규제 수단으로서의 곡률 형상 부여 기구도 설치된다. 본 예에서는, 대전기 셔터(10)는 곡률 형상 부여 기구로서, 대전기 셔터(10)의 선단에의 곡률 형상 부여 기구와, 권취구측에서의 대전기 셔터(10)에의 곡률 형상 부여 기구를 가지며, 이하 순서대로 기구를 설명한다.

(대전기 셔터(10)의 선단에의 곡률 형상 부여 기구)

우선, 대전기 셔터(10)의 선단에의 곡률 형상 부여 기구에 대해서 이하 설명한다.

도 10은 코로나 대전기를 가로 방향으로부터 본 코로나 대전기의 단면도이며, 도 8a 또는 도 8b는 규제 부재로서 기능하는 셔터 고정 부재(17)를 연결 부재(21b)에 대하여 설치하기 전의 상태(도 8a), 및 셔터 고정 부재(17)를 부착한 후의 상태(도 8b)를 도시한 도면이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 권취 장치(11)에 의한 대전기 셔터(10)의 권취 범위 외에 존재하는 대전기 셔터(10)의 길이 방향 일단부측에, 이동 부재(21a)에 대전기 셔터(10)를 고정하기 위한 셔터 고정 부재(17)가 설치된다. 이 셔터 고정 부재(17)는, 연결 부재(21b)에 설치될 때에, 감광 부재(1)의 둘레면의 곡률 형상을 따르도록, 탄성을 갖은 부재에 의해 구성된다. 구체적으로는, 도 8a에 도시한 바와 같이, 셔터 고정 부재(17)는, 스프링성을 갖은 얇은 금속판의 폭 L2(탄성 변형 전)이, 연결 부재(21b)의 설치부의 폭 L1보다도 작도록 설정된다. 셔터 고정 부재(17)의 연결 부재(21b)에 대한 설치부(17a)는, 설치부(17a)와 대전기 셔터(10)의 이면(코로나 대전기측의 면)을 고정하기 위한 설치면(17b)에 의해 형성되는 각도 α가 90° 이하이도록 설정된다(본 예에서는 45°). 이에 의해, 셔터 고정 부재(17)는 연결 부재(21b)에 설치할 때, 도 8b에 도시한 바와 같이, 탄성 변형하고, 감광 부재(1)로부터 이격되는 방향으로 작용하는 힘 F2를 받는다. 그로 인해, 대전기 셔터(10)는 셔터 설치면(17b)의 가로 방향의 중앙부가 양단부보다도 더 돌출하는 곡률 형상을 형성하고, 대전기 셔터(10)의 선단에 곡률 형상을 부여할 수 있다.

(권취구측에서의 대전기 셔터(10)에의 곡률 형상 부여 기구)

본 예에서는, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 두번째의 곡률 형상 부여 기구로서, 대전기 셔터(10)의 권취 장치(11)의 권취구측에, 가이드 부재(16)인 회전체, 소위 롤러가 설치된다. 이 가이드 부재(16)는 셔터 고정 부재(17)와는 상이하고, 가이드 고정 부재(35)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 개폐 이동에 수반하여 회전하면서 대전기 셔터(10)를 가이드하는 구조를 갖는다. 따라서, 가이드 부재(16)는, 대전기 셔터(10)가 원하는 곡률 형상을 형성하도록 규제할 때에, 대전기 셔터(10)의 개폐 이동에 필요한 부하가 증가하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 가이드 부재(16)는, 권취 부재(11)의 권취 범위 외에 있고, 감광 부재(1)보다도 권취 부재(11)에 가까운 위치에 배치된다. 또한, 가이드 부재(16)인 롤러의 최상부는, 감광 부재(1)의 코로나 대전기(2)에 대한 최근접 위치(감광 부재(1)의 외주면)보다도 코로나 대전기(2)측에 더 가까운 위치에 위치하고, 대전기 셔터(10)는 개폐 동작 중에 가이드 부재(16)에 미끄럼 이동하는 관계를 갖는다. 또한, 가이드 부재(16)는, 코로나 대전기(2)의 가로 방향 중앙부에만 배치되고, 셔터 고정 부재(17)와 마찬가지로, 대전기 셔터(10)에 대하여 곡률 형상을 부여하도록 구성된다. 또한, 가이드 부재(16)는, 그리드 전극(2a)과 감광 부재(1) 사이에 미소 간극에, 대전기 셔터(10)를 유도하는 셔터 삽입 가이드로서 기능을 갖는다. 따라서, 대전기 셔터(10)가 권취 장치(11)에 의해 권취되는 측에 있어서도, 대전기 셔터(10)는 가로 방향 중앙부가 양단부보다도 코로나 대전기(2)를 향하여 더 돌출하는 형상을 유지할 수 있다. 이러한 형상을 대전기 셔터(10)에 부여함으로써, 코로나 대전기(2)(그리드 전극(2a))와 감광 부재(1) 사이의 갭을 가능한 작게 하는 것에 공헌한다. 또한, 곡률 형상이 대전기 셔터의 개폐 동작에 문제를 초래하지 않는 범위 내이면, 반드시 대전기 셔터(10)의 곡률 형상을 감광 부재(1)의 둘레면의 곡률 형상과 일치시킬 필요는 없다.

(대전기 셔터의 선단 보호 부재)

이어서, 대전기 셔터(10)의 선단 보호 부재인 보호 시트(25)에 대해서 설명한다. 도 7은 본 예의 대전기 셔터의 선단측을 나타내는 개략도이고, 도 3 및 도 4는 본 예의 대전기 셔터(10)의 개방 상태 및 폐쇄 상태를 나타낸다.

본 예에서는, 상술한 바와 같이 코로나 대전기(2)는 곡률을 갖고, 대전기 셔터(10)의 선단에는 탄성 부재로 형성된 셔터 고정 부재(17)가 설치된다. 이 셔터 고정 부재(17)를 연결 부재(21b)에 설치하면, 도 8b에 도시한 바와 같이, 셔터 고정 부재(17)는 탄성 변형하고, 셔터 고정 부재가 감광 부재(1)로부터 이격되는 방향의 압박력 F2를 발생시킨다. 압박력 F2는 곡률을 유지하기 위해서, 항상 대전기 셔터(10)를 대전 블록(2d) 또는 그리드 전극(2a)에 대해 가압하도록 작용한다. 그로 인해, 대전기 셔터(10)의 셔터 고정 부재(17)에 설치되는 부분은 항상 대전 블록(2d) 또는 그리드 전극(2a)과 마찰하는 관계를 갖는다. 그것에 의하여, 대전기 셔터(10)는 마찰 작용에 의해 마모된다. 마모를 방지하기 위해서, 본 예에서는 도 7에 도시한 바와 같이, 대전기 셔터(10)가 위치하는 측에 대향하는 셔터 고정 부재의 측(그리드 전극(2a)측)에 얇은 시트 형상의 보호 시트(25)를 설치한다. 이 보호 시트(25)는, 셔터 고정 부재(17)가 곡률을 갖는 것을 저해하지 않도록, 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 부재로 형성된다. 이 보호 시트(25)에 의해, 셔터 고정 부재(17)의 압박력 F2에 의해 대전기 셔터(10)는 그리드 전극(2a) 및 대전 블록(2d)에 의해 직접 마찰되는 것이 방지되고, 마모를 방지할 수 있다. 또한, 보호 시트(25)는 도 3에 도시하는 셔터 개방 상태에서, 대전기 셔터(10)가 권취 부재(11)에 의해 권취되는 범위 외에 설치된다(도 5의 상태). 그로 인해, 보호 시트(25)를 대전기 셔터(10)에 설치해도, 대전기 셔터(10)의 권취성을 손상시키지 않는다.

또한, 본 예에서는 보호 시트(25)의 재질의 예로서 탄성을 갖은 PET 필름을 예로 들었지만, 보호 시트가 셔터 고정 부재(17)가 곡률을 만드는데 필요한 압박력 F2를 저해하지 않고, 마찰에 강한 재질이면 보호 시트(25)의 재질은 수지 시트에 한정되지 않는다.

이상의 예에서, 코로나 대전기가 감광 부재에 정전 화상을 형성하는 프로세스 이전의 프로세스에서 감광 부재를 실질적으로 균일하게 대전하기 위해 사용되는 경우를 설명하였다. 이 경우 외에, 코로나 대전기가 감광 부재에 형성된 토너 화상을 대전 처리하기 위해서 사용되는 경우에도, 본 발명을 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다. 또한, 이상의 예에서는, 코로나 대전기의 개구에 그리드 전극이 설치되는 경우에 대해서 설명하였지만, 코로나 대전기에 그리드 전극이 설치되어 있지 않은 경우에도 본 발명을 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다.

(실험예 1)

(방전 생성물 유래의 물질의 대전기 셔터에의 흡착량의 평가 방법)

상기 화상 형성 장치의 대전 장치 내의 대전기 셔터로서, 하기 표 1에 나타낸 재료로 형성된 두께 250㎛의 대전기 셔터 부재를 장착하였다.

이어서, 도 3의 상태를 유지하면서, A4 크기의 종이 5,000매분에 상응하는 화상을 온도 30℃ 및 상대 습도 80％의 환경 하에서 8시간에 걸쳐 출력하였다. 그 후, 대전기 셔터 부재를 도 4의 상태에서 16시간 정치하였다. 이러한 화상 출력과 대전기 셔터 부재의 정치를, 출력한 화상의 총 매수가 100만매가 될 때까지 반복하였다.

본 실험예에서의 코로나 대전기(2)에 의한 대전 영역은, 길이 방향(도 3의 W)이 322mm, 회전 방향이 44mm이며, 이 대전 영역에서의 차폐 부재에의 방전 생성물의 흡착량을 측정하였다. 대전기 셔터에의 방전 생성물의 흡착량은 이하와 같이 측정하였다. 구체적으로, 상술한 대전 영역에서의 대전기 셔터의 141.7cm²을 50ml의 순수에 넣고, 대전기 셔터를 온도 30℃ 및 상대 습도 80％의 환경 하에 12시간 정치하고, 순수 중에 용해된 방전 생성물 유래의 이온(NO₂ ^- 및 NO₃ ^-)의 양을 이온크로마토그래피에 의해 측정하였다.

또한, 각종 재질로 형성된 대전기 셔터를 장착한 화상 형성 장치를 사용하여 화상 삭제를 평가하고, 대전기 셔터를 구성하는 섬유의 팽윤 및 변형을 평가하였다. 화상 삭제의 평가 결과 및 섬유의 팽윤 및 변형의 평가 방법을 이하에 나타낸다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(화상 흐름의 평가 방법)

상술한 내구 시험 출력 화상이 250,000매, 500,000매 및 100만매에 도달한 시점에서, 도 4의 상태에서, 차폐 부재를 온도 30℃ 및 상대 습도 80％의 환경 하에 16시간 정치하였다. 그 후, 차폐 부재의 상태를 도 3의 상태로 변경하고, 문자 차트 및 하프톤 차트의 화상을 출력하였다. 얻어진 화상을 이하의 기준에 따라서 평가하였다.

A: 문자를 판별할 수 있고, 하프톤 차트에도 화상 삭제가 발생하지 않는다.

B: 문자는 판별할 수 있지만, 하프톤 차트에서 화상 삭제가 발생한다.

C: 문자를 판별할 수 없고, 하프톤 차트에서도 화상 삭제가 발생한다.

(섬유의 팽윤 및 변형의 평가 방법)

상기 내구 시험 출력 화상이 100만매에 도달한 시점에서, 도 4의 상태에서, 차폐 부재를 온도 30℃ 및 상대 습도 80％의 환경 하에 16시간 방치한 후, 그 변형량을 측정하고 이하의 기준에 따라서 평가하였다.

A: 팽윤 및 변형에 의한 차폐 영역의 섬유의 변화량이, 내구 시험 전에 대하여 10％ 이하.

B: 팽윤 및 변형에 의한 차폐 영역의 섬유의 변화량이, 내구 시험 전에 대하여 10％ 초과 20％ 이하.

C: 팽윤 및 변형에 의한 차폐 영역의 섬유의 변화량이, 내구 시험 전에 대하여 20％ 초과

표 1로부터, 공정 수분율이 증가할수록 검출되는 방전 생성물 유래의 이온량이 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 1은 100만매의 화상 출력 후에 대전기 셔터로부터 측정된 방전 생성물 유래의 이온량과, 대전기 셔터 재질의 공정 수분율의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 1로부터, 대전기 셔터 재질의 공정 수분율이 2.0(％)를 하회하면, 방전 생성물 유래의 이온량이 급격하게 상승하고, 전자 사진 화상에 화상 삭제가 발생하는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 대전기 셔터로서 공정 수분율이 2％ 이상인 흡습성이 높은 섬유를 사용하는 기술적인 의의를 이해할 수 있다. 한편, 공정 수분율이 15.0(％)를 상회하면, 섬유의 팽윤 및 변형이 발생하였다.

(실험예 2)

표 2에 나타낸 재료 및 형태로부터 형성된 각 차폐 부재를 사용한 화상 형성 장치를 사용하여 실험예 1과 같은 평가(단, 「섬유의 팽윤 및 변형」의 평가를 제외함)를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 도시한 바와 같이, 대전기 셔터를 구성하는 재질의 소재 형태로서 부직포 및 직포를 사용한 실험예 2-2, 2-4, 2-6 및 2-8에서 검출되는 방전 생성물의 양은 소재 형태로서 필름을 사용한 실험예 2-1, 2-3, 2-5 및 2-7의 것과 비교하여 감소하는 것을 알 수 있다.

또한, PET 부직포(실험예 2-4)를 사용한 장치로부터 종이 250,000매를 출력한 경우, 및 나일론 필름(실험예 2-7)을 사용한 장치로부터 종이 500,000매를 출력한 경우의 방전 생성물 유래의 이온의 양은 모두 2.6ppm이었다. 그러나, 섬유 형상의 PET를 사용한 실험예에서는, 하프톤 차트에서 화상 삭제가 발생하지 않고, 필름 소재의 나일론을 사용한 실험예에서는, 전자 사진 화상에 화상 삭제가 발생하였다. 이것은 소재 형태의 차에 의한 것으로 생각된다. 구체적으로, 필름 소재와 비교해서 섬유 형상의 재질은 감광 부재에 밀착되지 않는다. 그로 인해, 섬유에 부착된 방전 생성물 유래의 물질(질산 등)은 접촉면에 개재한 공기에 의해 서서히 분해되고, 셔터로부터 전이하는 방전 생성물 유래의 물질의 양 또는 감광 부재 상에 잔존하는 방전 생성물 유래의 물질의 양이 감소하는 것으로 생각된다.

(실험예 3)

표 3에 나타낸 각종 금속을 증착 또는 도금한 두께 250㎛의 각 PET 필름을 대전기 셔터로서 사용한 화상 형성 장치를 사용하여 실험예 2과 같은 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3에 도시한 바와 같이, 실험예 3-2 내지 3-10에서 방전 생성물 유래의 이온 검출량은 실험예 3-1 및 3-11 내지 3-13의 것과 비교하여 감소하는 것을 알 수 있다.

실험예 3-11 내지 3-13에서 사용된 대전기 셔터는 대전기 셔터로 사용된 재료 때문에, 대전기 셔터의 구성에서의 권취가 곤란하다. 그로 인해, 대전기 셔터를 폐쇄할 때, 화상 형성 동작 종료 후에 대전기를 한번 제거한 후, 대전기 아래에 위치하는 감광 부재를 덮도록 대전기 셔터를 설치하고, 대전기를 원래 상태로 되돌리고, 대전기 셔터를 개방할 때는 상기 동작의 역 동작을 행하는 작업을 반복하여 대전기 셔터를 평가하였다.

또한, 실험예 3-2 내지 3-7에서 방전 생성물의 검출량이 실험예 3-9 내지 3-10의 것과 비교하여 감소하는 것을 알 수 있다. 이들 결과로부터, 차폐 부재에 사용하는 금속 또는 합금으로서, 질산 이온과 결합해서 금속염을 생성할 수 있고, 질산에 대하여 부동태를 형성하지 않는 것을 사용하는 것이 유리하다는 점을 이해할 수 있다.

또한, 알루미늄은 일반적으로 질산에 대하여 부동태를 형성하는 것으로 알려져 있지만, 철 및 니켈과 비교해서 방전 생성물의 검출량이 적다. 이것은 부동태를 형성하는 금속이어도, 고습도의 환경에서는 공기 중으로부터 공급되는 수분이 항상 개재함으로써, 금속이 부동태를 형성하기 어려운 상태가 되는 것으로 생각된다. 또한, 알루미늄은 이 중에서도 금속의 이온화 경향이 강하고, 철 및 니켈과 비교해서 질산과 결합하기 쉽기 때문이라고 생각된다.

이상의 결과로부터, 차폐 부재에 질산 이온과 결합하여 금속염을 생성할 수 있는 금속 또는 합금을 함유시킴으로써, 차폐 부재가 필름 재질이어도, 100만매의 화상 출력을 행한 후에, 전자 사진 화상에서 발생하는 화상 삭제가 경미해지고, 문자를 판별할 수 있을 정도로 성능이 개선될 수 있다는 것을 알 수 있다.

(실험예 4)

표 4에 나타낸 금속 수산화물을 코팅한 두께 250㎛의 각각의 PET 부직포를 대전기 셔터로서 사용한 화상 형성 장치를 사용하여 실험예 2와 같은 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4에 나타낸 바와 같이, 실험예 4-2 내지 4-5에서 방전 생성물 유래의 이온 검출량은 실험예 4-1의 것과 비교하여 감소하였다. 이것은 금속 수산화물은 일반적으로 물에 용해되기 어렵지만 질산에는 용해하는 성질 때문이라고 생각된다. 구체적으로, 공기 중의 수분에 의해 대전기 셔터의 금속 수산화물이 산화되고, 금속 수산화물 중의 금속이 대전기 셔터 상에 생성된 질산과 반응하여 금속염을 생성한다. 그로 인해, 금속 수산화물은 장시간에 걸쳐 금속 질산염을 형성할 수 있고, 질산의 감광 부재에의 이행을 장시간에 걸쳐 억제할 수 있는 것으로 생각된다.

또한, 실험예 4-2 내지 4-6에 사용한 금속 수산화물은 질산 이온과 효율적으로 반응하여 금속염을 생성할 수 있다. 그 때문에, 금속 수산화물은 대전기 셔터 상에 생성된 질산을 보다 효율적으로 금속염으로 변환시킬 수 있다고 생각된다.

이들의 결과로부터, 차폐 부재에 금속 수산화물을 함유시킴으로써, 금속 수산화물을 코팅하는 기재에 방전 생성물의 흡착 효과가 없을 경우라도, 100만매의 화상 출력 후에도 전자 사진 화상에 발생하는 화상 삭제가 경미해지고, 문자를 판별할 수 있을 정도로 성능이 개선되는 것을 알 수 있다.

(실험예 5)

표 5에 나타낸 금속 황화물을 코팅한 두께 250㎛의 각각의 PET 부직포를 대전기 셔터로서 사용한 화상 형성 장치를 사용하여 실험예 2와 같은 평가를 행하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.

표 5에 나타낸 바와 같이, 실험예 5-2 내지 5-6의 방전 생성물 유래의 이온의 검출량은 실험예 5-1의 것과 비교하여 감소하였다. 이것은 금속 황화물은 일반적으로 물에 용해되기 어렵지만 질산에는 용해하는 성질에 의한 것으로 생각된다. 구체적으로, 공기 중의 수분에 의해 금속 황화물이 산화되고, 금속 황화물 중의 금속이 대전기 셔터 상에서 생성된 질산과 잘 반응하여 금속염을 생성한다. 그로 인해, 금속 황화물은 장시간에 걸쳐 질산을 금속염으로 변환할 수 있고, 질산의 감광 부재에의 영향을 완화할 수 있었던 것으로 생각된다.

또한, 실험예 5-3 내지 5-6에 사용한 금속 황화물은, 상기 금속 황화물의 성질 외에, 질산 이온과 보다 효율적으로 결합하여 금속염을 형성하며, 따라서 차폐 부재 상에 생성된 질산을 보다 효율적으로 금속염으로 변환시킬 수 있다고 생각된다.

또한, 실험예 5-2에 사용한 황화알루미늄은, 금속 황화물의 일반적인 성질과 상이한 성질을 갖지만, 고습도의 환경에서 가수분해함으로써 수산화알루미늄으로 변화한다. 그 결과, 금속 수산화물의 성질로 인하여 동일한 효과가 얻어질 수 있는 것으로 생각된다.

이들의 결과로부터, 차폐 부재에 금속 황화물을 함유시킴으로써, 금속 황화물을 코팅하는 기재에 방전 생성물의 흡착 효과가 없을 경우라도, 100만매의 화상 출력 후에 전자 사진 화상에 발생하는 화상 삭제가 경미해지고, 문자를 판별할 수 있을 정도로 성능이 개선되는 것을 알 수 있다.

(실험예 6)

표 6에 나타낸 재료를 코팅한 두께 250㎛의 각 PET 부직포를 대전기 셔터로서 사용한 화상 형성 장치를 사용하여 실험예 2와 같은 평가를 행하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.

표 6에 나타낸 바와 같이, 실험예 6-2 및 6-3의 방전 생성물의 검출량이 실험예 6-1과 비교하여 감소한다는 것을 알 수 있다. 이것은 이하와 같은 메커니즘에 의한 것으로 생각된다. 구체적으로, 적인 또는 포스페이트 에스테르가 질산과 반응하여 산화하고, 산화물은 수분과 결합하여 인산, 폴리메타인산 등을 생성한다. 이어서, 생성물은 대전 셔터 중의 이들의 재료의 분자쇄와의 탈수 반응에 의해 물을 생성하고, 질소 산화물(NOx)이 대전기 셔터의 표면뿐만 아니라 대전기 셔터의 내부까지 침투하여 질산을 생성한다. 그 결과, 대전기 셔터는 질산의 흡착 성능을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있고, 감광 부재에의 질산의 영향을 장시간에 걸쳐 억제할 수 있다고 생각된다.

이들의 결과로부터, 차폐 부재에 인 또는 포스페이트 에스테르를 함유시킴으로써, 인 또는 포스페이트 에스테르로 코팅하는 기재에 방전 생성물의 흡착 효과가 없는 경우에도 100만매의 화상 출력 후에 있어서 전자 사진 화상에는 화상 삭제가 발생하지 않거나, 또는 화상 삭제가 발생하더라도 화상 삭제가 경미해지고, 문자를 판별할 수 있을 정도로 성능이 개선되는 것을 알 수 있다.

본 발명은 실시예를 참조하여 기재되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 하기 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변형 및 등가 구조 및 기능을 포함하도록 최대한 넓은 의미로 해석되어야 한다.

Claims

화상을 담지하는 화상 담지 부재,
상기 화상 담지 부재를 대전하는 대전 부재 및
상기 화상 담지 부재와 상기 대전 부재 사이를 차폐하는 차폐 부재
를 포함하며,
상기 차폐 부재는 공정 수분율(official moisture regain)이 2.0％ 이상 15.0％ 이하의 섬유를 포함하는 대전 장치.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 셀룰로오스를 포함하는 대전 장치.
제2항에 있어서, 상기 셀룰로오스는 면, 아세테이트 섬유 및 비스코스 레이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 대전 장치.
화상을 담지하는 화상 담지 부재,
상기 화상 담지 부재를 대전하는 대전 부재 및
상기 화상 담지 부재와 상기 대전 부재 사이를 차폐하는 차폐 부재
를 포함하며,
상기 차폐 부재는 하기 (i) 내지 (iv), 즉,
(i) 아연, 주석, 구리, 황동 및 청동으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 질산(nitrate) 이온과 결합하여 금속염을 생성할 수 있는 금속 또는 합금,
(ii) 금속 수산화물,
(iii) 금속 황화물 및
(iv) 인 또는 포스페이트 에스테르
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 재료로 이루어지는 대전 장치.
삭제
제4항에 있어서, 상기 차폐 부재는 상기 (ii)의 재료로 이루어지고, 상기 재료는 수산화알루미늄, 수산화아연, 수산화주석, 수산화납 및 수산화구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 대전 장치.
제4항에 있어서, 상기 차폐 부재는 상기 (iii)의 재료로 이루어지고, 상기 재료는 황화알루미늄, 황화아연, 황화주석, 황화납 및 황화구리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 대전 장치.
제4항에 있어서, 상기 차폐 부재는 상기 (iv)의 재료로 이루어지고, 상기 재료는 적인인 대전 장치.
제1항에 있어서, 그리드 전극을 더 포함하고, 상기 차폐 부재는 상기 화상 담지 부재와 상기 그리드 전극 사이를 차폐하도록 제공되는, 대전 장치.
제1항에 있어서, 상기 차폐 부재는 상기 대전 부재의 길이 방향의 일단부측을 향하여 후퇴하도록 구성되는, 대전 장치.