KR101745856B1

KR101745856B1 - 현상 장치

Info

Publication number: KR101745856B1
Application number: KR1020177004437A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 사카마키; 미츠히로 후루카와
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2017-06-12
Also published as: US10725397B2; US20190113863A1; US11243483B2; US20230195006A1; US10852661B2; EP2842001A4; WO2013162076A1; RU2634744C1; JP5865288B2; CN104285186B; US20220128929A1; US9760037B2; JP2013242558A; KR20150003837A; EP3702846A1; EP3696613A1; RU2014147686A; US20170308001A1; JP6113243B2; EP3702846B1

Abstract

현상 장치는, 토너와 자성 캐리어를 포함하는 현상제를 담지 반송하기 위한 슬리브- 상기 슬리브는 길이 방향으로 연장되는 복수의 홈을 갖고 있음-; 상기 슬리브 내부에 제공된 자석; 및 상기 슬리브로부터 이격되어 제공된 비자성 규제 부재를 포함하는데, 상기 규제 부재의 통과 후의 상기 슬리브의 단위 면적당 담지 반송된 현상제의 양 M/S(mg/mm²), 상기 규제 부재의 자유단과 상기 슬리브와의 사이의 갭 SB(mm), 상기 현상제의 비중 G(mg/mm³), 및 상기 슬리브의 표면에서의 홈의 비율인 홈 비율 α는, 0.1≤M/S(mg/mm²)≤0.5, 0.2≤SB(mm), 및 M/S(mg/mm²)×1/4≤α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³)<M/S(mg/mm²)을 충족시킨다.

Description

현상 장치{DEVELOPING APPARATUS}

본 발명은, 전자 사진 방식, 정전 기록 방식 등을 이용하여 화상 담지 부재 위에 형성된 정전 잠상을 가시 화상으로 현상하기 위해서, 복사기, 프린터, 기록 화상 표시 장치, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치에 의해 이용되는 현상 장치(디바이스)에 관한 것이다. 특히, 토너와 자성 캐리어로 이루어지는 2-성분 현상제를 사용하는 현상 장치(디바이스)의 현상제 담지 부재에 관한 것이다.

전자 사진 형성 방식을 이용하는 복사기 등의 화상 형성 장치는, 감광 부재 드럼 등의 화상 담지 부재 위에 형성된 정전 잠상에 현상제를 부착해서, 정전 잠상을 가시 화상으로 현상한다. 종래 기술에 관한 현상 장치는, 토너와 자성 캐리어로 이루어지는 2-성분 현상제를 이용하는 것으로 알려져 있다. 이러한 현상 장치는 또한, 회전하는 현상제 담지 부재(이하, 현상 슬리브라고 한다)를 이용하여 현상제 담지 부재에 2-성분 현상제를 자기적으로 부착시키면서, 화상 담지 부재 근방까지 현상제를 반송함으로써, 2-성분 현상제 내의 토너를 이용하여, 화상 담지 부재(감광 부재 드럼) 위의 정전 잠상을 가시 화상으로 현상하는 방법을 이용하는 것으로 알려져 있다.

일반적으로, 이러한 현상 장치에는, 현상 슬리브, 고정 자석 및 현상제 규제 블레이드(이하, 간단히 규제 블레이드라고 함)가 제공된다. 고정 자석은, 현상 슬리브 내에 배치되어, 현상 슬리브의 외주면에 현상제를 자기적으로 보유하게 한다. 규제 블레이드 자체와 현상 슬리브의 외주면과의 사이에 사전 설정된 크기의 갭의 존재로 인해, 규제 블레이드는 현상 슬리브의 인접부 내에 위치된다. 따라서, 2-성분 현상제는 현상 슬리브 위에 담지되고, 사전 설정된 값에 양으로 조정되는 동안에 감광 부재의 바로 인접부에 반송된다.

종래에는, 감광 부재의 외주면 인접부에 현상제가 안정적으로 반송되는 것을 보장하기 위해서는, 미세한 입자를 이용한 블래스팅(샌드 블래스팅)에 의해 외주면에 미세한 요철이 형성되거나, 복수의 미세한 홈이 현상 슬리브 회전축에 대하여 평행하게 연장되어 있는 현상 슬리브를 일반적으로 사용했다.

그러나, 샌드 블래스팅에 의해 형성된 미세한 요철을 갖는 외주면은, 미세한 요철이 크기가 특정 값보다 작은 경우, 현상제 반송의 관점에서 그 능력이 불충분하다는 문제가 있다. 한편, 현상 슬리브는, 현상제 반송 능력을 높이기 위해 그 외주면의 요철의 크기를 크게 할 필요가 있는 경우, 현상 슬리브의 외주면을 샌드 블래스팅하는 처리는 현상 슬리브의 외주면에 블래스팅 입자가 블래스팅되는 강도가 증가될 필요가 있는데, 이는 샌드 블래스팅이 현상 슬리브를 변형시킬 수 있다는 점에서 문제가 된다. 따라서, 일반적으로, 현재 사용되고 있는 샌드 블래스팅된 현상 슬리브는 그 외주면의 요철 크기가 비교적 작다. 그러나, 그 외주면의 요철 크기가 작은 현상 슬리브의 경우, 상당한 시간 동안 현상에 사용되는 동안에는, 외주면에 비교적 큰 요철을 갖고 있는 현상 롤러에 비해, 그 요철이 비교적 빨리 마모해 버려, 현상제의 반송 능력이 안정되지 않는다고 하는 문제가 있다. 이것은, 현상 장치의 수명을 빠르게 감소하는 원인 중 하나가 될 수 있다.

최근, 화상 품질, 신뢰성 및 안정성이 매우 높은 수준의 복사기 및 프린터가 필요하게 되었다. 이러한 요구 사항을 충족시키는 관점에서, 현상제를 반송하는 양에 있어서 안정적인 현상 슬리브를 유지하는 것이 매우 중요하다.

따라서, 현상 슬리브 회전축에 대하여 평행하게 연장되는 복수의 홈을 구비한 현상 슬리브가 제안된다. 그러한 현상 슬리브 중 하나는 일본 공개 특허 공보 H02-50182호에 개시되어 있다(특허문헌 1). 미세한 요철을 갖는 현상 슬리브의 외주면을 제공하기 위해 샌드 블래스팅을 이용하는 방법과는 달리, 다이를 통해 현상 슬리브를 밀어 넣음으로써 현상 슬리브의 외주면에 상기 홈을 형성하므로써, 현상 슬리브를 변형시키지 않고, 비교적 큰 홈(요철)을 갖는 현상 슬리브의 외주면을 제공할 수 있다. 따라서, 다이를 사용하여 외주면에 미세한 홈이 제공되는 현상 슬리브는, 샌드 블래스팅된 현상 슬리브에 비해, 마찰의 영향을 받기 어려우므로, 현상제의 반송 능력이 좀 더 안정화된다.

외주면에 홈을 구비한 현상 슬리브는, 현상제의 반송 능력의 관점에서 안정되어 있지만, 상기 이유로 인해, 현상 슬리브 자체와 상기 현상제 규제 블레이드 간의 갭이 상대적으로 작아지도록 요구된다고 하는 문제가 발생한다. 즉, 현상 롤러의 외주면에 홈을 제공함으로써, 현상제의 반송 능력에 있어서 현상 슬리브를 안정화시킬 수 있지만, 현상제의 반송 능력에 있어서 현상 슬리브의 반송 능력을 지나치게 높게 할 수 있다. 따라서, 현상제가 현상 슬리브에 의해 반송되는 과도한 양에 대해 보상하기 위해 현상 슬리브와 규제 블레이드 간의 갭이 상대적으로 작게 되도록 요구될 수 있는데, 그 이유는 상기 갭이 작아지지 않으면, 현상 롤러는 그 위에 현상제의 양이 지나치게 많아져 버리기 때문이다.

또한, 최근, 매우 높은 수준의 화상 품질이 화상 형성 장치에 요구되어 왔다. 따라서, 화상 형성 장치가, 현상 슬리브 위의 현상제와 감광 부재의 외주면 위에 형성된 토너 화상과의 사이의 마찰에 기인하는 입상성의 악화를 최대한 방지하기 위해서, 추세는 현상제가 현상 슬리브의 외주면에 의해 부담되는 양에 있어서 현상 장치를 감소시키는 경향이 있다. 구체적으로는, 화상을 형성하는 입상성의 수준의 관점에서 우수한 화상 형성 장치를 유지하는 관점에서 보면, 현상 슬리브의 회전 방향의 관점에서 현상제 규제 블레이드의 하류측에서, 현상 슬리브의 외주면의 단위 면적당의 현상제량이, (0.3±0.2)mg/mm²(=(30±20)mg/cm²)의 범위에서의 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 보다 정확하게는, 규제 블레이드의 하류측의 현상 슬리브의 외주면에 현상제가 코팅되어 있는 양이, 규격화된 비중 G(현상제 코트의 겉보기상의 두께)의 관점에서 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 비중 G의 관점에서, 현상 슬리브의 외주면 위의 현상제 코트의 겉보기상의 두께 M/S는, 0.029 내지 0.14mm((30±20)mg/cm²/3.48mg/mm³)(M/S[mg/mm²]/비중(농도)G[mg/mm³]=0.029 내지 0.14mm((30±20)mg/cm²/3.48mg/mm³)의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

현상 장치(디바이스)는 현상 슬리브 위의 현상제의 두께가 작아지도록 요구되는 중에서, 현상 디바이스는 현상 슬리브와 규제 블레이드 간의 갭이 한층 작아지는 경향이 있다.

현상 슬리브와 규제 블레이드 간의 갭이 특정 값보다 작게 되면, 규제 블레이드의 인접부에 이물 등이 걸리고, 현상 슬리브 위의 현상제 코트를 저해하는 문제가 생기기 쉬워진다. 따라서, 현상 슬리브와 규제 블레이드 간의 갭은 최소 0.2mm 이상, 바람직하게는 최소 0.3mm 이상인 것이 바람직하다.

한편, 현상 슬리브와 규제 블레이드 간의 갭을 넓히기 위해서, 홈의 깊이를 무분별하게 감소시킴으로써 현상제 반송 능력에 있어서 현상 슬리브를 감소시키는 것은, 현상제 코트를 불안정하게 하거나, 현상제 슬리브가 현상제로 코팅되지 않게 할 수 있다. 따라서, 이는 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 주목적은, 외주면에 홈이 제공되어 있는 현상제 담지 부재를 사용하고, 현상제 담지 부재의 외주면 위에, 매우 높은 품질의 화상을 얻기에 충분히 얇은 현상제 층을 형성하도록 구성되어 있는 현상 장치에 관한 것으로, 현상제 담지 부재의 과도하거나 불충분한 현상제 반송 능력으로 인해, 현상제 담지 부재는 현상제가 불만족스럽게 코팅되고 및/또는 이물이 현상제 담지 부재의 외주면과 현상 장치의 현상제 규제 부재 사이의 갭에 고착된다고 하는 문제를 겪지 않는 현상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 양상에 따르면, 길이 방향으로 연장되는 복수의 홈을 갖는 표면을 구비하고, 토너와 자성 캐리어를 포함하는 현상제를 담지 반송하여, 화상 담지 부재 위에 형성된 잠상을 현상하는 현상제 담지 반송 부재; 상기 현상제 담지 반송 부재의 내부에 제공되어, 상기 현상제 담지 반송 부재의 표면에 현상제를 담지시키기 위한 자석; 및 상기 현상제 담지 반송 부재로부터 간격을 두고 제공되어, 상기 현상제 담지 부재 위에 담지 반송된 현상제의 양을 규제하는 비자성 규제 부재를 포함하는데, 상기 규제 부재의 통과 후의 상기 현상제 담지 반송 부재의 단위 면적당 담지 반송된 현상제의 양 M/S(mg/mm²), 상기 규제 부재의 자유단과 상기 현상제 담지 반송 부재 사이의 갭 SB(mm), 상기 현상제의 비중 G(mg/mm³), 및 상기 현상제 담지 반송 부재의 표면에서의 홈의 비율인 홈 비율 α는, 0.1≤M/S(mg/mm²)≤0.5, 0.2≤SB(mm), 및 M/S(mg/mm²)×1/4≤α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³)<M/S(mg/mm²)을 충족시킨다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 형태의 다음의 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에서의 화상 형성 장치의 개략 단면도이고, 이 장치의 일반적 구성을 도시한다.
도 2는 현상 장치의 현상 슬리브의 축에 수직인 평면에서, 본 발명이 관련되어 있는 일반적인 현상 장치의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명이 관련되어 있는 현상 슬리브와, 감광 드럼과의 사이의 계면 영역의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명이 관련되어 있는 현상 장치의 현상 슬리브의 홈 중 하나의 개략적인 확대 단면도이고, 홈의 형상을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명이 관련되어 있는 현상 장치의 현상 슬리브의 홈 중 하나의 개략적인 확대 단면도이고, 홈의 형상을 설명하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명이 관련되어 있는 현상 장치의 현상 슬리브의 홈 중 하나의 개략적인 확대 단면도이고, 홈의 형상을 설명하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명이 관련되어 있는 현상 장치의 현상 슬리브와, 상기 장치의 규제 블레이드와의 사이의 갭의 개략적인 확대 단면도이고, 갭을 설명하기 위한 것이다.
도 8은 본 발명이 관련되어 있는 현상 장치의 현상 슬리브와, 상기 장치의 규제 블레이드와의 사이의 갭 중 하나의 개략적인 확대 단면도이고, 현상 슬리브의 홈 피치와 규제 블레이드의 두께 B와의 사이의 관계를 설명하기 위한 것이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에서의 현상 장치와, 비교 현상 장치의 규제 블레이드와 현상 슬리브와의 사이의 홈 비율 α와 갭 SB 사이의 관계를 나타내는 표이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에서의 것과 구조가 상이한, 본 발명에 따른 현상 장치의 개략 단면도이다.

(실시 형태 1)

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은, 다음의 실시 형태에서와 동일한 형상 및 구성으로 되어 있는 현상 슬리브 또는 슬리브가 구비되어 있는 한, 다음의 실시 형태와는 구성이 일부 또는 전부 다른 다양한 현상 장치에도 적용될 수 있다.

즉, 본 발명은, 현상실과 현상제 교반실이 수평으로 나란히 배치되어 있는 현상 장치뿐만 아니라, 현상실과 현상제 교반실이 수직으로 나란히 배치되어 있는 현상 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 현상 장치는, 화상 형성 장치가 탠덤형 또는 싱글 드럼형인지, 장치가 중간 전사형 또는 직접 전사형인지와 상관없이 소정의 화상 형성 장치와 호환가능하다. 또한, 본 발명에 따른 현상 장치의 다음 설명에서, 본 발명에 필수적인 현상 장치의 부분만이 기재되어 있다. 그러나, 장치, 장비, 프레임 등을 추가하여, 후술할 본 발명의 실시 형태에서의 현상 장치의 부분은, 프린터, 복사기, 팩시밀리, 및 또는 복합기의 부품으로서 이용가능하다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 화상 형성 장치에서의 일반적인 구성은, 동일한 설명을 반복하지 않기 위해서 첨부 도면에 도시하지 않는다.

[화상 형성 장치]

도 1은 본 발명이 호환가능한 일반적인 화상 형성 장치의 일반적인 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 화상 형성 장치(100)는, 탠덤형, 및 또는 중간 전사형의 풀 컬러 프린터이다. 즉, 화상 형성 장치(100)는, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙 토너 화상을 하나씩 형성하는 화상 형성 스테이션 Pa, Pb, Pc 및 Pd와, 화상 형성 스테이션 Pa, Pb, Pc 및 Pd가 나란히 배치되어 있는 전사 벨트 (5)를 갖는다.

중간 전사 벨트(5)는, 롤러(61, 62 및 63)에 의해 현가되어, 화살표 R2로 표시된 방향으로 이동가능하다. 화상 형성 스테이션 Pa에서는, 감광 드럼(1a)에 옐로우 토너 화상이 형성되어서 중간 전사 벨트(5)에 전사된다. 화상 형성 스테이션 Pb에서는, 감광 드럼(1b)에 마젠타 토너 화상이 형성되어서 중간 전사 벨트(5)에 전사된다. 화상 형성 스테이션 Pc, 및 Pd에서는, 감광 드럼(1c 및 1d)에 시안 토너 화상 및 블랙 토너 화상이 각각 형성되어서 중간 전사 벨트(5)에 전사된다.

중간 전사 벨트(5)에 전사된 상이한 4색의 토너 화상의 전사 후에, 토너 화상은 2차 전사 스테이션 T2에 반송되는데, 이들은 기록 매체의 시트 S에 전사된다. 픽업 롤러(13)에 의해 기록 매체 카세트(12)로부터 기록 매체의 시트 S가 꺼내지고, 카세트(12) 내의 나머지로부터 1매씩 분리되며, 한 쌍의 레지스트레이션 롤러에 이송되는데, 레지스트레이션 롤러는, 중간 전사 벨트(5)의 토너 화상과 동일한 시간에 각 시트 S가 2차 전사 스테이션 T2에 도달하는 타이밍에 맞춰서 2차 전사 스테이션 T2에 시트 S를 보낸다. 토너 화상을 시트 S에 전사한 후, 시트 S는 정착 장치(16) 내에서 가열 가압 처리되어, 시트 S의 표면에 토너 화상이 정착된다. 시트 S에 토너 화상이 정착된 후에, 시트 S는 배출 트레이(17) 내에 배출된다.

화상 형성 스테이션 Pa, Pb, Pc, 및 Pd는, 이용하는 토너의 색이 다르더라도, 대충 동일한 구성으로 되어 있다. 따라서, 이하에서는, 화상 형성 스테이션 Pa에 대해서만 설명한다. 화상 형성 스테이션 Pb, Pc, 및 Pd의 설명은, 그들이 사용하는 토너의 색을 나타내는 자신의 참조 코드의 접미사(b, c, 또는 d)를 제외하고는, 화상 형성 스테이션 P와 동일하다.

화상 형성 스테이션 P는, 감광 드럼(1a)을 갖는다. 또한, 코로나형의 대전 장치(2a), 노광 장치(3a), 현상 장치(4a), 1차 전사 롤러(6a), 및 드럼 클리닝 장치(19a)를 갖는데, 이들은 감광 드럼(1a)의 외주면의 인접부에 배치된다.

감광 드럼(1a)은, 알루미늄 실린더, 및 감광 드럼(1a) 외주면 위에 형성된 음으로 대전가능한 감광층으로 만들어진다. 감광 드럼(1a)은, 소정의 프로세스 속도로 화살표 방향으로 회전한다. 코로나형의 대전 장치(2a)는, 감광 드럼(1a)의 외주면을 균일하게 미리 설정된 부극성 VD(토너 화상의 미노광 영역의 전위 레벨에 대응)로 대전시키기 위한 것이다. 노광 장치(3a)는, 회전 미러로 레이저 광의 빔을 편향하면서 발광하는 레이저 광의 빔으로 감광 드럼(1a)의 외주면의 균일하게 대전된 부분을 주사함으로써, 감광 부재 드럼(1a)의 외주면의 균일하게 대전된 부분에, 형성할 화상의 정전 화상을 기입한다. 현상 장치(4a)는, 토너와 캐리어의 혼합물인 현상제를 이용하여, 감광 드럼(1a)의 외주면 위의 정전 화상을 토너 화상으로 현상한다.

1차 전사 롤러(6a)는, 중간 전사 벨트(5)의 내측면을 가압함으로써, 감광 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(5)과의 사이에 전사 스테이션을 형성한다. 1차 전사 롤러(6a)에 정극성의 직류 전압을 인가함으로써, 감광 드럼(1a) 위의 음으로 대전된 토너 화상이 중간 전사 벨트(5)에 전사(1차 전사)된다. 드럼 클리닝 장치(19a)는, 잔류 토너, 즉 기록 매체의 시트 S에 전사가 되지 않아서, 감광 드럼(1a)의 외주면에 남아 있는 토너를 회수한다.

본 실시 형태에서 화상 담지 부재로서 사용되는 감광 드럼(1a)이 드럼 형상의 통상의 유기 감광 부재이다. 그러나, 본 발명은 또한 아몰퍼스 실리콘과 같은 감광 물질로 형성된 무기 감광 부재와 호환가능하다. 또한, 벨트 형상의 감광 부재와 호환가능하다. 즉, 본 발명의 이하의 실시 형태는 본 발명의 범주를 제한하려는 것이 아니다. 즉, 본 발명은 또한, 대전 방식, 현상 방식, 전사 방식, 클리닝 방식, 정착 방식에 있어서, 본 발명의 이하의 실시 형태에서와는 다른 다양한 화상 형성 장치와 호환가능하다.

[현상 장치]

다음에, 도 2를 참조하여, 본 실시 형태에서의 현상 장치(4)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 장치의 길이 방향에 수직인 면에서의, 본 실시 형태의 현상 장치의 개략적 단면도이다. 이는 장치의 구성을 설명하기 위한 것이다. 도 2를 참조하면, 현상 장치(4a)는, 현상제 담지 부재로서의 현상 슬리브(28)를 갖는데, 이는 토너와 자성 캐리어로 이루어진 현상제를 담지해서, 감광 드럼(1a) 위에 정전 화상을 현상한다. 감광 드럼(1a)은, 화살표 R1로 표시된 방향으로 273mm/sec의 프로세스 속도(주변 속도)로 회전한다. 현상 장치(4a)는, 비자성 토너와 자성 캐리어의 혼합물인 2-성분 현상제를 사용한다.

현상 장치(4a)의 현상 용기(22)는, 현상 슬리브(28)에 현상제를 공급하는 현상실(23)과 현상 슬리브(28)로부터 현상제를 회수하는 교반실(24)을 갖는다. 이들 2개의 챔버(23 및 24)는 나란히 배치된다. 감광 드럼(1a)에 대향하는 현상 용기의 영역에, 현상 슬리브(28)가 회전가능하게 배치된다.

현상 용기(22)를 격벽(27)으로 나눔으로써 만들어진 2개의 챔버인 현상실(23)과 교반실(24)은, 현상제가 교반하면서 반송하는 순환 경로를 구성하고 있다. 이들 2개의 챔버(23 및 24)가 나란히 배치되어, 회전가능한 현상 스크류(25), 및 교반 스크류(26)가 각각 제공된다. 현상 스크류(25)와 교반 스크류(26)는, 현상제를 서로 대향하는 방향으로 반송함으로써, 현상 용기(22) 내에서 현상제를 순환시킨다.

현상 슬리브(28)는, 알루미늄이나 스테인레스와 같은 비자성 재료로 구성된다. 감광 드럼(1a)의 지름은 80mm이다. 현상 스테이션에서의 현상 슬리브(28)와 감광 드럼(1a) 간의 최근접 거리는 약 300μm이다. 즉, 현상 장치는, 현상제가 현상 스테이션에 반송될 때 현상제가 브러시(자기 브러시)의 형태로 크레스트되어, 감광 드럼(1a)의 외주면과 접촉됨으로써, 감광 드럼(1a)의 외주면 위에 정전 화상을 현상할 수 있게 구성된다. 현상 슬리브(28)의 외주면에는, 현상 슬리브(28)의 길이 방향을 따라 연장되는 홈이 제공되어, 현상제를 반송할 수 있는 양(이하, 간단히 "현상제 반송 능력"이라고 할 수 있다)이 증가된다.

현상 스테이션에서, 현상 슬라브(28)는, 감광 드럼(1a)의 외주면의 이동 방향과 동일한 방향(도 1에서 화살표 R28로 표시)으로 회전한다. 감광 드럼(1a)에 대한 현상 슬라브(28)의 주변 속도비는, 1.75이다. 감광 드럼(1a)에 대한 주변 속도비에 있어서 현상 슬라브(28)가 클수록, 현상 효율이 커진다. 그러나, 속도비가 지나치게 크면, 토너가 비산되거나, 현상제 열화 등이 발생하는 문제가 있다. 따라서, 감광 드럼(1a)에 대한 현상 슬라브(28)의 주변 속도비는, 0.5 내지 2.0의 범위에 있는 것이 바람직하다.

2-성분 자기 브러시를 사용하는 현상 방법의 경우에 있어서, 2-성분 현상제 내의 자성 캐리어는, 자성 롤러(29)의 자속에 의해 한정됨으로써 현상 슬리브(28)의 외주면에 유지된다. 음으로 대전된 토너는, 현상 슬리브(28)의 외주면 위의 양으로 대전된 캐리어에 정전기적으로 부착된다. 따라서, "자기 브러시"는 현상 슬리브(28)의 외주면 위에서 실시된다. 따라서, 감광 드럼(1a)의 외주면 위의 잠상은, 현상 슬리브(28)에 인가되는 DC 전압과 감광 드럼(1a)의 외주면 위의 정전 잠상과의 사이의 전위 수준의 차이의 정량을 제공함으로써 가시 화상으로 현상된다.

현상 효율(정전 화상에 토너가 부착되는 비율)에 있어서의 현상 장치를 향상시키기 위해서, -500V의 직류 전압과, 피크-대-전압이 1300V(Vpp=1300V)이고 주파수가 12 kHz(f=12,000 Hz)인 교류 전압의 조합을 현상 전압으로서 현상 슬리브(28)에 인가한다. 일반적으로, 교류 전압을 현상 슬리브에 인가하면, 현상 효율에 있어서 현상 슬리브를 증가시켜, 화상 형성 장치가 고품질의 화상을 출력하게 한다. 그러나, 이는 토너가 정전 잠상의 노출되지 않은 부분에 부착되게 하는 경향이 있고; 이는 화상 형성 장치가 안개 화상을 출력하게 하는 경향이 있다. 따라서, 잠상의 미노광 부분에 토너가 부착되는 것을 방지하기 위해, 현상 슬리브(28)에 인가될 DC 전압과, 감광 드럼(1a)의 외주면이 충전될 전위 레벨(화상의 배경 부분(백색 영역)에 대응)과의 사이에는 전위 레벨의 차이의 일정량이 제공된다. 또한, 본 실시 형태는 현상 슬리브(28)에 인가되는 DC와 AC 전압의 조합의 관점에서, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

<토너>

본 실시 형태에서의 현상 장치에 의해 사용된 현상제는, 유전체 비자성 토너와, 자성 입자(캐리어)로 이루어지는 2-성분 현상제이다. 비자성 토너는, 중량 평균 입경이 10μm 이상인 것이 적절하다. 본 실시 형태에서 사용된 비자성 토너는, 중량 평균 입경이 8μm인 컬러 복사기용 토너였다.

토너의 중량 평균 입경을 M이라고 하고, 토너의 입경을 r이라고 한다. 보다 선명한 컬러 화상을 형성하기 위해서는, 90중량% 이상의 토너가 부등식: 1/2M <r <2/3M을 충족하고, 99중량% 이상의 토너가 부등식: 0 <r <2M을 충족하는 것이 바람직하다.

토너용 재료로서 사용되는 본딩 수지의 예로서는, 스티렌-아크릴산-에스테르 수지 및 스티렌-메타크릴산-에스테르 수지 등의 스티렌계 공중합체, 또는 폴리에스테르 수지가 있다. 미정착 컬러 화상이 정착될 때 발생하는 컬러 토너의 정착을 고려하여, 폴리에스테르 수지가 바람직한데, 그 이유는 양호하게 녹기 때문이다.

토너의 진 비중은, 건식형의 자동 밀도계, 특히 AccuPyc 1330(Shimazu Co., Ltd.의 제품)을 이용해서 측정했다. 토너의 진 비중을 측정하는 데 사용하는 방법은, 캐리어의 진 비중을 측정하는 데 사용된 방법(후술한다)과 동일하다.

<자성 캐리어>

자성 캐리어에 있어서는, 체적 분포 기준에 기초하여 평균 입경(50% 입경:D50)이 25 내지 50μm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서 사용된 자성 캐리어는, 체적 평균 입경이 35μm였다. 이러한 캐리어로서는, 순수한 페라이트 입자(최대 자화에서 230emu 정도의 Cu-Zn 페라이트), 또는 얇게 수지로 코팅된 것이 바람직하다.

체적 분포 기준의 평균 입경(50% 입경:D50)은, 다음에 설명되는 바와 같이, 멀티 화상 분석기(Beckman-Caulter Co., Ltd.의 제품)를 사용하여 측정된다.

입도 분포 측정은, 레이저 회절/분산형의 입도 분포 측정 장치, 특히 건식형의 샘플 공급 장치를 장착한, 마이크로트랙 MT3300 EX(Nikkiso Co., Ltd.의 제품), 특히 건식형의 터보트랙(Nikkiso Co., Ltd.의 제품)의 원 샷 샘플 컨디셔너를 이용해서 구해졌다. 터보트랙에 자성 캐리어를 공급하기 위한 진공원은 집진기였는데, 이는 풍량 33리터/초 정도, 및 압력 17kPa로 설정되었다. 이는 소프트웨어에 의해 자동적으로 제어된다. 입경은, 체적 분포에 기초한 누적값인 50% 입경(D59)으로서 얻어졌다. 장치는, 장치에 부속된 소프트웨어(버젼 10.3.3-203D)에 의해 제어되고, 따라서 측정 결과가 분석된다. 입자 크기가 측정되는 조건의 상세는 다음과 같다:

SetZero 시간: 10초

측정 시간의 길이: 10초

측정 횟수: 1회

입자 굴절률: 1.81

입자 형상: 비구형

측정 상한: 1208μm

측정 하한: 0.243μm

주변 환경 : 온도와 습도 정상(23℃, 50% RH)

자성 캐리어의 진 비중은, 건식형의 자동 밀도계, 특히 AccuPyc 1330(Shimazu Co., Ltd.의 제품)을 이용해서 측정했다. 우선, 자성 캐리어 샘플을 23℃의 온도와 50% 의 상대 습도의 환경에서 24시간 방치했다. 그 다음, 5g의 샘플을 정밀하게 측정했고, 측정용 셀(10cm³)에 넣은 다음, 셀을 밀도계의 본체의 시료실에 삽입하였다. 그 다음, 밀도계가 개시하였다. 밀도계가 개시하면, 샘플의 진 비중이 자동으로 측정되었다.

밀도계가 개시하면, 시료실 내의 공기는 헬륨가스를 이용하여 10회 퍼지되는데, 이는 압력이 20.000psig(2.392×10²kPa)로 조정되게 한다. 그 다음, 시료실 내의 내부 압력 변화가 0.005psig(3.447×10²kPa/min)에서 정착될 때까지 헬륨가스는 반복적으로 퍼지된다. 그 다음, 시료실의 내부 압력을 측정했다. 시험 시료 체적은, 시료실이 내부 압력의 관점에서 평형 상태에 놓일 때 발생하는, 시료실의 내부 압력 변화로부터 얻을 수 있다(보일의 법칙). 시험 시료의 진 비중은, 이하의 식을 이용하여 계산될 수 있다:

시험 시료의 진 비중(g/cm³) = 시험 시료의 질량(g)/시험 시료의 체적(cm³)

캐리어로서는, 바인더 수지와 자성 또는 비자성 금속의 산화물로 만들어진 수지 자성 캐리어가 이용될 수 있다. 수지 자성 캐리어의 특징 중 하나는, 페라이트 입자에 비해서 최대 자화가 작고, 190emu/cm³ 정도인 것이라는 것이다. 따라서, 수지 자성 캐리어가 자성 캐리어로서 사용되는 경우, 인접하는 자기 브러시 사이의 자기 간섭이 페라이트 입자가 사용되는 경우보다 작다. 따라서, 현상 장치는, 자기 브러시 밀도가 높고, 자기 브러시 높이가 작을 수 있다. 따라서, 수지 자성 캐리어는, 화상 형성 장치가, 페라이트 입자보다, 질감이 더 균일하고 미세하며, 해상도가 더 높은 화상을 출력할 수 있게 한다.

[현상제 담지 부재(현상 슬리브)]

이하, 현상 슬리브(28)에 대해서 상세하게 설명한다.

현상 장치에는, 비회전 자성 롤러 (29)가 제공되는데, 이는 현상 슬리브(28)의 중공 내에 배치된다. 자성 롤러 (29)의 외주면에는, 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 자극 N1, S1, S2, 및 N3가 제공된다. 자극 S2가, 현상 스테이션에서, 감광 드럼(1a)에 대향하고; 자극 S1이, 현상층 두께 규제 부재로서의 규제 블레이드(30)에 대향하고; 자극 N2가, 자극 S1과 S2의 사이에 배치되고; 자극 N1 및 N3이, 현상실(23) 및 교반실(24)에 각각 대면하도록, 자석 롤러(29)가 배치된다. 각각의 자극은, 자속 밀도가 40mT 내지 70mT의 범위에 있었다. 그러나, 현상을 위한 자극 S2는, 자속 밀도가 100mT로 설정되었다.

현상 슬리브(28)는, 화살표 R28에 의해 표시된 방향으로 회전한다. 현상 슬리브(28)가 감광 드럼(1a)에 대향하는, 현상 영역의 상류측에는, 현상 슬리브(28) 위의 현상제 층을 두께로 규제하기 위한 규제 블레이드(30)가 배치된다. 규제 블레이드(30)는, 현상 슬리브(28)의 외주면 위에 자기 브러시의 팁 부분을 트리밍함으로써, 현상 슬리브(28) 위의 현상제 층을 두께로 규제한다.

규제 블레이드(30)는, 길이 방향이 현상 슬리브(28)의 길이 방향에 평행하도록 배치되는, 비자성의 금속판(알루미늄판)의 길고 좁은 조각이다. 현상 슬리브(28)에 의해 담지된 후, 현상제는 규제 블레이드(30)의 규제 에지와 현상 슬리브(28)의 외주면 사이의 갭을 통해 반송된다. 본 실시 형태에서의 규제 블레이드(30)의 두께는 1.2mm였다.

규제 블레이드(30)의 규제 에지와 현상 슬리브(28)의 외주면과의 사이의 갭을 조정함으로써, 현상 슬리브(28)에 담지된 현상제가 현상 슬리브(28)의 회전에 의해 반송되는 양이 조정될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 단위 면적당 현상 슬리브(28)의 외주면 위에 현상제가 코팅되어 남아 있게 되는 양은, 0.3mg/mm²(= 30mg/cm²)로 조정되었다. 화상의 입상성의 관점으로부터, 현상 슬리브(28)의 회전 방향의 관점에서 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28)의 외주면의 단위 면적당 현상제량이 (0.3±0.2)mg/mm²(=30±20mg/cm²)의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 실제로는, 현상 슬리브(28)의 외주면 위에 현상제가 코팅되어 남아 있게 되는 양은, 현상제의 비중 G(mg/mm³)에 의해 영향을 받게 된다. 따라서, 규제 블레이드의 하류측에서, 현상 슬리브(28) 위의 현상제량을 적절히 나타내기 위해서, 그 양은 현상제 층의 겉보기 두께(mm)로 표현될 수 있다(두께(mm)=M/S(mg/mm²))/(비중 G(mg/mm³)). 본 실시 형태에서는, 화상의 입상성의 관점으로부터, 현상 슬리브(28)의 외주면 위에 현상제가 코팅되어 남아 있게 되는 겉보기 두께(mm)는, 29 내지 140μm, 바람직하게는, 43 내지 129μm의 범위 내의 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브의 외주면의 단위 면적당 현상제량 M/S가, (0.3±0.15)mg/mm²(=(30±15) mg/cm²):(M/S=(0.3±0.15)mg/mm²(30±15)mg/cm²)의 범위 내에 있게 되는 값으로 갭 SB가 설정되는 것이 바람직하다. 갭 SB가 상기 주어진 범위에서 하한값을 밑돌면, 현상 슬리브(28)의 외주면 위에 현상제가 코팅되어 남아 있게 되는 양(M/S)이 지나치게 적어져서, 균일성의 관점에서의 화상 품질에 있어서 현상제 코트의 두께 불균일이 현상 장치(화상 형성 장치)에 영향을 끼치기 쉽다. 한편, 갭 SB가 상한값을 넘으면, 현상 장치(화상 형성 장치)는, 자기 브러시의 선단부에 의해 감광 드럼(1a)의 외주면의 러빙에 기인하는 입상성을 겪은 화상을 출력하기 쉽다.

현상 효율에 있어서 현상 장치를 높일 필요가 있는 경우, 현상 장치는, 갭 SD, 즉 현상 슬리브(28)와 감광 드럼(1a) 사이의 갭 내에서 증가하게 된다. 그러나, 간단히 갭 SD를 좁게 하면, 현상 스테이션에서, 자기 브러시에 의해 감광 드럼(1a)의 외주면이 러빙된다. 따라서, 용인 거친 화상이 출력되는 것이 예상된다. 따라서, 현상 장치는, 현상 슬리브(28) 위에 현상제가 코팅되어 남아 있게 되는 양 M/S에 있어서 감소된다. 양 M/S가 작아지면, 현상 슬리브(28)와 감광 드럼(1a) 간의 갭 SD가 감소되어, 현상 장치의 현상 효율을 향상시켜도, 현상 슬리브(28)의 외주면 위의 자기 브러시에 의해 감광 드럼(1a) 위의 토너 화상이 러빙되는 것이 쉽지 않다. 따라서, 현상 장치(화상 형성 장치)는, 고화질 화상을 출력하기가 쉽다.

규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭에 있어서는, 0.2mm 이상인 것이 바람직한데, 그 이유는 종래의 기술과 관련된 선행 문구에서 서술한 바와 같이, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28)의 갭이 작은 경우(0.2 mm 이하), 이물 등이 갭에서 막히기 쉽고, 화상 품질에 있어서 현상 장치(화상 형성 장치)에 영향을 주기 때문이다.

그러나, 외주면에 홈이 제공되어 있는 현상 슬리브를 구비한 현상 장치는, 현상제 반송 능력이 높아지기 쉽다. 따라서, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭이 작아지기 쉽다.

한편, 현상 장치는 홈의 깊이가 작아서 현상제 반송 능력이 감소되는 경우, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭을 넓히는 것이 가능하다. 그러나, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭을 함부로 감소하면, 현상 슬리브(28) 위의 현상제 코트가 불안정해지기 쉽다.

따라서, 현상 장치는, 현상제 반송 능력에 있어서 적정한 레벨로 현상 슬리브(28)를 안정하게 유지하면서, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭이 증가되어야 한다.

현상제 층 두께 규제 블레이드(30)는 자성판 단독으로 이루어지는 자성 블레이드일 수 있고, 또는 비자성판과 자성판과의 결합된 조합일 수 있다. 그러나, 평면 자성 블레이드가 규제 블레이드(30)로서 사용되는 경우에, 자성판의 효과 때문에 현상제가 규제 블레이드(30)의 인접부에 모이는 경향이 있다. 따라서, 현상 슬리브(28)는 현상제 반송 능력이 저하하는데, 이는 결국 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28)의 갭을 크게 할 수 있게 한다. 그러나, 현상제가 자성판(규제 블레이드)의 인접부에 모이기 때문에, 현상제가 열화하는 경향이 있다. 그 이유는, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭이 넓어질 수 있지만, 자성판 단독으로 또는 비자성판과 자성판의 조합으로 만들어진 블레이드가 규제 블레이드(30)로서 사용되지 않는 것이 바람직하기 때문이다.

따라서, 본 발명의 발명자들은, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력과, 현상 슬리브(28)의 외주면에 제공된 홈의 형상과의 상관을 조사하였다. 그 조사 결과는 이하와 같다:

발명자들의 검토에 따르면, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력과, "현상 슬리브(28)의 외주면 전체에 대하여, 현상 슬리브(28)의 외주면 중 홈이 점유한 부분의 비율"인 홈 비율 α와의 상관이 높다는 것을 알았다. 홈이 현상 슬리브(28)의 길이 방향에 평행하게 되어 있는 경우에는, 홈 비율 α는, 현상 슬리브(28)의 축에 수직인 평면에서의 현상 슬리브(28)의 외주에 대하여, 모든 홈의 폭의 합계의 비율로서 표현될 수 있다. 특히, 도 3을 참조하면, 현상 슬리브(28)의 외주면에 제공되는 홈이 그들 단면에서의 형상과 동일하고 그 간격이 일정하면(일정 주기 P), 홈 비율 α는 다음 식의 형태로 표현되는데, 여기서 W는 홈의 폭을 나타내고, P는 주어진 홈의 중심과 바로 인접한 홈의 중심 간의 간격을 나타낸다.

홈 비율 α = W/P (1)

현상 슬리브(28)의 반경이 r이고, 현상 슬리브(28)의 외주면에 제공되는 홈의 개수가 N이면, 홈의 간격 P는 2πr/N(P=2πr/N)으로 표현될 수 있다.

현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력과 홈 비율 α 간의 상관이 높다고 하는 것은, 현상 슬리브(28)의 외주면 중 홈이 제공된 부분이 현상제의 반송에 기여하고, 현상 슬리브(28)의 외주면 중 홈에 의해 점유되지 않은 부분은 현상제 반송에 그다지 기여하지 않은 것을 의미한다. 즉, 홈이, 현상제, 보다 구체적으로는, 자성 입자의 일정량을 포착해서 유지할 수 있는 형상으로 되어 있는 한, 깊이 등과 같은 특성과 관계없이 현상제 반송에 기여한다. 따라서, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력이, 홈의 단면이나 깊이가 아닌, 홈 폭 W와의 강한 상관을 갖는다고 하는 것이 합리적이다.

그러나, 상기의 상관을 얻을 수 있는 전제 조건으로서, 홈은 현상제의 일정량을 포착해서 유지할 수 있게 되어야 한다. 홈이 현상제를 포착해서 유지할 수 있기 위해서는, 홈이 토너의 캐리어인 자성 캐리어의 일정량을 포착해서 유지할 수 있어야 한다. 홈이 자성 캐리어의 일정량을 포착해서 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 홈 폭 W는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 자성 캐리어 입자의 직경 2R보다 커야 한다. 홈 폭 W가 자성 캐리어의 입자의 직경 2R보다도 좁은 경우에는, 홈 깊이 D와 관계없이, 자성 캐리어 입자가 홈에 맞지 않기 때문에, 홈은 자성 캐리어(입자)를 포착해서 보유할 수 없다. 또한, 도 5의 (a)에 도시한 것 같이, 홈 깊이 D는 적어도 자성 캐리어의 입자 반경 R보다 커야 한다. 이어서, 도 5의 (b)를 참조하면, 홈 깊이 D가 자성 캐리어의 입자 반경 R보다 작으면, 자성 캐리어의 입자는 홈이 자성 입자를 포착해서 유지하기에 충분할 정도로 깊이가 적합하지 않기 때문에, 미끄러져 나가기가 쉽다. 따라서, 홈 폭 W, 홈 깊이 D, 자성 캐리어 입자 직경 2R 및 자성 캐리어 입자 반경 R 간의 관계는, 다음 부등식 (2) 및 (3)을 충족시켜야 한다. 또한, 홈 폭 W는 자성 캐리어 직경(2R)의 10배(20R)보다도 작은 것이 바람직하다. 홈 폭 W가 (20R)보다도 클 경우, 캐리어 입자가 홈에서 포착되어 유지되기가 어렵다. 따라서, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력에 대한 홈의 효과가 완전히 실현되지 않을 수 있다.

20R>W> 2R (2)

D>R (3)

홈 깊이 D가 자성 캐리어의 반경 R보다도 깊은 한, 홈에 의해 포착된 자성 캐리어 입자가 홈에 유지되는 것이 보장된다. 그러나, 도 6에 도시한 바와 같이, 홈 깊이 D가 자성 캐리어의 입자 직경 2R보다도 깊게 되면, 자성 캐리어 입자 전체가 홈에 맞아서, 자성 캐리어 입자가 홈 외부로 미끄러져 나오는 것은 사실상 불가능하게 된다. 따라서, 홈은 그 깊이 D가 자성 캐리어 입자 직경 2R보다 크도록 만들어지는 것이 바람직하다(D> 2R).

또한, 현상 슬리브(28)의 외주면의 비홈부에 관해서는, 현상 슬리브(28)의 외주면의 홈부가 바람직한데, 그 이유는 비홈부가 돌출하고 있으면, 현상제 반송 능력의 관점에서 홈부와 비홈부 간의 명확한 차이가 없어져서, 본 발명의 효과가 감소되기 때문이다. 따라서, 현상 슬리브(28)의 외주면의 비홈부의 표면 거칠기(중심선 평균 거칠기) Ra는 0.5 이하(Ra≤0.5), 보다 바람직하게는 0.25 이하(Ra≤0.25)인 것이 바람직하다. 중심선 평균 거칠기 Ra는 JISB0601에 정의되어 있다. 현상 슬리브(28)의 외주면의 표면 거칠기 Ra는, 접촉식 표면 거칠기 게이지, 보다 구체적으로, Surfcorder SE-3300(Kosaka Laboratory Ltd.의 제품)을 이용하여 측정했다. 표면 거칠기 Ra를 측정한 조건은, 컷오프 값이 0.8mm이고, 측정 길이가 2.5mm이며, 반송 속도가 1.0mm/초이고, 배율은 5,000배이었다.

현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력과 홈 비율 α 간의 상관을 얻을 수 있는 전제 조건은, 현상 슬리브(28)의 홈에 의해 포착된 자성 입자로부터 연장되어 그 내부에 남아 있는 자성 캐리어 입자의 스트링(체인)을 형성하기 위해 자성 캐리어 입자가 자력에 의해 만들어지는 방식으로 자기 브러시가 현상 슬리브(28)의 외주면 위에 형성될 수 있다는 것이다. 상기와 같은 자기 브러시의 형성으로 인해, 홈 내의 자성 캐리어 입자와 함께 자기 브러시 전체가 반송되어, 현상 슬리브(28)의 반송 능력을 향상시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 자기 브러시가 형성될 필요가 있는 모든 것은, 자성 롤러 (29)가 예를 들어, 본 실시 형태에서와 같이, 현상 슬리브(28)의 중공 내에 있다는 것이다. 현상 슬리브(28)의 중공 내에 자기 롤러 (29)가 존재함으로 인해, 자기장은 자성 롤러(29)의 자계에 의해 자성 캐리어 내에 유도된다. 그러나, 자성 롤러(29)는 일정 값보다 자속 밀도 |B|(=(Br²+Bθ²+Bz²)^1/2 가 더 작은 경우에는, 자기 브러시가 형성되지 않는다. 따라서, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28)와의 사이의 영역은 일정 값보다 자속 밀도 |B|가 커질 필요가 있다. 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28)와의 사이의 영역이 10mT 이상인 한, 자기 브러시가 형성된다. 따라서, 이하에 서술하는 본 발명의 효과를 실현할 수 있다.

상기 조건을 충족시키는 한, 현상 슬리브(28)의 홈에 의해 자기 브러시의 근원의 베이스 부분이 포착된다. 따라서, 현상 슬리브(28)가 회전하면, 자기 브러시 전체가 반송된다. 즉, 상기 조건이 충족되는 한, 현상 슬리브(28)의 외주면의 홈부는 현상제의 반송에 기여한다. 자기 브러시가 현상 슬리브(28)에 의해 반송될지 반송되지 않을지는, 자기 브러시의 베이스 부분이 홈에 의해 포착되어 유지될 지의 여부에 좌우된다. 즉, 홈에 의해 자성 캐리어 입자를 포착하고, 유지하기 위해서, 자성 캐리어 입자 반경 R에 대해, 홈이 충분히 깊은, 즉, 필요한 모든 것은 상술 조건을 만족하는 것이 된다. 즉, 단순히 홈의 깊이를 증가시키는 것이, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력의 증가를 보장하는 것을 의미하지 않는다. 한편, 홈의 폭을 늘리면, 홈에 의해 포착되어 유지되는 자기 브러시의 수가 증가한다. 따라서, 현상 슬리브(28)는 현상제 반송 능력이 증가한다. 즉, 이러한 결과는 본 발명의 발명자가 도달하는 결론과 일치하는 것인데, 즉 홈 깊이 D 또는 홈의 단면이 아닌, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력이 강한 상관 관계를 갖는 현상 슬리브(28)의 외주면 전체에 대하여, 현상 슬리브(28)의 외주면 중 홈이 점유하는 부분의 비율 α의 형태로 표현될 수 있는 홈 비율 α와 함께 결론지어진다.

따라서, 역으로 현상 슬리브(28)가 홈 비율 α의 조정에 의해 현상제의 반송 능력을 제어할 수 있음을 추론할 수 있다. 즉, 홈이 계속 자성 캐리어 입자를 포착해서 보유할 수 있음을 보장하면서 D로 홈 내의 현상 슬리브(28)를 조정함으로써, 현상 슬리브(28) 위의 현상제 코트를 불안정하게 하지 않고, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력을 조정할 수 있다.

다음으로, 상기 결과 및 추론을 고려하면서, 종래 현상 장치보다 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브 사이의 갭이 더 넓은 현상 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 본 발명에 대해서 설명한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력과 홈 비율 α과의 사이에 높은 상관이 존재한다는 것은, 현상제 반송 능력에의 기여의 관점에서, 현상 슬리브(28)의 외주면의 홈부가 현상 슬리브(28)의 외주면의 비홈부보다 더 높고; 현상 슬리브(28)의 외주면의 비홈부가 홈부에 비해서 현상제 반송 능력이 그다지 높지 않다는 것을 의미한다.

홈부만이 현상제를 반송한다고 가정했을 경우에, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭을 통해 반송되는 현상제의 단위 면적(10mm×10mm)당의 최대 추정량은, 이하의 산술식(식 4)의 형태로 표현될 수 있다. "홈부만이 현상제를 반송한다"는 의미는, 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는, 자기 브러시를 구성하는 현상 슬리브(28)의 외주면 위의 현상제의 유일한 부분인 것을 의미한다. 또한, "최대 추정량"은, 현상 슬리브(28)의 외주면의 홈부와 규제 블레이드(30) 간의 공간이 현상제로 충전될 때 현상 슬리브(28)에 의해 현상제가 반송되는 양을 의미한다. 실제로는, 홈부가 규제 블레이드(30)를 지나 이동할 시에 현상 슬리브(28)의 홈부에 의해 반송되는 현상제가, 현상 슬리브(28)의 홈부와 규제 블레이드(30) 간의 공간을 차지하는 현상제 전체는 아니라고 생각된다. 즉, 상기 공간을 차지하는 현상제의 일부가 홈부에 의해 반송되는 현상제는 아니라고 생각된다. 그러나, 본 실시 형태에서, 현상제가 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는 단위 면적당 최대량은, 상기 공간 내의 현상제 전체가 홈부에 의해 전달된다고 가정하는 것으로 추정된다.

10mm×10mm×α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³) (4)

여기서, 홈 비율 α는 현상 슬리브(28)의 외주면 전체에 대한, 현상 슬리브(28)의 외주면 중 홈부의 합의 비율이다. 따라서, 단위 면적(10mm×10mm)당의 홈부의 비율은 10mm×10mm×α이다. 도 7의 (a)를 참조하면, "SB"는 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭을 나타내고, 보다 정확하게 하면, 규제 블레이드(30)의 규제측과 현상 슬리브(28)의 외주면의 비홈부 간의 갭을 나타낸다. 이어서, 도 7의 (b)를 참조하면, 규제 블레이드(30)의 규제측이 현상 슬리브(28)의 외주면에 대하여 기울어져 있는 경우에, "SB"는 규제 블레이드(30)의 규제측의 최근접 에지와 현상 슬리브(28) 간의 갭을 나타낸다. "D"는 홈 깊이를 나타낸다. 따라서, 현상 슬리브(28)의 홈부와 규제 블레이드(30) 간의 공간의 높이는 (SB+D)로서 표현된다. 따라서, 현상 슬리브(28)의 외주면의 홈부만이 현상제를 반송한다고 가정했을 경우, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭 SB를 통해 이동하는 단위 면적당의 현상제의 체적은, (10mm×10mm×α×(SB+D))로 표현된다. 그것은 주로 높이 (SB + D)가 영향을 받는 홈 형상이다. 따라서, 여기에서, 홈 단면이 직사각형인 것으로 가정한다. 그러나, 홈이 V형, U형, 또는 V형 또는 U형과는 다른 형상이어도, (SB+D)가 상기 공간의 높이로서 사용되는 한, 현상제가 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는 양이 약간 과대 평가될 수 있는 것으로 받아들여지면, 높이가 과소 평가되는 것이 발생하지 않는다. 여기에서, 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는 현상제량을 최대로 추정하는 것이 바람직하다. 따라서, 홈의 형상과 상관없이, 높이는 (SB+D)로 남아 있을 수 있다.

"G"는 현상제의 비중을 나타낸다. 따라서, 상기 체적에 G를 곱하여 얻은 값은, 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는 현상제량이다. 따라서, 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는 현상제량은 상기 식(4)을 이용해서 계산될 수 있다. 본 실시 형태의 현상제가 주로 토너와 자성 캐리어의 혼합물이기 때문에, 현상제의 비중 G는 이하의 식(5)으로 표현될 수 있는데, 여기서 "C 및 T"는 자성 캐리어와 토너의 비중을 각각 나타내고, "P" 및 "(1-P)"는 현상제 중의 토너와 자성 캐리어의 중량비를 각각 나타낸다.

G=1/{(1-P)/C+P/T} (5)

상기 식(4)으로부터 얻어질 수 있는 값은, 현상 슬리브(28)의 외주면의 홈부가 반송할 수 있는 현상제의 최대 추정량이다. 이러한 수식, 등식 및 부등식은 후술의 실험 결과와 일치한다. 실제로, 규제 블레이드(30)의 하류측 단위 영역(10mm X 10mm) 당 실제 현상제량 M/S는, 식(4)에 의해 얻어진 값보다 종종 더 크다. 즉, 하기 식(6)을 충족시키는 경우가 있다. 즉, 홈부만에 의해 반송되는 현상제량이, 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는 실제 현상제량에 비해 적은 경우가 있다.

10mm×10mm×α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³)<M/S(mg/mm²)×10mm×10mm (6)

상기 부등식(6)의 좌변은 현상 슬리브(28)의 외주면의 홈부에 의해 반송되는 현상제량의 최대 추정량이다. 따라서, 상기 식(6)을 충족시키는 경우에는, 현상 슬리브(28)의 홈부에 의해 반송되는 현상제량은, 규제 블레이드(30)의 하류측의 현상 슬리브(28) 위의 현상제량 M/S보다 적다. 즉, 비홈부도 현상제 반송에 기여한다. 따라서, 상기 식(6)을 충족시킬 경우, 현상제 반송 능력이 홈부에 비해서 낮은 비홈부에 의해 반송되는 현상제량과 동등한 양만큼, 현상 슬리브(28)와 규제 블레이드(30) 간의 갭을 크게 하는 것이 가능하다. 반대로, 상기 식(6)을 충족시키지 않는 경우에는, 현상제는 현상 슬리브(28) 위의 현상제량 M/S에 상당하는 양만큼, 현상 슬리브(28)의 홈부에 의해 반송될 수 있다. 이 경우, 현상 슬리브(28)의 홈부는 현상제의 반송 능력이 더 높다. 따라서, 대부분 현상 슬리브(28)의 홈부에 의해, 현상 슬리브(28) 위의 현상제량 M/S에 상당하는 양만큼 현상제가 반송된다. 따라서, 현상 슬리브(28)와 규제 블레이드(30) 간의 갭이 극단적으로 작아지기 쉽다.

부등식(6)은 부등식(6')으로 치환가능하다:

α×{SB+D}×G <M/S (6')

현상 슬리브(28)의 외주면 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량인 M/S의 값은, 하기의 방법을 이용하여 얻어진다. 즉, 먼저, 곡률에 있어서 현상 슬리브(28)의 외주면과 일치하고 일정 크기(본 발명의 발명자에 의해 수행되는 실험의 경우에는, 50mm×10mm)의 개구를 갖는 마스크를 준비한다. 그 다음, 현상 슬리브(28)의 외주면 위의 현상제는, 현상 슬리브(28) 주위에 마스크를 끼워 유지하면서 마스크의 개구를 통해 회수된다. 그 다음, 회수한 현상제의 무게를 측정한다. 그 다음, M/S의 값은, 상기 얻어진 회수 현상제의 무게를 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량으로 환산함으로써 얻어진다(본 발명의 발명자의 경우, M/S의 값은, 회수 현상제의 무게를 5로 나눔으로써 얻어졌다).

본 발명의 요지는, 현상 슬리브(28)와 규제 블레이드(30) 간의 갭 SB이 지나치게 좁아지는 것을 막고, 좀 더 구체적으로는, 0.2mm보다 작아지는 것을 막기 위해서, 부등식 (6)을 만족하도록 홈 비율 α를 조정하는 것이다.

<실시 형태>

다음에, 본 발명을 구체적으로, 비교 현상 장치와 함께, 본 발명의 다음 실시 형태를 참조하여 설명한다.

명세 간의 관계, 특히 현상 슬리브의 외주면의 홈의 형상과, 상기 현상 슬리브의 성능 간의 관계를 알기 위해서 다양한 조건 하에서 수행된 실험 결과는 표 1에서 도시된다. 표 1을 참조하면, 실험에 사용된 각 현상 슬리브(28)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 현상 슬리브(28)의 원주 방향의 관점에서 일정 간격(홈 피치)이 주어지면, 단면이 V-형상이고, 현상 슬리브(28)의 길이 방향으로 연장된 복수의 홈을 구비한다.

[표 1]

실험에 이용한 현상제는 토너와, 페라이트로 이루어진 자성 캐리어의 상술한 혼합물이었다. 토너(P)와 자성 캐리어(1-P) 간의 중량비는, 0.1(=P) 및 0.9(=1-P)이었다. 토너와 자성 캐리어는 비중이 1.0mg/mm³과 4.8mg/mm³이었다. 따라서, 현상제의 비중 G는, 3.48인데, 이는 식(5)을 이용하여 얻어진다. 또한, 자성 캐리어의 입경은 35μm이었다.

현상 장치는, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28)의 외주면 위의 현상제량이 0.3mg/mm²(= 30mg/cm²)이 되도록 설정되었다(M/S=0.3mg/mm²(= 30mg/cm²). 그 다음, 표 1의 각각의 현상 슬리브는, 현상 슬리브(28)와 규제 블레이드(30) 간의 갭(=SB)이 설정될 수 있는 양과 관련하여 조사되었다. 갭 SB를 0.2mm 이상으로 설정할 수 없는 현상 슬리브는 "N"으로 부여되고, 반면에 갭 SB를 0.2mm 이상으로 설정할 수 있는 현상 슬리브는 "G"로 부여되었다. 또한, 갭 SB를 0.3mm 이상으로 설정할 수 있는 현상 슬리브는 "E"로 부여되었다. 각각의 실험에서, 현상 슬리브(28) 위의 현상제 코트의 상태는 육안으로 관찰했다. 균일한 현상 제 코트를 갖는 현상 슬리브는 "E"로 부여되고, 불만족스러운 화상의 형성에 기여하기에 충분한 불균일 현상 코트를 갖는 현상 슬리브는 "N"으로 부여되었다. 약간 불균일하지만, 불만족스러운 화상의 형성에 기여하는 것이 충분하지 않은 현상제 코팅된 현상 슬리브는, "G"로 부여되었다.

실시 형태 1:

실시 형태 1의 현상 슬리브는, 홈 비율 α이 0.080이고(α=0.080), 갭 SB를 0.45mm로 설정하였다. 갭(SD)이 0.45 mm이면, 식 4에서 0.45(=SB)를 대입하여 얻은 값(=부등식(6)의 좌변)은 13.9인데, 이는 30(=0.3×10×10)인, 단위 면적(10mm×10mm)당의 원하는 양 M/S(=부등식(6)의 우변)의 절반보다 작다. 따라서, 부등식(6)을 충족시킨다. 즉, 비홈부에 의해 규제 블레이드(30)를 지나 반송된 현상제량은, 홈부에 의해 규제 블레이드(30)를 지나 반송된 현상제량에 비해 상당했다. 따라서, 갭 SB가 0.45mm 정도로 설정될 수 있었다. 이는, 갭 SB가 대략 0.45mm로 설정하는 것이 가능했던 것이 그 이유라고 가정하는 것이 합리적일 수 있다.

실시 형태 2:

홈 비율 α이 0.096(α=0.096)인, 실시 형태 2의 현상 슬리브를 이용하면, 갭 SB를 0.35mm로 설정할 수 있었다. 따라서, 식(4)에서 SB에 0.35를 대입하여 얻은 값(=부등식(6)의 좌변)은 13.6인데, 이는 단위 면적(10mm×10mm)당의 양 M/S에 대한 원하는 값(=부등식(6)의 우변) 30(=0.3×10×10)의 절반보다 작다. 따라서, 부등식(6)을 충족시킨다. 즉, 비홈부에 의해 규제 블레이드(30)를 지나 반송된 현상제량은, 홈부에 의해 규제 블레이드(30)를 지나 반송된 현상제량에 비해 상당했다. 이는, 갭 SB가 0.35mm 정도로 설정가능하게 된 이유라고 상정할 수 있다.

실시 형태 3:

홈 비율 α이 0.143(α=0.143)인, 실시 형태 3의 현상 슬리브를 이용하면, 갭 SB를 0.3mm로 설정할 수 있었다. 따라서, 식(4)에서 SB에 0.3을 대입하여 얻은 값(=부등식(6)의 좌변)은 19.4인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값인, 30(=0.3×10×10)보다 작은 값이 다. 따라서, 부등식(6)을 충족시킨다. 이러한 사실에 기초하여, 홈부뿐만 아니라 비홈부에 의해서도 현상제가 반송되었다고 가정하는 것이 합리적이다. 따라서, 0.2 mm 이상으로 갭 SB를 설정하는 것이 가능했다. 그러나, 실시 형태 1 및 2에서의 현상 슬리브에 비해, 본 실시 형태에서의 현상 슬리브는 홈부에 의해 반송되는 현상제량이 더 많고, 즉, 비홈부에 의해 반송되는 현상제량이 더 적다. 따라서, 갭 SB이 0.3mm 정도로 설정될 수 있었더라도, 이는 명백히 0.2mm보다 크다.

실시 형태 4:

홈 비율 α이 0.229(α=0.229)인, 실시 형태 3의 현상 슬리브를 이용하면, 갭 SB를 0.2mm로 설정할 수 있었다. 따라서, 식(4)에서 SB에 0.2를 대입하여 얻은 값(=부등식(6)의 좌변)은 23.1인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값인, 30(=0.3×10×10)보다 작은 값이므로, 부등식(6)을 충족시켰다. 따라서, 현상 슬리브가 홈부뿐만 아니라 비홈부도 사용하여 현상제를 반송했다고 상정하므로, 갭 SB를 0.2mm 이상으로 설정할 수 있었다는 것이 합리적이다. 그러나, 실시 형태 1, 2, 및 3과 비교해서, 본 실시 형태에서의 현상 슬리브는 홈부에 의해 반송되는 현상제량이 사실상 더 많다. 이는, 갭 SB가 0.2mm의 비교적 작은 값으로 설정되어야 하는 이유가 될 것 같다.

실시 형태 4의 현상 슬리브의 경우에 갭 SB가 작아져야 하는 또 다른 이유는, 이러한 현상 슬리브의 홈 피치 P가 규제 블레이드(30)의 두께에 비해 작다는 것이다. 특히, 실시 형태 4의 현상 슬리브의 홈 피치 P는 0.785mm(P=0.785mm)이며, 규제 블레이드(30)의 두께 B는 1.2mm(B=1.2mm)이다. 즉, 홈 피치 P(0.785)는 규제 블레이드(30)의 두께 B(1.2mm)보다도 작다.

홈 피치 P가 규제 블레이드(30)의 두께 B보다도 작은 경우, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 홈부가 동시에 규제 블레이드(30)를 지나 이동하는 경우가 가끔 발생하여, 홈부로부터 연장되는 2개의 자기 브러시로 둘러 싸여진 공간을 생성한다. 2개의 자기 브러시로 둘러 싸여진 공간에서의 현상제는 도망갈 곳이 없게 되어, 자기 브러시에 의해 기계적 및 자기적인 힘을 받기 쉽다. 따라서, 비홈부라고 할지라도 현상제 반송 능력이 커지기 쉽다. 따라서, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 홈부가 동시에 규제 블레이드(30)를 지나 동시에 이동하는 것을 방지하기 위해서, 홈 피치 P가 규제 블레이드(30)의 두께 B보다도 크게 만들어지는 것이 바람직하다.

도 8의 (c)를 참조하면, 현상 슬리브(28)와 대면하는 규제 블레이드(30)의 표면이 현상 슬리브(28)의 외주면에 대하여 각도 θ만 기울어진 경우에도, 현상 슬리브(28)의 외주면 위의, 현상 슬리브(28)와 대면하는 규제 블레이드(30)의 표면의 투영의 길이(Bosθ)보다 홈 피치 P가 크게 되어 있는 한, 상기와 마찬가지의 효과가 발생한다.

비교 현상 슬리브 1:

홈 비율 α이 0.398(α=0.398)인, 비교 현상 슬리브 1의 경우에는, 갭(SD)를 0.2mm 이상으로 설정할 수 없었다. 식(4)에서 SB에 0.2mm를 대입하여 얻은 값(=부등식(6)의 좌변)은 44.3인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값인 30(=0.3×10×10=30)보다 크다. 따라서, 부등식(6)을 충족시키기 위해서, 갭 SB는 0.2mm 이하가 되어야 한다. 실제로, M/S가 30인 경우, 갭 SB는 0.17mm이다. 따라서, SB에 0.17을 대입한 식(4)의 값(=부등식(6)의 좌변)이 40.2인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값(=부등식(6)의 우변)인 30(=0.3×10×10=30)보다 크므로, 부등식(6)을 충족시키지 않는다.

비교 현상 슬리브 2:

홈 비율 α이 0.382(α=0.382)인, 비교 현상 슬리브 2의 경우에는, 갭 SB를 0.2mm 이상으로 설정할 수 없었다. 식(4)에서 SB에 0.2mm를 대입하여 얻은 값(=부등식(6)의 좌변)은 34.6인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값(=부등식(6)의 우변)인 30(=0.3×10×10=30)보다 크다. 따라서, 부등식(6)을 충족시키기 위해서, 갭 SB는 0.2mm 이하가 되어야 한다. 실제로, M/S가 30인 경우, 갭 SB는 0.18mm이다. 따라서, SB에 0.18을 대입하여 얻은 식(4)의 값(=부등식(6)의 좌변)이 31.9인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값(=부등식(6)의 우변)인 30(=0.3×10×10=30)보다 크므로, 부등식(6)을 충족시키지 않는다.

도 9는, 본 발명의 실시 형태의 현상 슬리브, 및 비교 현상 슬리브가 사용될 때 홈 비율 α와 SB 간의 관계를 나타내는 그래프이다. 횡축은 홈 비율 α를 나타내고, 세로축은 M/S를 0.30으로 설정했을 때, SB를 나타낸다. 이 그래프로부터, 홈 비율 α와 SB 사이에 강한 상관이 있음이 명백하다. 대충 말하자면, 홈 비율 α에서의 감소는, 갭 SB를 넓게 설정하게 한다. 특히, 홈 비율 α를 0.229 이하로 설정하는 것은, 갭 SB를 사실상 크게 한다. 이것은, 0.229가 대략, 부등식(6)을 만족시킬 수 있는 경우와 부등식(6)을 만족시킬 수 없는 경우 사이의 경계값이기 때문에 가능하다고 생각된다. 실제로, 홈 비율 α가 0.229인 경우, 즉 홈 비율이 0.229보다 큰 경우를 참조하면, 도 9의 우측은, 부등식(6)을 충족시키지 않는 반면, 홈 비율 α가 0.229인 경우, 즉 홈 비율이 0.229보다 작은 경우를 참조하면, 도 9의 좌측은, 부등식(6)을 충족시킨다.

부등식(6)을 충족시키지 않는 경우에는, 현상제는 주로 홈부에 의해 반송된다. 따라서, 갭 SB의 변화는 양 M/S를 변화시킨다. 따라서, 홈 비율 α를 작게 해서 M/S를 감소시킴으로써 SB를 크게 하려고 하는 경우, SB를 조금 넓혀서 M/S가 원래의 값으로 복원되게 한다. 즉, SB는 사실상 넓어질 수 없다. 실제로, 홈 비율 α가 비교적 큰 경우, 도 9의 우측은, 홈 비율 α를 크게 해서 SB가 사실상 커지지 않게 하는 것을 나타낸다.

한편, 식(6)을 충족시키는 경우에는, 비홈부는 적극적으로 현상제 반송에 기여한다. 따라서, SB의 변화는 M/S에 그다지 영향을 끼치지 않는다. 따라서, 홈 비율 α를 작게 해서 M/S를 감소시킴으로써 SB를 넓게 하려고 했을 경우에도, SB가 사실상 넓지 않으면, M/S는 원래의 값으로 복귀되지 않는다. 따라서, SB를 크게 하는 것이 가능해 진다. 실제로, 홈 비율 α가 0.229인 경우, 즉 부등식(6)을 충족시키는 경우를 참조하면, 도 9의 그래프의 우측은, 홈 비율 α의 감소가 사실상 SB를 넓게 할 수 있음을 나타낸다. 즉, 본 실시 형태에서는, 홈 비율 α가 0.229 이하(α≤0.229)인 것이 바람직하다.

다음을 추론하는 것이 합리적이다: 식(4)의 값이, 현상 슬리브(28)의 회전 방향의 관점에서 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28)의 외주면 위에 있는 현상제의 양인, M/S보다 작게 되어 있는 한, 즉, 홈 비율 α가, 부등식(6)이 충족되도록 설정되는 한, 비홈부는 실질적으로 현상제 반송에 기여한다. 따라서, M/S가 작아도, SB는 0.2mm 이상으로 설정가능해 진다.

현상 장치의 바람직한 구조적 배열은 다음과 같다: 우선, 현상제가 홈부에 의해서뿐만 아니라, 비홈부에 의해서도 반송되는 것을 보장하기 위해서, 식(4)의 값이, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28)의 외주면의 부분에 있는 현상제의 양 M/S(본 실시 형태에서는 30mm/cm²)의 23/30 이하인 것이 바람직하다. 즉, 도 9를 참조하면, 실시 형태 4(홈 비율 α = 23/30)에서, 식(4)의 값은, M/S에 대한 바람직한 값(본 실시 형태에서는 30)의 23/30(실시 형태 3에서는 19.4/30) 이하이다. 따라서, 적어도 7/30은 비홈부에 의해 반송될 수 있어, SB가 넓어질 수 있도록 보장한다. SB에 대한 더욱 바람직한 범위로서는, 식(4)의 값이, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28)의 외주면 위의 현상제량 M/S에 대하여, 19/30 이하가 되는 경우에, 현상 장치가, 비홈부 또한 현상제 반송에 기여하는 상태에 있는 것이 보장될 뿐만 아니라, 현상제 반송 능력면에서 비홈부의 비율이 더 증가 될 수 있다. 그 결과, SB를 더욱 넓힐 수 있다. 따라서, 현상제가 비홈부에 의해서뿐만 아니라, 홈부에 의해서도 반송되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태는, α≤0.143인 경우에 상당한다. 홈 비율 α가 이러한 범위 내에 있는 한, 상술한 효과를 더욱 향상시킬 수 있어, 바람직하다.

또한, 도 9를 참조하면, 홈 비율 α이 0.12 이하(α≤0.12)인 경우에, 본 실시 형태는, 제1 및 제2 비교 현상 슬리브에 대한 SB의 약 두배 넓은 SB를 만들 수 있다. 따라서, 따라서, 홈 비율 α가 0.12 이하인 것이 바람직하다. 즉, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28)의 외주면의 부분에 있는 현상제에 대한 바람직한 양 M/S에 대하여, 식(4)의 값이 16/30 이하가 되도록, 홈 비율 α가 설정되는 한, 상술한 효과와 대략 비슷 효과가 얻어질 수 있어, 바람직하다. 이 경우, 현상 장치는 비홈부에 의해 현상제가 반송되는 비율에 있어서 만족스럽게 증가할 수 있다.

더 설명하면, 제1 및 제2 실시 형태의 경우, 식(7)에서 나타낸 바와 같이, 식(4)의 값은, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28) 위의 양 M/S(본 실시 형태에서는 30)의 절반(15/30) 이하로 된다. 따라서, SB를 더욱 넓힐 수 있었다. 이는, 현상 장치가, 홈부에 비해, 현상제가 비홈부에 의해 반송되는 비율이 증가되는 것이 가능했던 이유인 것 같다. 즉, 비홈부는, 좀 더 적극적으로 현상제 반송을 위해 사용될 수 있다.

10mm×10mm×α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³)<M/S(mg/mm²)×10mm×10mm/2 식(7)

선행 현상 슬리브와는 직경이 다른 제5 실시 형태에서의 현상 슬리브의 실험 결과 또한 연구되었다. 이들은, 현상 슬리브(28)의 직경에 관계없이, 동일한 결과가 얻어질 수 있음을 보여 주었다.

실시 형태 5:

홈 비율 α이 0.078(α=0.078)인 실시 형태 5의 현상 슬리브를 이용한 경우에는, 갭 SB를 0.40mm로 설정할 수 있었다. SB에 0.4를 대입하여 얻은 식(4)의 값(=부등식(6)의 좌변)은 12.5인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제의 양 M/S에 대한 바람직한 값 30(=0.3×10×10)의 절반보다 작으므로, 부등식(6)을 충족시킨다. 따라서, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭 SB를 통해 현상제가 반송되는 동안, 비홈부에 의해 현상제의 절반 이상이 반송되었다고 가정하는 것이 합리적이다. 따라서, 이것이 갭 SB를 대략 0.4mm로 설정하는 것이 가능했던 이유라는 것이 합리적이다.

또한, 홈 비율 α가 더 작은 현상 슬리브의 경우(실시 형태 6 및 7)에 대해서도 검토를 행하였다.

실시 형태 6:

홈 비율 α이 0.040(α=0.040)인, 실시 형태 6의 현상 슬리브를 이용한 경우에는, 갭 SB를 0.5mm로 설정할 수 있었다(SB=0.5). 식(4)에서 SB에 0.5를 대입하여 얻은 식(4)의 값(=부등식(6)의 좌변)은 7.61인데, 이는 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S(=30)에 대한 바람직한 값보다 작다. 따라서, 식(6)(7)을 충족시킨다. 이것이 갭 SB를 대략 0.5mm로 설정하는 것이 가능했던 이유라는 것이 합리적이다.

실시 형태 7:

홈 비율 α이 0.032(α=0.032)인, 실시 형태 7의 현상 슬리브를 이용한 경우에는, 갭 SB를 0.6mm로 설정할 수 있었다(SB=0.6). SB에 0.6을 대입하여 얻은 식(4)의 값(=부등식(6)의 좌변)은 7.23인데, 이는 30(=0.3×10×10), 또는 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값(=부등식(6)의 우변)보다 작다. 따라서, 식(6)(7)을 충족시킨다. 이것이 갭 SB를 대략 0.6mm로 설정하는 것이 가능했던 이유라는 것이 합리적이다.

그러나, 실시 형태 7의 경우에, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력은 문제가 없는 레벨이었다. 그러나, 현상제 코트의 경미한 불균일이 생기기 시작했다. 이러한 문제에 대한 이유는, 홈부에 의해 현상제가 반송되는 비율이, 현상 슬리브(28)에 의해 반송된 현상제 전체의 1/4 이하인, 7.23/30=0.241이었던 것 같다. 따라서, 비홈부에 의한 현상제의 반송 비율이 지나치게 늘어났기 때문에, 현상제 반송 능력의 관점에서 현상 슬리브(28)가 영향을 받았다고 생각된다. 따라서, 부등식(8)에 도시한 바와 같이, 식(4)의 값은 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값의 1/4 이상인 것이 바람직하다.

10mm×10mm×α×{SB+D}×G≥M/S/4 식(8)

표 2에는, 홈 깊이 D 및 홈 폭 W뿐만 아니라, 홈 형상이 제 1 실시 형태에서와는 다른 현상 슬리브를 이용하여, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력에 대한 현상 슬리브(28)의 외주면에 있는 홈의 형상의 효과가 연구되었던 실험 결과를 나타낸다.

[표 2]

실험에 이용한 현상제는, 결과가 표 1에 주어진, 실험에서 사용된 것과 동일하였다. 즉, 비중 G는 3.48(G=3.48)이고, 자성 캐리어의 입경은 35μm이었다.

그 결과가 표 1에 주어진 실험에 이용한 현상 슬리브와 마찬가지로, 이들 실험에 사용된 현상 장치는, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브(28)의 외주면 위의 현상제량 M/S가 0.3mg/mm²(=30mg/cm²)이 되도록 설정되었다. 그 다음, 현상 슬리브(28)와 규제 블레이드(30) 간의 갭 SB가 설정된 값은, 표 2에 기재된 현상 슬리브(28) 각각에 대해서 연구되었다. 또한, 현상제 코트의 상태도 관찰되었다.

실시 형태 8:

홈 비율 α이 0.080(α=0.080)인, 실시 형태 8의 현상 슬리브를 이용한 경우에는, 갭 SB를 0.45mm로 설정할 수 있었다. SB에 0.45를 대입하여 얻은 식(4)의 값(=부등식(6)의 좌변)은 13.6인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값 30(=0.3×10×10=30)의 절반보다 작으므로, 식(6)((7) 및 (8))을 충족시켰다. 따라서, 규제 블레이드(30)를 지나 현상 슬리브(28)에 의해 반송되는 현상제량의 절반 이상을 비홈부가 기여한다고 상정하는 것이 바람직하므로, SB를 0.45mm 정도로 설정할 수 있었다.

실시 형태 9:

홈 비율 α이 0.080(α=0.080)인, 실시 형태 9의 현상 슬리브를 이용한 경우에는, 갭 SB를 0.50mm로 설정할 수 있었다. SB에 0.50을 대입하여 얻은 식(4)의 값(=부등식(6)의 좌변)은 14.7인데, 이는 현상 슬리브(28) 위의 단위 면적(10mm×10mm)당의 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값 30(=0.3×10×10=30)의 절반보다 작으므로, 식(6)을 충족시켰다. 따라서, 규제 블레이드(30)와 현상 슬리브(28) 간의 갭을 통해 현상제가 반송되는 동안, 비홈부에 의해 현상제의 절반 이상이 반송된다고 가정하는 것이 합리적이므로, 갭 SB를 대략 0.50mm로 설정하는 것이 가능했다.

그러나, 실시 형태 9의 경우에는, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력에 관해 문제가 없었지만, 경미한 불균일이 현상제 코트의 양단에서 검출가능하였다.

이러한 현상에 대한 이유는, 현상 슬리브(28)의 홈은, 깊이 D가 자성 캐리어 입자의 직경 2R보다 작은 30μm이었기 때문에, 자성 캐리어 입자가 홈에 의해 포착 되어 홈 내에 남아 있기가 약간 어려워, 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력에 영향을 끼쳤다는 사실에 기인한 것으로 보인다. 따라서, 부등식(2)에 의해 이전에 나타낸 바와 같이, 홈 폭 W는, 자성 캐리어의 입경 2R보다 큰 것이 바람직하다.

비교 현상 슬리브 3:

홈 비율 α이 0.080(α=0.080)인, 제3 비교 현상 슬리브(28)를 이용한 경우에는, 갭 SB를 0.6mm로 설정할 수 있었지만, 현상 슬리브 위의 현상제 코트는 불안정하였다.

이러한 현상은, 홈 깊이 D가, 자성 캐리어 입자의 반경보다 작은 10㎛이었으므로, 홈은 자성 캐리어 입자를 포착해서 보유하는 능력이 매우 작았는데, 이는 현상 슬리브(28)의 현상제 반송 능력에 영향을 끼쳤기 때문에, 제시되는 것이라고 생각된다. 따라서, 부등식(3)에 의해 이전에 나타낸 바와 같이, 홈의 깊이 D는, 자성 캐리어 입자의 반경 R보다 큰 것이 바람직하다.

비교 현상 슬리브 4:

홈 비율 α이 0.016(α=0.016)인, 제4 비교 현상 슬리브를 이용한 경우에는, 갭 SB를 0.8mm로 설정할 수 있었지만, 현상 슬리브의 현상제 코트는 불안정하였다.

이러한 문제는 다음과 같은 사실에 기인한 것으로 보인다: 제3 비교 현상 슬리브와는 달리, 제4 비교 현상 슬리브는, 자성 캐리어 입자의 직경 2R보다 큰 홈 깊이 D가 40μm이지만, 자성 캐리어 입자의 직경 2R보다 작은 홈 폭 W는 30μm이다. 따라서, 자성 캐리어 입자를 전체적으로 홈에 맞게 하는 것은 불가능했다. 따라서, 홈이 자성 캐리어 입자를 포착해서 유지하기가 어려웠고; 자성 캐리어 입자가 홈에 달라붙기가 쉽지 않았는데, 이는 현상 슬리브 (28)의 현상제 반송 능력에 영향을 끼쳤다. 따라서, 홈 폭 W는 자성 캐리어 입자의 직경 2R보다 큰 것이 바람직하다.

여기까지, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 단위 면적당 현상 슬리브의 외주면 위의 현상제량 M/S가 0.3mg/mm²(=30mg/cm²)였던 경우에 대해서 서술해 왔다. 그러나, 현상제량 M/S가 0.3mg/mm²(=30mg/cm²)이 아닌 경우에도, 선행의 경우에 대한 설명이 성립한다.

상술한 바와 같이, 현상 슬리브가 현상하는 입상성의 관점으로부터, 현상 슬리브의 외주면의 단위 면적당의 현상제량 M/S는 (0.3±0.2)mg/mm²(=(30±20)mg/cm²)로 설정하는 것이 바람직하다. 보다 정확하게는, 규제 블레이드(30)의 하류측에서, 현상 슬리브 위에 코팅되어 있는 현상제량을, 비중으로 규격화함으로써 얻은 값 (겉보기상의 현상제 코트 두께)=(M/S(mg/mm²)/비중 G(mg/mm³))을 29 ~ 140μm의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내의 값으로 M/S를 설정하는 경우에, 갭 SB를 0.2mm 이상으로 설정할 수 있게 하는 홈 비율 α의 값은, 부등식(6)을 이용하여, 다음과 같이 추정할 수 있다. 현상제량 M/S는 값이 작기 때문에, 부등식(6)을 충족시키기가 더 어렵다. 따라서, 홈 비율 α는 M/S=0.1mg/mm², 및 SB=200μm의 경우를 가정하여 계산한다. 또한, 규격화된 홈 깊이 D 및 홈 폭 W에 대해서는, D=0.06mm 및 G=3.5mg/mm³의 경우를 가정하였다. 따라서, 부등식(6)은 다음과 같이, 10×10×α×(0.20+0.06)×3.5 < 0.1×10×10이 된다.

따라서, α <0.1099가 된다.

따라서, 홈 깊이, 및 현상제의 비중의 편차를 고려하더라도, M/S를 (30±20)mg/cm²의 범위 내의 값으로 설정했을 경우에, 부등식(6)을 충족시킬 수 있다.

또한, M/S 및 SB를 0.15mg/mm² 및 200μm로 각각 설정하는 경우에, 높은 화상 품질을 위해, 부등식(6)은 다음과 같이 된다:

10×10×α×(0.20+0.06)×3.5 <0.15×10×10

따라서, α <0.1648이 된다.

따라서, 홈 깊이의 편차, 및 현상제 비중의 편차를 고려하더라도, 현상 슬리브는 홈 비율이 0.16 미만(α <0.16)으로 되는 한, M/S를 (30±15)mg/cm²의 범위 내의 값으로 설정했을 경우(바람직하지 않게 입자가 거칠고 및/또는 밀도가 바람직하지 않게 낮은 화상의 형성을 방지하는 관점에서 유리하다)에도, 부등식(6)을 충족시킬 수 있다.

또한, M/S를 높은 화상 품질을 위해 0.15㎎/mm²로 설정하고, SB를 300μm로 넓히는 경우(M/S=0.15㎎/mm², SB=300μm), 부등식(6)은 다음과 같이 된다:

10×10×α×(0.30+0.06)×3.5 <0.15×10×10

따라서, α <0.119가 된다.

따라서, 홈 깊이, 및 현상제의 비중의 편차를 고려하더라도, M/S를 (30±15)mg/cm²의 범위 내의 값으로 설정하고 갭 SB를 300μm 이상으로 넓히는 경우에도, 부등식(6)을 충족시킬 수 있다. 따라서, 0.15㎎/mm²로 M/S를 설정하는 것이 더 바람직하다고 말할 수 있다.

제6 및 제7 실시 형태를 시험한 실험의 결과에 기초하여, 홈 비율 α는 0.04 이상인 것이 바람직하다. 홈 비율 α가 0.04 이하이면, 즉 지나치게 작으면, 현상 슬리브는 현상제 반송 능력이 불충분하게 되는데, 이는 결국 현상 슬리브 위의 현상제 코트를 불안정하게 한다. 홈 비율 α에 대한 가장 작은 값과 관련하여, 현상 슬리브의 현상제 반송 능력이 양호한 지를 보장하기 위해서, 홈 비율 α가 0.06, 바람직하게는, 0.08 이상이 되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 실시 형태에서의 현상 슬리브에는, V형 홈이 제공되었다. 그러나, 상술한 바와 같이, 이들 실시 형태들은 홈 형상의 관점에서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 즉, 본 발명은, 현상 슬리브의 홈 형상에 관계없이, 상술한 바와 같이 구성된 현상 장치와 호환가능하다. 예를 들어, 본 발명은, 상술한 바와 같이 현상 장치가 구성되어 있는 한, 현상 슬리브가 단면이 U자 형, 직사각형, 또는 복잡한 형상으로 되어 있는, 다양한 현상 장치와 호환가능하다. 그러나, 현상 슬리브의 홈 비율 α가 비교적 낮은 경우에는, 단면이 U 자형 또는 직사각형의 홈을 형성하는 것이 다소 어렵다고 하는 문제가 있다.

또한, 본 발명의 이전 실시 형태에 대해서는, 현상 장치에 제공된 현상 슬리브의 수는 하나만인 경우를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 2개 이상의 현상 슬리브, 예를 들어, 도 10에 나타낸 바와 같이, 자성 롤러(29 및 32)가 각각, 위치한 현상 슬리브(28 및 31)를 구비한 현상 장치에도 적용할 수 있다. 즉, 현상 장치가 하나의 현상 슬리브만을 가진 경우에 주어진 것과 유사한 설명은, 도 10에 도시한 것과 같은 현상 장치에, 적어도, 규제 블레이드가 위치한 외주면에 인접한, 현상 슬리브(28)에 적용가능하다.

(실시 형태 2)

본 발명의 제 1 실시 형태에서, 자성 캐리어는 순수한 페라이트로 만들어진 캐리어였다. 그러나, 부등식(6)을 충족시키는 정도가 종래의 자성 캐리어와 동일한 경우에도, 다음의 이유로, 종래의 페라이트 캐리어보다 수지 비율이 크고 자화의 양이 작은 수지성 자성 캐리어를 사용함으로써, 현상 장치를 입상과 관련된 특성이 우수한 화상을 출력할 수 있게 한다.

즉, 자성 캐리어가 자화의 양이 적은 경우, 인접하는 2개의 자기 브러시 사이의 자기 상호 작용(반발력)이 작다. 따라서, 자성 캐리어가 현상 슬리브의 외주면에 형성하는 자기 브러시는 짧고 밀도가 높아서, 현상 장치가 조직 불균일이 없고 해상도와 높은 화상을 출력하게 한다.

자기 브러시 길이는, 제1 실시 형태의 설명에서 언급된, 겉보기상의 두께(= M/S(㎎/mm²)/비중 G(㎎/mm³))와 대략 동일하다. 그러나, 실제로는, 밀도가 높은 현상제로 형성된 자기 브러시가, 밀도가 낮은 현상제로 형성된 자기 브러시보다 겉보기상의 길이(높이)가 클 가능성이 있기 때문에, 현상제 밀도에 기인하는 둘 사이에 소량의 뚜렷한 차이가 존재한다. 따라서, 후자보다, 바람직하지 않게 입자가 거친 화상의 형성을 야기할 가능성이 높다는 점에서, 전자는 후자보다 열등하다. 보다 구체적으로, 밀도가 낮은 현상제가 사용되는 경우에, 현상제가 형성하는 자기 브러시는 짧고, 즉 겉보기상의 길이(높이)가 작고, 밀도가 높다. 따라서, 해상도가 높고 덜 거친 화상을 형성할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 바인더 수지 내에 자성 금속 산화물(예를 들면, 마그네타이트)과 비자성 금속 산화물(예를 들면, 헤마타이트)을 분산시킴으로써 형성되는 수지 자성 캐리어를 현상제용 캐리어로서 이용했다.

보다 구체적으로, 본 실시 형태에서는, 최대 자화가 대충 190emu/cm³이고, 따라서 최대 자화가 페라이트 입자(280emu/cm³)보다 작은 수지 자기 캐리어를 사용하였다. 이러한 수지 자성 캐리어의 비중 G는, 제1 실시 형태에서의 자성 캐리어의 비중 G보다 작은 4.0㎎/mm³이었다. 본 실시 형태에서 사용된 토너는, 제1 실시 예에서 사용된 것과 동일하였다. 또한, 토너와 수지 자성 캐리어 사이의 중량비는, 제1 실시 형태에서의 토너와 종래의 자성 캐리어 사이의 것과 동일하고, 1:9이었다. 따라서, 식(5)으로부터 얻을 수 있는, 본 실시 형태에서의 현상제의 비중 G는 3.08 (G=3.08)이다.

이러한 캐리어는, 표 1의 제1 실시 형태에 사용한 것과 동일한 현상 슬리브를 이용하여 연구되었다.

실시 형태 10:

홈 비율 α이 0.080인, 제1 실시 예에서의 현상 슬리브가 사용되는 경우에, 갭 SB를 0.50 mm로 설정하는 것이 가능했다. 식(4)에서 SB에 0.50을 대입하여 얻어진 값은 13.6인데, 이는 현상제량 M/S에 대한 바람직한 값(30)의 절반보다 작다. 따라서, 부등식(6)을 충족시켰다. 즉, 비홈부는, 홈부보다 규제 블레이드(30)를 지나는 현상제 반송에 더 기여했다. 이는 갭 SB가 대략 0.50 mm로 설정하는 것이 가능했던 이유임을 가정할 수 있다.

또한, 입상과 관련된 화상 품질의 관점에서, 본 실시 형태에서의 수지 자성 캐리어는, 페라이트 입자만으로 형성된 제1 실시 형태에서의 종래의 자성 캐리어에 비해 우수하였다.

본 실시 형태는 자성 캐리어 선택의 관점에서 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 즉, 본 발명은, 바인더 수지 내에 자성 및 비자성 금속 산화물을 분산시켜 형성한, 본 실시 형태에서의 비수지 자성 캐리어와 호환가능할 뿐만 아니라, 다공성 캐리어 입자 간의 갭 내에 수지를 분산시킴으로써 수지의 비율이 높아진 수지 자성 캐리어와도 호환가능하다.

본 발명의 효과를 충분히 얻기 위해서는, 캐리어의 자화량은 210emu/cm³ 이상인 것이 바람직하다.

자화량을 계산하는 방법에 있어서, 캐리어의 자기 특성은, 진동 자장형의 자기 특성 자동 기록 장치(리켄 전자(주) 제품)를 이용하여 얻어졌다. 보다 구체적으로, 원통형 용기 내에 패킹되고, 1 KOe(킬로 에르스테드)의 외부 자계에 배치된 캐리어는, 자화 강도가 측정되었다. 그 다음, 상기 얻어진 캐리어의 자화 강도는, 캐리어의 진 비중에 의해 곱해져서, 캐리어의 자화량(emu/cm³)을 계산한다.

본 발명에 따르면, 외주면에는 홈이 제공되고, 매우 높은 품질의 화상을 생성하기에 충분히 얇은 현상제 층을, 현상제 담지 부재의 외주면 위에 형성하도록 구성되는, 현상제 담지 부재를 채택하는 현상 장치에 있어서, 현상제 담지 부재의 과도하거나 불충분한 현상제 반송 능력으로 인해, 현상제 담지 부재가 불만족스럽게 현상제로 코팅되고 및/또는 현상제 담지 부재의 외주면과 현상 장치의 현상제 규제 부재 사이의 갭 내에 이물질이 갇히게 되는 문제를 억제하는 현상 장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 본원에 개시된 구조를 참조하여 설명되었지만, 이는 제시된 세부 사항에 한정되지 않으며, 본 출원은 개선의 목적이나 이하의 청구범위의 범위 내에서 이루어질 수 있는 그러한 수정 또는 변경을 포함하도록 의도된다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명은, 현상제 담지 부재의 과도하거나 불충분한 현상제 반송 능력으로 인해, 현상제 담지 부재가 불만족스럽게 현상제로 코팅되고 및/또는 현상제 담지 부재의 외주면과 현상 장치의 현상제 규제 부재 사이의 갭 내에 이물질이 갇히게 되는 문제를 억제하는 현상 장치를 제공한다.

Claims

현상 장치로서,
길이 방향으로 복수의 홈이 연장되어 있는 표면을 구비하고, 토너와 자성 캐리어를 포함하는 현상제를 담지 반송하여, 화상 담지 부재 위에 형성된 잠상을 현상하는 현상제 담지 부재;
상기 현상제 담지 부재의 내부에 제공되어, 상기 현상제 담지 부재의 상기 표면에 상기 현상제를 끌어당기는 자석; 및
상기 현상제 담지 부재로부터 이격되고, 상기 현상제 담지 부재에 담지되는 상기 현상제의 양을 규제하는, 비자성 규제 부재를 포함하고,
상기 비자성 규제 부재를 통과한 후에 상기 현상제 담지 부재의 단위 면적당 담지되어 있는 상기 현상제의 양 M/S(mg/mm²), 상기 비자성 규제 부재의 자유단과 상기 현상제 담지 부재 사이의 갭 SB(mm), 상기 현상제의 비중 G(mg/mm³), 상기 현상제 담지 부재의 상기 표면에서의 상기 홈들의 비율인 홈 비율 α, 및 상기 홈의 깊이 D(mm)가 이하의 관계식을 충족시키는, 현상 장치.
(i) 0.10≤M/S(mg/mm²)≤0.50,
(ii) 0.2≤SB(mm),
(iii) M/S(mg/mm²)×1/4≤α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³)<M/S(mg/mm²)×23/30, 및
(iv) 0.06 <α< 0.229.
제1항에 있어서, 상기 홈 비율 α는 하기 관계식을 충족시키는, 현상 장치.
α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³) <(M/S)(mg/mm²)×19/30
제1항에 있어서, 상기 홈 비율 α는 하기 관계식을 충족시키는, 현상 장치.
α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³) <(M/S)(mg/mm²)×16/30
제1항에 있어서, 상기 홈 비율 α는 하기 관계식을 충족시키는, 현상 장치.
α×{SB(mm)+D(mm)}×G(mg/mm³) <(M/S)(mg/mm²)×1/2
제1항에 있어서, 상기 홈들의 폭 W 및 상기 홈들의 일정한 간격 P가 α=W/P를 충족시키는, 현상 장치.
제1항에 있어서, 2개 이상의 홈이, 상기 현상제 담지 부재와 대면하고 있는 상기 비자성 규제 부재의 표면과 동시에 대면하지 않는, 현상 장치.
제1항에 있어서, 상기 자성 캐리어의 반경 R(mm), 및 상기 홈의 폭 W(mm)가, 아래의 관계식을 충족시키는, 현상 장치.
2R<W<20R, 및 R<D
제1항에 있어서, 상기 캐리어의 자화량이 210emu/cm³인, 현상 장치.
제1항에 있어서, 상기 홈들이 V자형 단면을 갖는, 현상 장치.
제1항에 있어서, 0.3≤SB(mm)인, 현상 장치.
제1항에 있어서, α< 0.16인, 현상 장치.
제1항에 있어서, 0.08 <α인, 현상 장치.
제1항에 있어서, 0.029 ≤ M/S[mg/mm²]/G[mg/mm³]) ≤ 0.14 mm인, 현상 장치.