KR20020073283A - 대전 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

대전 장치는 화상 담지 부재를 대전하기 위한 토너를 담지할 수 있는 화상 담지 부재와 접촉하도록 제공된 대전 회전 부재를 포함한다. 대전 회전 부재의 주연 속도는 화상 담지 부재의 주연 속도와 상이하며, 대전 회전 부재는 정상 대전 극성에 대해 토너를 마찰식으로 대전하는 표면층을 포함한다.

Description

대전 장치 및 화상 형성 장치 {Charging Device and Image Forming Apparatus}

본 발명은 감광 부재 및 유전성 부재와 같은 화상 담지 부재를 대전시키는 대전 장치와, 상기 대전 장치가 적용되는 레이저 비임 프린터 및 복사기와 같은 화상 형성 장치에 관한 것이다.

종래에는, 전자사진 프로세스를 사용하는 복사기와 레이저 비임 프린터와 같은 화상 형성 장치에서, 화상은 일련의 화상 형성 프로세스에 의해 통상적으로 형성되었다. 화상 형성 프로세스는 대전 프로세스, 잠상 형성 프로세스, 현상 프로세스, 전사 프로세스, 고정 프로세스 및 세척 프로세스를 포함한다. 보다 구체적으로, 대전 프로세스에서 유전성 부재와 감광 드럼과 같은 화상 담지 부재는 고르고 균일하게 대전되고, 잠상 형성 프로세스에서 정전 잠상은 대전된 후에 화상 담지 부재에 기록된다. 또한, 현상 프로세스에서 토너가 정전 잠상에 부착되어 잠상은 토너 화상으로 현상되고, 전사 프로세스에서 화상 담지 부재 상의 토너 화상은 용지 시트 등과 같은 전사 재료로 전사된다. 또한, 고정 프로세스에서 전사 재료 상의 토너 화상은 고정되고, 세척 프로세스에서 토너 화상이 전사된 후에 화상 담지 부재의 표면상에 잔류하는 전사 잔류 토너와 같은 잔류 성분이 제거된다.

전술한 세척 프로세스에서, 세척 장치에 의해 수집된 전사 잔류 토너는 일회용 용기에 수용된 다음 폐기된다. 더욱이, 근래에는 세척 장치가 화상 형성 장치를 소형화하기 위해 생략되고 전사 잔류 토너를 폐기하는데 필요한 유지보수 비용이 필요 없는 무세척기 프로세스가 제안되었다. 무세척기 프로세스의 일 실시예에 따르면, 현상 장치는 표면 전위가 역전 현장제의 노출에 의해 붕괴되는 한편 비노출 부분 상에 잔류하는 잔류 성분은 수집하는 화상 담지 부재 부분으로 토너를 끌어당긴다. 보다 구체적으로, 전사 프로세스 후 잔류 성분은 대전 프로세스를 통과한 후, 화상 담지 부재의 표면 전위와 현상 롤러에 인가된 현상 바이어스 사이의 차이[이하, "후방 대비(back contrast)"라 함]에 의해 생성된 정전기력에 의해 현상 장치로 수집된다.

전술한 유형의 대전 장치에 따르면, 전사 프로세스에서 양으로 대전된 화상 담지 부재 상의 잔류 성분과 비화상 부분에 잔류하는 역전 토너는 대전 회전 부재로서 사용되는 대전 롤러로 끌어 당겨지는데, 이러한 이유로, 대전 롤러의 대전 성능은 감소된다. 또한, 세척 장치를 사용하는 화상 형성 장치에서 세척 장치를 관통하는 토너는 대전 롤러로 끌어 당겨지는 결과로, 세척기가 없는 유형만큼 현저하지는 않지만 대전 롤러의 대전 성능은 감소된다.

종래에는, 대전 성능의 감소를 막기 위해, 대전 롤러의 상류에 역전 토너 등을 잠정적으로 수집하는 수집 부재를 제공하는 유형과, 세척 부재를 대전 롤러에 대해 인접시키는 유형과, 주연부 속도가 대전 롤러에 인가된 상태에서 기계적 마찰에 의해 화상 담지 부재 상에 토너를 수집하는 유형과 같은 다양한 유형이 제안되었다.

그러나, 전술한 유형들, 즉 대전 롤러의 상류에 역전 토너 등을 잠정적으로 수집하는 수집 부재를 제공하는 유형과 세척 부재를 대전 롤러에 대해 인접시키는 유형은 다음과 같은 문제점이 있다. 보다 구체적으로, 또 다른 부재가 요구되는 이유로 비용이 증가한다. 또한, 역전 토너가 수집 부재 및 세척 부재에 축적될 때, 효과는 충분히 달성될 수 없다.

또한, 화상 담지 부재와는 다른 주연부 속도를 대전 롤러에 인가하는 전술한 유형은 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 토너가 전술한 기계적인 마찰에 의해 복귀될 수 있지만, 직류 대전과 같이 일방향으로 인가된 전기장 조건하에서, 기계적 마찰에 의해서만 화상 담지 부재에 수집되지 않는 토너는 프린터의 사용 조건과 환경에 따라 대전 롤러로 끌어 당겨진다. 토너가 대전 롤러로 끌어 당겨질 때, 대전 롤러의 저항은 국부적으로 높게되는데, 이러한 이유로, 오염이 작을 때 초과 대전이 일어나고, 또한 오염이 미리 설정된 값을 초과할 때 대전이 일어나지 않는다. 그 결과, 화상 담지 부재 상의 대전 전위는 이하의 표1에 도시된 바와 같이 무질서(disorder)해져서, 화상 균일성이 상기 대전 전위의 무질서에 의해 얻어질 수 없다. 또한, 높은 온도와 높은 습도의 조건에서 토너는 전하를 갖기 어려우며, 이는 역전 토너의 세척 롤러 상의 이물질량과 화상 담지 부재 상의 잔류물을 증가시키는 요인이다. 그 결과, 대전 성능은 인쇄 내구성이 후반에 감소되어 화상 손상이 발생한다.

대전 물질의 오염물질량(mg/cm2)	화상 담지 부재의대전 전위 (-V)	화상
0	700
0.05	720	×
0.2	650	△

: 좋음, △ : 보통, ×: 나쁨

본 발명은 상기 문제점을 고려하여 만들어진다. 따라서, 본 발명의 목적은 대전 회전 부재의 토너 오염을 방지할 수 있는 대전 장치와 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 화상 담지 부재의 표면 전위로서 안정된 대전 전위를 얻을 수 있는 대전 장치와 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전용 세척기가 없는 무세척기 유형의 화상 형성 장치와 화상 형성 장치에 사용된 대전 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대전 회전 부재에 의해 정상 극성으로 토너를 마찰 대전시킬 수 있는 대전 장치와 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치(레이저 비임 프린터)를 도시한 종단면도.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 세척 순서도.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치 내의 대전 롤러의 표면 층의 차이와 대전 롤러 상의 이물질량 사이의 관계를 도시한 그래프.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치 내의 대전 롤러의 표면 층의 차이와 대전 롤러 상의 이물질의 전하량 사이의 관계를 도시한 그래프.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치 내의 대전 롤러 상의 오염 물질의 연속 효과를 도시한 그래프.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치(레이저 비임 프린터)를 도시한 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 감광 부재

5 : 전사 재료

6 : 현상 장치

8, 23 : 대전 롤러

10 : 잔류물

11 : 오염 물질

20 : 프로세스 카트리지

상기 그리고 다른 본 발명의 목적과 특징은 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 수 있다.

이하에서, 본 발명의 양호한 실시예는 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.

<제1 실시예>

도1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일 예로서 주어진 전자사진 프로세스를 이용하는 레이저 비임 프린터의 구조를 개략적으로 도시한 종단면도이다.

도1에 도시된 레이저 비임 프린터는 대전될 부재(화상 담지 부재)로서 드럼형 전자사진 감광 부재(1)(이후에는 "감광 드럼"이라 함)를 포함한다. 대전 회전 부재로서의 대전 롤러(8; 대전 장치)와 노출 장치(9), 현상 장치(6) 및 전사 롤러(4; 전사 장치)는 회전 방향[도1의 화살표(R1)로 표시된 방향]을 따라 실제로 연속하여 감광 롤러(1) 주위에 배열된다.

감광 부재(1)는 도전성을 갖는 원통형 드럼 기부 표면이 광전도성층[예를 들면, OPC(유기 광전도체), 비결정질 규소 등]으로 형성되는 방식으로 구성된다. 또한, 감광 드럼(1)은 구동 수단(도시되지 않음)에 의해 회전 가능하게 구동되며, 그 표면은 소정의 표면 이동 속도(이후, "주연 속도"라 함)로 화살표(R1)로 표시된 방향으로 이동(회전)된다.

대전 롤러(8)는 코어 금속(8a)의 외부 주연면이 탄성 부재(8b)로 덮이는 방식으로 구성된다. 탄성 부재(8b)의 표면은 감광 드럼(1)의 표면과 접촉하도록 배열되어, -1,250V의 직류 전압이 (도시되지 않은) 대전 동력원에 의해 코어로 공급된다. 이렇게 함으로써, 감광 드럼(1)의 표면은 -700V의 대전 전위[암 구역 전위(dark section potential)]를 갖도록 대전된다. 특히, 방전이 대전 롤러(8)와 감광 드럼(1) 사이에서 개시되도록 방전 개시 전압 보다 큰 전압이 대전 롤러(8)에 인가되어, 감광 드럼(1)은 전기 방전을 사용하여 대전 롤러(8)에 의해 대전된다.

노출 장치(9)는 도시되지 않은 레이저 발진기, 다각형 거울, 렌즈 등을 포함하고, 감광 드럼(1)의 표면으로의 화상 정보에 따라 발생된 레이저 비임을 조사하며, 따라서 레이저 비임 조사부의 전위[명 구역 전위(light section potential)]는 -120V의 전압이 된다.

현상 장치(6)는 회전 가능하게 구동되는 현상 롤러(2), 현상 블레이드(3), 토너를 현상 롤러(2) 상에 도포하는 토너 공급 롤러(12) 및 교반 부재(7)를 구비한다. 특히, 현상 블레이드(3)는 현상 롤러(2)의 표면상에서 생성된 현상제인 토너의 층 두께를 조정하고, 교반 부재(7)는 현상 롤러(2)를 향하여 토너를 공급하는 동안 토너를 교란시키도록 화살표에 의해 나타난 방향으로 샤프트(7a)를 중심으로 회전된다. 이러한 경우에, 자기 또는 비 자기 토너가 현상제로써 사용될 수 있고, 중합 반응 또는 분쇄 작용이 현상제를 준비하는 방법으로 채용될 수 있다. 제1 실시예에서, 마찰력에 의해 음극으로 대전된 토너가 사용된다. 즉, 제1 실시예에서, 토너의 정상 극성은 음극이다. 토너는 현상 롤러(2)의 표면상에 도포되어 현상 블레이드(3)에 의해 조절된 층 두께를 갖는다. 또한, -400V의 현상 바이어스를 (도시되지 않은) 동력원에 의해 현상 롤러(2)로 인가할 때, 토너가 감광 드럼(1)의 명 구역에 부착되어서 정전기 잠상이 토너 화상으로 반전-현상된다.

감광 드럼(1) 상의 토너와 반대인 양극을 갖는 전달 바이어스는 (도시되지 않은) 동력원에 의해 전달 롤러(4)에 인가된다. 결과적으로, 토너 화상은 소정의 타이밍으로 전달 롤러(4)와 감광 드럼(1) 사이에 이송되는 용지와 같은 전사 재료(5)의 표면상에 전달된다. 그 후에, 그 위에 토너 화상이 전달된 전사 재료(5)는 고정 장치(13)에 의해 가열되고 가압되어, 토너 화상이 전사 재료의 표면상에 고정된 후에 장치의 외부로 방전된다.

반면, 토너 화상이 전달된 후에, 감광 드럼(1)의 표면상에 남아있는 잔류 전달 토너, 즉 감광 드럼(1) 상의 잔류물(10)이 이하의 방식으로 제거된다.

특히, 현상 공정에서, 현상 장치(6)로부터 감광 드럼(1)의 표면에 부착된 토너는 음극으로 대전된다. 전사 재료(5)의 후표면이 전달 공정에서 전달 롤러(4)에 의해 양으로 대전될 때, 토너는 그의 전기장에 의해 전사 재료(5) 상에 전달된다. 이러한 경우에, 감광 드럼(1)은 동일하게 양으로 대전되며, 이러한 이유로 토너의 일부는 양극으로 대전된다. 결과적으로, 토너가 전사 재료(5) 상에 완전히 전달되지 않으며, 따라서 토너의 일부는 감광 드럼(1) 상에 남아있다. 따라서, 전사 재료(5) 상에 전달되지 않고 감광 드럼(1)의 표면상에 남아있는 감광 드럼(1) 상의 잔류물(10)은 모두 양극 및 음극으로 대전된다. 음으로 대전된 잔류물은 현상 장치 내에 수집된다. 특히, 감광 드럼(1)은 잔류 토너가 존재하는 경우에도 대전 롤러(8)에 의해 대전되고, 그 후에 정전기 잠상은 레이저 비임에 의해 형성된다. 이렇게 함으로써, 토너는 정전기 잠상의 암 구역으로부터 현상 롤러(2)로 수집될 수 있고, 현상 바이어스가 인가되는 현상 롤러(2)로부터 정전기 잠상의 명 구역에 부착될 수 있다.

그러나, 현상 공정에서의 후방 대조에 의해 양극으로 대전된 감광 드럼 상의 잔류물(10)을 수집하기 위해, 감광 드럼 상의 잔류물(10)이 음극으로 대전되는 것이 필요하다. 이는 감광 드럼(1)의 표면이 대전 롤러(8)에 의해 음극으로 대전됨과 동시에 수행된다. 위에서 설명된 방식으로, 감광 드럼(1) 상의 잔류물(10)은현상 장치(6)에 수집된다.

그러나, 이러한 경우에, 감광 드럼(1) 상의 잔류물(10)의 일부는 음극으로 대전되고, 반대로 그의 다른 일부는 음극으로 대전되기 이전에 대전 롤러(8)의 표면에 부착된다. 결과적으로, 잔류물(10)은 대전 롤러 상의 오염 물질(11)로 남는다. 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 대전시에 대전 롤러(8)에 의한 감광 드럼(1)의 양호한 대전을 방해한다.

제1 실시예에서, 대전 롤러 상에 오염 물질(11)은 다음의 방법으로 제거된다.

특히, 대전 롤러(8)의 표면은 소정의 주연 속도로 회전하는 감광 드럼(1)의 표면과 접촉하게 된다. 이렇게 함으로써, 주연 속도가 대전 롤러(8) 및 감광 드럼(1) 사이에서 상이하도록 대전 롤러(8)가 전진 방향으로 회전하거나, 대전 롤러(8)가 후진 방향으로 회전한다. 이 경우, 전진 방향은 대전 롤러(8)의 회전 방향과 감광 드럼(1)의 회전 방향이 대전 롤러(8)와 감광 드럼(1)의 접촉 위치에서 동일한 경우를 의미한다. 한편, 후진 방향은 롤러 회전 방향과 드럼 회전 방향이 접촉부에서 서로 반대인 경우를 의미한다. 제1 실시예에서, 대전 롤러(8)는 감광 드럼(1)에 대해 120%의 주연 속도로 회전한다. 이렇게 함으로써, 감광 드럼(1)의 표면과 대전 롤러(8)의 표면 사이에 주연 속도의 차이가 발생하고, 추가로, 대전 롤러(8)의 표면 위에 잔류해 있는 대전 롤러 상의 오염 물질(11)이 감광 드럼에 대해 마찰되어 마찰 대전에 의해 음극으로 대전된다. 더욱이, 대전 롤러(8)는 감광 드럼(1)에 대해 전진 방향으로 빨리 회전함으로써, 토너가 감광 드럼(1) 및 대전롤러(8)의 접촉 위치를 통과하기 쉽게 되므로, 대전 롤러(8) 상으로 끌리던 토너는 쉽게 감광 드럼(1)으로 복귀된다. 이 경우, 음으로 대전된 토너는 대전 롤러(8)와 감광 드럼(1) 사이의 전위차[대전 롤러(8) : -1,250V, 감광 드럼(1) : -700V]에 의해 감광 드럼(1)의 표면으로 약간 이동된다.

그러나, 일부 토너는 모두 음극으로 대전되지는 않는다. 따라서, 한 방향의 전기장에 의해서만 이동되지는 않는 대전 롤러 상의 오염 물질(11)을 대전 롤러(8)의 표면에서 감광 드럼(1)의 표면으로 이동시키도록[감광 드럼(1)에 대전 롤러 상의 오염 물질(11)을 모으기 위해] 도2에 도시된 바이어스가 비화상 영역에 인가되는 것이 바람직하다.

이제 대전 롤러(8)의 표면 층을 설명한다.

제1 실시예에서, 대전 롤러(8)와 감광 드럼(1) 사이에 주연 속도차가 주어짐으로써, 대전 롤러(8) 상의 토너에 마찰 대전이 달성된다. 이러한 이유로, 감광 드럼(1)으로의 수집 성능은 대전 롤러(8)의 극성 및 토너의 극성에 따라 상당한 차이가 발생한다.

도3은 대전 롤러의 표면 층 내의 차이에 의한 대전 롤러 상의 이물질량을 도시하고 있다.

제1 실시예에서는, 주성분으로서 스틸렌 아크릴을 사용하는 네거티브 토너가 토너로서 사용된다. 따라서, 도3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 토너 성질보다 좀더 양에 가까운 나일론계 수지 표면 층은 대전 시스템 내에서 토너를 보다 더 네거티브 화시킴으로, 대전 롤러 상의 이물질량이 감소될 수 있다.

더욱이, 도4에 도시된 대전 롤러 상의 이물질의 전기 전하량으로부터 알 수 있듯이, 나일론계 수지 표면 층은 플루오르계 수지 표면 층의 경우에 비해 대전 롤러 상의 토너를 음극(토너의 정상 극)으로 만든다.

전술한 결과에 근거하여 제1 실시예에서, 나일론계 표면 층은 대전 롤러 상의 오염 물질(11)을 보다 더 네거티브하게 만들기 용이하도록 그리고 감광 드럼(1) 상에 수집하기 용이하게 하도록 작용하므로, 나일론계 표면 층을 갖는 대전 롤러(8)가 사용되고 있다. 추가로, 제1 실시예에서, 메틸 메톡시화 6-나일론[테이꼬꾸 가가꾸 상교 가부시끼 가이샤(Teikoku Kagaku Sangyo Kabushiki Kaisha)에서 생산하는 "토레신(Toresin)"]이 나일론계 표면 층 재료로서 사용되고, 폴리테트라플루오르에틸렌을 함유하는 수지가 플루오르계 수지 표면 층 재료로서 사용된다.

이어서, 감광 드럼(1)의 비화상 영역 내의 세척 공정이 도2를 참조하여 이하에 설명된다.

바람직하게는, 세척 공정[대전 롤러(8)에서 감광 드럼(1)으로 토너를 복귀시키기 위한 공정]은 인쇄 시트의 수에 대해 소정의 시트 수에 매번 삽입된다. 제1 실시예에서, 세척 공정은 화상 형성 신호가 입력된 직후 및 화상 형성 완료 신호가 입력된 후에, 다섯 번의 인쇄 시트마다 삽입된다. 세척 공정에서, 주기적으로 외관상 양과 음으로 대전시키는 전압은 감광 드럼(1)의 전위에 인가됨으로써, 양방향 전기장(대체 전기장)이 대전 롤러(8)와 감광 드럼(1) 사이에 주어진다. 그렇게 함으로써, 주연 속도차이에 의해 대전되는 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 감광 드럼(1) 상으로 이동된다. 더욱 구체적으로, 대전 롤러(8)에 인가되는 바이어스는감광 드럼(1)의 표면 전위 -700 V에 대해 -1,000 V 와 -400 V 사이에서 전환되고(즉, 인가 바이어스는 직사각형 파형으로 형성되고), 그에 의해 양 및 음극성 사이에 300 V의 전위차가 주어진다.

도5는 종래의 예와 본 발명에서의 대전 롤러 상의 오염물 양을 도시한다.

도5로부터 명백한 바와 같이, 대전 롤러에 주연 속도차이를 생성하는 종래의 예에서, 대전 롤러 상의 오염 물질은 감광 드럼 상으로 수집되지 않고, 대전 롤러로 유인된다. 이로 인해, 대전 롤러 상의 오염 물질은 화상 인쇄 용지의 수가 증가됨에 따라 증가하고, 그 결과 화상 악화, 즉 대전 균일성 결여, 또는 대전 실패가 발생된다.

반대로, 도5에 도시되는 바와 같이 대전 롤러에 주연 속도차이를 생성하고 세척 시퀀스(sequence)에 의해 오염 물질을 감광 드럼 상으로 이동시키는 본 발명에 따르면, 대전 롤러 상의 오염 물질이 거의 대전 롤러 상에 존재하지 않는다. 그 결과, 양호한 화상을 얻을 수 있다.

사실, 전사 공정 후, 감광 드럼(1)의 표면을 커버하는 감광 드럼(1)의 일 회전에 상응하는 감광 드럼 상의 잔류물(10)은 0.1 ㎎/㎠ 이하의 밀도를 갖는다. 반면, 대전 롤러(8)로부터 감광 드럼(1)으로 이동되는 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 0.07 ㎎/㎠ 이하의 밀도를 갖는다. 반대로, 노광 장치(9)의 레이저 비임은 600 dpi (dot/inch)의 토너 화상 해상도를 구현하기 위해 75 내지 90 ㎛의 스폿(spot) 직경을 가질 필요가 있다. 실험에 따르면, 다음의 조건이 충족된다면 감광 드럼 상의 잔류물(10)과 대전 롤러 상의 오염 물질(11)에 의한 광 차폐로부터 야기되는화상 무질서는 발생되지 않는다. 즉, 상기 조건은 감광 드럼(1)의 일 회전에 상응하는 감광 드럼 상의 잔류물(10)과 감광 드럼(1) 상으로 이동되는 대전 롤러 상의 오염 물질(11)의 밀도의 합이 0.2 ㎎/㎠ 이하가 되는 것이다.

노광 후, 각각 음극성을 갖는, 감광 드럼 상의 잔류물(10)과 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 감광 드럼(1)의 표면으로부터 현상 롤러(2)의 표면으로 후방 대비 300 V [즉, 감광 드럼(1)의 흐린 부분 전위 -700 V와 현상 롤러(2)에 인가되는 현상 바이어스 -400 V의 차이] 에 의해 정전기적으로 이동된다. 그 후, 이러한 잔류물(10)과 오염 물질(11)은 현상 장치(6)에 수집된다. 현상 롤러(2)에 의해 수집되는, 감광 드럼 상의 잔류물(10)과 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 교반 부재(7)에 의해 교반되고, 그 후, 다른 토너와 혼합된 상태에서 재 사용된다.

상술된 바와 같이, 제1 실시예에서, 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 감광 드럼(1)의 표면으로부터 대전 롤러(8)의 표면으로 이동된다. 또한, 문지름에 의한 마찰 대전에 의해 대전이 주어지도록 감광 드럼(1)의 표면과 대전 롤러(8)의 표면 사이에 다른 주연 속도가 주어진다. 그렇게 함으로써, 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 음극성으로 대전된다. 또한, 세척 시퀀스에 의한 전기적 비-화상 형성에서, 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 다음의 전위 차이에 의해 감광 드럼(1)으로 이동된다. 즉, 하나는 대전 롤러 바이어스 -1,000 V와 감광 드럼(1)의 표면 전위 -700 V 사이의 전위 차이 -300 V이고, 다른 하나는 대전 롤러 바이어스 -400 V와 감광 드럼(1)의 표면 전위 -700 V 사이의 전위 차이 +300 V이다. 따라서, 화상 형성 장치에 새로운 부재 또는 고-전압 전력원을 제공하지 않고 대전 롤러(8)의 표면상의 대전 롤러 상의 오염 물질(11)이 제거된다. 그 결과, 양호한 대전을 실행할 수 있고, 감광 드럼(1)의 표면의 표면 전위로서 안정한 대전 전위를 얻을 수 있다.

실험에 따라, 본 발명자들은 이하의 사실을 발견하였다; 즉, 감광 드럼과 대전 롤러 사이에 1% 이상의 주연 속도차이를 주는 것이 효과적이라는 것이다. 따라서, 양호하게는 상술된 주연 속도차이는 주연 속도에서 1% 이상의 차이를 갖는다.

또한, 제1 실시예에서, 세척 시퀀스는 어떤 영역, 즉 소정의 수의 용지 사이의 감광 드럼(1)의 용지간 공간 영역 안으로 삽입된다. 이 경우에, 세척 시퀀스는 인쇄 용지마다, 즉 용지간 공간에 삽입될 수 있다. 또한, 세척 시퀀스 중, 양 및 음전압의 전환은 세 번 행해진다. 이 경우에, 전환은 세척의 정도에 따라 한 번, 두 번 또는 세 번 이상 행해질 수 있다.

또한, 세척 시퀀스 동안, 바이어스의 피크 대 피크 값은 필요에 따라 더 크게 더 작게 설정될 수도 있다. 그러나, 이 경우에, 바이어스와 감광 드럼 사이의 전위차가 방전 개시 전압이 될 때, 오염 물질의 극성이 이 방전에 의해 변동하고, 그 결과 세척 효과의 감소를 초래한다. 이러한 이유로, 대전 롤러와 감광 드럼 사이의 전위차는 세척 시퀀스 동안 전기 방전 개시 전압 이하로 설정된다. 제1 실시예에서, 본 발명은 세척기가 없는 유형의 화상 형성 장치에 적용되고 있는데, 이는 본 발명의 효과를 확실하게 보여주고 있다. 이 경우에, 본 발명이 세척 블레이드 등과 같은 세척 장치를 포함하는 화상 형성 장치에 적용된다 하더라도, 상술한 바와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

<제2 실시예>

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명될 것이다.

제2 실시예에 따른 화상 형성 장치(레이저 비임 프린터)와, 세척 시퀀스는 상기 제1 실시예와 동일하므로, 그 설명은 생략하기로 하고, 제2 실시예의 구조적 특징만을 이하 설명하기로 한다.

도6에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치에는 장치 주 본체에 착탈식으로 장착할 수 있는 프로세스 카트리지(20)가 제공된다. 프로세스 카트리지(20)는 감광 드럼(21)과, 현상 롤러(22)와, 토너 용기(24)를 일체로 내장하는 하나의 유닛으로서 구성된다.

화상 형성 장치가 작동될 때, 프로세스 카트리지(20)에 제공되는 기어 트레인(도시되지 않음)에 의해 감광 드럼(21)의 표면과 대전 롤러(23)의 표면 사이에 주연 속도차가 제공되고, 이에 의해 대전 롤러(23)의 표면에 있는 오염 물질(11)이 닦여진다. 이렇게 함으로써, 대전 롤러 상의 오염 물질(11)은 마찰 대전에 의해 음극으로 대전된다. 부언하면, 제2 실시예에는, 제1 실시예에서와 동일한 부재가 사용된다.

따라서, 제2 실시예에서도, 제1 실시예에서와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

제2 실시예에서, 본 발명은 세척기가 없는 유형의 화상 형성 장치에 적용되는데, 이는 본 발명의 효과를 확실하게 보여준다. 이 경우에, 본 발명이 세척 블레이드 등과 같은 세척 장치를 포함하는 화상 형성 장치에 적용될 때와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 제2 실시예에 따르면, 대전회전 부재는 화상 담지 부재의 표면 이동 속도와는 다른 표면 이동 속도로 회전 구동된다. 또한, 소정의 바이어스와, 소정 사이클에서의 바이어스 변화가 다른 타이밍으로 회전 대전 회전 부재에 적용되고, 이에 의해 대전 회전 부재로 유인된 현상제는 마찰 대전된다. 또한, 비화상 형성 시기에, 소정 사이클에서의 바이어스 변화는 대전 회전 부재에 적용되고, 이에 의해 대전 회전 부재 상의 마찰 대전된 현상제는 정전기적으로 화상 담지 부재로 이동된다. 따라서, 대전 회전 부재의 현상제로 인한 오염을 방지하고 화상 담지 부재의 표면 전위로서 안정된 대전 전위를 얻을 수 있다.

이 경우에, 감광 드럼 대신에 감광 벨트가 또한 화상 담지 부재로서 사용될 수도 있고, 아울러 유전성 부재가 또한 사용될 수도 있다.

또한, 대전 롤러 대신에 회전가능 대전 벨트가 대전 회전 부재로서 사용될 수도 있다.

또한, 상기 실시예에 따르면, 대전 회전 부재와 화상 담지 부재는 서로 직접 접촉하고, 대전 회전 부재와 화상 담지 부재 사이에 전도성 입자를 인가하지 않고 대전이 수행된다. 따라서, 그 구조를 간단하게 만들 수 있다.

본 발명은 상기 실시예들에 제한되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 여러 가지 변형이 있을 수 있다.

본 발명에 따르면, 대전 회전 부재의 토너 오염을 방지할 수 있고, 화상 담지 부재의 표면 전위로서 안정된 대전 전위를 얻을 수 있고, 대전 회전 부재에 의해 정상 극성으로 토너를 마찰 대전시킬 수 있으며, 전용 세척기가 없는 무세척기 유형의 대전 장치와 화상 형성 장치가 제공된다.

Claims (27)

1. 대전 장치에 있어서,

   토너를 담지하는 화상 담지 부재를 대전시키도록 화상 담지 부재와 접촉 상태로 제공되고, 그 주연 속도가 화상 담지 부재의 주연 속도와 상이한 대전 회전 부재를 포함하며,

   대전 회전 부재는 토너를 정상 대전 극성으로 마찰식으로 대전시키는 표면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
2. 제1항에 있어서, 대전 회전 부재의 회전 방향은 대전 회전 부재와 화상 담지 부재의 접촉 위치에서의 화상 담지 부재의 회전 방향과 동일한 것을 특징으로 하는 대전 장치.
3. 제2항에 있어서, 대전 회전 부재의 주연 속도는 화상 담지 부재의 주연 속도보다 큰 것을 특징으로 하는 대전 장치.
4. 제1항에 있어서, 대전 회전 부재는 대전 회전 부재와 화상 담지 부재의 접촉 위치에서 전도성 입자의 사용 없이 화상 담지 부재를 대전시키는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
5. 제1항에 있어서, 대전 회전 부재는 전기 방전을 사용하여 화상 담지 부재를 대전시키는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
6. 제1항에 있어서, 정상 극성으로 마찰식으로 대전된 토너가 대전 회전 부재로부터 화상 담지 부재로 이동되는 전기장이 대전 회전 부재와 화상 담지 부재 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
7. 제6항에 있어서, 전기장이 형성된 때, 예비 설정된 사이클 내에서의 대전 전압이 대전 회전 부재에 인가되는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
8. 제7항에 있어서, 전압은 직사각형 파형을 갖는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 전기장은 화상 담지 부재의 비-화상 형성 영역이 되는 영역에 대해 형성되는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
10. 제1항에 있어서, 대전 회전 부재는 롤러인 것을 특징으로 하는 대전 장치.
11. 제1항에 있어서, 대전 회전 부재와 화상 담지 부재는 화상 형성 장치 주 본체에 탈착 가능하게 장착될 수 있는 프로세스 카트리지 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
12. 제11항에 있어서, 프로세스 카트리지는 토너로 화상 담지 부재 상에 형성된 정전 화상을 현상하는 현상 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
13. 제12항에 있어서, 현상 수단은 화상 담지 부재로부터 토너를 수집하기 위한 수집 작동을 수행하면서 현상 작동을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 대전 장치.
14. 화상 형성 장치에 있어서,

    토너를 담지할 수 있는 화상 담지 부재와,

    화상 담지 부재를 대전시키도록 화상 담지 부재와 접촉 상태로 제공되고, 그 주연 속도가 화상 담지 부재의 주연 속도와 상이한 대전 회전 부재를 포함하고,

    대전 회전 부재는 토너를 정상 대전 극성으로 마찰식으로 대전시키는 표면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
15. 제14항에 있어서, 대전 회전 부재의 회전 방향은 대전 회전 부재와 화상 담지 부재의 접촉 위치에서 화상 담지 부재의 회전 방향과 동일한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
16. 제15항에 있어서, 대전 회전 부재의 주연부 속도는 화상 담지 부재의 주연부 속도보다 큰 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
17. 제14항에 있어서, 대전 회전 부재는 대전 회전 부재와 화상 담지 부재의 접촉 위치에서 전도성 입자를 사용하지 않고서 화상 담지 부재를 대전하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
18. 제14항에 있어서, 대전 회전 부재는 전기 방전을 사용하여 화상 담지 부재를 대전하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
19. 제14항에 있어서, 전기장이 대전 회전 부재와 화상 담지 부재 사이에 형성되고, 전기장 내에서 정상 극성으로 마찰 대전된 토너가 대전 회전 부재로부터 화상 담지 부재로 이동되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
20. 제19항에 있어서, 전기장이 형성되면, 소정 사이클 내의 전압 대전이 대전 회전 부재에 인가되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
21. 제20항에 있어서, 전압은 직사각형 파형을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 전기장은 화상 담지 부재의 화상 비형성 영역이 되는 영역에 대해 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
23. 제14항에 있어서, 대전 회전 부재는 롤러인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
24. 제14항에 있어서, 대전 회전 부재와 화상 담지 부재는 화상 형성 장치 본체에 탈착 가능하게 장착될 수 있는 프로세스 카트리지 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
25. 제24항에 있어서, 토너에 의하여 화상 담지 부재 상에 형성된 정전 화상을 현상하기 위한 현상 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
26. 제25항에 있어서, 현상 수단은 화상 담지 부재로부터 토너를 수집하기 위한 수집 작업을 수행하면서 현상 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
27. 제25항에 있어서, 현상 수단은 대전 회전 부재의 대전 극성과 동일한 극성을 갖는 토너에 의하여 정전 화상을 현상하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.