KR20050058211A

KR20050058211A - 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20050058211A
Application number: KR1020040103997A
Authority: KR
Inventors: 요시다마사히로
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2005-06-16
Also published as: JP4343668B2; US20050180784A1; CN1627200A; KR100730679B1; JP2005173242A; US7398040B2; CN100365517C

Abstract

현상 장치는 현상제를 담지하여 현상제로 화상 담지 부재 상에 형성되는 정전 화상을 현상하는 현상제 담지 부재와, 현상제 담지 부재 상에 담지된 현상제 층의 두께를 규제하기 위해 현상제 담지 부재와 접촉하여 제공되는 현상제 층 두께 규제 부재와, 현상제 담지 부재와 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않는 상태에서 현상제 담지 부재와 현상제 층 두께 규제 부재 사이의 접촉부에 제공된 전기 도전성 입자를 갖는다.

Description

현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치 {DEVELOPING APPARATUS, CARTRIDGE AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 레이저 프린터 또는 복사기 등의 전자 사진 장치 및 정전 기록 장치 등에 적용되는 화상 형성 장치, 카트리지 및 현상 장치에 관한 것이다.

도9는 종래의 현상 장치를 이용한 일례로서 화상 형성 장치를 도시한다. 도9에서, 도면 부호 101은 프린터 엔진인 화상 형성 장치의 본체이다. 도면 부호 111은 화상 담지 부재인 원통형의 감광 드럼이며, 그 축을 중심으로 한 방향으로 회전한다. 대전 롤러(103)는 맨드릴(103a)과 맨드릴(103a) 상에 배치된 고무 재료(103b)로 구성되며, 감광 드럼(111)의 표면을 균일하게 대전한다.

감광 드럼(111)의 표면이 균일하게 대전된 후, 노광 장치(102)에 의해 화상 정보의 시계열 전기 디지털 화상 신호에 대응하는 레이저 광(55)이 출력되어, 미러(56)에 의해 감광 드럼면 방향으로 되돌려져서, 잠상이 형성된다.

현상 장치(208)는 도11에 도시한 바와 같이 현상제 담지 부재인 현상 슬리브(105)의 양단부에 회전자(209)가 구비되고, 회전자(209)가 감광 드럼(111)에 접촉하여 슬리브(105)와 감광 드럼(111) 사이에 소정의 간극을 유지한다. 현상 슬리브(105)는 감광 드럼 기어(211)로부터 현상 슬리브 기어(212)로 구동을 받아 회전을 하며, 현상 슬리브(105) 상에 인가된 토너(109)는 (도시되지 않은) 미끄럼 이동 접점을 통해 현상 슬리브(105)에 바이어스가 인가되는 동시에 현상 영역의 감광 드럼(111) 상에 비상하며, 반전 현상을 행하여 감광 드럼(111) 상에 형성된 잠상을 가시화 한다.

화상 형성 장치를 구동하기 위한 전원과, 화상을 형성하기 위한 바이어스를 공급하기 위한 고압 회로를 갖춘 (도시되지 않은) 엔진 제어부에 의해 감광 드럼(111)과 현상 슬리브(105)의 사이에는 직류 바이어스에 교류 바이어스를 중첩한 현상 바이어스가 주어지도록 설계된다.

토너(109)에 의해 가시화된 감광 드럼(111) 상의 화상은 전사 장치(110)에 의해 전사재(114)에 전사된다. 전사재(114)는 급지용 카세트(117)에 보관되고, 급지 롤러(116)에 의해 급지되어, (도시되지 않은) 레지스트 롤러에 의해 감광 드럼(111) 상의 화상과 동기화되어 전사 장치(110)로 보내어진다. 전사 장치(110)에 의해 전사재(114)에 전사된 토너(109)에 의한 가시 상은 전사재(114)와 함께 정착 장치(115)에 반송되어, 열 혹은 압력에 의해 전사재(114)에 정착되어 기록 화상이 된다.

반면에, 전사 후에 전사되지 않고 감광 드럼(111) 상에 남은 토너(109)는 세척 장치(112) 내의 세척 블레이드(113)에 의해 제거된다. 토너(109)가 제거된 감광 드럼(111) 표면은 다시 대전 롤러(103)에 의해서 대전되어, 상기 절차를 반복한다.

종래의 현상 장치로서, 현상제인 자성 1성분 토너를 이용한 현상 장치(208)가 도10에 상세히 도시된다. 도10에 있어서, 현상제 담지 부재로서의 현상 슬리브(105)는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 파이프에 의해 형성된 비자성 현상 슬리브이며, 그 중에는 자극 N·S가 교대로 복수개 형성된 마그넷 롤(106)이 현상 슬리브(105)에 대하여 움직이지 않게 배치된다.

현상 슬리브(105)의 표면은 소정량의 토너를 반송할 수 있도록 적절한 표면 거칠기로 가공된다. 현상 슬리브(105) 상의 위치에서, 현상제 층 두께 규제 부재( 이하, 현상 블레이드라 함)로서, 지지 판금(107b)에 고정되는 예를 들면 우레탄 고무나 실리콘 고무 등의 현상 블레이드(107a)가 슬리브에 대하여 소정의 압력으로 접촉된다.

자력에 의해 현상 슬리브에 흡착된 토너(109)는 현상 슬리브 상에서 반송되어 마찰 대전 및 현상 블레이드(107a)에 의해 적절한 양으로 규제된 후, 현상 슬리브와 현상 블레이드 사이에서 마찰되어 마찰 대전에 의해 적절한 전하(마찰전기)가 공급되어 현상 영역으로 반송된다. 전술된 같이, 현상 영역에 반송된 토너(109)는 현상 슬리브(105)에 바이어스가 인가되면, 현상 슬리브(105)로부터 비상하여, 감광 드럼 상의 잠상을 현상한다.

전술된 바와 같은 현상 장치에서, 일반적으로 조립 단계에서 외관 검사 등의 품질 확인과 유통 중에 토너 누설을 방지하는 점에서, 도12에 도시한 바와 같이 현상 장치가 사용자의 손에 배달될 때까지, 토너는 토너 시일(50)에 의해 토너 수용기(104) 내에 보관되고, 현상 슬리브 상에 토너가 부착되지 않는다. 사용자는 신품의 현상 장치를 처음으로 사용할 때, 토너 시일(50)을, 예를 들면 도12의 측면을 향해 잡아당김으로써 도10과 같은 현상 장치의 상태가 되어, 도10의 화살표(C)로 표시된 바와 같이 토너(109)가 토너 수용기(104) 내에서 현상 슬리브(105)를 향하여 흘러서 현상 슬리브(105)에 흡착되어, 현상 장치(208)가 사용 가능한 상태로 될 수 있다.

그러나, 토너 시일(50)이 남가 있는 상태에서 사용자가 잘못 현상 슬리브를 회전시키면, 현상 블레이드가 우레탄 고무 등의 탄성체로 구성되어 있는 경우에는 현상 블레이드와 현상 슬리브 사이의 마찰 저항에 의해 현상 블레이드가 현상 슬리브의 회전 방향으로 넘겨져서, 균일하고 양호한 토너 코팅을 하는 것이 불가능하게 된다는 문제가 있으며, 현상 블레이드와 현상 슬리브 표면 상에 깊은 마찰 접촉 결함이 형성되어, 그 후 현상 슬리브를 토너로 코팅하여 화상을 형성하면, 하프톤 화상 또는 흑 화상(전면 흑 화상) 위에 마찰 접촉 결함의 원인인 세로줄이 발생한다는 문제가 있다.

또한, 현상 장치를 공장에서 조립하는 단계 또는 혹은 검사하는 단계에 있어서, 현상 슬리브 상에 토너가 없는 상태에서 현상 슬리브를 회전시킬 필요가 있으며, 현상 슬리브 상에 토너가 없는 경우에도 현상 블레이드와 현상 슬리브 상에 마찰 접촉 결함을 발생시키기 않거나 현상 블레이드가 넘겨지지 않는 기술이 요구되었다.

이러한 문제에 있어서, 현상 블레이드와 현상 슬리브 사이의 마찰 접촉부에 윤활제를 사용하는 것이 생각될 수 있다. 그래서, 미량의 토너를 윤활제로서 사용하는 것이 생각될 수 있지만, 배에 의한 수출이나 여름철의 운송 등 온도/습도가 대단히 높은 상태에서의 보관 상황에 따라서 토너가 열화하여 현상 블레이드나 현상 슬리브에 융착되므로, 윤활제로서 토너를 사용하는 것은 바람직하지 못하다.

그래서, 이 문제를 해결하기 위해서, 윤활제로서 실리콘 수지 입자 등을 이용하여 현상 슬리브에 접촉하는 현상 블레이드 면에 도포하는 방법이 있다. 윤활제의 도포 방법으로서는, 휘발성의 액체 중에 분체 입자를 분산시킨 용액(분체 입자는 휘발성의 액체에 대하여 내용제성이 있는 것)을 현상 블레이드에 도포하는 방법이 있고, 이 방법에서 액체가 완전하게 휘발한 후 남은 분체 입자를 윤활제(이하, 액체 도포 방법이라 함)로 사용한다. 윤활제를 액체 중에 일단 분산시키는 것은 윤활제를 균일하게 도포하기 위해서이다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제H8-211728호에는 현상 슬리브에 직접 윤활제를 분체 도포하는 방법이 제안된다. 이 방법에 따르면, 현상 블레이드에 액체를 도포 방법에서 발생할 수 있는 하프톤 세로줄에 대한 개선이 이루어질 수 있다.

또한, 윤활 입자로서 실리콘 수지, 폴리-4 불화에틸렌, 폴리-3 불화에틸렌 및 폴리 불화비닐리덴 등의 유기 재료, 황화 몰리브덴 등의 무기 재료가 이용된다. 이들 중에, 내열성 및 내습성에 대해서 실리콘 수지가 특히 적합하다.

한편, 현상 장치 내의 토너가 고갈되었을 때, 현상 장치를 토너로 충전시키는 등의 유지 보수 작업을 사용자에게 발생시키지 않는 기술로서, 감광 드럼, 세척 장치, 대전 장치, 현상 장치 등을 서로 일체화하여 프로세스 카트리지를 제공하는 기술이 일반적이다. 첨부 도면의 도13에 도시한 바와 같이, 감광 드럼(111), 대전 롤러(103), 세척 장치(112) 및 현상 장치(208)는 외장(12)에 의해 함께 통합되어 일체형 카트리지(206)로 제작된다. 프로세스 카트리지는 현상 장치 내의 토너가 고갈된 경우, 프로세스 카트리지가 프린터 본체에 대하여 단순히 교환됨으로써, 용이하게 다시 원하는 화상이 얻어지는 용이한 유지 보수 특성을 가지며, 현상 장치 내의 토너가 고갈되는 즉시, 다른 장치들도 실질적으로 동시에 그 수명을 충족시키도록 설계되어 있고, 토너가 고갈될 때까지는 안정된 품질의 화상이 얻어질 수 있는 기술이다.

그러나, 종래 기술에 따른 상술된 윤활제를 이용한 경우, 현상 장치에 도포된 윤활제가, 조립 단계에서 또는 프로세스 카트리지의 반송에 의한 진동 등으로 감광 부재 또는 대전 수단인 대전 롤러에 부착될 때, 윤활제가 절연성이기 때문에, 대전 롤러 피치의 검은 스폿이 윤활제가 부착된 부분에서 화상 상에 발생하는 경우가 종종 있었다.

또한, 윤활제가 절연성이라면, 현상 장치의 사용의 초기에 현상제의 대전으로 인해 불량 화상이 발생하는 경우가 종종 있었다.

본 발명의 목적은 현상제 담지 부재와 현상제 층 두께 규제 부재 사이의 마찰 저항을 저감시킨 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 현상제 층 두께 규제 부재의 턴업(turning-up)을 방지한 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 현상제 담지 부재나 현상제 층 두께 규제 부재에 상처가 발생하는 것을 방지한 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 화상에 줄(streak)이 발생하는 것을 방지한 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 절연성의 윤활제가 화상 담지 부재나 대전 수단에 부착함에 따른 화상 불량을 방지한 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 현상 장치의 사용 초기에 현상제의 대전이 방지되는 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 특징이 첨부 도면을 참조할 때 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하에서 본 발명의 현상 장치, 카트리지 및 화상 형성 장치의 몇몇 실시예가 설명된다.

[제1 실시예]

본 발명의 제1 실시예가 이하에서 첨부 도면을 참조하여 설명된다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 현상 장치의 특징을 가장 잘 나타낸 도면이다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 현상 장치(8)의 토너 시일(50)을 제거한 후 현상 장치를 화상 형성 장치의 본체 내에 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 종래 기술에 설명한 구성과 동일한 것에 대해서는 동일한 부호를 이용했다. 현상 장치가 새로운 상태에 있다면, 도12에 도시된 바와 같이, 제거 가능한 토너 시일(50)이 구비되어, 현상제인 토너는 현상제 담지 부재인 현상 슬리브(105) 및 현상제 규제 부재인 현상 블레이드(107a)에 부착될 수 없다. 사용자가 현상 장치를 사용하기 시작하면, 사용자는 토너 시일(50)을 제거하여, 토너가 현상 슬리브(105) 및 현상 블레이드(107a)에 담지되는 것이 가능하게 된다. 토너 시일(50)이 제거된 후, 현상 장치는 화상 형성 장치의 본체에 장착된다.

본 실시예의 대전 방법은 소위 접촉 대전 방식이며, 도2에서, 대전 수단(대전 부재)인 대전 롤러(103)는 화상 담지 부재인 감광 드럼(111)에 소정의 압력으로 접촉되게 된다. 감광 드럼(111)이 도2에서 화살표(A)로 표시된 방향으로 화상 형성 장치인 프린터의 본체의 (도시되지 않은) 구동 시스템으로부터의 구동을 받아 회전하면, 대전 롤러(103)는 감광 드럼(111)의 회전을 종동하여 도2에서 화살표(B)로 표시된 방향으로 회전된다.

대전 롤러의 맨드릴(103a)은 프린터 본체에 구비된 전원(21)에 의해 바이어스 전압의 공급을 받도록 구성되고, 바이어스 전압이 인가됨으로써, 감광 드럼이 대전되어 소정의 표면 전위를 얻는다.

바이어스 전압은 DC 바이어스만을 인가해도 좋고, DC 바이어스에 AC 바이어스를 중첩하여 인가해도 된다. 본 실시예에서는, 바이어스 전압은 DC 바이어스 -620V에 AC 바이어스 Vpp = 1800V의 정현파를 중첩했다. 이에 의해, 본 실시예에서, 감광 드럼 상의 표면 전위 Vd는 약 -600V가 되었다. 또한, 감광 드럼 상에 정전 화상을 형성하기 위해 정전 화상 형성 수단으로서의 레이저 스캐너와 같은 노광 장치(102)에 의한 감광 드럼의 노광부의 전위를 V1 = -150V로 했다.

이하에서 본 발명에 따른 현상 장치의 일례가 도시된다. 현상제 담지 부재인 현상 슬리브(105)는 Φ16(mm)의 비자성 알루미늄 슬리브이고, 현상제인 토너의 반송 및 마찰 전기 부여를 하기 위해 표면을 전기 도전성 입자를 함유하는 수지층으로 코팅하고, 그 표면의 표면 거칠기는 JIS 규격의 Ra에서 일반적으로 평균 0.4㎛ 내지 3.5㎛ 이며, 본 실시예로서는 평균 Ra가 1.7㎛인 표면 거칠기를 이용하였다.

현상 슬리브 내에는 4극의 자석인 마그넷 롤(106)이 배치되어 있다. 현상제 층 두께 규제 부재인 현상 블레이드(107a)로서, JISA 경도 67°정도의 우레탄 고무가 그 접촉력이 20 내지 40 gf/cm(슬리브 길이 방향에 대하여 1 cm당 접촉 하중)가 되도록 현상 슬리브에 대한 닙 폭을 가지고 현상 슬리브에 대하여 접촉된다. 본 실시예에서의 닙 폭은 약 1mm이다.

토너(109)로는 음의 대전성의 자성 1성분 토너가 사용된다. 성분으로서는, 자성체 입자 80 중량부, 모노아조 철 합성물의 음의 대전 조절제 2부 및 저분자량의 폴리프로필렌 3부로 얻어진 혼합제를, 결합 수지로서의 스틸렌 n-부틸 아크릴레이트 공중합체 100 중량부와, 140℃로 가열된 이중 나사식 압출기에 의해 용융 혼합하여 냉각한 혼합물을 해머 밀로 초벌 분쇄하고, 초벌 분쇄물을 제트 밀로 미세하게 분쇄하고, 얻어진 미분쇄물을 풍력 등급 분류하여 8.0 μm의 중량 평균 직경을 갖는 등급 분류된 가루를 얻는다. 평균 입경 8.0 μm을 갖는 등급 분류된 재료와 소수성 실리카 미분체 1.0 중량부를 헨쉘 믹서(Henschel Mixer)로 혼합하여 현상제를 얻는다. 상술된 구성의 현상 장치에서, 현상 블레이드에 의해 규제된 현상 슬리브 상의 토너의 코팅량은 0.5 내지 2.5 mg/cm² 정도가 된다.

현상 슬리브(105)에 인가되는 현상 바이어스 전압은, 예를 들어 감광 드럼과 현상 슬리브 사이의 갭이 300 μm 정도인 경우, DC 전압: -460V, AC 전압: 구형파 Vpp = 1600V, 주파수 2000Hz를 인가한다. 이에 따라 감광 부재의 노광부인 V1 부에 토너를 부착시키는 반전 현상이 수행된다.

다음에, 본 발명의 특징인 윤활제로서의 전기 도전성 입자(1)(제2 전기 도전성 입자)에 대하여 설명하기로 한다. 전기 도전성 입자(1)(제2 전기 도전성 입자)는, 현상제가 현상 슬리브와 현상 블레이드 사이에 없는 상태에서 현상 슬리브와 현상 블레이드 사이의 접촉부에 제공된다.

현상 블레이드 또는 현상 슬리브에 도포되는 도전성 입자(1)로서는, 안티몬 또는 불소 등을 도핑한 산화 주석 분말, 알루미늄 등을 도핑한 산화 아연 분말, 산화 주석으로 피복된 산화 티타늄 분말 등을 들 수 있지만, 본 실시예에서는 도전성2산화 주석 입자가 사용된다. 또한, 입자의 체적 저항치는 바람직하게는 10²Ω·cm 이상 10⁶Ω·cm 이하의 것이 좋다. 체적 저항치가 10²Ω·cm 미만일 경우, 도전성 입자가 현상 슬리브 표면에 계속 부착된 경우에 현상 슬리브에 바이어스가 인가되었을 때, 도전성 입자가 감광 드럼 상에 누설될 수 있고, 이는 바람직하지 못하다. 체적 저항치가 10⁶Ω·cm를 초과하면, 입자가 절연성에 가깝게 되어, 입자들이 대전 롤러에 부착되었을 때, 대전 불량이 발생하기 쉽다. 또한, 입자들이 감광 부재에 부착될 때, 화상 불량의 원인이 되기 쉽다.

본 실시예에서, 도전성 입자(1)는 10⁴Ω·cm 정도의 것이 사용된다. 또한, 그 평균 입경은, 입자 크기 분포의 D50의 입경(본 명세서에 있어서, 더 작은 입경의 순서로 누적되었을 때 미세 입자의 양이 50%가 되는 부분의 미세 입자의 입경을 의미한다)이 0.2 내지 20 μm 정도가 바람직하고, 평균 입경이 0.2 μm 미만이면, 반데르 발스 힘(van der Waals force)이 강해져, 입자는 현상 슬리브 표면이나 현상 블레이드에 부착하여 그로부터 분리되지 않고, 현상 슬리브 상에 인가되는 토너의 마찰 전기에 영향을 주어 화질이 악화한다. 또한, 평균 입경이 20 μm을 넘으면, 반대로 입자들이 현상 슬리브 표면이나 현상 블레이드에 부착하기 어렵게 되어 토너를 안정적으로 도포하는 것이 어렵게 된다. 본 실시예에서는, D50이 1.8 μm인 입자가 사용된다.

여기서의 도전성 입자의 저항 측정은 정제법에 의해 측정 및 정규화하여 행해졌다. 즉, 저면 면적 2.26 cm²의 실린더 내에 약 0.5g의 분말 시료를 넣고, 상하 전극에 15kg의 압력을 가함과 동시에 100V의 전압을 인가하여 저항값을 계측한 후, 정규화하여 비저항을 산출했다.

본 실시예에서의 윤활제인 도전성 입자(1)의 도포 방법에 대해서는, 도3에 도시한 바와 같이, 도전성 입자(1)를 브러시에 바른 후, 현상 슬리브(105)와 접촉하는 현상 블레이드(107a) 부분에 대응하는 닙면(205) 부근에 브러시에 의해 도포되었다. 도포 방법은 이에 제한되지 않고, 조립 단계에서 스펀지 롤러 등에 도전성 입자가 미리 포함되게 하고, 이 스펀지 롤러에 현상 슬리브를 접촉시키고 회전시켜 도전성 입자를 도포하는 방법, 또는 윤활제를 휘발성의 액체에 분산시켜, 이것을 현상 슬리브에 직접 도포하여 액체를 완전히 휘발시키는 방법도 좋다. 이와 같이 윤활제가 도포됨으로써, 윤활제는 현상 블레이드와 현상 슬리브 사이의 접촉부 및 그 근방에 존재하게 된다. 즉, 토너 시일(50)이 제거되지 않은 상태에서, 다시 말해 현상제가 현상 슬리브와 현상 블레이드 사이에 존재하지 않는 상태에서, 도전성 입자는 현상 슬리브와 현상 블레이드 사이의 접촉부에 제공된다.

도전성 입자(1)를 상기한 바와 같이 현상 블레이드(107a)에 도포한 후, 현상 블레이드(107a)를 현상 슬리브(105)에 접촉시켜, 현상 슬리브(105)를 회전시키면, 특히 회전 토크가 비정상적으로 커지는 일없이, 현상 슬리브를 안정적으로 회전시킬 수 있다. 또한, 그 후, 현상 슬리브에 토너를 코팅시켜 화상 형성을 했지만, 하프톤 화상 또는 흑 화상 상에 마찰 접촉 결함에 기인하는 이상 화상은 발생하지 않았다. 또한, 본 실시예에서 사용된 도전성 입자(1)를 대전 롤러 상에 부착시키고 나서 화상 출력이 수행되면, 흑점 화상은 발생되지 않고, 안정적으로 균일한 화상을 얻을 수 있었다. 도전성 입자(1)가 현상 블레이드와 현상 슬리브 사이에 제공되지 않으면, 도전성 입자(1)는 현상제 내로 불필요하게 첨가되지 않았고, 현상 장치의 사용 초기에 토너 대전이 발생되었다.

또한, 본 실시예에서 대전 롤러에 AC 바이어스를 갖는 전압을 인가하는 시스템의 예를 설명하고 있지만, DC 바이어스만의 전압을 대전 롤러에 인가하는 시스템에서도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이, 현상 블레이드 또는 현상 슬리브 표면 상에 도포하는 윤활제로서 도전성 입자를 이용하여, 현상 블레이드와 현상 슬리브와의 접촉부에 현상제가 존재하지 않는 상태에서, 적어도 접촉부에 도전성 입자가 존재하도록 하면, 현상 슬리브 상에 토너가 도포되지 않은 상태에서도 순조롭게 현상 슬리브를 회전시킬 수 있어, 마찰 접촉 결함에 기인하는 이상 화상도 방지할 수 있다. 또한, 도전성 입자가 대전 롤러에 부착된다 해도, 대전을 손상하는 일없이 균일한 화상을 얻을 수 있다. 또한, 현상 장치 사용 초기에서의 토너 대전이 방지될 수 있다.

[제2 실시예]

본 실시예의 특징은 화상 담지 부재인 감광 드럼, 대전 수단(대전 부재)인 대전 롤러 및 현상 장치는 교환 가능한 일체형 카트리지 내에 함께 설치되어, 카트리지는 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 설치된다. 또, 대전 롤러는 항상 카트리지 내에 설치될 필요는 없으며, 대전 롤러 및 감광 드럼은 카트리지 내에 설치될 수 없지만 화상 형성 장치의 본체에 설치될 수 있거나, 대전 롤러 및 감광 드럼은 현상 장치가 제공된 카트리지와는 별개의 카트리지로서 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.

도4는 일체형 카트리지의 일례를 도시하며, 도5는 일체형 카트리지(6)에서 토너 시일(50)이 제거된 후, 화상 형성 장치의 본체(200) 내에 삽입되었을 때의 상태를 도시한다.

이들 도면 모두에서, 제1 실시예에서 설명된 구성과 동일한 구성의 부재들은 동일한 도면 부호를 갖는다. 본 실시예에서, 감광 드럼(111)과, 대전 롤러(103)와, 윤활제로서 전기 도전성 입자(제2 전기 도전성 입자)(1)를 이용하는 현상 장치(8)는 외장(12)에 의해 함께 통합되어, 일체형 카트리지를 만든다. 일체형 카트리지(6)의 경우, 토너(109)를 다 썼을 때, 다른 장치도 거의 동시에 수명을 다하도록 설계된다. 따라서, 사용자는 카트리지 내의 토너가 존재하는 한, 항상 안정된 화상을 얻을 수 있으며, 또한, 일체형이기 때문에 카트리지의 교환도 용이하게 행해질 수 있는 이점이 있다.

윤활제로서 이용되는 전기 도전성 입자(1)를 이용함으로써, 현상 슬리브는 현상 슬리브 상에 토너가 도포되어 있지 않은 상태에서도 순조롭게 회전될 수 있으며, 마찰 접촉에 기인한 이상 화상도 방지될 수 있으며, 전기 도전성 입자가 대전 롤러(103)에 부착되더라도 대전 불량이 야기되지 않고 균일한 화상이 얻어질 수 있는 이점이 부가된다.

[제3 실시예]

본 실시예의 특징은 예를 들면 일본 특허 출원 공개 제H10-307455호 공보에 제안된 바와 같은 클리너 없는 시스템의 화상 형성 장치의 경우를 도시한다.

도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치의 특징을 도시한다. 도6에서, 종래의 일례에서 설명된 구성과 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 갖는다.

도6의 화상 형성 장치의 본체(300)는 직접 주입 대전 공정을 이용한다. 직접 주입 대전 공정은 접촉 대전 부재로부터 피대전체(여기서는 감광 드럼)로 접촉부를 통해 직접적으로 전하가 주입되어, 피대전체 표면이 대전되는 공정이다. 직접 대전, 또는 주입 대전, 또는 전하 주입 대전이라고도 한다. 보다 상세하게는, 피대전체 표면과 접촉하는 중간 저항의 접촉 대전 부재에 의해, 방전 현상을 통하지 않으면서, 즉 방전을 기본적으로 이용하지 않으면서 피대전체 표면으로의 직접 전하 주입을 실행한다. 본 실시예에서, 전기 도전성 입자(제3 전기 도전성 입자)(2)는 사용되지 않은 상태에서 대전 부재 상에 미리 도포된다. 따라서, 후술될 바와 같이, 전기 도전성 입자는 대전 부재와 피대전체 사이의 접촉부에 존재하여, 대전 부재로부터 피대전체로의 전하 주입성이 향상된다.

주입 대전 공정에서, 대전 부재로의 인가 전압과 피대전체의 표면 전위 사이의 관계는 거의 정비례한다. 결과적으로, 접촉 대전 부재로의 인가 전압이 방전 임계값 이하의 인가 전압이더라도, 피대전체는 인가 전압에 상응하는 전위로 대전될 수 있다.

전술된 바와 같이 직접 주입 대전 기구가 이용된다면, 방전에 의한 이온의 생성이 수반되지 않으며, 이는 방전 생성물에 의한 폐해[예를 들어, 서로 작용하는 전사 재료 내의 물질 및 생성된 방전 생성물에 의해 잠상의 형성이 저해되는 "화상 결손(image deletion)"의 문제]가 발생하지 않는 큰 이점을 가져온다.

또한, 화상 형성 장치(300)가 클리너 없는 시스템을 달성하는 공정이 이하에 설명된다.

현상제로서의 토너 및 전기 도전성 입자(제1 전기 도전성 입자)는 현상 장치 내에 포함되며, 현상제 담지 부재에 의한 감광 드럼 상의 정전 잠상의 토너 현상 중에 토너와 함께 전기 도전성 입자의 적당량이 감광 드럼 측으로 이동한다.

감광 드럼 상의 토너 화상은 전사 수단부에서 전사 바이어스의 영향 하에서 수상 부재인 기록 매체로 끌어 당겨지고 적극적으로 이동하지만, 감광 드럼 상의 전기 도전성 입자는 전기 도전성이며 기록 매체 측으로 적극적으로 이동하지 않으며 감광 드럼에 실질적으로 부착 유지되어 그에 잔류한다. 또한, 토너가 음으로 마찰 대전되는 반면, 전기 도전성 입자가 양으로 마찰 대전되는 특성을 갖고 제공되도록 설계된다면, 이러한 입자는 기록 매체로 더욱 좀처럼 이동하지 않으며, 이는 바람직하다.

그 후, 전사 후의 감광 드럼면에 잔류하는 비전사 토너 및 상기 전술된 잔류 전기 도전성 입자(제1 전기 도전성 입자)는 감광 드럼면의 이동에 의해 감광 드럼과 접촉 대전 부재 사이의 접촉부로 본래대로 이송되며, 접촉 대전 부재에 부착되고 혼입된다.

따라서, 제1 전기 도전성 입자는 감광 드럼과 접촉 대전 부재 사이의 접촉부에 미리 존재하는 제3 전기 도전성 입자에 공급되며, 전기 도전성 입자가 불충분하게 존재하지 않는 상태에서 감광 드럼 상의 직접 주입 대전이 실행된다.

이들 전기 도전성 입자의 존재에 의해, 토너가 접촉 대전 부재에 부착하고 혼입될 때에도, 감광 드럼에 대한 접촉 대전 부재의 친밀한 접촉성 및 접촉 저항이 유지될 수 있어서, 접촉 대전 부재가 대전 롤러 또는 퍼 브러시(fur brush) 등의 간단한 부재임에도 불구하고, 비전사 토너에 의한 접촉 대전 부재의 오염에도 불구하고, 접촉 대전 부재에 의한 감광 드럼의 직접 주입 대전이 실행될 수 있다.

즉, 접촉 대전 부재는 도전성 입자가 사이에 개재된 상태로 감광 드럼과 밀접하게 접촉하며, 접촉 대전 부재와 감광 드럼 사이의 접촉부에 존재하는 전기 도전성 입자는 그 사이에 어떠한 간극도 없이 감광 드럼의 표면에 대해 마찰함으로써, 접촉 대전 부재에 의한 감광 드럼 상의 대전에 있어서, 방전 현상을 이용하지 않는 안정되고 안전한 직접 주입 대전이 도전성 입자의 존재에 기인하여 지배적이 되며, 종래의 롤러 대전 등에 의해서는 얻어질 수 없었던 높은 대전 효율이 얻어지며, 접촉 대전 부재에 인가된 전압과 거의 동등한 전위가 화상 담지 부재에 공급될 수 있다.

또한, 접촉 대전 부재에 부착되고 혼입된 비전사 토너는 접촉 대전 부재로부터 감광 드럼 상으로 점차적으로 배출되며, 감광 드럼의 이동과 함께 현상부에 도달하며, 현상 수단에서 현상과 동시에 세척된다(수집된다)(토너 재생 공정). 현상과 동시에 세척되기 전에, 비전사 토너가 존재하는 감광 드럼은 대전 부재에 의해 대전되고 노광 수단에 의해 노광되어, 정전 잠상이 형성된다.

또한, 상술된 바와 같이, 초기의 전기 도전성 입자(2)(제3 전기 도전성 입자)가 접촉 대전 부재로부터 이탈되는 경우에도, 화상 형성 장치는 작동되어, 현상 수단의 현상제 내에 수용된 전기 도전성 입자(제1 전기 도전성 입자)는 현상부 내의 감광 드럼의 표면으로 이동되고 감광 드럼의 표면의 움직임에 의해 전사부를 거쳐 대전부로 이송되고 접촉 대전 부재에 대한 연속적인 제공이 계속되어, 전기 전도성 입자가 존재함으로써 양질의 대전 특성이 안정적으로 유지된다.

따라서, 접촉 대전 유형, 전사 유형 및 토너 재생 프로세스 유형의 화상 형성 장치에서, 전사되지 않은 토너에 의한 접촉 대전 부재의 오염에도 불구하고, 접촉 대전 부재로서 대전 롤러나 퍼 브러시 등의 간단한 부재를 이용하여 낮은 인가 전압으로 오존 결핍 방향 주입 대전은 장기에 걸쳐 안정적으로 유지될 수 있다.

본 실시예의 화상 형성 프로세스가 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.

감광 드럼(211)은 감광 드럼(211)의 표면 상에 제공된 전하 주입 층에 의해 조절되는 표면 저항을 갖는다. 도7은 본 실시예에서 사용된 그 표면 상에 전하 주입 층이 제공된 감광 드럼(211)의 층 구조 모형도이다.

즉, 감광 드럼(211)은 순서대로 기초층(312)과, 양전하 주입 방지층(313)과, 전하 발생층(314)과, 전하 수송층(315)으로 도포된 알루미늄 드럼 기부(Al 드럼 기부)를 포함하는 일반적인 유기 감광 드럼에 전하 주입층(316)을 도포하여, 직접 주입 대전 기구의 대전 성능이 개선되었다. 전하 주입층(316)은 고착제인 광 경화성 아크릴 수지 내에 도전성 필러인 (약 0.03㎛의 직경을 갖는) SnO₂ 초미립자 또는 불화에틸렌 수지(상품명 테플론(등록상표)) 등의 윤활제, 중합 개시제 등을 혼합 및 분산하고, 피복으로서 그들을 도포한 후, 광 경화법에 의해 막을 형성하여 제공된다.

전하 주입층(316)으로서 중요한 점은 표층의 체적 저항에 있다. 전하의 직접 주입에 의한 대전 프로세스에서, 전하의 수수는 대전될 부재의 체적 저항을 감소시켜 효율적으로 수행될 수 있다. 한편, 감광 부재로 이용되는 경우에는 정전 잠상을 일정 시간 유지할 필요가 있기 때문에, 전하 주입층(316)의 체적 저항치는 1 ×10⁹ 내지 1 ×10¹⁴ (Ω·cm)의 범위가 적당하다.

또한, 본 구성에서와 같이 전하 주입층(316)이 이용되지 않은 경우에도, 예를 들어 전하 수송층(315)이 상기 저항 범위에 있다면, 동등한 효과가 얻어진다.

또한, 표층의 체적 저항이 약 10¹³Ω·cm인 비결정질 실리콘 감광체 등을 이용하여도 마찬가지의 효과가 얻어진다.

사용자가 사용하기 전의 초기에, 제1 실시예에서 윤활제로 이용된 도전성 입자(1)와 동일한 도전성 입자(2)가 대전 롤러(203)에 도포된다. 본 실시예에 있어서, 대전 롤러에 도포되는 도전성 입자의 요청되는 비 저항은 10⁹Ω·cm 이하가 좋고, 바람직하게는 10⁶Ω·cm이하가 바람직하다. 대전 롤러(203)의 사용 초기에서 도포되는 전기 도전성 입자(2)는 제1 실시예에서 설명된 바와 동일하며, 안티몬 혹은 불소 등을 도핑한 산화주석 분말, 알루미늄 등을 도핑한 산화아연 분말, 산화주석으로 피복된 산화 티탄 분말, 전기 도전성 이산화주석 등이 들 수 있지만, 본 실시예에서는, 산화 주석으로 피복된 산화 티탄 분말을 사용했다.

또한, 전기 도전성 입자(2)의 체적 저항은 10³Ω·cm 이다. 따라서, 사용 개시 초기에도 전기 도전성 입자(2)가 감광 드럼(211)과 대전 롤러(203) 사이에는 개재되어, 전원(321)으로부터 전압(-620 V의 DC 전압)이 인가된 대전 롤러(203)를 감광 드럼(211)에 접촉시켜, 감광 드럼(211)의 표면은 대략 -600 V의 암전위(Vd)로 균일하게 대전될 수 있다. 전기 도전성 입자(2)가 제공되지 않으면, 사용 초기에 대전 불량이 발생하기 쉽고, 대전 불량은 토너가 화상의 배경부에 부착되는 문제를 야기한다.

또한, 상술한 바와 같이 현상제 중의 전기 도전성 입자가 감광 드럼을 중개로 하여 현상 수단으로부터 대전 롤러까지 반송되고, 대전 롤러는 이 도전성 입자를 획득하여 대전 프로세스를 장기에 걸쳐 유지시킨다. 따라서, 화상 형성 프로세스가 시작되면, 대전 롤러의 초기에서 도포된 전기 도전성 입자(제3 전기 도전성 입자)는 현상 수단으로부터 반송된 전기 도전성 입자(제1의 전기 도전성 입자)와 혼재되고 대전 롤러에 존재하여, 대전 프로세스를 수행한다. 따라서, 제1 및 제3 전기 도전성 입자는 완전히 동일한 것이 바람직하다.

도9에 도시된 종래 기술의 예로서, 통상 직류 전압과 교류 전압의 중첩 전압을 중첩 전압은 대전 롤러에 인가되어 감광 드럼 표면을 안정적으로 대전시키고, 대전 불량에 의한 샌디 그라운드(sandy ground)(흰 화상에 토너가 비상하는 현상) 등의 화상 결함을 방지했었다. 그러나, 이미 설명한 바와 같이 방전 생성물을 생성하는 것은 이와 같은 방전 대전 기구에 의해 원칙적으로 피할 수 없다. 반면에, 본 실시예로서는 직류 전압만이 대전 롤러에 인가되어 방전 생성물을 생성하지 않고 감광 드럼 표면이 대전될 수 있다.

이제 대전 롤러(203)에 대하여 더욱 자세히 진술한다. 대전 롤러(203)는 맨드릴(203a) 상에 가요성 부재인 고무 혹은 발포체의 중저항층(203b)을 형성하는 것에 의해 제조된다. 중저항층(203b)은 수지(예를 들면 우레탄), 도전 필러(예를 들면 카본 블랙), 황화제, 발포제 등에 의해 규정되어, 맨드릴(203a) 상에 롤러 형상으로 형성된다. 그 후 필요에 따라 표면을 연마하여 작성된다.

또한, 대전 롤러(203)는 감광 드럼(211)의 화살표(A)에 의해 지시된 회전 방향에 대해 반대인 화살표(D)에 의해 지시된 회전 방향으로 접촉 부분에서 150%의 주연부 속도 차로 회전되어, 감광 드럼(211) 상에 존재하는 도전성 입자의 대부분을 박리한다. 그 결과, 현상 슬리브(105)로부터 공급된 도전성 입자가 대전 롤러(203)상에 도포될 수가 있어, 대전 롤러(203)와 감광 드럼(211) 사이에 도전성 입자가 개재되어 직접 주입 대전이 실현된다.

노광 수단(102)으로부터 발광된 레이저 광(55)은 미러(56)를 거쳐하여 상기한 바와 같이 대전된 감광 드럼(211)상에 조사되어, 감광 드럼(211)상에 정전 잠상을 형성한다. 이 때, 레이저 광(55)이 균일하게 감광 드럼(211)상에 조사되면 감광 드럼(211)의 표면 전위는 명전위(VL = -150 V)에 설정된다.

현상 장치(308)는 감광 드럼(211)에 대향되게 배치된다. 현상 장치(308)는 감광 드럼(211)에 대하여 소정의 간극 양을 유지하도록 배치된 현상 슬리브(105), 현상 블레이드(107a), 현상 슬리브(105)에 내포되는 마그넷 롤(106) 및 현상 슬리브(105)의 맨드릴에 급전하는 전원(31) 등에 의해서 구성되어 있다.

현상 슬리브(105)는 감광 드럼으로부터의 구동을 받으며, 도6의 화살표(E)에 의해 지시된 방향으로 회전되고, 토너 수용기(104) 내의 도전성 입자(제1 도전성 입자)를 포함하는 토너(209)를 감광 드럼에 반송한다. 본 실시예에서, 전원(31)으로부터, 서로 중첩된 소정의 교류 전압 및 -400 V의 직류 전압을 포함하는 전압이 이러한 구조를 채용한 현상 수단의 현상 슬리브(105)로 인가되어, 감광 드럼(211) 상의 정전 잠상을 현상 슬리브에 의해 반송하여 가시화 한다.

그 후, 상기 감광 드럼(211) 표면의 담지 토너 화상은 화상 형성 장치 본체(300)에 제공되어 있는 전사 롤러(110)의 회전과 동기하여 반송된 종이 위에 순차 전사되고, 상기 토너 상의 전사를 받은 종이는 감광 드럼(211)의 표면에서 분리되고 화상 형성 장치의 본체(300)에 제공된 정착 수단(115)으로 반송되며 토너상의 정착을 받는다. 전사재(114)에 대한 토너 상 전사 후의 감광 드럼(211) 표면에 잔류하는 임의의 전사되지 않은 토너는 클리너로 제거되지 않지만, 감광 드럼(211)의 회전과 함께 대전 롤러(203) 위치를 경유하여 현상부(F)에 이르러, 현상 슬리브(105)에 의해서 동시에 세척(회수)된다(토너 재생 공정).

본 실시예에서, 토너 모체(base material)를 스티렌 수지로 구성하고, 상기 토너 모체의 100 중량부에 대하여, 토너의 대전을 촉진하기 위한 외부 첨가제로서 실리카를 2 중량부, 전기 도전성 입자(제1 전기 도전성 입자)로서 제1 실시예와 동일한 입자인 도전성 이산화 주석을 2 중량부를 외부에서 첨가했다. 본 실시예에서 토너 내에 함유된 도전성 입자의 요구되는 입자 저항은, 양호하게는 비저항으로서 10⁹Ω·cm 이하이고, 보다 양호하게는 10⁶Ω·cm 이하가 바람직하다. 제1 실시예에서 윤활제로서 이용된 도전성 입자(1)는 10⁶Ω·cm 이하이며, 본 실시예에서 클리너리스 시스템을 달성하는 데에 있어서 가용하다.

본 실시예에서의 현상제 중의 전기 도전성 입자(제1 전기 도전성 입자)는 토너와 마찰 대전됨으로써, 대전 특성으로서 양성(positive)의 경향을 나타낸다. 따라서, 도8에 도시한 바와 같이, 예를 들면 현상슬리브(105)에 1.2 kV의 교류 전압을 인가한 경우, 토너에 대한 외부 첨가제로서의 도전성 입자는 단독으로 현상 슬리브(105)로부터 800 V (│Vmin - Vd│ = │200 - (- 600)│)의 콘트라스트를 가지는 감광 드럼(211)의 비화상 영역(non-image area)으로 비상한다. 또한, 도전성 입자는 토너에 부착되어 있는 것도 있으며, 현상 슬리브(105)로부터 850 V (│VL-Vmax│ = │- 150 - (- 1000)│)의 콘트라스트를 가지는 감광 드럼(211)의 화상 영역으로 비상한다.

이들 드럼 상에 비상한 도전성 입자는 전기적으로 도전성이므로, 전사 단계 후에 전사되지 않은 토너와 함께 감광 드럼(211) 상에 잔류한다. 그 후, 앞에서 설명한 바와 같이, 도전성 입자의 대부분은 감광 드럼(211)에 대하여 반대 방향으로 회전하는 대전 롤러(203)에 의해서 박리됨으로써, 도전성 입자는 대전 롤러(203) 상에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 초기에 대전 롤러(203)에 도포된 도전성 입자들이 증가하는 통과 시트의 개수에 의해서 감소하더라도, 도전성 입자를 현상 장치(308)로부터 감광 드럼(211)을 개재하여 대전 롤러(203)로 공급함으로써 직접 주입 대전이 실현한다.

여기서, 현상 장치 내에 이용하는 윤활제로서, 제1 실시예에서와 같이, 현상 블레이드와 현상 슬리브와의 사이에 현상제가 존재하지 않는 상태(현상 장치의 사용 전의 상태)에서 현상 블레이드(107a)에 도전성 입자(1)를 도포한다. 현상 블레이드에 도전성 입자(1)를 도포하고 현상 블레이드와 현상 슬리브의 접촉부에 도전성 입자(1)가 존재하는 것과 같은 제1 실시예와 유사한 작용이 얻어지기 때문에, 현상 슬리브에 토너가 도포되고 있지 않은 상태에서도, 현상 슬리브는 순조롭게 회전할 수 있고, 또한, 그 후 현상 슬리브에 토너를 코팅시켜 화상 출력을 실행하여도, 마찰 접촉 결함에 기인한 이상 화상은 발생하지 않는다.

또한, 도전성 입자(1)를 도전성 입자(2)가 도포된 대전 롤러(203) 상에 부착시켜서 화상 출력을 수행하였지만, 대전 불량은 발생하지 않고, 균일한 화상을 얻을 수 있었다. 즉, 도전성 입자(1)의 체적 저항이 직접 주입 대전을 실행하는 대전 롤러에 도포되는 입자의 조건 내에 있기 때문에, 현상제 중의 도전성 입자에 의해 대전이 저해되지 않은 것이다. 즉, 현상 블레이드 또는 현상 슬리브 상에 윤활제로서 도포되는 도전성 입자(1)는 직접 주입 대전 방식의 대전 롤러에서 요구되는 입자의 체적 저항 내에 있기 때문에, 직접 주입 대전 방식의 대전 롤러 상에도 문제없이 도포될 수 있다.

또한, 본 실시예에서 토너에 함유되는 도전성 입자의 입자 저항의 조건이 현상 블레이드 또는 현상 슬리브 상에 윤활제로서 도포하는 도전성 입자(1)의 입자 저항의 조건 내에 있기 때문에, 현상 블레이드 또는 현상 슬리브에 윤활제로서의 도전성 입자(1)와, 본 실시예에 도시된 바와 같은 직접 주입 대전 방식의 대전 롤러 상에 도포된 도전성 입자(2)와, 직접 주입 대전 방식의 클리너 없는 시스템에서 사용된 토너의 외부 첨가제로서의 도전성 입자는 동일한 것이다. 따라서, 비용 절감을 달성할 수 있다.

전술한 바와 같이, 현상 블레이드와 현상 슬리브 사이의 닙부와 그 근방에서 존재하는 도전성 입자는 윤활제로서 기능을 하지만, 대전 롤러 상에 부착해서도 도전성이기 때문에 대전 불량을 유발하지 않고, 균일한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 화상 담지 부재, 대전 부재, 현상 장치가 프로세스 카트리지에 제공된 경우에, 프로세스 카트리지의 특징인 화상 안정성 및 용이한 유지 보수성 이외에도, 전술한 실시예의 현상 장치에 의해 윤활제가 대전 롤러에 부착해도, 상기 윤활제는 도전성이기 때문에 대전 불량을 유발하지 않고, 균일한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 윤활제로서의 도전성 입자(1), 현상제 중에 포함되는 도전성 입자, 사용되지 않는 대전 롤러에 도포되는 도전성 입자(2)가 동일한 종류의 재료가 되도록 하면, 현상 블레이드와 현상 슬리브 사이의 닙부와 그 근방에서 존재하는 도전성 입자는 윤활제로서 기능을 하지만, 비용 절감을 달성할 수 있고, 대전 롤러 상에 부착해서도 도전성이기 때문에 대전 불량을 유발하지 않고 균일한 화상을 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 현상제 담지 부재와 현상제 층 두께 규제 부재의 사이에 도전성 입자를 제공함으로써, 현상제 담지 부재와 현상제 층 두께 규제 부재의 사이에 현상제가 없는 상태에서도 순조롭게 현상제 담지 부재를 이동시킬 수 있고, 마찰 접촉 결함에 기인한 이상 화상도 방지할 수 있으며, 도전성 입자가 대전 수단에 부착하더라도, 대전 불량을 유발하지 않고 균일한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 현상제에 함유시켜 사용하는 도전성 입자와, 현상제 층 두께 규제 부재와 현상제 담지체와의 사이에 제공되는 도전성 입자를 동일하게 하는 것이 가능하고, 대전 수단이 화상 담지 부재에 접촉하는 대전 부재를 갖추는 경우에 있어서, 대전 부재에 도포되는 도전성 입자를 동일하게 하는 것이 가능하며, 입자가 절연성 입자일 때와 같은 대전 불량의 발생을 억제하면서 비용 절감을 달성할 수 있다.

또한, 현상제 담지 부재와 현상제 층 두께 규제 부재의 사이에 도전성 입자를 제공함으로써, 현상 장치 사용 초기에 현상제가 처음으로 대전(charge-up)되는 것을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 현상 장치의 개략 단면도.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면도.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 토너 층 두께 규제 부재 상의 윤활제 도포부 설명도.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 개략 단면도.

도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면도.

도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면도.

도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 감광 드럼의 구성도.

도8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 감광 드럼 전위와 현상 바이어스의 관계에 있어서의 전기 도전성 입자의 비상 설명도.

도9는 종래 기술에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면도.

도10은 종래 기술에 따른 현상 장치의 개략 단면도.

도11은 종래 기술에 따른 감광 드럼과 현상 슬리브와의 구성 설명도.

도12는 종래 기술에 따른 현상 장치의 개략 단면도.

도13은 종래 기술에 따른 프로세스 카트리지의 개략 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2 : 도전성 입자

6 : 카트리지

8, 208, 308 : 현상 장치

21, 31, 321 : 전원

50 : 토너 시일

55 : 레이저 광

56 : 미러

103, 203 : 대전 롤러

104 : 토너 수용기

106 : 마그넷 롤

107a : 현상 블레이드

109, 209 : 토너

110 : 전사 장치

111, 211 : 감광 드럼

112 : 세척 장치

115 : 정착 장치

Claims

현상제를 담지하여 현상제로 화상 담지 부재 상에 형성되는 정전 화상을 현상하는 현상제 담지 부재와,

현상제 담지 부재 상에 담지된 현상제 층의 두께를 규제하기 위해 상기 현상제 담지 부재와 접촉하여 제공되는 현상제 층 두께 규제 부재와,

상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않은 상태에서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이의 접촉부에 제공된 전기 도전성 입자를 포함하는 현상 장치.
제1항에 있어서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않은 상태에서, 상기 전기 도전성 입자는 상기 접촉부 부근에서 상기 현상제 담지 부재 또는 상기 현상제 층 두께 규제 부재 상에 더 제공되는 현상 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm 이상, 10⁶Ω·cm 이하인 현상 장치.
화상 형성 장치의 본체 상에 착탈식으로 장착 가능한 카트리지이며,

현상제를 담지하여 현상제로 화상 담지 부재 상에 형성되는 정전 화상을 현상하는 현상제 담지 부재와,

현상제 담지 부재 상에 담지된 현상제 층의 두께를 규제하기 위해 상기 현상제 담지 부재와 접촉하여 제공되는 현상제 층 두께 규제 부재와,

상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않은 상태에서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이의 접촉부에 제공된 전기 도전성 입자를 포함하는 카트리지.
제4항에 있어서, 상기 화상 담지 부재를 더 포함하는 카트리지.
제5항에 있어서, 상기 화상 담지 부재를 대전시키기 위해 상기 화상 담지 부재와 접촉하는 대전 부재를 더 포함하는 카트리지.
제4항에 있어서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않은 상태에서, 상기 전기 도전성 입자는 상기 접촉부 부근에서 상기 현상제 담지 부재 또는 상기 현상제 층 두께 규제 부재 상에 제공되는 카트리지.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm이상, 10⁶Ω·cm 이하인 카트리지.
화상 형성 장치의 본체 상에 착탈식으로 장착 가능한 카트리지이며,

화상 담지 부재와,

상기 화상 담지 부재를 대전시키기 위해 상기 화상 담지 부재와 접촉하는 대전 부재와,

현상제를 담지하여 현상제로 화상 담지 부재 상에 형성되는 정전 화상을 현상하는 현상제 담지 부재와,

상기 현상제 담지 부재 상에 담지된 현상제 층의 두께를 규제하기 위해 상기 현상제 담지 부재와 접촉하여 제공되는 현상제 층 두께 규제 부재를 포함하고,

현상제는 토너 및 상기 화상 담지 부재에 의해 상기 대전 부재로 반송되는 제1 전기 도전성 입자를 포함하며,

상기 카트리지는 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않은 상태에서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이의 접촉부에 제공된 제2 전기 도전성 입자를 갖는 카트리지.
제9항에 있어서, 상기 대전 부재 상에 상기 현상제가 존재하지 않는 상기 대전 부재의 초기 상태에서 상기 대전 부재 상에 제공된 제3 전기 도전성 입자를 더 포함하는 카트리지.
제10항에 있어서, 상기 제2 전기 도전성 입자 및 상기 제3 전기 도전성 입자가 동일한 입자인 카트리지.
제10항에 있어서, 상기 제1 전기 도전성 입자, 상기 제2 전기 도전성 입자 및 제3 전기 도전성 입자가 동일한 재료인 카트리지.
제9항에 있어서, 상기 대전 부재의 표면은 가요성이 있는 카트리지.
제9항에 있어서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않은 상태에서, 상기 제2 전기 도전성 입자는 상기 접촉부 부근에서 상기 현상제 담지 부재 또는 상기 현상제 층 두께 규제 부재 상에 더 제공되는 카트리지.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm 이상, 10⁶Ω·cm 이하인 카트리지.
제15항에 있어서, 상기 제1 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm 이상, 10⁶Ω·cm 이하인 카트리지.
제10항에 있어서, 상기 제1 전기 도전성 입자, 상기 제2 전기 도전성 입자 및 상기 제3 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm 이상, 10⁶Ω·cm 이하인 카트리지.
화상 담지 부재와,

상기 화상 담지 부재를 대전시키기 위해 상기 화상 담지 부재와 접촉하는 대전 부재와,

상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 화상 담지 부재 상에 정전 화상을 형성하는 정전 화상 형성 수단과,

현상제를 담지하여 현상제로 화상 담지 부재 상에 형성되는 상기 정전 화상을 현상하는 현상제 담지 부재와,

상기 현상제 담지 부재 상에 담지된 현상제 층의 두께를 규제하기 위해 상기 현상제 담지 부재와 접촉하여 제공되는 현상제 층 두께 규제 부재를 포함하고,

현상제는 토너 및 상기 화상 담지 부재에 의해 상기 대전 부재로 반송되는 제1 전기 도전성 입자를 포함하며,

상기 화상 형성 장치는 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 현상제가 존재하지 않는 상태에서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이의 접촉부에 제공된 제2 전기 도전성 입자를 갖는 화상 형성 장치.
제18항에 있어서, 상기 대전 입자 상에 상기 현상제가 존재하지 않는 상기 대전 부재의 초기 상태에서, 상기 대전 부재 상에 제공된 제3 전기 도전성 입자를 더 포함하는 화상 형성 장치.
제18항에 있어서, 상기 제2 전기 도전성 입자 및 상기 제3 전기 도전성 입자가 동일한 입자인 화상 형성 장치.
제19항에 있어서, 상기 제1 전기 도전성 입자, 상기 제2 전기 도전성 입자 및 제3 전기 도전성 입자가 동일한 재료인 화상 형성 장치.
제18항에 있어서, 상기 대전 부재의 표면이 가요성이 있는 화상 형성 장치.
제18항에 있어서, 상기 현상제 담지 부재와 상기 현상제 층 두께 규제 부재 사이에 상기 현상제가 존재하지 않는 상태에서, 상기 제2 전기 도전성 입자는 상기 접촉부 부근에서 상기 현상제 담지 부재 또는 상기 현상제 층 두께 규제 부재 상에 더 제공되는 화상 형성 장치.
제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm 이상, 10⁶Ω·cm 이하인 화상 형성 장치.
제24항에 있어서, 상기 제1 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm 이상, 10⁶Ω·cm 이하인 화상 형성 장치.
제19항에 있어서, 상기 제1 전기 도전성 입자, 상기 제2 전기 도전성 입자 및 제3 전기 도전성 입자의 체적 저항은 10² Ω·cm 이상, 10⁶Ω·cm 이하인 화상 형성 장치.
제18항에 있어서, 상기 화상 담지 부재에는 감광층이 제공되고, 상기 정전 화상 형성 수단은 상기 감광층을 빛에 노광시켜 상기 정전 화상을 형성하는 노광 수단을 갖는 화상 형성 장치.