KR20060044293A - 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

화상 형성 장치는 기록재를 보유하면서 이동 가능한 기록재 보유 부재와, 기록재 보유 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제1 전하 제거 부재와, 기록재 보유 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제2 전하 제거 부재를 포함한다. 제1 및 제2 전하 제거 부재는 제1 및 제2 전하 제거 부재가 전기 소자를 통해 전기적으로 접지되는 소정의 지점에서 서로 전기적으로 연결된다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 레이저 프린터, 복사기, 팩시밀리 장치 등과 같은 전자 사진 기록 공정을 이용하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
복사기 또는 프린터와 같은 전자 사진 공정을 사용하는 화상 형성 장치에서, 화상 담지 부재인 감광 부재 상에 보유되는 현상제 화상인 토너 화상이 전기장의 작용에 의해 기록재 보유 벨트(부재) 또는 중간 전사 벨트(부재) 상에 보유되는 기록재 상으로 정전기적으로 전사되는 전사 단계가 종래에 수행되었다. 이러한 이유로, 기록재 보유 벨트 또는 중간 전사 벨트를 구비한 화상 형성 장치에서, 전사 단계를 위해 요구되는 전압을 전사 수단에 인가하기 위한 전압 인가 수단이 제공된다. 그의 일례로서, 고전압 전원에 연결된 접촉 전사 부재가 그의 전사 위치에서 기록재 보유 벨트 또는 중간 전사 벨트의 배면 상에 배치된다.
위에서 구성된 화상 형성 장치에서, 감광 부재 상의 토너 화상은 전사 전압을 그에 인가함으로써 기록재 보유 벨트 또는 중간 전사 벨트 상에 보유되는 기록재 상으로 전사된다. 특히, 기록재 보유 벨트의 경우에, 기록재를 기록재 보유 벨트 상으로 정전기적으로 흡착하기 위해 전사 전압을 인가함으로써 기록재 보유 벨트로 이송되는 기록재 상에서 극성 전하가 발생된다. 이러한 이유로, 정전기 흡착력에 의해 기록재 보유 벨트로부터 기록재의 이동에 의해 기록재를 이송한다. 그러나, 기록재가 전술한 바와 같이 기록재 보유 부재에 의해 흡착되는 경우에, 기록재는 전사된 후에, 기록재 보유 부재로부터 분리되도록 요구된다. 이러한 이유로, 종래의 화상 형성 장치에서, 108 - 1014 Ω·cm의 체적 저항을 갖는 기록재 보유 부재를 위한 신장 부재가 기록재 보유 부재의 이동 방향으로 전사 위치의 하류측 상에서 접지되고, 이에 의해 기록재 보유 부재에 의해 보유되어 이송되는 기록재의 전기 전하가 경감되거나 제거되어 기록재의 분리를 허용한다.
또한, 기록재의 배면에 위치된 과다한 전기 전하를 제거함으로써 이상 방전으로 인한 화상 결함(화상 손상)을 방지하기 위해, 기록재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 전하 제거 니들이 몇몇의 경우에 기록재 이송 방향으로 기록재의 하류 위치의 주위에 배치된다.
그러나, 전술한 종래의 화상 형성 장치에서, 전사 단계에서, 전사 수단에 인가된 전압에 의해 발생되는 전사 전류가 기록재 보유 부재를 위한 신장 부재 또는 중간 전사 벨트를 위한 신장 부재를 통해서 또는 전사 수단의 하류측 상에 배치된 전하 제거 니들을 통해 접지부 내로 현저하게 흘러서, 몇몇의 경우에 화상 담지 부재 상에 담지된 토너 화상을 적절하게 전사하는 것이 어려워진다.
특히, 몇몇의 경우에, 화상 담지 부재인 감광 부재로부터 토너 화상을 전사하기 위해 전사 수단에 인가되는 다량의 전사 전류가 벨트 부재 등을 거쳐 신장 부재 또는 전하 제거 니들 내로 흐른다. 화상 형성 장치가 고온/고습 환경 내에서 사용되는 경우에, 특히 전하 제거 니들과 같은 복수의 전하 제거 부재가 채용되는 경우에, 전기 전하의 일정량이 전하 제거 부재에 의해 제거될 수 있고, 그 다음 다량의 전기 전하가 다른 전하 제거 부재에 의해 제거될 수 있다. 또한, 몇몇의 경우에, 다량의 전기 전하가 전하 제거 부재에 의해 제거될 때, 전기 전하는 제거되는 전기 전하의 양에 대응하는 양으로 공급되지 않아서, 결과적인 전사 전류는 불충분해진다.
본 발명은 전술한 문제점의 관점에서 이루어졌다.
본 발명의 목적은 기록재 보유 부재 또는 토너 화상 담지 부재로부터 전기 전하를 제거할 수 있는 전기 전하 제거 부재에 의해 제거되는 전기 전하의 양을 조정하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방전 등으로 인한 불충분한 전사 전류 및 토너 화상 담지 부재 또는 기록재 상의 토너의 부조화를 방지하여 화상 결함을 방지할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면,
기록재를 보유하면서 이동 가능한 기록재 보유 부재와,
기록재 보유 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제1 전하 제거 부재와,
기록재 보유 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제2 전하 제거 부재를 포함하고,
제1 전하 제거 부재 및 제2 전하 제거 부재는 제1 및 제2 전하 제거 부재가 전기 소자를 통해 전기적으로 접지되는 소정의 지점에서 서로 전기적으로 연결되는 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면,
화상을 담지하기 위한 화상 담지 부재와,
토너 화상이 화상 담지 부재로부터 전사되어 전사된 토너 화상이 담지되는 이동 가능한 토너 화상 담지 부재와,
토너 화상 담지 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제1 전하 제거 부재와,
토너 화상 담지 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제2 전하 제거 부재를 포함하고,
제1 전하 제거 부재 및 상기 제2 전하 제거 부재는 제1 및 제2 전하 제거 부재가 전기 소자를 통해 전기적으로 접지되는 소정의 지점에서 서로 전기적으로 연결되는 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 본 발명의 양호한 실시예에 대한 다음의 설명을 고려하여 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 화상 형성 장치가 도면을 참조하여 설명될 것이다.
(제1 실시예)
도면은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 개략적인 구조를 도시한다.
본 실시예에서, 황색(Y) 토너 화상이 제1 스테이션에서 형성되고, 마젠타(M) 토너 화상이 제2 스테이션에서 형성되고, 시안(C) 토너 화상이 제3 스테이션에서 형성되고, 흑색(K) 토너 화상이 제4 스테이션에 형성된다.
제1 스테이션에서, 일체형 프로세스 카트리지(9a)는 화상 담지 부재인 OPC 감광 드럼(1a)과, 대전 부재인 대전 롤러(2a)와, 감광 드럼(1a) 상에 남아있는 잔류 토너를 세척하기 위한 세척 유닛(3a)과, 현상 슬리브(4a), 비자성 단일 성분 현상제(5a), 및 현상제 인가 블레이드(7a)를 포함하는 현상 수단인 현상 유닛(8a)에 의해 구성된다.
또한, 노광 수단(11a)이 다각형 거울 또는 LED 어레이를 통해 레이저 광에 의한 스캐닝을 달성하기 위한 스캐너 유닛에 의해 구성되고, 감광 드럼의 표면은 화상 신호에 기초하여 변조된 스캐닝 비임(12)으로 조사된다. 기록재 보유 수단인 전사 벨트(13)가 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15) 둘레에서 연장된다. 구동 롤러(14)는 전사 벨트(13)를 구동하고, 인장 롤러(15)는 전사 벨트(13)가 롤러(14, 15) 둘레에서 안정적으로 연장되도록 전사 벨트(13)에 장력을 인가한다. 전사 벨트(13)는 화살표의 방향으로 회전되어 기록재(P)를 보유하면서 기록재(P)를 이송한다. 기록재(P)가 전사 벨트(13) 상에 보유되는 상태에서, 토너 화상의 기록재(P) 상으로의 전사가 수행된다. 또한, 접촉 전사 부재인 전사 롤러(10a)가 전사 벨트(13)를 통해 감광 드럼(1a)에 대향하여 배치되고, 전하 제거 니들(23a)이 전사 벨트(13)의 회전 방향으로 전사 롤러(10a)의 하류측 상에 배치된다. 또한, 대전 롤러(2a), 현상 슬리브(4a), 및 전사 롤러(10a)는 각각 대전 롤러(2)에 전압을 공급하기 위한 전압 공급 수단인 대전 바이어스 전원(20a), 현상 슬리브(4a)에 전압을 공급하기 위한 전압 공급 수단인 현상 바이어스 전원(21a), 및 전사 롤러(10)에 전압을 공급하기 위한 전압 공급 수단인 전사 바이어스 전원(22a)에 연결된다.
전술한 바와 같이, 제1 스테이션이 구성된다. 또한, 제2, 제3 및 제4 스테이션에서, 유사한 구성이 채용된다. 각각의 스테이션에서 각각의 부재 또는 수단에 대한 도면 부호로서, 제1 스테이션에 대한 1a - 23a 대신에, 제2 스테이션에 대해서는 1b - 23b가, 제3 스테이션에 대해서는 1c - 23c가, 그리고 제4 스테이션에 대해서는 1d - 23d가 사용된다.
다음으로, 화상 형성 작업이 설명될 것이다.
화상 형성 작업이 시작될 때, 감광 드럼(1a - 1d) 및 전사 벨트(13)는 소정의 공정 속도로 각각의 화살표에 의해 표시된 방향으로 회전을 시작한다. 감광 드럼(1a)은 대전 바이어스 전원(20a)으로부터 대전 롤러(2a)로 전압을 공급함으로써 음의 극성을 갖도록 균일하게 정전기적으로 대전되고, 그 다음 화상 정보에 대응하는 정전 잠상이 노광 수단(11a)으로부터의 스캐닝 비임(12a)에 의해 감광 드럼(1a) 상에 형성된다.
현상 유닛(8a) 내의 토너(5a; 현상제)는 현상제 인가 블레이드(7a)에 의해 정전기적으로 음으로 대전되어 현상 슬리브(4a) 상으로 코팅된다. 현상 슬리브(4a)에 대해, 바이어스 전압이 현상 바이어스 전원(21a)으로부터 공급되고, 감광 드럼(1a) 상에 형성된 정전 잠상이 감광 드럼(1a)의 회전에 의해 현상 슬리브(4a)에 도달하면, 정전 잠상은 음으로 대전 가능한 토너에 의해 가시화되고, 이에 의해 제1 색(본 실시예에서 황색(Y)) 토너 화상이 감광 드럼(1a) 상에 형성된다.
다른 한편으로, 기록재 카세트(16) 내에 적재된 기록재(P)는 (종이) 공급 롤러(17)에 의해 픽업되어 정합 롤러(18)로 공급된다. 그 다음, 감광 드럼(1a) 상의 토너 화상과 동기하여, 기록재(P)는 정합 롤러(18)에 의해 이송된다.
기록재(P)는 제1 스테이션에서 감광 드럼(1a)과 전사 롤러(10a) 사이에 전압을 인가함으로써 전사 벨트(13)에 의해 정전기적으로 흡착되고, 그 다음 감광 드럼(1a) 상의 토너 화상은 전사 바이어스 전원(22c)으로부터 양극 전사 바이어스 전압을 공급받은 전사 롤러(10a)에 의해 기록재(P) 상으로 전사된다. 그 후에, 전사 벨트(13)에 의한 기록재(P)의 이송과 동기하여, M, C, 및 K의 토너 화상의 형성 및 기록재(P) 상으로의 그의 전사가 각각 제2, 제3, 및 제4 스테이션에서 수행된다. 그 다음, Y, M, C, 및 K의 토너 화상이 전사된 기록재(P)는 전사 벨트(13)로부터 분리되어 정착 장치(19)로 보내지고, 이에 의해 기록재(P) 상의 토너 화상이 용융되고 정착되어 컬러 화상을 제공한다. 감광 드럼(1a 내지 1d) 상에 남아있는 잔류 토너는 모피 브러시 및 블레이드 수단 등과 같은 세척 장치(3a 내지 3d)에 의해 세척된다.
도2는 도1에 도시된 전사 벨트(13) 및 그 내부의 상세도이다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a 내지 23d)은 서로 전기적으로 연결되어 저항(25)을 통해 접지된다.
본 실시예의 화상 형성 장치에서, 기록재 보유 수단인 전사 벨트(13)의 내부에, 전사 롤러(10a 내지 10d), 전기 전하 제거 부재인 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a 내지 23d) 모두가 배치된다. 이들은 아래에서 도2를 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
전사 벨트(13)는 1011 Ω·cm의 체적 저항을 갖는 PVDF의 100 ㎛ 두께의 필름이다.
구동 롤러(14)는 104 Ω의 전기 저항을 가지며 카본 블랙이 전기 전도화제로서 배치되어 있는 EPDM 고무의 0.5 mm 두께의 층으로 코팅된 Al 코어 금속을 포함하는 30 mm 직경의 롤러이다.
신장 부재인 인장 롤러(15)는 Al로 형성된 30 mm 직경의 금속 바아이고, 각각의 일 측면에 대해 19.6 N 및 총 39.2 N의 장력을 제공한다.
전사 롤러(10a)는 NBR 발포체(스펀지)의 3 mm 두께의 탄성층으로 코팅된 6 mm 직경의 니켈 도금 강철 바아이고, 500 V의 전압이 그에 인가될 때 1 x 108 Ω의 전기 저항을 가졌다.
제1 스테이션의 CRN(23a)은 도3에 도시된 바와 같이 2.0 mm의 피치를 갖는 0.1 mm 두께의 SUS 부재로 형성된다. 전하 제거 니들(23a)은 전사 벨트(13)와 접촉하지 않고 그들 사이에 1.5 mm의 거리를 갖는다.
또한, 다른 스테이션(제2 내지 제4 스테이션)에서, 대응 롤러 및 전하 제거 니들은 제1 스테이션에 대해 전술한 것과 동일한 구성을 갖고, 따라서 그에 대한 설명은 생략될 것이다.
저항(25)은 0.5 W의 정격 전력 및 300 MΩ의 전기 저항을 갖는다.
다음으로, 본 실시예의 작용이 설명될 것이다.
고온/고습 환경에서, 전사 벨트(13) 및 기록재(P)는 수분을 흡수하여 전기 저항을 낮춘다. 전사 바이어스 전원(22a - 22d)에 의해 전사 롤러(10a - 10d)에 인가된 전사 전류가 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23; 23a - 23d) 내로 흐를 때, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23; 23a - 23d)의 전기 전위가 증가된다. 이는 전류가 저항(25) 내로 흘러서 저항(25)의 양 단부들 사이에 전위차를 발생시키기 때문이다. 또한, 각각의 부재와 전사 롤러(10a - 10d) 사이의 전위차는 작아져서, 전사 전류의 누출을 억제하는 것이 가능하다. 특히, 도4는 저항(25)의 전기 저항, 전하 제거 니들(23a - 23d)과 같은 부재로부터 저항(25) 내로 흐르는 유입 전류, 및 저항(25)과 전하 제거 니들(23a - 23d) 사이의 (도2에 도시된 지점(A)에서의) 전위차 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 또한, 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)와 같은 신장 부재(신장 롤러) 및 전하 제거 니들(부재)(23a - 23d)은 전기 전하 제거 부재로서 기능한다. 본 실시예에서, 저항(25) 내로 흐르는 유입 전류(이하에서, "누출 전류"로도 언급됨)는 저항(25)의 전기 저항이 증가될 때 감소된다. 대응하여, 저항(25)과 전하 제거 니들(23a - 23d) 사이의 지점(A)에서의 전위(차) 또한 증가된다. 예를 들어, 본 실시예에서, 저항(25) 내로 흐르는 유입 전류는 1.6 ㎂이고, 신장 부재 및 전하 제거 부재인 전하 제거 니들의 기본 전위는 480 V이다. 따라서, 저항(25) 내로 흐르는 유입 전류를 통해 저항(25)과 전사 롤러(10a - 10d) 사이의 전위차를 감소시킴으로써 토너 화상을 전사하는 데 필요한 전사 전류를 보장하는 것이 가능하다. 결과적으로, 고온/고습 환경에서도, 최적의 전사율을 얻는 것이 가능하다. 특히, 전류가 전하 제거 부재들 중 하나 내로 흐를 때, 다른 전하 제거 부재의 전하 제거 능력이 억제되어, 전사율이 최적화된다. 예를 들어, 전류가 인장 롤러(15) 내로 흐르는 경우에, 전하 제거 니들(23a - 23d) 및 구동 롤러(14)의 전하 제거 능력이 억제되어, 전사 롤러(10a - 10d)로부터 공급되는 전류가 전사 전류로서 효과적으로 기능한다. 본 실시예에서, 전하 제거 니들(23a - 23d), 구동 롤러(14), 및 인장 롤러(15)의 전기 저항이 저항(25)보다 낮을 때, 전사 벨트(13)에 대한 전하 제거 니들(23)의 전하 제거부 및 인장 부재의 전기 전위는 대체로 저항(25)에 의해서만 결정될 수 있다. 결과적으로, 이러한 부재들의 전기 전위는 대체로 동일한 수준으로 유지될 수 있고, 이에 의해 소정의 지점으로의 집중된 전류의 누출을 억제한다.
저온/저습 환경에서, 인장 롤러(15) 내로 흐르는 전류의 양이 작아서, 저항(25)의 양 단부 사이의 전위차도 작다. 결과적으로, 전하 제거 니들(23a - 23d)의 전하 제거 효과는 고온/고습 환경에 비해 커진다. 따라서, 전사 바이어스 전압에 의해 전기적으로 과도하게 대전된 전기 전하가 적절하게 제거될 수 있다. 결과적으로, 감광 드럼(1a - 1d)으로부터의 기록재(P)의 분리 중에 발생하는 이상 방전을 억제하는 것이 가능하다. 이는 저항(25) 내로 흐르는 전류의 양이 작아서 전하 제거 니들(23)과 전사 벨트(13)의 배면 사이에 큰 전위차를 유지하는 것이 가능하기 때문이다. 전술한 바와 같이, 온도 및 습도와 같은 환경 조건에 관계없이, 적절한 전사율을 보장하고 전사 벨트(13) 및 기록재(P)의 과도한 전하에 기인할 수 있는 이상 방전으로 인한 화상 결함(손상)을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 인장 롤러(15) 및 전하 제거 니들(23a)만이 서로 전기적으로 연결되어 저항(25)을 거쳐 접지될 때, 유사한 효과가 인장 롤러(15)와 전하 제거 니들(23a) 사이에서도 달성된다. 복수의 부재들 사이의 전기 전하 흐름의 관계 등의 관점에서, 둘 이상의 전하 제거 부재를 적절하게 전기적으로 연결함으로써, 전류는 이러한 전하 제거 부재들 중 하나 내로 흐르고, 다른 전하 제거 부재 (또는 다른 전하 제거 부재들)의 기본 전위가 증가되어 전기 전하의 과도한 제거를 방지한다. 예를 들어, 인장 롤러(15)와 전하 제거 니들(23a) 사이의 거리가 인장 롤러(15)와 다른 전하 제거 부재들 사이의 거리보다 짧은 경우에, 전술한 구성은 특히 효과적인 수단이 된다.
<본 실시예의 평가>
본 실시예의 화상 형성 장치의 효과를 확인하기 위해, 100 mm/sec의 공정 속도를 갖는 컬러 화상 형성 장치를 사용함으로써, 고온/고습 환경(30℃/80%RH)에서의 전사 실패 및 저온/저습(15℃/10%RH)에서의 이상 방전으로 인한 화상 손상(화상 결함)의 존재/부재가 두 비교예와 함께 평가되었다.
비교예 1
본 비교예에서, 화상 형성 장치는 전하 제거 니들(23a - 23d) 및 신장 부재들 중 적어도 하나가 전기적으로 연결되지 않았고 전기 소자로 접지되지 않은 점을 제외하고는, 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 준비되고 평가되었다.
비교예 2
본 비교예에서, 화상 형성 장치는 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d) 중 임의의 하나가 접지되지 않았는데, 즉 소위 부동 상태로 위치된 점을 제외하고는, 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 준비되고 평가되었다.
평가 결과
제1 실시예(실시예 1)와 비교예 1 및 비교예 2의 화상 형성 장치의 평가 결과가 도5에 도시되어 있다.
평가를 위해, 레터 사이즈(217 mm x 276 mm)의 용지가 각각의 환경에서 하루동안 방치되었고, 전사 실패 및 이상 방전으로 인한 화상 손상의 평가를 받았다.
도5에 도시된 바와 같이, 제1 실시예의 컬러 화상 형성 장치에서, 불충분한 전사 전류로 인한 전사 실패 및 이상 방전으로 인한 화상 손상 모두가 발생하지 않았다.
비교예 1의 컬러 화상 형성 장치에서, 이상 방전으로 인한 화상 손상은 발생하지 않았고, 이는 전사 벨트(13) 및 기록재(P)의 전하 제거가 저온 및 저습 환경에서 충분히 수행될 수 있었기 때문이다. 그러나, 고온/고습 환경에서, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d)로부터 전사 벨트(13) 및 기록재(P)를 통한 접지부로의 누출 전류의 총량은 30 ㎂가 되었다. 결과적으로, 토너 화상을 전사하기 위해 요구되는 전사 전류가 불충분하게 되어 전사 실패를 초래했다.
비교예 2의 컬러 화상 형성 장치에서, 충분한 전사율이 얻어졌고, 이는 고온/고습 환경에서 전사 벨트(13) 및 기록재(P)를 통해 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d) 내로 흐르는 전류가 없었기 때문이다. 그러나, 저온/저습 환경에서, 전사 벨트(13) 및 기록재(P)의 전하 제거가 수행될 수 없어서, 전사 벨트(13) 및 기록재(P)는 과다 대전되었다 (전기적으로 과도하게 대전되었다). 이러한 이유로, 기록재(P)가 전사부를 통과한 후에, 감광 드럼(1a - 1d)으로부터의 기록재(P)의 분리 중에 이상 방전이 발생하여 반원형 이상 방전 흔적이 결과적인 화상 상에서 발생하였다.
전술한 바와 같이, 전하 제거 니들(23a - 23d) 및 신장 부재들 중 적어도 하나가 전기적으로 연결되어 저항(25; 전기 소자)을 거쳐 접지되는 구성에 기초하여, 온도 및 습도와 같은 환경 조건에 관계없이, 적절한 전사율을 보장하고 전사 벨트(13) 및 기록재(P)의 과도한 전하로부터 생성되는 이상 방전으로 인한 화상 손상을 억제하는 것이 가능해졌다.
(제2 실시예)
본 실시예에서, 화상 형성 장치는 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d)로 구성된 전하 제거 부재 모두가 서로 전기적으로 연결되어 (제1 실시예의 도2에 도시된 저항(25) 대신에) 도6에 도시된 바와 같이 정전압 소자(26)를 통해 접지되는 점을 제외하고는, 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 준비되었다.
정전압 소자(26)로서, 50 V 내지 1 kV 범위 내의 전압을 갖는 배리스터 및 제너 다이오드 등을 사용하는 것이 가능하다. 본 실시예에서, 500 V의 배리스터 전압을 갖는 배리스터가 사용된다.
구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d)은 배리스터(26)를 통해 접지된다.
다음으로, 본 실시예의 작용이 설명될 것이다.
고온/고습 환경에서, 전사 벨트(13) 및 기록재(P)는 수분을 흡수하여 전기 저항을 낮춘다. 전사 벨트(13) 및 기록재(P)를 통해 전사 롤러(10a - 10d)에 인가된 전사 바이어스가 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d) 내로 흐를 때, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d)의 기본 전기 전위가 증가된다. 이는 전류가 배리스터(26) 내로 흘러서 배리스터(26)의 양 단부들 사이에서 배리스터 전위(500 V)로서 전위차를 발생시키기 때문이다. 이러한 이유로, 각각의 전하 제거 부재와 전사 롤러(10a - 10d) 사이의 전위차가 작아져서, 전하 제거 부재 내로의 전사 전류의 흐름을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 저온/저습 환경에서, 전사 벨트(13)와 직접 접촉하는 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)의 전기 전위를 낮은 수준으로 유지하는 것이 가능하여, 전사 벨트(13) 배면의 전기 전위가 소정값 이하의 수준으로 유지될 수 있다. 이러한 이유로, 전사 바이어스에 의해 과도하게 대전된 전기 전하를 경감시켜서 전사 벨트(13)로부터의 기록재(P)의 분리 중에 발생되는 이상 방전을 억제하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 온도 및 습도와 같은 환경 조건에 관계없이, 적절한 전사율을 보장하고 전사 벨트(13) 및 기록재(P)의 과도한 전하에 기인할 수 있는 이상 방전으로 인한 화상 손상을 억제하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d)의 기본 전기 전위는 배리스터(26)의 작용에 의해 특정값을 초과하지 않아서, 기록재(P)가 전기적으로 대전되어 과도한 전기 전하를 가질 때 전하 제거 니들(23)의 전하 제거 효율은 제1 실시예에 비해 증가된다. 결과적으로, 이상 방전 억제 능력도 향상된다.
(제3 실시예)
중간 전사 벨트를 사용하는 화상 형성 장치가 도7을 참조하여 설명될 것이다.
아래에서, 화상 형성 작업이 상세하게 설명될 것이다.
본 실시예에서 사용되는 감광 드럼(1a - 1d), 대전 수단인 대전 롤러(2a - 2d), 노광 수단(11a - 11d), 현상 장치(8a - 8d), 및 감광 드럼(1a - 1d)을 위한 세척 수단(3a - 3d)의 화성 형성 공정에서의 모든 작용(기능)은 전술한 제1 실시예와 유사하다. 감광 드럼(1a - 1d)의 표면 상에서, 토너 화상이 구체적으로 전술한 바와 같이 형성된다.
다른 한편으로, 토너 화상 담지 부재인 중간 전사 벨트(80)는 모든 감광 드럼(1a - 1d)과 접촉하도록 배치된다.
중간 전사 벨트(80)는 2차 전사 대향 롤러(86), 구동 롤러(14), 및 인장 롤러(15)를 포함하는 신장 부재인 세 개의 롤러에 의해 지지되어, 적절한 장력 하에 유지된다. 중간 전사 벨트(80)는 구동 롤러(14)를 구동함으로써 감광 드럼(1a - 1d)과 대체로 동일한 속도로 감광 드럼(1a - 1d)의 회전 방향에 대해 정방향으로 이동된다. 또한, 중간 전사 벨트(80)는 (구동 롤러(14) 내에 표시된) 화살표의 방향으로 회전된다. 1차 전사 롤러(81a)가 중간 전사 벨트(80)를 통해 감광 드럼(1a)에 대향하여 배치되고, 전하 제거 니들(23a)이 중간 전사 벨트(80)의 회전 방향으로 1차 전사 롤러(81a)로부터 하류에 배치된다.
또한, 대전 롤러(2a), 현상 슬리브(4a), 및 1차 전사 롤러(81a)는 각각 대전 롤러(2a)를 위한 전압 인가 수단인 대전 바이어스 전원(20a), 현상 슬리브(4a)를 위한 전압 인가 수단인 현상 바이어스 전원(21a), 및 1차 전사 롤러(81a)를 위한 전압 인가 수단인 1차 전사 바이어스 전원(84a)에 연결된다. 또한, 2차 전사 롤러(82)가 2차 전사 바이어스 전원(85)에 연결된다.
중간 전사 벨트(80) 둘레에서, 1차 전사 롤러(81a)들은 각각 감광 드럼(1a - 1d)에 대향하여 배치된다.
각각의 색을 위한 각각의 1차 전사 위치들 사이의 거리에 따라, 각각의 색에 대해, 정전 잠상이 제어기로부터의 기록 신호를 특정 시점에서 지연시키면서 노광에 의해 각각의 감광 드럼(1a - 1d) 상에 형성된다. 그 다음, 각각의 1차 전사 롤러(81a - 81d)에 대해, 토너의 전하 극성과 반대 극성의 적절한 DC 바이어스 전압이 인가된다. 전술한 단계를 통해, 토너 화상이 중간 전사 벨트(80) 상으로 연속적으로 전사되어, 중간 전사 벨트(80) 상에 다중(중첩) 화상을 형성한다.
그 후에, 노광에 의한 정전 잠상의 화상 형성과 동기하여, 기록재 카세트(16) 내에 적재된 기록재(P)가 공급 롤러(17)에 의해 픽업되어 (도시되지 않은) 이송 롤러에 의해 정합 롤러(18)로 공급되고, 정합 롤러에 의해 중간 전사 벨트(80)와 2차 전사 롤러(82) 사이에 형성된 맞닿음부로 이송된다. 그 다음, 2차 전사 롤러(82)에 대해, 토너의 극성과 반대인 바이어스 전압이 2차 전사 바이어스 전원(85)에 의해 인가되어, 중간 전사 벨트(80) 상에 담지된 다색(4색) 토너 화상이 기록재(P) 상으로 동시에 2차 전사된다.
또한, 2차 전사 롤러(82)는 108 Ω·cm의 체적 저항을 갖도록 조정된 EPDM의 탄성 부재로 코팅된 코어 금속으로 형성된다. 2차 전사 롤러(82)는 중간 전사 롤러(80)와 대체로 동일한 속도로 중간 전사 롤러(80)의 이동 방향에 대해 정방향으로 회전되도록 대략 5 - 15 g/cm의 선형 압력으로 중간 전사 벨트에 대해 가압된다.
다른 한편으로, 2차 전사가 완료된 후에, 중간 전사 벨트(80) 상에 남아있는 전사 잔류 토너 및 기록재(P)의 이송에 의해 발생된 종이 먼지가 중간 전사 벨트(80)와 접촉하도록 배치된 벨트 세척 수단(83)에 의해 중간 전사 벨트(80)의 표면으로부터 제거되어 복원된다. 또한, 본 실시예의 화상 형성 장치에서, 우레탄 고무 등으로 형성된 탄성 세척 블레이드가 벨트 세척 수단(83)으로서 사용된다.
기록재(P)는 2차 전사의 완료 후에, 토너 화상이 정착되는 정착 수단(19)으로 이송되고, 화상 형성 생성물(인쇄물 또는 복사물)로서 화상 형성 장치 외부로 배출된다.
본 실시예에서, 도8에 도시된 바와 같이, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d) 모두가 서로 전기적으로 연결되어 저항(25)을 통해 접지되고, 2차 전사 대향 롤러(86)가 직접 접지된다.
중간 전사 벨트(80)는 1011 Ω·cm의 체적 저항을 갖는 PVDF의 100 ㎛ 두께의 필름에 의해 구성된다.
신장 부재인 구동 롤러(14)는 104 Ω의 전기 저항을 가지며 카본 블랙이 전기 전도화제로서 배치되어 있는 EPDM 고무의 0.5 mm 두께의 층으로 코팅된 Al 코어 금속을 포함하는 30 mm 직경의 롤러이다.
신장 부재인 인장 롤러(15)는 Al로 형성된 30 mm 직경의 금속 바아이고, 각각의 일 측면에 대해 19.6 N 및 총 39.2 N의 장력을 제공한다.
1차 전사 롤러(81a)는 NBR 발포체(스펀지)의 4 mm 두께의 탄성층으로 코팅된 6 mm 직경의 니켈 도금 강철 바아이고, 500 V의 전압이 그에 인가될 때 1 g/m3의 절대 습도에서 4 x 108 Ω의 전기 저항 및 25 g/m3의 절대 습도에서 2.5 x 107 Ω의 전기 저항을 가졌다.
제1 스테이션의 CRN(23a)은 제1 실시예에서와 유사하게 2.0 mm의 피치를 갖는 0.1 mm 두께의 SUS 부재로 형성된다. 전하 제거 니들(23a)은 중간 전사 벨트(80)와 접촉하지 않고 그들 사이에 1.5 mm의 거리를 갖는다.
또한, 다른 스테이션(제2 내지 제4 스테이션)에서, 대응 롤러 및 전하 제거 니들은 제1 스테이션에 대해 전술한 것과 동일한 구성을 갖고, 따라서 그에 대한 설명은 생략될 것이다.
저항(25)은 제1 실시예에서와 유사하게, 0.5 W의 정격 전력 및 300 MΩ의 전기 저항을 갖는다.
다음으로, 본 실시예의 작용이 설명될 것이다.
고온/고습 환경에서, 중간 전사 벨트(80) 및 기록재(P)는 수분을 흡수하여 전기 저항을 낮춘다. 1차 전사 바이어스 전원(22a - 22d)에 의해 1차 전사 롤러(71a - 71d) 각각에 인가된 전사 전류가 중간 전사 벨트(80)를 신장시키기 위한 구동 롤러(14)의 일부, 중간 전사 벨트(80)를 신장시키기 위한 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23; 23a - 23d) 내로 흐를 때, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23; 23a - 23d)의 모든 기본 전기 전위가 증가된다. 이러한 이유로, 각각의 부재와 1차 전사 롤러(81a - 81d) 사이의 전위차가 작아져서, 전사 전류의 누출이 억제될 수 있다. 전사 전류의 누출을 억제함으로써, 고온/고습 환경에서도, 토너 화상을 전사하기 위해 필요한 전사 전류를 보장하고 최적의 전사율을 얻는 것이 가능하다. 또한, 저온/저습 환경에서, 중간 전사 벨트(80)의 표면 전기 전하가 전하 제거 니들(23a - 23d)에 의해 제거되어 전사 바이어스 전압에 의해 과도하게 대전된 전기 전하를 경감시키고, 이에 의해 감광 드럼으로부터의 기록재(P)의 분리 중에 발생되는 이상 방전을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 제2 실시예에서와 유사하게, 유사한 효과가 저항(25) 대신에 정전압 소자를 접지시킴으로써 달성될 수 있다.
(제4 실시예)
본 실시예에서, 화상 형성 장치는 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)가 서로 한번 전기적으로 연결되고, 그 다음 저항(90)을 통해 전하 제거 니들(23a - 23d)과 전기적으로 연결되고 도9에 도시된 저항(90)과 전하 제거 니들(23a - 23d) 사이의 연결점으로부터 저항(25)을 통해 접지되는 점을 제외하고는, 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 준비된다. 각각의 저항(25, 90)은 0.5 W의 정격 전력 및 300 MΩ의 전기 저항을 갖는다.
다음으로, 본 실시예의 작용이 설명될 것이다.
고온/고습 환경에서, 전사 벨트(13) 및 기록재(P)는 수분을 흡수하여 전기 저항을 낮춘다. 전사 전류가 전사 벨트(13)를 신장시키기 위한 구동 롤러(14), 전사 벨트(13)를 신장시키기 위한 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d) 내로 흐른다. 그러나, 본 실시예에서, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d)의 기본 전기 전위가 저항(25, 90)의 존재로 인해 증가되어, 유입 전사 전류를 억제한다. 특히, 본 실시예에서, 저항(90)의 작용에 의해, 고온/고습 환경에서 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15) 내로 흐르는 누출 전류를 효과적으로 더욱 억제하는 것이 가능하다. 저온/저습 환경에서, 전사 벨트(13)와 직접 접촉하는 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)의 기본 전기 전위가 전하 제거 니들(23a - 23d)보다 높은 수준으로 유지될 수 있어서, 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15) 내로의 전류의 흐름을 특히 억제하는 것이 가능하다. 다른 한편으로, 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15) 내로 흐르는 전류의 양이 작을 때, 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)에 의해 과도하게 대전된 전기 전하가 경감될 수 있어서, 전사 벨트(13)로부터의 기록재(P)의 분리 중에 발생되는 이상 방전을 억제한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 및 전하 제거 니들(23a - 23d)의 기본 전기 전위를 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)의 기본 전기 전위가 전하 제거 니들(23a - 23d)의 기본 전기 전위와 다르도록 설정하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)를 전기 소자를 거쳐 전하 제거 니들(23a - 23d)과 전기적으로 연결시키고 그 다음 이들을 다른 전기 소자를 거쳐 접지시킴으로써, 온도 및 습도와 같은 환경 조건에 관계없이 전사율을 보장하고 전하 제거 니들(전하 제거 부재)의 전하 제거 효율을 보장하면서, 전사 벨트(13) 및 기록재(P)의 과도한 전하에 기인할 수 있는 이상 방전으로 인한 화상 손상을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예의 화상 형성 장치는 변형되어 제3 실시예에서와 같이 중간 전사 벨트(80)를 이용하는 시스템에 적용될 수도 있다.
본 발명에 따른 화상 형성 장치는 전술한 실시예에서 설명된 것으로 제한되지 않지만 전사 수단으로서 중간 전사 드럼 또는 전사 드럼을 사용하는 것에 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 중간 전사 부재가 전사 수단으로서 이용되는 경우에, 전술한 구성은 2차 전사부에 적용될 수도 있다. 이러한 응용 실시예는 제3 실시예에서와 같이 중간 전사 벨트(80)를 사용하는 시스템에 적용될 수도 있다.
본 발명이 본 명세서에 개시된 구조를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 설명된 세부 사항에 구속되지 않고 본 출원은 개선의 목적 또는 다음의 특허청구범위의 범주 내에 있을 수 있는 변형 또는 변경을 포함하고자 한다.
본 발명에 의하면, 기록재 보유 부재 또는 토너 화상 담지 부재로부터 전기 전하를 제거할 수 있는 전기 전하 제거 부재에 의해 제거되는 전기 전하의 양을 조절할 수 있고, 방전으로 인한 불충분한 전사 전류 및 토너 화상 담지 부재 또는 기록재 상의 토너의 부조화를 방지하여 화상 결함을 방지할 수 있는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하는 개략도.
도2는 제1 실시예의 전사 벨트 및 그 주위의 구조를 도시하는 개략도.
도3은 제1 실시예의 전하 제거 니들(전하 제거 부재)을 설명하는 개략도.
도4는 전기 저항(25)의 전기 저항, 저항(25) 내로 흐르는 유입 전류, 및 지점(A)에서의 전기 전위 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도5는 제1 실시예의 평가 결과를 도시하는 표.
도6은 본 발명의 제2 실시예의 전사 벨트 및 그 주위의 구조를 도시하는 개략도.
도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하는 개략도.
도8은 제3 실시예의 중간 전사 벨트 및 그 주위의 구조를 도시하는 개략도.
도9는 본 발명의 제4 실시예의 전사 벨트 및 그 주위의 구조를 도시하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1a - 1d : 감광 드럼
10a - 10d : 전사 롤러
13 : 전사 벨트
14 : 구동 롤러
15 : 인장 롤러
23a - 23d : 전하 제거 니들
25 : 저항
26 : 배리스터
80 : 중간 전사 벨트
82 : 2차 전사 롤러

Claims (20)

  1. 기록재를 보유하면서 이동 가능한 기록재 보유 부재와,
    상기 기록재 보유 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제1 전하 제거 부재와,
    상기 기록재 보유 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제2 전하 제거 부재를 포함하고,
    상기 제1 전하 제거 부재 및 상기 제2 전하 제거 부재는 상기 제1 및 제2 전하 제거 부재가 전기 소자를 통해 전기적으로 접지되는 소정의 지점에서 서로 전기적으로 연결되는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기록재 보유 부재는 토너 화상이 담지된 기록재를 보유하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기록재 보유 부재는 벨트 부재인 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 전하 제거 부재는 전하 제거 니들인 화상 형성 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 전하 제거 부재는 상기 벨트 부재를 위한 신장 부재인 화상 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기 소자는 저항인 화상 형성 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전기 소자는 정전압 소자인 화상 형성 장치.
  8. 제1항에 있어서, 소정의 지점과 상기 제1 전하 제거 부재 사이에, 다른 전기 소자가 직렬로 연결되는 화상 형성 장치.
  9. 제1항에 있어서, 소정의 지점과 상기 제2 전하 제거 부재 사이에, 다른 전기 소자가 직렬로 연결되는 화상 형성 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기록재 보유 부재는 환상 형상을 갖고, 그의 외측 표면측에서 기록재를 보유하고,
    상기 기록재 보유 부재의 내측 표면측에서, 상기 제1 및 제2 전하 제거 부재가 배치되는 화상 형성 장치.
  11. 화상을 담지하기 위한 화상 담지 부재와,
    토너 화상이 상기 화상 담지 부재로부터 전사되어 전사된 토너 화상이 담지되는 이동 가능한 토너 화상 담지 부재와,
    상기 토너 화상 담지 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제1 전하 제거 부재와,
    상기 토너 화상 담지 부재로부터 전기 전하를 제거하기 위한 제2 전하 제거 부재를 포함하고,
    상기 제1 전하 제거 부재 및 상기 제2 전하 제거 부재는 상기 제1 및 제2 전하 제거 부재가 전기 소자를 통해 전기적으로 접지되는 소정의 지점에서 서로 전기적으로 연결되는 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서, 토너 화상은 상기 토너 화상 담지 부재로부터 상기 기록재 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 토너 화상 담지 부재는 벨트 부재인 화상 형성 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 전하 제거 부재는 전하 제거 니들인 화상 형성 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제2 전하 제거 부재는 상기 벨트 부재를 위한 신장 부재인 화상 형성 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 전기 소자는 저항인 화상 형성 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 전기 소자는 정전압 소자인 화상 형성 장치.
  18. 제11항에 있어서, 소정의 지점과 상기 제1 전하 제거 부재 사이에, 다른 전기 소자가 직렬로 연결되는 화상 형성 장치.
  19. 제11항에 있어서, 소정의 지점과 상기 제2 전하 제거 부재 사이에, 다른 전기 소자가 직렬로 연결되는 화상 형성 장치.
  20. 제11항에 있어서, 상기 토너 화상 담지 부재는 환상 형상을 갖고 그의 외측 표면측에서 토너 화상을 담지하고,
    상기 토너 화상 담지 부재의 내측 표면측에서, 상기 제1 및 제2 전하 제거 부재가 배치되는 화상 형성 장치.
KR1020050017942A 2004-03-05 2005-03-04 화상 형성 장치 KR100782193B1 (ko)

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