KR20070072232A - 현상전압 인가과정이 개선된 전자사진방식 화상형성장치의현상방법 - Google Patents

Abstract

전자사진방식 화상형성장치에서 정전잠상을 토너로 현상하는 방법이 개시된다. 개시된 현상방법에서는, 현상롤러와 공급롤러 및 블레이드에 바이어스 전압을 인가한 상태로 소정 시간동안 대기했다가, 그 소정 시간이 경과한 후에 현상롤러와 공급롤러를 구동하면서 감광체에 형성된 정전잠상을 현상한다. 이러한 방법에 의하면, 토너의 대전 상태를 처음부터 균일하게 맞춰줄 수 있어서, 현상 초기에 화상이 상대적으로 진하게 찍히는 현상을 억제할 수 있다.

Description

현상전압 인가과정이 개선된 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법{Developing method for electro-photographic image forming apparatus providing improved bias voltage applying step}

도 1은 일반적인 전자사진방식 화상형성장치의 내부 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 현상방법을 보인 플로우 챠트,

도 3은 도 2에 도시된 현상방법에 따른 현상 바이어스 전압 인가 패턴을 종래와 비교하여 도시한 그래프,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 현상방법을 보인 플로우 챠트,

도 5는 도 4에 도시된 현상방법에 따른 현상 바이어스 전압 인가 패턴을 종래와 비교하여 도시한 그래프.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11...현상롤러 12...블레이드

13...공급롤러 14...오거(auger)

15...하우징 20...감광체

본 발명은 전자사진방식 화상형성장치에서의 현상방법에 관한 것으로서, 특히, 현상 바이어스 전압을 인가하는 과정이 화상 농도 균일화에 유효하도록 개선된 현상방법에 관한 것이다.

일반적으로 레이저 빔 프린터와 같은 전자사진방식 화상형성장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저스캐너(40)에 의해 감광체(20) 표면에 형성된 정전잠상(electrostatic latent image)에 현상기(10)가 토너를 입혀서 눈에 보이는 색상으로 현상한 후 용지(1)에 전사하는 구조를 가지고 있다. 즉, 대전기(30)에 의해 일정 전위로 대전된 감광체(20) 표면에 레이저스캐너(40)가 광을 주사하면 그 노광부위의 전위가 상대적으로 떨어지면서 정전잠상이 형성되고, 현상기(10)의 현상롤러(11)에 붙어있던 토너입자가 전기적 힘에 의해 상기 정전잠상으로 옮겨 붙으면서 이미지가 현상되는 것이다.

여기서, 상기 현상기(10)는 상기한 현상롤러(11)와, 하우징(15) 안에 토너를 이 현상롤러(11) 표면으로 옮겨주는 공급롤러(13)와, 현상롤러(11) 표면에 붙은 토너층의 두께를 균일하게 맞춰주기 위한 블레이드(12)를 구비하고 있다. 참조부호 14는 토너를 공급롤러(13) 쪽으로 이송해주는 오거(auger)를 나타낸다. 따라서, 오거(14)에 의해 이송된 토너 입자는 공급롤러(13)를 거쳐서 현상롤러(11) 표면으로 옮겨가며, 상기 블레이드(12)에 의해 그 부착량이 균일화 된 후에 현상갭(g)에서 감광체(20)의 정전잠상에 달라붙게 된다. 물론, 토너 입자의 위와 같은 이동을 위해서 상기 공급롤러(13)와 현상롤러(11) 및 감광체(20) 등에는 모두 바이어스 전압이 인가된다.

한편, 상기 현상롤러(11)에 달라붙은 토너는 공급롤러(13)와의 접촉부를 지나면서 한번 비벼지며 마찰 대전되고, 상기 블레이드(12)와의 접촉부를 지나면서 다시 한번 대전된다. 물론, 공급롤러(13)나 현상롤러(11)에 인가된 바이어스 전압의 영향을 받아서도 전하를 띄게 되지만, 이 두 번의 마찰 대전을 통한 전하가 부가되면서 최종적으로 정전잠상에 달라붙게 되는 토너의 전하 특성을 갖게 된다.

그런데, 현상이 처음 개시되는 시점에 있어서는, 현상롤러(11)에 붙은 토너들의 대전 특성이 위치에 따라 약간씩 달라진다. 즉, 처음에 현상이 개시되면 공급롤러(13)에서 현상롤러(11)로 토너가 옮겨붙게 되는데, 이렇게 처음에 붙은 부분은 공급롤러(13)와 현상롤러(11)의 접촉부를 통과하면서 비벼진 게 아니라, 붙자마자 블레이드(12) 쪽으로 돌아가게 된다. 다시 말해서, 이 초기 부착 부위는 블레이드(12)와의 마찰에 의한 대전 특성만 부가된 상태이고, 공급롤러(13)와의 마찰에 의한 대전 특성은 부가되지 않은 상태가 된다. 그렇지만 이후 현상이 계속 진행되면 초기 부착 부위도 다시 공급롤러(13)와의 접촉지점을 통과하면서 마찰 대전되기 때문에, 대전 특성이 비슷해진다.

문제는 이와 같이 대전 특성에 차이가 나는 현상 초기의 토너 부착 부위가 더 진하게 현상된다는 점이다. 즉, 이 부위는 전술한 바와 같이 상대적으로 대전 전하량이 적기 때문에, 같은 전위차에 의해 정전잠상에 달라붙더라도 더 많이 달라붙어야 전기적으로 균형이 맞게 된다. 따라서, 뒤이어서 붙는 정상 구간에 비해 상대적으로 토너의 부착량이 많아져서 더 진하게 화상이 현상되는 것이다.

따라서, 이러한 문제를 해소하기 위해서는 현상 바이어스 전압을 인가할 때 이러한 초기의 농도 불균일 현상을 억제할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 현상 초기에도 토너의 농도가 불균일하게 진하거나 흐리지 않고 균일하게 현상될 수 있도록 개선된 현상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 현상방법은, 현상롤러와 공급롤러 및 블레이드에 바이어스 전압을 인가한 상태로 소정 시간동안 대기하는 단계; 및, 상기 소정 시간이 경과한 후에 상기 현상롤러와 공급롤러를 구동하면서 감광체에 형성된 정전잠상을 현상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 현상방법은, 현상롤러와 공급롤러 및 블레이드에 현상 개시 후 소정 시간동안 1차 바이어스 전압을 인가하면서 감광체에 형성된 정전잠상을 현상하는 초기현상단계; 및, 상기 소정 시간이 경과한 후에 상기 현상롤러와 공급롤러 및 블레이드에 2차 바이어스 전압을 인가하여 상기 정전잠상을 현상하는 정상현상단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 바이어스 전압은 상기 2차 바이어스 전압보다 2~15% 감소된 전압인 것이 바람직하며, 상기 소정 시간은 상기 현상롤러가 1회전하는 시간 이상인 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통 상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 현상방법을 도시한 플로우 챠트이다. 이하에 설명되는 현상기 요소들은 도 1을 참조하기로 한다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 현상방법은, 현상전압을 인가하는 타이밍을 종래와 다르게 적용한 점에 특징이 있다. 즉, 기존의 현상방법은 화상을 현상하는 시점에 맞춰서 현상 바이어스 전압을 인가하고 현상롤러(11)와 공급롤러(13) 등도 구동하고 했지만, 여기서는 현상 전압을 먼저 인가하여 어느 정도의 시간동안 대기했다가(S1), 설정된 시간이 흐르고 난 후(S2)에 현상롤러(11)와 공급롤러(13)를 구동시키면서 현상 작업을 개시한다(S3). 이렇게 하면, 현상롤러(11)에 붙은 토너가 충분한 시간동안 현상 바이어스에 의해 대전이 된 다음에 현상에 참여하기 때문에, 현상이 개시될 때에는 이미 현상롤러(11) 전체에 걸쳐서 대전 상태가 균일하게 만들어진다. 다시 말해서, 기존에는 바이어스 전압 인가와 동시에 현상이 진행되었기 때문에, 처음에 현상롤러(11)에 부착되어 블레이드(12)에만 마찰 대전된 부위와 나중에 회전이 거듭되면서 공급롤러(13)와 블레이드(12) 모두에 의해 마찰 대전된 부위간에 전하량의 불균일이 심하게 발생하여 농담 차이가 생겼지만, 본 실시예에서는 현상 작업 개시 전에 먼저 바이어스 전압을 인가하여 현상롤러(11)에 처음 붙는 토너가 이후에 마찰 대전을 충분히 받은 것과 거의 동일한 상태가 되도록 만들어준 후에 현상을 개시하는 것이다.

도 3은 이러한 본 실시예의 현상전압 인가 타이밍을 종래의 것과 비교하여 보인 그래프인데, 도시된 바와 같이 현상 개시 시점보다 t의 설정시간 만큼 먼저 현상 바이어스 전압을 인가한다. 물론, 이 설정시간 t는 길면 길수록 토너의 대전상태를 균일하게 할 수 있지만, 무턱대고 오래두면 인쇄속도에 영향이 크기 때문에 적정한 시간으로 설정한다. 실험에 의하면 현상롤러(11)가 최소 한바퀴를 정상적으로 도는데 걸리는 시간 이상으로 먼저 바이어스 전압을 인가하면 무난한 것으로 나타났다. 실험은, 교류와 직류전압을 합성한 사각파 전압을 바이어스 전압으로 인가하고 피크-투-피트(peak-to-peak) 전압 1~2kV, 네가티브 듀티(negative duty)는 20~50%, 평균치는 -50 ~ -250mV 인 조건으로 수행하였으며, 현상롤러는 외경 10mm, 구동선속 120mm/s, 감광체의 구동선속은 100mm/s인 조건이었다. 실험결과, 현상롤러(11)가 한 바퀴 도는데 걸리는 시간인 약 260ms의 시간 이상으로 먼저 현상 바이어스 전압을 인가한 후에 현상을 개시하면, 현상 초기에 화상이 진해지는 문제는 거의 발생하지 않았다. 이것은, 대부분 현상롤러(11)의 처음 1회전 시에 문제가 생기므로 그 정도 시간만큼 먼저 전압을 걸어서 전하량 부족분을 보충해주면, 초기에 현상롤러(11)에 붙은 토너들의 대전 상태가 뒤이어 공급롤러(13)와 블레이드(12)에서 두 번의 강한 마찰대전을 받은 토너들과 거의 비슷한 조건이 되기 때문인 것으로 여겨진다. 따라서, 이러한 간단한 전압인가 타이밍 조절로 현상의 품질을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 현상방법을 보인 플로우 챠트이다.

본 실시예에서는 현상전압 인가 시점을 바꾼 것이 아니라, 현상전압 인가는 종래처럼 현상개시와 동시에 수행하되 그 전압을 두 단계로 나눠서 인가한다. 즉, 화상의 불균일이 빈발하는 초기 현상롤러(11) 1회전의 시간(t) 동안 상대적으로 인가전압을 낮추고(P1), 시간이 흐른 다음부터(P2) 정상적인 전압을 인가하며 현상을 진행하는 것이다(P3). 초기 t시간 동안 인가되는 전압을 1차 바이어스 전압이라하고, 그 뒤에 정상적으로 인가되는 전압을 2차 바이어스 전압이라고 하면, 1차 바이어스 전압을 2차 바이어스 전압보다 2~15% 낮게 설정한다. 실제로 전술한 제1실시예와 동일한 조건에서 1차 바이어스 전압을 10% 낮게 하여 260ms동안 걸고, 그 이후에 정상적인 2차 바이어스 전압을 건 결과, 균일한 화상을 얻을 수 있었다. 여기서 전압이 상대적으로 낮다는 것은 그 절대치가 작다는 것을 의미한다. 이것은, 초기에 현상롤러(11)에 부착되어 있는 토너를 감광체(20)에 달라붙게 하는 힘인 전기력의 크기를 줄여, 감광체(20)의 정전잠상에 달라붙는 토너의 양이 줄어들게 한 것이다.

도 5는 이러한 본 실시예의 현상전압 인가 패턴을 종래의 것과 비교하여 보인 그래프이다. 따라서, 본 실시예의 방식으로도 초기에 화상이 진하게 현상되는 현상을 상쇄시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법에 의하면, 특별한 장치를 추가하지 않고 현상 바이어스 전압의 인가 타이밍과 단계를 조정하는 간단한 조작만으로도 현상 품질을 개선할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (4)

1. 현상롤러와 공급롤러 및 블레이드에 바이어스 전압을 인가한 상태로 소정 시간동안 대기하는 단계;

   상기 소정 시간이 경과한 후에 상기 현상롤러와 공급롤러를 구동하면서 감광체에 형성된 정전잠상을 현상하는 단계;를 포함하는 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소정 시간은 상기 현상롤러가 1회전하는 시간 이상인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법.
3. 현상롤러와 공급롤러 및 블레이드에 현상 개시 후 소정 시간동안 1차 바이어스 전압을 인가하면서 감광체에 형성된 정전잠상을 현상하는 초기현상단계; 및,

   상기 소정 시간이 경과한 후에 상기 현상롤러와 공급롤러 및 블레이드에 2차 바이어스 전압을 인가하여 상기 정전잠상을 현상하는 정상현상단계;를 포함하는 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 소정 시간은 상기 현상롤러가 1회전하는 시간 이상이고, 상기 1차 바이 어스 전압은 상기 2차 바이어스 전압보다 2~15% 감소된 전압인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법.

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