KR20100083683A

KR20100083683A - 화상 형성장치

Info

Publication number: KR20100083683A
Application number: KR1020090075834A
Authority: KR
Inventors: 다이치 야마다
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2010-07-22
Also published as: CN101776855A; US20100178070A1; JP2010164641A; US7970303B2; KR101216096B1; CN101776855B; JP5298866B2

Abstract

[과제] 상유지체의 각 장소에서의 마모 상태의 균일화가 의도된 화상 형성장치를 제공한다.

[해결 수단] 제어부(162Y)가, 환경 센서(165Y)로부터 온도와 습도의 정보를 각각 수취하여 감광체 롤러(11Y)가 고온고습 환경하(H/H 환경)에 있다고 판단한 때에는, 전압인가부(163Y)에 지시하여 대전롤러(12Y)를 통해 감광체 롤러(11Y)에 인가하는 전압을, 직류전압과 교류전압의 중첩전압으로부터 직류전압만의 비중첩전압으로 전환한다.

화상 형성장치, 중첩전압, 비중첩전압, 프린터, 마모

Description

화상 형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 화상 형성장치에 관한 것이다.

화상 형성장치에는, 감광체 표면의 감광층을 대전하기 위해서 교류전압을 중첩한 직류전압을 대전롤러(charging roller)를 통해 감광체로 인가하는 대전장치(charging device)를 구비하고 있는 것이 있다. 이러한 대전 장치를 구비한 화상 형성장치에서는, 장치내의 온도나 습도에 따라 대전 전위나 대전 전류를 어느 정도의 범위가 되도록 제어를 실시하여 감광층의 마모를 억제하거나, 화상 형성공정의 1 사이클마다 대전롤러로의 전압 인가를 정지시키는 제어를 행하여 감광층의 마모를 억제하고 있다(특허문헌1 내지 특허문헌3 참조).

[특허문헌1] 일본 공개특허공보 평07-244419호 공보

[특허문헌2] 일본 공개특허공보 평10-221931호 공보

[특허문헌3] 일본 공개특허공보 평09-101655호 공보

본 발명은 상유지체 위의 각 장소에서의 마모 상태 균일화가 의도된 화상 형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 화상 형성장치는, 표면에 고체 윤활제가 공급되고, 상기 표면에 상(像)이 형성되어서 상기 상(像)을 유지하는 상유지체와,

전압이 인가되고, 상기 상유지체에 접촉하여 상기 상유지체에 전하를 부여하는 대전 부재와,

상기 대전 부재에 전압을 인가하는 상기 전압으로서, 직류전압과 교류전압이 중첩된 중첩전압 및 직류전압만인 비중첩전압의 전환이 가능한 전압인가부와,

상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 상유지체의 표면에 토너 상(像)을 형성하는 상형성부와,

상기 상유지체의 표면에 형성된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사기와,

상기 토너 상이 상기 피전사체에 전사된 후의 상기 상유지체의 표면에 접촉하여 상기 표면으로부터 불필요한 물질을 긁어 떨어뜨리는 청소 부재와,

상기 전압인가부에 의한 상기 대전 부재에의 인가전압을, 상기 상유지체 위의 상기 고체 윤활제의 다과(多寡)에 따라, 상기 중첩전압과 상기 비중첩전압으로 전환하는 전압전환부를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 화상 형성장치는, 상기 전압전환부가,

상기 상유지체 위의 환경을 감지하는 환경감지부와,

상기 환경감지부에 의한 감지 결과가 상기 고체 윤활제의 량이 다른 환경하에서 보다도 상대적으로 많아진 미리 결정된 환경을 나타내고 있는 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 환경 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 화상 형성장치는, 상기 전압전환부가,

상기 상유지체의 온도, 습도 환경을 감지하는 온습도(溫濕度) 감지부와,

상기 온습도 감지부에 의한 감지 결과가 미리 결정된 고온 고습 환경을 나타내고 있는 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 온습도(溫濕度) 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 화상 형성장치는, 상기 전압전환부가,

상기 대전 부재의 저항을 감지하는 저항 감지부와,

상기 저항 감지부에 의한 감지 결과가 미리 결정된 저(低) 저항상태를 나타내고 있는 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 저항 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 화상 형성장치는, 상기 전압전환부가,

상기 상유지체 위의 상기 고체 윤활제의 다과(多寡)를 직접 또는 간접으로 감지하는 다과감지부와,

상기 다과감지부에 따른 감지 결과가 미리 결정된 상기 고체 윤활제가 다량이 된 상태를 나타내고 있는 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 다과 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 화상 형성장치는, 상기 전압전환부가,

상기 청소 부재에 의한 긁어 떨어뜨림에 따르는 상기 상유지체의 표면과 상기 청소 부재의 마찰 강도를 감지하는 마찰 감지부와,

상기 마찰 감지부에 의한 감지 결과가 미리 결정된 강도 범위를 벗어난 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 마찰 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 화상 형성장치는, 상기 화상형성 장치가 풀(Full) 컬러 화상 형성장치인 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 화상 형성장치는, 상기 풀 컬러 화상 형성장치가 중간전사벨트를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 화상 형성장치는, 상기 청소 부재가 우레탄 고무를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 화상 형성장치는, 상기 대전 부재가 대전 롤러인 것을 특징으로 한다.

청구항 11의 화상 형성장치는, 상기 고체 윤활제가 금속비누인 것을 특징으로 한다.

청구항 12의 화상 형성장치는, 상기 금속비누가 스테아린산 아연(Zinc stearate)인 것을 특징으로 한다.

청구항 13의 화상 형성장치는, 상기 스테아린산 아연의 첨가량이 0.1 ∼ 1중 량%인 것을 특징으로 한다.

청구항 14의 화상 형성장치는, 상기 스테아린산 아연의 입경이 0.5∼5μm인 것을 특징으로 한다.

청구항 15의 화상 형성장치는, 상기 토너의 체적 평균 입경이 2∼1Oμm인 것을 특징으로 한다.

청구항 16의 화상 형성장치는, 상기 토너의 개수 입도분포(GSDp)가 1.25 이하인 것을 특징으로 한다.

청구항 17의 화상 형성장치는, 상기 토너의 형상 계수가 110∼140인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 화상 형성장치에 의하면, 상유지체 위의 각 장소에서의 마모 상태 편재를 억제할 수 있다.

본 발명의 화상 형성장치에 의하면, 마모 상태의 편재를 각 환경하에서 억제할 수 있다.

본 발명의 화상 형성장치에 의하면, 마모 상태의 편재를 각 온도, 습도 환경하에서 억제할 수 있다.

본 발명의 화상 형성장치에 의하면, 대전 부재의 저항값을 통해 간접적으로 환경을 확인할 수 있다.

본 발명의 화상 형성장치에 의하면, 마모 상태의 편재를 고체 윤활제의 각량하에서 억제할 수 있다.

본 발명의 화상 형성장치에 의하면, 마찰 강도를 통해 간접적으로 고정 윤활제의 량을 확인할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여 설명한다.

도 1은 화상 형성장치의 일 실시형태인 프린터 주요부의 개략 구성도이다.

도 1에 나타낸 프린터(1)에는 4 개의 화상형성부(10Y, 10M, 10C, 10K)가 구비되어 있다. 각 화상형성부에는, 각각, 감광체 롤러(11Y, 11M, 11C, 11K), 대전롤러(12Y, 12M, 12C, 12K), 노광부(13Y, 13M, 13C, 13K), 현상부(14Y, 14M, 14C, 14K), 1차 전사롤러(15Y, 15M, 15C, 15K), 대전 제어장치(16Y, 16M, 16C, 16K), 클리닝 부재(17Y, 17M, 17C, 17K), 및 제전램프(18Y, 18M, 18C, 18K)가 구비되어 있다. 한편, 이 프린터(1)는 풀(Full) 컬러의 인쇄가 가능하고, 상기의 각 구성요소의 말미에 첨부된 부호 Y, M, C 및 K는 각각 옐로(yellow), 마젠타(magenta), 시안(cyan) 및 블랙(black)의 화상 형성용의 구성요소를 나타낸다.

또한, 본 프린터(1)에는 중간 전사벨트(30), 2차 전사롤러(32), 정착기(fixing device)(33), 텐션롤러(tension roller)(34) 및 제어부(35)도 구비되어 있다.

본 프린터(1)의 컬러 화상 형성동작에 대해 설명한다.

먼저, 옐로(yellow)용의 화상형성부(10Y)에 의한 토너 상(像) 형성이 개시되고, 화살표 A방향으로 회전하는 감광체 롤러(11Y)의 표면이 제전램프(18Y)에 의해 제전(除電)된 후, 회전하는 감광체 롤러(11Y)에 접촉하여 회전하는 대전롤러(12Y) 에 의해 소정의 전하가 부여된다. 이 대전롤러(12Y)에는 대전 제어장치(16Y)에 의해 미리 결정된 직류전압에 교류전압이 중첩된 전압(이후, "중첩전압" 이라고 함)이 인가되고 있다.

다음, 노광부(13Y)에 의해 감광체 롤러(11Y) 표면에 옐로 화상에 해당하는 노광 빛이 조사되어 잠상이 형성된다. 그 잠상은 현상부(14Y)에 의해 옐로 현상제로 현상되어서 감광체 롤러(11Y)위에 옐로 현상 상(像)이 형성된다. 그 현상 상은 1차 전사롤러(15Y)에 의해 중간 전사벨트(30)로 전사되어 전사 상(像)을 형성한다. 중간 전사벨트(30)는 화살표 B방향으로 순환 이동하고 있고, 중간 전사벨트(30) 위에 전사된 옐로 전사 상(像)이 중간 전사벨트(30)의 이동방향 하류측의 마젠타용의 화상형성부(10M)의 1차 전사롤러(15M)에 도달하는 타이밍에 맞추어, 마젠타(Magenta)의 현상 상(像)이 1차 전사롤러(15M)에 도달하도록, 마젠타 화상형성부(10M)에서는 토너 상(像) 형성이 행해진다. 형성된 마젠타의 현상 상(像)은, 1차 전사롤러(15M)에서 중간 전사벨트(30) 위의 옐로 전사 상(像) 위에 겹쳐져서 전사된다.

계속하여, 시안(cyan) 및 블랙(black)의 화상형성부(10C, 10K)에 의한 현상 상(像) 형성이 상술한 것과 동일한 타이밍에서 행해지고, 1차 전사롤러(15C, 15K) 각각에 의해 중간 전사벨트(30)의 옐로 및 마젠타 전사 상(像) 위에 순차적으로 겹쳐져서 전사된다.

이에 따라, 중간 전사벨트(30) 위에 전사된 다색 전사 상(像)은 2차 전사롤러(32)에 의해 용지(200) 위에 2차 전사되어 용지(2O0)와 함께 화살표 C방향으로 반송되고, 정착기(33)에 의해 용지(200) 위에 정착되어서 컬러화상이 형성된다.

도 2는 옐로(yellow)용 화상형성부의 개략 구성도이다. 한편, 옐로 이외의 다른색 용의 화상형성부도 도 2에 나타낸 구성과 동일한 구성, 동일한 기능을 갖는 것이므로, 이하에서는 옐로용의 화상형성부(10Y)를 대표적으로 취하여 설명한다.

도 2에는 본 화상형성부(10Y)를 구성하는 각 부가 나타나 있고, 현상부(14Y)는 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(141Y)와 현상제를 수용한 하우징을 구비하고 있다. 이 현상제는 토너와 자성 캐리어를 포함하고 있고, 이 토너에는 고체 윤활제의 일종인 금속비누(예를 들면, 스테아린산 아연(Zinc stearate))가 부착되어 있다. 또한 자성 캐리어는 자성체 입자로서 토너와의 마찰에 의해 토너를 대전시킨다. 대전된 토너는 이 자성 캐리어에 정전적으로 부착된다. 현상 롤러(141Y)는, 도면에 나타내는 것을 생략하였지만, 화살표 C방향으로 회전하는 원통형상의 슬리브와, 이 슬리브 내부에 이 슬리브와는 독립으로 고정되고, 이 슬리브의 원주방향으로 복수의 자석이 배열된 마그넷 롤러로 구성되어 있고, 하우징에 수용되어 있는 현상제는 슬리브 내부에 배치된 마그넷 롤러로부터의 자력에 의해 슬리브 표면에 흡착된다. 또한, 현상 롤러(141Y)에는 교류전압과 현상 바이어스가 중첩되어 인가되고 있고, 이에 따라 현상 롤러(141Y)(슬리브 표면)에 흡착된 현상제 중의 토너가 정전잠상의 배경부분에 부착되는 것을 방해하는 방향의 전계가, 현상 롤러(141Y)와 감광체 롤러(11Y)의 정전잠상의 배경부분 사이에 발생한다. 이들 사이의 전위차에 대해서는, 이 전위차가 지나치게 큰 것에 의한 역극(reversed-polarity) 토너의 배경부분에의 부착과, 이 전위차가 지나치게 작은 것에 의한 저대전(low charged) 토 너의 배경부분에의 부착 모두를 억제하기 위한 조정이 의도되어 있다. 한편, 현상 롤러(141Y)와 감광체 롤러(11Y)의 정전잠상 사이에 발생하는 전계에 의해, 현상 롤러(141Y)의 표면에 흡착된 현상제 중의 토너가, 감광체 롤러(11Y)와의 사이에 형성된 현상 영역에서 감광체 롤러(11Y)의 정전잠상측으로 정전적으로 잡아 당겨져서 정전잠상에 부착되어 토너 상(像)이 형성된다.

그리고, 그 감광체 롤러(11Y) 위의 토너 상(像)이 1차 전사롤러(15Y)에서 중간 벨트(200) 위로 전사된다. 또한, 감광체 롤러(11Y) 위에 잔류하는 토너는 클리닝 부재(17Y)에 의해 제거되고, 감광체 롤러(11Y)는 제전램프에 의해 제전(除電)된다. 이 클리닝 부재(17Y)가 본 발명에서 기술된 청소 부재의 일례에 해당한다. 이 클리닝 부재(17Y)는 감광체 롤러(11Y)의 표면에 탄력적으로 접촉하고, 표면에 잔류하는 토너를 감광체 롤러의 표면에 상처를 내지 않고 긁어내는 것이 가능한 고무나 수지 등으로 이루어진 부재이다.

도 2에는 옐로(yellow)용의 화상형성부(10Y)에 구비되어 있는 대전 제어장치(16Y)의 상세한 구성이 나타나 있으며, 그 구성을 설명한다.

이 대전 제어장치(16Y)는 제어부(162Y)와, 전압인가부(163Y), 및 환경 센서(165Y)를 포함하고 있다. 이 제어부(162Y) 및 환경 센서(165Y)가 본 발명에서 기술된 전압전환부의 일례를 구성하고, 전압인가부(163Y)가 본 발명에서 기술된 전압인가부의 일례에 해당하고, 환경 센서가 본 발명에서 기술된 환경감지부의 일례에 해당함과 동시에 본 발명에서 기술된 온습도(溫濕度) 감지부의 일례에도 해당하며, 제어부(162Y)가 본 발명에서 기술된 환경응답 전환부의 일례에 해당함과 동시에 온 습도 전환부의 일례에도 해당한다.

제어부(162Y)는, 후술하는 고온고습 환경이 되지 않는 한, 전압인가부(163Y)에 지시하여 대전롤러(12Y)로 중첩전압(AC + DC)을 인가하게 함으로써 감광체 롤러(11Y)의 대전을 실시한다. 이와 같이 중첩전압으로 감광체 롤러(11Y)를 대전하면, 대전의 균일성이 시간적 그리고 장소적으로도 유지된다.

여기서, 본 실시형태의 프린터(1)에서는 감광체 롤러(11Y)의 감광층의 마모를 막기 위함과 저온저습 환경하에서의 클리닝 성능을 향상시키기 위함의 두가지 이유에서 금속비누(예를 들면, 스테아린산 아연(Zinc stearate))를 포함하는 현상제를 이용하여, 그 금속비누로 감광체 롤러(11Y)의 표면에 보호막을 형성하는 구성을 채용하고 있다. 또한, 이 금속비누는 브러시(brush) 등으로 감광체 롤러 표면에 도포되어도 보호막을 형성하지만, 본 실시형태에서는 부품수가 적은 상기 구성을 채용하고 있다.

이 현상제 내의 금속비누가 본 발명에서 기술된 고체 윤활제의 일례에 해당한다. 이 금속비누에 의해 감광체 롤러(11Y)의 표면에 보호막이 형성되면, 그 보호막에 의해 감광체 롤러(11Y)의 표면이 보호됨과 동시에 감광체 롤러(11Y)로부터의 토너 제거가 용이해진다.

그런데, 도 1의 프린터에서는 용지 사이즈가 조작에 의해 지시되어서 화상형성이 행해지기 때문에, 용지 사이즈에서의 상(像) 형성 때에는, 감광체 롤러(11Y) 위의 영역 중 최대 용지 사이즈로의 화상형성에 사용할 수 있는 화상형성 영역의 범위 내에는 화상형성 영역과 비화상형성 영역이 생긴다. 이러한 화상형성 영역과 비화상형성 영역에서는, 나중에 후술하는 바와 같이 금속비누가 감광체 롤러의 표면에 부착되기 쉬운 고온고습 환경하의 경우에, 금속비누의 량에 극단적인 차이가 발생하는 경향이 있다.

따라서, 본 실시형태의 프린터에서는, 대전 제어를 실시하는 제어부(162Y)가 환경 센서(165Y)로부터의 온도정보와 습도정보가 미리 결정된 고온고습 환경을 나타내고 있다고 판단한 경우에, 전압인가부(163Y)에 지시하여 대전롤러(12Y)에 인가하는 전압을 상기한 중첩전압으로부터 직류전압만의 인가전압(이후, "비중첩전압"이라 함)으로 전환하고 있다. 이 전압 전환의 작용을 도 3, 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3은 감광체 롤러(11Y)의 표면의 감광층 위에 형성되는 금속비누 막의 상태와 그 막 위에 위치하는 토너의 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도 4는 전압 전환의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.

전술한 바와 같이, 클리닝 부재(17Y)는 탄력성을 갖는 고무나 수지 등으로 구성되어 있고, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 감광체 롤러(11Y)의 표면에 접촉하고 있다. 이 감광체 롤러(11Y)의 표면에, 감광체 롤러(11Y)를 보호하기 위한 금속비누에 의한 보호막이 형성된다. 도 3(b)에는 감광체 롤러(11Y)의 표면에 적정량의 금속비누에 의한 보호막이 형성되었을 경우의, 그 보호막 위에 위치하는 토너와 클리닝 부재(17Y)와의 위치 관계가 나타나 있다.

또한 도 4(a)에는, 감광체 롤러(11Y)와 대전롤러(12Y)가 나타나 있고, 또한 금회(今回)의 화상형성(최대의 화상 사이즈 보다 작은 화상 사이즈에서의 화상형 성)에서의 감광체 롤러(11Y) 위의 화상형성 영역과 비(非)화상형성 영역이 각각 나타나 있다. 또한 도 4(b)에는, 28℃ 이상인 동시에 85% 이상의 고온고습 환경하(이하, 이 환경을 "H/H 환경"이라 함)에서의 감광체 롤러(11Y)의 표면, 즉 감광층 위의 화상형성 영역과 비화상형성 영역의 금속비누 량의 차이가 나타나 있다. 또한 도 4(c)에는, 도 4(b)의 H/H 환경으로부터 10℃ 이하인 동시에 10%이하인 저온저습 환경하(이하, "L/L 환경"이라 함)로 변화된 때의 감광층 위의 화상형성 영역과 비화상형성 영역에 대응하는 대전롤러의 각 영역의 저항값의 차이가 나타나 있고, 도 4(d)에는, 도 4(c)와 마찬가지로, H/H 환경으로부터 L/L 환경으로 변화된 때의 감광층 위의 화상형성 영역과 비화상형성 영역의 표면전위의 차이가 나타나 있다. 또한 도 4(e)에는, 도 4(a)에 나타낸 H/H 환경하에서의, 화상형성 영역과 비화상형성 영역에 있어서의 ZnSt 피복율에 대응한 감광체 표면의 마모량 차이가 나타나 있다.

도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 클리닝 부재(17Y)는 감광체 롤러(11Y)의 표면에 접촉하고 있다. 이 때문에 감광체 롤러(11Y) 위에 잔류하는 토너가 클리닝 부재(17Y)로 제거될 때에는, 금속비누에 의해 형성되어 있는 보호막과 그 보호막 위의 토너가 클리닝 부재(17Y)로 제거된다.

여기서, 감광체 롤러(11Y)에 중첩전압이 인가된 상태에서 H/H 환경이 되면, 화상형성 영역의 금속비누가 열량과 수분을 많이 포함하여 감광체 롤러 위로의 부착율이 높아진다. 이 때, 화상형성 영역에는 토너가 존재하기 때문에 클리닝 부재(17Y)로 금속비누 막과 토너 모두가 제거되지만, 비화상형성 영역에서는 토너가 존재하지 않기 때문에 금속비누가 제거되기 어려워 막두께가 두터워져 버리는 사태 가 발생한다. 이 상황을 나타내고 있는 것이, 도 4(b)와 도 4(e)이다.

도 4(b)에는, H/H 환경에서 중첩전압(AC + DC)이 인가 된 상태에서는, 상술한 바와 같이, 감광체 롤러 표면의 감광층 위의 비화상형성 영역의 막두께가 화상형성 영역과 비교하여 두터워지는 것이 나타나 있다. 이와 같이 H/H 환경이 되면, 화상형성 영역의 막두께와 비화상형성 영역의 막두께에 극단적인 차이가 발생한다.

이 때문에, 도 4(e)에 나타낸 바와 같이, 클리닝된 후의 감광층의 마모량에 극단적인 차이가 발생한다. 그 후에 화상 사이즈가 변경되어서 비화상형성 영역이 화상형성 영역이 되어 화상형성이 행해질 때는, 비화상형성 영역이었던 곳에서 이미지 딜리션(image deletion)이 야기되는 경우도 있다.

또한, 감광체 롤러 주변의 환경이 도 4(b)의 H/H 환경으로부터 L/L 환경으로 변화되는 것 같은 것이 일어나면, 보호막의 막두께 차이로 인해, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 비화상형성 영역에 대응하는 영역의 대전롤러의 저항값과, 화상형성 영역에 대응하는 영역의 대전롤러의 저항값에 차이가 발생한다. 또한, 이러한 저항값의 차이는 도 4(d)에 나타낸 바와 같이 감광체 롤러(11Y)의 표면전위의 차이를 발생시킨다. 이 때문에, H/H 환경하에서 저항값의 차이를 발생시키고 나서 L/L 환경으로 변화되면, 비화상형성 영역이었던 부분은 화상농도가 짙어진 화상을 얻게 된다.

따라서, 본 실시형태에서는 H/H 환경에서는 대전롤러(12Y)에 중첩전압을 인가하지 않고 비중첩전압을 인가하는 구성을 제안하고 있다.

즉, 제어부(162Y)는 환경 센서(165Y)로부터의 검출 결과가 H/H 환경을 나타 내고 있다고 판단한 경우에는, 전압인가부(163Y)에 지시하여 중첩전압(AC + DC)으로부터 비중첩전압(DC)으로 전환하여 비중첩전압(DC)을 대전롤러(12Y)에 인가한다.

도 4(b)와 도 4(e)에는, 비중첩전압(DC)이 인가된 경우의 상태도 함께 나타나 있다. 이들 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비중첩전압(DC)이 인가된 경우에는 H/H 환경에서도, L/L 환경에서도, 중첩전압(AC + DC)이 인가된 경우와 비교하여 화상형성 영역의 막두께와 비화상형성 영역의 막두께의 균일성이 높다는 것을 알 수 있다.

따라서, 제어부(162Y)의 제어에 의해 전압인가부(163Y)가 비중첩전압(DC)을 인가하면, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 막두께가 균일화하고, 도 4(e)의 비중첩전압(DC)의 라인이 나타낸 바와 같이 H/H 환경에서도 감광층의 화상형성 영역과 비화상형성 영역으로 마모량이 균일화한다. 그 결과, H/H 환경에서 사이즈가 다른 화상형성이 연속해서 행해지더라도 이미지 딜리션(image deletion)이 회피된다.

또한, H/H 환경에서 비중첩전압으로 전환하면 보호막의 막두께가 균일화되므로, 그 후에 도 4(c), 도 4(d)에서 설명한 바와 같이 L/L 환경으로 변화되더라도 대전롤러의 저항값도 감광층의 표면전위 근처로 균일하게 가까워지게 된다. 따라서, 도 4(c) 및 도 4(d)를 참조하여 설명한 비화상형성 영역이었던 부분의 짙은 화상(high-density image)도 회피된다.

다음으로 제 2 실시형태를 설명한다.

본 제 2 실시형태는 제어부(162Y)에서의 제어의 상이함이 제 1 실시형태와의 주된 차이점이므로, 이하 제어부(162Y)에서의 제어에 주목하여 설명한다.

도 4(c)에서 설명한 바와 같이, 보호막의 막두께에서 기인한 저항값의 차이와는 별도로, 대전롤러(12Y)는 온도, 습도환경이 변화되면 저항값이 변화되는 특성을 일반적으로 갖는다.

따라서, 제 2 실시형태에서는 제어부(162Y)가 환경변화를 판단하기 위해, 대전롤러의 저항값 변화를 이용하고 있다. 즉, 제어부(162Y)는 대전롤러(12Y)의 저항을 감지하여 이 저항이 미리 결정된 저(低)저항값를 나타내고 있는 때에는 H/H 환경에 있다고 판단하여 중첩전압으로부터 비중첩전압으로의 전환을 실시한다.

도 5는 제 2 실시형태를 나타낸 도면이다.

본 제 2 실시형태의 구성은, 도 2에 나타낸 제 1 실시형태의 구성에 출력 교류전압 피크 검출부(166Y)가 부가된 구성으로 이루어져 있다. 또한, 본 제 2 실시형태의 전압인가부(1630Y)는 직류전압에 교류전압을 중첩시킬 때에는 교류전류를 일정값으로 하는 정전류 출력을 행한다.

본 도 5의 구성에서, 출력 교류전압 피크 검출부(166Y)는, 교류전압의 정현파에서의 산(peak)과 골(valley)의 전압차(피크 투 피크(peak-to-peak))를 검출한다. 그리고, 제어부(162Y)는 출력 교류전압 피크 검출부(166Y)로 검출된 전압차가 미리 결정된 값 이하가 되면, H/H 환경이 되었다고 판단하고, 중첩전압으로부터 비중첩전압으로의 전환을 실시한다. 본 예에서는, 출력 교류전압 피크 검출부가 본 발명에서 기술된, 환경감지부의 일례에 해당한다. 또한, 이 교류전압의 피크값에 한하지 않고, 직류성분의 인가전압과 전류특성, 또는 직류 인가전압과 감광체 표면전위 등을 감지하는 것으로 제어하는 것도 가능하다.

마지막으로, 제 3 실시형태를 설명한다.

본 제 3 실시형태도 제어부(162Y)에서의 제어의 상이함이 제 1 실시형태와의 주된 차이점이므로, 이하의 설명에서도 제어부(162Y)에서의 제어에 주목하여 설명을 행한다.

본 제 3 실시형태에서는 환경변화가 아니라, 금속비누의 부착량 변화를 감지하여 인가전압을 전환한다. 금속비누의 부착량이 변화되면, 감광체 롤러(11Y)와 클리닝 부재(17Y)와의 마찰 강도(friction intensity)도 변화되므로, 감광체 롤러(11Y)의 회전 토크(Torque)가 변화된다. 안정한 화상형성의 필요 때문에, 감광체 롤러를 회전시키는 구동부의 구동 전류는, 감광체 롤러가 정상 회전하도록 제어되고 있으므로, 이 회전 토크의 변화는 구동부(168Y)의 구동 전류의 변화를 초래한다. 따라서, 제 3 실시형태에서는 감광체 롤러(11Y)를 회전시키기 위한 구동 전류를 감지함으로써 금속비누의 다과(多寡)를 판단하고, 그 판단에 의거하여 인가전압을 전환하는 구성으로 이루어져 있다.

도 6, 도 7은 제 3 실시형태를 설명하는 도면이다.

본 도 6에는, 도 2에서는 도시가 생략된, 감광체 롤러(11Y)를 회전시키는 구동부(168Y)가 도시되어 있다. 이 구동부(168Y)에는 감광체 롤러(11Y)를 회전시키기 위한 모터가 포함되어 있고, 그 모터에 흐르는 구동 전류는 제어부(162Y)에 의해 검출된다.

제어부(162Y)는 이 검출한 구동 전류가, 미리 결정된 전류 범위 외에 있는 때에 중첩전압으로부터 비중첩전압으로의 전환을 실시한다. 본 예에서는 제어 부(162Y)가 본 발명에서 기술된 마찰 응답 전환부의 일례에 해당하는 동시에, 본 발명에서 기술된 마찰 감지부의 일례에도 해당한다.

여기서, 상술한 미리 결정된 전류 범위에 관하여 설명한다.

도 7은 금속비누 량과 구동 전류와의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 7의 가로축은 시간, 세로축은 구동 전류를 나타내고 있다.

본 도 7에는 중첩전압이 인가되어 있는 상태에서는 시간경과와 함께 고체 윤활제인 금속비누 량이 증가하여 막두께가 두터워지고, 토너의 스크래핑력(scraping force)이 증가하므로 구동 전류가 커지는 것이 나타나 있다. 그 후, 더욱더 고체 윤활제의 량이 증가하면, 결국, 보호막이 분할(cleavage)을 일으켜 마찰 강도가 급격하게 작어져서 구동 전류가 감소하는 것이 나타나 있다. 도 7의 화살표로 표시된 부분이 분할을 일으킨 타이밍을 나타내고 있다.

이 분할을 일으키기 직전의 고(高) 전류값(그래프의 피크값) 및 분할을 일으킨 후의 저(低) 전류값(그래프 우측 자락)은 모두 금속비누가 과다한 것을 의미하므로, 구동 전류가 이들 고 전류값 또는 저 전류값을 나타냈을 때에 비중첩전압으로 전환함으로써 금속비누 량이 억제된다. 도 7에 나타낸 바와 같이 비중첩전압(DC)의 경우에는 금속비누 량이 적정량으로 안정하고, 구동 전류도 안정값이 된다.

즉, 상술한 전류 범위는 상기 고 전류값과 상기 저 전류값의 사이에서, 상기 안정값을 포함하도록 설정되어 있다.

한편, 이상의 실시형태에서는 본 발명인 화상 형성장치의 일례로서 프린터를 예로 들어서 설명했지만, 본 발명인 화상 형성장치가 복사기일 수도 있고, 또한 팩시밀리 등 일 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서는 본 발명에서 기술된 화상 형성장치로서, 전사 벨트를 통해 토너 상(像)을 기록 용지에 전사하는 간접 전사방식의 화상 형성장치의 예를 설명했지만, 본 발명인 화상 형성장치는 반송되어 온 기록 용지에 전사롤러 등을 이용하여 토너 상(像)을 직접 전사하는 직접 전사방식의 화상 형성장치일 수도 있다.

다음으로, 토너에 대해 설명한다.

토너의 체적 평균 입경으로서는 2∼10μm정도가 바람직하게 사용될 수 있고, 보다 바람직하게는 3∼8μm, 더욱더 바람직하게는 5∼7μm이다. 또한, 토너의 입도분포로서는 좁은 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 토너의 개수 입경의 작은 쪽으로부터 환산해서 16% 지름(D16p로 약기함)과 84% 지름(D84p)의 비를 평방근으로서 나타낸 것(GSDp), 즉, 아래의 식으로 표현되는 GSDp가 1.25이하인 것이 바람직하고, 1.22이하인 것이 보다 바람직하다.

GSDp = {(D84p) / (D16p)}^0.5

체적 평균 입경, GSDp가 함께 상기 범위이면, 본원의 고체 윤활제의 효과를 방해하기 어렵기 때문에 바람직하다.

또한, 토너의 형상계수인 SF1은 110∼140의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 120∼140이다. 전자사진공정(electrophotographic process)에 있어서의 전사 공정에서는 구형 토너(spherical toner)가 전사되기가 용이하고, 또한 클리닝 공정에 있어서는 부정형 토너(irregular toner)가 클리닝이 용이하다는 것은 이미 알려져 있지만, 본 발명의 SF1의 범위이면 적절하게 전사, 클리닝이 되기 때문에, 감광체 표면에 잔존하기 어려워서, 본원의 고체 윤활제의 효과를 방해하기 어렵기 때문에 바람직하다.

또한, 토너의 체적 평균 입경, GSDp, 형상계수를 상기 범위로 하기 위한 토너의 제조 방법에 특별한 제한은 없고, 일반의 화학제법인 유화중합응집법, 현탁중합법이나, 혼련분쇄법에 의한 토너의 분급공정의 회수를 증가시키거나, 그 후에, 열풍(hot air) 등으로 형상을 변경함으로써도 얻을 수 있다.

토너에 첨가하는 고체 윤활제로서는 특별한 제한은 없지만, 고급 지방산의 금속염인 소위 금속비누가 바람직하게 사용될 수 있고, 특히 스테아린산 아연(Zinc stearate)이 본원의 고체 윤활제의 효과로서는 바람직하게 사용될 수 있다.

그 외 토너의 구성 재료로서, 결착 수지, 착색제, 이형제, 대전 제어제, 외첨가제가, 또한 현상제로서 캐리어를 사용할 수 있고, 이들에 특별한 제한은 없고, 예를 들면 미국특허 제7303846호에 기재된 재료를 채용할 수 있다.

마지막으로, 각 실시형태에 대응하는 실시예를 기술한다.

먼저 상술한 제 1 실시형태에 대응하는 제 1 실시예와, 이 제 1 실시예와 비교하기 위한 제 1 비교예를 설명한다.

<제 1 실시예>

후지제록스사 제품인 APEOSPORT C655I의 흑(黑) 화상형성 엔진내의 대전기를 코로트론(corotron)으로부터 대전롤러로 변경하고, 스테아린산 아연(zinc stearate)의 외부공급 부재(막대형상 스테아린산 아연과 공급 브러시(brush))를 제거함으로써 도 2에 나타낸 구성으로 한 실험기(experimental machine)로서, A4 용지를 H/H 환경하(28℃, 85%)에서 3만매 출력하고, 그 후 L/L 환경하(10℃, 15%)에서 1만매 출력하여 합계 4만매의 실기주행(real machine running)을 실시하였다.

A4용지 위의 화상패턴(image pattern)으로서는, CMYK의 각색에 대해서 망점면적율이 30%인 하프톤화상(halftone image)을 사용하였다. 감광체의 단부에는 3cm 폭의 비(非)화상영역이 형성되었다. 실기주행 중에는 정기적으로 최대용지 사이즈로 화상형성을 행하고, 화질을 확인하였다.

현상제로서는, 평균 입경 3μm의 스테아린산 아연분말을 토너와의 중량비로 0.2중량% 첨가한 현상제를 사용하고, 클리닝 부재로는 두께 2mm의 우레탄고무제의 것을 사용하고, 자유장(free length) 7.5mm, 접촉 각도(abutting angle) 23°, 식입량(bite amount) 1.0mm로 설치하였다.

상기 실험기에는 개조(改造)전부터 온습도(溫濕度) 센서가 내장되어 있고, 여기에서의 온도 및 습도정보를 사용하여 대전롤러에의 인가전압 전환을 실시하였다. 인가전압의 전환 제어로서는, 상기한 바와 같이, 고온고습 환경하에서는 비중첩전압으로서의 대전으로 하고 그 이외의 환경에서는 1.6kHz의 교류 성분을 갖는 중첩전압으로서의 대전으로 하였다. 한편, 교류 전류값은 2.1mA의 정전류로 하였다.

4만매의 출력이 종료할 때까지, 최대용지 사이즈에서의 화상형성시에 이미지 딜리션(image deletion) 등은 전혀 발생하지 않았다. 또한, 실기주행 후에 감광체 롤러의 막두께를 측정했을 때, 화상형성 영역과 비화상형성 영역과의 차이는 1μm 이하로 억제되어 있었다.

<제 1 비교예>

상기 실시예와 비교하기 위해서, 제 1 실시예에서의 실기주행 조건과 동일한 조건으로서 모든 온도, 습도 환경하에서 중첩전압을 인가하였다. 특히 H/H 환경하에서의 시험 종료 후에 L/L 환경으로 변경하고, 상기와 같은 하프톤화상을 이용하여 최대용지 사이즈에서의 화상형성을 행했을 때, 비화상형성부에 대응한 영역이 고농도가 되는 화질불량이 발생하는 것이 확인되었다.

감광체의 화상형성 영역의 막두께와 비화상형성 영역의 막두께를 측정하면, 화상형성 영역과 비화상형성 영역의 잔막 두께가 다르고, 비화상형성영역의 잔막 두께가 2.5μm 많은 상태인 것으로 판명되었다. 따라서, 상기 농도차이는 이 감광체의 잔막 두께의 차이에서 기인하는 것으로 생각된다.

다음, 상술한 제 2 실시형태에 대응하는 제 2 실시예를 설명한다.

<제 2 실시예>

후지제록스사 제품인 APEOSPORT C655I의 화상형성 엔진내의 대전기를 코로트론(corotron)으로부터 대전롤러로 변경하고, 스테아린산 아연의 외부공급 부재(막대형상 스테아린산 아연과 공급 브러시)를 제거함으로써 도 5에 나타낸 구성으로 한 실험기로서, A4 용지를 H/H 환경하(28℃, 85%)에서 3만매 출력하고, 그 후 L/L 환경하(10℃, 15%)에서 1만매 출력하여 합계 4만매의 실기주행을 실시하였다.

A4용지 위의 화상패턴으로서는, CMYK의 각색에 대해서 망점면적율이 30%인 하프톤화상을 사용하였다. 감광체의 단부에는 3cm 폭의 비화상영역이 형성되었다. 실기주행 중에는 정기적으로 최대용지 사이즈로 화상형성을 행하고, 화질을 확인하였다.

상기 실험기에서는 대전롤러로 인가되는 교류전압의 출력값을 감지하는 제어가 되고 있고, 이 대전롤러에 인가된 출력 전압으로부터 대전롤러로의 비중첩전압 값을 제 1 실시예와 동일하게 결정하였다. 대전롤러에 인가되는 중첩전압과 비중첩전압의 전환 제어로서는, 셋업 사이클(setup cycle)의 때나 머신내 제어 컨트롤의 때에 중첩전압의 교류 성분(주파수 1.6kHz, 2.1mA의 정전류 제어)을 이용하여, 대전롤러로 인가되는 출력 교류전압의 산과 골의 피크 차이(peak to peak)를 감지하여 이 피크 차이가 미리 결정된 값(1.6kV) 이하에서는 비중첩전압을 인가하고, 이 값 이상에서는 중첩전압을 인가하였다. 주행 개시시의 H/H 환경하에서는 비중첩전압을 인가하는 대전으로부터 시작되고, 그 상태로 3만매의 출력이 끝날 때까지 최대용지 사이즈에서의 확인시에 이미지 딜리션(image deletion)은 발생하지 않고 화질은 정상이었다.

3만매의 실기주행 후에 감광체의 막두께를 측정했을 때, 화상형성부, 비화상 형성부에서의 잔막 두께의 차이는 1μm 이하로 작고, 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

그 후에 환경을 H/H 환경으로부터 L/L 환경으로 변경하여 1만매의 실기주행을 행하여도, 블레이드(blade)의 이음(異音; abnormal noise) 등이 발생하지 않았고, 하프톤(halftone)의 화질 이상이나 블레이드 크랙(blade crack)에서 기인하는 대전롤러의 표면 위의 줄무늬 오염(streaky dirt)도 발생하지 않았다. 이것은 H/H 환경에서 비중첩전압에 의한 대전이 행해졌기 때문에, 감광체의 표면으로의 과잉한 량의 스테아린산 아연 부착이 방지되어 L/L 환경에서도 감광체 롤러의 회전에 필요한 토크의 상승이 억제되었기 때문으로 생각된다.

다음, 상술한 제 3 실시형태에 대응하는 제 3 실시예를 설명한다.

<제 3 실시예>

후지제록스사 제품인 APEOSPORT C655I의 흑(黑) 화상형성 엔진내의 대전기를 코로트론(corotron)으로부터 대전롤러로 변경하고, 스테아린산 아연의 외부공급 부재(막대형상 스테아린산 아연과 공급 브러시)를 제거함으로써 도 6에 나타낸 구성으로 한 실험기로서, A4 용지를 H/H 환경하(28℃, 85%)에서 3만매 출력하고, 그 후 L/L 환경하(10℃, 15%)에서 1만매 출력하여 합계 4만매의 실기주행을 실시하였다.

A4 용지 위의 화상패턴으로서는, CMYK의 각색에 대해서 망점면적율이 5%인 하프톤화상을 사용하였다. 감광체의 단부에는 3cm 폭의 비화상영역이 형성되었다. 실기주행 중에는 정기적으로 최대용지 사이즈로 화상형성을 행하고, 화질을 확인하였다.

실험기에는 감광체를 구동하는 모터의 전류 출력값을 감지하는 센서가 내장되어 있고, 이 센서를 이용해서 모터의 회전 토크 상태를 감지하여, 대전롤러에 중첩전압을 인가 할지, 비중첩전압을 인가 할지를 결정하였다. 감광체 롤러로의 인가전압의 전환 제어로서는 200mA(≒추정 부하 토크2kgf·cm)이하에서는, 감광체 롤러의 감광층 위의 금속비누가 적게 해서 중첩전압에 의한 대전으로 하고, 그 이상에서는 금속비누가 많게 해서 비중첩전압에 의한 대전으로 하였다. 이 중첩전압에 의한 대전의 때의 교류전류 성분은 정현파, 주파수 1.6kHz, 2.1mA의 정전류 제어로 하였다.

그 결과, H/H 환경에서 개시시에는 중첩전압에 의한 대전이었지만, 약 5000매 출력시에 토크 저하가 감지되어, 비중첩전압에 의한 대전으로 전환되었다. 그 후는, 3만매의 출력이 종료할 때까지 비중첩전압의 인가가 계속되었다. H/H 환경하에서의 약 3만매의 주행시험이 종료한 후의, 최대용지 사이즈에 의한 하프톤화상의 형성에서는 화상형성부와 비화상형성부와에서의 농도차이가 발생하지 않았고, 감광체표면의 막압 측정 결과에 있어서도 화상형성부, 비화상형성부에서의 잔막 두께의 차이는 약 1μm이하로 작게 억제할 수 있었다. 그 후의 L/L 환경하에서는 토크의 상승이 4.lkgf·cm 정도까지였지만, 안정상태가 되어 클리닝 블레이드의 마찰 음(friction noise)도 발생하지 않았다.

마지막으로, 제 3 실시형태에 대응하는 제 4 실시예와, 이 제 4 실시예와 비교하기 위한 제 2 비교예를 설명한다.

<제 4 실시예>

후지제록스사 제품인 APOSPORT C655I의 흑(黑) 화상형성 엔진내의 대전기를 코로트론(corotron)으로부터 대전롤러로 변경하고, 스테아린산 아연의 외부공급 부재(막대형상 스테아린산 아연과 공급 브러시)를 제거하여 도 6의 구성으로 한 실험기로서, A4 용지를 H/H 환경하(28℃, 85%)에서 3만매 출력하고, 그 후 L/L 환경하(10℃, 15%)에서 2만매 출력하여 합계 5만매의 실기주행을 실시하였다.

A4 용지 위의 화상패턴으로서는, CMYK의 각색에 대해서 망점면적율이 30%인 하프톤화상을 사용하였다. 감광체의 단부에는 3cm 폭의 비화상영역이 형성되었다. 실기주행 중에는 정기적으로 최대용지 사이즈로 화상형성을 행하고, 화질을 확인하였다.

현상제로서는, 평균 입경 3μm의 스테아린산 아연분말을 토너와의 중량비로 0.2중량% 첨가한 현상제를 사용하고, 클리닝 부재로는 두께 2mm의 우레탄고무제의 것을 사용하고, 자유장(free length) 9.5mm, 접촉 각도(abutting angle) 27°, 식입량(bite amount) 1.0mm로 설치하였다.

실험기에는 감광체를 구동하는 모터의 전류 출력값을 감지하는 센서가 내장되어 있고, 이 센서를 이용해서 모터의 회전 토크 상태를 감지하여, 대전롤러로의 중첩전압을 인가하거나, 또는 비중첩전압으로의 인가 전환을 실시하였다. 전환 을 행하는 것에 관해서는, 200mA(≒부하 토크 2kgf·cm) 이하, 및 500mA(≒부하 토크 5kgf·cm)를 초과한 범위에서는 비중첩전압에 의한 대전으로 하고 200∼500mA의 범위에서는 중첩전압에 의한 대전으로 하였다. 또한, 중첩전압의 교류 성분의 전류값은 2.1mA의 정전류로 하였다.

출력 개시시는 중첩전압에 의한 대전이었지만, H/H 환경하에서 개시후 5000매의 출력이 종료한 시점에서 비중첩전압에 의한 대전으로 전환하였다. 이것은 중첩전압에 의한 대전에서의 5000매 출력에 의해 스테아린산 아연이 감광체 표면으로 과잉 부착되어서 분할(cleavage)이 발생하고 감광체의 회전 토크가 저하하여 모터 구동 전류값이 150mA 정도로 저하했기 때문이다. 비중첩전압에 의한 대전으로 전환한 후에도 150mA 정도를 유지하였고, 이 상태에서 3만매의 출력까지 비중첩전압이 인가되었다. 비중첩전압에 의한 대전에서는, 중첩전압에 의한 대전보다 방전 스트레스(discharge stress)가 작기 때문에, 본디 감광체와 클리닝 블레이드의 사이의 마찰을 나타내는 마찰계수의 상승이 작고, 또한 감광체의 표면상의 비화상형성부도 스테아린산 아연의 과잉상태가 되기 어렵기 때문에 부하 토크가 1.5kgf·cm 부근의 거의 안정한 상태가 된 것으로 생각된다. 또한, 스테아린산 아연이 과잉하지 않고, 비중첩전압에 의한 대전에서는 중첩전압에 의한 대전보다 마모율이 낮기 때문에 화상형성부의 마모와 비화상형성부의 마모의 차이가 작아진 것으로 생각된다. 그 결과, 화질상의 문제를 발생시키지 않고 주행종료하고, 주행 후의 감광체의 막두께 측정 결과에서도 화상형성부, 비화상형성부에서의 잔막 두께의 차이는 1μm 이하로 억제할 수 있었다. 또한, L/L 환경에서의 2만매 출력 후에서도 감광체의 표면은 균 일하게 오염되었고, 이 감광체표면의 오염에서 기인하는 화질상의 하자는 발생하지 않았다.

<제 2 비교예>

후지제록스사 제품인 APOSPORT C655I의 흑(黑) 화상형성 엔진내의 대전기를 코로트론(corotron)으로부터 대전롤러로 변경하고, 스테아린산 아연의 외부공급 부재(막대형상 스테아린산 아연과 공급 브러시)를 제거하여 도 6의 구성으로 한 실험기로서, A4 용지를 H/H 환경하(28℃, 85%)에서 3만매 출력하고, 그 후 L/L 환경하(10℃, 15%)에서 2만매 출력하여 합계로 5만매의 실기주행을 실시하였다.

현상제로서는, 평균 입경 3μm의 스테아린산 아연분말을 토너와의 중량비로 0.2중량% 첨가한 현상제를 사용하였다. 항상 중첩전압을 인가하여 제 4 실시예와 동일한 주행시험을 하였다.

그 결과, H/H 환경의 시험은 비화상형성부에 대응한 영역에 이미지 딜리션(image deletion)이 발생하였다. 이 때의 화상형성 영역의 막두께와 비화상형성 영역의 막두께의 차이는 약 2μm이었다. 이 상태로 L/L 환경에서 주행시험을 행하면, 구동 전류의 값이 상승하여 감광체 롤러의 회전 정지시 등에 이음(異音; abnormal noise)이 약간 발생하였다. 이 이음은 클리닝 부재의 스틱 앤 슬 립(stick and slip)에 의한 것으로서, 감광체 표면과 클리닝 부재의 마찰 강도가 상승했기 때문에 일어난 것으로 생각된다. L/L 환경에서의 2만매의 주행시험 후에는, 대전롤러에 줄무늬(streaky) 모양의 토너 성분 오염이 발생하였고, 이 줄무늬 모양 오염에 대응한 하프톤(halftone)에서의 고농도 줄무늬(high-density streaky)가 화질 하자로서 화상 위에 발생하였다.

도 1은 화상 형성장치의 제 1 실시형태인 프린터의 주요부의 개략 구성도.

도 2는 옐로(yellow)용의 화상형성부의 개략 구성도.

도 3은 감광체 롤러(11Y) 표면의 감광층 위에 형성되는 금속비누 막의 상태와 그 막 위에 위치하는 토너의 상태를 나타낸 도면.

도 4는 전압 전환의 작용을 설명하는 모식도.

도 5는 제 2 실시형태를 나타내는 도면이고, 도 2의 구성에 출력 교류전압 피크 검출부(166Y)를 부가한 도면.

도 6은 제 3 실시형태를 설명하는 모식도.

도 7은 금속비누의 량과 구동 전류와의 관계를 나타낸 그래프.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명*

1: 프린터 10Y: 화상 형성부

11Y: 감광체 롤러 12Y: 대전 롤러

13Y: 노광부 14Y: 현상부

141Y: 현상롤러 15Y: 1차 전사롤러

16Y: 대전 제어장치 162Y: 제어부

163Y: 전압인가부 164Y: 직류전류검출부

165Y: 환경 센서 166Y: 출력교류전압 피크검출부

17Y: 클리닝 부재 18Y: 제전램프

Claims

표면에 고체 윤활제가 공급되고, 상기 표면에 상(像)이 형성되어서 상기 상(像)을 유지하는 상유지체와,

전압이 인가되고, 상기 상유지체에 접촉하여 상기 상유지체에 전하를 부여하는 대전 부재와,

상기 대전 부재에 전압을 인가하는 상기 전압으로서, 직류전압과 교류전압이 중첩된 중첩전압 및 직류전압만인 비중첩전압의 전환이 가능한 전압인가부와,

상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 상유지체의 표면에 토너 상(像)을 형성하는 상형성부와,

상기 상유지체의 표면에 형성된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사기와,

상기 토너 상이 상기 피전사체에 전사된 후의 상기 상유지체의 표면에 접촉하여 상기 표면으로부터 불필요한 물질을 긁어 떨어뜨리는 청소 부재와,

상기 전압인가부에 의한 상기 대전 부재에의 인가전압을, 상기 상유지체 위의 상기 고체 윤활제의 다과(多寡)에 따라, 상기 중첩전압과 상기 비중첩전압으로 전환하는 전압전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압전환부가,

상기 상유지체 위의 환경을 감지하는 환경감지부와,

상기 환경감지부에 의한 감지 결과가, 상기 고체 윤활제의 량이 다른 환경하에서 보다도 상대적으로 많아진 미리 결정된 환경을 나타내고 있는 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 환경 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압전환부가,

상기 상유지체의 온도, 습도 환경을 감지하는 온습도(溫濕度) 감지부와,

상기 온습도 감지부에 의한 감지 결과가, 미리 결정된 고온 고습 환경을 나타내고 있는 경우에 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 온습도(溫濕度) 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압전환부가,

상기 대전 부재의 저항을 감지하는 저항 감지부와,

상기 저항 감지부에 의한 감지 결과가 미리 결정된 저(低) 저항상태를 나타내고 있는 경우에 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 저항 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압전환부가,

상기 상유지체 위의 상기 고체 윤활제의 다과(多寡)를 직접 또는 간접으로 감지하는 다과감지부와,

상기 다과감지부에 따른 감지 결과가 미리 결정된 상기 고체 윤활제가 다량이 된 상태를 나타내고 있는 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 다과 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압전환부가,

상기 청소 부재에 의한 긁어 떨어뜨림에 따르는 상기 상유지체의 표면과 상기 청소 부재의 마찰 강도를 감지하는 마찰 감지부와,

상기 마찰 감지부에 의한 감지 결과가 미리 결정된 강도 범위를 벗어난 경우에, 상기 인가전압을 상기 중첩전압으로부터 상기 비중첩전압으로 전환하는 마찰 응답 전환부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화상형성 장치가 풀(Full) 컬러 화상 형성장치인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 7 항에 있어서,

상기 풀 컬러 화상 형성장치가 중간전사벨트를 가지는 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 청소 부재가 우레탄 고무를 가지는 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 대전 부재가 대전 롤러인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 고체 윤활제가 금속비누인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 11 항에 있어서,

상기 금속비누가 스테아린산 아연(Zinc stearate)인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 12 항에 있어서,

상기 스테아린산 아연의 첨가량이 0.1 ∼ 1중량%인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 12 항에 있어서,

상기 스테아린산 아연의 입경이 0.5∼5μm인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 토너의 체적 평균 입경이 2∼1Oμm인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 토너의 개수 입도분포(GSDp)가 1.25 이하인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 토너의 형상 계수가 110∼140인 것을 특징으로 하는 화상 형성장치.