KR950006228B1 - 전자사진 분야에서 사용되는 현상장치 - Google Patents

전자사진 분야에서 사용되는 현상장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

전자사진 분야에서 사용되는 현상장치
제1도는 본 발명에 따른 현상장치를 갖는 전자사진 인화기를 도시한 개략도.
제2도는 제1도에서의 전자사진 인화기에 사용된 현상장치의 확대 개략도.
제3도는 전도성 개방 셀(open-cell) 발포 고무 현상롤러가 감광드럼에 대하여 압착되는 선형압력과 감광드럼에 의하여 인화되어지는 시트의 최대수 사이의 관계를 보여주는 그래프.
제4도는 전도성 개방 셀 발포 고무 현항롤러와 감광드럼사이의 접촉 또는 니프(nip)폭과 현상된 상의 광밀도(O.D.)사이의 관계를 도시한 그래프.
제5도는 전도성 개방셀 발포 고무 현상롤러와 감광드럼사이의 니프폭과 전도성 개방 셀 발포 고무 현상롤러의 경도사이의 관계를 도시한 그래프.
제6도는 전도성 개방 셀 발포 고무 현상롤러의 경도와 불균일 현상의 퍼센트의 관계를 도시한 그래프.
제7도는 전도성 개방 셀 발포 고무 현상롤러의 경도와 흑색 현상제로 시트를 인화할때 최고와 최저광밀도의 차이를 관계를 도시한 그래프.
제8도는 아스커(astker) 경도 20°를 갖는 전도성 개방 셀 발포 고무 현상롤러와 아스커 경도 58°를 갖는 경질 고무 현상롤러를 사용할때 나타나는 전자사진 흐림의 광밀도(O.D.)와 온도의 습기량의 변화 사이의 관계를 도시한 그래프.
제9도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상 롤러를 사용하여 대전할때 폴리에스테르 수지계 토너 입자의 전하분포를 도시한도.
제10도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러를 사용하여 대전할때 스티렌 아크릴 수지계 토너 입자의 전하 분포를 도시한 그래프.
제11도는 전도성 개방 셀 발포 실리콘 고무 현상롤러를 사용하여 대전할때 폴리에스테르 수지계 토너입자의 전하분포를 도시한 그래프.
제12도는 전도성 개방 셀 발포 실리콘 고무 현상롤러를 사용하여 대전할때 스티렌 아크릴수지계 토너입자의 전하분포를 도시한 그래프.
제13도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러와 전도성 개방성 셀 발포 실리콘 고무 현상롤러를 사용할때, 인화된 시트수가 증가됨에 따라 현상된 상의 해상력이 어떻게 변화하는가 가를 보여주는 그래프.
제14도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러와 테플론으로 코팅된 고무 블레이드(blade)부재를 사용하는 동안에 마찰 대전에 의하여 대전할때 폴리에스테르 수지계 토너 입자의 전하분포를 도시한 그래프.
제15도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러, 테플론으로 코팅된 고무 블레이드 부재, 및 폴리에스테르 수지계 토너 입자의 일함수를 비교하기 위한 일함수 스케일.
제16도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러, 알루미늄 블레이드 부재, 및 폴리에스테르 수지계 토너입자를 비교하기 위한 일함수 스케일.
제17도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러와 알루미늄 블레이드 부재를 사용하는 동안에 마찰대전에 의하여 대전할때 폴리에스테르 수지계 토너입자의 전하분포를 도시한 그래프.
제18도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러, 알루미늄 블레이드 부재, 및 다른 종류의 폴리에스테르 수지게 토너입자의 일함수를 비교하기 위한 일함수 스케일.
제19a,b 및 c도는 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러를 사용하는 동안에 마찰대전에 의하여 대전할때 제18도에 관련된 폴리에스테르 수지계 토너입자의 전하분포를 도시한 그래프.
제20도는 테플론으로 코팅된 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 현상롤러, 알루미늄 블레이드 부재, 및 제18도에 관련된 폴리에스테르 수지계 토너입자의 일함수를 비교하기 위한 일함수 스케일.
제21a, b, 및 c도는 알루미늄 블레이드 부재를 사용하는 동안에 마찰대전에 의하여 대전할때 제18도에 관련된 폴리에스테르 수지계 토너입자의 전하분포를 도시한 그래프.
제22도는 제2도에 도시된 현상장치의 변경을 도시한 개략도.
제23도는 제2도에 도시된 현상장치의 다른 변경을 도시한 개략도.
제24도는 제22도에 도시된 현상장치의 변경을 도시한 개략도.
제25도는 제24도에 도시된 현상장치의 변경을 도시한 개략도.
제26도는 제1도에 도시된 전자사진 인화기의 변경을 도시한 개략도.
제27도는 제26도의 전자사진 인화기에서 사용된 현상장치의 확대 개략도.
본 발명은 정전 잠상이 일성분 현상제, 특히 비 자기형 일성분 현상제를 사용하여 가시적으로 현상되는 전자사진 분야에서 사용되는 현상장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 현상장치를 갖는 전자사진 인화기에 관한 것이다.
공지된 바와같이, 전자사진 인화기는 전자사진 광수신장치(photoreceptor)등의 정전잠상 담지체(carrier body)의 표면상에 전기전하의 균일한 분포를 하고, 레이저 빔 스캐너, LED(light enitfing diode)어레이, LCS(Liquid crystal shutter) 어레이등을 이용하여 광학적으로 상(image)을 기록(writing)하여 전자사진 광수신장치의 전기적으로 대전된 표면상에 정전잠상을 형성하고, 정전 잠상영역에 정전적으로 부착되도록 전기적으로 대전되는 현상제, 즉, 토너로 정전잠상을 가시적으로 현상하고, 현상된 가시상을 인화지에 정전적으로 전사하고, 인화지위에 전사된 상을 정착하는 과정을 행한다. 전형적으로, 전자 사진 광수신장치가 원통의 전도성 기판과 원통의 표면에 접착된 광전도성 절역막을 갖는 감광드럼으로서 형성된다.
현상과정에서, 토너 성분(착색된 합성수지 미립자)과 자기성분(자성 미세 담지체)으로 구성된 이성분 현상제는 잠상의 안정된 현상이 가능하기 때문에 널리 사용되고 있다. 전형적으로, 토너 입자는 평균직경 약 10㎛를 갖고, 자성미세 담지체는 토너 입자의 평균 직경보다 10배의 직경을 갖는다. 보통, 이성분 현상제를 사용하는 현상장치는 이성분 현상제를 담기 위한 용기를 포함하고, 현상제는 그 안에 제공된 교반기(agitator)로 뒤섞이게 된다. 이러한 뒤섞임은 토너 입자와 자성 담지체가 마찰대전을 일으키도록 하고, 토너입자는 각각의 자성 담지체에 정진적으로 부착된다. 또한, 현상장치는 자기 롤러부가 감광드럼의 표면으로 부터 노출되고 그 표면에 면하도록 현상롤러로서 용기내에 제공된 자기롤러를 포함한다. 토너 입자와 함께 자성담지체는 자기 브러쉬를 형성하기 위하여 자기 롤러의 표면에 전기적으로 부착되고, 자기 브러쉬를 반송하는 자기롤러의 회전에 의하여, 토너 입자는 형성된 정전 잠상의 현상을 위하여 감광드럼의 표면에 이르게 된다.
이러한 현상장치에서, 용기내에 보유되는 현상제 본체의 토너와 자기 성분사이의 비는 안정한 현상과정을 계속유지하기 위하여 소정의 범위내에 있어야 한다. 따라서, 현상장치는 토너성분이 용기내에 수용된 이성분 현상제에 공급되어지는 토너 공급거(supplier)가 제공되고, 용기내에 수용된 이성분 현상제의 성분비는 소정된 범위내에서 유지된다. 이러한 이성분 현상제를 사용하면은 안정한 현상 과정을 얻는 이점이 있으나. 현상장치 그 자체는 이 성분 현상제의 적합한 성분비의 제어가 번잡하고 토너 공급기의 결합의 필요성에 의한 현상장치의 크기를 줄일 수 없는 단점이 있다.
일성분 현상제는 이 분야에서 잘 알려져 있고, 일성분 현상제를 사용하는 현상장치는 일성분 현상제가 토너 성분(착색된 합성수지 미립자)만으로 구성되기 때문에, 이성분 현상제를 사용하는 현상장치의 상술된 단점에 구애 받지 않는다. 일성분 현상제의 두가지 형인, 자기형과 비자기형은 알려져 있다. 자기형 일성분현상제를 사용하는 현상장치는 이성분 현상제를 사용하는 것과 실제 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 자기형 일성분 현상제는 이성분 현상제를 사용하는 현상장치에서와 같이 자기롤러의 회전에 의하여 감광드럼의 표면에 오게 할 수 있다. 자기형 일성분 현상제는 무채색 칼라(흑백)인화에 적합하지만, 유채색 칼라인화에 적합하지는 않다. 이것은 자기형 일성분 현상제를 구성하는 각각의 토너 입자가 흑색을 갖는 미세한 자기 파우더를 함유하기 때문이다. 특히, 자기형 일성분 현상제로 부터 얻어진 유채색 칼라 인화는 미세한 자기 파우더를 그 안에 포함하기 때문에 어둡고 희미하게 나타난다. 이와 반대로, 비자기형 일성분 현상제는 흑색을 갖는 물질을 함유하지 않기 때문에 유채색 칼라 인화에 특히 적합하지만, 비자기형 일성분 현상제는 상술된 바와같이 자기롤러에 의하여 감광드럼 표면에 이르게 할 수 없다. 비자기형 일성분 현상제를 사용하는 현상 장치는 미국 특허 NO.3, 152,012와 NO.3,754,963, 일본 특허공고공보 NO,60-12627, 일본특허공개공보 NO.62-976, NO.62-118372, NO.63-100482 및 NO,63-189876에 개시된 바와같이 잘 알려져 있다. 이러한 현상 장치는 비자기형 일성분 현상제를 보유하기 위한 용기, 탄성(elastic)롤러부가 감광드럼으로 부터 노출되고 그 표면에 대하여 압착될 수 있도록 현상롤러로서 용기내에 제공되는 전도성 탄성롤러를 포함한다. 전도성 탄성 현상롤러는 전도성 실리콘 고무물질 또는 전도성 폴리우레탄 고무물질등으로 형성된다. 전도성 고무 롤러가 용기에 의하여 보유되는 비자기형 일성분 현상제의 본체내에서 회전될때, 비자기형 일성분 현상제를 구성하는 토너입자는 현상층을 형성하기 위하여 전도성 고무 현상롤러의 표면에 의해 마찰적으로 비말동반(entrain)되고, 토너 입자는 형성된 정전잠상의 현상을 위하여 감광드럼의 표면에 이르게 할 수 있다. 이러한 현상장치에서, 현상층을 반송하는 전도성 고무 현상롤러와 감광드럼사이의 접촉영역에서는, 대전된 토너 입자가 전도성 경질 고무 현상롤러에 공급된 바이어스 전압 때문에 잠상에 정전적으로 흡인되어 부착되도록 현상과정을 수행한다.
현상 장치는 잠상의 균일한 현상을 행하도록 그 주위에 형성된 현상층의 두께를 일정하게 규제하기 위하여 현상롤러의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되는 블레이드 부재를 더 포함한다. 블레이드 부재는 전도성 블레이드 부재에 전압의 인가에 의한 전하-주입효과(charge-injection effect)와 그 사이의 마찰대전으로 토너입자를 전기적으로 대전하기 위하여 사용된다. 물론, 전하 주입효과가 이용될 때, 블레이드 부재는 전도성 고무물질, 알루미늄, 스테인레스강, 놋쇠등과 같은 전도체로 형성된다. 블레이드 부재에 전압의 인가는 현상롤러 주위에 형성된 현상층의 두께의 규제시에 블레이드 부재에 토너입자의 정전적 부착을 부착을 방지하게 한다.
현상장치는 전도성 다공성(porous)탄성물질로 형성되고 토너입자의 누설을 막고 공간을 밀폐하기 위하여 현상제 보유용기의 밑바닥과 현상롤러사이의 공간부근에 배치되는 실링롤러(sealing roller)가 제공된다. 실링롤러는 현상롤러와 같은 방향으로 회전되고 현상롤러에 대하여 압착되고, 실 롤러(seal roller)는 현상롤러로 부터 잠상의 현상을 위하여 사용되지 않는 나머지 토너입자를 제거하기 위하여 토너제거 롤러로서 작용한다. 현상롤러와 실롤러는 일반적으로 구동모터에 의하여 구동된다.
최근에 전자사진 인화기는 대형 컴퓨터용 프린터 뿐만 아니라 퍼스널 컴퓨터 또는 워드 프로세서용 프린터로서 폭넓게 사용되고 있으며, 물론 개인용 프린터는 소형이고 경량의 프린터이다. 따라서 비자기형 일성분 현상제를 사용하는 소형 및 경량의 현상장치에 대한 요구가 있으나, 실링롤러가 결합되었기 때문에 소형 및 경량의 현상장치를 제공하기 어렵다. 특히, 대형의 고전력 모터는 현상롤러와 실링롤러를 구동하기 위하여 통상의 구동모토로서 사용되어야 하는데, 그 이유는 실링롤러가 현상롤러에 대하여 압착되고 이 롤러들이 같은 방향으로 회전되어, 롤러의 표면이 그 사이의 접촉 영역에서 반대방향으로 움직이는 동안에 서로에 대하여 마찰하기 때문이다. 또한, 모터와 롤러사이의 치차열과 롤러의 베어링 구조는 모터에서 롤러로 큰 토오크의 전달을 견딜 수 있도록 견고하게 구성되어야만 된다.
실링롤러를 사용하면은, 상술된 바와같이, 현상롤러와 실링롤러의 표면이 그 사이의 접촉영역에서 반대방향으로 움직이는 중에 서로 마찰하기 때문에 현상롤러의 진동을 일으킬 수 있고, 현상롤러의 진동이 있을 때, 잠상의 균일한 현상을 확신할 수 없다.
고무현상롤러로 잠상의 적합한 현상을 확신하기 위해서는, 현상롤러의 탄성 또는 경도는 중요한 매개변수인데, 그 이유는 현상 질(quality)과 현상토너 밀도는 감광드럼과 압착된 경질 고무현상롤러 사이의 접촉 또는 니프폭에 의하여 상당한 영향을 받기 때문이다. 즉, 현상롤러는 적합한 현상을 얻게하는 소정의 니프폭이 그 사이에 확립되도록 감광드럼에 대하여 압착되어야만 한다. 전도성 실리콘 또는 폴리우레탄 경질고무 현상롤러는 비교적 고경도를 갖는다. 예를 들면, 아스커 C-형 경도계로 측정할때, 경질고무 현상롤러 아스커 C-경도 약 58°를 보였다. 따라서, 경질 고무 현상롤러는 요구된 니프폭을 얻기 위하여 비교적 고압으로 감광드럼에 대하여 압착되어야만 하나, 현상롤러에 의한 감광드럼에 미치는 압력이 높아질수록, 드럼의 조기 내구성(premature wear)은 더 증대한다.
일본 특허공개공보 NO. 63-100482는 경질 고무층으로 덮혀진 스폰지 롤러 요소를 포함함으로써 스폰지 롤러 요소내에 토너입자의 침투를 막는 현상롤러를 개시하였다. 이 스폰지 현상롤러는 경질고무 현상롤러보다 더 부드럽고, 현상롤러와 감광드럼사이에 요구된 니프폭은 드럼에 높은 압력을 가함이 없이 얻게 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 스폰지 현상롤러의 제조비용은 복잡한 구성으로 인하여 고가이다. 또한, 원래 스폰지 현상롤러는 경질고무층에 의해 제공된 경질표면을 갖기 때문에 그 토너입자의 비말동반(entrainment)는 후에 상세히 설명된 바와같이, 습기 함량과 온도 변화에 의해 크게 영양을 받는다.
그러므로, 본 발명의 목적은 현상롤러와 현상제 보유용기의 바닥사이의 공간으로 부터 토너 입자의 누설을 방지하는 실링롤러가 생략되어 현상장치의 크기가 감소되는 현상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 현상롤러와 현상제 보유용기의 바닥사이의 공간으로 부터 토너입자의 누설을 방지하는 실링롤러가 생략되어 현상장치의 크기가 감소하고, 현상롤러가 가능한한 부드럽게 구성되어서 정전 잠상 담지체의 동작수명이 연장될 수 있는 현상장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 토너 입자로 구성된 일성분 현상제를 보유하는 용기 ; 용기내에 회전가능하게 제공되고, 현상 롤러의 일부 그로 부터 노출되고 그 사이에 현상영역을 형성하도록 정전 잠상 담지체의 표면에 접하도록 용기의 최하단부 영역에 위치되는 현상롤러로 이루어진 일성분 현상제를 사용하는 현상장치를 제공하는 것이다. 이 현상롤러는 그 표면이 현상영역에서 위로 이동되도록 회전되며, 현상롤러의 회전시 토너 입자들이 그 주위의 현상층을 형성하도록 현상롤러의 표면에 의해 비말동반되고, 정전 잠상 담지체를 현상하기 위한 현상영역으로 운반된다. 현상장치는 현상롤러 주위에 현상층의 두께를 규제하는 현상롤러로 탄성적으로 맞물리어 용기내에 제공된 현상제층 규제수단으로 더 이루어진다. 현상제층 규제 수단은 현상롤러의 하면에서 용기로 부터의 토너입자 누설 방지용 스톱퍼(stopper)로서 제공되도록 현상롤러 아래에 배치된다.
현상롤러는 오픈 셀 발포 구조에 토너입자의 침투가 방지되고, 현상롤러의 회전시 토너입자가 현상롤러의 기공(pore opening)에 의해 포착되고 보유되어 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 기공이 현상롤러의 표면위에 나타나도록 구성된 전도성 개방 셀 발포 고무 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
현상롤러가 전도성 개방 셀 발포 고무물질로 형성될때 현상롤러는 많아도 50°,바람직하게는 35°의 아스커 C-경도를 갖고, 정전 잠상 담지체의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되어, 정전 잠상 담지체의 동작수명이 연장될 수 있다. 또한, 현상제층 규체 수단이 금속 블레이드 부재로서 형성될때 금속 블레이드 부재에 의해 규제된 현상제층 두께의 변화는 현상롤러에 많아도 50°의 아스커 C-경도를 제공하므로써 감소될 수 있다.
현상롤러가 형성되는 전도성 개방 셀 발포 고무 물질로서는 전도성 개방셀 발포 폴리우레탄 고무물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에 현상된 해상도는 장기간동안 고레벨로 유지될 수 있다. 또한, 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무물질이 마찰대전에 대하여 중성이므로 토너 입자들은 현상롤러와 토너 입자들사이에서 마찰대전을 이용하므로써 소망의 전하분포로 주어질 수 있다.
현상롤러는 그 일함수가 토너 입자들의 일함수와 근사하고, 바람직하게는 이 일함수와 일치하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 토너 입자들은 현상제층 규제 수단과 토너 입자들 사이에서 마찰대전에 의해 대전되어서 토너입자들은 습도함량과 온도이 변화에도 불구하고 소망의 전하분포로 제공될 수 있다.
토너입자들이 현상롤러와 현상제층 규제수단사이에서 마찰대전에 의해 대전할때 현상롤러와 현상제층 규제수단은 토너입자들의 일함수 W1, W2, W3의 관계가 하기식
( W1-W3)×(W2-W3)＞0
으로 규정되어서 토너입자들이 바랍직하게 분포될 수 있도록 구성된다.
현상제층 규제수단은 토너입자들이 규제수단에 정전기적으로 부착되지 않도록 하기 위하여 바이어스 전압을 인가하는 전도성 물질로 구성될때, 토너입자들은 현상제층 규제수단에 바이어스 전압의 인가결과로 인한 전하주입 효과에 의해 대전된다. 이 경우에, 현상롤러와 현상제층 규제수단은 일함수, 바람직하게는 토너입자들의 일함수를 행하여서 토너입자들이 습기함량과 온도의 변화에도 불구하고 소망의 전하분포로 제공될 수 있는 방법으로 구성된다. 또한 현상롤러 및/또는 현상제층 규제수단과 토너입자들 사이의 마찰대전과 현상제층 규제수단에 바이어스 전압의 인가결과로 인한 전압주입 효과는 토너 입자들을 대전시키기 위하여 이용된다. 현상제층 규제수단에 바이어스 전압의 인가결과로 인한 전하주입 효과가 토너입자들을 대전하기 위해 이용될때 현상제층 규제수단에 인가된 바이어스 전압과 현상롤러에 인가된 현상 바이어스 전압사이의 차는 고전류 또는 전기적 방전이 현상제층 규제수단과 현상롤러에 사이에서 일어나는 레벨보다 작아야 한다.
본 발명의 다른 목적과 이점은 첨부된 도면에 의거하여 다음의 설명으로 부터 이해될 수 있다.
제1도는 퍼스널 컴퓨터 또는 퍼스널 워드프로세서에 대해 사용되도록 배열된 본 발명의 전자사진 인화기를 개략적으로 도시한 것이다.
인화기는 상단벽상에 컷 시트 피더(cut sheet feeder) 22를 갖는 하우징(housing) 20으로 이루어졌다. 컷 시트 피더 22는 컷 시트 또는 페이퍼 p가 보유되도록 하는 호퍼 22a, 호퍼 22a로 부터 컷 시트 또는 페이퍼 p를 하나씩 뽑아내기 위한 피드롤러 22b, 그 상단벽에 형성된 홈을 통하여 하우징 20에서 페이퍼를 뽑아 제공하는 가이드판 22c를 포함한다. 한쌍의 반송롤러 24는 하우징 20내에 위치하고, 가이드판 22c에 인접해 있고, 가이드 26은 반송롤러 24에서 한쌍의 반송롤러 28로 연장된다. 페이퍼가 가이드판 22c를 따라 하우징 20으로 삽입되는 동안, 첫번째 반송롤러 24는 페이퍼가 두번째 반송롤러 28을 향하여 가이드 26을 따라 운반되도록 구동되고, 페이퍼의 전연(前緣 : leading edge)이 반송롤러 28의 바로 앞의 점에 도달할때 첫번째 반송롤러 24는 페이퍼가 움직이지 않도록 일단 정지된다. 첫번째 반송롤러 24가 적당한 시간에서 다시 구동될때, 두번째 반송롤러 28도 구동되어 페이퍼가 그 사이에 공급된다.
하우징 20은 인화기의 기록부를 수납하고, 이 기록부는 참조번호 30으로 표시된다. 이 기록부 30은 감광드럼 32, 대전기/클리너(cleaner) 유니트 34, LED 어레이 유니트 36, 현상장치 38, 전송대전기 40 방전램프 42로 이루어졌다. 감광드럼 32는 알루미늄등의 금속으로된 슬리브형(sleeve-like) 기판과 그 주위에 형성된 광전도성 필름으로 이루어졌다. 광전도성 필름은 opc(organic photoconductor)로 구성되었다. 감광드럼 32는 60㎜ 직경을 갖고, 주속(peripheral speed)이 70㎜/s이고, 화살표 A로 표시된 방향으로 회전된다. 대전기/클리어 유니트 34는 각각 코로나 방전기와 모피 브러쉬로 이루어진 케이싱내에 제공된 대전기와 클리너를 포함한다. 특히, 대전기는 LED 어레이 유니트 36측면에 위치하고, 클리너는 방전램프 측면에 위치한다. 유니트 34의 대전기와 코로나 방전기는 드럼 32의 광전도성 필름에 음의 대전으로 제공되도록 배열되므로 음의 전하의 균일 분포는 그 광전도성 필름표면에서 일어나고 대전영역은 600-650v의 전위를 갖는다.
드럼 32의 대전영역에는 정전잠상이 퍼스널 컴퓨터 또는 퍼스널 워드 프로세서로 부터 얻은 화상 데이타를 기초를 LED 어레이 유니트 36에 의해 점으로된 화상으로서 기록된다. 특히, LED 어레이 유니트 36은 다수의 발광다이오드와 라인상에 배열된 자동촛점 렌즈를 갖으므로 각 다이오드로 부터의 발광은 드럼 표면상에 렌즈에 의해 촛점이 조절된다. LED 어레이 유니트 36은 드럼 32을 향하여 탄성적으로 바이어스되어 그 측면에 제공된 한쌍의 스페이서(spacer) 롤러 36a가 드럼표면에 대하여 접촉되고, 이것에 의하여 일정한 간격이 드럼 표면상의 렌즈소자의 촛점을 보장하기 위하여 자동촛점 렌즈소자의 발광 끝 표면과 회전드럼 표면사이에서 유지될 수 있다. 드럼 32의 대전영역 LED 어레이 유니트 36에 의해 발광될 때 전하는 약 -50v의 전위를 갖도록 발광영역으로 부터 방출된다. 즉, 정전잠상이 발광영역과 그 나머지 영역사이의 전위차에 의한 드럼표면상에 형성된다.
정전잠상은 현상장치 38에 의해 광학적으로 현상된다. 제2a도에 도시된 바와같이, 현상장치 38은 용기 또는 호퍼(hopper) 38a가 약 10㎛ 평균직경을 갖고 폴리에스테르 또는 스티렌 아크릴 수지등의 적당한 합성수지의 착색된 미세한 토너입자로 이루어진 비자기형 일성분 현상제 D를 보유하도록 형성되는 프레임 케이싱으로 이루어졌다.
이 실시예에서, 토너입자들은 OPC 감광드럼 32의 사용으로 인하여 음으로 대전된다. 토너입자의 대전은 이후에 설명한다. 호퍼 38a에는 개구 38b가 형성되고, 전도성의 탄성 현상롤러 38c는 현상롤러 38c의 일부가 개구 38b로 부터 노출되고 감광드럼 32의 표면과 접촉하도록 호퍼 38a내에 제공된다. 현상롤러 38c는 20㎜의 직경을 갖고, 현상장치 38의 프레임 케이싱(또는 호퍼 38a)의 측벽에 의해 지지되는 축(shaft) 38c1, 축 38c1주위에 형성되고 약 104~1010Ωm, 가장바람직하게는 106Ωm의 체적 저항치를 갖는 일전도성 탄성롤러 38c2로 이루어졌다. 현상롤러 38c는 DC전원(도시하지 않음)에 연결되어 -150~400v의 현상 바이어스 전압이 인가된다. 현상롤러 38c 화살표 B로 표시된 방향으로 회전하고, 감광드럼 32의 주속보다 1~4배정도의 주속을 갖는다. 현상롤로 38c의 회전시, 토너 입자들은 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러 38c에 의해 비말동반되고 그 두께는 현상롤러와 탄성적으로 맞물린 블레이드 부재 38d에 의해 균일하게 형성된다. 따라서, 균일한 두께를 갖는 현상제층은 감광드럼 32의 표면에 도달하게 되어, 잠상은 고른 토너밀도로 가시적으로 현상된다. 즉, 현상과정에서 현상롤러 18에 현상바이어스 전압의 공급으로 인하여 토너 입자들은 잠상 영역이 음의 토너 입자들로 대전되는 것처럼, 약 -50v의 전위를 갖는 잠상영역에서만 정기적으로 흡인되어 잠상의 현상이 실행된다.
제2a도로 부터 명백한 바와같이, 현상롤러 38c는 현상롤러 38c 감광드럼 32와 접촉하는 현상영역에서 그 표면이 위로 이동하도록 회전된다. 블레이드 부재 38d가 현상롤러 38c 아래로 위치될 수 있고, 이것에 의해서 블레이드 부재 38d는 현상롤러 38c의 하부측으로 부터 토너입자의 누설을 막기위한 스톱퍼로서 이용될 수 있기 때문에 이 배열은 본 발명의 중요한 특징이다. 토너 입자들의 누설은 현상롤러 38c의 하부측에서 가장많이 나타나고, 여기에서 호퍼 38a에 의해 보유되는 현상제 D의 압력이 가장높지만, 누설은 블레이드 부재 38d의 존재로 인하여 효과적으로 방지될 수 있다. 적합한 실(seal) 부는 블레이드 38d의 축형(shaf-like) 부분에 적용될 수 있다. 한편, 토너입자들의 누설은 현상롤러 38c의 상단에서 비교적 적다. 그 이유는 현상제 D의 압력이 현상롤러 38c의 하부측에서 보다 그 상단에서 적기 때문이고, 현상롤러 38c의 회전으로 인하여 현상롤러 38c의 상단에서 존재하는 토너 입자들은 호퍼 38a로 되돌아가는 경향이 있다. 그럼에도 불구하고, 현상롤러 38c의 상단은 호퍼 38a의 벽으로 부터 매달려 있는 고정된 고무 블레이드 38e에서 의해 밀봉되어서 상단에서 토너의 입자들의 누설이 충분히 방지된다.
블레이드 부재 38d는 현상장치 38의 프레임 케이싱의 측벽에 의해 지지되는 피보트 핀(pivot pin) 38d1에 의해 회동가능하게 설치되고, 피보트 핀 38d1에 결합되는 비틀림 스프링에 의해 현상롤러 38c에 대하여 탄성적으로 바이어스 되므로, 블레이드 주재 38d는 그 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규제하기 위하여 약 26g/㎜의 선형 압축으로 현상롤러 38c에 대하여 탄성적으로 압착으로써, 잠상의 현상을 확보한다. 비록 블레이드 부재 38d가 비전도성 고무물질로 구성될지라도, 전도성 고무물질이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 블레이드 38d가 알루미늄, 스테인레스강, 놋쇠등의 적당한 금속으로 구성된다.
블레이드 부재 38d가 전도성 물질일때, 약 -200~-500v의 바이어스 전압이 블레이드 부재 38에 인가되어 대전된 토너입자들의 정전기적으로 부착되지 않는다. 이것은 블레이드 부재 38d가 현상롤러 38c에 인가된 현상 바이어스 전압의 전위의 대하여 반대 극성을 갖을 때 토너입자들이 블레이드 부재 38d에 정전기적으로 부착되어 현상롤러 38c주위의 현상제층의 형성을 발생하기 때문이다. 블레이드 부재 38d의 바이서스 전압인가는 전하-주입 효과로 인하여 토너입자들의 감광드럼 32의 회전으로 인하여 코로나 방전기로 이루어지고, 현상된 토너 화상이 전송 대전기 40에 달할때 움직이지 않는 페이퍼는 첫번째 반송롤러 24를 구동하므로써 이동하므로 그의 전연(前緣)은 구성된 두번째 반송롤러 28사이에 공급되어 페이퍼는 전송대전기 40과 드럼 32사이의 틈새를 통하여 통과될 수 있다. 틈새를 통하여 페이퍼의 통과시, 전송 대전기 40이 페이퍼에 양의 전하를 주므로, 음의 전하를 갖는 현상된 토너 화상은 페이퍼로 정전기적으로 전사된다. 전사된 토너 화상을 이동시키는 페이퍼는 적합한 금속으로된 전도성 가이드판 48에 의해 안내되고, 히트(heat)롤러 50과 백엄(backup)롤러 52로 이루어진 토너 화상 고정장치내에 주입된다. 전사된 토너 화상을 이동시키는 페이퍼가 전송 대전기 40과 드럼 32사이의 틈새로 부터 방전될때, 페이퍼의 대전과 가이드판 48의 전도성에 기인하여 그사이에서 확립되는 정전 화상력에 의해 전도성 가이드판 48에 정전기적으로 부착된다. 비록 정전화상력이 가이드판 48로 페이퍼를 유지하기에 충분하더라도, 페이퍼가 두번째 반송롤러 28로 부터 얻은 추진력에 의해 가이드판 48을 따라 이동될 수 있는 만큼 아주작다. 가이드 배열과 함께 페이퍼에 의해 이동한 전송 토너 화상에 손상없이 토너 화상 고정장치에 대한 페이퍼를 안내하는 것이 가능하다. 반면에 전사된 토너 화상을 이동시키는 페이퍼는 히트 롤러 50과 백업 롤러 52사이에서 통과되고 전사된 토너 화상을 형성하는 토너 입자들은 히트롤러 50에 의해 열 용융되므로 전사 토너 하상은 페이퍼에 열고정된다. 고정처리를 하는 동안, 페이퍼가 히트롤러 50와 얽히게 되는 것이 가능하지만, 이러한 얽힘은 히트롤러 50과 맞물린 못(nail) 54에 의해 제거된다. 고정 토너 화상을 이동시키는 페이퍼는 배출 롤러 56에 의해 하우징 20의 바깥쪽과 그 외부에 제공된 트레이(tray) 58위로 배출된다.
현상토너 화상이 페이퍼에 전사된 감광드럼 32의 영역이 방전램프 42에 의해 조사되므로 잔류전하는 조사된 영역으로 부터 방전된다. 또한, 페이퍼에 전사되지 않은 나머지 토너입자들은 클리너 또는 대전/클리너 유니트 34의 모피 부러쉬에 의한 감광드럼 32의 표면으로 부터 제거되고 그의 클리너 영역은 대전/클리너 유니트 34의 대전기에 의해 대전된다.
제1도에서, 참조번호 60은 하우징 10내의 온도 상승을 저지하는 통풍기이고, 오존 필터 62는 배기중에서와 코로나 방전기에 의해 발생된 오존을 제거하기 위하여 통풍기 60의 배출부에 부착된다. 또한, 참조번호 64,66,68은 상술된 인화기의 다양한 구성요소에 대한 전원, 이들 구성요소의 구동을 제어하기 위한 제어회로판, 퍼스널 컴퓨터 또는 워드프로세서 각각에 인화기를 연결한 인터페이스 회로판을 나타낸다.
감광드럼 32의 광도전성 필름이 구성될때, 예를 들면, 양의 전하를 갖는 분포가 발생되는 셀레늄 또는 비결정 실리콘 광전도체로 구성될때 토너입자들은 양으로 대전되고 양의 바이어스 전압은 현상롤러 38c와 블레이드 부재 38d에 인가된다.
본 발명의 다른 특징에 따라서, 롤러 38c2는 부드럽게 제공하도록 전도성 개방 셀 발포 고무 물질로 형성되나, 그 개망 셀 발포 구조에 토너입자의 침투가 방지되도록 구성된다. 예를들면, 제2b도에 도시한 바와같이, 개방 셀 발포 고무 롤러 38c2는 다공성 개구 또는 다공성 셀 PC가 토너입자 T의 평균직경 X를 갖도록 구성되어서 롤러 38c2의 개방 셀 발포 구조의 내부에 토너 입자의 투과가 방지된다. 따라서 유연성은 장기간 동안 유지된다. 그 이유는 10㎛직경의 2개의 토너입자들이 20㎛직경의 다공성 셀에 의하여 포착될때 토너입자들이 롤러 38c2의 개방 셀 발포 구조의 침투로 부터 방지하는 방식으로 토너 입자들이 서로 간섭된다. 전도성 개방 셀 발포 고무 물질은 폴리우레탄, 실리콘, 아크릴로니트릴-부타디엔등을 기초롤 한다. 전도성 개발 셀 발포 고무 롤러 38c2의 다공성 셀 직경은 그 개방 셀 발포 구조에 대한 토너입자들의 침투 만큼 긴 토너입자들의 평균 직경의 2배이상일 수 있다. 예를 들면, 다공성 셀들이 미세통로 또는 그 사이의 홀을 통하여 서로 연통되는 개방 셀 발포 구조를 얻는 것이 가능하다. 이 경우에, 비록 다공성 셀들의 직경이 토너입자들의 평균 직경의 2배이상 일지라도 서로 다공성 셀을 연통하는 미세 통로 또는 홀에 토너입자 직경보다 2배이하의 직경을 제공하므로써 롤러에 토너입자의 침투를 방지하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 개방 셀 발포 고무현상 롤러 38c는 많아도 50°, 바람직하게는 10°~35°의 아스커 C-경도로 제공된다. 이것은 그의 오픈 셀 발포 구조에 의해 가능하다, 종래의 경질 고무 현상롤러는 58°의 아스커 경도를 갖는다. 상술된 바와같이, 현상롤러의 경도가 클수도록 감광드럼의 내구성이 더 크게 되어, 드럼의 동작수명이 단축된다. 제3도에 도시된 바와같이, 현상롤러가 드럼에 대하여 압축되는 선형압력이 더 높을 수록, 드럼에 의해 인화될 수 있는 시트수가 더 적어진다. 예를들면, 드럼이 15,000시트 이상의 인화에 충분히 견디도록 요구될때 현상롤러는 50g/㎝의 선형압력으로 드럼에 대하여 압착되어야 한다. 한편, 제4도에 도시한 바와같이, 현상롤러와 드럼사이에서 접촉 또는 니프 폭이 더 커질수록, 현상된 화상의 광밀도(O.D)가 더 커진다. 예를 들면, 현상롤러가 40g/㎝의 선형압력으로 드럼에 대하여 압착될때 니프폭은 잠상의 현상에 필요한 약 0.9이상의 광밀도를 얻기전에 적어도 1㎜되어야 한다. 1.5㎜이상의 니프폭은 충분한 광밀도로 잠상의 현상을 실행하기 위해 바람직하다. 제5도에 도시한 바와같이, 현상롤러의 경도가 더 작아질수록 현상롤러와 드럼사이의 니프폭이 더 커진다. 예를 들면, 50°의 아스커 C-경도를 갖는 현상롤러가 50g/㎝의 선형압력으로 드럼에 대하여 압착될때, 그사이의 니프폭은 1.1㎜이다. 반면에, 40°의 아스커 C-경도를 갖는 현상롤러가 동일한 선형압력으로 드럼에 대해 압력될때 그사이의 니프폭은 1㎜이다. 따라서, 현상롤러의 아스커 C-경도는 감광드럼을 15,000시트 이상 인쇄할 수 있도록 많아도 50°가 된다. 35°이하의 아스커 C-경도를 갖는 현상롤러는 그 사이의 니프폭은 1-3.5㎜되도록 드럼에 대해 압착되는 것이 바람직하다.
또한, 블레이드 부재 38d가 알루미늄, 스테인레스강, 놋쇠등의 금속으로 만들어질때, 현상롤러 38c는 많아도 50°의 아스커 C-경도로 주어져야 한다. 금속블레이드 부재는 그 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규제하기 위하여 현상롤러와 맞물린 다듬질 표면을 갖는다.
일반적으로, 금속 블레이드 부재의 가능한 다듬질 표면도가 약 30㎛정도이지만, 이것은 10㎛의 평균직경을 가지는 토너 입자에 대하여 거칠어질 수 있기 때문에 현상제층의 규제된 두께가 금속 블레이드 부재의 거친 표면에 기인하여 요철형태로 되어 잠상의 요철 현상이 발생된다. 현상롤러의 경도가 클수록 현상제 두께의 변화가 커지고, 따라서 요철 현상이 제6도에 도시된 바와같이 일층 현저하게 된다. 이 도면에서, 횡좌표는 현상롤러의 경도를 나타내고 종좌표는 시트가 흑색 현상제로 확실하게 인화될때 요철 현상의 퍼센트를 나타낸다. 예를들어 가시적으로 눈에 띄지않는, 많아도 0.5%의 요철 현상이 제6도의 점선으로 표시된 바와같이 허용된다면, 현상롤러는 많아도 50%의 아스커 C-경도를 가져야한다. 또한, 제7도는 시트가 흑색 현상제로 확실하게 인화될때 최고와 최저의 광밀도의 차이(
Figure kpo00001
O.D.)와 현상롤러의 경도사이의 관계를 나타낸다. 유사하게, 가시적으로 눈에 띄지 않는 0.2의 차이(
Figure kpo00002
O.D.)는 제7도의 점선으로 표기된 바와 같이 약50
Figure kpo00003
의 아스커 C-경도에 대응한다.
일반적으로, 상술된 바와같이 종래의 경질 고무 현상롤러와 본 발명에 따른 개방 셀 발포 고무 현상롤러를 기본으로 할 수 있는 폴리우레탄 고무 물질등의 합성고무 물질의 경도는 온도와 공기중의 습기 함량으로 저하되므로써 보다 커진다. 또한, 폴리우레탄 고무 물질등의 합성고무 물질의 마찰계수는 온도와 공기중의 습기함량으로 저하되므로써 보다 낮아진다. 결과적으로, 경질 고무 현상롤러를 사용할때, 현상에 대한 토너 밀도가 온도와 공기중의 습기 함량으로 저하됨에 따라 낮아지기 때문에 토너 입자가 경질 고무 현상롤러에 의하여 만족스럽게 운반될 수 없으며, 전자사진 흐림이 나타나기 때문에 토너입자는 경질 고무 현상롤러에 의하여 견고하게 보유될 수 없다.
반대로, 온도와 공기중의 습기 함량으로인한 저하에도 불구하고, 개방 셀 발포 고무 현상롤러의 경도가 그의 개방 셀 발포 구조 때문에 저하될 수 있으며 토너입자는 쉽게 포획되어 개방 셀 발포 고무현상롤러의 표면위에 나타나는 다공성 개구에 의하여 견고하게 보유된다. 따라서, 전자사진 흐름이 사실상 제거될뿐 아니라 온도와 공기중의 습기 함량이 낮을지라도 토너밀도가 유지될 수 있다. 제8도는 20°의 아스커 경도를 가지는 다공성 고무 현상롤러와 58°의 아스커 경도를 가지는 경질 고무 현상롤러를 사용할때, 전자사진 흐림의 광밀도(O.D.) 및 온도와 공기중의 습기함량의 변화사이의 관계를 나타낸다. 제8도에, 환원과 검은원은 20°의 아스커 경도를 가지는 개방 셀 발포 고무 현상롤러와 58°의 아스커 경도를 갖는 경질 고무 현상롤러에 각각 대응한다. 제8도로 부터 명백한 바와같이, 20°의 아스커 경도를 가지는 개방 셀 발포고무 현상롤러가 사용될때, 온도와 공기중의 습기 함량이 낮을지라도 전자사진 흐림이 사실상 제거되고, 이에 반하여 58°의 아스커 경도를 가지는 경질 고무 현상롤러가 사용되면, 온도와 공기중의 습기 함량이 각각 25℃와 50% 아래로 저하될때 전자사진 흐림의 광밀도가 점차적으로 증가된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 현상롤러와 토너입자사이의 마찰대전이 토너입자를 대전하기 위해 사용될때, 현상롤러 38c의 롤러 38c2에 대한 고무 물질로서, 폴리우레탄 고무 물질이 사용된다. 이것은 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러를 사용하므로써 대전된 토너입자가 잠상의 고무 현상을 확보하는 전하분포를 발생할 수 있기 때문이다. 예를들어, 감광 드럼이 유지 광전도체(OPC)로 형성되면, 그의 토너입자가 음전하를 발생할 수 있도록 폴리에스테르 또는 스티렌 아크릴 수지계 현상제가 사용된다. 제9도는 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러를 사용하는 동안 대전할때, 폴리에스테르 수지계 토너입자의 전하 분포를 나타내고, 제10도는 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러를 사용하는 동안 대전할때, 스티렌 아크릴 수지계 토너입자의 전하 분포를 나타낸다. 더우기, 제11도는 실리콘 발포 고무 현상롤러를 사용하는 동안 대전할때, 폴리에스테르 수지계 토너입자의 전하분포를 나타내고, 제12도는 실리콘 발포 고무 현상롤러를 사용하는 동안 대전할때 스티렌 아크릴 수지계 토너입자의 전하분포를 나타낸다. 제9,10,11 및 12도에서, 횡좌표와 종좌표는 각각 전하량과 토너입자의 수를 나타낸다. 이들 도면으로 부터 명백한 바와 같이, 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러가 사용될때 폴리에스테르 수지와 스티렌 아크릴 수지계 현상제가 양 전하를 가지는 토너입자를 사실상 포함하지 않고, 이에 반하여 실리콘 발포 고무 현상롤러가 사용될때, 폴리에스테르 수지와 스티렌 아크릴 수지계 현상제가 참조번호 70으로 표시된 토너입자의 양으로 대전된 부분과 참조번호 72로 표시된 토너입자의 저레벨의 음으로 대전된 부분을 포함한다. 이것은 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러가 마찰대전에 대하여 중성인 반면에, 실리콘 발포 고무 현상롤러는 마찰대전에 대하여 높은 양성이기 때문인 것으로 여겨진다. 특히, 실리콘 발포 고무 현상롤러가 마찰대전에 대하여 그의 높은 양성특성 때문에 과대전되어, 실리콘 발포 고무 현상롤러와 블레이드 부재사이의 전기적 방전이 발생될 수 있고, 이것에 의하여 토너입자의 일부가 양 전하로 된다. 제11도와 12도에 도시된 토너입자의 전하분포는 잠상영역을 제외하고는 양으로 대전된 토너입자와 저레벨의 음으로 대전된 토너입자가 감광 드럼의 표면의 부착되기 때문에 잠상의 고유 현상이 확보하게 될 수 없으며 따라서 현상제는 조기 소모된다. 또한, 감광 드럼에 부착된 양으로 대전된 토너입자가 시트 또는 페이퍼에 전달될 수 없더라도, 저레벨의 음으로 대전된 토너입자는 감광 드럼으로 부터 시트나 페이퍼에 전달될 수 있고, 이것에 의하여 전자사진 흐름을 발생한다. 따라서, 현상롤러와 토너입자 사이의 마찰대전이 토너입자를 대전하기 위해 사용되면, 현상롤러의 롤러는 바람직하게 전도성 폴리우레탄 발포 고무 물질로 형성된다.
더우기, 현상롤러가 전도성 실리콘 발포 고무 물징이 아닌 전도성 폴리우레탄 발포 고무 물질로 형성되면, 현상된 화상의 해상도를 유지하는 장점이 있고, 인화된 화상은 장기간에 걸쳐 고레벨로 얻어질 수 있다. 해상도의 변화는 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 실리콘 발포 고무 현상롤러가 300dpi(인치당 롯트)의 돗트밀도를 가지는 전자사진 인화기내에 합체된 경우에서 측정된다. 측정에 있어서, 돗트 라인에 대응하는라인 공간에 의하여 서로 일정한 간격을 띈 다수의 돗트 라인을 포함하는 표본 패턴이 시트 또는 페이퍼위에 반복적으로 인회되고나서, 돗트 라인으로 부터의 반사밀도 DB(반사된 광강도)와 라인 공간으로 부터의 반사 밀도 DW(반사된 광강도)가 인화된 표본 패턴으로 부터 결정된다. 해상도는 다음 공식으로 부터 얻어진 백분을 R에 의하여 계산된다.
Figure kpo00004
여기서, "n"은 돗트라인 또는 라인 공간의 수를 나타낸다. 이식으로 부터 알 수 있는 바와같이, 백분을 R이 작을 수록 해상도는 커진다. 백분율 R이 60%를 초과하면, 그로부터 얻어진 해상도는 사실상 부적당하다. 이 측정결과가 제13도에 도시되어 있고, 이 도면에 도시된 바와같이 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러가 사용되면, 백분율 R은 8000시트 이상의 인화에 걸쳐 30%로 일정하게 유지되는 반면, 실리콘 발포 고무 현상롤러가 사용되면, 백분율 R은 인화된 시트의 수가 약 8000일때 60%의 한계까지 상승한다. 이것은 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러가 실리콘 발포 고무 현상롤러에 대하여 우수한 내마모성을 가지며, 이것에 의하여 실리콘 발포 고무 현상롤러의 표면 특성이 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 비교하여 볼때 감광 드럼 및 블레이드 부재와 결합된 마찰에 의하여 쉽게 저하되기 때문인 것으로 여겨진다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 현상롤러와 블레이드 부재는 그의 일함수가 현상제의 일함수보다 작거나 크도록 구성된다. 현상롤러 블레이드 부재 및 토너입자 사이의 마찰 대전이 토너입자를 대전하기 위해 사용되면 이들 일함수는 현상제의 일함수 보다 작거나 커야하고, 이것은 대전된 토너입자가 잠상의 고유현상이 얻어지는 전하 분포를 제공할 수 있게 한다. 본 발명의 이 특징은 경질 고무 물질로 형성된 현상롤러를 포함하는 현상장치에 적용될 수 있다.
예를들어, 폴리에스테르 수지계 토너입자가 전도성 폴리우레탄 발포 고무 물질로 형성된 현상롤러와 테플론으로 코팅된 고무물질로 형성된 블레이드 부재를 사용하여 대전하였을때, 대전된 폴리우레탄 수지계 토너입자가 제11도의 전하분포와 유사하게 제14도에 도시된 바와같이 전하분포를 얻는다. 즉, 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러를 사용하여 대전된 폴리에스테르 수지계 현상제는 참조번호 74로 표시된 토너입자의 양으로 대전된 부분과 참조번호 76으로 표시된 토너입자의 저레벨의 음으로 대전된 부분을 포함한다. 이것은 테플론으로 코팅된 고무 블레이드 부재의 일함수가 폴리에스테르 수지계 토너입자의 일함수보다 크고, 따라서, 토너입자의 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러에 의하여 음으로 대전될지라도, 토너입자의 음전하가 토너입자의 일함수보다 더 작은 일함수를 가지는 블레이드 부재에 의하여 약해지고, 이것에 의하여 토너입자의 일부가 양전하를 얻을 수 있기 때문인것으로 여겨진다. 실제로, 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러, 폴리에스테르 수지계 토너입자 및 테플론으로 코팅된 고무 블레이드부재가 제15도에 도시된 바와같이 각각 4.49, 5.35 및 5,75eV의 일함수를 갖는다는 것이 측정으로 부터 입증된다.
토너입자가 제14도에 도시된 바와 같은 전하 분포를 가지면, 상술된 바와 동일한 이유로 인해, 현상제는 조기 소모되어 사진 흐름이 나타날 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 단점은 비교적 작은 일함수를 가지는 금속물질의 블레이드 부재를 형성하므로써 해소될 수 있다. 예를 들어, 블레이드 부재가 4.41eV의 일함수를 가지는 알루미늄으로 형성되면 폴리부틸렌 발포 고무 현상롤러와 블레이드 부재의 일함수는 제16도에 도시된 바와같이, 폴리에스테르 수지계 토너입자의 일함수보다 작기 때문에 폴리에스테르 수지계 토너입자는 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 블레이드 부재에 의하여 음으로 대전된다. 결과적으로, 대전된 폴리에스테르 수지계 토너입자는 제17도에 도시된 바와같이, 바람직한 전하분포를 얻는다.
5.35eV의 일함수를 가지는 폴리에스테르 수지계 토너입자가 다음의 원료로 부터 제조된다.
(1) 폴리에스테르 수지 : 93pbw(중량부)
(산값 45 : 용융점 145℃)
(2) 탄소 : 3pbw
(Black Pearls L : Cabot Corp.)
(3) 폴리프로필렌 왁스 : 1pbw
(Biscol 550P : Sanyo Kasei K.K.)
(4) 아조 염료 : 2pbw
(Aizen Spilon Black TRH : Hodogaya Chemical Corp. Ltd.)
폴리에스테르 수지는 테레프탈산, 트리메틸산 및 다음구조 식을 가지는 디올을 축합함으로써 얻어진다.
Figure kpo00005
여기서, R1은 CnH2n(1≤n≤5) 제조단계에서, 이들 원료를 혼합하고, 용융하여 혼련한 다음 분말로 하여 5에서 15㎛까지의 직경을 가지는 미립자를 제조하였다.
또한, 다른 형의 아조 염로(S34 ; Orient Chemical K.K.)를 아조염료(Aizen Spilon Black TRH ; Hodogaya Chemical Corp. Ltd.)대신에 사용하였을 경우에, 얻어진 폴리에스테르 수지계 토너입자가 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 알루미늄 블레이드 부재의 일함수보다 더 큰 5.60eV의 일함수를 갖는다.
또한, 그의 일함수가 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 알루미늄 블레이드 부재의 일함수보다 더 큰 경우에 한해서는 스티렌 아크릴 수지계 토너입자가 사용될 수 있다. 사실상, 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 알루미늄 블레이드 부재의 일함수보다 더 큰 5.25eV의 일함수을 가지는 스티렌 아크릴 수지계 토너입자가 다음의 원료를 사용함으로써 제조된다.
(1) 스틸렌 아크릴 수지 : 90pbw
(용융점 150℃)
(2) 탄소 : 5pbw
(Black Pearls L : Cabot Corp.)
(3) 폴리프로필렌 왁스 : 3pbw
(Biscol 550p : Sanyo Kasei K.K.)
(4) 아조 염료 : 2pbw
(Aizen Spilon Black TRH : Hodogaya Chemical Corp. Ltd.)
스틸렌 아크릴 수지는 스티렌과 n-부틸아크릴레이트의 공중합에 의하여 얻어졌다.
제조단계에서, 이들 원료를 혼합하고, 용융하여, 혼련하고나서 분말로 하여 5에서 15㎛까지의 직경을 가지는 미립자를 제조하였다.
즉, 토너입자가 양전하를 얻으면, 바람직한 전하분포는 그의 일함수을 토너입자의 일함수보다 작도록 현상롤러와 블레이드 부재를 구성함으로써 얻어질 수 있다.
한편, 토너입자가 양전하를 얻으면, 바람직한 전하 분포는 그의 일함수를 토너입자의 일함수보다 더 크도록 현상롤러와 블레이드 부재를 구성하므로써 얻어질 수 있다. 예를들면, 5.35eV의 일함수를 가지는 폴리에스테르 수지계 토너입자 또는 5.25eV의 일함수를 가지는 스티렌 아크릴 수지계 토너입자가 5.75eV의 일함수를 얻기 위하여 5.75eV의 일함수를 가지는 테플론으로 코팅된 고무 블레이드 부재를 사용하고 테플론으로 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러를 코팅하므로써 양전하를 얻을 수 있다. 현상롤러의 테플론 코팅은 그 표면에 존재하는 기공이 전체를 덮지 않도록 실행되어야 한다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 현상롤러와 현상제는 그 사이의 마찰대전이 가능한한 많은 토너입자의 대전에 관여하지 않도록 구성되기 때문에 그 사이의 마찰 대전은 환경변화, 특히 온도와 공기중의 습기 함량의 변화에 의하여 영향받고, 따라서 현상롤러와 블레이드 부재의 일함수가 상술된 바와같이 현상제의 일함수보다 작거나 클지라도, 대전된 토너입자는 소망의 전하 분포를 항상 얻을 수 있는 것은 아니다. 본 발명의 이러한 관점은 경질 고무물질로 형성된 현상롤러를 포함하는 현상장치에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 제18도에 도시된 바와 같이 4.41, 4.49 및 5.60eV의 일함수를 가지는 알루미늄 블레이드 부재, 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러 및 폴리에스테르 수지계 토너입자를 사용하면, 토너입자의 전하 분포는 제19a, b, 및 c도에 도시된 바와같이 온도와 공기중의 습기함량의 변화에 의하여 쉽게 변환된다. 즉, 온도와 공기중의 습기함량이 각각 5℃와 20%일때, 토너입자는 제19a도에 도시된 바와같이 전하분포를 얻으며, 온도와 공기중의 습기함량이 5℃와 20%에서 25℃와 50%로 각각 상승하면, 토너입자의 전하분포는 제19b도에 도시된 바와같이 양의 측으로 이동되고, 온도와 공기중의 습기 함량이 32℃와 80%로 각각 상승하면, 토너입자의 전하분포는 제19c도에 도시된 바와 같이 양의 측으로 더 이동된다. 이것은 온도와 습기함량의 변화에 대하여 현상롤러와 토너입자의 함량이 변화될 수 있기 때문인 것으로 여겨진다. 제19a도와 19b도에 도시된 전하 분포되는 잠상의 고유현상을 확보하지만, 제19c도에 도시된 전하분포는 그렇지 않고, 이것은 토너입자가 제19c도의 사선으로 도시된 바와같이, 양으로 대전되고 저레벨의 음으로 대전된 부분을 포함하기 때문이다.
따라서, 전자사진 인화기가 고온과 공기중의 습기함량 조건하에서 사용되면, 현상롤러와 현상제는 그 사이의 마찰대전이 가능한한 많은 토너입자의 대전에 관여하지 않도록 구성되어야 한다. 이것은 현상롤러와 현상제의 일함수가 가능한한 많이 서로 일치하는 것을 확보함으로써 실행할 수 있다. 예를들면, 테플론으로 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러를 코팅하므로써, 상술된 바와같이 제20도에 도시된 5.60eV의 일함수에 근시하하는 5.75eV의 일함수가 얻어질 수 있다. 이 경우에, 토너입자의 대전이 4.41eV의 일함수를 가지는 알루미늄 블레이브 부재에 의하여 활성적으로 실행될 수 있기 때문에, 그의 전하분포는 제21a, b 및 c도에 도시된 바와같이, 온도와 공기중의 습기 함량의 변화에 관계없이 비교적 안정하다. 특히, 이들 도면으로 명백한 바와같이, 전하 분포는 온도와 공기중의 습기함량이 상승하는 것에 대하여 양의측으로 서서히 이동될 수 있고, 온도와 공기중의 습기함량이 각각 32℃와 80%로 상승될지라도 전하 분포는 양으로 대전된 토너입자를 포함하지 않는다.
더우기, 본 발명에 따라, 현상롤러, 블레이드 부재 및 현상제가 그의 일함수가 서로 근사하게 구성될 수 있고, 이것에 의하여 현상롤러와 블레이드 부재사이의 마찰 대전과 토너 입자는 가능한한 많이 토너입자의 대전에 관여하지 않는다. 이 경우에, 토너입자의 대전은 전도성 블레이드 부재에 바이어스 전압을 인가하여 얻어진 전하-주입효과에 의해 실행된다. 예를 들면, 테플론으로 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 전도성 고무 블레이드 부재를 코팅하고, 5.60eV의 일함수을 가지는 폴리에스테르 수지계 토너입자를 사용하므로써, 상술된 바와같이 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러와 전도성 고무 블레이드 부재가 테플론 코팅에 의하여 5.75eV의 일함수를 얻을 수 있기 때문에 그의 일함수는 서로 근사할 수 있다. 현상롤러, 블레이드 부재 및 현상제의 일함수가 서로 근사하면, 토너입자의 대전은 온도와 공기중의 습기 함량의 변화에 영향으로 부터 사실상 보호될 수 있고, 따라서, 토너입자의 전하분포가 보다 안정된다. -200V의 바이어스 전압이 블레이드 부재에 인가되면 토너입자에 -10±1μq/g의 전하를 인가하는 것이 사실상 가능하다.
본 발명에 따라, 전하-주입 효과는 토너 입자를 대전하기 위한 마찰대전과 결합하여 이용될 수 있다. 전하주입 효과가 토너입자를 대전하기 위하여 이용될때, 블레이드 부재의 인가된 바이어스 전압과 현상제에 인가된 현상 바이어스 전압사이의 차이는 그 차이가 블레이드 부재에 토너입자를 전기적으로 부착시키게 할 만큼 충분히 낮을때 현상롤러 주위의 현상제층의 형성이 불가능하고, 그 차이가 블레이드 멤버와 현상롤러 사이의 고전류 또는 방전을 야기하기에 충분히 클때 토너입자의 현상롤러가 주울 열(Joul heat)의 발생에 의하여 용융되기 때문에 소정의 범위내에 있어야만 한다. 예를 들면, 폴리우레탄 발포 고무 현상롤러, 알루미늄 블레이드 부재 및 폴리에스테르 수지계 토너입자가 사용되면, 블레이드 부재에 인가된 바이어스 전압과 현상롤러에 인가된 현상바이어스 전압사이의 차이는 다음표에 도시된 바와같이 -20에서 -200V까지의 범위내에 있어야 한다.
Figure kpo00006
표에서 명백한 바와같이, 전압차가 -350V보다 크면, 토너입자와 현상롤러가 블레이드 부재와 현상롤러 사이의 방전으로 인하여 용융되기 때문에, 리세스가 그 표면에 형성된다. 전압차가 -300과 -250V 사이에 있으면, 리세스의 형성은 현상롤러의 표면에서 방지될 수 있으나, 용융 토너입자가 그의 표면에 필름 같은 것을 접착시키기 때문에 현상의 토너 밀도가 낮아진다. 전압차가 -200과 -150V 사이에 있으면, 용융 토너입자가 현상롤러의 표면에 필름 같은 것을 약간 부착시키지만 현상의 토너밀도는 이것에 의하여 사실상 영향받지 않는다. 전압차가 -10V보다 작으면, 토너입자는 블레이드 부재에 정전기적으로 부착된다. 따라서, 폴리우레탄 발포고무 현상롤러, 알루미늄 블레이드 부재 및 폴리에스테르 수지계 토너입자가 사용되면, 전압차는 -20에서 -200V, 바람직하게는 -20 -100V이어야 한다.
제22도는 제2도 실시예의 변경을 도시한 것이다. 이 변경된 실시예에서, 블레이드 부재 38d는 호퍼 38a의 바닥벽에 형성된 리세스내에 수납되는 코일 스프링 78에 의하여 현상롤러 38c에 대해 탄성적으로 바이어스 된다.
제23도는 제2도 실시예의 다른 변경을 도시한 것이다. 이 변경 실시예에서, 브레이드 부재 38d는 그의 자유단으로부터 아래쪽으로 돌출된 연장부 38d1을 갖는다. 연장부 38d1은 인화기 프레임에 의하여 지지된 축 80a에 대하여 회동되는 캠(cam) 80과 결합되고, 축 80a에서 결합된 비틀림 스프링(도시되지 않았음)에 의하여 제23도의 반시계방향으로 탄성적으로 바이어스되며 이것에 의하여 블레이드 부재 38d는 현상롤러 38c에 대향하여 탄성적으로 바이어스된다.
제24도는 제22도 실시예의 변경을 도시한 것이다. 이 변경된 실시예에서, 현상장치 38의 프레임 케이싱은 그 안에 형성된 리세스 44a'를 가지며 인화기 프레임에 고정된 지지부재 44'로부터 회동가능하게 매달려 있다. 특히 현상장치 38의 프레임 케이싱은 텅부 38f'의 자유단에 회전가능하게 부착된 롤러 38g'를 가지며 그 상단벽으로부터 윗쪽으로 돌출된 텅부 38f'을 갖는다. 현상장치 38 프레임 케이싱은 지지부재 44'의 리세스 44a'에 롤러 38g'를 수납함으로써 회동가능하게 매달려 있기 때문에, 프레임 케이싱은 감광드럼 32쪽으로와 먼쪽으로 이동가능하다.
제25도는 제24도 실시예의 변경을 도시한 것이다. 이 변경된 실시예에서, 블레이드 부재 38d는 제23도에 도시된 것과 동일한 방법으로 형성된다. 즉 그의 자유단으로부터 윗쪽으로 돌출된 연장부 38d1을 갖는다. 연장부 38d1은 인화기 프레임에 의하여 지지되는 축 82a에 고정된 판 스프링(leaf spring)82와 결합되고, 제25도의 반시계방향으로 탄성적으로 바이어스되며, 이것에 의하여 블레이드 부재 38d가 현상롤러 38c에 대향하여 탄성적으로 바이어스된다.
제26도는 제1도에 도시된 전자사진 인화기 실시예의 변경을 도시한 것이다. 이 변경된 인화기는 컷시트 또는 페이커 P'가 보유되는 호퍼 22a' 호퍼 22a'로부터 컷시트 또는 페이퍼 P'를 하나씩 뽑아내기 위한 이송롤러 22b' 및 그의 상단벽에 형성된 슬롯을 통하여 하우징 20에 뽑아진 페이퍼를 공급하기 위한 가이드판 22c'를 포함하는 부수적인 컷시트 피더(feeder)22'가 제공된다. 한쌍의 반송롤러 24'는 하우징 20내에 배치되고 가이드판 22c'에 인접하여 가이드 26'는 가이드 26과 결합한다. 부수적인 컷시트 피더 22'는 컷시트 피더 22와 동일한 방법으로 동작한다. 비록, 호퍼 22a에 보유되는 컷시트 P가 호퍼 22a'에서 유지되는 컷시트 P'의 크기(예를 들면, A4크기)와 다른 크기(예를 들면, B5 크기)를 가질지라도, 컷시트 P와 P'는 동일한 크기를 가질 수 있다.
제26도의 변경된 인화기에서, 하우징 20의 상부공간이 가이드 26'에 의하여 점유되기 때문에, 지지부재 44는 생략된다. 대신에, 제27도에 도시된 바와같이 한쌍의 가이드 레일(rail) 84(제27도에는 단 한개만이 도시되어 있음)가 현상장치 38 아래에 제공된다. 한편, 현상장치 38의 프레임 케이싱은 그 바닥벽으로부터 아래쪽으로 돌출되고 각각이 가이드 롤러 88을 가지는 두쌍의 텅부 86을 갖는다. 현상장치 38의 프레임 케이싱은 가이드 롤러 88을 통하여 가이드 레일 84위에 설치되고, 이것에 의하여 프레임 금속케이싱은 감광드럼 32쪽으로와 먼쪽으로 이동가능하다. 또한, 제27도에 도시된 바와같이, 현상롤러 38c가 드럼 32에 대향하여 탄성적으로 압착되도록 판스프링 90은 현상장치 38의 프레임 케이싱의 후벽과 프린터 프레임의 고정된 벽부분 92 사이에 제공된다. 제26도와 제27도에 도시된 현상장치 38에서, 블레이드 부재 38d는 제22도와 24도의 실시예에서와 동일한 방법으로 탄성적으로 바이어스된다.
상술된 실시예에서, 필요에 따라, 그의 표면이 현상영역에서 이래쪽으로 움직이도록 하기 위해, 감광드럼 32는 제1도의 화살표 a'에 의하여 표시된 방향으로 회전될 수 있다. 물론 이 경우에, 인화기의 필수부인 기록부 30을 형성하는 구성요소의 배열을 드럼 32의 회전방향 A'에 따라 변화된다.
또한, 상술된 실시예에서, 현상제를 보유하기 위한 용기 또는 호퍼 38a의 바닥벽이 현상롤러 38c를 향하여 하향의 경사면을 형성하여, 토너입자가 중력에 의하여 그곳으로 이동될 수 있더라도, 호퍼 38a의 바닥벽은 완만한 경사면을 가질 수 있다. 이 경우에, 용기 38a에는 현상롤러 38c쪽으로 토너입자를 확실히 이동시키기 위한 패들(paddle)롤러 또는 용기 38a로부터 그의 데드 스톡(dead stock)을 제거하기 위하여 토너입자를 교반하는 교반기가 제공된다.
본 발명의 실시예들이 감광드럼에 대하여 설명되었을지라도, 이 실시예들은 정전잠상이 형성될 수 있는 유전체(dielectric)드럼에 적용될 수도 있다. 더우기, 본 발명에 따른 현상장치가 비자기형 일성분 현상제를 사용할지라도, 필요에 따라 자기형 일성분 현상제가 사용될 수도 있다.
마지막으로, 상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예라는 것이 이 분야의 숙련자에 의하여 이해될 것이며, 다양한 변화의 변경이 발명의 영역으로부터 벗어나지 않고 행하여 질수 있다.

Claims (43)

  1. 토너입자로 구성된 일성분 현상계를 보유하는 용기, 용기내에 회전가능하게 제공되고, 현상롤러의 일부가 그로부터 노출되고 그 사이에 현상영역을 형성하기 위하여 정전잠상 담지체의 표면에 접하도록 용기의 최하단부 영역에 위치되는 현상롤러, 이 현상롤러는 그 표면이 현상영역의 위로 이동하도록 회전되고 현상롤러의 회전중에 토너입자가 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러의 표면에 의해 비말동반되고 정전잠상 담지체 위에 형성된 정전잠상의 현상을 위한 현상영역에 운반되어지며, 현상롤러 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규제하기 위하여 현상롤러와 탄성적으로 맞물리어 용기내에 제공되고, 현상롤러의 하면에서 용기로부터 토너입자의 누설을 방지하는 스톱퍼로서 작용하기 위하여 현상롤러 아래에 배치되는 현상제층 규제수단을 포함하는 일성분 현상제를 사용하는 현상장치.
  2. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 현상롤러가 전도성 개방 셀 발포 구조에 토너입자의 침투가 방지되고, 현상롤러의 회전중에 토너입자가 현상롤러의 기공에 의해 포착되고 보유되어 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 기공이 현상롤러의 표면위에 나타나도록 구성된 전도성 개방 셀 발포 고무 물질로 형성되는 현상장치.
  3. 청구범위 제1항에 있어서, 현상롤러가 많아도 50°, 바람직하게는 35°의 아스커 C-경도를 갖고 정전잠상 담지체의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되어 정전잠상 담지체의 동작수명이 연장될 수 있는 현상장치.
  4. 청구범위 제1항에 있어서, 현상제층 규제수단이 금속으로 형성되고, 이것에 의하여 현상제층 규제수단에 의하여 규정된 현상제층의 두께 변화를 감소시킬 수 있는 현상장치.
  5. 청구범위 제2항에 있어서, 현상롤러를 형성하는 전도성 개발 셀 발포 고무물질이 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무 물질이고, 이것에 의하여 현상된 화상의 해상도가 장기간 동안 고레벨로 유지되는 현상장치.
  6. 청구범위 제2항에 있어서, 현상롤러를 형성하는 전도성 개방 셀 발포 고무물질이 마찰 대전에 대하여 중성인 전도성 개발 셀 발포 폴리우레탄 고무물질이고 이것에 의하여 토너입자가 현상롤러와 토너입자 사이의 마찰대전을 이용하여 소망의 전하분포를 부여할 수 있는 현상장치.
  7. 토너입자로 구성된 일성분 현상제를 보유하는 용기, 용기내에 회전가능하게 제공되고, 현상롤러의 일부가 그로부터 노출되고 그 사이에 현상영역을 위하여 정전잠상 담지체의 표면에 접하도록 용기의 최하단부 영역에 위치되는 현상롤러, 이 현상롤러는 현상롤러의 회전층에 그 표면이 현상영역의 위로 이동하도록 회전되고 토너입자가 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러의 표면에 의해 비말동반되고 정전잠상 담지체 위에 형성된 정전잠상의 현상을 위한 현상영역에 운반되어지며, 현상롤러 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규제하기 위하여 현상롤로와 탄성적으로 맞물리어 용기내에 제공되고, 현상롤러의 하면에서 용기로부터 토너입자의 누설을 방지하느 스톱퍼로서 작용하기 위하여 현상롤러 아래에 배치되는 현상제층 규제수단을 포함하는 일성분 현상제를 사용하는 현상장치에 있어서, 상기 현상롤러는 그 일함수가 토너입자의 일함수에 근접하고, 바람직하게는 이 일함수와 일치하도록 구성되고, 토너입자가 현상제층 규제수단과 토너입자 사이의 마찰대전에 의하여 대전되어 토너입자가 온도와 공기중의 습기 함량변화에 관계없이 소망의 전하분포를 부여할 수 있는 현상장치.
  8. 청구범위 제7항에 있어서, 상기 현상롤러가 전도성 개방 셀 발포 구조에 토너입자의 침투가 방지되고, 현상롤러의 회전중에 토너입자가 현상롤러의 기공에 의해 포착되고 보유되어 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 기공이 현상롤러의 표면위에 나타나도록 구성된 전도성 개방 셀 발포 고무물질로 형성되는 현상장치.
  9. 청구범위 제7항에 있어서, 현상롤러가 많아도 50°, 바람직하게는 35°아스커 C-경도를 갖고, 정전잠상 담지체의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되어, 정전잠상 담지체의 동작 수명이 연장될 수 있는 현상장치.
  10. 청구범위 제7항에 있어서, 현상제층 규제수단이 금속으로 형성되고, 이것에 의하여 현상제층 규제수단에 의하여 규제된 현상제층의 두께 변화를 감소시킬 수 있는 현상장치.
  11. 청구범위 제8항에 있어서, 현상롤러를 형성하는 전도성 개방 셀 발포 고무물질이 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무물질이고, 이것에 의하여 현상된 화상의 해상도 장기간 동안 고레벨로 유지되는 현상장치.
  12. 토너입자로 구성된 일성분 현상제를 보유하는 용기, 용기내에 회전가능하게 제공되고, 현상롤러의 일부가 그로부터 노출되고 그 사이에 현상영역을 형성하기 위하여 정전잠상 담지체의 표면에 접하도록 용기의 최하단부 영역에 위치되는 현상롤러, 이 현상롤러의 회전중에 그 표면이 현상영역의 위로 이동하도록 회전되고 토너입자가 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러의 표면에 의해 비말동반되고 정전잠상 담지체 위에 형성된 정전잠상의 현상을 위한 현상영역에 운반되어지며, 현상롤러 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규제하기 위하여 현상롤러와 탄성적으로 맞물리어 용기내에 제공되고, 현상롤러의 하면에서 용기로부터 토너입자의 누설을 방지하는 스톱퍼로서 작용하기 위하여 현상롤러 아래에 배치되는 현상제층 규제수단을 포함하는 일성분 현상제를 사용하는 현상장치에 있어서, 상기 토너입자가 현상롤러와 현상제층 규제수단 및 토너입자 사이의 마찰대전에 의하여 대전될 때, 상기 현상롤러와 현상제층 규제수단은 그 일함수 W1과 W2및 토너입자의 일함수 W3의 관계가 다음의 공식
    (W1-W3)×(W2-W3)＞0
    으로 규정되도록 구성되어 토너입자가 소망의 전하분포로 부여될 수 있는 현상장치.
  13. 청구범위 제12항에 있어서, 상기 현상롤러가 개방 셀 발포 구조에 토너입자의 침투가 방지되고, 현상롤러의 회전중에 토너입자가 현상롤러의 기공에 의해 포착되고 보유되어 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 기공이 현상롤러의 표면위에 나타나도록 구성된 전도성 개방 셀 발포 고무물질로 형성되는 현상장치.
  14. 청구범위 제12항에 있어서, 현상롤러가 많아도 50°, 바람직하게는 35°의 아스커 C-경도를 갖고 정전잠상 담지체의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되고 정전잠상 담지체의 동작수명이 연장될 수 있는 현상장치.
  15. 청구범위 제12항에 있어서, 현상제층 규제수단이 금속으로 형성되고, 이것에 의하여 현상제층 규제수단에 의하여 규제된 현상제층의 두께 변화를 감소시킬 수 있는 현상장치.
  16. 청구범위 제13항에 있어서, 현상롤러를 형성하는 전도성 개방 셀 발포 고무물질이 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무물질이고, 이것에 의하여 현상된 화상의 해상도가 장기간동안 고레벨로 유지되는 현상장치.
  17. 토너입자로 구성된 일성분 현상제를 보유하기 위한 용기, 용기내에 회전가능하게 제공되고, 현상롤러의 일부가 그로부터 노출되고 그 사이에 현상영역을 형성하기 위하여 정전잠상 담지체의 표면에 접하도록 용기의 최하단부 영역에 위치되는 현상롤러, 이 현상롤러는 현상롤러의 회전중에 그 표면이 현상영역의 위로 이동하도록 회전되고 토너입자가 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러의 표면에 의해 비말동반되고 정전잠상 담지체 위에 형성된 정전잠상의 현상을 위한 현상영역에 운반되어지며, 현상롤러 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규제하기 위하여 현상롤러와 탄성적으로 맞물리어 용기내에 제공되고, 현상롤러의 하면에서 용기로부터 토너입자의 누설을 방지하는 스톱퍼로서 작용하기 위하여 현상롤러 아래에 배치되는 현상제층 규제수단을 포함하는 일성분 현상제를 사용하는 현상장치에 있어서, 상기 현상제층 규제수단이 현상제층 규제수단에 토너입자가 정전적으로 부착되는 것을 방지하기 위하여 바이어스 전압을 인가하기 위한 전도성 물질로 형성되고, 상기 현상롤러의 상기 현상제층 규제 수단은 그 일함수가 토너입자의 일함수에 근사하고, 바람직하게 이 일함수에 일치하며, 토너입자가 현상제층 규제수단에 바이어스 전압의 인가결과로 야기된 전하-주입 효과에 의하여 대전되어 토너입자가 온도와 공기중의 습기 함량의 변화에 관계없이 소망의 전하 분포를 부여할 수 있는 현상장치.
  18. 청구범위 제17항에 있어서, 상기 현상롤러가 전도성 개방 셀 발포구조에 토너입자의 침투가 방지되고, 현상롤러의 회전중에 토너입자가 현상롤러의 기공에 의해 포착되고 보유되어 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러의 표면위에 나타나도록 구성된 전도성 개방 셀 발포 고무물질로 형성되는 현상장치.
  19. 청구범위 제17항에 있어서, 현상롤러가 많아도 50°, 바람직하게는 35°의 아스커 C-경도를 갖고, 담지체의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되어 정전잠상 담지체의 동작수명이 연장될 수 있는 현상장치.
  20. 청구범위 제17항에 있어서, 현상제층 규제수단이 금속으로 형성되고, 이것에 의하여 현장제층 규제수단에 의하여 규제된 현상제층의 두께변화를 감소시킬 수 있는 현상장치.
  21. 청구범위 제18항에 있어서, 현상롤러를 형성하는 전도성 개방 셀 발포 고무물질이 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무물질이고, 이것에 의하여 현상된 화상의 해상도가 장기간동안 고레벨로 유지되는 현상장치.
  22. 토너입자로 구성된 일성분 현상제를 보유하는 용기, 용기내에 회전가능하게 제공되고, 현상롤러의 일부가 그로부터 노출되고 그 사이에 현상영역을 형성하기 위하여 정전잠상 담지체의 표면 접하도록 용기의 최하단부 영역에 위치되는 현상롤러, 이 현상롤러는 현상롤러의 회전중에 그 표면이 현상영역의 위로 이동되도록 회전되고 토너입자가 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러의 표면에 의해 비말동반되고 정전잠상 담지체 위에 형성된 정전잠상의 현상을 위한 현상영역에 운반되어지며, 현상롤러 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규제하기 위하여 현상롤러와 탄성적으로 맞물리어 용기내에 제공되고, 현상롤러의 하면에서 용기로부터 토너입자의 누설을 방지하는 스톱퍼로서 작용하기 위하여 현상롤러 아래에 배치되는 현상제층 규제수단을 포함하는 일성분 현상제를 사용하는 현상장치에 있어서, 상기 현상제층 규제수단이 현상제층 규제수단에 토너입자가 정전적으로 부착되는 것을 방지하기 위하여 바이어스 전압을 인가하기 위한 전도성 물질로 형성되고, 현상제층 규제수단에 바이어스 전압이 인가 결과로 야기된 전하-주입 효과와 현상롤러와 현상제층 규제수단 및 토너입자 사이의 마찰대전이 토너입자를 대전하기 위하여 이용되는 현상장치.
  23. 청구범위 제22항에 있어서, 상기 현상롤러가 전도성 개방 셀 발포체 구조에 토너입자의 침투가 방지되고, 현상롤러의 회전중에 토너입자가 현상롤러의 기공에 의해 포착되고 보유되어 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 기공이 현상롤러의 표면위에 나타나도록 구성된 전도성 개방 셀 발포 고무물질로 형성되는 현상장치.
  24. 청구범위 제22항에 있어서, 현상롤러가 많아도 50°, 바람직하게는 35°의 아스커 C-경도를 갖고 정전잠상 담지체의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되어 정전잠상 담지체의 동작 수명이 연장될 수 있는 현상장치.
  25. 청구범위 제22항에 있어서, 현상제층 규제수단이 금속으로 형성되고, 이것에 의하여 현상제층 규제수단에 의하여 규제된 현상제층의 두께 변화를 감소시킬 수 있는 현상장치.
  26. 청구범위 제23항에 있어서, 현상롤러를 형성하는 전도성 개방 셀 발포체 고무물질이 전도성 개방 셀 발포체 폴리우레탄 고무물질이고, 이것에 의하여 현상된 화상의 해상도가 장기간 동안 고레벨로 유지되는 현상장치.
  27. 토너입자로 구성된 일성분 현상제를 보유하는 용기, 용기내에 회전가능하게 제공되고, 현상롤러의 일부가 그로부터 노출되고 그 사이에 현상영역을 형성하기 위하여 정전잠상 담지체의 표면 접하도록 용기의 최하단부 영역에 위치되는 현상롤로, 이 현상롤러는 현상롤러의 회전중에 그 표면이 현상영역의 위로 이동되도록 회전되고 토너입자가 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 현상롤러의 표면에 의해 비말동반되고 정전잠상 담지체 위에 형성된 정전잠상의 현상을 위한 현상영역에 운반되어지며, 현상롤러 주위에 형성된 현상제층의 두께를 규정하기 위하여 현상롤러와 탄성적으로 맞물리어 용기내에 제공되고, 현상롤러의 하면에서 용기로부터 토너입자의 누설을 방지하는 스톱퍼로서 작용하기 위하여 현상롤러 아래에 배치되는 현상제층 규제수단을 포함하는 일성분 현상제를 사용하는 현상장치에 있어서, 상기 현상제층 규제수단이 현상제층 규제수단에 토너입자가 정전적으로 부착되는 것을 방지하기 위하여 바이어스 전압을 인가하기 위한 전도성 물질로 형성되고, 상기 현상제층 규제수단에 바이어스 전압의 인가 결과로서 야기된 전하-주입 효과는 토너입자를 대전하기 위하여 이용되고, 현상제층 규제수단에 인가된 바이어스 전압과 상기 현상롤러에 인가된 현상 바이어스 전압 사이의 차는 정전류 또는 전기 방전이 상기 현상제층 규제수단과 상기 현상롤러 사이에서 일어나는 레벨보다 더 낮은 현상장치.
  28. 청구범위 제27항에 있어서, 상기 현상롤러가 전도성 개방 셀 발포구조에 토너입자의 침투가 방지되고, 현상롤러의 회전중에 토너입자가 현상롤러의 기공에 의해 포착되고 보유되어 그 주위에 현상제층을 형성하기 위하여 기공이 현상롤러의 표면위에 나타나도록 구성된 전도성 개방 셀 발포 고무물질로 형성되는 현상장치.
  29. 청구범위 제27항에 있어서, 현상롤러가 많아도 50°, 바람직하게는 35°의 아스커 C-경도를 갖고 정전잠상 담지체의 표면에 대하여 탄성적으로 압착되어 정전잠상 담지체의 동작 수명이 연장될 수 있는 현상장치.
  30. 청구범위 제27항에 있어서, 현상제층 규제수단이 금속으로 형성되고, 이것에 의하여 현상제층 규제수단에 의하여 규제된 현상제층의 두께 변화를 감소시킬 수 있는 현상장치.
  31. 청구범위 제28항에 있어서, 현상롤러를 형성하는 전도성 개방 셀 발포 고무물질이 전도성 개방 셀 발포 폴리우레탄 고무물질이고, 이것에 의하여 형성된 화상의 해상도가 장기간동안 고레벨로 유지되는 현상장치.
  32. 제1항에 있어서, 현상제층 규제수단이 전연(前緣)으로서 현상롤러의 이동표면과 접촉되는 모서리를 갖는 현상장치.
  33. 제7항에 있어서, 현상제층 규제수단이 전연(前緣)으로서 현상롤러의 이동표면과 접촉되는 모서리를 갖는 현상장치.
  34. 제12항에 있어서, 현상제층 규제수단이 전연(前緣)으로서 현상롤러의 이동표면과 접촉되는 모서리를 갖는 현상장치.
  35. 제17항에 있어서, 현상제층 규제수단이 전연(前緣)으로서 현상롤러의 이동표면과 접촉되는 모서리를 갖는 현상장치.
  36. 제22항에 있어서, 현상제층 규제수단이 전연(前緣)으로서 현상롤러의 이동표면과 접촉되는 모서리를 갖는 현상장치.
  37. 제27항에 있어서, 현상제층 규제수단이 전연(前緣)으로서 현상롤러의 이동표면과 접촉되는 모서리를 갖는 현상장치.
  38. 제1항에 있어서, 현상제층 규제수단이 현상롤러의 이동표면에 대하여 접선방향으로 배치되는 현상장치.
  39. 제7항에 있어서, 현상제층 규제수단이 현상롤러의 이동표면에 대하여 접선방향으로 배치되는 현상장치.
  40. 제12항에 있어서, 현상제층 규제수단이 현상롤러의 이동표면에 대하여 접선방향으로 배치되는 현상장치.
  41. 제17항에 있어서, 현상제층 규제수단이 현상롤러의 이동표면에 대하여 접선방향으로 배치되는 현상장치.
  42. 제22항에 있어서, 현상제층 규제수단이 현상롤러의 이동표면에 대하여 접선방향으로 배치되는 현상장치.
  43. 제27항에 있어서, 현상제층 규제수단이 현상롤러의 이동표면에 대하여 접선방향으로 배치되는 현상장치.
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