KR960005475B1 - 대전장치, 화상형성장치 및 화상형성장치에 착탈가능한 프로세스 카트리지 - Google Patents

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Description

대전장치, 화상형성장치 및 화상형성장치에 착탈가능한 프로세스 카트리지

제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 접촉식 대전부재(로울러) 또는 장치의 단면도.

제2도는 장치단부의 종단면도.

체3도는 소음레벨(dB)때 주파수 f의 그래프.

제4도는 소음레벨(dB)때 대전로울러의 중량의 감광드럼의 중량에 대한 비 Wc/Wd의 그래프.

제5도는 프로세스속도, 대전 바이어스의 주파수 및 토우너융착의 관계를 표시한 그래프.

제6도는 본 발명의 제2실시예에 의한 접촉식 대전부재(로울러) 또는 장치의 단면도.

제7도는 장치단부의 종단면도.

제8도는 본 발명의 제3실시예에 의한 접촉식 대전부재(로울러) 또는 장치의 단면도.

제9도는 프로세스 카트리지의 단면도.

제10도는 접촉식 대전장치를 사용하는 화상형성장치의 일예의 단면도.

제11도는 소음발생 메카니즘을 예시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 감광드럼 2 : 대전 로울러

2a : 코어메탈 2b : 발포부재

2c : 대전층 2g : 전극판

4 : 대전 바이어스 인가 전원

본 발명은, 감광부재 등의 피대전부재에 접촉할 수 있는 대전부재를 가진 대전장치, 이 대전장치를 사용할 수 있는 화상형성장치 및 화상형성장치에 착탈할 수 있는 프로세스 카트리지에 관한 것이다.

다음 설명에 있어서, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 복사기, 프린터 등의 전자사진장치 또는 정전기록장치 등의 화상형성장치를 예를 들어 설명한다.

전자사진장치 등의 화상형성장치에 있어서, 전자사진 감광부재, 정전기록유전체 등의 상담지체의 대전 또는 제전수단으로서는 종래부터 비접촉 대전방식인 와이어 전극을 구비한 코로나 방전기가 주로 사용되어 왔다.

코로나 방전기는 부재를 균일하게 대전시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다. 그러나, 이것은 고가의 고압전원을 필요로 하고, 그 자체나 고압전원의 시일드 공간 등의 공간을 필요로 하며, 오존 등의 코로나 생성물의 발생이 비교적 많아 그에 대처하기 위한 부가수단 · 기구를 필요로 하며, 그것등이 장치를 대형화 ·고코스트화하는 인자로 되고 있는 등의 문제점을 가지고 있다.

그래서 최근에는, 코로나 방전기 대신에, 접촉식 대전수단이 개발되었다. 접촉식 대전에 있어서, 전압이 공급된 대전부재(도전성부재)를 피대전부재에 접촉시키며, 그에 의해 피대전부재를 소정 극성의 소정전위에 대전시키기 때문에, 전원의 전압을 감소시킬 수 있다. 또한, 오존 등의 코로나 생성물의 양이 적고, 구조가 간단하며 비용이 절감된다.

접촉식 대전부재로서, 로울러를 사용한 로울러 대전기(일본국 특허 공개공보 제 91253/1981호), 블레이드식 대전기(일본국 특허 공개공보 제 104349/1981호), 대전기-클리너식(일본국 특허 공개공보 제165166/1981호)등이 제안되어 있다.

본 출원이 양수인에게 양도한 일본국 특허 공개공보 제 149669/1988호의 제안에 있어서, DC전압만이 접촉식 대전부재에 공급될 때 피대전부재의 대전개시전압의 2배 이상인 피크루피크 전압을 가진 전동전압(교류전압,즉, 시간과 함께 주기적으로 변화하는 전압치를 가진 전압)이 접촉식 대전부재와 피대전부재의 사이에 인가된다. 이것은 대전 및 제전에 사용할 수 있다. 이 방식(AC인가 방식)은 균일한 대전을 행하는 데 유효하다.

AC인가 방식의 접촉식 대전수단의 문제점으로서는, 접촉식 대전부재에 대한 인가 대전 바이어스의 AC성분에 기인하는 "대전음"이라고 하는 진동음의 발생을 들 수 있다.

제11도를 참조해서, 대전음의 발생의 메카니즘을 설명한다.

본 도면에 있어서, (1)은 감광드럼이며; (1b)는 알루미늄제의 접지된 도전성 기층(기판); (1a)는 그 위에 형성된 감광층이다. (20)은 감광드럼(1)의 표면에 가압접촉된 접촉식 대전부재로서의 대전로울러이며; (21)은 코어메탈; (22)는 탄소가 분산된 EPDM 등의 도전성 고무의 대전층이다.

(1) 대전부재(20)에 대한 인가 진동전압(Vac+Vdc)의 AC성분의 어떤 순간에는, 두꺼운 실선 (a)으로 표시한 바와 같이, 대전층(22) 및 기층(1b)축에 각각 플러스 및 마이너스의 전하가 유도된다.

(2) 이들 플러스와 마이너스의 전하는 서로 끌어당기므로, 대전층(22)의 표면은 감광드럼(1)축에 대전층(22)에 대항해서 끌어당겨져서, 두꺼운 실선의 위치로부터 가는 실선의 위 치로, (b)의 경우는 두꺼운 실선의 위치로 이동한다.

(3) AC 전계가 역전을 개시하면, 대전층(22)축의 플러스 전하와 기충(1b)축의 마이너스 전하는 각각 새로이 유도된 역극성의 전하에 의해 소산된다.

AC 전계가 플러스로부터 마이너스로 전환할 때에는, 대전층(22)축의 플러스 전하와 기층(1b)축의 마이너스 전하는 소멸한다. 소멸상태는 (b)로 표시되어 있다.

(4) 그 결과, 대전층(22)의 표면에는, 대전층(22)의 탄성에 대항하는 인력이 제거되므로, 탄성복원력에 의해 두꺼운 실선의 위치로부터 가는 실선의 위치((a)의 경우 두꺼운 실선의 위치)로 귀환하게 된다.

(5) AC 전계가 마이너스의 피크를 향할 때에는, (C)에 표시한 바와 같이, 마이너스 및 플러스 전하는 각각 대전층(22)축 및 기충(1b)축에 유도된다. 따라서, 마이너스 및 플러스 전하 사이의 인력에 의해, 대전층(22)의 표면은 다시 감광드럼(1)축에 대전층(22)의 탄성에 대항해서 끌어당겨져서 두꺼운 실선의 위치로부터 가는 실선의 위치로 이동한다.

이와 같이, AC 전계의 반복반전에 대응해서, 대전층(22)의 표면이 대전층의 탄성에 대항해서 감광드럼(1)축에 끌어당겨져서 위치 이동하는 운동과, 인력의 해제에 의한 귀환 이동운동은 대전부재(22)의 진동을 초래해서, 감광드럼(1)을 두드리게 된다. 이것은 대전음의 원인으로서 고려된다.

상기의 설명으로부터 명백하듯이, 대전부재(20)은 AC 전압의 일주기내에 2번 진동하므로, AC 전압의 주파수(f)와 대전부재(20)의 진동 주파수(F)의 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

2f(H_Z) = Fcc/s

대전음은 접촉대전부재로 사용되는 대전로울러의 경우에 한정되지 않으며, 대전블레이드나 대전패드 등의 접촉식 대전부재의 경우에도 동일한 메카니즘에 의해 발생한다.

따라서, 본 발명의 주목적은 대전음이 감소되는 대전기, 화상형성장치 및 프로세스 카트리지를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 피대전부재가 균일하게 대전되는 대전장치, 화상형성장치 및 프로세스 카트리지를 제공하는 데 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 특장은 첨부도면과 관련한 본 발명의 바람직한 실시예의 다음 설명을 고려할 때 더 명백해질 것이다.

본 발명의 실시예를 첨부도면과 관련해서 설명한다.

제10도에 의하면, 상담지체를 대전시키는 수단으로서 상술한 AC 인가형식의 접촉식 대전수단을 사용하는 화상형성장치의 예가 표시되어 있다. 본 실시예에서는 화상형성장치가 전자사진처리를 사용하는 레이저 빔프린터의 형태로 되어 있다.

전자사진 감광드럼(1) 형태의 상담지체는 소전의 주속도(예를 들면, 처리속도 40mm sec)에서 화살표 A방향으로 회전한다.

접촉식 대전부재는 본 실시예에서 대전로울러(2)의 형태로 되어 있다. 대전로울러(20)는 감광드럼(1)과 거의 평행하게 뻗어 있으며, 베어링(도시 생략)에 의해 종단부에서 저지되어 있는 코어메탈(21)을 가지고 있다. 대전로울러(20)는 가압스프링(23)에 의해 감광드럼(1)에 가압되어 있으며, 소정의 압력으로 감광드럼(1)의 표면에 가압접촉되어 있다. 이 예에서, 그것은 감광드럼(1)의 회전에 이어 회전한다.

대전로울러(2)는, 전원(4)으로부터 코어메탈(2a)에 접촉된 슬라이딩 전극(24)을 개재해서, 감광부재에 대해 대전개시전압의 두배 이상의 피크투피크 전압을 가진 AC 성분과 목표대전전위에 대응하는 전압레벨을 가진 AC 성분으로 이루어진 진동전압(Vac+vdc)이 공급된다. 그렇게 함으로써, 회전 감광드럼(1)의 주면은 AC 인가형식의 접촉식 대전부재에 의해 균일하게 대전된다.

진동전압은 AC 성분 또는 AC 성분 및 DC 성분으로 이루어지며, 진동전압의 파형은 사인파, 직사각형파, 삼각형파동으로 되어 있다. 진동전압은 AC 전압을 주기적으로 온.오프함으로써 형성할 수 있으며, 따라서 직사각형 진동전압을 형성한다.

다음, 회전 감광드럼(1)의 대전면은 도시하지 않은 레이저스캐너에 의해, 프린트(화상)정보의 시계열 전기 디지틀 화소신호에 대응해서 변조되어 출력되는 스캐닝 레이저빔(5)에 노광된다. 따라서, 프린트 정보는 감광부재상에 정전잠상으로서 형성된다.

이 잠상은 현상슬리브(현상기)에 의해 반전현상을 통해 토우너상으로서 가시화(현상)된다. 토우너상은 감광드럼(1) 및 전사로울러(8)를 형성하는 집(화상전사닙)에 소정의 타이밍으로 공급된 전사재(7)에 순차로 전사된다. 전사재(7)는 도시하지 않은 시이트 공급구역으로부터 공급된다.

전사된 토우너상을 가진 전사재(7)는 감광드럼(1)의 표면으로부터 분리되고, 도시하지 않은 화상정착 수단에 이송되어, 전사재(7)상에 토우너화상이 정착된다. 전사재(7)는 프린트로서 배출된다. 화상 전사동작추의 회전 감광드럼(1)의 표면은 클리닝기(클리너), 특히, 클리닝 블레이드(7)에 의해 청소되므로, 잔류토우너 등의 잔류물질이 제거되고, 되풀이해서 화상형성에 사용된다.

접촉식 대전장치의 일실시예를 더 상세히 설명한다.

제1도에는 접촉식 대전장치가 표시되어 있다.

제2도에는 대전부재의 단부에서의 단면도이다. 본 실시예의 감광드럼(1)은 알루미늄드럼 형태의 베이스부재와 감광층으로 이루어져 있다. 이것은 30mm의 직경과, 86.9g의 중량(플렌지를 포함하는 감광드럼 유닛의 전중량)을 갖고 있다.

접촉식 대전부재(2)는 대전로울러의 형태로 되어 있다. 이것은, 스테인레스강 등으로 만들어지고 지지부재로의 기능을 하는 메탈코어와, 발포층과, 발포층의 단투면과 외주면을 덮는 대전층(2C)으로 이루어지며, 이리해서 3층 구조를 구성하고 있다.

발포재(2b)는, 발포 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리우레탄 또는 폴리아미드등, 또는 탄소, 산화틴 또는 다른 도전성 파우더가 분산되어 있는 발포 EPDM(에틸렌 프로필레네디엔)등의 소프트하고 낮은 밀도를 가진 물질로 되어 있다. 본 실시예에서는, 그것은 발포폴리스티렌(발포 스티롤)로 되어 있다. (2b')는 기포(공기, 질소 또는 알곤가스등의 봉입기포)를 표시한다.

대전층(2C)은 본 실시예에서는 탄소가 분산되어 있는 EPDM등의 도전성 고무재층이다. 도면에서, t는 대전층(2C)의 두께를 표시하며, 5미크론<t<100,000미크론의 범위내에 있다.

발포재(2b)는, 그 외주의 도전성의 대전층(2C)이 제2도와 같이 발포부재(2b)의 단부면에 뻗어서 도전성 코어메탈(2a)과 전기적으로 통해 있으면, 반드시 도전성으로 할 필요는 없다.

대전로울러(2)의 사양은 다음과 같다.

코어메탈(2a) : 9mm의 직경 및 332mm의 길이를 가진 스테인레스강의 환봉

발포부재(2b) : 0.3의 비중, 13mm의 층두께 및 310mm의 길이를 가진 발포스티롤

대전층(2C) : 탄소가 분산되어 있고 10⁵ohmㆍcm의 체적저항치와 80미크론의 층두께(t)를 가진 EPDM 도전성 고무재층.

대전로울러(2)의 중량(Wc) : 65g

대전로울러(2)의 코어메탈(2a)의 단부는 도시하지 않은 베어링부재에 의해 지지되어 있으며, 또한 가압스프링(23)에 의해 감광드럼(1)에 가압되어 있으므로, 소정의 가압력, 특히, 본 실시예에서는 300g의 합가압력으로 감광드럼(1)의 표면에 가압접촉되어 있다. 감광드럼(1)의 회전에 따라서, 그것은 종동 회전한다(적극적으로 동일 또는 반대방향으로 회전시켜도 된다).

이 대전로울러(2)에는 다음과 같은 성분으로 이루어진 진동전압이 대전로울러 코어메탈(2a)에 접촉된 슬라이딩 전극(24)을 개재해서 인가된다.

AC 전압성분 Vac : 본 실시예에서는 2.0_KV_PP600H_Z

AC 전압성분 Vdc : 목표대전전압에 대응하는 DC전압

이들 전압은 중첩되고, 이 중첩된 전압(Vac+vdc)이 공급된다. 그렇게 함으로써, 회전감광드럼(1)의 표면은 목표 대전전위까지 AC인가형식의 접촉대전 프로세스를 통해서 균일하게 대전된다.

여기서, 접촉대전부재에 인가된 진동전압(Vac+vdc)의 AC 성분의 피크투피크 전압 V_PP이 충전된 부재에 대해 대전개시 전압의 2배 이하로 감소된다면, 대전음을 실질적으로 향상시킬 수 있다. 그러나, AC인가형식의 접촉식 대전에 있어서, AC 성분의 피크투피크 전압 V_PP의 감소는, 불균일 대전, 심지어는 점과 같은 대전불균일성의 결과를 초래하는 AC 성분인가에 의한 균일효과의 감소를 의미한다. 이것을 방지하기 위해서, 대전부재에 인가되는 진동전압의 피크투 전압은 피대전부재에 대해 대전개시전압의 2배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 대전작용이 피대전부재에 발생할 때, 대전개시전압은 대전부재에 인가되는 DC 전압이다.

(1) 대전로울러(2)의 코어메탈(2a)외부의 부재는 발포재(2b)와 얇은 대전층(2b)을 구비하고 있다.

이 대전로울러는 종래의 솔리드 대전로울러보다 가벼우며, 그 경도는 종래의 것보다 낮다. 다음은 종래의 솔리드 로울러의 예이다.

코어메탈: 2mm의 직경 및 322mm의 길이를 가진 스테이니레스 강봉

대전층 : 1.0의 비중, 10⁵ohmcm의 체적저항치, 25mm의 총두께 및 310mm의 길이를 가진, 탄소가 분산된 솔리드 EPDM 전도성고무,

대전로울러의 중량(Wc) : 130.4g

본 실시예의 접촉대전기는 무반향실에 설치되며, 대전음은 상술한 진동전압이 인가되었을 때 측정되었다.

이 측정은 ISO7779의 6항에 의거해서 실행되었다.

검출된 소음은 33dB정도로 적었다.

일체적이고 솔리드식의 종래의 대전로울러 의 대전음은 동일한 측정방법에 의해 측정되었고, 측정된 소음은 63.0dB였다.

(2) 대전로울러(2)와 감광드럼(1)의 사이에 인가된 진동전압의 주파수와 대전음의 관계는 다음과 같은 방식으로 조사되었다.

제3도는 그 조사결과를 표시한다. 종좌표는 대전음을 표시하고, 횡좌표는 주파수를 표시한다. 실선은 Wc/wd=1.5의 경우를 표시하며, 여기서 Wc는 대전로울러중량, Wd는 감광드럼의 중량을 표시한다. 점선은 Wc/wd=0.8의 경우를 표시한다.

이 도면에서 알 수 있듯이, 실선으로 표시된 종래의 대전로울러의 경우에, 대전음은 인가바이어스 전압의 주파수가 200HZ로 증가할 때 50dB를 초과하며, 그 대전음은 주파수가 증가함에 따라서 증가한다. 이에 대하여, 점선으로 표시된 본 실시예의 경우에, 대전음은 주파수가 증가함에 따라서 증가하지만, 그 대전음은 50dB를 초과하지 않는다.

그러므로, 대전음은 감광드럼의 중량 Wd에 대해 대전로울러의 중량이 감소함에 따라 감소함을 알 수 있다.

(3) 대전로울러(2)의 중량, 감광드럼(1)의 중량 및 발생 대전소음과의 관계는 다음과 같은 방식으로 조사되었다.

대전로울러(2)의 중량 Wc는 대전로울러(2)의 코어메탈(2a)의 종방향 길이 및 외경을 변경시킴으로써 변경되었다. 대전로울러(2) 및 감광드럼(1) 사이에 형성된 일정한 닙(nip)을 유지하기 위하여, 대전로울러(2C)와 발포부재(2b)를 더한 두께는 코어메탈(2a)의 외경이 변경되더라도 일정하게 유지된다.

감광드럼의 중량 Wd는 감광드럼의 외경 및 알루미늄 드럼베이스의 두께를 변경시킴으로써 변경되었다. 감광드럼의 중량은 플랜지부를 포함하는 중량, 즉, 감광드럼 유닛 전체의 중량이다.

제4도는 조사결과를 표시한다. 이 그래프에서, 종좌표는 상기 진동전압이 대전로울러(2)에 가해졌을때 측정된 대전음을 표시하며, 횡좌표는 대전로울러(2) 중량 Wc의 감광드렁(1) 중량 Wd에 대한 비율를 표시한다.

상술한 본 실시예에서는, 이들 중량은 다음과 같다.

대전로울러(2)(Wc) =65g

감광드럼(1)(Wd) =86.9g

그러므로, Wc/wd=0.75였고, 발생된 대전음은 약 33dB였다.

종래의 솔리드대전로울러(22)의 중량 Wc은 130.4g이었고. 그비 Wc/wd는 1.50(Wd=86.9)이었으며, 대전음은 63.0dB였다.

제4도의 그래프로부터 알 수 있드시, 대전음은 그비 Wc/wd가 1.0 이상으로 감소할 때 현저하게 감소한다.

그러므로, 대전음을 억제하기 위해서, Wc/wd<1.0인 것이 바람직하다. 왜냐하면 그때 대전음이 현저하지 않기 때문이다.

(예를 들면, 50dB 이하)

중량비 Wc/wd를 1.0보다 감소기키기 위한 방법으로서는, 대전로울러(2)의 중량을 감소시키는 방법외에, 감광드럼(1)의 중량을 증가시켜도 된다. 130.4g의 중량을 가진 종래의 솔리드 대전로울러가 사용될 경우에도, 감광드럼(1)을 점로나 고무를 채워서, 감광드럼의 중량 Wd를 증가시켜 Wc/wd<1.0을 만족시키면 동일한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 약 87g의 점로를 본 실시예의 86.9g의 중량을 가진 감광드럼에 채워서 감광드럼(1)의 중량 Wd를 174.0g으로 증가시킨다. 그러면, 중량비 Wc/wd는 130.4/174.0=0-75가 된다.

그 결과, 약 33dB의 소음이 동일측정방법을 통해서 측정되었다.

(4) 대전로울러(2) 및 감광드럼(1) 사이에 인가된 진동전압의 주파수, 프로세스 속도 및 감광드럼(1)상의 융착의 관계를 다음과 같이 조사하였다.

제5도는 토우너융착의 발생비율과 인가전압의 주파수(f), 프로세스속도(V_P)의 관계를 표시한다. 토우너융착의 발생비율이라는 것은 A4크기의 전사재에 화상을 프린트할 때 토우너융착에 의한 화상불량이 발생한 비율이다. 횡좌표는 f/V_P를 표시하며, 이것은 F/2V_P와 같다. (F : 대전부재의 진동주파수).

그러므로, 이것은 대전로울러가 감광드럼 표면의 원주방향 단위길이를 두드리는 회수이다.

이 도면에서 알 수 있듯이, 토우너융착에 의한 불량화상의 형성은 f/V_P가 약 100을 초과할 때 발생한다.

(5) 대전충(2C)은 그 내부에 발포부재(2b)가 있기 때문에, 그 형상은 그 두께가 작더라도(5미크론 이상) 양호하게 유지된다. 따라서, 대전로울러(2)가 감광드럼(1)에 가압되더라도, 감광드럼(1) 표면으로부터의 국부적 분리는 발생하지 않으며, 따라서 그것은 길이 전체에 걸쳐 감광드럼의 표면에 가압접촉된다. 따라서, 대전로울러(2)의 길이가 증가하더라도, 불량 밀착에 의한 문제는 발생하지 않는다. 그것이 발생한다면, 대전로을러의 회전주기에 대응한 대전불량이 나타난다.

(6) 대전음을 줄일 수 있다는 것은 접촉대전부재에 대한 인가진동전압의 AC성분의 주파수를 증가시킬 수 있다는 것을 의미한다. 그래서, 주파수가 낮을 때 일어나는 "모아레"라고 하는 문제점을 해결할 수가 있다. 이러한 문제는 주사레이저빔과 AC 성분 주파수에 기인하는 대전불균일과의 간섭에 의한 모아레 간섭무늬에 의해 발생한다.

(7) 감광드럼(1)에 대한 대전로울러(2)(접촉대전부재)의 베어링력은 감소하며, 두드리는 회수는 제한된다. 따라서, 감광드럼(1)의 표면에 가압되는 클리닝 동작에 의해 제저되지 않은 토우너에 의한 토우너융착을 억제할 수 있다.

[실시예 2]

제6도 및 제7도를 참조해서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전부재를 설명한다.

본 실시예에서는 에피클로로히드린 고무 또는 종이로 이루어진 고저항층(2d)이 대전로울러(2)의 대전층(2C)의 외주에 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 발포부재(2b)는 로울러형상의 발포스티롤로 만들어져 있다. 그 종방향 단부에는 축부를 가진 금속플랜지(2e)가 지지부재로서 접착되어 있다. 대전층(2C)은 로울러형상 발포부재(2b)의 외주면 및 양종단부축의 금속플랜지(2e)에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 그 외주에는 고저항층(2d)가 형성되어 있다. 고저항층(2d)은 대전로울러(2C) 보다 큰 체적저항치를 갖는다.

본 실시예의 대전로울러(2)의 사양은 다음과 같다.

발포부재(2b) 0.3의 비중, 13mm의 직경 및 310mm의 길이를 가진 발포스티롤 수지.

대전층(2C) : 10⁵ohm/cm의 체적저항치 및 80미크론의 층두께를 가진, 탄소가 분산된 도전성 EPDM 고무층.

고저항층(2d) : 10¹⁰ohm/cm의 체적저항치 및 80미크론의 층두께를 가진 에피클로로히드린 고부.

대전로울러(2)의 중량(Wc) = 50g

대전로울러(2)의 양단축의 플랜지(2e)의 축부는 도시하지 않은 베어링에 의해 지지되며, 대전로울러(2)는 가압스프링(23)에 의해 감광드럼(1)에 가압되어, 300g의 합가압력으로 감광드럼(1)의 표면에 가압접촉하게 된다. 그것은 감광드럼(1)의 회전에 따라 종동회전한다.

대전로울러(2)에는, 전원으로부터, 가압스프링(23) 및 금속플랜지(2e)를 개재해서 제1실시예와 유사한 진동전압(Vac+Vdc)이 공급된다. 인가 바이어스 전압은, 금속플랜지(2e)가 전기 접속되어 있는 대전층(2C)에 공급된다. 고저항층(2d)은, 감광드럼(1)상의 저내압부(결함)(핀홀등의)에 대전로울러가 접촉할 때에 그 핀홀부등에 집중적으로 전류가 누출해서 이상 방전이 발생하는 것을 방지하는데 효과적이다.

본 실시예에 있어서, 대전로울러(2)의 감광드럼(1)에 대한 중량비는 : Wc/wd=50g/86.9g=0.58이다.

제1실시예와 같은 진동전압이 인가되고, 같은 측정방법이 사용될 때, 대전음의 측정결과는 30dB정도로 적었다.

본 실시예에 있어서, 대전로울러(2)의 지지부재는, 제1실기예에서와 같이 로울러의 길이 전체를 관통하는 코어메탈(2a)의 형상으로 되어 있지 않다. 그것은 양종단부에서 플랜지부재(2e)의 형태로 되어 있으며, 따라서 대전로울러는 경량이어서 비용이 절감된다.

고저항층(24)의 외측에 대전로울러의 내부로부터의 가소제등의 스며듬에 의한 감광드럼(1)의 오염을 방지하기 위한 나일론 등의 스며듬 방지층을 또한 형성할 수도 있다.

[실시예 3]

제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 대전부재를 표시한다. 본 실시예에 있어서, 접촉대전부재는 블레이드(대전 블레이드)의 형태로 되어 있으며, 제8도는 대전블레이드(2A)형태의 접촉식 대전기의 단면도이다. 대전 블레이드(2A)를 사용하는 접촉식 대전기는 대전로울러의 구조보다 더 단순하다.

대전 블레이드(2A)는, 발포 폴리프로필렌의 발포부재(코어부재)(2e)와, 이 발포부재(2b)의 외주면을 피복시킨, EPDM 또는 폴리우레탄 등에 탄소 또는 산화틴등의 도전성 파우더를 분산시켜서 이루어진 대전층(2C)과, 이것을 도전성 접착제(2f)를 개재해서 지지시킨 지지부재로서의 전극관(2g)으로 이루어진다.

대전 블레이드(2a)의 선단부는 블레이드의 탄성에 대항해서 감광드럼(1)면에 적당한 가압접촉력으로 가압접촉되어 있으며, 지지부재로서의 전극판(2g)을 고정부재(30)에 고정함으로써, 대전 블레이드(2)는 적당하게 배치장착되어 있다.

대전 블레이드(2a)에는 전원(4)으로부터 지지부재(2g)(전극판)를 개재해서 진동전압(Vac+vdc)이 공급된다. 그것은 AC 인가방식의 접촉식 대전프로세스를 통해서 회전 감광드럼(1)의 표면을 균일하게 대전시킨다.

본 실시예에서는, 다음 사양의 대전 블레이드(2a)가 사용된다. 블레이드의 중량은 82g; 드럼중량은 86.9g; 따라서, Wc/wd는 0.95였다. 대전음은 40dB였다(인가 진동전압은 제1실시예와 같았다).

발포재(2b) : 0.3의 비중, 10mm의 폭, 310mm의 길이 및 3mm 두께를 가진 발포 폴리프로필렌 수지.

대전층(2C) : 10¹⁰ohm/cm의 체적저항치, 500미크론의 총두께 t, 5mm의 대전 블레이드(2a)의 자유길이 L, 및 700g의 감광드럼(1)에 대한 합 가압력을 가진, 탄소가 분산된 도전성 EPDM 고무층.

따라서, 대전 블레이드(2a)의 경우에도 대전음을 줄일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 감광드럼(1)에 대한 대전 블레이드(2a)의 가압력을 블레이드의 가요성 또는 탄성을 써서 조정할 수 있어 유리하다.

제9도에 의하면, 화상형성장치를 착탈할 수 있고, 대전부재를 구비한 프로세스 카트리지가 표시되어 있다.

본 실시예는 본 발명에 의한 접촉식 대전부재 또는 장치를 상담지체의 대전수단으로서 사용되고 있는 화상형성장치의 프로세스카트리지이다.

본 실시예의 프로세스카트리지는, 회전 전자사진 감광드럼 형상의 상담지체, 대전로울러 형상의 접촉대전부재, 현상기(60) 및 클리닝기(90)로 이루어져 있다. 따라서, 이것은 4개의 르로세스수단을 포함하고 있다. 본 실시예의 프로세스카트리지는 4개의 프로세스수단을 포함하고 있는 것에 한정되지는 않는다. 어떠한 조합도 가능하다.

대전로울러(2)는 본 발명의 제1 또는 제2실시예에 따라 구성된다.

현상기(60)는, 현상슬리브(6), 현상제(토우너)T를 수용하는 토우너용기(61) 및 이 용기(61)내의 토우너를 교반하는 토우너교반봉(62)으로 이루어져 있다. 토우너교반봉은 현상슬리브에 토우너T를 공급하는 데에도 효과적이다. 현상블레이드(63)는 현상슬리브(6)상에 토우너T를 균일한 두께로 도포하는 기능을 한다.

클리닝기(90)는 클리닝블레이드(9)와, 클리닝블레이드(9)에 의해 제거된 토우너를 수용하는 잔류토우너용기(91)를 구비하고 있다.

프로세스카트리지의 드럼셔터(11)는 실선 표시의 폐쇄상태로부터 점선 표시의 개방 상태에 이동가능하다. 프로세스카트리지를 화상형성장치(도시생략)로부터 떼어낸 상태에 있어서, 셔터는 폐쇄위치에 있어, 감광드럼(1)의 노출면을 덮음으로써 감광드럼의 표면을 보호하게 된다.

프로세스카트리지가 화상형성장치의 본체에 장착되면, 셔터(11)는 점선으로 표시한 바와 같이 개방된다. 또는, 프로세스카트리지의 장착과정에서, 셔터(11)는 자동적으로 개방되며, 프로세스카트리지가 바르게 장착되면, 감광드럼(1)의 노출면은 화상형성장치의 본체에 설치된 전사로울러(8)에 가압접촉된다.

프로세스카트리지 및 화상형성장치의 본체가 기계적, 전기적으로 체결되어, 화상형성장치 내에 배치되어 있는 구동기구에 의해 프로세스카트리지내의 감광드럼(1), 현상슬지브(6), 교반봉(62)등의 구동이 가능하게 된다. 또한, 대전로울러(2)에 대한 대전바이어스 인가, 및 현상슬리브(6)에 대한 현상바이어스 전압인가 등이 화상형성장치의 본체에 배치된 전기회로로부터 가능하게 되어, 화상형성동작이 가능하게 된다.

노광용통로(12)가 프로세스카트리지와 클리닝기(90)와 현상기(60) 사이에 형성되어 있으며, 화상형성장치의 본체의 레이저스캐너(도시생략)로 부터의 출력레이저 짐(5)이 광학통로(12)를 통해서 프로세스카트리지에 들어가서, 회전 감광드럼(1)의 표면에 주사노광 된다.

진동전압이 대전로울러(2)에 인가 되더라도, 거의 소음을 내지 않기 때문에, 프로세스카트리지를 대전음의 발생이 거의 없이 아주 소형화할 수 있다.

상기한 것으로부터 알 수 있듯이, 대전음은 피대전부재와 대전부재의 중량비 Wc/wd가 감소함에 따라서 감소한다. 중량비를 Wc/wd<1.0를 만족하도록 선택함으로써, 대전음을 실용적으로 문제가 없는 정도까지 감소시킬 수 있다.

대전음을 감소시킬 수 있다는 것은, 접촉식 대전부재에 대한 인가진동전압의 AC성분의 주파수를 증가시킬 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 화상의 모아레 간섭무늬의 생성을 방지할 수 있으며, 이것은 주사레이저 빔 사이의 간섭 및 AC성분의 주파수에 기인한 대전불균일에 의해서 발생된다.

화상형성장치에서 V_P>f/100을 만족시킴으로써, 피대전부재에 대한 접촉식 대전부재의 두드림이 감소되어, 두드림의 회수가 제한되며, 따라서 피대전부재에 대한 토우너에의 압력으로부터 오는 토우너융착을 방지할 수 있다.

본 발명을 여기에 기재된 구성을 참조해서 설명해 왔지만, 이것은 기술된 상세사항에 한정되지 않으며, 본 발명은 개선의 목적 또는 다음 청구의 범위 내에 드는 변형예 또는 변경을 커버하려고 하였다.

Claims (15)

1. 이동가능한 피대전부재와; 상기 피대전부재을 전기적으로 대전시키기 위해 상기 피대전부재에 접촉할 수 있는 대전부재를 구비하고, 진동전압이 상기 대전부재와 상기 피대전부재 사이에 인가되며; Wc/Wd<1.0가 만족되고, 여기서 Wc는 상기 대전부재의 중량이고, Wd는 상기 피대전부재의 중량이며; 그리고 V_P>f/100(mm/sec)가 만족되며, 여기서 V_P(mm/sec)는 피대전부재의 이동속도이며, f(H_Z)는 진동전압의 주파수인, 대전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진동전압은 DC전압을 바이어스한 AC전압인, 대전장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 진동전압의 피크투피크전압은 상기 피대전부재에 대해 대전개시전압의 2배 이상인, 대전장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 대전부재는 로울러형상으로 되어 있는, 대전장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 대전부재는 블레이드 형상으로 되어 있는, 대전장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 대전부재는 스폰지층으로 되어 있는, 대전장치.
7. 화상형성장치에 착탈 가능한 프로세스카트리지에 있어서, 이동가능한 피대전부재와; 상기 피대전부재를 전기적으로 대전시키기 위해 상기 피대전부재에 접촉할 수 있는 대전부재를 구비하고, 진동전압은 상기 대전부재와 상기 피대전부재 사이에 인가되며; Wc/wd<1.0가 만족되고, 여기서 Wc는 상기 대전부재의 중량이고, Wd는 상기 피대전부재의 중량이며; 그리고 V_P>f/100(mm/sec)가 만족되며, 여기서 V_P(mm/sec)는 피대전부재의 이동속도이며, f(H_Z)는 진동전압의 주파수인, 프로세스카트리지.
8. 제7항에 있어서, 상기 상담지체에 잠상을 현상하는 현상수단을 포함하는, 프로세스카트리지.
9. 이동가능한 피대전부재와; 상기 피대전부재를 전기적으로 대전시키기 위해 상기 피대전부재에 접촉할 수 있는 대전부재를 구비하고, 진동전압은 상기 대전부재와 상기 피대전부재 사이에 인가되며; Wc/wd<1.0가 만족되며, 여기서 Wc는 상기 대전부재의 중량이고, Wd는 상기 피대전부재의 중량이며; 그리고 V_P>f/100(mm/sec)가 만족되며, 여기서 V_P(mm/sec)는 피대전부재의 이동속도이며, f(H_Z)는 진동전압의 주파수인, 화상형성장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 진동전압은 DC전압을 바이어스한 AC전압인, 화상형성장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 진동전압의 피크투피크전압은 상기, 피대전부재에 대해 대전개시전압의 2배 이상인, 화상형성장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 대전부재는 로울러형상으로 되어 있는, 화상형성장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 대전부재는 블레이드 형상으로 되어 있는, 화상형성장치.
14. 제9항에 있어서, 상기 대전부재는 스폰지층으로 이루어진, 화상형성장치.
15. 제9항에 있어서, 상기 상담지체는 감광부재의 형상으로 되어 있는, 화상형성장치.