KR970006281B1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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요시히로 무라사와
다쯔오 다께우찌
리에 사이또
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리에 나까시미쯔
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

내용없음.

Description

화상 형성 장치
제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치의 단면도.
제2도는 전사 드럼의 일부 확대 사시도.
제3도는 전사 장치의 주요 부분의 단면도.
제4도는 급속 용융 특성을 갖는 토너의 연화 성질을 도시한 도면.
제5도는 화상정착 장치의 단면도.
제6도는 피기록재 반송 쉬트의 확대도.
제7도는 피기록재 반송 쉬트를 조질화하는 방법의 사시도.
제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 피기록재 반송 쉬트의 확대도.
제9도는 본 발명의 제2실시예에 따른 피기록재 반송 쉬트의 표면을 조질화하는 방법을 도시한 개략도.
제10도는 본 발명의 제3실시예에 따른 화상 형성 장치의 단면도.
제11도는 전사 드럼의 사시도.
제12도는 화상 형성 장치의 단면도.
제13도는 화상 형성 장치의 단면도.
제14도는 화상 형성 장치의 여러 부품들의 작동 타이밍 챠트.
제15도는 화상 형성 장치의 여러 작동 타이밍 챠트.
제16도는 화상 형성 장치의 단면도.
제17도는 화상 형성 장치의 여러 작동 타이밍 챠트.
제18도는 화상 형성 장치의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프린터 3 : 감광 드럼
7 : 현상 장치 9 : 전사 드럼
11 : 쉬트 18 : 소제 장치
20 : 급지 장치 30 : 정착 장치
31 : 정착 롤러
본 발명은 복사기, 레이저 비임 프린터 등과 같은 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 특히 피기록재의 양면에 전색 칼라 화상을 형성하기에 적합한 화상 형성 장치에 관한 것이다.
복사기, 레이저 비임 프린터 등과 같은 화상 형성 장치에 있어서, 대전, 화상 노출 및 현상 과정들을 통해 감광 드럼상에 형성된 토너 화상은 전사 장치에 의해 종이와 같은 피기록재 상에 전사되고, 그 후, 화상은 정착 장치의 정착 롤러 및 가압 롤러에 의해 가열 및 가압되어 영구적인 화상으로 된다.
4색 전색 화상 형성 장치 또는 다른 다색 칼라 장치에 있어서, 다른 색 토너(네가지 다른 색 토너)가 사용된다. 4색 토너들은 전사 드럼 상에 반송 또는 권취된 피기록재위에 겹쳐지게 그리고 순차적으로 전사되고, 그 후, 화상이 정착된다. 그러므로, 가열 장치에 의해 가열될 때 우수한 가용성 및 혼색성을 갖는 색 토너가 요구된다. 그렇지 않으면, 인접한 토너 입자들 사이에 많은 공기 틈새들이 형성되고, 그 결과, 공기와 토너 입자들 사이의 계면에서의 빛의 회절로 인해, 토너의 원색을 잃게 된다. 토너 입자들이 겹쳐지는 곳에서는 하부층 토너가 상부층 토너에 의해 덮여지게 되어, 결과적으로 좋지 않은 색이 재생된다. 그러한 가용성 및 색 정착성을 만족시키기 위해, 낮은 연화점을 갖고 용융 점성도가 낮은 소위, 급속 용융 토너가 사용된다. 그러한 토너를 사용함으로써, 충실한 복사가 제공될 수 있도록 색 재생이 향상될 수 있다.
그러나, 급속 용융 토너는 높은 친화성도 갖고 있어서, 토너가 정착 롤러에 쉽게 옵셋(offset)된다. 사색 토너 화상을 갖는 피기록재는 정착 장치에서 열 뿐만 아니라 압력을 받게 된다. 그러므로, 높은 친화성을 갖는 토너는 열 및 압력에 의해 정착 롤러에 전사 및 부착되는 경향이 있다. 만일 토너가 정착 로럴에 전사되면, 그 다음에, 토너는 피기록재 상으로 전사되고, 그렇지 않으면 정착 롤러 상에서 고화된다. 이는 화상 질을 저하시킨다.
이를 방지하기 위해, 이형제(parting agent)가 사용된다. 정착 장치의 피기록재 상에 토너 화상을 정착하기 전에, 정착 롤러 상에 오일과 같은 액체 이형제가 가해진다. 그렇게 함으로써, 토너 화상의 가열 및 가압시에, 정착 롤러가 피기록재상의 토너 화상과 직접 접촉하는 것은 방지하지만, 그들 사이의 이형제를 통해 접촉하는 것은 허용하게 되어, 정착 롤러로의 토너의 전사 및 부착을 효과적으로 방지하게 된다.
토너 화상 정착 후에 정착 롤러상에 남아 있는 이형제는 부직 섬유등을 갖춘 소제 장치로 제거한다.
그러나, 본원의 종래 기술에 따르면, 정착 롤러로의 토너의 전사는 이형제의 사용으로 방지할 수 있다. 그러나, 화상이 피기록재의 양면에 형성되는 경우에, 이형제가 피기록재로부터 전사 드럼으로 전사되고, 이어서, 전사 드럼으로부터 감광 드럼으로 전사되어, 그 결과, 부적절한 화상이 형성되게 된다.
제1화상이 피기록재의 제1면상에 형성된 다음에, 제2화상이 피기록재의 제2면 상에 형성되는 것을 가정해 보자. 피기록 재료의 제1면은 제1면 복사 작업에 의해 이형제를 수납한다. 이러한 이형제의 전사는 화상이 제2면에 형성되지 않는 경우에는 문제가 되지 않는다. 그러나, 화상이 제2면에 형성되는 경우에 그리고 피기록재가 토너 화상을 수납할 목적으로 전사 드럼상에 권취되는 경우에, 피기록재의 제1면, 즉 이제 제1복사 작업중에 전사된 이형제를 갖고 있는 제1면이 전사 드럼의 표면에 접촉된다. 이렇게 함으로써, 이형제는 전사 드럼의 표면으로 전사된다. 그후, 피기록재가 정착 장치를 향해 분리될 때, 이제 전사 드럼상의 이형제는 전사 드럼에 접촉된 감광 드럼의 표면위로 전사 및 부착된다. 만일 이러한 방식으로 이형제가 감광 드럼 상에 전사 및 부착되면, 이형제는 감광 드럼으로부터 잔류 토너를 제거하기 위해 설치된 감광 드럼용 소제 장치에 의해 충분히 제거될 수 없다 그러므로, 잔류 토너 등이 감광 드럼상의 오일과 같은 이형제와 혼합된다. 이는 감광 드럼으로부터 잔류 토너를 제거하는 것을 더 어렵게 만들어, 소제 장치에 의한 잔류 토너의 제거를 불충분하게 한다. 또한, 이형제가 감광 드럼상에 부착되면, 잔류 토너외에, 현상 장치로부터의 토너가 화상 형성 지역 외측 지역에 쉽게 부착된다. 특히, 토너가 감광 드럼과 현상기 반송 슬리브 사이의 스페이서를 통해 이동하는 점핑(jumping) 현상의 경우에, 토너 부착이 증가한다. 이러한 방식으로, 잔류 토너 및 현상 장치내의 토너가 감광 드럼상의 이형제의 존재로 인해 감광 드럼상에 부착되고, 토너 입자들이 연속 복사 작업시에 전사되어, 그 결과, 화상의 오염을 야기시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 피기록재 반송 부재로부터 화상 보유 부재로의 이형제의 전사 및 부착이 방지될 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화상 보유 부재상의 이형제의 부착으로 인해 부적절한 화상 형성이 방지될 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 피기록재의 양면에 만족스러운 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 화상 보유 부재의 부적절한 소제 작업이 방지되는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 그러한 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징들은 첨부 도면과 관련하여 이루어진 본 발명의 양호한 실시예들에 관한 다음 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
제1도에는 4색 전색 레이저 비임 프린터(1)의 형태인 예시적인 화상 형성 장치가 도시되어 있다.
레이저 비임 프린터(1)은 주 조립체(2)의 중앙에서 사실상 화상 보유 부재로서 기능하는 감광 드럼을 구비한다. 감광 드럼(3)은 그 위에 감광층을 갖고 있고, 주 조립체(2)상에 회전가능하게 지지된다. 감광 드럼은 도시되지 않은 구동장치에 의해 방향(R1)으로 구동된다.
감광 드럼(3)의 주위에는, 감광 드럼(3)의 표면을 균일하게 대전하기 위한 주 대전기(대전 장치, 5)와, 감광 드럼(3)의 표면 상에 빛을 가함으로써 정전 잠상(electrostatic latent image)을 형성하기 위한 레이저 비임 노출 장치(노출 수단, 6)과, 정전 잠상상에 토너를 부착시킴으로써 토너 화상을 형성하기 위한 현상 장치(7)가 회전 방향을 따라 순서대로, 장착된다.
제1도의 현상 장치(7)은 회전식으로서, 주 조립체(2) 상에 지지된 회전 부재(7a)와, 회전 부재(7a) 상의 네개의 현상 장치들, 즉 자홍색(magenta), 청색(cyan), 황색(yellow) 및 흑색(black) 토너들(현상제들)을 보유하는 현상 장치(7M,7C,7Y,7BK)를 구비한다. 현상 장치(7M,7C,7Y,7BK)는 회전 부재(7a)가 회전하면 감광 드럼(3)에 대면하는 현상 위치로 순차적으로 이동해서 정전 잠상이 적절한 칼라 토너로 현상된다. 전색 복사가 행해질 때 상기 현상 장치들은 각각이 정전 잠상을 1회씩 현상시킨다. 현상 장치(7) 위에는 결합된 현상 장치(7M,7C,7Y,7BK)에 토너를 공급하기 위한 4개의 호퍼(7b)가 배치된다.
감광 드럼(3)의 회전 방향에서의 현상 장치(7)의 하류측에는 전사 드럼(피기록재 지지 부재, 9)가 배치된다. 상기 전사 드럼(9)는 대체로 원통형이고, 주 조립체(2)에 회전 가능하게 지지되고, 감광 드럼(3)과 접촉된 상태에서 화살표(R2) 방향으로 회전한다.
제2도를 참고하여 전사 드럼(9)에 대하여 상세하게 설명한다. 전사 드럼(9)는 금속 또는 다른 도전성 재료로 제조된 기부 부재(10)과 피기록재 반송 쉬티(11)을 포함한다. 기부 부재(10)은 한 쌍의 링 부재(10a,10b)와, 이 원통형의 링 부재(10a,10b)를 부분적으로 연결시키는 연결부(10c)와, 이 연결부(10c)의 길이를 따라서 배치된 피기록재 파지기(10d)를 포함한다. 이것들은 일체로 형성된다. 피기록재 파지기(10d)가 상기연결부(10c)로부터 약간 높여져서 간극이 마련되므로 피기록재(P)의 선단 에지가 수납되어 파지되게 된다. 피기록재 반송 쉬트(11)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 필름 등과 같은 유전성 필름으로 제조된다. 상기 피기록재 반송 쉬트(11)은 원통부인 링 부재(10a,10b)와 연결부(10c)에 의하여 한정된 실질적으로 원통형인 부분을 덮도록 연신된다. 피기록재 반송 쉬트(11)의 선단 에지는 연결부(10c)에 고정되어서 원통부인 링 부재(10a,10b)를 둘러싸며, 그 후미 에지는 선단 에지와 유사하게 연결부(10c)상에 선단 에지에 인접하게 고정된다. 따라서 전사 드럼(9)의 외주면은 일반적으로 피기록재 반송 쉬트(11)에 의해 점유된다.
전사 드럼(9) 내의 감광 드럼(3)에 대면하는 위치에는 제1도 및 제3도에 도시된 바와 같이 전사 대전기(전사 장치, 12)가 배치된다. 상기 전사 장치에 이웃하는 하류측에는 내측 방전기(13)이 배치되고 그 반대쪽에는 2개의 외측 방전기(15,16)이 배치된다. 전사 드럼(9)의 내측에는 장착 기부(17a)에 고정된 기단부를 구비한 탄성 쉬트(17b)를 포함하는 가압 부재(17)이 배치된다. 상기 탄성 쉬트(17b)는 완만하게 굽혀져 있고 그 선단 에지는 전사 드럼(9)의 회전 방향(R2)에 대한 하류측에 배치된다. 상기 선단 에지부는 피기록재 반송 쉬트(11)의 내측면을 가압해서 피기록재 반송 쉬트(11)이 감광 드럼(3)의 표면 상에 가압된다. 이에 따라서 피기록재(P)로의 토너 화상 전사 효율이 향상되어 선명한 전사 화상이 제공된다.
전사 드럼(9)의 하부에는 소제 장치(18, 제1도)가 배치된다. 이 소제 장치(18)은 피기록재 반송 쉬트의 표면으로부터 잔류 토너를 제거하기 위한 털 브러쉬(18a)와 전사 드럼(9)의 내측에 배치된 소제 보조 수단(18b)를 포함한다. 털 브러쉬(18)은 도시되지 않은 구동 수단에 의해 회전한다.
감광 드럼(3)의 회전 방향(R1)에서의 전사 드럼(9)의 하류측에는 소제 장치(19)가 상기 주 대전기(5)에 인접하게 배치된다. 소제 장치(19)는 탄성 재료로 제조된 소제 블레이드(19a)를 구비한다. 상기 소제 블레이드(19a)의 한 단부는 감광 드럼(3)의 표면에 가압되고, 이에 따라서 감광 드럼(3)으로부터 잔류 토너가 제거된다.
피기록재 공급 시스템에 대하여 설명한다. 피기록재(P)의 급지 경로(Ru) 안에서 피기록재(P)는 대체로 주 조립체(2)의 우측 하부(2R) 부분에 위치한다. 피기록재(P)는 전사 드럼으로 공급된다. 전사 드럼(9) 등에 의해 토너 화상이 전사된 후에 피기록재(P)는 전사 드럼(9)로부터 우측(2R)으로 상향 배출된다.
급지 경로(Ru)의 최상류측에는 크기가 다른 피기록재를 적층 수납하는 급지 카세트(20)가 주 조립체(2)의 우측면(2d)에 착탈 가능하게 장착된다. 상기 급지 장치(20)의 전방 단부 위에는 피기록재를 급지 카세트(20)으로부터 급지 경로(Ru)쪽으로 공급하는 급지 롤러(21)이 설치된다. 그 하류측에는 급지 롤러(22)와 정렬 롤러(23)이 배치된다. 상기 전사 드럼(9)의 파지기(10d)는 정렬 롤러(23)으로부터 전사 드럼(9)로 공급되는 피기록재(P)의 선단 에지를 파지한다. 파지기(10d)가 피기록재(P)의 선단 가장 자리를 파지한 상태에서 전사 드럼(9)가 회전할 때 피기록재 전체가 전사 드럼(9)의 피기록재 반송 쉬트(11)에 감싸인다. 전사 드럼(9)의 우측 상부에는 토너 화상의 전사 작동 후에 피기록재(P)를 전사 드럼(9)로부터 분리시키는 분리 집게발(claws)이 배치되어 있는데, 이 분리 집게발(25)는 그 자유단 에지에서는 전사 드럼(9)의 표면에 밀접하게 배치된다. 그 하류측에는 분리 집게발(25)에 의해 분리된 피기록재(P)를 이하에서 설명하게 되는 정착 장치(30)으로 이송시키는 급지 벨트(26)과 화상 정착 후에 방출된 쉬트를 수용하는 방출 트레이(27)이 배치된다.
정착 장치(30)은 안에 가열기(33)을 수용하는 정착 롤러(정착 부재)(31)과 가열기(35)를 수용하는 가압 롤러(32)를 포함한다. 토너 화상이 형성된 피기록재(P)가 롤러(31)과 롤러(32)의 사이의 닢을 통과할 때에 상기 토너 화상은 가열 및 가압되어 피기록재(P)상에 영구 화상으로 정착된다.
레이저 비임 프린터(1)에서의 전색 화상 형성 과정에 대하여 설명한다.
감광 드럼(3)은 R1방향으로 회전하며, 감광 드럼(3)의 표면은 주 대전기(5)에 의해 균일하게 대전된다. 이렇게 대전된 감광 드럼(3)은 레이저 비임 노출 장치(6)에 의해 화상 방식 비임(imagewise beam)에 노출된다. 이 때에 우선적으로 자홍색 색상 정보가 노출되므로 그 색상의 정전 잠상이 형성된다. 현상 장치(7)의 자홍색 현상 장치(7M)이 감광 드럼(3)에 설치되어서 상기 정전 잠상을 감광 드럼(3)상에 자홍색의 가시 화상으로 현상시킨다.
급지 카세트(20)에 수용된 피기록재(P)는 급지 롤러(21)에 의해 급지 경로(Ru)로 공급된다. 피기록재(P)는 급지 롤러(22)와 정렬 롤러(23)에 의해 전사 드럼(9)에 급지된다. 이렇게 급지되는 피기록재(P)의 선단에지는 피기록재 파지기(10d)에 의해 파지된다. R2 방향으로 전사 드럼(9)가 회전하면 피기록재는 전사 드럼(9)의 표면에 밀접하게 둘러싸인다. 상기 자홍색 토너 화상이 전사 드럼 상에 유지된 피기록재(P)상으로 전사된다. 감광 드럼(3)상의 자홍색 토너 화상이 감광 드럼(3)과 전사 드럼(9)가 접촉하는 화상 전사 구역에 도달한 때에, 상기 토너 화상은 피기록재 반송 쉬트의 배면의 전사 대전기(12)에 의해 극성이 반대인 코로나 방전을 일으키므로 상기 토너 화상은 전사 드럼(9) 상의 피기록재(P)상에 전사된다. 이에 따라 자홍색 토너 화상의 전사가 완료된다. 이와 동일한 과정을 거쳐서 청색, 황색 및 흑색의 토너 화상이 전사 드럼(9) 상에 피기록재(P)상에 순차적으로 전사되므로 중첩된 4가지 색상의 토너 화상이 피기록재 상에 형성된다.
이렇게 4가지 색상이 토너 화상을 갖는 피기록재(P)가 내측 및 외측 방전기(13,15,16)에 의하여 방전되고, 분리 집게발(25)에 의해 전사 드림(9)로부터 분리된다. 이렇게 분리된 피기록재(P)는 반송 벨트(26)에 의해 정착 장치(30)으로 급지된다. 여기에서 상기 토너 화상은 가열 및 가압되어 피기록재(P) 상에 영구 화상으로 정착된다. 이때에 정착 장치(30)의 정착 속도는 주 조립체(2)의 공정속도(160mm/sec) 보다 낮은 90mm/sec이다. 이것은 2 내지 4가지가 적층된 토너 화상이 부착 및 정착될 때에 상기 토너에 충분한 가열량을 가하기 위한 것이다. 감광 드럼의 속도보다 낮은 속도로 정착 작업을 수행하면 보다 많은 가열량이 토너에 가해진다. 토너 화상이 위에 정착된 피기록재(P)는 방출 트레이(27) 상으로 방출된다.
칼라 화상 형성에 사용되는 토너는 단색 화상 형성에 비하여 열을 받을 때의 양호한 가용성 및 혼합성을 가져야 한다. 따라서 급속한 용융 특성 즉, 낮은 연화점과 낮은 용융 점도를 갖는 토너가 상기 목적(4가지 적층 토너)에 사용된다. 상기 급속한 용융성의 토너를 사용하면 양호한 용융성과 혼합성이 나타나고, 색상 재현 범위가 넓혀져서, 전색 원고 또는 2 이상의 색상을 갖는 원고에 유용한 칼라 복사를 제공할 수 있다.
상기 급속한 용융성의 토너는 폴리에스테르 수지와 같은 결합제 수지 재료 또는 스티렌-아크릴릭 에스테르 수지 재료 등과, 착색제(염료, 승화 염료)와, 대전 조절제의 혼합물을 용융시키고 반죽하고 분쇄하고 분급하여 제조된다. 상기 토너 분말은 필요에 따라 혐기성 콜로이드상 실리카 등의 여러가지 재료를 포함할 수 있다.
정착 특성 및 급속한 용융 특성의 관점에서 볼 때 상기 칼라 토너는 폴리에스테르 수지 재료를 결합제 수지 재료로서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 급속히 용융되는 폴리에스테르 수지는 일예로, 디올 화합물과 디카르복실산으로부터 합성된 분자의 주요 사슬에서 에스테르 고리를 갖는 고 폴리머를 포함한다.
급속한 용융 특성에서 볼 때, 특히 양호한 수지는,
에서, R은 에틸렌기 또는 프로필렌기를 표시하고, X 및 Y는 각각 평균 X+Y의 합이 2 내지 10을 만드는 1이상의 양의 정수인 상기 식에 의하여 표시되는 비스페놀 유도체와 그들의 치환 유도체로부터 선택된 적어도 하나의 디올 성분과, 푸마르산, 말레이산, 말레이산 무수물, 프탈릭산, 테레프탈릭산, 트리멜리틱산, 파이로멜리틱산 및 그들의 혼합물과 같은 둘 또는 그 이상이 기능기 카르복실산 성분 또는 그들의 무수물 또는 그들의 저급 알킬 에스테르 성분을 중축합하여 얻은 폴리에스터 수지이다.
폴리에스테르 수지의 연화점은 75 내지 150℃, 양호하게는 80 내지 120℃이다. 제2도는 결합제 수지(binder resin)으로써 폴리에스테르 수지를 함유한 토너의 연화특성을 도시하고 있다. 본 실시예의 연화점의 측정 방법을 설명한다.
유량 검사시 시마즈 세이사꾸쇼로부터 입수가능한 CFT-500A를 사용하였으며, 이는 0.2mm의 직경과 1.0mm의 두께를 가지며 20kg의 가압 하중을 갖는 다이(노즐)을 구비하고 있다. 초기 온도는 70℃로 설정되어 있고, 예비 가열 주기는 300초이다. 예비 가열후에, 온도를 6℃/min의 일정 속도로 증가시켰다. 그 연후에, 플런저 하향량을 하향량 대 온도 곡선(연화 S 곡선)상에 온도에 대하여 도표화하였다. 토너의 무게는 1 내지 3g(정확히는 중량)이며, 플런저의 단면적은 1.0cm2이다. 연화 S 곡선은 제2도에 도시된 바와 같다. 온도가 일정 속도로 증가하면, 토너는 점진적으로 가열되며, 유동하기 시작한(A-B). 온도가 보다 상승하면 플런저의 하향이 멈출 때까지(D-E), 용융된 토너는 보다 유동된다(B-C-D).
S 곡선의 높이(H)는 전체 유동량을 나타내며, 지점(C(H)/2)의 높이에 대응하는 온도(To)는 재료(토너)의 연화점이다.
토너 및 결합제 수지가 급속 용융 특성을 갖느냐 아니냐는 토너 또는 수지의 육안 용융 점도의 측정으로 결정된다.
본 실시예에서, 급속 용융 특성을 갖는 토너 또는 결합제 수지는 다음식을 만족하는 토너임을 의미한다.
T1=90 내지 150℃
|△T1|=|T1-T2|=5 내지 20℃
이때, T1은 육안 용융 점도가 103포이즈(poise)일 때의 온도이고, T2는 육안 용융 점도가 5×102포이즈일 때의 온도이다.
이러한 온도-점도 특성을 갖는 급속 용융 수지 재료는 가열될 때의 급속 점도 감소를 특징으로 한다. 점도 감소는 최상부 토너층과 최하부 토너층간의 적절한 혼합이 이루어지도록 하고, 토너층들 자체의 투명도의 급격한 증가, 따라서 감색 혼합(substractive color mixture)이 적절히 이루어진다.
급속 용융 색 토너는 강한 친화력을 가지며, 따라서 토너옵-세트(off-set)가 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 색 토너를 사용하는 화상 형성 장치용 정착 장치에서는 고분리 특성을 오래 지속시킬 필요가 있다.
따라서, 이러한 색 토너를 사용하는 화상 형성 장치용 정착장치에서는 정착 롤러가 오랫동안 고분리 특성을 갖는 것이 좋다. 화상 형성 장치인 전색 레이저 비임 프린터(1) 화상 정착 장치(30)을 설명한다. 제5도에 도시된 바와 같이, 정착 장치(30)은 정착 롤러(31)과 가압 롤러(32)는 포함한다. 정착 롤러(31)은 알루미늄 코어(31a)와,금속 코어(31a)상의 HTV(고온 가황처리형) 실리콘 고무 층(31b)와, 그 위의 RTV(실온 가황처리형) 실리콘 고무층(31C)로 구성된다. 실리콘 고무층들(31b,31c)이 총 두께는 3mm이고, 정착 롤러(31)의 전체 직경은 40mm이다. 또한, 가압 롤러(32)는 알루미늄 금속 코어(32a)와, 1mm두께의 HTV 실리콘 고무층(32b) 및 그 위의 RTV 실리콘 고무층(32C)로 구성된다. 가압 롤러의 전체 직경은 40mm이다.
정착 롤러(31)은 금속 코어(31a)안에(가열 수단인)할로겐 가열기(33)을 포함하고, 가압 롤러(32)는 금속 코어(32a)안에 할로겐 가열기(35)를 갖고 있다. 피기록재(P)는 양측면에서 할로겐 가열기(33,35)에 의해 가열된다. 온도 제어에 관하여 가압 롤러(32)의 온도를 탐지하도록 가압 롤러(32)와 접촉하는 더미스터(thermister, 36)을 사용한다. 탐지된 온도를 기초로 하여, 제어 장치(37)은 할로겐 가열기(33,39)의 온도를 제어하여 정착 롤러(31)와 가압 롤러(32)의 온도를 170℃의 일정 온도로 유지시킨다. 정착 롤러(31)과 가압 롤러(32)는 도시되지 않은 가압 기구에 의해 40kg의 전체 압력으로 서로 가압된다.
제5도에서, 피기록재(P)의 공급 방향에 대하여 정착 롤러(31)의 상류에는(이형제 도포 수단인) 오일 도포기(39)가 위치된다. 정착 롤러(31) 상부에는 소제 장치(40)이 위치된다. 가압 롤러(32) 아래에는 소제 블레이드(41)이 가압 롤러(32)로부터 오일 오염물을 제거하도록 위치된다. 오일 도포기(39)는(시네쯔 까구꾸 고교 가부시끼가이샤로부터 입수 가능한 KF96, 300CS의 분리제인) 디메틸 실리콘을 포함하는 오일 팬(42)에서 오일 픽-업 롤러(45)에 의하여 오일을 취한다. 오일은 오일 도포 롤러(46)에 인가된다. 오일 도포 롤러(46)상의 오일 도포량은 오일 도포 조정 블레이드(47)에 의하여 조절되고 따라서 오일의 적정량이 정착 롤러(31)상에 도포된다. 제5도에 도시된 오일 도포기(39)는 피기록재(P)에 0.08g/A4의 오일을 도포한다(측정 방법은 후술한다).
오일 도포기(39)에 의한 오일 도포량은 다음 방법으로 결정된다. 50장의 편평한 A4크기의 쉬트의 무게(A1g)을 측정한다. 이들 쉬트들을 화상 전사없이 그리고 정착 롤러(31)에 오일 도포 없이 정착 롤러(31)과 가압 롤러(32) 사이의 닙을 통과시켜, 50쉬트의 무게(B g)을 측정한다. 다른 50장의 A4크기의 편평한 쉬트의 무게(A2g)을 측정한다. 이 쉬트들을 화상 전사없이 그리고 정착 롤러(31)에 오일(43)을 도포하는 상태로 처리시켜 그 무게(C g)을 측정한다. A4크기 쉬트당 오일 도포량은, X=(C+A1-B-A2)/50에 의하여 얻어진다.
한편, 소제 장치(40)은 가압 롤러(50)에 의해 부직 웨브(49, 상표명 NOMEX)를 가압함으로써 정착 롤러(31)를 소제하게 한다. 웨브(49)는 접촉부에서 토너등의 부착을 방지하기 위하여 적절한 간격으로(도시되지 않은) 권취 장치에 의하여 권취된다.
앞서에서는, 피기록재(P)의 한 측면에서의 토너 화상 형성이 전색(4색) 레이저 비임 프린터(화상 형성 장치, 1)과 관련하여 기술되었다. 장치(1)은 피기록재(P)의 양측에 화상을 형성할 수 있다.
토너 화상은 피기록재(P)의 전면으로 전사되고 토너 화상은 정착 장치(30)에 의하여 정착된다. 이어서, 이것은 기록 장치의 주 조립체로 재공급되고 다른 화상에 대향 측면에 형성된다. 한편, 화상이 피기록재의 전면에 정착된 후에, 작동하는 피기록재를 뒤집어서 카세트에 재설정시킨다. 자동 역전 수단이 사용될 수 있다. 어쨌든, 피기록재는 피기록재의 후면에 화상을 형성하도록 전사 위치로 재공급된다.
화상 형성이 피기록재(P)의 각 면에 이루어졌을 때, 제1측면 복사 작업 동안 피기록재(P)의 제1측면에 이형제(43)가 부착된다. 이형제의 부착은 화상이 제2측면에 형성되지 않는다면 문제가 안된다. 그러나, 화상이 제2측면에 형성되고 피기록재(P)가 토너 화상을 수납할 목적으로 전사 드럼(9)의 표면상에 감싸질 때, 피기록재(P)의 제1측면, 즉 제1복사 작업 결과로서 이형제를 갖는 표면은 전사 드럼(9)의 표면과 접촉한다. 따라서, 이형제(43)은 전사 드럼(9)의 표면 사이에 부착된다. 일반적으로, 피기록재(P)가 전사 드럼(9)로부터 멀어졌을 때, 전사 드럼(9) 상의 이형제는 전사 드럼(9)와 접촉하는 감광 드럼(3)의 표면상에 부착된다. 불필요한 토너는 감광 드럼(3) 상의 이형제(43)에 부착되고 토너를 화상 오염 또는 화상질이 악화된 상태로 연속적인 피기록재(P) 상에 부착된다.
이 실시예에서, 전사 드럼(9)는 전술한 문제점을 피하기 위하여 개선되었다. 전사 드럼(9)는 금속과 같은 전기 도전성 재료로 구성된 기부 부재(10)을 포함한다. 기부 부재(10)은 두개의 실린더부(10a,10b) 및 실린더부를 연결하기 위한 연결부(10c)를 포함한다. 전사 드럼(9)는 더욱이 원통 형태로 펼쳐진 피기록재 반송 쉬트를 포함한다. 피기록재 반송 쉬트(11)은 높은 분급 특성과 25 내지 2000μm, 양호하게는 70 내지 200μm의 두께를 갖고, 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 필름(PVdF)등으로 제조된 절연 쉬트이다. 선단 및 후미에지는 연결부(10c)에 고정된다.
이 실시예에서, 전사 드럼(9)의 직경은 160mm이고, 이동 속도는 160mm/sec이다. 감광 드럼(3)의 이동 속도인 처리 속도는 160mm이다. 전사 대전기(12)는 (제3도)의 방전선과 차폐판(12b)를 갖는 코로나 방전기 형태이다. 차폐판(12b)의 개구 폭은 19mm(W)이고, 방전선(12a)와 감광 드럼(3)의 표면 사이의 거리는 10.5mm(r1)이다. 방전선(discharge wire)과 차폐판의 하부면 사이의 거리(r)은 16mm이다. 전사 대전기(12)는 +4 내지 +10KV의 전압이 공급되고 전사 전류는 +25 또는 +500μA이다.
제6도는 감광 드럼(3, 외주연)으로부터 본 전사 드럼(9)의 거의 모든 외주부를 차지하는 피기록재 반송 쉬트에 대한 확대도이다.
따라서, 토너 화상이 감광 드럼(3)으로부터 피기록재(P)에 전사될 때, 피기록재 지지 쉬트는 제6도에 도시된 외주면 상에서 피기록재(P)를 지지한다. 특히, 전사 드럼(9)의 파지기(10d)에 의해 선단 에지에서 파지된 피기록재(P)는 도면에서 파선에 의해 둘러싸인 구역(S)에서 피기록재 지지 쉬트의 외주면에 밀접하게 접촉되도록 피기록재 지지 쉬트상에 권취된다. 구역(S) 위의 4개의 구멍(11b)들은 피기록재 파지기(10d)를 장착하기 위해 사용된다.
피기록재 지지 쉬트(11)의 구역(S)에는 다수의 미세 홈(11a)가 마련된다. 미세 홈(11a)는 전사 드럼(9)의 이동 방향(r2방향, 회전 방향과 동일하다)을 따라 장홈의 형태로 배열된다. 이렇게 함으로써, 구역(S)의 표면 조도(roughness)는 증가된다. 표면 조도는 미세 홈(11a)를 대체로 수직으로 가로지르는 선(L)을 따라 이하에서 Rz라 명명될 10점 평균 조도(Rz)에 있어서 7 내지 20μm, 양호하게는 10 내지 15μm 정도이며, 이하에서 Sm이라 명명될 평균 피크 구간(Sm)에 있어서 30μm이하, 양호하게는 20μm이하 정도이다. 최대 조도(Rmax)는 국부적인 강한 전사 전기장으로 인한 부적당한 화상 전사를 방지하는 관점에서 30μm이하, 양호하게는 20μm이다. 표면 조도는 다음 방식으로 측정된다.
측정 장치는 일본의 고사까 겐꾸소 가부시끼가이샤로부터 입수 가능하고 비접촉 검출 유니트 PS-100U와 함께 사용되는 서프코더(surfcoder) SE-30AK이다. 측정 길이는 2.5mm이고, 수직 배율은 2000이며, 수평 배율은 100이고, 차단(cut-off)은 0.8mm이며, 위상 보상 R+w식이 사용된다. 제7도에 도시된 바와 같이, 피기록재 지지 쉬트의 표면을 조절화하는 방법에 관해서는, 피기록재 지지 쉬트(11)은 약 160mm의 직경을 갖는 원통형 드럼(51)상에 권취되고, 드럼(51)은 수 rpm으로 회전되며, #2000 사포(52)가 피기록재 지지 쉬트(11)와 접촉되어지거나 분리된다. 이러한 것이 반복되는 동안, 드럼(51)이 10 내지 20회 회전됨으로써 제6도의 구역에서의 표면 조도(Rz,Sm,Rmax)가 상기 조건들을 충족시키게 된다.
피기록재 지지 쉬트(11)의 구역(S)를 간단히 조질화하는 것이 충족된다면, 샌드 블라스트 방법이 사용될 수 있다. 그러나, 상기 레이저 빔 프린터(1)용의 피기록재 지지 쉬트(11)은 피기록재 지지 쉬트의 표면에서 포그 토너(fog toner) 또는 살포(scattered) 토너에 의해 오염되고, 따라서 피기록재 지지 쉬트(11)은 털 브러쉬(제1도)등에 의해 바람직하게 소제된다. 따라서, 미세 홈(11a)들은 피기록재 지지 쉬트의 이동 방향(제6도에서 r2)를 따라 바람직하게 배열된다. 연이어, 피기록재 지지 쉬트(11)은 효과적으로 소제되고, 따라서 피기록재(P)의 배면의 오염 문제를 피할 수 있다. 따라서, 상기 방법은 샌드 블라스트 방법보다 오히려 더 양호하다. 이렇게 함으로써, 미세 홈(11a)들은 피기록재 지지 쉬트(11)의 이동 방향을 따라 있게 된다. 털 브러쉬(18a)의 섬유의 두께는 양호하게는 더 양호한 소제의 관점에서 평균 피크 구간(Sm)보다 더 작아야 한다.
종래 장치에 있어서, 양면 복사 작업시에 이형제(오일, 43)이 토너 화상 정착 작동시에 피기록재의 제1면에 부착된다. 후속으로, 복사 화상이 피기록재(P)의 제2면상에 형성될 때, 이형제(43)을 갖는 제1면은 피기록재 지지 쉬트(11)에 밀접하게 접촉되며, 결국 이형제(43)이 피기록재 지지 쉬트 상으로 전달된다. 이형제(43)이 부착된 피기록재 지지 쉬트가 토너 화상 전사후의 전사 드럼의 회전인 우회전 또는 다음 화상 형성 바로 직전의 회전인 전회전 동안에 감광 드럼에 직접 접촉되며, 피기록재 지지 쉬트(11)상의 이형제(43)은 감광 드럼(3) 상으로 재전달됨으로써 결국 후속 피기록재(P)에 부적당한 화상이 형성된다.
그러나, 피기록재 지지 쉬트의 조면을 사용함으로써, 감광 드럼(3)상의 이형제(43)으로 인한 부적당한 화상 효과적으로 방지될 수 있다.
이러한 것에 대한 이유는 다음과 같이 설명된다. 피기록재 지지 쉬트(11)을 조질화함으로써, 표면상에 이형제(43)을 갖는 피기록재(P)가 피기록재 지지 쉬트(11)에 접촉되어 있을지라도 피기록재(P)와 피기록재 지지 쉬트(11) 사이의 접촉 면적이 감소되기 때문에 피기록재 지지 쉬트(11)상의 이형제(43)의 부착 절대량은 상당히 감소된다. 게다가, 이형제(43)이 피기록재 지지 쉬트(11)상으로 전달될지라도 피기록재 지지 쉬트(11)의 표면은 작은 피치(Sm=30μm이하)로 조질화되어 있으므로 이형제(43)은 미세 홈(Rz=7 내지 20μm)(11a)로 들어간다. 따라서 피기록재 지지 쉬트(11)이 감광 드럼(3)에 접촉될 때, 감광 드럼(3)의 재전달량은 상당히 감소된다. 따라서, 감광 드럼(3)으로서의 이형제(43)양은 상당히 감소하여서 감광 드럼(3)으로의 이형제(43)의 전달로 인한 부적절한 화상 형성을 효과적으로 피하게 된다.
피기록재 지지 쉬트(11)의 미세 홈(11a)내의 이형제(43)은 소제 장치(18)의 털 브러쉬(18a)에 의해 제거되고, 따라서 어떠한 문제도 발생되지 않는다.
피기록재 지지 쉬트의 제2실시예가 설명될 것이다. 동일한 기능을 갖는 요소에 대하여 제1실시예에서와 동일한 참조 부호가 부여되었고, 간략하게 하기 위하여 이들의 상세한 설명은 생략되었다.
본 실시예에서, 제8도에 도시한 바와 같이, 미세 홈 또는 구멍(11a)는 구역(S) 외부에 형성되며, 따라서 전체 표면이 조질화된다. 이러한 것이 제1실시예와 다른 점이다.
피기록재 지지 쉬트(11a)를 조질화 방법에 관해서는 이하의 방법이 사용된다. 제9도를 참조하면, 피기록재 지지 쉬트는 제9도에 도시된 T자형 다이(53)을 갖는 압출기에 의해 성형된다. 본 실시예에서, 다이(53)과 쉬트 권취부(55)사이에 수μm 내지 수십μm의 직경 및 수mm내지 수십 mm의 길이를 갖고 황동 또는 SUS또는 동일한 경도를 갖는 수지로 만들어진 섬유질의 원통형 브러쉬를 갖는 조도 가공 부재(56)이 마련된다. 다이(53)으로부터 압출된 피기록재 지지 쉬트는 쉬트 권취부(55)로의 이동 중에 100rpm 내지 2000rpm의 속도로 회전하는 조도 가공 부재(56)에 의해 조질화된다. 쉬트가 권취된 후에, 쉬트는 제8도에 도시된 형태로 절단된다. 화상 형성 작동은 제1실시예에서와 동일한 정도로 조질화된 피기록재 지지 쉬트(11)을 사용함으로써 수행되었다. 제1실시예에서와 마찬가지로, 감광 드럼(3)상에 부착된 이형제의 양은 양면 복사 작업 중에 감소되고 부적절한 화상 형성의 발생이 방지될 수 있다는 것이 확인되었다.
상기의 조질화하는 방법을 사용함으로써, 제1실시예에서와 동일한 유리한 효과들이 성취될 수 있고, 게다가 조질화하는데 소요되는 시간 및 비용이 상당히 감소된다. 따라서, 전체 장치의 비용이 감소될 수 있을 것이다.
본 발명은 4개의 화상 형성 유니트(I,II,III,IV)를 갖는 제10도에 도시된 다색 전자 사진 복사 장치에 광범위하게 적용될 수 있다.
본 실시예에서, 각각의 화상 형성 유니트(I 내지 IV)는 감광 드럼(3M,3C,3Y 또는 3BK)를 포함하며, 감광 드럼 둘레에는 주 대전기(5M,5C,5Y 또는 5BK), 노출 수단(6M,6C,6Y 또는 6BK), 현상 장치(7M,7C,7Y 또는 7BK), 전사 대전기(12M,12C,12Y 또는 12BK), 방전기(13M,13C,13Y 또는 13BK 및 15M,15C,15Y 또는 15BK) 및 소제기(19M,19C,19Y 또는 19BK)가 마련되어 있다. 무한 쉬트 반송 벨트(피기록재 지지 부재, 24)는 감광 드럼(3M,3C,3Y,3BK) 아래에서 화상 형성 유니트(I 내지 IV)를 통과한다.
다른 한편으로는, 각각의 전사 방전기(12M,12C,12Y,12BK)의 방전 구역에서 반송 벨트(24)를 감광 드럼으로 가압하는 가압 부재(14M,14C,14Y,14BK)가 있다.
본 실시예에서, 반송 벨트(24)의 표면은 제1실시예 및 제2실시예와 동일한 정도로 조질화 된다. 화상 형성 작동은 상기 조질화된 반송 벨트(24)를 사용함으로써 수행되었고, 제1실시예 및 제2실시예에서 처럼 부적절한 화상 형성이 방지될 수 있다는 것이 확인되었다.
홈 또는 구멍을 사용하지 않지만 감광 드럼상으로의 이형제의 부착을 방지하는 데 효과적인 실시예에 대하여 설명될 것이다. 제2도에 도시된 전사 드럼이 사용가능하다.
제12도에 도시된 바와 같이, 레이저 비임 프린터(1)은 제1도의 레이저 비임 프린터와 유사하지만, 본 실시예의 프린터에는 피기록재(P)와 전사 드럼(기록 재료 지지 부재, 9) 사이에 스페이서 입자(S)를 제공하도록 스페이서 입자 인가기(스페이서 입자 인가 수단, 60)이 마련된다.
스페이서 입자 인가기(60)은 스페이서 입자(S)를 담기 위한 용기(61)과, 스페이서 입자(S)를 피기록재(P)에 직접 인가하기 위한 인가 롤러(62)를 포함한다. 인가 롤러(62)는 피기록재(P)에 의해 회전될 수 있고, 또는 도시되지 않는 구동수단에 의해 독립적으로 능동적으로 회전될 수 있다. 스페이서 입자 인가기(60) 전체는 인가 롤러(62)가 레지스터 롤러(23)과 전사 드럼(9) 사이의 공급 경로(RU)에서 피기록재(P)의 상부 표면과 접촉하도록 배치된다. 따라서, 스페이서 입자(S)는 전사 드럼(9)에 공급되는 피기록재의 상부 표면, 즉 전사 드럼(9)상에 권취될 때 전사 드럼과 접촉하게 될 표면에 인가된다.
스페이서 입자용으로 사용될 수 있는 재료는 플루오르화 탄소, 알루미나, 산화 티타늄, 산화 셀레니움, 수소화 알루미늄, 칼슘 카보네이트, 실리카, PVdF, 활성탄, 화상 형성용 토너 등이다. 양호한 입자 크기는 0.05 내지 20μm이다. 이것은 마찰 전기적으로 양호하게 변경될 수 있다. 이 경우, 교반 부재 또는 대전 부재가 용기(61)내에 제공될 수 있고, 그 결과로 적절한 양의 전하가 이 입자에 가해진다. 그리고나서, 스페이서 입자(S)가 정전기력에 의해 인가 롤러(62)를 통해 피기록재(P)에 안정하게 적층된다. 이러한 스페이서 입자 인가(60)에 의하여 이 스페이서 입자(S)는 1 내지 20μm의 두께를 갖는 층으로 피기록재(P)에 균일하게 적용된다. 양면 복사 작업이 피기록재(P)에 수행될 때, 감광 드럼(3)상의 이형제(43)에 영향을 미칠 부적절한 화상 형성을 피할 수 있다.
그 이유는 다음과 같이 고찰된다. 기존의 장치에 있어서, 양면 복사시 피기록재가 정착 장치(30)을 지나갈 때 실리콘유와 같은 이형제(43)의 토너가 정착 롤러(31)로 옵셋되는 것을 방지하기 위하여 피기록재의 화상 표면에 적층되게 된다. 피기록재상의 이형제(43)은 다음 면의 화상 형성 중에 피기록재 지지 쉬트(11)과 전사 드럼(9) 사이의 직접 접촉에 의하여 전사 드럼(9)상에 적층된다. 이 실시예에서, 피기록재(P)의 표면은 피기록재(P)상에 적층된 이형제(43)이 피기록재 지지 쉬트에 직접 접촉하지 않아서 피기록재 지지 쉬트(11)에 이형제(43)이 적층되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 스페이서 입자(S)가 인가된다. 이러한 이유로, 이형제(43)은 피기록재 지지 쉬트(11)로부터 감광 드럼(3)상으로 전사되지도 적층되지도 않는다. 그러므로, 감광 드럼(3)상에 불필요한 토너 및 이형제(43)이 적층되는 것을 초래할 수 있는 후속 피기록재(P)의 오염과 같은 부적절한 화상 형성을 피할 수 있다.
피기록재(P)상의 스페이서 입자(S)의 층 두께에 관해서는, 이것이 1μm이하라면 이형제의 방지 효과는 충분하지 않고, 20μm 이상이라면 양면 화상 형성 작업에서 조잡한 화상 전사의 결과를 초래하는 전사 전기장의 세기가 과도하게 되므로, 양호하게는 1 내지 20μm정도이어야 한다.
본 실시예에 있어서, 스페이서 입자(S)의 인가는 통상 화상 형성 중에 수행된다. 그러나 이것이 필수적인 것은 아니다. 예컨대, 양면(이중) 모드 선택 스위치가 이 장치의 주 조립체(2)의 (도시되지 않은) 작동판에 구비될 수 있고, 양면 모드에서 레이저 비임식 프린터의 작업자가 이 스위치를 구동시킬 수도 있다. 이렇게 함으로써, 이 이중 모드는 이중으로 검출된다. 이 이중 모드가 검출되었을 때, 스페이서 입자 인가가 수행된다. 이렇게 함으로써, 스페이서 입자(S)의 낭비를 피할 수 있다. 이러한 사실은 매우 바람직하다. 또한, 이동 통로 Ru 또는 쉬트 이송 단계 내에 구비된 이형제 검출 수단 또는 화상 검출수단을 이용하여 이중 모드를 검출할 수도 있다. 따라서, 이중 모드가 선택되었는지의 여부를 자동적으로 검출할 수 있다. 이런 방식으로 스페이서 입자(S)의 인가가 자동적으로 제어될 수 있다.
본 실시예에서, 스페이서 입자(S)가 피기록재(P)에 인가될 수 있다. 제13도에 도시된 다른 실시예에서처럼, 스페이서 입자(S)가 전사 드럼(9)의 피기록재 지지 쉬트(11)상에 직접 인가될 수도 있다.
스페이서 입자 인가기(60)은 예컨대 감광 드럼(9)의 외부연부 표면에 인접하게 그리고 분리 집게발(25)의 다소 하류에 배치된다. 이 인가 롤러(62)는 스페이서 입자(S)를 피기록재 지지 쉬트(11)에 직접 인가하기 위하여 전사 드럼(9)의 피기록재 지지 쉬트(11)과 접촉된다.
본 실시예에서, (레이저 비임식 프린터 또는) 화상 형성 장치(1)이 일련의 화상 형성 작업을 시작하고 전사 드럼(9)가 화상 형성을 위한 예비 회전을 시작할 때, 피기록재(P)의 이동과 함께 피기록지(P)를 지지하는 피기록재 지지 쉬트(11)의 영역에 스페이서 입자(S)가 인가되도록 스페이서 입자 인가기(60)이 작동되고 제어된다.
이렇게 함으로써, 전술한 실시예와 유사한 본 실시예에서는, 전사 드럼(9)상에 이형제(43)이 적층되는 것, 즉 부적절한 화상 형성을 피할 수 있다.
다른 실시예가 설명될 것이고, 이것은 제1도에 도시된 레이저 비임식 프린터 내에서 실질적인 화상 형성 작업을 위한 예비 작업 중에 현상 장치(7)이 작동되어, 그 결과로 스페이서 입자층으로 인가되는 토너층이 감광 드럼(3)상에 형성된다. 이 토너층은 피기록재 지지 쉬트(11)에 직접 전사되고, 이 토너층이 피기록재 지지 쉬트(11)상에 형성된 후에 피기록재(P)가 피기록재 지지 쉬트(11)상에 지지된다. 주 대전, 화상 노출, 현상 유니트 이동, 현상 장치 구동 및 전사 대전에 관하여 상세히 설명될 것이다. 이 작업들은 전사 드럼의 회전에 근거한 것이다. 타이밍 챠트인 제14도를 참조하여 설명할 것이다. A4 크기의 쉬트가 피기록재(P)로서 사용된다.
화상 형성 작업 개시 스위치가 구동되었을 때, 감광 드럼(3)과 전사 드럼(9)가 회전하기 시작한다. 피기록재 지지 쉬트상에 토너층을 형성하기 위하여 감광 드럼(3)의 표면에 균일하게 대전하는 주 대전기(5)에 의해 코로나 방전 작용이 수행된다. 통상의 화상 형성 작업에서의 최대 화상 밀도의 대략 1/10 이하인 토너량이 적층되기에 충분한 레이저 비임은 A4 크기의 쉬트 폭에 상당하는 기간 동안 인가되고, 그 결과로 이러한 잠상이 감광 드럼(3)상에 형성된다. 현상 위치에서, 자홍색 현상 장치(7M)은 선행 화상 형성 작업이 완료한 후 대기 위치에 있다. 이것은 자홍색 화상을 가시화하기 위하여 현상 작업을 시작한다. 현상 장치의 작동 중에, 이것은 현상 슬리브가 정속 회전에 도달하는데 요하는 시간(t)를 고려하여 현상 위치에서 화상 프론트(image front)보다 시간 t만큼 일찍 구동된다.
전사 위치에서, 전사 방전기(12)는 피기록재 지지 쉬트(11)상에 자홍색 토너층을 직접 형성하기 위하여 감광 드럼(3)상에 형성된 토너 화상과 시간적 관계를 가지고 작동하게 된다. 이후, 쉬트 반송 카세트(20)으로부터 반송된 피기록재가 자홍색 토너층이 형성되는 위치에서, 피기록재 지지 쉬트(11)상에서 지지된다. 이어서, 자홍색 잠상은 화상 정보에 부합하여 변조되는 레이저 비임에 의해 형성되고, 이 잠상은 토너 화상내로 형성된다. 그리고 나서, 이 화상은 전사 위치에서 피기록재상으로 전사된다. 이 단계는 홍색 화상, 황색 화상, 및 흑색 화상의 경우에 반복된다. 본 실시예에서는 스페이서 입자(S)는 토너 입자이다. 이 스페이서 입자 인가기(60)은 현상 장치(7)이다. 따라서, 이 현상 장치(7)은 스페이서 입자층으로서 토너층을 제공하기 위하여 전술한 순간에 구동되고, 따라서 얇은 층의 토너가 피기록재 지지 쉬트(11)상에 형성된다.
이러한 구조를 이용함으로써, 복사 작업이 피기록재(P)의 양면에서 수행될 수있다. 전술한 실시예와 같이 유사하게 피기록재 지지 쉬트상 이형제(43)을 적층하는 것이 효과적으로 방지되어 부적절한 화상 형성을 피할 수 있다는 것을 명백히 할 수 있다.
본 실시예에서, 토너층은 피기록재 지지 쉬트(11)상에 형성된다. 그러나, 전술한 실시예에서 처럼 스페이서 입자 인가기(61)은 현상 장치(7)의 주위나 또는 감광 드럼(3)의 표면 주위에 구비될 수 있고, 그 결과로 스페이서 입자층이 피기록재 지지 쉬트(11)상에 형성된다.
추가 실시예가 설명될 것이고, 이 실시예에서는 이형제가 화상 보유 부재에 적층되는 것을 방지하기 위하여 스페이서 입자층이 화상 보유 부재 표면상에 구비되어 있다. 본 실시예에서는, 스페이서 입자층이 피기록재 지지 쉬트와 피기록재 사이에 형성될 수있고, 또한 화상 보유 부재의 표면에 형성될 수도 있다.
본 실시예에서는, 화상 형성 작업의 연속 중에 피기록재가 전사 드럼(9)에서 지지되지 않을 때, 소위 감광 드럼(3)과 전사 드럼(9)의 피기록재 지지 쉬트(11)이 직접 접촉하고 있을 때 스페이서 입자층으로서 인가되는 토너층이 항상 감광 드럼(3)상에 형성될 수 있다.
타이밍 챠트인 제15도를 참조하여, 감광 드럼(3)의 회전에 따라 영향을 받는 주 대전, 화상 노출, 현상 유니트 이동, 현상 장치 구동, 전사 드럼의 회전, 전사 대전 및 피기록재 지지 쉬트의 방출 작업들이 설명될 것이다. 토너 화상은 A4 크기의 피기록재상으로 전사된다.
화상 형성 개시 신호가 있자마자, 감광 드럼(3)은 회전을 시작하고, 감광 드럼(3)은 표면을 균일하게 대전하기 위하여 주 대전기(5)에 의해 코로나 방전 작업이 수행된다. 현상 위치에서, 자홍색 현상 장치(7M)은 정지 상태인 원 위치에서 현상 위치로 이동하게 된다. 감광 드럼(3)은 통상의 화상 형성시의 최대 화상 밀도를 제공하는데 요하는 토너량의 대략 1/10 또는 그 이하를 적층시킬 수 있는 레이저 비임에 노출되고, 그 결과로 잠상이 감광 드럼(3)의 전체 표면상에 형성된다. 자홍색 현상 장치(7M)이 감광 드럼(3)상에 토너 화상을 형성하기 위하여 현상 작용을 수행하도록 작동된다. 토너 화상 형성을 개시후에 그리고 감광 드럼(3)상의 토너 화상이 전사 위치에 도달했을 때, 전사 드럼(9)는 회전을 개시한다. 전사 위치와 정반대인 전사 드럼상의 위치에서 급지 카세트(20)으로부터의 통로(Ru)에 이미 공급된 피기록재(P)는 전사 드럼(9)의 회전 개시와 동시에 피기록재 반송 쉬트상에 반송되어 재료는 전사 위치로 반송된다.
현상 위치에서, 감광 드럼(3)은 한번의 완전한 회전으로 현상되고 그 후에, 자홍색 현상 장치(7M)은 이동하지 않고 후속의 자홍색 화상 현상을 위해 준비된다. 노출 위치에서, 감광 드럼의 완전한 한 회전에 대한 레이저의 투사후에, 잠상이 감광 드럼(3)의 약 1/5 회전에 대응하는 시간만큼 지체되어 자홍색 화상 정보에 따라 변조된 레이저 비임에 의하여 형성된다. 잠상은 현상 위치에 놓인 자홍색 현상 장치(7M)의 자홍색 토너로 현상된다. 토너 화상이 전사 위치에서 전사 대전기(12)에 의하여 피기록재 반송 쉬트상에 반송된 피기록재상으로 전사된다. 자홍색 화상의 현상후에, 자홍색 현상 장치(7)은 현상 영역으로 급속하게 이동하고 청홍색 현상 장치(7C)가 다음의 청홍색 화상 현상을 수행하기 위하여 현상 위치에 놓이게 된다. 청홍색, 황색 및 흑색 토너 화상은 유사한 방법으로 피기록재(P)상으로 전사되고 그후에 피기록재(P)는 전사 드럼(9)로부터 정착 장치(30)까지 분리된다. 이어서 토너 화상은 열에 의하여 영구 토너 화상에 정착된다. 전사 드럼(9)가 흑색 화상의 전사후에 한번 더 회전하여 피기록재 반송 쉬트상에 잔류하는 전기 대전이 방전기(13,15)의 교류 코로나 방전에 의하여 방전된다.
현상 위치에서, 흑색 토너 화상 현상후에 조차도 흑색 현상 장치(7BK)는 이동하지 않으나 현상 위치에서 이격된다. 노출 위치에서, 흑색 토너 화상의 노출후에, 정상적인 화상 형성 작용에서 최대 화상 밀도를 제공하는데 필요한 양의 약 1/10을 넘지 않는 토너양을 부착하는 데 단지 충분한 레이저 비임이 감광 드럼의 1/5회전과 일치하는 시간만큼 지체되어 전사 드럼(9)가 방전되는 기간과 동일한 기간동안 투사된다. 이것에 의하여, 잠상이 형성된다. 잠상이 현상 위치에서 흑색 현상 장치(7BK)에 의하여 현상되어 얻어져서 흑색 토너층이 감광 드럼(3)상에 형성된다. 흑색 현상 장치(7BK)는 현상후에 이동되고, 현상 장치(7)은 기부 위치(휴지 위치)에 고정된다. 전사 드럼(9)로부터의 피기록재(P)의 분리후에, 흑색 토너층이 전기 방전을 위하여 감광 드럼(3)과 접촉 상태에서 회전할 때, 감광 드럼(3)은 흑색 토너층과 함께 회전한다. 전술된 타이밍 차트로부터 알 수 있는 바와 같이, 흑색 토너층은 전사 위치에서의 감광 드럼상의 토너층 단부가 전사 드럼(9)의 회전 단부와 동시에 맞물리도록 위치된다. 감광 드럼(3)은 회전을 계속하고 드럼상의 흑색 토너층은 소제 장치(19)에 의하여 제거된다. 그 후에 회전은 중지된다.
이 구조의 레이저 비임 프린터(1)에서, 복식 복사 작용은 다수의 시간대에서 수행된다. 피기록재 반송 쉬트(11)의 감광 드럼(3)과 직접 접촉할 때, 토너층이 감광 드럼(3)상에 형성되고 따라서 이형제(43)은 피기록재(P)로부터 피기록재 반송 쉬트(11)로 전사된 후에 감광 드럼상에 다시 부착되는 것이 방지된다. 그렇게 함으로써, 연속적인 피기록재(P)에 부착되는 감광 드럼(3) 상의 이형제(43)에 의해 발생할 수 있는 부적절한 화상 형성은 효과적으로 방지된다.
이 실시예에서, 회전 형태의 현상 장치(7)이 사용되고 따라서, 현상 장치(7)이 이동할 때, 토너층에 감광 드럼(3) 상에 형성되지 않는 영역이 존재하나 전사 드럼(9)의 연결부(10c)는 시간대 제어에 의하여 감광 드럼(3)과 맞물리고 따라서 토너 없는 영역에서 이형제(43)의 재부착은 문제가 되지 않는다.
스페이서 입자가 토너 입자가 아닌 다른 실시예가 기술될 것이다. 제16도에 도시한 바와 같이, 제1도의 레이저 비임 프린터(1)에서, 스페이서 입자(S)를 감광 드럼(3)상에 인가하기 위한 스페이스 입자 인가기(6)이 현상 위치와 전사 위치 사이에서 감광 드럼(3)의 외주연에 인접하여 위치된다.
스페이서 입자(S)의 예로는, 플루오르카본, 알루미나, 산화 티타늄, 산화 셀레늄, 수소화 알루미늄, 탄화물, 실리카, PVDF, 활성탄 또는 화상 형성용 토너 입자를 들 수 있다. 바람직한 입자 크기는 0.05 내지 20μm정도이다. 입자들은 마찰 전기 대전성을 갖는 것이 양호하다. 그렇다면, 용기는 교반 부재 또는 대전 부재를 구비하여 적절한 양의 전기 대전이 이루어진다. 이어서, 입자는 인가 롤러(62)에 의하여 감광 드럼(3)에 정전기적으로 안정하게 부착된다.
제17도는 감광 드럼(3)의 회전에 근거한, 주 대전, 화상 노출, 현상 유니트 이동, 현상 장치 작동, 스페이서 입자 인가기 구동, 전사 드럼 회전, 전사 대전, 전사재 반송 쉬트 방출 작용을 도시하고 있는 타이밍 챠트이다. 타이밍 챠트로부터 알 수 있는 바와 같이, 전술된 실시예와 비교하여 실제적인 화상 형성 전후에 토너층이 감광 드럼상에 형성되지 않으나 스페이서 입자층은 형성된다.
이 구조의 레이저 비임 프린터(1)을 통하여 다수의 복식 복사 작용이 수행된다. 감광 드럼(3)과 피기록재 반송 쉬트(11)이 직접 접촉할 때, 스페이서 입자층이 감광 드럼(3)상에 형성되고 따라서 감광 드럼(3)에 이형제(43)의 재부착으로 야기되는 부적절한 화상 형성이 방지된다.
제10도에 도시된 네개의 화상 형성 유니트(I,II,III,IV)에서, 스페이서 입자층으로 작용하는 토너층은 전사 벨트(24)가 감광 드럼(3M,3C,3Y,3BK)에 직접 연결되는 기간 동안 각 감광 드럼상에 항상 형성된다.
이 실시예에서, 제10도에 사용된 화상 형성 장치가 사용된다. 스페이서 입자 인가기(60a,60b,60c,60d)가 현상 위치 및 그것과 연관된 전사 위치 사이에서 감광 드럼(3M,3C,3Y,3BK)의 외부면에 인접하여 구비된다.
이 실시예에서, 제17도의 실시예와 유사하게 실제적인 화상 형성 전부에 감광 드럼(3M,3C,3Y,3BK)가 반송 벨트(24)와 직접 접촉할 때, 스페이서 입자층이 감광 드럼(3M,3C,3Y,3BK) 상에 형성되고 따라서, 부적절한 화상 형성이 방지되고 양호한 화상 형성이 이루어진다.
화상 보유 부재상의 스페이서 입자층을 제공하는 타이밍에 대하여는, 적어도 제2표면상으로의 화상 전사 작용의 완성 후에, 화상 보유 부재와 피기록재 반송 부재 사이에서 접촉이 이루어지는 동안, 스페이서 입자가 그들 사이에 존재하게 된다.
본 발명이 전술된 구조에 따라 기술되었을지라도, 본 발명은 그것에 한정되지 않으며 본 발명은 다음의 특허 청구의 범위 또는 그 개량의 목적으로 이루어지는 범위 내에서 이루어지는 변화 또는 변형도 포함한다.

Claims (38)

  1. 화상 형성 장치에 있어서, 화상 보유 수단과, 피기록재를 반송하기 위한 가동 피기록재 반송 부재를 포함하고, 화상이 전사 위치에서 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상으로 전사되고, 피기록재 반송 부재의 이동 방향으로 연장하는 다수의 리세스가 피기록재를 반송하는 피기록재 반송 부재의 표면상에 구비되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 리세스가 이동 방향에 수직한 방향에서 7 내지 20μm의 10점 평균 조도와, 30μm 미만의 평균 피크 간격과, 30μm 미만의 최대 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 리세스가 이동 방향에 수직한 방향에서 10 내지 15μm의 10점 평균 조도와, 20μm미만의 평균 피크 간격과, 20μm 미만의 최대 조도를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장치가 피기록재 반송 수단을 소제하는 소제 브러쉬를 포함하며, 이 브러쉬가 이동 방향에 수직한 방향으로 있는 리세스들의 평균 피크 간격보다 작은 두께의 섬유를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 장치가 피기록재의 화상에 접촉가능한 정착 회전 부재를 갖고 피기록재 상에 화상을 정착시키는 정착 수단과, 정착 회전 부재에 이형제를 도포하는 도포기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 정착 수단에 의해 제1화상이 피기록 매체 상에 정착된 후에 제2측면 상에 화상이 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 피기록재 반송 부재와 피기록재 사이에 위치되는 입자층을 형성하는 형성 수단을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 정착 수단에 의해 제1화상이 피기록재 상에 정착된 후에 제2측면 상에 화상이 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 형성 수단이, 피기록재의 제2표면 상에 화상을 전사하기 위해 피기록재가 피기록재 반송 부재 상에 반송되기 전에 입자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 형성 수단이, 피기록재의 제2표면 상에 화상을 전사하기 위해 피기록재가 피기록재 반송 부재 상에 반송되기 전에 피기록재를 반송하기 위한 피기록재 반송 부재의 표면 상에 입자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단을 토너로 현상하고, 입자층이 토너로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제6항에 있어서, 전사 위치에 피기록재가 없을 때 화상 보유 수단과 피기록재 반송 부재 사이에 위치되는 입자층을 형성하는 형성 수단을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단 상에 입자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단을 토너로 현상하고, 입자층이 토너로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제12항에 있어서, 입자층이, 피기록재의 제2표면상에 화상 전사가 완료된 후에 화상 보유 수단과 피기록재 반송 부재 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상이한 색상의 화상들이 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상에 적층 전사 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 화상 보유 수단이 복수개의 화상 보유 부재를 포함하며, 상이한 색상의 화상들이 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상에 전사 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 장치가 피기록재 상에 전색 화상을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 화상 보유 수단과, 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재상에 반송된 피기록재 상에 화상이 전사되게 되는 피기록재를 반송하기 위한 가동 피기록재 반송 부재와, 피기록재 반송 부재와 피기록재 사이에 위치되는 입자층을 형성하는 형성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 장치가 피기록재의 화상에 접촉가능한 정착 회전 부재를 갖고 피기록 매체 상에 화상을 정착시키는 정착 수단과, 정착 회전 부재에 이형제를 도포하는 도포기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 정착 수단에 의해 제1화상이 피기록 매체 상에 정착된 후에 제2측면 상에 화상이 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 형성 수단이, 피기록재의 제2표면 상에 화상을 전사하기 위해 피기록재가 피기록재 반송 부재 상에 반송되기 전에 입자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 형성 수단이, 피기록재의 제2표면 상에 화상을 전사하기 위해 피기록재가 피기록재 반송 부재 상에 반송되기 전에 피기록재를 반송하기 위한 피기록재 반송 부재의 표면 상에 입자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단을 토너로 현상하고, 입자층이 토너로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제21항에 있어서, 전사 위치에 피기록 매체가 없을 때 화상 보유 수단과 피기록재 반송 부재 사이에 위치되는 입자층을 형성하는 형성 수단을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단 상에 입자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단을 토너로 현상하고, 입자층이 토너로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제27항에 있어서, 입자층이, 피기록재의 제2표면상에 화상 전사가 완료된 후에 화상 보유 수단과 피기록재 반송 부재 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제19항에 있어서, 상이한 색상의 화상들이 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상에 적층 전사 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제17항에 있어서, 화상 보유 수단이 복수개의 화상 보유 부재를 포함하며, 상이한 색상의 화상들이 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상에 전사 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제29항에 있어서, 상기 장치가 피기록재 상에 전색 화상을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 화상 보유 수단과, 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상에 화상이 전사되게 피기록재를 반송하기 위한 가동 피기록재 반송 부재와, 피기록재 상의 화상에 접촉 가능한 회전 정착 부재와 이 회전 정착 부재에 이형제를 인가하기 위한 인가기 수단을 갖고 피기록재 상에 화상을 정착시키는 정착 수단과, 화상 보유 수단과 피기록재 반송 부재 사이에 위치되는 입자층을 형성하는 형성 수단을 포함하며, 상기 정착 수단에 의해 피기록재의 제1측면상에 화상이 정착된 후에 피기록재의 제2측면 상에 또 다른 화상이 전사 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단 상에 입자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 형성 수단이 화상 보유 수단을 토너로 현상하고, 입자층이 토너로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제32항에 있어서, 입자층이, 피기록재의 제2표면상에 화상 전사가 완료된 후에 화상 보유 수단과 피기록재 반송 부재 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제32항에 있어서, 상이한 색상의 화상들이 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상에 적층 전사 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제36항에 있어서, 화상 보유 수단이 복수개의 화상 보유 부재를 포함하며, 상이한 색상의 화상들이 화상 보유 수단으로부터 피기록재 반송 부재 상에 반송된 피기록재 상에 전사 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 장치가 피기록재 상에 전색 화상을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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