KR0137091B1

KR0137091B1 - 화상형성장치

Info

Publication number: KR0137091B1
Application number: KR1019940008285A
Authority: KR
Inventors: 아끼라 나가하라; 사치오 사사끼; 미쓰이또 후루까와; 시께노부 우따까; 요시오 야마구찌; 미쓰루 사또; 노부오 구아바라; 하루야 와따나베; 다께후 다까하시
Original assignee: 세끼자와 다다시; 후지쓰 가부시끼가이샤
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1998-06-01
Also published as: EP0649073A3; JPH07114311A; US5778285A; DE69434877T2; DE69434877D1; EP0649073B1; US5678143A; CN1050676C; CN1115435A; EP0649073A2

Abstract

본 발명은 상담지체의 잔류토너를 현상기로 회수하는 화상형성장치에 관한 것이다. 이 화상형성장치는 회전하는 앤드레스상의 상담지체와 상기 상담지체에 잠상을 형성하는 상형성 유니트와, 상기 상담지체에 형성된 잠상을 분체 형상제에 의해서 현상하는 동시에, 상기 상담지체의 잔류토너를 회수하는 현상기와, 상기 상담지체의 현상상을 쉬트에 전사하는 전사기와, 상기 전사후의 상담지체에 접촉하고, 상기 상담지체의 잔류물을 분배하기 위한 분배부재와 상기 분재부재에 교류전압을 공급하는 전압원을 갖는다. 또, 화상형성장치의 다른 예에서는 회전하는 앤드레스 상의 상담지체와 상기 상담지체에 잠상을 형성하는 상형성유니트와 상기 상담지체에 형성된 잠상을 분체현상제에 의해서 현상하는 동시에 상기 상담지체의 잔류토너를 회수하는 현상기와 상기 상담지체의 현상상을 쉬트에 전사하는 전사기와 상기 전사후의 상담지체에 접촉하여 상기 상담지체의 잔류물을 분배하기 위한 분배롤러를 갖는다.

Description

화상형성장치

제1a도 및 제1b도는 본 발명의 원리 설명도

제2도는 본 발명의 일실시예 구성도

제3도는 제2도의 장치의 수평설치상태도

제4도는 제2도의 장치의 수직설치상태도

제5도는 제2도의 현상기의 구성도

제6도는 제5도의 현상기의 요부단면도

제7도는 제5도의 현상기의 수직설치 상태도

제8a도 및 제8b도는 본 발명의 현상기의 동작설명도

제9도는 본 발명에 의한 화상형성동작의 특성도

제10도는 제2도 장치의 인쇄프로세스기구의 요부구성도

제11도는 제10도 분배롤러의 교류전계의 동작설명도.

제12도는 제10도의 분배롤러의 주속비특성도

제13도는 제10도 분배롤러의 제전효과 특성도

제14도는 제10도 분배롤러의 정온시의 교류전계의 특성도

제15a도는 제10도 분배롤러의 저온·저습시의 교류전계의 특성도

제15b도는 제10도 분해롤러의 고온·고습시의 교류전계의 특성도

제16도는 본 발명의 분배부재의 변형예 설명도

제17a도 및 제17b도는 제16도 분배브러시의 변형예 설명도

제18a도 및 제18b도는 제16도 분배브러시의 다른 변형예 설명도

제19a도 및 제19b도는 제16도 분배브러시에 적용되는 예비분배 부재의 설명도

제20a도 및 제20b도는 제16도 분배브러시에 적용되는 토너비산방지부재의 설명도

제21도는 제20a도 토너비산 방지부재의 변형예 설명도

제22a도 및 제22b도는 제16도 분배 브러시에 적용되는 종이가루 제거브러시 크리닝기구의 설명도

제23도는 본 발명의 분배부재의 다른 변형예의 설명도

제24도는 제23도 고무블레이드의 특성도.

제25도는 본 발명의 일실시예의 제어블록도

제26도는 제25도 전압시퀀스의 타임차트

제27도는 제25도에 있어서의 다른 전압인가 시퀀스의 타임차트

제28도는 제25도에 있어서의 잼리커버리 시퀀스의 설명도

제29도는 제25도에 있어서의 토너키트 교환시의 시퀀스 설명도

제30도는 제29도 코너키트 교환시의 시퀀스 플로우도

제31도는 종래 기술의 설명도

본 발명은 상담지체의 잔류토너를 현상기에 의해서 회수하는 화상형성장치에 관한 것이다.

복사기, 프린터, 팩시밀리장치 등의 화상 형성장치에서는 보통지 기록요청 때문에 전자 사진장치 등의 잠상형성장치가 이용되고 있다.

이와같은 화상형성장치에서는 감광드럼에 정전 잠상을 형성한 후에 이 감광드럼의 정전잠상을 분체 현상제로 현상하여 가시상화(可視像化)한다. 또 감광드럼의 분체현상상을 쉬트에 전사한 후에 그 쉬트를 분리하고, 쉬트의 분체현상상의 정착하는 것이다.

이 현상제의 쉬트로의 전사효율은 100%가 아니기 때문에 감광드럼에 약간의 토너(현상제)가 잔류된다. 이 때문에 이 잔류토너를 제거할 필요가 있다. 이 잔류토너의 제거를 위하여 잔류토너를 제거하는 클리너가 설비되어 있다. 그러나 이 클리너에 의한 잔류토너의 제거방법에 있어서는 제거한 토너를 저장하는 기구가 필요하게 되어 장치가 대형화한다. 또 이 제거된 토너는 인쇄에 기여하지 않으므로 경제적이 아니다. 또 토너의 폐기는 환경적으로 문제가 된다. 토너를 폐기하지 않는 화상프로세스가 요망된다.

제31도는 종래 기술의 설명도이다.

이와같은 화상형성장치로서는 예를들면 전자사진프린터장치로 설명하겠다. 제31도에 나타낸 것과같이 감광드럼(90)을 전대전기(91)로 대전시킨후에 노광기(92)에 의해서 화상 노광하여 노광상에 따른 정전잠상을 형성한다. 이 감광드럼(90)의 정전잠상을 현상하기 위하여 현상기(93)가 배치된다. 이 현상기(93)는 내부의 분체현상제(예를들면 1성분자성토너, 2성분현상제)를 감광드럼(90)으로 반송하여 감광드럼(90)의 정전잠상을 현상한다.

이 감광드럼(90)에 형성된 현상상은 도시하지 않은 용지카세트로 부터 급지송출되는 용지에 전사기(94)에 의하여 전사된다. 전사된 용지는 정착기(96)로 보내어 용지상의 현상상이 정착된다. 한편 전사후의 감광드럼(90)위의 잔류토너는 분배부러시(95)에 의해서 감광드럼(90)위에 분산된다.

이 기록프로세스에스는 감광드럼(90)위의 전사잔류토너를 분배(균일화)부러시(95)에 의해서 분산된다. 그후에 감광드럼(90)위에 토너가 부착한 상태에서 코로나대전기(91)로 균일하게 대전된다. 그리고 노광기(92)로 화상노광을 행한 후에 현상기(93)로 현상과 동시에 전사잔류 토너의 회수를 행한다.

이 분배부러시(95)는 일부에 집중되어 있는 토너를 분산시킨다. 이에 의해서 단위면적당의 토너량을 적게하고, 현상기(93)에 의한 회수를 용이하게 한다. 또 코로나대전기(91)에 있어서의 이온샤워의 필터효과를 억제하여 대전전위를 균일하게 하는 효과가 있다. 또 화상노광 공정에 있어서의 노광의 필터효과를 억제하고 감광드럼(90)에 화상을 적절하게 노광하는 효과가 있다.

이 기록프로세스의 포인트는 현상공정과 동시에 감광드럼(90)의 토너를 회수하는 것이다. 감광체(90)를 마이너스 대전시키고 토너도 마이너스 대전시킨 것으로 설명하겠다. 감광체(90)의 표면전위는 대전기(91)에 의해서 -500~-1000V로 설정된다.

감광드럼(90)의 화상노광으로 전위가 저하된 노광부는 0~-수 10V로 전위가 저하되어 정전잠상을 형성한다. 한편 현상시에는 표면전위와 잠상전위의 대략 중간의 현상바이어스전압(예를들면 -300V)을 현상기(93)의 현상롤에 인가한다.

현상공정에서는 현상롤러에 부착되어 있는 마이너스 대전토너가 현상바이어스와 잠상전위로 형성되는 전계에 의해서 감광체(90)위의 정전잠상에 부착되어 토너상을 형성한다.

클리너레스프로세스에서는 이 현상공정과 동시에 분배부러시(95)에 의한 균일화 프로세스로 감광드럼(90)위에 분산된 전사잔류토너가 표면전위와 현상바이어스로 형성되는 전계에 의해서 감광체(90)위에서 현상롤러로 회수된다.

이와같은 클리너레스포르세스에서는 종래의 분배브러시가 단지 기계적으로 감광드럼을 쓸면서 잔류토너를 분산시키기 때문에 집중하여 남아있는 토너를 충분히 분산시키는 것이 어렵다. 또 감광체드럼의 잔류전하를 제거하려면 별도로 제전램프를 필요로 했다.

본 발명의 목적은 잔류토너를 충분히 분산시켜서, 현상기에서의 잔류토너의 회수를 용이하게 하기 위한 화상형성장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 잔류토너를 분산시키는 동시에 제전을 행하기 위한 화상형성장치를 제공하는 데 있다.

이 목적의 달성을 위한 본 발명의 화상형성장치의 일태양은 회전하는 엔드레스상의 상담지체와 상기 상담지체에 잠상을 형성하는 상형성수단과 상기 상담지체에 형성된 잠상을 분체 현상제에 의해서 현상하는 동시에 상기 상담지체의 잔류토너를 회수하는 현상수단과 상기 상담지체의 현상상을 쉬트에 전사하는 전사수단과, 상기 전사후의 상담지체에 접촉하고, 상기 상담지체의 잔류물을 분산시키기 위한 분배부재와 상기 분배부재에 교류전압을 공급하는 전압공급수단을 갖는다.

본 발명의 태양에서는 분배부재에 교류전압을 인가함으로써 상담지체상의 토너를 왕복운동시킨다. 그로 인해서 기계적으로 이동하기 어려운 잔류토너를 상담지체로부터 벗겨내어 되돌린다. 이에 의해서 이동하기 어려운 토너도 상담지체 위에 분산시킨다.

따라서 잔류토너의 집중을 방지할 수 있어 현상기에서의 잔류토너의 회수를 용이하게 한다. 또 교류전압에 의해서 상담지체의 잔류전하를 제전할 수도 있다.

본 발명의 다른 태양은 회전하는 엔드레스상의 상담지체와 상기 상담지체에 잠상을 형성하는 상형성수단과 상기 상담지체에 형성된 잠상을 분체현상제에 의해서 현상하는 동시에 상기 상담지체의 잔류토너를 회수하는 현상수단과 상기 상담지체의 현상상을 쉬트에 전사하는 전사수단과 상기 전사후의 상담지체에 접촉하여 상기 상담지체의 잔류물을 분산시키기 위한 분배롤러를 갖는다.

이 태양에서는 분배부재로 롤러를 사용하였으므로 분배브러시 보다도 기계적 분산력을 증대시킬 수 있다. 이때문에 이동시키기 어려운 토너도 상담지체 위에 분산된다. 따라서 잔류토너의 집중을 방지할 수 있고 현사기에서의 잔류토너의 회수를 용이하게 한다.

본 발명의 다른 특징들과 이점들이 첨부도면을 참조한 다음 설명으로부터 용이하게 이해할 수있을 것이다.

첨부도면을 참조하여 본 발명을 실시예에 의해서 상세히 설명하겠다.

제1a도 및 제1b도는 본 발명의 원리설명도이다.

제1a도에 나타낸 것과 같이 감광드럼(20)의 주위에 전대전기(21)와 노광기(22)와 현상기(23)과 전사기(26)이 설비되어 있다. 이 전사기(26)와 전대전기(21)와의 사이에 분배롤러(28)가 설비되어 있다. 이 분배롤러(28)는 감광드럼(20)과 반대방향으로 회전한다. 이에 의해서 감광드럼(20)의 잔류토너를 분산시킨다.

또, 제1a도에 나타낸 것과 같이 이 분배롤러(28)에 교류전원(29)을 접속한다. 교류전원(29)에 의해서 분배롤러(28)에 교류전압을 인가한다. 이에 의해서 1b도에 나타낸 것과같이 감광드럼(20)상의 잔류토너를 전기적으로 왕복운동 시킨다. 이 때문에 토너분산이 기계적 동작 이외에 전기적 동작으로 행해진다. 따라서 분배롤러(28)에 의한 토너분산 효과를 향상시킬 수 있다. 또 이 교류전압에 의한 교류전계에 의해 감광드럼(20)을 재전하는 효과도 발휘한다.

제2도는 본 발명의 일실시예의 구성도이고 ,

제3도는 제2도 장치의 수평설치 상태도,

제4도는 제2도 장치의 수직설치 상태도이다.

도면은 전자사진 프린터를 나타내고 있다.

제2도중 감광드럼(20)은 알루미늄드럼위에 기능분리형 유기감광체를 약 26미크론의 두께로 도포한 것이다. 그리고 감광드럼(20)은 그 외경이 24mm이고, 화살표반 시계방향으로 주속도 25mm/s로 회전된다. 전대전기(21)는 스코르토론으로 구성되는 비접촉형 대전기이다. 이 전대전기(21)는 감광드럼(20)의 표면을 균일하게 대전하고 감광드럼(20)의 표면을 -650V로 대전한다.

광학유니트(22)는 균일하게 대전된 감광드럼(20)을 화상노광시켜 정전잠상을 형성하는 것이다. 이 광학유니트(22)는 LED 어레이와 셀프포카스 어레이를 조합한 LED 광학계를 사용하고 있다. 이 광학유니트(22)에 의해서 감광드럼(20)을 화상패턴에 따라서 화상노광함으로써 감광드럼(20)에 -50~-100V의 정전잠상이 형성된다.

현상기(23)는 감광드럼(20)의 정전잠상으로 자성캐리어와 자성토너로 되는 현상제를 공급하여 가시화하는 것이다. 이 현상기(23)에 대해서는 제5도 이하에서 후술한다. 현상롤러(24)는 현상제를 감광드럼(20)에 반송하는 것이다. 토너카트리지(25)는 자성토너가 충전되어 있고 교환가능하게 현상기(23)에 부착되어 있다. 이 토너카트리지(25)는 토너엠프티시에 교환되어 자성토너를 현상기(23)로 보급하는 것이다.

전사기(26)는 코로나방전기로 구성되어 있다. 이 전사기(26)는 감광드럼(20)위의 토너상을 정전적으로 용지에 전사하는 것이다. 그리고 코로나와이어에 전원에서 +5~+10KV의 전압을 인가함으로써 코로나방전으로 전하를 발생시킨다. 이 전하로 용지이면을 대전시켜 감광드럼(20)위의 토너상을 용지에 전사시키는 것이다. 전원은 일정전하량을 용지에 공급함으로써 환경에 의한 전사효율의 저하를 저감시킬 수 있는 정전류전원이 요망된다.

정착기(27)는 용지위의 토너상을 열정착하는 것이다. 정착기(27)는 열원인 할로겐램프를 내부에 구비한 히트롤러와 가압롤러(백업롤러)로 구성되어 있다. 그리고 용지를 가열함으로써 토너상을 용지에 정착시키는 것이다.

분배(균일화) 부재(28)는 도전성 부재로 구성되어 있다. 이 분산부재(28)는 감광드럼(20)에 접촉함으로써 감광드럼(20)위의 집중되어 잔류된 토너를 분산하여 현상기(23)에서의 회수를 용이하게 한다. 교류전원(29)은 분배부재(28)에 교류전압을 인가하는 것이다. 이에 의해서 감광드럼(20)위의 잔류토너를 떨어트려서 되돌려 보내는 왕복운동을 발생시킨다. 이 때문에 잔류토너를 적당하게 분산시킬 수 있다. 또 이에 의해서 필름밍(filming)을 방지할 수 있다. 또 방전개시 전압이상의 전압을 인가함으로써 감광드럼(20)을 제전하는 효과도 있고 잔류전하에 의한 포지티브 잔상을 제거할 수 있다.

용지카세트(10)는 용지를 수용하고 장치에 착탈자재한 것이다. 이 용지카세트(10)는 장치의 하부에 설비되고 도면의 좌측인 장치 전면에서 착탈가능하다. 픽업롤러(11)는 용지카세트(10)의 용지를 픽업하는 것이다. 레지스트롤러(12)는 픽업된 용지가 부딛쳐 용지의 선단을 가지런히 맞추어 전사기(26)로 전송하는 것이다. 배지롤러(13)는 정착후의 용지를 스택커(14)로 배출하는것이다. 스택커(14)는 장치의 상면에 설비되어 배출된 용지를 받아 쌓는 것이다.

프린트판(15)는 장치의 제어회로를 탐재하는 것이다. 전원(16)은 장치의 각부에 전력을 공급하는 것이다. I/F 코넥터(17)는 외부케이블에 접속되고 장치에 삽입되어 프린트판(15)의 코넥터와 접속되는 것이다. 옵숀보드(18)는 다른 종류의 에뮬레이터회로, 폰트메모리등을 탑재하기 위한 것이다.

이 실시예의 동작을 설명하겠다. 스코로트론 대전기(21)에 의해서 감광드럼(20)의 표면을 -650V로 균일대전하고, 그후의 LED 광학계(22)에 의해서 화상노광한다. 이에 의해서 감광드럼(20)에는 배경부가 -650V이고, 인자부가 -50~-100V의 정전잠상이 형성된다.

현상기(23)의 현상롤러(24)의 슬리브에는 현상바이스전압(-300V)이 인가되어 있다. 이 때문에 이 정전잠상은 현상기(23)에 의해서 사전에 자성캐리어와의 교반에 의해서 마이너스 대전된 자성중합토너에 의해서 현상되어 토너상으로 된다.

한편 용지는 용지카세트(10)로 부터의 픽업롤러(11)에 의해서 픽업되어 레지스트롤러(12)에서 선단이 가지런히 맞추어져 전사기(26)방향으로 반송된다. 그리고 감광드럼(20)의 토너상은 전사기(26)에 의해서 정전력에 의해서 용지에 전사된다. 이 용지의 토너상을 정착기(27)에 의해서 용지위에 정작된다. U자형상의 반송버스를 통하여 배지롤러(13)에 의해서 스택커(14)로 배출된다.

전사후에 감광드럼(20)위에 남은 토너는 분배롤러(28)에 의해서 분산되고, 잔류전하가 제거된다. 또 감광드럼(20)의 잔류토너는 스코로트론 대전기(21)와 LED 광학계(22)를 통하여 현상기(23)로 도달하고 다음 현상프로세스와 동시에 현상롤러(24)로 회수된다. 회수된 토너는 현상기(23)에서 재사용된다.

이 장치는 클리너를 갖지 않는 등 이유에 의해서 극히 소형으로 되고 제2도에 나타낸 것으로는 장치의 길이가 용지카세트(10)를 포함하여 350mm이고 폭은 345mm이고, 높이는 130mm이다. 따라서 개인으로써 책상에 설치함이 용이하다.

또 제3도에 나타낸 것과 같이 용지카세트(10)를 설치면과 수평으로 하는 수평설치가 가능하다. 이 도면에서 조작패널(5)는 장치전면에 설비되고 장치의 조작을 지시하기 위한 것이다. 또 용지가이드(30)는 스택커(14)의 선단에 설비된다. 이 용지가이드(30)는 스택커(14)에 배출되는 용지의 선단을 눌러 선단을 가지런히 맞추는 효과가 있다.

이 실시예에서는 장치 전면으로 부터 용지카세트(10)의 착탈이 가능하고, 또 조작패널(5)를 조작할 수 있다. 또 배출용지도 장치전면으로 배출된다.

또, 제4도에 나타낸 것과 같이 제2도 장치의 I/F 코넥터(17)측을 설치면에 설비하고 용지카세트(10)를 설치면과 수직으로 하는 수직설치로 화상형성이 가능하다. 이에 의해서 설치면적을 더욱 작게 할 수 있다. 이 때에 스택커(14)로 배출되는 용지의 떨어져 흐트러짐을 억제하기 위하여 용지눌름구(31)를 스택커(14)에 설비함으로써 수직으로 장치하여도 용지가 떨어져 흐트러짐을 방지할 수 있다. 장치의 설치면측에 스탠드(32)를 설치함으로써 수직설치해도 장치를 안정되게 설치가능한다.

또 클리너레스프로세스를 채용하여도 전대전기(21)와 전사기(26)를 비접촉형의 방전기로 구성하였으므로 감광드럼(20)위의 토너가 이들 유니트에 부착되는 일이 없어 안정되고 균일하게 전사를 실행가능하다.

제5도는 제2도 현상기의 구성도, 제6도는 제5도 현상기의 요부단면도, 제7도는 제2도 현상기의 수직 설치상태도 제8a도는 제8b도는 토너공급동작설명도, 제9도는 본 발명의 화상형성동작의 특성도이다.

제5도에 있어서 현상롤러(24)는 금속제의 슬리브(241)와 그 내부에 설비한 복수 자극의 마그네스(240)으로 구성되는 자기롤러이다. 이 현상롤러(24)는 슬리브(241) 내부의 마그네트(240)를 고정하고 슬리브의 회전에 의해서 후술하는 자성현상제를 반송하는 것이다. 이 현상롤러(24)는 직경이 16mm이고 감광드럼(20)의 주속의 3배(75mm/s)로 회전된다.

현상롤러(28)의 주위에는 현상실(230)이 형성되어 있고 현상실(230)내에는 자성캐리어와 자성토너의 혼합물인 1.5성분현상제가 충만되어 있다. 이 현상실(230)은 상부의 간막이부재(230-1)와 하부의 저부(230-2)에 의해서 형성되고 일정용적이다.

이 때문에 현상실(230)에 일정량의 자성캐리어를 넣으면 이 현상실(230)내의 자성토너의 양도 일정해진다. 이 현상실(230)의 현상제량은 일정하기 때문에 소비된 자성토너를 토너호퍼(231)로부터 공급하면 토너농도는 일정해진다. 이 때문에 토너농도의 제어를 불필요하게 할 수 있다. 즉 토너농도의 제어포인트에 상당하는 캐리어량을 현상실(230)에 충전함으로써 자동적으로 토너 농도는 소정의 범위로 제어된다.

또 이 현상실(230)은 상기 현상제가 현상롤러(24)의 주위에 채워져 있기 때문에 장치를 수직 설치해도 현상실(230)내의 현상제가 한쪽으로 치우쳐 현상롤러(24)에 충분한 현상제를 공급할 수 없게 되는 상태를 방지할 수 있다.

현상제(40)는 자성캐리어로 평균 입자경 40미크론의 마그네타이트 캐리어를 사용하고 있다. 또 자성토너로 평균 입자경 7미크론의 중합법을 사용하여 제조한 자성토너를 사용하고 있다. 이 중합토너는 입자경이 고르고 입도분포가 샤프하기 때문에 전사공정에 있어서 감광드럼(20)의 토너상과 용지와의 밀착성이 균일하게 된다. 이 때문에 전사부에서의 전계가 균일하게 되기 때문에 종래의 분쇄법에 의한 토너보다도 전사효율을 향상시킬 수 있다. 분쇄토너에서는 60~90%였던 전사효율이 중합토너에서는 90% 이상으로 개선된다.

이 토너에서는 토너농도는 5~60wt%가 적당하지만 본 실시예는 30wt%로 설정했다.

독터블레이드(234)는 현상롤러(24)가 감광드럼(20)으로 공급하는 현상제량이 감광드럼(20)위의 정전잠상에 공급과잉이 되지 않게 또 반대로 공급부족으로 되지 않게 조정하는 것이다. 조정은 독터블레이드(234)의 에지와 현상롤러(24) 표면과의 갭으로 행하고 통상갭은 0.1~1.0mm 정도로 조정된다.

토너 호퍼(231)는 자성토너만이 충전되어 있고 내부에 공급롤러(232)가 설비되어 있다. 이 공급롤러(232)의 회전에 의해서 토너를 현상실(230)로 공급하는 것이다.

이 현상실(230)내로 공급된 토너는 현상롤러(24)의 슬리브의 현상제반송력, 현상롤러(24)의 자력 및 독터블레이드(234)의 현상제규제 기능에 의해서 현상실(230)내에서 교반되고 캐리어와 마찰함으로써 소정극성 및 대전량으로 대전한다. 본 실시예에서는 마이너스로 대전되도록 캐리어와 토너의 대전계열을 조정하고 있다.

또, 블레이드(234)의 상류측에서 간막이부재(230-1)에 의해서 현상롤러(24)와의 간격을 현상롤러(24)위에 형성되는 자기브러시의 털높이 보다도 작게한다. 여기서는 제6도에 나타낸 것과 같이 간격(a)를 2.0mm로 설정하고 있다. 이에 의해서 현상롤러(24)위의 자기브러시가 간막이부재(230-1)에 의해서 규제를 받아 현상롤러(24)의 회전에 의해서 자기브러시의가 힘을 받는다. 이 때문에 현상실(230)내에서의 현상제의 교반성이 강해져 토너농도가 높은 범위에서도 안정된 토너 대전량이 얻어진다. 또 이 간격을 현상롤러(24)의 주위에서 일정하게 함으로써 수평 설치하거나 수직 설치하여도 대전 효과는 변화되지 않도록 하고 있다.

토너호퍼(231)와 현상실(230)과의 사이에는 상기 간막이부재(230-1)의 선단과 저부(230-2)로 형성되는 토너공급로(235)가 설비되어 있다. 이 토너공급로(235)의 폭(b)은 제6도에 나타낸 것과 같이 1.5mm이다. 이 토너공급로(235)에 의해서 토너호퍼(231)의 토너가 현상실(230)에 공급된다.

이 현상실(230)을 형성하는 저부(230-2)는 상기 토너공급로(235)에 있어서, 상기 토너호퍼(231)에 돌출된 돌출부(230-3)를 구비하고 있다. 또 이 저부(230-2)는 감광드럼(20)측에서 윗쪽을 향하여 경사진 면을 형성하고 있다. 이 돌출부(230-3)의 선단과 간막이부재(230-1)의 선단과의 간격(c)는 제b도에 나타낸 것과 같이 1.0~1.5mm로 설정되어 있다. 즉, 이것만큼 경사되어 있다. 또 간막이부재(230-1)의 선단과 현상롤러(24)와의 거리(d)는, 4.5~6.0mm 설정되어 있다.

이 토너카트리지(25)와 토너호퍼(231)의 양벽면의 각도는 중력방향에 대해서 대략 45°로 설정되어 있어서 토너의 유동방향을 45°로 하고 있다. 이에 의하여 후술하는 바와같이 장치를 수직설치하여도 토너의 공급이 원활하게 행해지도록 되어 있다.

다음에 이 현상기의 동작을 설명하겠다. 제5도는 제3도에서 나타낸 장치의 수평설치시의 현상기의 상태를 나타내고 있고, 토너카트리지(25)와 토너호퍼(231)의 벽면의 각도를 중력방향에 대해서 대략 45°로 되어 있다. 이 때문에 토너가 토너호퍼(231)의 저부를 향하여 유동하여 공급롤러(232)에 원활하게 공급된다.

이 수평설치에 있어서는 중력에 의해서 토너는 토너호퍼(231)에서 바닥방향의 유동성을 갖기 때문에 공급롤러(232)는 토너호퍼(231)의 바닥쪽의 토너를 긁어올린다. 이 때, 제8a도에 나타낸 것과같이 공급롤러(232)로 밀어올려진 토너는 저부(230-2)의 돌출부(230-3)에 의해서 일단 간막이부재(230-1)의 부딪쳐서 토너공급로(235)로 들어간다.

이에 의해서 토너공급롤러(232)의 공급분의 토너만이 토너공급로(232)로 들어간다. 이와 동시에 간막이부재(230-1)의 당해 부분이 버퍼의 역할을 하고, 토너공급롤러(232)에 의한 밀어넣는 힘이 직접 토너공급로(235)에 영향을 주지 않는다. 따라서 너무 많은 토너의 밀어넣기를 방지할 수 있어서 현상실(230)에서 부족하게 된 토너량 만큼 토너가 공급된다.

이 경우에 있어서 상기 저부(230-2)는 현상롤러(24)의 회전방향에 대해서 위쪽으로 경사되어 있기 때문에 감광드럼(20)을 통과한 후의 현상롤러(24)의 자기부러시 및 이것으로부터 벗어난 캐리어가 저부(230-2)를 통해서 토너공급로(235)에서 토너공급실(231)로 누출되는 일은 없다. 이 때문에 현상실(230)의 스타터캐리어의 감소를 방지할 수 있어서 안정된 1.5성분 현상이 가능하게 된다.

한편 제7도의 제4도에 나타낸 장치를 수직 설치시의 현상기의 상태에 있어서도 토너카트리지(25)와 토너호퍼(231)의 벽면 각도를 중력방향에 대해서 대략 45°로 하고 있기 때문에 수직으로 설치하여도 토너를 공급롤러(231)에 원활하게 공급할 수 있다.

이 토너카트리지(25)와 토너호퍼(231)의 벽면각도는 토너의 자중에 의한 반송을 양호하게 행하기 위해서는 중력방향에 대해서 안식각을 고려하면 45°±10 정도가 적당하고, 바람직하기로는 45°±5°정도가 양호한 결과를 얻을 수 있다.

이 때 제7도에 나타낸 것과같이 토너는 간막이부재(230-1)의 토너호퍼(231)측에 체류되어 토너공급로(235)에서 현상실(230)로 낙하하기 쉽게 된다. 그러나 제8b도에서 나타낸 것과 같이 상기 저부(230-2)의 돌출부(230-3)에 의해서 토너의 토너공급로(235)의 낙하를 규제하기 위해서 토너의 낙하는 거의 생기지 않는다. 따라서 토너의 공급은 공급롤러(232)의 회전력에 의하게 된다.

즉, 제8b도에 나타낸 것과같이 공급롤러(232)로 눌린 토너는 저부(230-2)의 돌출부(230-3)에 의해서 일단 간막이부재(230-1)에 부딪쳐서 토너공급로(235)로 들어간다. 이에 의해서 공급롤러(232)의 공급분의 토너만 이가 토너공급로(235)로 들어간다. 이와 동시에 간막이부재(230-1)의 당해 부분이 버퍼의 역할을 하고, 공급롤러(232)에 의한 밀어넣는 힘이 직접 토너공급력으로 되지 않는다. 따라서 너무많은 토너의 밀어넣음을 방지할 수 있고, 현상실(230)에서 부족하게 된 토너량만큼 토너공급된다.

이것은 장치를 수평설치하거나 수직 설치하여도 현상실(230)에의 토너공급능력에 변화가 없다는 것이다. 이 때문에 장치를 수평설치하거나 수직설치하여도 현상실(230)의 토너농도는 변화되지 않아 화상농도의 변화를 방지할 수 있다.

또, 수직설치하면 현상기(23)로부터의 현상제의 낙하가 생길우려가 있으나 현상제로 자성 2성분 현상을 사용하고 있기 때문에 현상롤러(24)에 현상제가 자력에 의해서 보지되기 때문에 수직으로 설치하여도 현상제의 낙하는 거의 생기지 않는다.

특히, 자성캐리어와 자성토너를 사용하면 캐리어와 토너와의 양쪽이 현상롤러(24)의 마그네트롤러에 보지되기 때문에 현상제의 낙하를 더욱 방지할 수 있고, 이같이 수직설치하여도 안정된 현상이 가능하게 된다.

제9도는 장치를 수평설치하고, 인쇄를 행한 후에 장치를 수직설치하여 인쇄를 행한 경우의 토너농도(Tc)의 변화를 나타낸 특성도이다.

먼저 장치를 수평설치하여 현상기(23)의 현상실(230)에 소정량의 스타트 캐리어를 넣고 현상기를 동작시켜 인쇄를 행하였다. 그 결과 현상실(230)에 토너호퍼(231)로부터 서서히 토너가 공급되므로 인쇄매수의 증가에 따라서 토너농도는 증가된다. 그리고 현상실(230)에 캐리어와 토너가 가득 찰 시점에서는 토너농도는 30wt%로 되었다. 이후에는 인쇄매수가 증가되어도 토너농도에 변화는 없었다.

다음에 이 상태에서는 장치를 수직설치로 변화시켜 인쇄를 행하였다. 그 결과 토너농도는 수평설치시와 변화가 없었다. 이에 대해서 일본국 특개평 3-252686호 공보등에 의한 구성에서는 도면의 백색동그라미에 나타낸 것과같이 수직설치하면 토너농도는 높아져서 수평설치와 수직설치는 토너 농도가 변화되고 화상농도가 변화되었다.

이것은 본 발명의 전술한 바와같은 토너공급의 안정작용을 뒷받침하는 것이다. 이에 의해서 장치를 수평설치하거나 수직설치하여도 화상 농도에 변화가 없는 화상형성이 가능하게 되어 수평설치와 수직설치의 양쪽이 가능한 화상형성장치를 실현시킬 수 있다.

제10도는 본 발명의 일실시예 요부 구성도, 제11도는 본 발명의 교류전계에 의한 동작 설명도, 제12도는 분배롤러의 주속비특성도, 제13도는 분배롤러의 제전효과 특성도, 제14도는 정온시의 교류전계의 특성도, 제15a도는 저온, 저습시의 교류전계의 특성도, 제15b도는 고온, 고습시의 교류전계의 특성도이다.

제10도에 나타낸 것과같이 분배롤러(28)는 도전성을 갖고 또 발포체가 독립되어 있는 롤러(28-1)로 구성되어 있다. 이 롤러(28-1)는 10⁶Ω의 저항치를 갖고, 아스카 C경도 25°이다. 이 롤러(28-1)의 발포지름은 대략 100㎛이며, 각 발포구멍은 독립되어 있다.

이 롤러는 양단의 박히는 양이 0.3mm로 설치되어 감광드럼(20)에 접촉되어 있다.

이 롤러(28-1)를 감광드럼(20)의 주속 25mm/sec에 대해서 주속비가 1.2배인 30mm/sec로 회전시키고 있다. 이 롤러(28-1)의 회전방향은 감광드럼(20)의 회전방향과 반대방향이다.

롤러(28-1)에 교류전압을 인가하는 교류전원(29)은 ±650V의 전형파전압을 200Hz의 주파수로 인가하고 있다.

이에 의해서 제11도에 나타낸 것과 같이 롤러(28-1)의 발포구멍(280)에 있어서 감광드럼(20)의 잔류토너가 교류전계에 의해서 왕복운동한다. 이 때문에 잔류토너가 감광드럼(20)위에서 적당한 정도로 이동한다. 이에 의해서 감광드럼(20)의 단위면적당의 토너량이 감소된다. 따라서 현상기(23)에서의 잔류토너의 회수가 용이하게 된다.

이것과 동시에 롤러(28-1)의 발포구멍(280)의 에지부분에서 감광드럼(20)의 잔류토너를 기계적으로 쓸기 때문에 토너의 이동이 보다 용이하게 된다.

또, 롤러(28-1)의 발포구멍(280)에서 롤러(28-1)와 감광드럼(20)과의 사이에서 미소방전이 개시된다. 이 때문에 감광드럼(20)의 잔류전하를 0 또는 마이너스 측으로 대전시킨다. 이에 의해서 감광드럼(20)의 포지티브 잔상을 방지한다.

이 롤러(28-1)는 발포체이고 적당한 정도의 경도를 갖기 때문에 제11도에 나타낸 것과 같이 감광드럼(20)과의 사이에 발포구멍(280)에 의한 미소공극을 확보할 수 있다. 이 미소공극이 상기 잔류토너의 이동공간으로 되고, 또 필요한 방전공극을 구성한다. 이 발포구멍(280)의 크기는 토너직경 7㎛에 대해서 50㎛~150㎛가 바람직하다. 또, 롤러(28-1)의 저항치는 10⁴Ω~10⁸Ω이 바람직하다. 또, 경도는 아스카 C경도로 30° 이하이면 필요한 닙폭이 취해져 상기 발포구멍(280)에 의한 필요한 공간이 취해진다.

또, 제12도에 나타낸 것과같이 발포롤러(28-1)의 주속을 감광드럼(20)보다 느리게 하고 있으므로 발포롤러(28-1)의 발포구멍(280)의 에지에 의해서 감광드럼(20)의 잔류토너를 기계적으로 쓴다. 이 때문에 기계적 분산작용과 전기적 분산작용에 의해서 잔류토너의 분산효과가 보다 증가된다.

이 주속비는 제12도, 제13도에 나타낸 것과 같이 약 1.1배에서 1.5배 정도가 바람직하다. 즉, 1.1배 보다 작으면 제12도에 나타낸 것과 같이 분배효과가 적고 또 제13도에 나타낸 것과같이 제전효과도 적다. 또, 1.5배를 초과하면 제12도에 나타낸 것과 같이 감광드럼(20)의 흐름이 발생한다. 이것은 롤러에 의해서 토너의 부착이 발생하는 것으로 생각된다. 또 제12도에 나타낸 것과 같이 감광드럼(20)으로의 접촉깊이는 0.2mm에서 0.4mm 정도가 적절하였다.

또, 발포롤러(28-1)를 감광드럼(20)에 대해서 반대 방향으로 회전시키기 때문에(즉, 도면의 위쪽으로 회전시키기 때문에) 토너가 비산되어도 아래쪽 용지로 낙하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 발포롤러(28-1)의 발포구멍을 독립시켰으므로 종이 가루가 발포롤러(28-1)에 들어가는 일은 없다. 이에 의해서 발포롤러(28-1)의 저항치가 올라가서 교류전계에 의한 실행전압의 저하를 방지할 수 있다. 또 발포롤러(28-1)의 경도가 변화되는 것도 방지할 수 있다.

다음에 교류전계의 특성에 대해서 설명하겠다. 제14도에 나타낸 것과 같이 정온, 정습시에는 교류전압의 피크전압은 -500V 이상이면 좋고, 또 주파수는 200Hz±50Hz가 양호하다. 한쳔 제15a도에 나타낸 것과 같이 저온, 저습(5℃, 10%RH)시에는 교류전압의 피크전압은 -550V에서 -750V 정도가 적당하고, 또 주파수는 200Hz±50Hz가 양호하다.

또, 제15b도에 나타낸 것과같이 고운, 고습(35℃ 80%RH)시에는 교류전압의 피크전압은 -550V에서 -700V 정도가 적당하고, 또 주파수는 200Hz±50Hz가 양호하다. 이 결과에서 피크전압은 -650V±100V가 아주 적합하고 주파수는 200Hz±50Hz가 양호하다.

또 교류전압의 파형은 전류파형의 면적에 영향을 받기 때문에 정현파 및 구형파가 요망된다.

이와같이 발포체롤러를 역회전시키기 위해서 잔류토너가 비산하여도 쉬트로 낙하되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에 쉬트를 더럽히는 일은 없다. 또 발포체롤러의 주속도를 상담지체(20)의 주속도의 1.1배에서 1.5배의 범위내로 했기 때문에 발포체에 의한 기계적 분산효과를 발휘할 수 있다.

또, 분배부재(28)에 인가하는 교류전계의 주파수를 150Hz 이상으로 했기 때문에 잔류토너를 이동할 수 있다. 또, 250Hz 이하로 했기 때문에 교류전계의 주파수가 너무 빨라서 잔류토너가 이동하지 않는 사태를 방지할 수 있다.

제16도는 본 발명의 분배부재의 변형예 설명도이다.

제16도에 나타낸 것과 같이 이 실시예에서는 분배롤러(28)에 정지형브러시(28-1)를 사용한 것이다. 이 정지형브러시(28-1)는 7mm 각폭의 지지베이스(28-3)에 도전브러시를 설치한 것이다. 도전브러시(28-2)의 감광드럼(20)으로의 접촉깊이는 0.9mm~1.3mm로 설정되어 있다. 이 도전브러시(28-2)에는 전술의 교류전원(29)가 접속되어 있다. 따라서 분배부재(28)에 의해서 전술한 잔류토너의 왕복운동동작 및 제전동작이 행해진다.

또, 종이가루제거브러시(30)은 분배브러시(28-2)의 상류에 설비되고, 감광드럼(20)의 종이가루를 제거하기 위한 것이다. 이 종이가루제거브러시(30)는 절연성브러시(예를들면 상품명[베스론])로 구성된다.

이 종이가루제거브러시(30)를 설비한 이유는 다음과 같다. 분배브러시(28-2)에 종이가루가 혼입되면 브러시의 저항이 상승되어 실행전압이 저하된다. 이에 의해서 브러시(28-2)로 부터의 방전에 의한 제전효과 및 교류전압의 부가에 의한 분배효과를 저감시킨다. 이 때문에 잔상이 발생한다. 이 때문에 분배브러시(28-2)의 상류에 종이가루제거브러시(30)를 설비하고, 분배브러시(28-2)의 전단계에서 종이가루를 제거하고, 분배브러시(28-2)로의 종이가루의 부착을 방지하는 것이다. 이 종이 가루제 거부재(30)는 전술의 분배롤러(28-1)에 적용하여도 효과가 있다.

제17a도 및 제17b도는 제16도의 분배브러시의 변형예 설명도이다.

제17a도에 나타낸 것과같이 이 실시예에서는 브러시베이스(28-3)를 ()형상으로 하고, 도전브러시(28-20, 28-21)를 설비하고 있다. 이와같이 한 이유는 다음과 같다. 분배브러시의 효과를 최대한으로 하고자 하면 브러시의 전체 폭에 걸쳐서 일정 범위내의 접촉깊이를 부여할 필요가 있다. 접촉깊이가 낮으면 도전브러시를 통한 제전효과가 감소되어 잔상이 발생되기 쉽다. 역으로 접촉 깊이가 너무 깊으면 감광드럼(20)위의 잔류 토너를 감광드럼(20)위에서 끌리는 효과가 감소된다. 이에 의해서 토너의 빠져나가는 것과 브러시내의 토너가 대량으로 쌓여서 분배효과가 저하된다.

그런데 장치의 소형화를 위해서 소직경의 감광드럼(20)을 채용하면 그 곡률의 크기에서 충분한 브러시폭을 취하고자 하면 주변부에서 접촉깊이가 낮아서 중앙부에서 접촉깊이가 깊어진다. 이에 의해서 실질적으로 유효한 브러시폭이 좁아진다. 또 접촉깊이가 일정한 범위내로 들어가도록 하면 브러시폭이 좁아서 소정의 재전/분배 효과를 발휘할 수 없다.

그래서 ()형상의 지지베이스(28-3)를 설비하고, 이에 설치각도가 다른 2.5mm 폭의 도전브러시(28-20, 28-21)를 설비한 것이다. 각각의 도전브러시(28-20, 28-21)의 각각의 중앙부에서의 접촉깊이를 1.1mm로 하고 있다. 이 경우에는 브러시의 전체폭에 걸쳐서 접촉 깊이의 상이를 ±0.2mm의 규격을 만족하고 있다. 따라서 브러시의 유효폭은 합계 5mm로 되어 소망하는 성능을 얻을 수 있다.

또, 17a도에 나타낸 것과같이 브러시(28-21)의 하부에 낙하방지부재(31)를 설비하고 있다. 이에 의해서 브러시(28-20, 28-21)로 끌리어 낙하되는 토너를 받아서 토너가 용지에 낙하되는 것을 방지할 수 있다.

제17b도는 지지베이스(28-3)의 다른 예를 나타낸 것이다. 이 예에서는 지지베이스를 원호상으로 형성하고 있다.

그리고, 원호상베이스(28-3)에 원호폭 5mm에 걸쳐서 도전브러시(28-20)를 설치하고 있다. 접촉깊이는 브러시전역에 걸쳐서 1.1mm를 확보하고 있으며, 제전/분배효과는 충분하다. 다만, 원호의 중앙부에서는 브러시끼리가 겹쳐지기 때문에 약간 사이를 둘 필요가 있다. 이 예에서는 1mm의 간격을 두고 있다.

이와같이 도전브러시의 지지블록을 상담지체의 형상에 맞추었으므로 도전브러시의 전접촉영역에 있어서 안정된 교류전계에 의한 분산효과와 제전효과를 발휘할 수 있다.

제18a도 및 제18b도는 분배브러시의 다른 변형예 설명도이다.

이 예의 의도는 다음과 같다. 분배 브러시의 효과는 그 폭, 밀도, 전기저항, 굵기로 규정할 수 있다. 그러나 전기저항을 저온, 저습에서의 저항치상승을 고려해서 되도록 낮게 설정하면 고온, 고습시에는 저항치가 더욱 저하된다. 따라서 고온, 고습시에는 분배 효과가 역으로 저하된다. 마찬가지로 브러시 밀도를 크게 하면 제전효과는 상승되지만 역으로 브러시밀도가 너무 커서 토너가 잘 진동하지 못하게 되어 분배효과가 저하된다. 또 브러시의 접촉 깊이를 깊게 하면 제전효과가 높아지지만 분배효과가 저하되는 동시에 드럼필밍 등의 다른 장해도 쉽게 발생하게 된다.

그래서 분배브러시(28-2)를 그 목표로 하는 기능별로 복수개 부착한다. 제18a도의 예에서는 지지베이스(28-3)에 2종류의 도전브러시(28-20, 28-21)를 설치한 것이다. 상류측의 도전브러시(28-21)는 접촉깊이가 0.5mm이고, 밀도는 6만 F/inch²로 설정되어 있다. 또, 하류측의 도전브러시(28-20)는 접촉 깊이가 1.5mm이고, 밀도는 10만 F/inch²로 설정되어 있다.

이에 의해서 상류측 브러시(28-21)는 제전효과는 적지만 토너를 이동시키는 힘이 크기 때문에 분배효과를 기대할 수 있다. 한편, 하류측 브러시(28-20)는 역으로 브러시로 부터의 방전으로 감광드럼(20)의 잔류전하의 제거에 효과 있다.

제18b도에 나타낸 예에서는 지지베이스(28-3)에 3종류의 도전브러시(28-20, 28-22, 28-23)를 설비하고 있다. 가장 하류측의 도전브러시(28-22)는 접촉깊이가 1.5mm이고, 밀도는 10만F/inch²이고, 전기저항치를 10⁵Ω으로 하여, 다른 도전브러시 보다 1자리수 낮추고 있다. 또, 중류측의 도전브러시(28-30)는 접촉깊이가 0.5mm이고, 밀도는 6만F/inch²로 설정되어 있다. 또 상류측의 도전브러시(28-21)는 접촉깊이가 1.5mm이고, 밀도는 10만F/inch²로설정되어 있다.

이 가장 하류측의 도전브러시(28-22)는 특히 저온, 저습에서의 제전효과를 기대할 수 있다. 이에 의해서 전술의 브러시(28-20, 28-21)로 제전되지 않는 부분도 최후의 브러시(28-22)로 제전할 수 있다.

또, 제18b도의 3개의 브러시를 설비한 예에 있어서도 가장 하류측의 도전브러시(28-22)에 오프세트 전압을 -200V인가하고, 주파수도 최저의 200Hz로 한다. 이에 의해서 분배효과를 향상시킨다. 한편 중앙의 도전브러시(28-20)는 노멀상태의 오프세트 전압을 0V로 하고, 주파수를 250Hz로 한다. 하류측의 도전브러시(28-21)에는 노멀상태의 오프세트 전압을 0V로 하고, 주파수를 300Hz로 한다. 이에 의해서 하류측은 저온, 저습에서의 분배효과의 저하를 방지한다. 또 피크전압은 3개의 도전브러시(28-20~28-22) 모두 550VP-P로 하고 있다.

이와같이 물리적특성이 다른 복수의 도전브러시를 설비했기 때문에 배분기능과 제전기능과의 기능분담을 할 수 있다. 또 복수의 도전성브러시의 각가의 교류전계의 종류를 변화시켰으므로 저온도, 저습도이거나 고온도, 고습도라도 안정하게 교류전계에 의한 분산효과와 제전효과를 발휘할 수 있다.

제19a도 및 제19b도는 예비분배부재의 설명도이다. 이 예에서는 토너를 긁어내지 않을 정도의 압력으로 감광드럼(20)에 접촉하는 예비분배부재(33)가 종이가루제거브러시(30)의 상류측에 설비되어 있다. 이예의 의도는 다음과 같다. 전사효율이 저하되었을 때나 잼발생 직후에는 감광드럼(20)위의 잔류토너량이 급격하게 증가된다. 이 때에 분배부재(28-2)만으로는 잔류토너가 충분히 분배되지 않을 우려가 있다. 이 경우에는 현상기(23)에 의한 회수력이 미치지 못하게 되어 잔상으로 되어 화상불량으로 된다.

이것을 방지하기 위해서 제19a도에 나타낸 것과 같이 예비분배부재(33)를 설비한 것이다.

제19b도에 나타낸 것과 같이 이 예비분배부재(33)이 감광드럼(20)위의 잔류토너에 접촉함으로써 잔류토너의 감광드럼(20)에 대한 기계적부착력을 약화시킨다. 이에 의해서 분배브러시(28-22)에 의한 잔류토너의 분배작용의 효과적인 애시스트를 발휘한다.

따라서 대량의 토너가 발생하여도 예비분배부재(33)를 통과할시에 그 토너의 부착력이 약화되어 잔상이 없는 화상을 얻을 수 있다. 또 동시에 분배부재(28-2)의 잔류토너와의 접촉에 의해서 분배부재(28-2)에서 흘러나온 토너가 용지반송로에 낙하되는 것을 방지할 수 있다.

이 예비분배부재(33)로써는 감광드럼(20)을 손상시키지 않을 정도로 부드러운 고무재료(예를들면 상품명[반코란])을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 감광드럼(20)에 눌렀을 때에 트레일 상태에서 선단이 감광드럼(20)에 박히도록 설정되어 있다.

또 32는 토너비산방지부재이고, 감광드럼(20)에 비접촉상태로 설비된다. 이 토너비산방지부재(32)는 분배부재(28-2)가 비산된 토너가 전대전기(21)에 부착되지 않도록 분배부재(28)의 부분을 시일하기 위한 것이다.

이와같이 상류측에 탄성부재(33)를 설비했으므로 예비분배동작을 행하게 할 수 있다. 이에 의해서 분배부재(28-2)에 의한 분배효과를 더욱 양호하게 실현시킬 수 있다. 또 잔류물의 비산방지부재(32)를 설비했으므로 분배부재(28-2)가 분배동작으로 잔류물을 비산시켜도 전대전기(21)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

제20a도 및 제20b도는 토너비산방지부재의 설명도이다.

제20a도에 나타낸 것과 같이 분배브러시(28-2)의 대전기(21)측(하류측)에 토너비산방지부재(32-1)를 설비하고 있다. 또 지지베이스(28-3)에 자성체(28-4)를 설비하고 있다.

이 예의 의도는 다음과 같다. 분배브러시(28-2)에 의해서 감광드럼(20)위의 잔류토너를 분배하고, 또한 감광드럼(20)을 제전하고 있다. 따라서 교류전계에 의해서 분배된 토너는 감광드럼(20)위로 되돌아온다. 그러나 약대전 토너나 무대전 토너가 존재하면 이들은 감광드럼(20)위로 되돌아오지 않고, 브러시(28-2) 사이에 쌓이고, 또 브러시(28-2)에 빠진다. 이에 의해서 브러시(28-2)의 선단까지 비산하여 분배브러시(28-2)의 분배효과 및 제전효과를 저하시킨다. 또 토너가 비산하여 전대전기(21)를 오염시킨다.

그래서 첫째로 분배브러시(28-2)의 하류측에 자성을 부여한 시일부재(32-1)를 설비하고 있다. 이 시일부재(32-1)로써는 고무재료에 자성분을 함유시킨 필름이 적당하다. 이에 의해서 전대전기(21)방향으로 비산하는 자성토너를 시일부재(32-1)에 자기흡착하여 비산을 방지한다.

두째로 지지베이스(28-3)에 자성체(28-4)를 설비하고 있다. 제20b도에 나타낸 것과 같이 베이스로 부터의 자력에 의해서 브러시(28-2) 사이에 떠도는 약대전토너 및 무대전토너를 자기흡착한다. 이 브러시(28-2)는 선단부에서 접촉된 상태로 밀도가 높아지도록 되어 있기 때문에 또 브러시 전체에 부착하지 않는 한 저항치의 증가도 적기 때문에 이들 토너를 베이스에 쌓이게 했더라도 영향은 없다.

제21도는 토너비산 방지부재의 변형예 설명도이다.

이 실시예에서는 상기 분배부재(28-2) 및 종이가루제거부재(28-3)에 대향한 감광드럼(20)의 내부에 자성체(20-2)를 설비하고 있다. 이와같이 하면 토너비산의 근본이 되는 약대전 토너 및 무대전토너가 자력에 의해서 감광드럼(20)으로 되돌아온다. 이것은 본래의 교류전계에 의해서 토너를 분배하여 최종적으로 감광드럼(20)으로 되돌리는 방법과 같은 결과로 된다. 이에 의해서 약대전토너 및 무대전토너의 비산을 방지할 수 있어서 현상기(23)에 의한 회수가 가능하게된다.

제22a도 및 제22b도는 종이가루제거브러시의 클리닝기구의 설명도이다.

제16도에서 설명한 바와같이 종이가루제거부러시(30)은 일정량 이상의 종이가루가 축적되면 종이가루제거 효과가 저하된다. 그리고 종이가루제거브러시(30)로 제거된 종이가루를 그대로 보지해두면 종이가루가 공기중의 수분이나 오존과 화합하여 드럼필밍이 발생하는 경우가 있다. 그래서 종이가루제거브러시(30)에 부착된 종이가루를 제거하는 기구가 필요하게 된다.

이 예에서는 제22a도에 나타낸 것과 같이 종이가루제거브러시(30)는 베이스(30-1)에 지지되어 있다. 제22b도에 나타낸 것과같이 이 지지베이스(30-1)에는 인출핸들(30-2)이 설비되어 있다. 한편 장치프레임(41, 42)의 한쪽 프레임(42)의 측면에는 인출부가 설비되어 있다. 이 인출부의 종이가루제거브러시(30)가 접촉되는 측에 펠트(클리닝부재)(43)를 깊이 끼워 심어 둔다.

이에 의해서 핸들(30-2)을 잡고, 제22b도의 좌측으로 종이가루제거브러시(30)를 인출함으로써 종이가루가 붙은 종이가루제거브러시(30)가 펠트(43)에 스쳐서 종이가 제거된다. 이 클리닝후에는 종이가루제거브러시(30)는 재차 원래의 위치에 장전된다.

이같이 해서 분배브러시에 영향을 주는 종이가루를 제거할 수 있는 동시에 이것을 간단한 구성으로 또한 용이한 조작으로 제거할 수 있다.

제23도는 분배부재의 다른 변형예 설명도, 제24도는 제23도의 고무블레이드의 특성도이다.

이 실시예는 롤러, 브러시 이외의 형태의 분배부재(28)를 나타낸 것이다. 제23도에서 블레이드홀더(28-3)에 블레이더(28-5)가 부착되어 있다. 이 예에서는 분배부재(28)로 블레이드(28-5)를 사용한다.

이 블레이드(28-5)는 도전성고무(예를들면 도전성우레탄고무)로 구성되어 있다. 그리고 이 블레이드(28-5)의 능성전도를 규정해 두고, 토너가 빠져나가는 접촉압력으로 감광드럼(20)에 접촉하도록 세트한다. 이 조건으로 교류전원(29)에 의해서 블레이드(28)에 교류전계를 인가한다.

블레이드(28-5)는 전면에 걸쳐서 감광드럼(20)에 접촉되어 있기 때문에 항상 토너를 긁어내는 방향으로 힘이 가해지고 있다. 이 상태에서 교류전계를 인가하기 때문에 토너를 용이하게 분배할 수 있다. 또 교류전계를 인가함으로써 제전효과는 도전브러시를 사용하는 경우와 똑같은 효과가 있다.

이 블레이드(28-5)는 일반적으로 말하여 도전브러시보다 염가이다. 또, 도전브러시의 전기저항, 밀도, 파일길이, 굵기 등의 재료의 요인이나 접촉깊이 폭의 부착요인에 비해서 블레이드(28-5)는 고무경도, 두게, 자유길이 및 접촉각도와 요인을 비교적 제어하기가 쉽다. 또 도전브러시는 종이가루의 달라붙음에 의한 장해의 문제가 발생하지만 고무블레이드(28-5)는 종이가루가 섬유상이기 때문에 빠져 나가게 되어 문제가 되지 않는다.

또, 이 프로세스에서는 마이너스 대전을 기본으로 하고 있기 때문에 종이가루가 현상기(23)에 이르러서도 대전계열상, 종이가루는 다른 것을 마이너스 대전하는 방향이기 때문에 문제가 되지 않는다.

이 고무블레이드(28-5)의 접촉압력은 홀더(28-3)부착위치에 의해서 변화된다. 그리고, 접촉압력은 토너가 빠져나갈 수 있을 정도가 적절하다. 제24도는 우레탄 고무를 사용한 경우의 접촉압력에 대한 빠져나감의 유무의 관계도에 나타낸 것과같이 접촉압력이 6g/cm²이하에서 토너가 빠져나간다. 또 접촉압력이 6g/cm²이상 24g/cm²의 범위에서는 감광드럼(20)의 토너의 클리닝이 행해진다.

따라서 접촉압력을 2g/cm²에서 6g/cm²의 범위로 설정하면 목적을 달성할 수 있다. 본 실시예에서는 접촉압력을 5g/cm²로 설정하고 있다.

또, 블레이드(28-5)에 의해서 토너의 낙하가 생길 우려가 있기 때문에 시일부재(31)를 설비하고 있다.

제25도는 본 발명의 일실시예 제어블록도, 제26도 및 제27도는 전압인가 시퀀스의 설명도이다.

제25도에서 제어회로(50)은 마이크로프로세서로 구성되어 있다. 이 제어회로(50)는 화상형성을 위해서 장치 각부의 시퀀스제어를 실행한다. 대전·전사전원(51)은 대전전압 및 전사전압을 발생하는 것이다.

현상바이어스전원(52)은 현상바이어스전압을 발생하는 것이다.

제1스위치(SW1)은 제어회로(50)의 지시에 의해서 교류전원(29)의 교류전압을 분배롤러(28)에 인가하는 것이다. 제2스위치(SW2)는 제어회로(50)의 지시에 의해서 대전·전사전원(51)의 대전전압 및 전사전압을 전대전기(21) 및 전사기(26)에 인가하는 것이다. 제3스위치(SW3)은 제어회로(50)의 지시에 의해서 현상바이어스전원(52)의 현상바이어스 전압을 현상기(23)에 인가하는 것이다.

이 실시예는 전원을 염가로 구성하기 위해서 대전기(21)와 전사기(26)의 전원을 1트랜스로 구성하고 있다. 이같이 하면 전대전기(21)와 전사기(26)가 동시 동작하기 때문에 용지와 용지와의 사이에서도 전사기(26)에 의한 전사대전 동작이 행해진다.

이 때문에 감광드럼(20)의 용지간 위치에 있어서 표면전위가 +측으로 쉬프트한다. 그러나 분배롤러(28)로 제전하기 때문에 화상상의 문제는 발생하지 않는다.

마찬가지로 종료 시퀀스에 있어서 감광드럼(20)의 회전종료시에 모든 전원을 OFF하면 제25도에 나타낸 것과같이 전사기(26)와 분배롤러(28)와의 사이에 플러스전하가 남는다. 다음 기동시에 이 플러스전하가 완전하게 전대전으로 소정의 전하로 되는 보증은 없다. 그래서 전대전 및 전사대전을 OFF한 후에 전사기(26)로 플러스전하의 부분이 분배롤러(28)를 통과할 때까지 교류전압을 분배롤러(28)에 인가한다. 그리고 통과되면 즉시 교류전압을 OFF하고, 동시에 감광드럼(20)을 정지함으로써 감광드럼(20)에 적어도 플러스 전하 부분이 남지 않도록 했다.

즉, 제26도에 나타낸 것과같이 제어회로(50)는 감광드럼(20)의 회전을 개시하는 동시에 스위치(SW1, SW2)를 ON하고, 교류전압을 분배롤러(28)에 인가하고, 또 대전전압을 대전기(21)에 인가하여 전사기(26)에 전사전압을 인가한다. 그리고 전대전된 부분이 현상기(23)에 도래하는 시간(t1)후에 스위치(SW3)을 ON하고, 현상기(23)에 현상바이어스 전압을 인가한다. 이에 의해서 감광드럼(20)의 무대전영역이 현상기(23)에 위치되어 있는 동안은 현상동작이 행해지지 않는다. 이 때문에 불필요한 토너의 부착을 방지할 수 있다.

그리고 종료 시퀀스는 먼저 스위치(SW2)를 OFF하고, 대전전압 및 전사전압을 OFF한다. 다음에 전대전을 OFF하기 전에 전대전기(21)를 통과한 부분이 현상기(23)에 도래하는 시간(t2)후에 스위치(SW3)을 OFF하여 현상바이어스를 OFF한다. 또 전사전압을 OFF하기 직전에 전사기(26)를 통과한 부분이 분배롤러(28)에 도래하는 시간(t3) 후에 스위치(SW1)를 OFF하고, 교류전압을 OFF한다. 동시에 감광드럼(20)의 회전을 정지한다.

제27도는 현상바이어스 전압을 전대전전압 및 전사전압의 분압에 의해서 작성한 경우의 동작 시퀀스이다. 즉, 현상바이어스 전압은 전대전전압 및 전사전압이 ON시에만 ON으로 되는 구성이다. 이에 의해서 전원코스트를 더욱 저감시킬 수 있다.

제27도에 의해서 설명하겠다. 제어회로(50)는 감광드럼(20)의 회전을 개시하는 동시에 스위치(SW1, SW2)를 ON하고, 교류전압을 분배롤러(28)에 인가하고, 또한 대전전압을 대전기(21)에 인가하고, 전사기(26)에 전사전압을 인가한다. 그리고 전대전된 부분이 현상기(23)에 도래하는 시간(t1)후에 스위치(SW3)를 ON하고, 현상기(23)에 현상바이어스 전압을 인가한다. 이에 의해서 감광드럼(20)의 무대전영역이 현상기(23)에 위치되어 있는 동안은 현상동작이 행해지지 않는다. 이때문에 불필요한 토너의 부착을 방지할 수 있다.

또, 종료시퀀스는 먼저 스위치(SW2, SW3)을 OFF하고, 대전전압 및 전사전압, 현상바이어스전압을 OFF한다. 다음에 전사전압을 OFF하기 직전에 전사기(26)를 통과한 부분이 분배롤러(28)에 도래하는 시간(t3)후에 스위치(SW1)를 OFF하고, 교류전압을 OFF한다. 동시에 감광드럼(20)의 회전을 정지시킨다.

이와같이 인쇄시퀀스의 종료시에 전사기로의 전사바이어스의 인가정지 후에 소정시간 분배롤러(28)에 교류전계를 인가하기 때문에 전사기에 의한 여분의 전하를 제거하여 정지할 수 있다. 따라서 다음의 인쇄시퀀스를 안정하게 실행시킬 수 있다.

다음에 잼리커버리시의 시퀀스에 대해서 설명하겠다. 제28도는 잼리커버리 시퀀스의 설명도이다. 잼발생후의 감광드럼(20)은 대량의 잔류토너 및 잔류전하가 남아있다. 이것을 제거하려면 현상기(23)의 회수가 행해지고 분배롤러(28)의 제전이 행해져야 한다. 이 때문에 분배롤러(28)의 동작과 현상기(23)의 회수동작을 최초 5회 이상 연속하면 된다.

즉, 제28도에 나타낸 것과 같이 감광드럼(20)의 회전을 개시한 후에 감광드럼(20)이 5회전한후에 감광을 개시한다. 이에 의해서 감광드럼(20)의 잔류토너 및 잔류전하의 영향이 없어지고 초기상태로 되돌아간다. 따라서 잼발생시에는 통상의 시퀀스를 행하지 않는다. 그대신 분배롤러(28)의 제전효과를 살릴 잼리커버리 시퀀스를 취함으로써 잼복구 직후라도 양호한 화상품질을 얻을 수 있다.

다음에 토너카트리지(토너키트) 교환시의 시퀀스 동작에 대해서 설명하겠다. 제29도는 토너키트 교환시의 시퀀스 타임차트도 제30도는 그 시퀀스 플로우도이다.

이 장치에서의 캐리어상승(캐리어가 감광드럼으로 이동한다)은 토너농도가 낮고, 캐리어의 대전량이 높은 상태이고, 또 감광드럼(20)과 현상롤러(24)와의 전위차가 클 때에 발생한다. 그 때문에 토너엠프티신호가 나와서 유저가 토너키트를 교환했을 시에 장착불량등이 발생함으로써 토너가 현상롤러(24)에 공급되지 않는 사태가 발생하면 토너농도가 내려가서 캐리어 상승을 유발한다.

그 때문에 토너키트 교환시에 확실하게 공급롤러(232)가 앰프티센서먼을 터치함 및 엠프티센서의 출력이 일정치 이상인 것의 양쪽을 확인하여, 전대전 등의 고압전원을 ON한다. 즉, 토너가 확실하게 보충되고, 토너농도가 올라갈 때까지는 전대전 등의 고압전원을 인가하지 않도록 하고 있다. 이와같이 하면 만에 하나 토너농도가 낮은 상태로 되더라도 전계가 생기지 않기 때문에 캐리어 상승은 발생하지 않는다.

즉, 제29도에 나타낸 것과같이 토너키트 교환후에 감광드럼(20)의 회전을 개시하고 공급롤러(232)가 1회전 시킨다. 이 공급롤러(232)가 1회전이상 했을 때에 토너앰프티 센서의 출력을 독취한다. 그리고 토너앰프티 센서의 출력에 의해서 토너량이 일정치 이상이면 고압전원을 ON한다. 즉, 전대전전압 및 전사전압을 ON한다. 이와같이 토너교환시에도 고압을 가하기 전에 체크공정을 거치는 페일세이프시퀀스를 취함으로써 장치의 신뢰도가 더 높아진다.

상술의 실시예 이외에 본 발명은 다음과 같은 변형이 가능하다.

첫째로 전술한 바와같은 실시예에서는 현상제로 자성캐리어와 자성토너와의 조합에 의한 1.5성분현상제를 사용하고 있지만 현상제로 자성토너만을 사용해도 좋다. 이 경우에 자성토너는 토너홉퍼(231)내에서 공급롤러(232)로 교반되어 대전된다. 이 때문에 공급롤러(232)는 아기테이터로 된다.

두째로 현상롤러(24)에 있어서 슬리브만을 회전하고 있지만 마그네트롤러도 회전시켜도 좋다.

셋째로 화상노광기로써 LED 광학계를 사용했으나 레이저 광학계 액정셧터 광학계 EL(일렉트로·루미네센스) 광학계 등을 사용해도 좋다.

넷째로 상술이 실시예에서는 잠상형성 기구를 전자사진 기구로 설명했으나 토너상을 전사하는 잠상형성기구(예를들면 정전기록기구 등)에도 사용할 수 있고, 쉬트는 용지에 한하지 않고 다른 매체를 사용할 수 있다. 또, 감광드럼은 드럼상에 한하지 않고 벨트상이라도 좋다.

다섯째에 화상형성장치를 프린터로 설명했으나 복사기, 팩시밀리 등 다른 화상형성장치라도 좋다.

이상 본 발명을 실시예에 의해서 설명했으나, 본 발명의 요지의 범위내에서 여러가지의 변형이 가능하고, 이들을 본 발명의 범위에서 배제시키는 것은 아니다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 분배부재에 교류전계를 가하기 때문에 토너를 강제이동할 수 있고, 토너를 보다 분산시킬 수 있다. 이 때문에 집중된 토너를 분산시킬 수 있어서 현상기에서의 회수를 더 용이하게 한다. 또 분배부재에 교류전계를 가하기 때문에 상담지체의 제전을 동시에 행할 수 있다.

Claims

쉬트에 화상을 형성하기 위한 화상형성장치에 있어서, 회전하는 엔드레스상의 상담지체와,

상기 상담지체에 잠상을 형성하는 상형성수단과, 상기 상담지체에 형성된 잠상을 분체 현상제에 의해서 현상하는 동시에 상기 상담지체의 잔류토너를 회수하는 현상수단과,

상기 상당지체의 현상상을 쉬트에 전사하는 전사수단과,

상기 전사후의 상담지체에 접촉하고, 상기 상담지체의 잔류물을 분배하기 위한 분배부재와,

상기 분배부재에 교류전압을 공급하는 전압공급수단을 갖는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 분배부재는 도전성을 갖고, 또 발포체로 된 롤러인 화상형성장치.
제2항에 있어서, 상기 롤러는 독립된 발포 구멍을 갖는 롤러인 화상형성장치.
제2항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담지체의 회전방향과 역방향으로 회전되는 화상형성장치.
제4항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담지체의 주속도의 1.1배에서 1.5배의 범위내의 주속도로 회전되는 화상형성장치.
제3항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담지체의 회전방향과 역방향으로 회전되는 화상형성장치.
제6항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담지체의 주속도의 1.1배에서 1.5배의 범위내의 주속도로 회전되는 화상형성장치.
제1항에 있어서 상기 전압공급수단은 상기 분배부재에 방전개시 전압이상의 전압을 공급하는 화상형성장치.
제8항에 있어서 상기 분배부재는 도전성을 갖고, 또 발포체로 된 롤러인 화상형성장치.
제9항에 있어서, 상기 롤러는 독립된 발포구멍을 갖는 롤러인 화상형성장치.
제9항에 있어서 상기 롤러는 상기 상담지체의 회전방향과 역방향으로 회전되는 화상형성장치.
제11항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담 지체의 주속도의 1.1배에서 1.5배의 범위내의 주속도로 회전되는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 전압공급수단은 상기 분배부재에 150Hz에서 250Hz의 범위 주파수의 교류전압을 공급하는 화상형성장치.
제13항에 있어서, 상기 전압공급수단은 상기 분배부재에 방전개시전압 이상의 전압을 공급하는 화상형성장치.
제13항에 있어서 상기 분배부재는 도전성을 갖고, 또 발포체로 된 롤러인 화상형성장치.
제15항에 있어서, 상기 롤러는 독립된 발포구멍을 갖는 롤러인 화상형성장치.
제15항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담지체의 회전방향과 역방향으로 회전되는 화상형성장치.
제17항에 있어서 상기 롤러는 상기 상담지체의 주속도의 1.1배에서 1.5배의 범위내의 주속도로 회전되는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 분배부재는 선단이 상기 상담지체에 접촉하는 도전성 부재인 화상형성장치.
제19항에 있어서, 상기 도전성 부재는 도전성 브러시로 구성되고,

상기 도전성브러시의 상기 상담지체의 접촉 위치에서의 상기 상담지체의 형상에 맞춘 형상을 갖고, 상기 도전성 브러시를 지지하는 지지블록을 더 갖는 화상형성장치.
제19항에 있어서 상기 도전성부재는 복수의 상이한 불리적특성의 도전성브러시를 갖는 화상형성장치.
제19항에 있어서, 상기 도전성부재는 각각의 상이한 특성의 교류전압이 공급되는 복수의 도전성 브러시를 갖는 화상형성장치.
제19항에 있어서 상기 전압공급수단은 상기 분배부재에 방전개시 전압이상의 전압을 공급하는 화상형성장치.
제19항에 있어서, 상기 전압공급수단은 상기 분배부재에 150Hz에서 250Hz의 범위 주파수의 교류전압을 공급하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 분배부재와 상기 전사수단 사이에 상기 상담지체의 종이가루를 제거하는 종이가루 제거부재를 더 설비한 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 분배부재와 상기 전사수단과의 사이에 상기 상담지체에 접촉하는 탄성부재를 더 설비한 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 분배부재의 상기 상형성장치 수단측에 상기 잔류물의 비산방지를 행하기 위한 부재를 더 설비한 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 전사수단의 전계인쇄를 정지한 후의 소정시간 후에, 상기 분배부재의 교류전압의 인가를 정지하는 제어수단을 더 설비한 화상형성장치.
쉬트에 화상을 형성하기 위한 화상형성 장치에 있어서,

회전하는 엔드레스상의 상단지체와,

상기 상담지체에 잠상을 형성하는 상형성수단과,

상기 상담지체에 형성된 잠상을 분체 현상제에 의해서 현상하는 동시에 상기 상담지체의 잔류토너를 회수하는 현상수단과,

상기 상담지체의 현상상을 쉬트에 전사하는 전사수단과,

상기 전사후의 상담지체에 접촉하고, 상기 상담지체의 잔류물을 분배하기 위한 분배롤러를 갖는 화상형성장치.
제29항에 있어서 상기 분배롤러는 도전성을 갖고 또 발포체로 된 롤러인 화상형성장치.
제30항에 있어서, 상기 롤러는 독립된 발포구멍을 갖는 롤러인 화상형성장치.
제29항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담지체의 회전방향과 역방향으로 회전되는 화상형성장치.
제32항에 있어서, 상기 롤러는 상기 상담지체의 주속도의 1.1배에서 1.5배의 범위내의 주속도로 회전되는 화상형성장치.