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KR100323016B1 - 현상 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

현상 장치 및 화상 형성 장치 Download PDF

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KR100323016B1
KR100323016B1 KR1020000010313A KR20000010313A KR100323016B1 KR 100323016 B1 KR100323016 B1 KR 100323016B1 KR 1020000010313 A KR1020000010313 A KR 1020000010313A KR 20000010313 A KR20000010313 A KR 20000010313A KR 100323016 B1 KR100323016 B1 KR 100323016B1
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KR
South Korea
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toner
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charge
roller
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KR1020000010313A
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이시이야스유끼
우에하라신지
가께시따도모미
Original Assignee
미다라이 후지오
캐논 가부시끼가이샤
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Publication date
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Abstract

현상 장치는 현상제 층을 운반하는 현상제 운반 부재와, 현상제 운반 부재 상에 운반된 현상제에 전기 방전에 의해 전하를 인가하는 전하 인가 부재를 포함하며, 현상제 운반 부재는 잠상을 운반하는 화상 담지 부재와 현상제 운반 부재에 대해 현상제 층이 접촉하는 현상 구역을 형성하고, 전하 인가 부재는 현상제 운반 부재의 이동 방향에 대하여 현상 구역의 상류측에 제공된다.

Description

현상 장치 및 화상 형성 장치{DEVELOPING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 전자 사진 감광 부재 또는 정전기적으로 기록 가능한 유전성 부재와 같은 화상 담지 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상제(토너)를 사용하여 가시 화상으로 현상하는 현상 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 화상 형성 장치에관한 것이다.
전자 사진 방법은 복사본을 얻기 위한 방법이다. 이 방법에 따르면, 복사본을 얻기 위해 전기적 잠상(정전 잠상)이 다양한 화상 형성 처리를 통해 감광 부재상에 형성된다. 잠상은 토너에 의해 가시 화상으로 현상된다. 가시 화상 또는 토너 화상은 1매의 전사 매체상에 전사된다. 그리고, 전사된 화상은 열 및/또는 압력의 사용으로 1매의 전사 매체상에 고착된다.
해상도, 선명도 등이 우수한 현상 장치를 위한 최근의 강한 요구와 함께, 현상 장치의 현상제 담지 부재(현상제 이송 부재)상에 박층의 토너를 형성하기 위한 우수한 방법과 이런 방법을 실행하기 위한 장치를 개발하는 것이 필수적이다. 따라서, 다수의 방법이 그런 요구에 응답하도록 제안되었다.
최근 개발된 방법중 하나는, 현상제 담지 부재로서 반도체 현상 롤러 또는 유전성 표면층을 갖는 현상 롤러를 사용하여 잠상이 현상되는 것에 의한 '비자성 단일 요소 DC 현상 방법'이다. 보다 상세하게는, 반도체 현상 롤러나 현상제로 피복된 유전성 표면층을 갖는 현상 롤러는 현상 롤러와 감광 부재의 표면 사이에서 현상제가 개재된 상태로 감광 부재의 표면층에 실질적으로 접촉하여 놓여진다.
도10은 비자성 단일 요소인 DC 현상 장치의 일예와 그 일반적인 구조체를 도시한 개략적인 단면도이다.
도면 부호 1은 화상 담지 부재로서 감광 드럼을 표시한다. 감광 드럼(1)은 화살표 A로 표시된 시계 방향으로 소정의 주연 속도로 회전 가능하게 구동되고 정전 잠상은 화상 형성 처리를 실행하기 위한 도시된 수단의 사용으로 감광 드럼(1)의 주연면상에 형성된다.
도면 부호 4는 비자성 단일 요소인 DC 현상 장치를 표시한다. 도면 부호 4a는 현상 수단 수납부를 표시하고, 도면 부호 4b, 4c 및 4d는 현상 담지 부재로서의 현상 롤러와, 현상 롤러에 현상제를 공급하기 위한 현상제 공급 부재로서의 탄성 롤러와, 현상제 층 조절 부재와 대응하고, 이들 모두는 현상 수단 수납부(4a)에 수납된다. 도면 부호 t는 현상 수단 수납부(4a)내에 유지된 단일 요소 현상제로서의 비자성 토너를 나타낸다.
현상 롤러(4b)는 2개의 요소들 사이에 현상제를 개재한 상태로 감광 드럼(1)과 사실상 접촉하여 위치하고, 화살표 B 방향으로 표시된 반시계 방향으로 회전가능하게 구동된다. 도면 부호 b는 현상 장소, 즉 현상제가 2개의 요소에 개재한 채 현상 롤러(4b)가 감광 드럼(1)에 사실상 접촉하는 위치를 표시한 것이다.
탄성 롤러(4c)는 소정의 접촉 압력이 있는 상태에서 현상 롤러(4b)와 접촉하여 위치하고 화살표 D 방향으로 표시된 반시계 방향으로 회전가능하게 구동된다.
탄성 블레이드(4c)는 현상 롤러(4b)의 회전 방향의 관점에서 현상 롤러(4b)가 탄성 롤러(4c)와 접촉하여 위치하는 위치의 하류측상에서 현상 롤러(4b)와 접촉하여 위치한다. 도면 부호 S2는 현상 롤러(4b)에 DC 전압(바이어스)을 인가하기 위한 현상 바이어스 인가 전원을 표시한다.
현상 롤러(4c)는 현상 롤러(4b)에 토너(t)를 공급하기 위한 롤러로서 역할한다. 현상 롤러(4b)의 주연 표면에 공급된 후, 토너는 현상 롤러(4b)가 회전하면서 더욱 이송되고 탄성 블레이드(4d)와 현상 롤러(4b)의 사이의 접촉 면적에서 박층으로 형성되는 동안 마찰 전기로 대전된다. 현상 롤러(4b)가 더욱 회전되면, 토너의 박층이 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상을 현상하기 위해 사용되는 현상 장소(b)로 이송된다. 현상 장소(b)에서, 감광 드럼(1)상에 정전 잠상의 현상을 위해 사용하지 않고 현상 롤러(4b)에 잔류하는 토너는 현상 롤러(4b)의 회전에 의해 현상 수단 수납부(4a)로 다시 이송되고, 현상 롤러(4b)와 탄성 롤러(4c)의 사이의 접촉 면적에서 현상 롤러(4b)의 주연 표면으로부터 박리된다. 잔여 토너가 박리된 현상 롤러(4b)의 부분에는 탄성 롤러(4c)에 의해 토너(t)의 새로운 공급이 제공된다. 이런 기능 사이클, 또는 작동 사이클은 반복된다.
그러나, 상술한 비자성 단일 요소, DC 현상 방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 화상 형성 처리의 반복은 토너 악화를 가속화하여 토너량을 증가시켰고 극성이 정상적이 토너의 극성에 대향하였다. 틀린 극성을 갖는 이런 토너가 화상의 배면부에 대응하는 감광 드럼(1)의 면적으로 전사하였다(이후, 토너의 이런 성질에 의해 발생된 효과를 '반전 포그(reversal fog)'라 함). 반전 포그는 전사 매체상에 용이하게 전사하지 않고, 따라서 화질에 미치는 효과는 적다. 그러나, 이는 토너 소모량을 낭비적으로 증가시키고 그에 따라 현상 장치 내에 초기에 유지된 소정량의 토너로 복사할 수 있는 복사 매수를 감소시키게 되며, 이로써 현상 장치의 수명을 증가시키려는 노력에 나쁜 영향을 미치게 된다.
도11에서, DC계 접촉 현상 처리의 경우에는 토너에 의해 유지된 전하량이 적절한 범위(-35 내지 -80μC/g) 내에 있는 한, 제어는 선형 화상을 형성하는 토너층의 높이와 실선 화상을 형성하는 토너층의 높이를 동일하게 하는 방식으로 실행할수 있다. 선형 화상 토너층의 높이가 증가되는 이유는 현상 처리가 현상 롤러와 감광 드럼 사이의 접촉 영역의 하류측 상에서(현상 롤러와 감광 드럼 사이에 갭이 있음) 가능해질 때 토너 입자가 현상 롤러 상에 마치 개화하는 모양으로 모여서 선형 화상 토너층의 높이를 증가시키는 것으로부터 알 수 있다. 그러나, 현상 롤러(4b) 상의 토너에 의해 유지된 전하량이 증가하면 토너가 현상 롤러에 유지되는 힘도 반사력에 기인하여 증가한다. 따라서, 분산된 토너 입자의 영향을 받지 않는 예리한 선 및 점을 재생할 수 있게 된다. 그러나, 토너 열화에 의해 일어나는 현상 롤러 상의 토너에 의해 유지된 전하량의 감소는 선형 화상 토너층의 높이를 증가시켜서 토너 입자를 분산시키며, 이로써 선 및 점이 더럽혀지게 되어 화상의 품질을 나쁘게 하며, 또한 토너 소모량이 매우 많아진다.
본 발명의 주목적은 정상 토너와는 극성이 다른 토너량이 증가하는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 토너 소모량을 줄이고, 현상 장치의 사용 수명 및 현상 장치의 보수 기간 및 운전비용을 줄이고, 토너에 의해 유지된 전하량을 예리한 선 및 점, 즉 분산된 토너 입자에 의해 더럽혀지지 않은 선 및 점을 재생할 수 있는 적절한 수준으로 유지하도록, 역전 포그의 양을 줄이는 것이다.
본 발명의 일태양에 따르면, 현상제 층을 운반하는 현상제 운반 부재와, 상기 현상제 운반 부재 상에 운반된 현상제에 전기 방전에 의해 전하를 인가하는 전하 인가 부재를 포함하며, 상기 현상제 운반 부재는 잠상을 운반하는 화상 담지 부재와 상기 현상제 운반 부재에 대해 현상제 층이 접촉하는 현상 영역을 형성하고, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재의 이동 방향에 대하여 상기 현상 영역의 상류측에 제공된 현상 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 잠상을 담지하는 화상 담지 부재와, 현상제 층을 운반하는 현상제 운반 부재와, 상기 현상제 운반 부재 상에 운반된 현상제에 전기 방전에 의해 전하를 인가하는 전하 인가 부재를 포함하며, 상기 현상제 운반 부재는 잠상을 운반하는 화상 담지 부재에 접촉된 현상제 층에 대해 현상제 운반 부재가 접촉되는 현상 영역을 형성하고,상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재의 이동 방향에 대하여 상기 현상 영역의 상류측에 제공된 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 관련한 본 발명의 양호한 실시예에 대한 다음 설명을 고려하면 명백해질 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예의 화상 형성 장치의 일반 구조를 도시한 개략 단면도.
도2는 도1의 화상 형성 장치의 현상 장치부의 확대 단면도.
도3은 전기 방전과 관련하여 108Ω의 전기 저항을 갖는 토너 대전 롤러의 특성을 도시한 그래프.
도4는 토너의 표면 전위와, 대전 삽입시 발생하는 토너의 대전 롤러에 가해진 전위 사이의 관계를 도시한 그래프.
도5는 토너에 의해 얻어진 전하량과 토너 대전 롤러에 가해진 바이어스양 사이의 관계를 도시한 그래프.
도6은 배면 콘트라스트와 포그 사이의 관계를 도시한 그래프.
도7은 본 발명의 제2실시예의 화상 형성 장치의 전체적인 구조를 도시한 개략 단면도.
도8은 롤러의 전기 저항을 측정하는 방법을 도시한 개략도.
도9는 전사 잔류 토너 등의 부착 물질의 양과 0 내지 6,000매 사이에서 변화하는 복사 매수 사이의 관계를 도시한 그래프.
도10은 비자성 단일 부품 DC계 접촉식 현상 장치의 일 예를 도시한 개략 단면도.
도11은 현상 롤러 상의 토너가 갖는 전하량과 선형 또는 실선 화상을 형성하는 토너층의 높이 사이의 관계를 도시한 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 감광 드럼
2 : 대전 롤러
3 : 노출 유닛
4 : DC 현상 장치
5 : 전사 롤러
6 : 정착 장치
7 : 세척 장치
9 : 시트 공급부
10 : 프로세스 카트리지
실시예 1(도1 내지 도6)
도1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일례의 전체 구조를 도시한 개략 단면도이다. 이 실시예의 화상 형성 장치는 레이저 프린터이며, 전자사진 처리, 전사법, 반전 현상 처리 및 프로세스 카트리지 시스템을 사용한다.
도면 부호 1은 30 mm의 직경을 갖는 회전 드럼 형태의 전자 사진 감광 부재(감광 드럼)이며, 이 드럼은 화살표 A로 도시된 시계 방향으로 1 rps(94.2 mm/sec의 주연 속도)의 처리 속도로 회전 구동된다.
도면 부호 2는 대전 수단으로서의 대전 롤러이다. 이 대전 롤러(2)는 도전성 탄성 롤러이고, 대전 롤러 자체와 감광 드럼(1) 사이에 대전 스테이션a를 형성하는 소정 압력량으로 감광 드럼(1)에 접촉 상태로 위치한다. 이 실시예에서, 대전 롤러(2)는 감광 드럼(1)의 회전을 따름으로써 회전한다.
도면 부호 S1은 전하 바이어스를 대전 롤러(2)에 인가하기 위한 전력원이다. 이 실시예에서, 대전 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이의 닙에서 개시되는 방전시의 전압 수준보다 높은 수준인 DC 전압은 전력원(S1)으로부터 닙 부분에 걸쳐 대전 롤러(2)에 인가된다. 특히, -1,300V의 DC 전압이 대전 바이어스로서 인가되고, 이로써 감광 드럼(1)의 주연면이 -700V의 전위(암부 영역의 전위)까지 균일하게 대전된다.
도면 부호 3은 감광 드럼(1) 상에 정전 잠상을 기록하기 위한 잠상 형성 수단으로서의 노출 유닛이다. 이 실시예에서, 노출 유닛(3)은 레이저 스캐너이며, 화상 형성 데이터에 따라 연속 디지털 전기 신호로 동조된 레이저 비임(L)을 출력하고 감광 드럼(1)의 균일하게 대전된 주연면을 주사한다. 레이저 스캐너의 전력은 감광 드럼(1)의 균일하게 대전된 주연면의 전체 영역이 레이저 비임에 노출됨으로써 감광 드럼의 주연면의 전체 영역의 전위이 -150V로 되도록 조정된다.
따라서, 감광 드럼(1)의 균일하게 대전된 주연면이 주사 레이저 비임(L)에 노출됨으로써 감광 드럼(1)의 노출된 영역의 전위이 화상 형성 데이터에 따라 감쇄된다. 결국, 정전 잠상, 즉 암부 영역 전위와 밝은 영역 전위 사이의 정전 콘트라스트에 의해 형성된 화상이 감광 드럼(1)의 주연면 상에 형성된다.
도면 부호 4는 비자성이고 단일 부품인 접촉식 현상 시스템을 사용하는 반전식 현상 장치를 나타낸다. 감광 드럼(1)의 주연면 상에 형성된 정전 잠상은 현상 스테이션(b)에서의 반전 현상제로서 음으로 대전된 토너(t)(음의 토너)에 의해 역으로 현상된다. 즉, 음의 토너는 정전 잠상의 화상부(노출된 부분)에 부착된다. 현상 장치(4)에 대해서는 다음 절, 즉 제2 절에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도면 부호 5는 전사 롤러를 지시하며, 전사 롤러는 도전성의 탄성 롤러이고, 소정량의 압력이 인가되어 감광 드럼(1)과 접촉 위치되어 그 자체와 감광 드럼(1) 사이에 전사 스테이션(c)을 형성한다. 전사 롤러(5)는 감광 드럼(1)의 회전에 이어서 감광 드럼(1)과 대략 동일한 주연 속도로 회전한다. 따라서, 전사 스테이션(c)에서 전사 롤러(5)의 회전 방향은 감광 드럼(1)과 동일하다.
도면 부호 S3은 전사 바이어스를 전사 롤러(5)에 인가하기 위한 전력원을 나타낸다. 이 실시예에서, 양의 전사 바이어스, 즉 음인 토너(t) 전위의 극성과 반대인 극성을 갖는 바이어스가 전사 전력원(S3)으로부터 전사 롤러(5)에 인가된다.
전사 스테이션(c)에서, 회전하는 감광 드럼(1)의 주연면 상의 토너 화상은 선단부에서 출발하여 전사 매체(P) 즉, 적절한 타이밍으로 시트 공급부(9)로부터 전사 스테이션(c)으로 공급되는 기록 매체 상에 연속적으로 전사된다. 그 후, 기록 매체(P)는 더 이송되어 감광 드럼(1)과 전사 롤러(5) 사이에서 핀치된다. 전사 바이어스를 전사 롤러(5)에 인가하는 것은 전사 매체(P)가 전사 스테이션(c)을 지나는 동안에 계속된다.
전사 스테이션(c)을 나온 후, 전사 매체(P)는 감광 드럼(1)의 주연면에서 분리되어, 선단부에서 출발하여, 토너 화상이 기록 매체(P)에 정착되는 정착 장치(6)로 도입된다. 그 다음, 기록 매체(P)는 복사물로서 배출된다.
전사 잔류 토너, 즉 전사 스테이션(c)의 전사 매체(P) 상에 전사되지 않고 감광 드럼(1)의 주연면 상에 남아 있는 토너는 세척 장치(7)로 이송되어, 세척 장치에 의해, 특히 세척 장치(7)의 세척 블레이드(7a)에 의해 감광 드럼(1)의 주연면으로부터 긁어내어져서 폐토너 통(7b) 내에 수집된다. 세척 후, 감광 드럼(1)은 화상 형성을 위하여 계속 사용된다.
본 실시예의 프린터는, 프린터의 주조립체에 착탈식으로 설치 가능하고 감광 드럼(1), 접촉식 대전 부재로서의 대전 롤러(2), 현상 장치(4) 및 세척 장치(7)인 4개의 처리 장치가 일체로 배치된 프로세스 카트리지(10)를 사용한다.
프로세스 카트리지는 대전 수단, 현상 수단중 적어도 하나의 처리 장치와 화상 담지 부재가 일체로 배치된 화상 형성 장치의 주조립체에 착탈식으로 설치 가능한 카트리지를 의미한다. 프로세스 카트리지 시스템은 화상 형성 장치를 사용자가 사용 편리하게 즉, 취급이 용이한 구조로 제공할 수 있게 한다.
(1) 현상 장치(4)
도2는 (화상 형성 장치의 현상 장치부인) 현상 장치(4)의 확대 단면도이다. 도10에 도시된 비자성이고 단일 부품인 접촉식 현상 장치 내의 것과 동일한 이 1의 구조 부재 및 부분은 도10의 현상 장치의 구조 및 부분에 주어진 것과 동일한 도면 부호로 나타내었다.
a) 현상 롤러(4b)
현상제 담지 부재(현상제 이송 부재)로서 현상 롤러(4b)는 현상 수단 하우징부(4a) 내에 프로세스 카트리지의 종방향으로 연장된 개구에 평행하게 배치되어, 개구를 통하여 감광 드럼(1)과 사실상 접촉하도록 위치되는데, 그들 사이에 현상제가 개재되어 있다. 이는 화살표(B)에 의해 표시되는 반시계 방향으로 회전한다. 현상 롤러(4b)는 현상 롤러(4b)의 원통형 표면의 대략 하부 절반이 현상 수단 하우징부(4a) 내에 남아 있고 그의 대략 상부 절반이 개구를 통하여 현상 수단 하우징부(4a) 위에 노출되도록 배치된다. 현상 롤러(4b)는 현상 수단 하우징부(4a)로부터 노출된 상부에 의해서 감광 드럼(1)과 접촉하여 감광 드럼(1)과 평행하게 배치된다.
현상 롤러(4b)의 주연면에는 적절한 정도의 불규칙부가 구비되어 토너(t) 및 현상 롤러(4b)의 주연면 사이의 마찰량을 증가시키고, 또한 토너(t)를 효율적으로 이송한다.
이 실시예에서, 현상 롤러(4b)는 직경이 16 ㎜이고 길이가 240 ㎜이며, 4 ㎜ 두께의 실리콘 고무층과 실리콘 고무층 위에 피복된 아크릴 또는 우레탄을 포함한다. 이는 104내지 106Ω의 전기 저항과, 0.5 내지 0.9 ㎛의 표면 경도 Rz와 [9.8 N(1 ㎏)의 하중이 인가된] 아스커 스케일 C(Asker scale C)로 45°의 경도를 갖는다. 이는 인가된 소정량의 압력으로 감광 드럼(1)과 접촉하여 위치되어, 감광 드럼(1)으로 현상 롤러(4b)의 침투량은 70 ㎛가 되고 감광 드럼(1)의 주연 속도 94.2 ㎜/sec와는 다르게 170 ㎜/sec의 주연 속도로 회전된다.
전기 저항치는 다음 방법으로 계측된다. 먼저, 직경이 30 ㎜인 알루미늄 롤러[보통 알루미늄 실린더]는 전체 길이를 가로질러 4.9N(500gf)의 하중이 인가되어 현상 롤러(4b)와 접촉 위치되고, 알루미늄 롤러는 0.5 rpm의 속도로 회전된다. 이후, 400V의 DC 전압이 현상 롤러(4b)에 인가된다. 10㏀의 저항값을 갖는 레지스터가 접지측에 연결되고, 레지스터의 두 단자 사이의 전압이 현상 롤러(4b)의 저항값이 계산되는 레지스터를 통한 전류량을 계산하기 위해 측정된다.
현상 롤러(4b)에 대해, 소정의 현상 DC 전압(바이어스)가 현상 바이어스 인가 전원(S2)으로부터 인가된다.
b) 탄성 롤러(4c)
전술한 현상 롤러(4b)에 토너(t)를 공급하는 탄성 롤러(4c)의 구조에 대해, 탄성 롤러(4c)가 현상 롤러(4b)에 토너를 공급할 뿐만 아니라 잔류 토너, 즉 현상 스테이션(b)에서 현상에 사용되지 않은 토너를 제거할 수 있어야 한다는 사실을 고려하면, 탄성 롤러(4c)는 발포 스폰지형 골격 구조 또는 섬유, 예컨대 레이온 섬유, 나일론 섬유 등을 금속 코어 상에 재식함으로써 형성된 모피 브러시형 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이 실시예에서, 금속 코어와 이 금속 코어의 주연면 상에 위치된 폴리우레탄 발포층을 포함하고 16 ㎜의 직경을 갖는 탄성 롤러가 채택된다.
탄성 롤러(4c)와 현상 롤러(4b) 사이의 경계면의 폭에 있어서는, 탄성 롤러(4c)의 회전 방향에 대해서 1 ㎜ 내지 6 ㎜의 폭이 효과적이다. 또한, 탄성 롤러(4c)와 현상 롤러(4b) 사이의 경계면에서 이런 2개의 롤러 사이의 표면 속도의 차이가 있는 것이 바람직하다. 이런 실시예에서, 2개의 롤러들 사이의 경계면의상기 폭은 4 ㎜로 설정되고, 탄성 롤러(4c)의 주연 속도는 현상 작동 동안에 80 ㎜/s가 되도록 탄성 롤러(4c)는 소정 타이밍으로 도시되지 않은 구동 수단에 의해 화살표(C)로 지시된 방향으로 회전식으로 구동된다.
c) 탄성 블레이드(4d)
현상제 층 두께 조절 부재로서의 탄성 블레이드(4d)는 블레이드 지지 금속판에 의해 지지되고 현상 롤러(4b)의 주연면과 접촉하도록 위치되어, 탄성 블레이드(4d)의 자유단에 인접한 탄성 블레이드(4d)의 부분의 표면이 현상 롤러(4b)의 회전 방향으로 현상 스테이션(b)의 상류측 및 현상 롤러(4b)의 회전 방향으로 현상 롤러(4b)와 탄성 롤러(4c)의 경계면의 하류측 상의 위치에서 현상 롤러(4b)의 주연면과 접촉한다.
탄성 블레이드(4d)의 구조에 있어서, 탄성 블레이드(4d)는 실리콘 고무, 우레탄 고무 등으로 형성된 간단한 블레이드이거나, 탄성 기부 부재, 예컨대 SUS 또는 인청동으로 형성된 단일편의 얇은 금속판과, 현상 롤러(4b)와 접촉하는 측 상에서 탄성 기부 부재에 부착된 단일편의 고무를 포함하는 부재이다.
탄성 블레이드(4d)가 현상 롤러(4b)와 접촉하기 위해 위치되도록 연장되는 방향에 있어서는, 이는 소위 반대 방향, 즉 탄성 블레이드(4d)의 자유단이 현상 롤러(4b)의 회전 방향에 대해 탄성 블레이드(4d)의 기부 단부의 상류측 상에 위치되는 방향이다.
이 실시예에서, 탄성 블레이드(4d)는 1.0 ㎜ 두께의 단일편 우레탄 고무와, 우레탄 고무편이 부착된 블레이드 지지 금속판을 포함한다. 탄성 블레이드(4d)가현상 롤러(4b) 상으로 가압되는 압력량은 2.45×10-2N/㎝ 내지 3.34×10-2N/㎝(25 g/㎝ 내지 35 g/㎝)의 범위 내에서 설정된다. 선형 부하를 측정하는 방법에 있어서는, 먼저 마찰 계수가 알려진 3장의 얇은 금속판이 탄성 블레이드(4d)와 현상 롤러(4b) 사이에 삽입되고, 중심 금속판을 당기는 데 필요한 압력이 스프링 저울을 사용하여 측정된다. 후에, 선형 부하는 저울에 의해 얻어진 값을 선형 부하로 변환시킴으로써 얻어진다.
d) 토너(t)
토너(t)에 있어서는, 입자가 구형이고 매끄러운 표면을 갖는 비자성 단일 성분 현상제가 채택된다. 이것은 그런 토너가 전사성이 우수하고 윤활도(lubricity)가 높기 때문이며, 이는 잔류 토너, 즉 전사되지 않고 감광 드럼(1) 상에 잔류하는 토너가 세척 수단(7), 예컨대 블레이드 또는 모피 브러시에 의해 제거될 때 감광 드럼(1)에 발생하는 마모량이 작으므로 이롭다.
특히, 1014Ω 이상의 체적 저항률, 100 내지 180의 형상 계수 SF-1 및 100 내지 140의 형상 계수 SF-2를 갖는 토너(t)가 사용된다.
토너의 체적 저항률은 이하의 방법으로 측정된다. 측정 전극측은 0.238 ㎠(직경이 6 ㎜)이다. 980/㎠(96.1㎪)의 압력이 1,500g의 추의 사용으로 인가된다. 토너층의 두께는 0.5 ㎜ 내지 1.0 ㎜의 범위 내에 있다. 전류량은 마이크로-전류계(YHP4140pA 계기/DC 전압원)를 사용하여 측정되고, 400V의 DC 전압이 인가된다. 체적 저항률(저항률)이 전기 저항값으로부터 계산된다.
형상 계수 SF-1 및 SF-2가 이하의 식에 의해 얻어진 값으로서 정의된다. 특히, 100개 토너 화상들이 히타치 FE-SEM(S-800)를 사용하여 무작위로 시험되고, 얻어진 화상 데이터가 분석을 위해 인터페이스를 통해 화상 분석기(Luzex3: 니코레사의 제품)로 전해진다.
SF-1 = (MXLNG)2/AREAxπ/4 x 100
SF-2 = (PER1)2/AREAXπ/4 x 100
AREA : 토너 입자의 돌출 투사 면적
MXLNG : 최대 절대 길이
ER1 : 원주
표면 계수 SF-1은 구형도를 나타내며, 물체의 SF-1이 100에 비해 클수록 물체의 형상은 구형에 가깝지 않거나 불명확하다.
표면 계수(SF-2)는 표면의 비평탄도를 나타내고, 대상물의 비평탄도가 100보다 클수록 대상물의 표면은 더욱 평탄하지 않다.
토너(t)를 제조하는 방법에 있어서, 전술한 범위 내에서 형상 계수를 유지할 수 있다고 가정하면 소위 분쇄 방법이 이용될 수 있다. 분쇄 방법 외에는, 예를 들어 일본 공개 특허 출원 제10,231/1961호 및 제53,856/1984호에 개시된 서스펜션 분쇄 방법에 기재된 서스펜션 분쇄 방법을 이용하여 직접 토너를 생산하는 방법과, 단량체는 용해 가능하지만 중합체는 불용성인 가수 유기 용제를 사용하여 토너를 직접 생산하는 분산 중합 방법과, 수용성 분극 중합 개시제를 제공하여 토너를 직접 생산하는 알칼리 금속염 배제(soap-free) 중합 방법과 같은 에멀젼 중합 방법이 있다.
이 실시예에서, 토너의 형상 계수(SF-1, SF-2)를 100-180 및 100-140의 범위 내에서 유지할 수 있고 입자 크기가 4 내지 8 미크론인 미시적 입자를 상대적으로 용이하게 생산하며 그 입자 크기 분포가 상대적으로 급격한 서스펜션 중합 방법이 정규 압력 또는 증가된 압력 하에서 이용되고, 단량체로서 스티렌과 n-부틸 아크릴레이트의 결합물과, 전하 조절제로서 금속 살리실레이트와 분극 수지로서 포화 폴리에스테르 및 색상 재료로부터 색상 입자 서스펜션이 생산된다.
그 다음에, 색상 입자들이 부유된 용액에 소수성 실리카가 1.5 중량 퍼센트로 첨가되어, 분극이 음이고 전사성이 우수하며 감광 드럼(1)이 세척될 때 감광 드럼(1)에 발생하는 마모량이 현저히 적은 전술한 토너(t)가 얻어진다.
e) 현상제 대전 부재(4e)(전하 인가 부재) 및 결국
도면 부호 4e는 현상제 대전 부재로서 토너 대전 롤러를 나타낸다. 이런 토너 대전 롤러(4e)는 토너 대전 부재(4e)와 현상 롤러(4b) 사이의 현상제를 개재한 상태로 현상 롤러(4b)의 회전 방향으로 현상 스테이션(b)의 상류측 및 현상 롤러(4b)의 회전 방향으로 현상 롤러(4b)와 탄성 블레이드(4d) 사이의 경계면의 하류측에서 도시되지 않은 가압 수단에 의해서 소정량의 압력을 가함으로써 현상 롤러(4b)의 주연면과 접촉되게 배치된다.
토너 대전 롤러(4e)는 현상 롤러(4b)의 회전에 따라 회전되거나 현상 롤러(4b)와 마찬가지로 동일 주연 속도로서 동일 방향으로 독립적으로 회전된다.
이 실시예에서 토너 대전 롤러(4e)는 직경이 7 mm이고 현상 롤러(4b)의 주연면에서 측정된 접촉 압력이 0.98 x 10-2내지 1.98 x 10-2N(100 내지 200 gF) 범위인 고무 롤러(탄성 롤러)이다.
현상 롤러(4b)의 토너가 전기 방전을 통해 대전되기 시작하는 전압 레벨보다 더 높은 전압 레벨을 갖고 토너(t)의 대전 분극과 동일한 분극을 갖는 소정의 DC 바이어스가 바이어스 인가 전력원(S4)으로부터 이런 토너 대전 롤러(4e)에 인가된다.
현상 수단 하우징부(4a) 내에 보유된 토너(t)는 교반 부재(4f)가 화살표(D)로 표시된 시계 방향으로 구동되고 현상 장치가 현상 조작에 대해 구동될 때 탄성 롤러(4c)를 향해 운반된다. 탄성 롤러(4c)가 화살표(C)로 표시된 반시계 방향으로 회전될 때, 탄성 롤러(4c)에 인접한 토너(t)의 일부분은 현상 롤러(4b)의 근처로 이동되고 현상 롤러(4b)와 탄성 롤러(4c) 사이의 경계면에서 발생되는 마찰을 받을 때 대전됨으로써 현상 롤러(4b)의 주연면에 부착된다. 그 다음에, 현상 롤러(4b)가 화살표(B)로 표시된 반시계 방향으로 더 회전될 때, 현상 롤러(4b) 상의 토너(t)는 탄성 블레이드(4d)에 의해 인가된 압력을 받는 영역으로 운반된다. 결국, 토너(t)의 박층이 현상 롤러(4b)의 주연면 상에 형성된다.
이 실시예에서, 탄성 블레이드(4d)는 토너(t)가 얻는 전하량이 -60 내지 -20 μC/g의 적절한 범위 내에 있고 토너량은 0.4 내지 1 mg/cm2의 적절한 범위 내에 그리고 토너층 두께는 10 내지 20 ㎛의 범위에 있도록 구성된다.
전술한 바이어스가 인가되는 토너 대전 롤러(4e)는 토너(t)에 의해 고레벨로 보유되는 전하량을 유지하는데 기여한다. 또한, 토너 대전 롤러(4e)가 현상 롤러(4b) 상의 토너 층과 접촉될 때, 토너 층은 보다 정밀하고 균일하게 쌓인다.
토너 대전 롤러(4e)가 현상 롤러(4b)와 접촉하는 위치를 통과한 후에, 현상 롤러(4b) 상의 토너 층은 현상 롤러(4b)가 더 회전될 때 현상 스테이션(b)으로 운반된다. 그 다음에, 현상 롤러(4b)가 더 회전될 때, 현상 스테이션(b)에서 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상의 현상을 위해 사용됨없이 현상 롤러(4b) 상에 남아 있는 토너는 현상 롤러(4b)가 탄성 롤러(4c)와 접촉되는 위치에서 잔류 토너가 현상 롤러(4b)로부터 벗겨지는 현상 수단 하우징부(4a)로 다시 운반된다. 잔류 토너가 벗겨진 현상 롤러(4b)의 일부분에 탄성 롤러(4c)에 의해 토너(t)가 신규 공급된다. 전술한 조작 사이클이 반복된다.
토너 대전 롤러(4e)의 대전 범위는 현상 롤러(4b)의 회전 방향에 수직 방향에서 감광 드럼(1)의 회전 방향에 수직 방향인 감광 드럼(1)의 화상 형성 범위와 동일하거나 더 넓다.
즉, 토너(t)에 의해 보유된 전하량을 높은 수준으로 유지하기 위해, 토너 대전 롤러(4e)는 현상 롤러(4b)의 종방향으로 감광 드럼의 화상 형성 범위에 상당하는 범위의 전체에 걸쳐서 또는 더 넓은 범위에 걸쳐서 현상 롤러(4b)와 접촉하게 설치되어, 토너(t)가 전술한 범위에 걸쳐서 방전에 의해 충분히 대전되도록 하는 것이 바람직하다. 탄성 블레이드(4d)와 토너 대전 롤러(4e) 사이의 종방향으로의 위치 관계는 탄성 블레이드(4d)가 현상 롤러(4b)와 접촉하는 전체 범위를 토너 대전 롤러(4e)가 확실하게 포함하도록 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 현상 롤러(4b)의 종방향에 있어서, 현상 롤러(4b)와 토너 대전 롤러(4e) 사이에 토너(t)가 있는 상태[보다 상세하게는, 토너 대전 롤러(4e)는 현상 롤러(4b) 상에 운반된(접촉된) 토너의 층에 접촉됨]에서, 토너 대전 롤러(4e)가 현상 롤러(4b)와 접촉하게 설치되는 범위의 길이는, 탄성 블레이드(4d)와 현상 롤러(4b) 사이에 토너(t)가 있는 상태에서 탄성 블레이드(4d)가 현상 롤러(4b)와 접촉하게 위치되는 범위의 길이보다 더 큰 것이 바람직하다.
다음, 토너 대전 방법에 대해 설명하기로 한다.
토너 대전 롤러(4e)의 전기 저항이 108Ω이면, 토너 대전 롤러(4e)에 인가된 전압의 전위과 토너의 표면 전위 수준 사이의 관계는 도3에 도시된 바와 같이 된다.
즉, 토너(t)는 토너 대전 롤러(4e)에 인가된 전압의 전위이 0V라 하더라도 -20V의 표면 전위을 갖는다. 이것은 토너(t)가 탄성 블레이드(4d)에 의해 마찰 전기로 대전되었기 때문이다.
마찰에 의한 표면 전위를 무시하면, 방전이 토너 대전 롤러(4e)와 토너(t) 사이에서 시작하게 하는 전위은 -600V이며, 토너(t)의 표면 전위의 수준은 도3에 도시된 바와 같이 1의 기울기로 증가한다. 즉, 토너 대전 롤러(4e)에 인가된 전압의 전위과 토너(t)의 표면 전위 사이의 관계는 감광성 드럼(1)의 표면 전위과 대전 롤러에 인가된 DC 전압의 전위 사이의 관계와 유사하다. 방전이 토너 대전롤러(4e)와 토너(t) 사이에서 시작하게 하는 전위은 이하 2개의 수식 (1) 및 (2)에서 얻어진다.
Vb = 312 + 6.2 g
Vg = g(Va -Vc)/{(Lt/Kt) + g}
Vb : 파셴의 법칙의 근사치(g > 8 ㎛)
Vg : 토너 대전 롤러(4e)의 표면과 토너 층 표면 사이의 차이 전압
Va : 토너 대전 롤러(4e)에 인가된 전압
Vc : 토너 층의 표면 전위
Lt : 토너 층 두께
Kt : 상대적인 유전성 상수
이 실시예에 사용된 토너(t)는 입자 크기의 분포에 있어 우수하며, 그 입자는 구형이다. 따라서, 공기의 양에 대한 토너량의 비율은 토너 층에서 일정하며, 즉 수식 (2)에서 Kt가 안정적이며, 따라서 토너(t)가 방전에 의해 쉽게 대전되지 않는다.
토너(t)를 대전하기 위한 다른 하나의 방법과 같은 대전 분사 방법이 있다. 이런 대전 분사 방법이 사용되면, 토너 대전 롤러(4e)에 인가된 전압의 전위과 토너(t)의 표면 전위 사이의 관계는 도4에 도시된 바와 같이 된다.
도4에 도시된 결과로부터 판단하면, 토너(t)는 방전을 통해 대전된 것을 고려하는 것이 안전할 수도 있다.
상기 결과는 토너 대전 롤러(4e)가 토너 피복부와 대전 롤러(4e)의 종방향으로의 전체 길이에 걸쳐 접촉하게 설치된 경우에 상당한다.
또한, 토너(t)가 방전을 통해 대전될 수 있도록 하는 전기 저항 범위에 관한 연구가 진행되었다. 이런 실시예에서 토너 대전 롤러(4e)용 바이어스가 현상 바이어스용 바이어스로부터 얻어진 구조적 장치의 경우에, 토너 대전 롤러(4e)의 전기 저항이 107Ω 이하이면 방전에 의해 대전 가능한 토너 피복부와 토너 대전 롤러(4e) 사이에서는 전압이 검출안된 반면, 토너 대전 롤러(4e)의 전기 저항이 1012Ω 이상이면 방전이 시작된 전위은 상당히 높았다. 즉, 1012Ω 이상의 전기 저항은 적합하지 않다.
그래서, 토너 대전 롤러(4e)의 전기 저항에 대한 적당한 범위는 108Ω 내지 1011Ω 이다.
토너 대전 롤러(4e)의 전기 저항을 측정하는 데 사용된 방법은 이하와 같다. 즉, 30 ㎜의 직경을 갖는 알루미늄 롤러가 토너 대전 롤러(4e)의 전범위에 걸쳐서 토너 대전 롤러(4e)와 접촉되도록 놓여서, 1.67 N(170 gF)의 접촉 하중이 얻어졌다. 다음에, 100 ㏀의 저항이 토너 대전 롤러(4e)의 접지측에 연결되었다. 다음에, 0.5 rps로 알루미늄 롤러를 회전시키면서 -400V가 토너 대전 롤러(4e)에 인가되었고, 레지스터의 전원측과 레지스터의 접지측 사이의 전압이 측정되었다. 이런측정의 결과로부터, 전류량이 계산된 다음에 토너 대전 롤러(4e)의 전기 저항이 계산되었다. 길이는 220 ㎜이었다.
토너 대전 롤러(4e)와 현상 롤러(4b) 사이의 전압과 현상 롤러(4b) 상에서의 토너(t)에 의해 얻어진 전하량 간의 관계는 도5에 도시되어 있다.
탄성 블레이드(4d)를 통과한 후의 토너(t)에 의해 보유된 전하량이 -30μC/g이었을 때, 토너 대전 롤러(4e)에 1,200V 이상 인가하게 되면 토너(t)에 의해 보유 전하량이 -60μC/g, 즉 포화점에 도달하게 하였다. 그러나, 탄성 블레이드(4d)를 통과한 후의 토너(t)에 의해 보유된 전하량이 -60μC/g이었을 때, 토너(t)에 의해 보유된 전하량은 -60μC/g에서 안정적인 상태로 있었으며, 토너 대전 롤러(4e)로 인가된 전압과 무관하였다.
이는 토너(t)에 의해 보유된 전하량이 변하는 경향이 있는 고온 고습 또는 저온 저습 등의 조건에서도 토너 대전 롤러(4e)의 사용에 의해 토너(t)에 의해 보유된 전하량이 높은 수준으로 유지될 수 있음을 의미한다.
도6은 반전 포그(fog)에 대한 토너 대전 롤러(4e)의 영향을 도시한다. 그래프로부터 분명한 바와 같이, 토너 대전 롤러(4e)가 사용되는 동안에, 배면 콘트라스트 [암부 전위 대 현상 전압]가 증가될 때에도 반전 포그가 발생되지 않았다.
포그량을 측정하는 방법은 다음과 같았다. 우선, 감광 드럼(1) 상으로 전달되어 그 위에서 포그를 형성하는 토너 입자가 투명한 기재를 구비한 접착 테이프 조각의 사용에 의해 수집하였다. 토너 입자를 발생시키는 포그를 갖는 이런 접착 테이프 조각을 기준 조각으로서의 미사용 접착 테이프 조각과 함께 백지 조각에 부착하였다. 다음에, 기준 테이프의 반사율로부터 샘플 테이프의 반사율을 빼서, 그 차이를 '포그 밀도'로서 사용하였다. 반사율을 TC-6DS(도쿄 덴쇼꾸)에 의해 측정하였다.
현상 롤러(4b)와 토너 대전 롤러(4e) 사이의 전위차가 1,200V일 때, 현상 콘트라스트를 고정하기 위해, -300V가 전원(S2)으로부터 현상 롤러(4b)에 인가되고, -1500V가 전원(S4)으로부터 토너 대전 롤러(4e)에 인가된다. 이런 구성에 의해, 각각의 토너 입자에 의해 보유된 전하량은 토너 대전 롤러(4e)에 의해 -60μC/g로 동일해진 다음에 토너 입자는 현상 스테이션(b)으로 반송되며, 여기에서 토너 입자들은 감광 드럼(1)과 대면한다. 현상 스테이션(b)에서, 현상 롤러(4b) 상에 형성된 얇은 토너층 내의 토너 입자는 전원(S2)으로부터 현상 롤러(4b)로 인가된 -300V의 DC 전압에 의해 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상에 따라 감광 드럼(1) 상으로 선택적으로 전사된다. 결국, 정전 잠상은 토너 화상 또는 토너 입자로 형성된 화상으로 현상된다.
잔류 토너 입자, 즉 현상 스테이션(b)에서 소비되지 않은 토너 입자는 현상 롤러(4b)가 회전됨에 따라 현상 롤러(4b)의 저부측으로부터 회복된다. 구체적으로, 잔류 토너 입자는 탄성 롤러(4c)와 현상 롤러(4b) 사이의 계면에서 현상 롤러(4b)의 표면으로부터 벗겨진다. 대부분의 벗겨진 토너 입자는 탄성 롤러(4c)의 회전에 의해 현상 수단 하우징부(4a) 내에서 이동되고, 토너 입자가 이동됨에 따라, 토너 입자는 현상 수단 하우징부(4a) 내에서 토너(t)와 혼합된다. 결국, 각각의 벗겨진 잔류 토너 입자에 의해 보유된 전하량은 사라진다. 잔류 토너 입자가벗겨지는 것과 동시에, 새로이 공급된 토너가 탄성 롤러(4c)의 회전에 의해 현상 롤러(4b)의 주연면에 공급된다. 다음에 상기 과정이 반복된다.
상기된 바와 같이, 토너 대전 롤러(4e)의 구비와, 토너가 전기 방전에 의해 대전기적으로 대전되기 시작하는 전위보다 높은 전위의 전압의 토너 대전 롤러(4e)로의 인가는 토너(t)에 의해 보유된 전하량을 높은 수준으로 유지하는 것을 가능케 하여, 선 및 점들이 선명하게 형성된 화상을 형성하면서, 반전 포그량을 감소시키고, 여유 있게 토너 사용 효율을 증가시킨다.
제1 실시예에서, 현상 장치(4)는 화상 형성 장치의 주조립체 내에 제거 가능하게 설치 가능한 프로세스 카트리지(14)가 내장되었다. 그러나, 현상 장치(4)는 화상 형성 장치 주조립체에 고정된 형태로 된 현상 장치일 수도 있으며, 현상 장치(4)만을 내장하고 화상 형성 장치 주조립체 내에 제거 가능하게 설치 가능한 현상 카트리지(현상 유닛)의 형태일 수도 있다.
실시예 2(도7 내지 도9)
(1) 화상 형성 장치
도7은 본 발명의 제2 실시예의 화상 형성 장치의 개략 단면도로써, 대체적인 구조를 도시하고 있다. 이런 화상 형성 장치는 전자 사진 처리, 전사 시스템, 반전 현상 시스템 및 프로세스 카트리지 시스템을 사용한 세척 장치가 없는 레이저 프린터이다.
상기 실시예의 레이저 프린터는 세척 장치(7)가 구비되어 있다는 점에서, 즉 세척 장치가 없는 처리를 이용한다는 점에서 제1 실시예의 프린터와 상이하다. 그외에, 상기 프린터의 구조는 제1 실시예의 프린터의 구조와 대략 동일하다.
감광 드럼(10)은 화살표로 표시된 반시계 방향으로 94.2 ㎜/sec의 처리 속도(주연 속도)로 회전 구동된다.
감광 드럼(1)은 대전 롤러(2)에 의해 소정의 극성 및 전위로 대전된다. 본 실시예에 있어서, 대전 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이의 닙(대전 스테이션)에서 방전이 시작되는 전위와 같거나 그보다 큰 전위의 DC 전압이 전하 바이어스 인가 전원(S1)으로부터 대전 롤러(2)에 인가된다. 보다 구체적으로, －300V의 DC 전압이 전하 바이어스로서 인가되어 감광 드럼(1)의 주연면을 －800V의 전위(암부의 전위)로 균일하게 대전한다.
회전 감광 드럼(1)의 균일하게 대전된 주연면은 레이저 스캐너(3)에 의해 투사되는 주사 레이저 빔에 노출된다. 결국, 레이저 빔(L)에 노출된 전위는 －50V로 감쇠된다. 결국, －50V 전위를 갖는 노출 영역과 －800V 전위의 비노출 영역(어두운 영역) 사이의 정전기 대비에 의해 화상 형성 데이터에 따라 정전 잠상감광 드럼(1)의 주연면 상에 형성된다.
감광 드럼(1)의 주연면 상에 형성되는 정전 잠상은 현상 장치(4) 내의 현상 스테이션(b) 내에서, 반전 현상제로서 음전하로 대전된 토너(음의 토너)에 의해 반전 현상된다. 즉, 음의 토너는 정전 잠상의 화상부(노출부)에 부착된다. 이런 현상 장치는 다음 절, 즉 제2절에서 상세히 설명될 것이다.
회전하는 감광 드럼(1)의 주연면 상의 토너상은, 소정의 전사 바이어스가 전원(S3)으로부터 인가되고 있는 전사 롤러(5)에 의해 계속적으로 선단부로부터 시작하여 전사 스테이션(c) 내로 안내되는 일편의 전사 매체(P) 상에 정전기적으로 전사된다. 즉, 토너상은 도면에 도시되지 않은 급지부로부터 적절한 타이밍으로 감광 드럼(1)과 전사 롤러(5) 사이의 접촉 닙으로 전사된다.
전사 스테이션(c)을 빠져나온 후에, 전사 매체(P)는 계속적으로 선단부로부터 시작하여 감광 드럼(1)의 주연면으로부터 분리되어, 토너상이 기록 매체(P)에 정착되는 정착 장치(6) 내로 안내된다. 그 후, 기록 매체(P)는 복사본으로서 배출된다.
토너 화상이 전사 매체(P) 상에 전사된 후, 감광 드럼(1)의 주연면은 후속 화상 형성 사이클에 다시 사용된다. 본 실시예의 프린터는 무세척기 프린터로서, 잔류 토너, 즉 화상 전사 후에 감광 드럼(1)의 주연면 상에 잔류하는 토너는 감광 드럼(1)의 계속되는 회전에 의해 대전 스테이션(c)을 통해 현상 스테이션(b)에 전달되고, 감광 드럼(1) 상의 잠상이 현상 장치(4)에 의해 현상됨과 동시에 현상 장치(4)에 의해 회복된다. 이 처리에 대해서는 제3절에서 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예의 프로세스 카트리지(10)는 화상 형성 장치의 주조립체 내에 제거 가능하게 설치되며, 감광 드럼(1)과, 접촉식 대전 부재로서의 대전 롤러(2)와, 현상 장치(4)의 3개의 처리 장치를 일체로 포함하는 카트리지의 형태이다. 또한, 화상 형성 장치 주조립체 내에 제거 가능하게 설치되며, 화상 지지 부재와, 대전 수단 중의 적어도 하나의 처리 장치와, 현상 수단 등을 일체로 포함하는 카트리지의 형태일 수도 있다. 프로세스 카트리지 시스템은 사용자 친화적인, 즉 취급 및 구조가 용이한 화상 형성 장치를 제공할 수 있게 한다.
(2) 현상 장치(4)
도면 부호 4a는 현상제 지지 부재로서의 현상 롤러(4b)와, 현상 롤러(4b)에 토너를 공급하는 토너 공급 롤러(4c)(탄성 롤러)와, 토너층의 두께를 조절하는 블레이드(4d)와, 현상제 대전 수단으로서의 토너 대전 롤러(4e) 등이 설치되는 현상 롤러 수납부를 나타낸다. 현상 롤러 수납부(4a)에 연결되는 토너 호퍼부는 도면 부호 4g로 표시되었다. 도면 부호 4f는 상기 토너 호퍼부(4g) 내에 설치되는 토너 교반 부재를 나타내고, 도면 부호 t는 토너 호퍼부(4g) 내에 보유되는 현상제로서의 음전하로 대전 가능한 토너를 나타낸다.
토너 호퍼부(4g) 내의 음의 토너(t)는 토너 교반 부재(4f)의 회전 이동에 의해 교반되고, 토너가 교반될 때 토너의 일부는 통로(4h)를 통해 현상 롤러 수납부(4a)에 공급된다.
현상제 지지 부재로서의 현상 롤러(4b)는 NBR로 형성되는 기판층과, 에틸 우레탄으로 형성되는 표면층을 포함한다. 현상 롤러의 표면 거칠기는 5 내지 10 ㎛의 범위 내이며, 그 전기 저항은 104내지 106Ω의 범위 내이다. 이런 현상 롤러(4b)는 감광 드럼(1)과 접촉하는 상태로 위치하고, 감광 드럼(1)의 처리 속도, 즉 94.2 ㎜/sec의 처리 속도보다 빠른 170 ㎜/sec의 주연 속도로 현상 롤러(4b)와 감광 드럼(1)이 2개의 구성 요소 사이의 계면에서 동일한 방향으로 이동하도록 회전 구동된다. 현상 롤러(4b)와 감광 드럼(1) 사이의 계면은 현상 스테이션(b)을 구성한다.
도면 부호 S2는 현상 바이어스를 현상 롤러(4b)에 인가하는 현상 전원을 나타낸다. 본 실시예에 있어서, －300V의 현상 바이어스가 현상 전원(S2)으로부터 현상 롤러(4b)에 인가된다.
토너 공급 롤러(4c)는 발포 우레탄으로 형성되며, 현상 롤러(4b)를 가로질러 현상 스테이션(b)에 거의 바로 대향하는 측면 상에서 현상 롤러(4b)와 접촉하는 상태로 설치된다. 이런 토너 공급 롤러(4c)는 80 ㎜/sec의 주연 속도로 현상 롤러(4b)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전 구동된다. 현상 롤러(4b)의 주연면은 현상 롤러 하우징부(4a) 내의 토너(t)와 함께 토너 공급 롤러(4c)에 의해 피복된다.
토너층 두께 조절 블레이드(4d)는 우레탄 고무 등으로 형성된 탄성 블레이드이고 그 기부에 의해 현상 롤러 하우징부(4a)에 부착된다. 그것은 현상 롤러(4b)의 회전 방향 면에서 토너 공급 롤러(4c)의 하류측 상에, 및 현상 롤러(4b)의 회전 방향의 역 방향으로 연장하는 현상 롤러(4b)의 회전 방향 면에서 현상 스테이션의 상류측 상에 있는 위치에서 현상 롤러(4b)에 면대면 접촉 배치된다.
토너 공급 롤러(4c)에 의해 현상 롤러(4b)의 주연면 상에 공급되고 피복되는 토너층은 그 두께가 0.4 내지 0.6 mg/cm2의 범위 내에서 실제 균일하게 되도록 토너층 두께 조절 블레이드(4d)에 의해 조절된다.
현상액 대전 수단으로서의 토너 대전 롤러(4e)는 NBR의 단 하나의 층을 구비한다. 그 표면 조도(RZ)는 5 내지 10 ㎛의 범위 내에 있고, 그 전기 저항은 108내지 1011Ω의 범위 내에 있다. 이런 토너 대전 롤러(4e)는 현상 롤러(4b)의 회전 방향 면에서 토너층 두께 조절 블레이드(4d)와 현상 롤러(4b) 사이의 경계부의 하류측, 및 현상 롤러(4b)의 회전 방향 면에서 현상 스테이션(b)의 상류측 상의 위치에서 현상 롤러(4b)에 접촉 배치되고, 현상 롤러(4b)의 회전에 의해 회전하게 된다.
도면부호 S4는 현상액 대전 수단으로서 토너 대전 바이어스를 토너 대전 롤러(4e)에 인가하기 위한 토너 대전 전력원을 나타낸다.
바이어스, 토너 대전 롤러(4e)와 현상 롤러(4b) 상의 토너 사이에서 전기 방전이 개시되는 전위 단계 보다 더 높은 전위 단계, 및 토너가 대전되는 극성과 동일한 극성이 토너 대전 롤러(4e)에 인가된다. 더 구체적으로, 이런 실시예에서, 1,500V의 DC 전압이 토너 대전 전력원(S4)으로부터 토너 대전 롤러(4e)에 인가된다.
현상 롤러(4b) 및 토너 대전 롤러(4e)의 전기 저항을 측정하기 위한 방법은 다음과 같다. 도8을 참고하면, 30 mm의 직경을 갖는 알루미늄 롤러가 롤러(4b, 4e)에 접촉 배치되어, 접촉 하중은 1.67N(170gF)로 되고, 100kΩ의 레지스터는 롤러(4b, 4e)의 접지측에 있게 된다. 그후, -400V의 DC 전압이 알루미늄 롤러(13)를 0.5rps로 회전시키면서 전력원(S1)으로부터 롤러(4b, 4e)로 인가되고, 레지스터의 2 개의 단자 간의 전압(V2)은 전류양을 계산하기 위해 측정되고, 그로부터 롤러(4b, 4e)의 저항이 계산된다. 이런 실시예에서 얻게된 롤러(4b, 4e)의 전기저항치는 롤러의 종방향으로는 220 mm로 되는 것이 알맞다.
전술된 대로, 토너 호퍼부(4g) 내의 음의 토너(t)는 교반 부재(4f)의 회전 운동에 의해 교반되고, 교반될 때 음의 토너(t)의 일부는 통로(4h)를 통해 현상 롤러 하우징부(4a) 내로 공급된다. 그후, 현상 롤러 하우징부(4a) 내의 음의 토너(t)의 일부는 토너 공급 롤러(4c)에 의해 회전 현상 롤러(4b)의 주연면에 공급되고 그 위에 피복되고, 음의 토너(t)의 피복부는 소정 두께를 갖는 토너층을 형성하도록 토너층 두께 조절 블레이드(4d)에 의해 조절된다. 우선적으로, 음의 토너(t)는 토너(t)가 토너 호퍼부(4g) 내에 교반될 때 발생하는 마찰, 토너(t)가 공급될 때 발생하는 마찰에 의해 음극으로 전기 대전되고, 토너 공급 롤러(4c)와 토너층의 두께가 토너층 두께 조절 블레이드(4d)에 의해 조절될 때 발생하는 마찰에 의해 현상 롤러(4b) 상에 피복된다.
그러나 이런 실시예의 경우에, -1,500V의 DC 전압이 토너층 두께가 토너층 두께 조절 블레이드(4d)에 의해 조절된 후에 전기 방전, 현상 롤러의 토너(t) 상의 추가의 전기 방전을 통해 토너 대전 롤러(4e)에 인가된다. 강력한 토너(t)의 추가 방전 후에, 토너에 의해 유지된 방전량은 -60 내지 -40 μC/g의 범위 내에 있다.
음의 극성으로 완전히 대전되는 현상 롤러(4b) 상의 토너는 현상 롤러(4b)의 또 다른 회전에 의해 현상 스테이션(b)으로 운반된다. 그후, 현상 스테이션(b)에서, 완전 대전된 토너는 정전 잠상의 화상부인 노출 영역을 가로질러 감광 드럼(1)의 주연면 상에 전사되고 그에 부착된다. 즉, 정전 잠상은 역으로 현상된다.
현상액으로서의 토너(t)는 자성 또는 비자성 토너로 될 수 있고, 중합에 의해 제조될 수 있다. 이런 실시예에서, 전사 능력이 뛰어난 구형 중합체 토너와 100 내지 180 범위 및 100 내지 140 범위에 있는 형상 계수 SF-1 및 SF-2가 각각 이용된다.
이런 실시예에서의 형상 인자 SF-1, SF-2와 토너(t)의 성형 방법등의 한정은 제1 실시예와 동일하다.
(3) 동시 현상 세척 프로세스
(무세척기 프로세스)
회전 감광 드럼(1)의 주연면 상의 토너 화상은 정전 전사되고, 선행 단부로부터 전사 스테이션(C) 내의 전사 매개(P)의 단편 상에 연속 개시된다. 전사 매개(P) 상의 토너 화상의 전사 후에, 감광 드럼(1)의 주연면은 화상 형성의 이하의 사이클을 위해 재사용된다. 이 실시예에서의 프린터는 세척기가 없는 프린터이고, 따라서 화상 전사 후에 잔류 토너, 즉 감광 드럼(1)의 주연면 상에 잔류해 있는 토너는 감광 드럼(1)의 추가 회전에 의해 대전 스테이션(c)을 거쳐 현상 스테이션(b)으로 반송되고, 감광 드럼(1) 상의 잠상이 현상 장치(4)에 의해 현상됨과 동시에 현상 장치(4)에 의해 회수된다.
특히, 화상 전사 후, 잔여 토너와 같은 부착 물질이 여전히 감광 롤러에 부착되어 있으면서 감광 드럼(1)이 보다 회전되어 감광 드럼이 대전 스테이션을 통과하기 때문에, 감광 드럼(1)의 주연면은 대전 롤러(2)에 의해 다시 대전된다.
이런 동시 현상 및 세척 처리 중, 잔여 토너 내의 토너 입자 중, 전사 스테이션(c)에서 전사 바이어스에 의해 양의 극성으로 반전된 토너 입자와 충분히 대전되지 못하고 정전 잠상의 비 화상 영역 (비 노광 영역)에 부착됨으로써 양의 극성으로 반전된 토너 입자는 대전 롤러(2)에 의해 음의 극성으로 반전된다.
그 후, 감광 드럼의 주연면은 화상 형성 데이터로 변조된 스캐닝 레이저 비임(L)에 노광된다. 결국, 정전 잠상이 감광 드럼(1)의 주연면 상에 형성된다.
다음, 현상 스테이션(b)에서, 감광 드럼(1)의 주연면 상에 정전 잠상의 비 화상 영역 상에 존재하는 잔여 토너 입자와 같은 부착 물질은, 현상 롤러(4b)에 인가된 현상 바이어스와 암부 전위, 즉, 감광 드럼(1)의 주연면 상의 정전 잠상의 비 화상 영역의 전위 사이의 전위 차이에 의해 감광 드럼(1)의 주연면으로부터 현상 장치(1) 내로 회복되며, 동시에, 정전 잠상의 화상 영역(노광된 영역)은 현상 장치의 현상 롤러(4b) 상의 음의 토너로 현상된다(동시 현상-세척 처리).
감광 드럼(1)의 주연면 상의 정전 잠상의 비화상 영역으로부터 현상 장치 내로 복귀되는 전사 잔여 토너는 재사용되며, 따라서 토너가 낭비되지 않는다.
그러나, 현상 처리와 동시 수행되는 이런 무세척기 세척 처리는, 세척기 없는 처리가 효율적으로 수행되기 위해 감광 드럼(1)의 주연면에 부착된 전사 잔여 토너와 같은 부착 물질의 양이 0.03 mg/cm2이하이도록 제어가 수행되어야 한다는 문제점을 갖는다.
본 실시예에서, 이런 문제점은, 토너가 현상 롤러(2)에 의해 현상 스테이션(a)으로 운반되면서, 전압이 인가된 토너 대전 롤러(4e)를 사용하여 잠상을 현상시키는 데 필요한 극성으로, 즉, 본 실시예에서는 음의 극성으로 토너를 강력하고 충분히 대전시킴으로써 해결된다. 이런 구조로, 충분히 대전되지 못하고 현상 처리 중 정전 잠상의 비화상 영역(비노광 영역)에 부착된 토너, 즉 양으로 반전된 극성의 토너량은 크게 감소될 수 있다. 즉, 감광 드럼(1)의 주연면에 부착된 전사 잔여 토너와 같은 부착 물질의 양이 0.03 mg/cm2이하로 감소될 수 있다.
또한, 토너(t)로서 상술된 바와 같이 전사성이 우수한 구형 토너를 사용하면, 정전 잠상의 화상 영역(노광 영역)의 현상에 의해 형성된 토너 화상이 전사 매체(P)에 전사된 후 감광 드럼(1)의 주연면 상에 남아있는 잔여 토너 자체의 양을 감소시키는 것이 가능하다. 이런 구형 토너의 사용 및 토너 대전 롤러(4e)에 의한 상술된 강력하고 충분한 토너의 대전은, 화상 전사 후 감광 드럼(1)의 주연면 상에 남아있는 전사 잔여 토너 및 다른 찌꺼기의 전체 양을 0.03 mg/cm2이하로 감소시키는데 상승 효과를 갖는다. 또한, 이들은 토너 입자가 토너 층에 패킹되는 상태를 안정화시키는 데 효과적이어서, 토너가 전기 대전에 의해 충분히 대전되어 역으로 대전된 토너량을 감소시키는 것을 보장한다.
도9는 6,000 카피의 제작에 의해 토너 대전 롤러(4e)가 사용되었을 때와 사용되지 않았을 때 사이에 감광 드럼(1)에 부착된 전사 잔여 토너와 같은 부착 물질의 양의 차이를 도시하는 그래프이다.
그래프로부터, 토너 대전 롤러(4e)가 없을 때 전자 잔여 토너와 같은 찌꺼기의 양이 0.03 mg/cm2를 초과하는 것을 알 수 있다.
토너 대전 롤러(4e)를 제공하면, 감광 드럼(1)에 부착된 전사 잔여 토너와같은 부착 물질의 양이 감소된다. 결국, 감광 드럼이 적절히 대전되는 주기는 연장되며, 전사 잔여 토너와 같은 부착 물질은 현상 장치(4)에 의해 충분히 복귀되어 감소되어 토너 사용 효율이 크게 증가되며, 따라서, 우수한 화질이 실현된다.
본 실시예에서, 현상 장치(4)가 제공된 토너 대전 롤러(4e)는 감광 드럼 대전 롤러(2) 상의 반전된 토너량을 감소시키기 위해 감광 드럼(1)의 종방향으로 전체 범위에 대해 감광 드럼(1)을 대전하기 위한 대전 롤러(2) 보다 길게 제조된다.
기타
1) 접촉식 대전 부재로서 대전 롤러(2)는 화상 담지 부재와 같은 감광 드럼(1)과 동일한 방향으로 또는 반대 방향으로 회전 구동될 수 있다. 접촉식 대전 부재의 형상은 임의이다. 접촉식 대전 부재의 형상은 모피 브러시, 자성 브러시 롤러, 블레이드 등의 형태일 수 있다.
대전 부재는 소정 양의 압력을 가하면서 화상 담지 부재의 표면과 접촉 배치된다. 즉, 대전 부재는 감광 드럼(1)이 방전에 의해 대전되도록 감광 드럼(1)의 주연면과 대전 롤러(2) 사이의 방전을 개시하기에 충분히 인접하게 배치될 수도 있다. 감광 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 간격을 가로질러 방전이 발생하는 지의 여부는 상기 간격에 걸친 전압과 파셴(Parchen) 곡선에 의해 결정된다. 본 발명은 이런 배치에 또한 적합하다.
화상 담지 부재가 전하 주입에 의해 대전되는 것이 꼭 필요한 것은 아니다. 전하가 화상 담지 부재로 주입될 때, 화상 담지 부재는 표면층을 가지는 것이 바람직하고 그 표면의 전기 저항은 109내지 1014Ω·㎝이다. 화상 담지 부재의 경우에, 전하 주입 방법으로 대전될 수 있는 감광 부재, 예컨대 SnO2와 같은 도전성 입자가 분산되는 피복된 표면층(전하 주입 가능한 층)을 갖는 OCL형 감광 부재 또는 α-Si(비정질 실리콘 또는 비결정질 실리콘)으로 형성된 표면층을 갖는 감광 부재를 이용하는 것이 가능하다.
2) AC 전압(교류 전압)이 접촉식 대전 부재(2) 또는 현상제 담지 부재(4b)에 가해진 바이어스에 더해질 때, AC 전압의 파형은 선택적이다. 즉, 이는 정현파, 사각파, 또는 삼각파 형태 등일 수 있고, DC 동력원을 주기적으로 온/오프시킴으로써 형성된 직사각형 파형일 수도 있다. 즉, 교류 전압은 그 전압 수준이 주기적으로 변하는 한에는 사용될 수 있다.
3) 정전 잠상을 형성하기 위해 감광 드럼(1)을 노출시키는 수단은 본 실시예에 사용되는 것과 같이 잠상을 디지틀식으로 형성하는 주사 레이저 비임에 근거한 노출 수단으로 한정될 필요는 없다. 즉, 이는 아날로그 노출 수단, 예컨대 LED와 같은 발광 요소 또는 형광과 같은 발광 요소의 조합이 될 수 있다. 즉, 임의의 노출 수단은 화상 형성 데이터에 따라 정전 잠상을 형성할 수 있는 것이면 된다.
4) 화상 담지 부재는 정전기적으로 기록 가능한 유전성 부재일 수도 있다. 이 경우, 유전성 부재의 표면은 소정의 극성과 전위로 균일 대전(주 대전)되고, 전하는 소정의 정전 잠상을 감광 드럼(1)의 원 표면상에 기록하기 위해 대전 제거 니들 헤드 또는 전자 건과 같은 전하 제거 수단에 의해 유전성 부재의 균일하게 대전된 주연부 표면의 소정의 영역으로부터 제거된다.
5) 현상제 담지 부재 상에 담지되고 현상제 스테이션으로 이송되는 현상제를 현상제 담지 부재의 현상제 이송 방향에 따라 현상제 스테이션의 상류측의 위치에서 정전 잠상을 현상하기에 적합한 극성으로 대전하기 위한 현상제 대전 수단은 코로나형 대전 장치일 수도 있다.
6) 본 발명에 이용되는 전사 수단(5)의 선택은 롤러형 수단으로 한정될 필요는 없다. 즉, 이는 선택적이다. 예컨대, 본 발명은 벨트계 전사 수단 또는 코로나 방전형 전사 수단에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 단색 화상 형성 장치뿐만 아니라 다중 전사 처리 등을 이용하여 다색 또는 전색 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치에 적용될 수 있다.
7) 토너 입자 크기를 측정하기 위한 방법의 일 예는 다음과 같다. 이 측정 장치로서는 개수 평균 분포 및 체적 평균 분포의 출력을 위한 인터페이스(니까이사 제품)와 퍼스널 컴퓨터 CX-1(캐논사 제품)에 연결된 코울터(Coulter) 카운터 TA-2(코울터사의 제품)가 사용된다. 전해질은 제1 등급의 염화나트륨의 1% 수용액이다.
실제 측정 방법에 있어서, 0.1 내지 5 ㎖의 계면활성제, 양호하게는 알킬 벤젠 설포네이트가 전술한 전해질에 분산제로서 가해지고, 이어서 0.5 내지 50 ㎎의 시료가 더해진다.
다음으로, 시료가 부유하는 전해질은 초음속 분산 장치를 이용하여 대략 1 내지 3분 동안 분산 처리를 받는다. 이어서, 2 내지 40 ㎛ 범위의 입자 크기를 갖는 입자의 입자 크기 분포는 100 ㎛ 크기의 구멍에 끼워진 전술한 코울터 카운터 TA-2를 이용하여 얻어지고, 체적 평균 분포가 얻어진다. 이어서, 시료의 체적 평균 직경이 체적 평균 분포로부터 얻어진다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 반전 포그, 즉 단일 성분 비자성 현상제와 DC 전압을 이용하는 접촉식 현상 처리에서의 문제점은 감소된다. 결국, 토너 소비량이 감소된다. 즉, 현상 장치의 수명이 증가되고 화상 형성 장치의 운용 비용이 감소되고 토너에 의해 유지되는 전하가 뚜렷한 선 및 점, 즉 흩어진 토너 입자에 의해 얼룩지거나 흐릿하게 되지 않은 선 및 점을 형성하기 위한 적절한 수준으로 유지된다.
또한, 본 실시예에 의하면 무세척 처리를 이용한 화상 형성 장치에 있어서, 화상 전사 후 화상 담지 부재의 외주 표면에 부착되어 잔류하는 전사 잔류 토너 및 다른 부스러기의 전체 양은 반전 토너(반전 포그), 즉 충분히 대전되지 못하여 현상 중에 정전 잠상의 비화상 영역에 부착되는 토너량, 즉 화상 담지 부재의 외주 표면에 부착되어 잔류하는 전사 잔류 토너 및 다른 부스러기의 주요부분에 해당하는 양을 감소시킴으로써 사실상 감소된다. 따라서, 대전 부재는 전사 잔류 토너와 같은 부착성 물질에 의해 손상되지 않는다. 따라서, 화상 담지 부재, 전사 잔류 토너 및 다른 부스러기들이 충분히 대전되게 하는 것을 보장하는 주기의 길이를 연장시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명에 의하면 대전 부재는 대전 부재의 전체 대전 범위에 걸쳐 전사 잔류 토너와 같은 부착성 물질로써 오염되지 않는다.
따라서, 전사 잔류 토너 등의 점착 물질과 화상 담지 부재가 충분히 대전되는 것이 보장되는 주기를 연장시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 현상 수단의 현상제 담지 부재 상의 현상제 층 내의 토너 입자들이 채워지는 상태가 안정화되어 토너 입자들이 전기 방전을 통해 충분히 대전되며, 또한 사용자의 친밀성 관점에서 화상 형성 장치의 구조를 개선시킬 수 있다.
본 발명이 본 명세서에 기재된 구조를 참조하여 설명되었지만, 기재된 상세 사항으로 제한되지 않으며, 본 출원은 개선의 목적 및 이하의 특허청구범위의 범주 내에 속하는 수정 또는 변경을 포함하고자 한다.

Claims (27)

  1. 현상제 층을 운반하는 현상제 운반 부재와,
    상기 현상제 운반 부재 상에 운반된 현상제에 전기 방전에 의해 전하를 인가하는 전하 인가 부재를 포함하며,
    상기 현상제 운반 부재는 잠상을 운반하는 화상 담지 부재와 상기 현상제 운반 부재에 대해 현상제 층이 접촉하는 현상 영역을 형성하고,
    상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재의 이동 방향에 대하여 상기 현상 영역의 상류측에 제공된 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전하 인가 부재에는 DC 전압이 공급되며, 상기 DC 전압은 대전 개시 전압보다 작지 않은 전위를 갖고 현상제의 전하 극성과 동일한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 108내지 1011Ω의 저항치를 갖는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재에 접촉하는 현상제의 층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재의 회전축 방향으로 상기 화상 담지 부재를 위한 화상 형성 영역에 대응하는 상기 현상제 운반 부재의 영역에서 상기 현상제 운반 부재와 접촉된 현상제 층에 접촉된 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 0.98 ×10-2내지 1.98 ×10-2N의 접촉 압력으로 상기 현상제 운반 부재에 인도되는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 현상 장치는 상기 현상제 운반 부재 상에 운반된 현상제 층의 두께를 조절하는 조절 부재를 추가로 포함하고, 상기 전하 인가 부재는 상기 전하 인가 부재가 상기 현상제 운반 부재의 이동 방향에 대하여 상기 현상제 운반 부재쪽으로 가압되는 위치의 하류측에 배치된 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 현상제 층 두께 조절 부재는 현상제를 사이에 두고 상기 현상제 운반 부재쪽으로 가압되어 현상제를 마찰 전기적으로 대전시키는 것을특징으로 하는 현상 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 층 두께 조절 부재가 상기 현상제 운반 부재의 길이방향으로 현상제를 사이에 두고 상기 현상제 운반 부재를 향해 가압되는 영역을 지난 영역에서 상기 현상제 운반 부재와 접촉되는 현상제 층에 접촉된 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 현상제 층 두께 조절 부재에 의해 조절된 상기 현상제 운반 부재 상의 현상제의 양은 0.4 내지 1 mg/cm2이고, 현상제 층의 적합도는 10 내지 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  12. 제1항에 있어서, 현상제가 상기 전하 인가 부재에 의해 전기 대전된 후의 현상제의 전하량은 -35 내지 -180μC/g인 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  13. 제1항에 있어서, 현상제는 100 내지 180의 형상 계수 SF-1를 갖고 100 내지 140의 형상 계수 SF-2를 갖는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 현상 장치는 상기 화상 담지 부재와 함께 카트리지 내에 내장되고, 상기 카트리지는 화상 형성 장치의 주조립체에 착탈 가능하게 장착가능한 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  15. 잠상을 담지하는 화상 담지 부재와,
    현상제 층을 운반하는 현상제 운반 부재와,
    상기 현상제 운반 부재 상에 운반된 현상제에 전기 방전에 의해 전하를 인가하는 전하 인가 부재를 포함하며,
    상기 현상제 운반 부재는 잠상을 운반하는 화상 담지 부재에 접촉된 현상제 층에 대해 현상제 운반 부재가 접촉되는 현상 영역을 형성하고,상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재의 이동 방향에 대하여 상기 현상 영역의 상류측에 제공된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전하 인가 부재에는 DC 전압이 공급되며, 상기 DC 전압은 대전 개시 전압보다 작지 않은 전위를 갖고 현상제의 전하 극성과 동일한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 108내지 1011Ω의 저항치를 갖는것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재에 접촉하는 현상제의 층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재의 회전축 방향으로 상기 화상 담지 부재를 위한 화상 형성 영역에 대응하는 상기 현상제 운반 부재의 영역에서 상기 현상제 운반 부재에 접촉하는 현상제 층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 0.98 ×10-2내지 1.98 ×10-2N의 접촉 압력으로 상기 현상제 운반 부재에 수행되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 현상 장치는 상기 현상제 운반 부재 상에 운반된 현상제 층의 두께를 조절하는 조절 부재를 추가로 포함하고, 상기 전하 인가 부재는 상기 전하 인가 부재가 상기 현상제 운반 부재의 이동 방향에 대하여 상기 현상제 운반 부재쪽으로 가압되는 위치의 하류측에 배치된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 현상제 층 두께 조절 부재는 현상제를 사이에 두고 상기 현상제 운반 부재쪽으로 가압되어 현상제를 마찰 전기적으로 대전시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 전하 인가 부재는 상기 현상제 운반 부재의 회전축 방향으로 상기 화상 담지 부재를 위한 화상 형성 영역에 대응하는 상기 현상제 운반 부재의 영역에서 상기 현상제 운반 부재와 접촉된 현상제 층에 접촉된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 현상제 층 두께 조절 부재에 의해 조절된 상기 현상제 운반 부재 상의 현상제의 양은 0.4 내지 1 mg/cm2이고, 층의 적합도는 10 내지 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  26. 제15항에 있어서, 현상제가 상기 도포 부재에 의해 전기 대전된 후 현상제의 전하량은 -35 내지 -180 μC/g인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  27. 제15항에 있어서, 현상제는 100 내지 180의 형상 계수 SF-1를 갖고 100 내지 140의 형상 계수 SF-2를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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