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KR20040026620A - 화상 형성 장치 - Google Patents

화상 형성 장치 Download PDF

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KR20040026620A
KR20040026620A KR1020030065766A KR20030065766A KR20040026620A KR 20040026620 A KR20040026620 A KR 20040026620A KR 1020030065766 A KR1020030065766 A KR 1020030065766A KR 20030065766 A KR20030065766 A KR 20030065766A KR 20040026620 A KR20040026620 A KR 20040026620A
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시부야다까시
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 화상 형성 장치는 토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와; 그 사이에 제2 화상 담지 부재로서 제1 화상 담지 부재에 대향되는 전사 부재를 포함하고, 소정 전압이 제2 화상 담지 부재 상에 제1 화상 담지 부재로부터 토너 화상을 전사하도록 전사 부재에 가해지며, 전사 부재의 저항 Rt 그리고 제2 화상 담지 부재의 저항 Rb가 Rt/Rb≥1.0을 충족시킨다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 레이저 비임 프린터, 복사기, 팩시밀리 등의 화상 담지 부재를 사용한 전자 사진 형태의 화상형성 장치에 관한 것이다.
정전 잠상이 감광 드럼 등의 정전 잠상 담지 부재 상에 형성되어 토너로서 전자 재료 상에 정착될 토너 화상으로 현상되는 다양한 형태의 전자 사진 화상 형성 장치가 공지되어 있다. 이들 중에서, 토너 화상이 정전 잠상 담지 부재로부터중간 전사 부재 상으로 전사(제1 전사)된 다음에 전사 재료 상으로 전사(제2 전사)되는 형태가 존재한다. 이 장치는 다양한 형태의 전사 재료와 사용 가능하다는 점에서 유리하다. 상이한 색상의 화상이 중첩되는 다양한 형태의 화상 형성 장치가 제안되었다.
우선, 도11을 참조하여, 종래 기술의 화상 형성 장치를 설명하기로 한다. 이 도면에서, 정전 잠상 담지 부재인 감광 드럼(101)의 표면은 롤러 대전기(102)(대전기)에 의해 전기적으로 그리고 균일하게 대전(제1 대전)된 후, 정전 잠상이 그 상에 형성되도록 노광 장치(103)에 의해 화상광에 노광된다. 정전 잠상은 복수개의 회전 가능한 현상 장치(104a 내지 104d)에 의해 토너 화상으로 현상되고, 중간 전사 유닛(106)의 화상 담지 부재인 중간 전사 벨트(161) 상으로 순차적으로 그리고 중첩되어 전사(제1 전사)된다. 중간 전사 벨트(161) 상에 형성된 컬러 토너 화상은 모두 제2 전사 롤러(166)에 의해 전사 재료(시트) 상으로 전사(제2 전사)되고, 정착 장치(108)에 의해 용융되어 정착된다. 감광 드럼(101) 상에 그리고 중간 전사 벨트(161) 상에 남아 있는 토너는 각각 세척 장치(107, 167)에 의해 제거된다.
그러나, 이러한 종래 기술의 장치로, 중간 전사 벨트(161)가 감광 드럼(101) 표면으로부터 분리되는 제1 전사[감광 드럼(101)과 중간 전사 벨트(161) 사이의 접촉부]의 위치에서의 국부 전류 집중으로 인해 비정상 전기 방전이 발생되어, 그 결과로서 화상의 혼란을 유발시킨다는 문제점이 존재한다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 제1 화상 담지 부재와 제2 화상 담지 부재 사이에서의 비정상 전기 방전으로 인한 화상의 혼란이 없는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와; 그 사이에 제2 화상 담지 부재로서 제1 화상 담지 부재에 대향되는 전사 부재를 포함하고, 소정 전압이 제2 화상 담지 부재 상에 제1 화상 담지 부재로부터 토너 화상을 전사하도록 전사 부재에 가해지며, 전사 부재의 저항 Rt 그리고 제2 화상 담지 부재의 저항 Rb가 Rt/Rb≥1.0을 충족시키는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 토너 화상을 담지하는 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 중간 전사 부재와; 그 사이에 중간 전사 부재로서 화상 담지 부재에 대향되는 전사 부재를 포함하고, 소정 전압이 중간 전사 부재 상으로 화상 담지 부재로부터 토너 화상을 전사하도록 전사 부재에 가해지며, 중간 전사 부재 및 전사 부재는 이온 전기 전도도(ionic electroconductivity)를 갖는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 취해진 본 발명의 양호한 실시예의 다음의 설명을 고려하면 더욱 분명해질 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하는 도면.
도2는 중간 전사 벨트의 저항치를 측정하는 장치를 도시하는 도면.
도3은 제1 전사 롤러의 저항치를 측정하는 장치를 도시하는 도면.
도4는 중간 전사 벨트 및 제1 전사 롤러의 상이한 저항치로의 비정상 전기 방전의 연구의 결과의 표.
도5는 상이한 분위기 조건 하에서의 제1 전사 롤러의 저항치의 그래프.
도6은 상이한 분위기 조건 하에서의 중간 전사 벨트의 저항치의 그래프.
도7은 분위기 저항 성질 및 저항비 Rt/Rb 사이의 관계의 그래프.
도8은 분위기 저항 성질 및 저항비 Rt/Rb 사이의 관계의 그래프.
도9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하는 도면.
도10은 중간 전사 벨트 및 제1 전사 롤러의 상이한 저항치로의 비정상 전기 방전의 연구의 결과의 표.
도11은 종래 기술의 화상 형성 장치를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 감광 드럼
2 : 대전 롤러
3: 노광 장치
4a 내지 4d : 현상 장치
5 : 지지 부재
6 : 중간 전사 유닛
7 : 세척 장치
8 : 정착 장치
61 : 중간 전사 벨트
62 : 구동 롤러
63 : 대향 롤러
64 : 인장 롤러
65 : 제1 전사 롤러
66 : 제2 전사 롤러
본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치를 설명하기로 한다. 도1은 화상 형성 장치의 대체적인 배열을 도시하고 있다. 도2는 중간 전사 벨트의 저항치를 측정하는 장치를 도시하고 있다. 도3은 제1 전사 롤러의 저항치를 측정하는 장치를 도시하고 있다. 도4는 중간 전사 벨트 및 제1 전사 롤러의 상이한 저항치로의 비정상 전기 방전의 연구의 결과를 도시하고 있다.
도1에 도시된 화상 형성 장치는 제2 화상 담지 부재로서 중간 전사 벨트를 사용한 화상 형성 장치의 일 예이다. 감광 드럼(1)(정전 잠상 담지 부재)은 알루미늄 실린더 그리고 외부면에 가해진 유기 감광 부재(OPC: organic photosensitive member) 또는 Al-Si, CdS, Se 등의 광전도체를 포함하는 제1 화상 담지 부재이다. 감광 드럼(1)은 도시되지 않은 구동 수단에 의해 화살표의 방향으로 구동되어, 대전 롤러(2)에 의해 소정 전위까지 균일하게 대전된다. 황색 화상 패턴에 대응하는 신호에 따라 조절된 화상광은 잠상이 그 상에 형성되도록 노광 장치(3)에 의해 감광 드럼(1) 상으로 투사된다. 화살표의 방향으로의 감광 드럼(1)의 회전에 따라, 지지 부재(5) 상에 지지된 현상 장치(4a 내지 4d) 중에서 황색 토너를 담은 현상 장치(4a)는 지지 부재(5)의 회전에 의해 감광 드럼(1)에 대면되고, 이렇게 선택된 현상 장치(4a)는 잠상을 가시 화상으로 현상한다. 이렇게 현상된 토너 화상은 중간 전사 벨트(61)(화상 담지 부재) 상으로 전사된다.
중간 전사 벨트(61)는 기본 재료로서 PC(폴리카보네이트 수지 재료 No. 21)의 혼합물, PVDF(폴리비닐리덴 플루라이드 수지 재료), 폴리알킬렌텔레 수지 재료, PC/PAT(폴리알킬렌테레프탈레이트 수지 재료), ETFE(에틸렌테라플루로에틸렌 공중합체 수지 재료)/PC의 혼합물, ETFE/PAT, PC/PAT 등의 열가소성 수지 재료를 포함하는 전기 전도성 재료의 단층 벨트이다. 중간 전사 벨트(61)는 3개의 롤러 즉 구동 롤러(62), 대향 롤러(63) 및 인장 롤러(64) 주위에서 조작되어 인장된다. 구동 롤러(62)는 도면의 화살표에 의해 표시된 방향으로 도시되지 않은 모터에 의해 회전되고, 그에 의해 전사 벨트(61)는 또 다른 화살표에 의해 표시된 방향으로 회전된다.
제1 전사 롤러(65)(제1 전사 부재)에는 그 샤프트 상에 전기 전도성 스폰지층이 제공되고, 그 사이에 중간 전사 벨트(61)로써 감광 드럼(1)에 가압된다. 제1 전사 롤러(65)에는 도시되지 않은 고전압원으로부터 바이어스 전압이 공급되고, 감광 드럼(1) 상의 토너 화상은 중간 전사 벨트(61) 상으로 전사된다. 중간 전사 벨트(61), 구동 롤러(62), 대향 롤러(63), 인장 롤러(64), 제1 전사 롤러(65) 등은 중간 전사 유닛(6)을 구성한다. 전술된 과정은 마젠타색, 시안색 및 흑색에 대해 수행되고, 상이한 색상의 토너 화상은 중간 전사 벨트(61) 상에 형성된다.
4색 토너 화상이 중간 전사 벨트(61) 상으로 전사될 때, 시트 형태의 기록 재료(P)(전사 재료)가 중간 전사 벨트와 동시에 공급되고, 제1 전사 롤러(65)에 유사한 구조를 갖는 제2 전사 롤러(66)(제2 전사 부재)가 그 사이에 시트(P)로써 중간 전사 벨트(61)에 가압된다. 도시되지 않은 고전압원으로부터의 바이어스 전압의 인가에 의해, 4색 토너 화상은 모두 시트(P) 상으로 전사된다. 이제 전사된 4색 토너 화상을 갖는 시트(P)는 4색 토너 화상이 영구색 화상으로 용융되어 정착되도록 정착 장치(8)에 의해 가압되고 가열된다.
감광 드럼(1) 상에 남아 있는 전사되지 않은 토너는 세척 장치(7)의 블레이드 수단에 의해 제거된다. 중간 전사 벨트(61) 상의 전사되지 않은 토너도 세척장치(67)의 퍼브러시(furbrush), 웨브 등에 의해 제거된다.
본 발명자의 연구는 중간 전사 벨트(161)가 감광 드럼(101) 표면으로부터 분리되는 제1 전사[감광 드럼(101)과 중간 전사 벨트(161) 사이의 접촉부]의 위치에서의 국부 전류 집중으로 인해 그 결과로서 화상의 혼란을 유발시키는 비정상 전기 방전에 기인하는 화상 혼란의 원인을 밝혀내었다.
즉, 화상 패턴은 영향력이 있다. 하프톤 화상에 대응하는 전위 패턴에 하프톤 도트 공정(halftone dot process)이 적용되면, 측면 방향 라인 화상 및 수직 방향 라인 화상은 화상 패턴과 동일한 분포를 갖고, 분포 내의 전위차는 소정 전사 전류 농도까지 전도성이다. 비정상 전기 방전이 거의 발생되지 않는 패턴은 감광 드럼의 전위가 균일한 솔리드 화상(solid image)이다. 비정상 전기 방전은 저항비 Rt/Rb(여기에서, Rt는 제1 전사 롤러의 저항이고, Rb는 중간 전사 벨트의 저항)와 관련되는 것으로 밝혀졌다.
중간 전사 벨트의 저항이 과도하게 높을 때, 비정상 전기 방전은 저온 및 저습 분위기 하에서 화상 패턴에 무관하게 발생된다.
비정상 전기 방전은 중간 전사 벨트의 저항 Rb와 관련되고, 이 문제점은 극히 높은 저항치를 사용하지 않음으로써 피해질 수 있다. 화상 패턴에 대한 의존성에 무관하게, 이러한 원인은 제1 전사부에서 감광 드럼으로부터 중간 전사 벨트가 분리될 때의 국부 전사 전류 농도이다.
중간 전사 벨트(61)의 저항 Rb 그리고 전사 롤러(65)의 저항 Rt를 측정하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 시트형 부재의 저항을 측정하는 방법으로서, 예컨대 JIS 방법 K6911에 기재된 프로브를 사용하는 방법이 있다. 그러나, 본 발명에서, 시트형 중간 전사 벨트(61) 그리고 롤러인 제1 전사 롤러(65)의 저항이 물체를 파괴하지 않고 측정될 수 있으므로 도2 및 도3에 도시된 방법이 사용된다.
도2는 중간 전사 벨트(61)의 저항을 측정하는 장치를 도시하고 있다. 중간 전사 벨트(61)는 2개의 롤러 즉 롤러(260) 및 롤러(261) 사이에 인장된다. 도면의 화살표에 의해 표시된 방향으로의 롤러(261)의 회전에 의해, 중간 전사 롤러(261)는 또 다른 화살표에 의해 표시된 방향으로 회전된다. 전기 전도성 롤러(263)에는 전원(264)의 바이어스 전압이 공급되고 중간 전사 벨트(61)가 조작되는 롤러(261)는 가압 부재에 의해 가압된다. 롤러(261)는 중간 전사 벨트(61)의 열(filing)을 안정화시키기 위해 전기 전도성 금속의 표면층 또는 전기 전도성 고무의 표면층을 갖고, 전류계를 통해 전기적으로 접지된다.
측정 장치에서, 다양한 변수는 실제의 화상 형성 장치에서와 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 구체적으로, 중간 전사 벨트(61)의 폭 및 이동 속도, 전기 전도성 롤러(263)의 폭 및 제1 전사 롤러(65)의 폭, 전원(264)으로부터의 바이어스 전압 공급의 수치 등은 실제의 화상 형성 장치의 수치에 동등하다.
도3은 제1 전사 롤러(65)의 저항을 측정하는 장치를 도시하고 있다. 제1 전사 롤러(65)는 가압 부재(360)에 의해 전사 롤러(65)의 단부에 제공된 코어 금속을 가압함으로써 금속 롤러(361)에 대해 가압된다. 금속 롤러(361)는 도시되지 않은 구동 수단에 의해 도면의 화살표에 의해 표시된 방향으로 회전되고, 제1 전사 롤러(65)는 금속 롤러(361)의 회전에 의해 구동된다. 제1 전사 롤러(65)에는전원(364)으로부터 소정 바이어스 전압이 공급된다. 금속 롤러(361)는 전류계(365)를 통해 전기적으로 접지된다.
이 장치에서도, 다양한 변수는 바람직하는 실제의 화상 형성 장치에서와 동일하다. 구체적으로, 제1 전사 롤러(65)의 회전 속도, 제1 전사 롤러(65)의 압력, 전원(364)으로부터 가해진 바이어스 전압 등은 바람직하게는 실제의 화상 형성 장치의 그것과 동일하다.
이들 장치에서, 저항의 수치는 전류계(265 또는 365)에 의해 측정된 전류에 의해 전원(264, 364)으로부터 가해진 바이어스 전압을 제산함으로써 얻어질 수 있다.
또 다른 예에서, 도2에 도시된 바와 같이, 전기 전도성 롤러(263) 대신에 제1 전사 롤러(65), 중간 전사 벨트(61) 및 제1 전사 롤러(65)의 조합 저항이 얻어지게 하는 중간 전사 벨트(61)가 조작되는 상태의 전류계(265)를 통해 흐르는 전류 그리고 제1 전사 롤러(65)만의 저항이 얻어지게 하고, 중간 전사 벨트(61)의 저항은 중간 전사 벨트(61) 및 제1 전사 롤러(65)의 조합 저항으로부터 제1 전사 롤러(65)의 저항의 감산에 의해 얻어지게 하는 중간 전사 벨트(61)가 조작되지 않는 상태의 전류계(265)를 통해 흐르는 전류가 사용된다. 이 방법은 모든 요소의 저항이 하나의 장치에 의해 측정될 수 있으므로 유리하다.
도4는 중간 전사 벨트(61) 및 제1 전사 롤러(65)의 저항이 변화될 때의 비정상 전기 방전의 연구의 결과를 도시하고 있다. 저항은 23℃ 50%Rh 분위기 하에서 도2 및 도3과 연계하여 설명된 장치를 사용하여 측정된다. 중간 전사 벨트(61)의이동 속도는 100 ㎜/초이고, 중간 전사 벨트(61)의 폭은 250㎜이며, 제1 전사 롤러(65) 및 전기 전도성 롤러(263)의 폭은 220 ㎜이고, 제1 전사 롤러(65)에 의한 압력은 실제의 화상 형성 장치의 그것과 마찬가지로 400 gf이다.
사용된 화상 패턴은 단색 솔리드 화상, 하프톤 화상(600 dpi, 기본 화소 3 도트×3 도트 매트릭스, 200 dpi 하프톤), 2 도트 3 공간의 측면 방향 라인 화상 그리고 솔리드 2색 화상이다.
도4에 도시된 바와 같이, 중간 전사 벨트(61)의 저항 Rb가 2×109Ω 이상일 때, 이상 방전을 갖는 화상이 제1 전사 롤러(65)의 저항 Rt에 무관하게 솔리드 화상, 하프톤 화상, 2 도트 3 공간 화상에서 관찰된다. 제1 전사 벨트(61)의 저항 Rb가 1×106Ω 내지 1×109Ω 사이에 있을 때, 비정상 방전 화상의 발생은 제1 전사 롤러(65)의 저항 Rt에 의존한다. Rt/Rb<1.0일 때, 비정상 화상은 솔리드 화상의 경우에 관찰되지 않지만, 비정상 방전 화상은 도면에서 "X"에 의해 표시된 바와 같이 하프톤 화상 및 2 도트 3 공간 화상에서 관찰된다. Rt/Rb=1.0일 때, 비정상 화상은 솔리드 화상 및 하프톤 화상에서 발생되지 않지만, 비정상 방전 화상은 2 도트 3 공간 화상에서 약간 관찰된다(문제가 되는 수준은 아님). 이는 도면에 삼각형으로 표시되어 있다. Rt/Rb>1.0일 때, 어떠한 비정상 화상도 임의의 형태의 화상에서 관찰되지 않는다.
그러나, 제1 전사 롤러(65)의 저항 Rt가 1×1010Ω 이상일 때, 전사 전류는 충분하지 못하여, 중첩된 2색 화상의 솔리드 화상이 밀도 불충분의 결과로써 만족스럽게 전사되지 못한다(도면에서 "-"로 표시됨).
전술된 바와 같이, Rt/Rb≥1.0을 충족시킴으로써, 비정상 방전 화상의 발생은 효과적으로 방지될 수 있다. 그 이유는 다음과 같다.
전사 전류는 제1 전사 롤러(65)로부터 중간 전사 벨트(61)를 통한 감광 드럼(1)으로 흐른다. 전류가 국부적으로 집중될 때, 전류는 제1 전사 롤러(65) 및 중간 전사 벨트(61)의 저항을 통한 전압 강하의 기능에 의해 억제되는 경향이 있다. Rt/Rb<1.0일 때, 중간 전사 벨트(61)의 저항은 전류 억제 기능에서 지배적이다. 그러나, 중간 전사 벨트(61)의 저항에 의한 억제는 감광 드럼(1)과 중간 전사 벨트(61) 사이의 전류의 국부 집중에 의해 유발된 방전의 시작 후에만 시작되므로, 비정상 화상의 발생 자체는 피해질 수 없다. Rt/Rb≥1.0일 때, 제1 전사 롤러(65)의 저항은 전류 억제 기능에서 지배적이다. 제1 전사 롤러(65)의 저항에 의한 억제는 제1 전사 롤러(65) 내에서 수행되므로, 감광 드럼(1)과 중간 전사 벨트(61) 사이의 전류 국부 집중으로 인한 방전 자체 즉 비정상 화상의 발생은 방지될 수 있다.
전술된 바와 같이, 제1 전사 벨트 저항 Rt와 중간 전사 벨트 저항 사이의 저항비 Rt/Rb≥1.0을 충족시킴으로써, 국부 전류 집중에 기인한 비정상 화상은 방지될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치를 설명하기로 한다. 도5 및 도6은 상이한 분위기 조건 하에서의 제1 전사 롤러의 저항치를 도시하고 있다. 도7 및 도8은 분위기 저항 성질 및 저항비 Rt/Rb 사이의 관계를 도시하고 있다.본 실시예에서 대응 기능을 갖는 요소에는 실시예 1에서와 동일한 도면 부호를 할당하기로 하고, 간략화를 위해 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 실시예에서, 제1 전사 롤러(65)의 저항 Rt 그리고 중간 전사 롤러(61)의 저항 Rb 사이의 저항비 Rt/Rb가 Rt/Rb≥1.0을 충족시킴으로써, 비정상 전기 방전이 방지될 수 있는 것으로 설명되었다. 제2 실시예에서, 이 관계는 화상 형성 장치가 조작되는 분위기 조건에 걸쳐 유지되어, 비정상 화상의 발생이 분위기 조건의 변화에 무관하게 방지될 수 있다.
도5 및 도6은 상이한 조건 하에서의 제1 전사 롤러(65) 및 중간 전사 롤러(61)의 저항의 수치를 도시하고 있다. 횡좌표는 저온/저습 분위기(15℃ 10%Rh), 통상의 온도/통상의 습도 분위기(23℃ 50%Rh) 그리고 고온/고습 분위기(30℃ 80%Rh)를 포함하는 분위기 조건을 나타낸다. 종좌표는 제1 실시예에 대해 설명되었던 방법을 통해 측정된 저항을 나타낸다. 도5의 (a) 및 (b)는 제1 전사 롤러(65)(A1, A2)의 저항을 도시하고 있고, 도6은 중간 전사 벨트(61)(B1, B2)의 저항을 도시하고 있다.
제1 전사 롤러(A1, A2) 및 중간 전사 롤러(B1, B2)는 다음의 재료로 제조된다.
제1 전사 롤러(A1): NBR 고무 에피클로로히드린 고무의 혼합물. 이는 이온 전기 전도도를 나타내는 그 저항은 혼합비에 의해 조절될 수 있다.
제1 전사 롤러(A2): 카본 블랙 및/또는 금속 산화물이 저항 조절 재료로서 분산된 EPDM 고무. 이 재료는 전자 전기 전도성 형태의 전도도를 나타내고, 저항은 분산된 카본 블랙 및/또는 금속 산화물의 양을 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
중간 전사 벨트(B1): 전기 전도성 수지 재료가 첨가된 PVDF 수지 재료. 이 재료는 이온 형태의 전기 전도도를 나타내고, 저항은 이온 전기 전도성 수지 재료의 첨가제의 양을 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
중간 전사 벨트(B2): 카본 블랙 및/또는 금속 산화물이 PVDF 수지 재료. 이 재료는 전자 전기 전도성 형태의 전도도를 나타내고, 저항은 분산된 카본 블랙 및/또는 금속 산화물의 양을 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 조건에서 시간에 따른 저항의 수치의 변동량 및 경향은 중간 전사 벨트(61) 및 제1 전사 롤러(65)의 전기 전도성 재료에 의해 상당히 영향을 받는다. 일반적으로, 이온 전기 전도성 재료는 분위기 내의 물의 양에 의존하는 저항을 나타낸다. 즉, 저항은 고온 및 고습 조건 하에서 낮고, 저항은 저온 및 저습 조건 하에서 높다[도5의 (a); 도6의 (a)].
전자 전기 전도성 형태의 재료는 분위기 내의 물의 양에 영향을 받지 않는 저항을 나타내지만, 저항은 고온 조건 하에서 높고, 저항은 저온 조건 하에서 낮다[도5의 (b); 도6의 (b)]. 이는 전기 전도성 재료 입자들 사이의 거리가 온도의 증가로써 증가되기 때문이다.
제1 전사 롤러(65) 및 중간 전사 벨트(61)의 바람직한 조합(실시예)에 대해 그리고 바람직하지 못한 조합(비교예)에 대해 설명하기로 한다. 전술된 바와 같이, 분위기 조건에 따른 제1 전사 롤러(65) 및 중간 전사 벨트(61)의 저항의 변동의 경향은 그 전기 전도성 재료의 재료가 상이하면 상이하다. 이들 관점에서, 경향은 동등한 것이 바람직하다
실시예 1: 제1 전사 롤러(A1) 및 중간 전사 벨트(B1)
도7의 (a)는 저항의 분위기 의존성 및 저항비 Rt/Rb를 도시하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 모든 저항은 고온 및 고습 조건 하에서 낮고, 저온 및 저습 하에서 높다. 이와 같이, 저항의 분위기 의존성의 경향은 서로와 동일하고, 저항비 Rt/Rb는 1.3 내지 8.0이다. 즉, 분위기 조건에 무관하게 1.0 이상이다(Rt/Rb의 수치는 각각의 그래프의 우측에 표시되어 있음).
실시예 2: 제1 전사 롤러(A2) 및 중간 전사 벨트(B2)
도7의 (b)는 저항의 분위기 의존성 및 저항비 Rt/Rb를 도시하고 있다. 이들은 전자 전기 전도도를 갖는다. 도면에 도시된 바와 같이, 저항은 고온 조건 하에서 높고, 저온 조건 하에서 낮다. 이와 같이, 저항은 저항의 분위기 의존성의 동일한 경향을 나타내고, 저항비 Rt/Rb는 2.4 내지 2.6이다. 즉, 분위기 조건에 무관하게 1.0 이상이다.
비교예 1: 제1 전사 롤러(A1) 및 중간 전사 벨트(B2)
도8의 (a)는 저항의 분위기 의존성 및 저항비 Rt/Rb를 도시하고 있다. 제1 전사 롤러(65)는 이온 전기 전도도를 나타내고, 중간 전사 벨트(61)는 전자 전기 전도도를 나타낸다. 제1 전사 롤러(65)의 저항은 고온 및 고습 조건 하에서 낮고, 저온 및 저습 조건 하에서 높다. 반면에, 중간 전사 벨트(61)의 저항은 고온 조건 하에서 높고, 저온 조건 하에서 낮다. 결과적으로, 저항비 Rt/Rb는 각각 저온 및 저습 분위기 조건 그리고 정상 온도 및 정상 습도 분위기 하에서 14.7 그리고 2.5이다. 즉, 이들은 이들 조건 하에서 1.0 이상이다. 그러나, 고온 및 고습 분위기 하에서, 이들은 1.0 이하인 0.4이다.
비교예 2: 제1 전사 롤러(A2) 및 중간 전사 벨트(B2)
도8의 (b)는 저항의 분위기 의존성 및 저항비 Rt/Rb를 도시하고 있다. 제1 전사 롤러(65)는 전자 전기 전도도를 나타내고, 중간 전사 벨트(61)는 이온 전기 전도도를 나타낸다. 그러므로, 제1 전사 롤러(65)의 저항은 고온 조건 하에서 높고 저온 조건 하에서 낮다. 반면에, 중간 전사 벨트(61)의 저항은 고온 및 고습 조건 하에서 낮고 저온 및 저습 조건 하에서 높다. 결과적으로, 저항비 Rt/Rb는 각각 저온 및 저습 분위기 조건 그리고 정상 온도 및 정상 습도 분위기 하에서 44.0 그리고 2.5이다. 즉, 이들은 1.0 이상이다. 그러나, 저온 및 저습 분위기 조건 하에서, 이들은 1.0 이하인 0.2이다.
실시예 및 비교예의 장치에 의해 발생된 화상은 검사된다. 실시예의 장치로써, 어떠한 비정상 방전 화상도 임의의 조건 하에서 관찰되지 않는다. 비교예의 장치로써, 저항비 Rt/Rb≥1.0인 조건 하에서, 어떠한 비정상 방전 화상도 발생되지 않지만, 저항비 Rt/Rb<1.0인 조건 하에서, 비정상 방전 화상이 발생된다. 제1 전사 롤러(65) 또는 중간 전사 벨트(61)의 저항의 조절 가능한 범위는 그 재료의 성질에 의해 결정된다. 또한, 저항은 분위기 조건에 의해서뿐만 아니라 분산된 전기 전도성 재료의 함량 그리고 제조 중 분산 상태의 변동에 의해서도 변화된다. 그러므로, 전사 롤러(65) 및 중간 전사 벨트(61)는 바람직하게는 이러한 인자를 고려하여 제조된다. 전사 롤러(65) 및 중간 전사 벨트(61)의 분위기 의존성이 비교예에서와 같이 서로 상이하면, 저항치에 따른 재료의 선택 그리고 제품의 선택이 필요하고 그 결과로서 비용이 증가된다. 반면에, 본 발명의 실시예에 따르면, 저항의 분위기 의존성의 차이는 작으므로, 재료의 선택 가능한 범위는 넓고, 제조 후 저항치의 선택은 필요하지 않으므로, 비용 증가는 피해질 수 있다
또한, 중간 전사 벨트 및 제1 전사 롤러는 중간 전사 벨트 및 제1 전사 롤러에 대해 모두 사용된 이온 전기 전도성 재료 때문에 분위기 조건의 변동에 따른 저항 변동의 동일한 경향을 나타내므로, 최적의 전사 전류가 용이하게 설정될 수 있어서, 장치의 구조가 단순화될 수 있다.
도9를 참조하여 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치를 설명하기로 한다. 도9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치의 대체적인 배열을 도시하고 있다. 도10은 중간 전사 벨트 및 제1 전사 롤러의 상이한 저항치로의 비정상 전기 방전의 연구의 결과를 도시하고 있다. 본 실시예에서 대응 기능을 갖는 요소에는 실시예 1에서와 동일한 도면 부호를 할당하기로 하고, 간략화를 위해 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도9에 도시된 화상 형성 장치는 복수개의 화상 형성 스테이션이 전사 벨트(61)를 따라 배치된 소위 직렬 형태의 컬러 화상 형성 장치이다. 감광 드럼(1a 내지 1d)은 대전 롤러(2a 내지 2d)에 의해 균일하게 대전된 후, 전사 벨트(61)의 이동과 동시에 노광 장치(3a 내지 3d)에 의해 화상 패턴에 노출되고, 그에 의해 잠상이 각각의 감광 드럼(1a 내지 1d) 상에 형성된다. 이렇게 형성된 잠상은 현상 장치(4a 내지 4d)에 의해 가시 토너 화상으로 현상되고, 이는 각각의제1 전사 롤러(65a 내지 65d)에 의해 중간 전사 롤러(61) 상으로 중첩되어 전사된다.
전사 벨트(61) 상으로 전사된 상이한 색상의 토너 화상은 모두 전사 벨트(61)와 동시에 공급된 용지(P) 상으로 제2 전사 롤러(66)에 의해 전사된다. 이제 전사된 4색 토너 화상을 갖는 용지(P)는 4색 토너 화상이 컬러 화상으로 용융되어 정착되도록 정착 장치(8)에 의해 가열되고 가압된다.
감광 드럼(1a 내지 1d) 상의 전사되지 않은 토너는 각각의 세척 장치(7)의 블레이드 수단에 의해 제거된다. 중간 전사 벨트(61) 상의 전사되지 않은 토너도 세척 장치(67)에 의해 제거된다.
전술된 화상 형성 장치에서, 제1 전사 롤러(65a 내지 65d)(Rta, Rtb, Rtc, Rtd)의 저항 Rt 그리고 중간 전사 벨트(61)의 저항 Rb의 저항비 Rta/Rb, Rtb/Rb, Rtc/Rb, Rtd/Rb는 1.0 이상이고, 그에 의해 각각의 제1 전사부에서의 비정상 전기 방전 그리고 비정상 화상의 발생이 피해질 수 있다.
도10은 화상과 제1 전사 롤러(65a 내지 65d)의 저항 Rt, 중간 전사 벨트(61)의 저항 Rb 그리고 그 사이의 저항비의 관계를 도시하고 있다. 도4에 도시된 것과 동일한 결과로서, 간략화를 위해 동일한 기호를 사용함으로써 설명하기로 한다. 여기에서 상이한 것은 중간 전사 벨트(61)의 저항이 1×106Ω 이하일 때, 중간 전사 벨트(61)의 저항은 제1 전사 전류가 중간 전사 벨트(61)를 통해 또 다른 제1 전사부로 흐를 정도로 낮아, 그 결과로서 제1 전사 바이어스가 적절하게 가해지지 않고, 전사 결함이 발생된다(도면에서 "별 기호")는 점이다. 이 실시예에서의 중간 전사 벨트(61)의 저항 Rb는 2×106내지 1×109Ω이다.
특히, 복수개의 제1 전사 롤러가 사용된 본 실시예에서와 같은 직렬 형태의 컬러 화상 형성 장치에서, 넓은 범위의 재료 선택 그리고 저항치에 의한 선택의 불필요성은 더욱 유리하다.
본 발명은 여기에 개시된 구조를 참조하여 설명되었지만, 전술된 세부 사항에 제한되지 않고 본원은 개선의 목적 그리고 다음의 특허청구범위의 범주 내에 있는 한도 내에서 그러한 변형예 또는 변화예를 포함하도록 해석되어야 한다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 화상 형성 장치의 실시예에 따르면, 전사 부재의 저항 Rt 그리고 화상 담지 부재의 저항 Rb의 저항비 Rt/Rb는 비정상 방전 화상이 화상 패턴에 무관하게 방지될 수 있도록 Rt/Rb≥1.0을 충족시킨다.
또한, 전사 부재 및 화상 담지 부재의 재료의 조합은 분위기 조건에 따른 저항 Rt 및 저항 Rb의 변동이 동일한 경향을 나타내고, Rt/Rb≥1.0의 저항비 관계가 상이한 분위기 조건 하에서 유지되어, 비정상 방전 화상이 넓은 범위의 분위기 조건 하에서 피해질 수 있도록 선택된다. 특히, 전사 부재 및 화상 담지 부재의 저항치의 변동의 경향이 온도/습도의 변화에 대해 동일할 때, 재료의 선택 범위는 넓고, 제품의 저항의 선택은 피해질 수 있다.
복수개의 화상 형성 스테이션이 중간 전사 벨트 주위에 배치된 소위 직렬 형태의 컬러 화상 형성 장치에서, 비정상 방전 화상은 Rt/Rb≥1.0을 충족시키는 전사 부재의 저항 Rt 그리고 화상 담지 부재의 저항 Rb에 의한 화상 패턴에 무관하게 유사하게 피해질 수 있고, 또한 이 장점은 복수개의 전사 부재가 이러한 형태의 장치에서 필요하다는 관점에서 특히 중요하다.

Claims (9)

  1. 화상 형성 장치이며,
    토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와,
    토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와,
    그 사이에 제2 화상 담지 부재로서 제1 화상 담지 부재에 대향되는 전사 부재를 포함하고,
    소정 전압이 제2 화상 담지 부재 상에 제1 화상 담지 부재로부터 토너 화상을 전사하도록 전사 부재에 가해지며,
    전사 부재의 저항 Rt 그리고 제2 화상 담지 부재의 저항 Rb가 Rt/Rb≥1.0을 충족시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 전사 부재 및 제2 화상 담지 부재의 저항은 분위기 조건의 변화에 따라 동일한 경향으로 변화되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 전사 부재 및 화상 담지 부재는 이온 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 전사 부재 및 화상 담지 부재는 전자 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서, 제1 화상 담지 부재는 감광 부재이고, 제2 화상 담지 부재는 중간 전사 부재인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서, 제2 화상 담지 부재는 벨트의 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  7. 화상 형성 장치이며,
    토너 화상을 담지하는 화상 담지 부재와,
    토너 화상을 담지하는 중간 전사 부재와,
    그 사이에 중간 전사 부재로서 화상 담지 부재에 대향되는 전사 부재를 포함하고,
    소정 전압이 중간 전사 부재 상으로 화상 담지 부재로부터 토너 화상을 전사하도록 전사 부재에 가해지며,
    중간 전사 부재 및 전사 부재는 이온 전기 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 토너 화상은 중간 전사 부재로부터 전사 재료 상으로 전사되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  9. 제7항에 있어서, 중간 전사 부재는 벨트의 형태로 되어 있고, 전사 부재는 롤러의 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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