KR0163808B1 - 화상형성 장치 및, 그에 사용되는 소제장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 화상형성장치에서는 기록작동 도중에, 소제로울러가 화상담체와 함께 회전된다. 상기 로울러는 화상전사 후에 화상담체 상에 남아 있는 토너를 동일극성으로 마찰로서 대전한다. 소제부재는 대전된 토너를 정전기적으로 수집한다. 동시에, 전압인가장치에 의해서 상기 소제부재로 전압이 인가되어 대전된 토너를 끌어당기게 하고 화상담체를 소제한다. 그러므로, 화상담체 상에 남아 있는 토너가 부분적으로 양극으로 대전되고, 부분적으로 음극으로 대전되는 때에도, 상기 토너는 간단한 구조에 의해서 전체적으로 소제부재로 이동될 수 있는 것이다.

Description

화상형성 장치 및, 그에 사용되는 소제장치

제1도 및 2도는 종래기술에 따른 화상형성장치를 도시한 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 화상형성장치의 기본 구성을 도시한 단면도.

제4도는 제3도에 도시된 장치 내에 포함된 대전장치의 사시도.

제5도는 제3도에 도시된 장치 내에 포함된 소제장치의 사시도.

제6도는 화상 전사 후에 제3도에 도시된 장치 내에 포함된 화상담체에 남아 있는 토너를 도시한 구성도.

제7도는 소제장치에 마주하는 화상담체상의 토너를 도시한 구성도.

제8도는 전압과 상기 전압으로 얻어질 수 있는 토너 제거율사이의 상관관계를 도시한 그래프도.

제9도는 광전도 요소에 대한 소제로울러의 속도비와, 그로부터 얻어질 수 있는 토너제거 비율과의 상관관계를 도시한 그래프도.

제10-15도는 제3도에 도시된 장치의 특정작동을 각각 도시한 타이밍 챠트.

제16도는 제3도에 도시된 장치의 변형예를 도시한 부분단면도.

제17도 18도는 제5도에 도시된 장치 내에 포함된 소제로울러의 특성을 도시한 그래프도.

제19a-19d도는 화상 형성 장치 내에 포함된 소제로울러와 화상담체사이에서의 상관 관계에 기인한 문제점을 도시한 설명도.

제20a-20d도는 제3도에 도시된 소제 장치 내에 포함된 소제로울러와 화상 로울러와의 상관관계를 도시한 설명도.

제21도는 용지 막힘 현상 후에 제3도의 장치에 의해서 실행되는 과정을 도시한 타이밍 챠트.

제22도는 소제로울러 상에 부착된 토너량과 광전도 요소 상에 재 부착된 양과의 사이에서 매개변수로서 전압을 사용하는 경우를 도시한 그래프도.

제23-31도는 제3도에 도시된 장치의 또 다른 특정작동을 각각 나타내는 타이밍 챠트.

제32도는 본 발명에 따른 장치의 변형실시예를 도시한 단면도.

제33도는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 변형실시예를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 드럼 3 : 대전장치

3A : 대전로울러 4 : 노출장치

5 : 현상장치 6 : 화상전사장치

7 : 소제장치 7A : 소제로울러

8 : 용지공급장치 11 : 방전장치

본 발명은 2 성분계 현상제를 사용하고, 상기 현상제에 의해서 화상담체 상에 형성된 토너화상을 기록매체에 전사시키는 방식의 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화상 전사 후에 화상담체 상에 남아 있는 토너를 제거하기 위한 소제장치에 관한 것이다.

전자사진 복사기, 레이저 프린터, 팩시밀리 장치 또는 이와 유사한 화상형성장치는 광전도기로서 이루어지는 화상담체를 갖추고 있다. 상기 화상담체는 균일하게 대전되며, 정전기적으로 그 위에 잠상을 형성하기 위하여 노출되거나, 광학적으로 주사된다. 상기 점전 잠상은 현상제에 의해서 현상되어 토너화상으로 바뀐다. 상기 토너 화상은 기록지나 또는 이와 유사한 기록매체에 전사되어 복사물을 형성한다. 상기 현상제는 1 성분계 현상제이거나, 즉 토너 또는 자기 담체와 토너가 혼합된 2 성분계의 현상제일 수 있다.

이상적으로는, 현상제의 토너는 용지로 모두 전사되어야만 한다. 그러나, 실제적으로는 토너의 일부분이 화상전사 후에 화상담체 상에 잔류하게 된다. 화상형성장치에서 소제장치를 이용하여 화상담체로부터 잔류 토너를 제거하는 것은 일반화되어 있다. 소제장치는 화상담체의 표면에 접촉하는 블레이드나 브러쉬를 갖추어 토너를 기계적으로 긁어 제거한다. 통상적으로, 화상담체에서 제거된 토너는 탱크 내에 수집되고, 단순하게 제거된다. 그러나, 한정된 자원을 절약하기 위해서는 폐토너를 재사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 관점에서, 소제단계에서는 화상담체로부터 잔류토너를 제거할 수 있고, 화상담체 상에 토너를 부착시키거나 재 부착시키며, 화상담체에 의해서 이송된 토너를 현상장치 내에서 수집할 수 있는 화상형성장치가 제안되었다. 이와 같은 방식의 일예가 (1) 일본국 특허 공보 제61-30274호, (2) 일본국 특허 공개공보 제 6-51672호, 및 (3) 일본국 특허 공개공보 제5-61388호 등에 개시되어 있다.

특히, 상기 장치 (1)과 (2)는 각각 소제단계에서 화상담체 상에 잔류하는 토너를 정전기적으로 끌어 당겨서 화상담체 상에 재 부착시키게 된다. 화상담체가 현상장치로 토너를 이송할 때, 상기 토너는 현상장치에 의해서 수집된다. 그러나, 상기 장치는 아래와 같은 여러 가지 문제점을 갖는다.

일반적으로, 화상전사단계에서, 화상담체로부터 용지로 전사된 토너는 전사바이어스에 의해서 부분적으로 대전상태로 변환되고, 양극성으로 부분적으로 대전되고, 음극성으로도 부분적으로 대전된다. 따라서 상기 소제단계에서, 한 극성의 토너만이 화상담체로부터 정전기적으로 제거되며, 다른 극성의 토너는 화상담체 상에 잔류하게 되는 것이다. 또한, 상기 장치(1)는 소제단계에서 역시 이루어지는 방전단계를 구현하기 위하여 램프 및 코로나 방전을 사용한다. 그러나, 이러한 종류의 방전구조는 장치구조를 복잡하게 하고, 오존을 발생시킨다.

상기 장치 (3)는 소제단계에서 부착된 토너를 털 브러쉬에 의존하는 마찰대전에 의해서 동일극성으로 균일화(uniformize)한다. 그러나, 털 브러쉬가 토너에 접촉하는 가능성은 매우 낮기 때문에, 토너의 극성을 변환시킬 만큼 충분한 마찰력 강도를 설정하는 것은 어려운 것이다.

또한, 이는 전체의 잔류토너가 수집되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 장치(3)는 털 브러쉬를 필요로 할뿐만 아니라, 상기 털 브러쉬로부터 토너를 수집하는 보조기구들을 필요로 하여 복잡한 결과를 초래한다.

상기 잔류 토너는, 만일 화상담체 상에 남아 있는 토너상에 균일한 대전이 이루어진다면, 그리고 상기 대전된 극성과 반대의 바이어스가 인가된다면, 소제단계에서 확실하게 부착될 것이다. 그러나, 상기 잔류토너는 바이어스 극성의 영향에 기인하는 극성으로 부분적으로 변환될 것이다. 특히, 현상 바이어스에 따른 극성과 반대의 바이어스를 사용하는 화상전사 시에는, 때때로 토너의 대전이 그 스스로가 전사 바이어스의 극성으로 적응하여 결과적으로는 견인(attraction)용 극성과 동일한 극성을 갖게 되는 것이다. 그러므로, 토너의 재 부착용 바이어스에 토너의 대전과 동일한 극성이 제공되고, 그리고 반발작용(repulsion)에 기인하여 화상담체로 토너를 전사시키는데 필요한 고전압이 인가되어도, 극성변화에 기인하여 상기 바이어스에 관한 극성과 반대의 토너가 상기 화상담체로 전사되지 않으며, 그러나, 그것은 소제부재 상에 남게 된다.

그 결과, 현상장치에서의 토너 수집 효율은 저하된다. 그리고, 상기 소제부재에 의해서 수집되고, 극성이 변화된 토너를 포함하는 토너가 반발작용에 의하여 화상담체 상에 재 부착되도록 하기 위하여는, 모든 토너를 동일극성으로 균일화하기 위한 특별한 대전 시스템이 요구되는 것이다.

마찰대전은 소제부재 상에 부착된 토너를 동일극성으로 대전시키기 위한 공통의 방식이다. 마찰대전을 위하여, 화상담체와 소제부재는 그 사이에서 닢(nip)부를 형성하도록 서로 접촉 유지되어 있다. 상기 화상담체와 소제부재는 각각 상기 닢부에서 특정속도를 이동하여 마찰에 의하여 토너를 대전시킨다. 그러나, 마찰대전은 큰 닢부에 의존하지 않고서는 이루어지지 않으며, 따라서, 소제부재의 크기를 매우 크게한다. 이는 장치 전체의 크기를 증가시킨다. 또한, 큰 닢부는 토너를 끌어당기는 소제부재의 면적을 감소시킴으로써 토너의 수집을 방해한다. 또한, 소제부재가 로울러로서 구현되면, 닢부에서의 크기증가는 원주방향으로 측정되는 경우, 소제부재의 견인 영역에서의 면적의 감소를 초래한다. 그 결과, 소제부재에 유지되는 토너가 상기 닢부로 접근하는 가능성은 높아지는 것이다. 화상전사용 바이어스가 토너를 끌어당기기 위한 소제부재용 바이어스보다는 매우 높기 때문에, 소제부재상에서 화상담체에 접하는 토너는 상기 바이어스사이의 차이로 인하여 화상담체의 화상영역으로 역으로 전사되는 것이다.

상기 화상담체의 화상 영역으로 토너의 역방향 전사 시에는, 상기 닢부에서 마찰 대전되어야 할 토너의 량이 비정상적으로 증가하고, 마찰대전시의 부하를 증가시키며, 그에 따라서 균일한 극성의 변환을 방해하는 것이다. 그러므로, 소제부재가 화상담체에서 모든 잔류하는 토너를 수집하는 것은 어려운 것이다.

소제부재가 화상담체의 동일방향으로, 또는 반대의 방향으로 이동되는지 에는 관계없이, 이동방향으로 측정하는 경우, 상기 소제부재가 그 길이보다 적은 영역 내에서 수집토너를 유지한다고 가정한다. 그러면, 상기 소제부재의 제한된 영역만이 상기 토너를 끌어당기고, 재 부착하도록 항상 사용된다. 예를 들면, 상기 소제부재가 로울러로서 구현되는 경우, 단지 그 일부분만이 견인과 재 부착을 위하여 화상담체와 반복적으로 접촉한다. 그 결과, 상기 소제부재는 부분적으로 마모되고, 그 소제 특성을 저하시킨다. 이러한 조건에서, 상기 소제부재는 화상담체로부터 모든 토너를 수집하지 못할 수 있는 것이다.

화상담체는 그 재질에 따라서, 화상전사 및 소제용 바이어스의 영향으로 대전된다. 화상담체상의 이러한 대전은 통상적으로 다음의 화상형성이 이루어지기 전에 분산(dissipate)되며, 화상담체의 재료에 따라서 그와 같이 이루어지지 않을 수도 있다. 바람직하지 않은 전하를 분산시키기 위하여, 화상담체 상에 제공된 광전도 층을 고려한 램프가 사용된다. 그러나, 램프를 사용하는 전하분산은 상기 전하가 음극성일때만 유효하다. 특히, 이러한 종류의 전하 분산구조는 OPC(organic photo conductor) 또는 이와 유사한 유기 물질(organic substance)로 이루어진 광전도 층에는 적용되지 않으며, 이는 상기 유기 물질이 때때로 그 위에 잔류하는 양극성의 전하를 허용하기 때문이다. 만일 유기성 광전도 층과 관련하여 램프구조가 사용되면, 다음 대전단계에서 설정되는 표면전위는 불규칙하게 되고, 잠상의 잠재적인 분포를 변경시킴으로서 그 결과로 얻어지는 화상의 밀도에 역으로 영향을 주는 것이다.

화상담체로부터 용지로의 토너화상의 전사는 화상담체에 접촉할 수 있는 전도성 부재로 이루어진다. 상기 전도성 부재는 화상담체와 협력하여 용지를 이송하면서, 전사바이어스가 상기 부재로 인가되어 토너화상을 상기 용지로 정전기적으로 이동시킨다. 통상적으로, 전사바이어스는 전사 부재가 상기 용지를 완전히 이동시킨 순간 정지된다. 그러나, 용지의 후단부가 상기 전도성 부재로부터 떨어지려는 때에는, 전사 바이어스가 화상담체상의 잔류토너에 영향을 주게 되며, 이는 전도성 부재가 상기 화상담체에 근접하여 배치되기 때문이다. 그러므로, 상기 전도성부재는 화상담체로부터 토너를 끌어당기려고 하고 있다. 상기 토너의 이러한 부분이 전도성 부재로부터 다음 용지의 후단부로 전사되어 그 부분을 오염시킨다.

상기 화상담체로부터 잔류토너의 수집은 초기화(initialization)의 목적으로도 실행된다. 예를 들면, 장치의 가동 바로 직후, 또는 가온(warm-up)시간 중에 소제 작동이 초기화를 위하여 실행된다. 또한, 용지 걸림에 기인하거나, 이와 유사한 문제점의 발생으로 인하여 장치의 가동이 중단된 후에, 화상담체는 초기화를 위하여 다시 회전된다. 문제가 발생된 후에 발생하는 초기화에 관해서는, 상당량의 토너가 용지로 전사된 토너를 포함하여, 화상 담체 상에 존재하게 된다. 상기 토너량은 때때로 너무 많아서 소제부재가 견인에 의해서 이를 제거하지 못함으로서 상기 토너는 때때로 화상담체 상에 부분적으로 잔류하게 되는 것이다. 그러면, 상기 화상담체에 접촉하는 방식의 대전장치로 구성된 것을 사용하면, 토너가 상기 대전장치와 화상담체 사이를 통과하게 됨으로서 대전장치가 균일한 대전을 수행할 수 없도록 하여 주는 것이다. 그 결과, 하얀 줄무늬가 화상담체 상에 나타나게 되어 결과적으로 화상 결함을 초래하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 상기 장치(2)에서 설명한 바와 같이, 소제부재로 작용하는 전기자장의 세기를 강화시키는 방식으로 전압이 제어될 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 화상담체의 광전도 층이 현저한 정전기적인 피로를 겪게 되어 화상담체의 수명을 저하시킨다고 하는 또 다른 문제점을 발생시킨다. 이는 부분적으로는 전기자장의 방향이 견인과 토너의 재 부착에 할당된 전기자장의 강도에 일치하는 관계로 전환되기 때문이고, 부분적으로는 상대적으로 높은 방전전위가 반복적으로 인가되기 때문이다.

상기 소제부재가 화상담체에 빈번하게 접촉하도록 유지된다고 가정한다. 그러면, 소제부재는 화상담체가 정지할 때마다, 화상담체의 표면에서 동일 부위에 접촉하게 된다. 상기 소제부재가 로울러로서 이루어질 때, 화상담체의 표면은 부분적으로 변형을 겪게 되며, 이는 부분적으로는 로울러의 구성요소가 분리된다거나, 또는 부분적으로는 화상담체의 광전도 층에 화학적으로 반응하기 때문이다. 이는 후에 화상담체가 가동될 때, 생성되어야 할 화상 위에 하얀 줄무늬를 발생시키는 원인이 된다.

또한, 화상담체가 정지되는 때에 화상담체와 소제로울러사이의 닢부에서 토너가 존재한다면, 이는 종종 재생되지 않는다. 특히, 고온이고 습한 환경에서는, 토너가 고체화되어 소제로울러가 닢부에서 탄성력을 잃어버릴 원인을 제공하는 것이다. 이는 소제로울러의 토너 제거 능력을 저하시킨다.

소제단계에 후속하는 대전단계동안 대전 로울러가 이에 접촉하는 화상담체에 전하를 주입하는 방식이라고 가정한다. 그러면, 상기에서 설명한 소제작동의 결함은 잔류토너가 대전부재 상에 부착하여 균일한 대전을 이루지 못하도록 하여 주는 것이다.

한편, 상기 장치(1)와 (2)는 화상담체의 노출부에서 화상담체의 전하와 동일한 극성의 토너를 부착함으로서 잠상을 현상시키는 현상시스템, 소위 역현상(reverse development)과 관계된 특정 문제점을 고려하지 않은 것이다. 특히, 역현상시스템에서는 대전기가 항상 작동 가능하게 유지되는 바, 이는 토너가 비대전부상에 부착하기 때문이다. 그러나, 대전 및 방전이 통상적으로 화상사이에서 화상담체 상에 재 부착된 토너 위에서 영향을 받게 되면, 상기 토너에 부착된 전하량은 증가하게 되는 바, 이는 화상담체의 전위가 원인이 되어 토너가 존재하는 부분과 토너가 존재하지 않는 부분이 다르게 되는 결과에서이다. 증가된 전하량과 함께 화상담체상의 불규칙한 전위 분포는 화상담체로부터 토너를 제거하는 것을 어렵게 하여주고 그에 따라서 현상장치에서의 토너수집에 결합을 발생시킨다.

본 발명은 구조적으로 간단하며, 화상담체로부터 모든 잔류 전하를 소제부재로 이동시킬 수 있는 화상형성장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 전체크기를 증가시키지 않으면서 화상담체로부터 모든 토너를 수집하는 구조를 이룰 수 있는 화상형성장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 소제능력을 향상시키고, 현상장치 내에 잔류 토너를 수집시키고, 재사용되도록 하여 주는 화상형성장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 화상담체의 초기화 시에 또는, 장치가 소제단계에 도달하기 전에 정지되어 재 가동되는 때에, 또는 가온작동시에 화상담체 상에 남아 있는 상당량의 토너량에 기인하는 소제결함을 제거할 수 있고, 그에 따라서 결함화상을 제거하며, 화상담체의 수명단축을 제거할 수 있는 화상형성장치를 제공함에 또 하나의 목적이 있다.

그리고 본 발명은 하얀 줄무늬 또는 이와 유사한 결함이 화상에 나타나는 것을 방지하도록 개선된 화상형성장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 화상담체와 소제부재사이의 닢부에서 잔류화상을 확실하게 제거시킴으로서 균일한 대전을 보장하는 화상형성장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 다음 화상형성을 위하여 균일한 대전을 보장하는 화상형성장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 화상형성과정에 관계하는 구성부분에 토너가 이동되는 것을 방지하고, 특히, 화상담체에 접촉하는 화상전사장치와, 용지에 이동되는 것을 방지함으로서 용지의 후단부가 오염되는 것을 방지하는 화상형성장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 화상담체 상에 남아 있는 모든 토너를 수집할 수 있는 화상형성장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 역현상에 효과적이고, 현상장치내에 화상담체로부터 제거된 잔류토너를 효과적으로 수집하는 방식의 화상형성장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 다른 화상형성장치는, 화상전사가 이루어진 후에, 화상담체 상에 남아 있는 잔류토너를 제거하고, 토너를 수집하며, 화상담체 상에 정전기적으로 형성된 참상을 현상시켜서 이에 일치하는 토너화상을 생성하는 현상장치를 갖는다. 화상전사장치는 토너화상을 기록매체로 이동시킨다. 소제장치는 화상담체를 사용하는 단일 화상형성과정동안에, 잔류토너를 끌어당기고, 유지하기 위하여 한 방향으로 전기자장을 인가하며 다음 화상형성에 영향을 주지 않는 화상담체의 영역내의 토너를 재 부착하기 위하여 상기 전기자장의 방향을 절환시킨다. 상기 화상담체는 현상장치로 토너를 이동시킴으로서 토너가 현상장치에 의해서 정전기적으로 수집되도록 한다. 상기 소제장치는 화상담체에 접촉하고, 화상담체와 함께 이동하는 소제부재를 갖추며, 상기 소제부재와 화상담체사이에 형성된 닢부에서 잔류토너를 마찰시켜줌으로서 상기 토너를 동일극성으로 대전시키고, 정전기적으로 토너를 끌어당기게 되며, 상기 소제부재로 전압을 인가하는 전압인가장치를 포함한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세하게 설명한다.

본 발명을 보다 상세히 이해하기 위하여, 종래의 장치 (1)-(3)을 보다 자세히 도시하였다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 장치(1)는 화살표 방향으로 회전하는 광전도 요소 100을 가지고 있다. 드럼 100의 주위에는 전사사진처리를 실행할 수 있고, 잠상형성부 110, 현상부 111, 화상전사부 112, 및 로울러 113등의 다양한 부분들로 배치되어 있다. 잠상형성부 110은 노출부위와 대전부위로 구성되어진다. 바이어스(BIAS) 전원 115는 스위치와 분극기(SELECTOR) 114를 경유하여 로울러 113에 연결되어진다. 이하처럼 로울러 115, 바이어스 전원 115 및 스위치 114는 소제장치의 구성요소가 된다. 첫째로, 전원 115는 일련의 복사 처리과정동안에 드럼 100상에 잔존하는 잔류토너에 대한 반대극성의 바이어스 전압을 로울러 113에 인가한다. 상기 바이어스 전압은 잔류하는 토너를 끌어당기기 위해 로울러 113에 인가된다. 연속적으로 전원 115는 화상형성에 영향을 주지 않는 드럼 100의 표면부위에 상기 전압에 반대하는 바이어스 전압을 로울러 113에 인가한다. 결과적으로, 로울러 113위에 일단 부착되는 토너(TONER)는 드럼100에 재 부착이 되거나 복귀되어 현상부 111로 이동된다.

제2도에 나타낸 바와 같이, 장치 2는 전자 사진 처리를 실행하기 위한 대전부 101, 노출부 102, 복수개의 현상부 103, 중간 전사 드럼 104, 회전할 수 있는 털 브러쉬 105를 갖추고 있다. 상기한 부분들은 광전도 드럼 100 주위에 배치되어 있다. 화상전사 유니트 106은 드럼 104에 결합되어 있다. 수집 로울러 107은 털 브러쉬 105에 접촉하여 고정되어진다. 바이어스 전원 108이 로울러 107에 연결된다. 털 브러쉬 105와 바이어스 전원 108은 소제장치를 구성한다. 작동시에 털 브러쉬 105는 드럼 100에 따라 회전하며, 마찰에 의해 즉, 토너의 극성을 변환시킴에 의해 드럼 100의 표면에 잔류하는 토너를 긁어서 이탈시킨다. 털 브러쉬 105에 부착된 토너는 전원 108에 의해 토너의 극성에 반대하는 극성으로 바이어스 된 로울러 107에 이송되어진다. 털 브러쉬 105는 토너의 작동기능에 관련하여, 긁어 소제하는 시간에 변환된 토너의 극성에 특별한 관련을 가지는 재료로 구성되어진다.

도면에 나타내지는 않았지만, 상기 장치2는 광전도 요소에 접촉하는 전도부재를 가진다. 화상형성영역에 일치하는 광전도 요소의 용지 접촉 일부분이 전도부품에 접할 때, 전도부재는 잔류토너를 끌어당기게 된다. 비화상 영역에 대응하는 용지의 비접촉 부분이 전도부재에 접할 때, 전도부재는 광전도요소 위에 토너를 재 부착한다. 상기 토너는 광전도 요소에 의해 현상장치로 이송되어지고, 현상장치에 의해 정전기적으로 수집된다.

상술한 장치(1)-(3)은 앞서 기술한 바처럼, 해결되지 않은 다양한 문제점을 가지고 있다.

제3도에는 본 발명에 따른 화상형성 장치의 기본적인 구조가 도시되어 있다. 상기 장치(1)는 예시한 바처럼 광전도 드럼 2로서 구현되는 화상담체를 가진다. 드럼2는 OPC 또는 이와 유사한 유기 물질로 형성된 광전도 층을 갖는다. 드럼 2가 도면에서 화살표로 지시된 방향으로 회전되도록 하여 주는 구동 메카니즘(MECHANISM)은 도시되어 있지 않다. 대전장치 3, 노출 장치 4, 현상장치 5, 화상전사장치 6, 소제장치 7 및 방전장치 11은 화상 형성처리를 실행하기 위해서 드럼 2의 주변과, 회전 방향으로 배치되어 있다. 상기 전송장치 6과는 다른 다양한 장치가 하나의 처리 카트리지 PC에 구성되어 질 수 있다는 것을 알아야 한다.

대전장치 3은 드럼 2에 접촉하거나 분리되도록 이동할 수 있다. 특히 제4도에 나타낸 바와 같이, 대전장치 3은 드럼 2에 접촉하여, 드럼 2에 전하(CHARGE)를 주입하도록 구성되어진다. 상기 목적을 위해, 상기 장치 3은 드럼 2에 접촉하고, 분리될 수 있는 전도성 대전 로울러 3A를 갖춘다. 대전 로울러 3A는 지지판 3A2에 의해 지지되어지는 회전축 3A에 끼워진다. 지지판 3A2는 상, 하로 움직일 수 있는 브라켓(BRACKET) 3B에 대하여 상, 하로 움직일 수 있다. 상기 배치에서, 대전 로울러 3A가 드럼 2에 접촉할 때, 드럼 2의 회전이 뒤따른다. 코일 스프링(COIL SPRING) 3C는 축 3A1이 드럼 2측으로 향해서 지속적으로 기울어지게 하기 위해서 축 3A1과 각각의 지지판 3A2의 사이에 장착되어진다.

상기 브라켓 3B는 각도를 가진 부품으로 이루어지고, 상승 가능한 축 3D에 상단부가 부착되어진다. 상기 축 3D는 브라켓 3B가 부착되는 평면을 가지는 로드(ROD)의 부재이다. 구동부재 3E가 상하로 움직일 때, 축 3D는 브라켓 3B를 상하로 움직이게 한다. 결과적으로, 대전 로울러 3A는 드럼 2에 접촉하거나 분리되도록 선택적으로 이동된다.

상기 구동 부재 3E는 솔레노이드(SOLENOID) 3F에서 연장된 시동기(ACTUATOR) 3F1에 연결되어진다. 코일 스프링 3F2는 시동기 3F1과 솔레노이드 3F의 몸체사이에 장착되어진다. 시동기 3F1이 작동되지 않는 동안, 즉 평상시에 시동기 3F1은 코일 스프링 3F2에 의해 상승된 위치에서 고정되어진다. 그러므로, 대전 로울러 3A는 드럼 2로부터 떨어져서 자리잡게 되어지는 것이다. 특히, 솔레노이드 3F는 대전단계 이외에서는 구동되지 않은 상태로 남는다. 따라서, 대전 로울러 3A는 대전 단계동안에만 드럼2에 접촉하여 드럼 2의 광전도 층을 균일하게 대전한다.

제3도에 나타낸 바와 같이, 대전 장치 3은 대전 로울러 3A에 연결된 전원 3G를 포함한다. 상기 전원 3G는 대전 로울러 3A에 -850V의 대전전위를 인가하기 위한 회로와 접지 회로(A GROUND CIRCUIT) 및 상기 2개의 회로 중 어느 하나를 선택하기 위한 스위치 3H를 갖는다. 대전 로울러 3A가 드럼 2에 접촉하여 고정되어질 때, 스위치 3H는 -850V를 선택한다. 스위치 3H는 마이크로스위치 (MICROSWITCH) 또는 트랜지스터(TRANSISTOR) 또는, 이하 유사한 전기부품으로 이루어지고, 수동이나 자동으로 작동한다. 상기와 같은 스위치는 이후에 기술할 다른 스위치도 적용된다.

상기 노출장치 4는 화상주사기(IMAGE SCANNER)로부터의 화상 신호입력에 반응하여 레이저 빔(LASER BEAM)을 방출하는 광학 기재 시스템을 사용한다. 상기 장치 4는 드럼 2상에서 잠상을 정전기적으로 형성한다. 만약에 원한다면 광학 기재 시스템은 촛점 광학(FOCUSING OPTICS)의 사용에 의해 유리 플라텐(PLATEN)위에 문서를 비추는 시스템으로 대체가 가능하다.

상기 현상장치 5는 자석 브러쉬를 사용한다. 본 발명에서 자석 브러쉬는 마찰대전 토너가 상기 담체 상에 자기적으로 부착되는 2성분계로 이루어진 현상제를 사용한다. 상기 이유로서 현상장치 5A는 현상 슬리브(SLEEVE) 5B와 케이스(CASE) 5A안에 배치되는 교반나사(AGITATOR SCREW) 5C를 가진다. 상기 슬리브 5B는 드럼 2의 표면이 접하는 동안에 회전한다. 상기 교반나사 5C는 마찰에 의해 토너를 대전시킨다. 슬리브 5B는 드럼 2에 마주하는 자기극을 가지고, 현상제를 이송하기 위한 자기극과 현상하기 위한 주극(MAIN POLE)을 구성한다. 상기 극이 갖추어져 슬리브 5B는 현상제로 하여금 자석 브러쉬를 형성하게 한다. 상기 자석 브러쉬는 닥터(DOCTOR) 5D에 의해 양을 조절하고, 동시에 드럼 2상에 형성된 잠상에 접촉하여 잠상을 현상시킨다.

전원 5E가 슬리브 5B에 연결되고, 드럼 2상에 이송되는 잠상에 토너의 정전기적(ELECTROSTATIC) 전송을 증진하기 위한 바이어스를 인가시킨다. 전원 5E는 슬리브 5B에 -600V의 전압과 +150V의 전압을 각각 인가하기 위한 회로와, 두 개의 회로 중에 하나를 선택하기 위한 스위치 5F를 갖추고 있다. 상기 스위치 5F는 현상 시에 두 가지의 다른 전압중 하나를 선택하고, 드럼 2에 남아있는 토너를 견인 시에 다른 전압을 선택하며, 나중에 기술하는 것처럼 극성을 변환한다. 제3도에서, 스위치 5 F는 현상할 때에는 -600V를 선택하고, 견인할 때에는 +150V를 선택한다. 이는 현상 시에 반발작용으로 인하여 슬리브 5B에서 드럼 2로 토너의 이송을 증진하고, 견인 시에 극성이 변환되어진 토너의 전송을 증진한다.

화상전사장치 6은 탄소, 또는 이와 유사한 전도성 재료를 함유한 우레탄(URETHANE) 고무로 형성된 반도체 로울러로 구성된다. 상기 로울러는 드럼 2에 접촉하고, 화상 전송을 위해 바이어스 전원 6A에 연결되어 있다. 전원 6A는 +950V의 전사 바이어스를 인가하기 위한 회로, 접지회로, 전사 바이어스보다 높은 전압을 인가하기 위한 도시하지 않은 회로 및 세 가지의 회로 중 하나를 선택하기 위한 스위치 6B등을 갖추고 있다. 상기 전사 바이어스는 현상된 화상 또는 토너 화상이 드럼 2에서 용지 공급장치 8로부터 공급된 용지로 정전기적으로 전송될 때, 로울러에 인가된다. 전사 바이어스보다 높은 전압은 드럼 2의 재배치 지역이 로울러에 접할 때 선택되어진다. 특히, 현상장치의 바이어스에 의하여 음전하를 가지는 토너는 화상형성영역의 후단부 주위에서 드럼 2상에 부분적으로 존재하고, 상기 토너의 이러한 부분은 전사 바이어스(+950V)에 의해 반도체 로울러에 전사되고, 양으로 대전한다고 가정한다. 그러면, 전사 바이어스 보다 높은 상기 전압은 토너로 하여금 로울러에서 드럼 2의 재부착 영역으로 전사되도록 하여준다.

용지공급장치 8은 한 묶음의 용지가 장착되는 카세트(CASSETTE)를 갖춘다. 한 장의 용지 S는 카세트에서 한 쌍의 정합(REGISTRATION)로울러 8A로 공급된다. 한 쌍의 로울러 장치 8A는 드럼 상에 옮겨지는 토너 화상의 선단부가 용지에 만나는 시간에 맞추어 용지 S를 움직인다.

상기 소제장치 7은 드럼 2에 접촉하거나 분리되도록 이동 가능하다. 특히, 제5도에 나타낸 것처럼, 상기 장치 7은 드럼 2에 접촉하거나 분리되도록 이동 가능한 방법으로 이동 수단 70에 의해 지지되는 소제로울러 7A를 가진다. 소제로울러 7A는 도면에서 단지 하나만 보이는 지지판 7C에 저어널(JOURNAL) 결합되는 회전축 7A1에 장착되어진다. 지지판 7C는 케이싱 7B에 의해 활주가능하도록 지지되어진다. 상기 케이싱 7B는 로울러 7A의 일부분이 부분적으로 외부로 노출이 되는 형상을 가진다. 코일 스프링 7D는 케이싱 7B와 각 지지판 7C 사이에 장착되고, 드럼 2를 향해서 항상 로울러 7A를 치우치게 한다. 로울러 7A는 화상전사 후에 드럼 2에 접하여 드럼 2D와 동일한 방향으로 이동하도록 사전에 선택된 방향으로 회전된다. 그러나, 로울러 2A는 드럼 2에 접촉할 때, 드럼 2보다 약간 빠른 속도로 회전된다. 상기 조건에서 로울러 7A는 드럼 2에 잔존하는 토너를 마찰시킨다. 제3도에 나타낸 구조에서 로울러 7A는 드럼 2보다 1.4배 빠른 속도로 회전된다.

제5도에 나타낸 바와 같이, 축 7B1는 케이싱 7B의 상부를 관통한다. 케이싱 7B는 드럼 2에 접하도록 로울러 7A로 움직이는 방향과, 드럼 2로부터 떨어지는 방향으로 축 7B1을 중심으로 회전한다. 장력 스프링 7E는 케이싱 7B의 하부와 도시하지 않은 고정부재사이에 장착되어 상기 로울러 7A가 드럼으로부터 떨어지도록 편향지지한다.

앞서 언급한 이동 수단 70은 케이싱 7B를 움직이는 구동부 7F로 구성되어진다. 상기 구동부 7F는 편심캠(CAM) 7F1, 캠축 7F2, 일 방향 클러치(CLUTCH) 7F3, 솔레노이드 7F4, 클러치 레버 7F5를 갖추고 있다. 돌출부 7F1은 차례로 일 방향 클러치 7F3에 연결된 캠축 7F2에 장착된다. 돌출부 7F3A는 클러치 7F3의 드럼부분에 형성된다. 클러치 레버 7F5는 솔레노이드 7F4에서 연장된 시동기 7F4A에 연결되고, 경사방향으로 이동이 가능하다. 클러치 레버 7F5의 일단은 클러치 7F3의 돌출부 7F3A에 마주한다. 클러치 7F3은 캠 7F1의 큰 직경부분이 케이싱 7B의 후방 측에 접할 때와, 같은 캠 7F1의 작은 직경부분이 케이스 7B의 뒷쪽에 접할 때, 캠축 7F2의 회전을 막기 위해서 구성되어진다. 그러므로 한 쌍의 돌출부 7F3A는 클러치 7F3에 위치하고, 서로 180°의 각도로 떨어진 공간을 형성한다. 도시하지 않은 제어부는 솔레노이드 7F4를 구동시킨다. 솔레노이드 7F4가 작동하지 않을 때, 즉, 평상시에 솔레노이드 7D4의 시동기 7F4A는 돌출위치에서 고정된다. 결과적으로, 제5도에 나타낸 것과 같이 클러치 레버 7F5는 시계 반대방향으로 회전되고, 돌출부 7F3A중의 어느 하나에 인접한다. 솔레노이드 7F4는 캠 7F1과 케이싱 7B의 위치관계가 변하는 경우에 작동한다. 큰 직경의 캠 7F1부분이 케이싱 7B의 뒷쪽에 접할 때, 로울러 7A는 드럼 2에 접촉한다. 상기 캠 7F1의 보다 작은 직경부가 케이싱 7B에 접촉할 때, 로울러 7A는 드럼 2로부터 떨어진다.

제3도에 나타낸 바와 같이, 소제를 위한 전원 7G가 소제로울러 7A에 연결된다. 전원 7G는 로울러 7A에 각각 +300V와 -500V를 인가하기 위한 두 개의 회로와, 로울러 7A에 +500를 인가하기 위한 도시하지 않은 회로와, 세 개의 회로중 어느 하나를 선택하기 위한 스위치 7H를 갖추고 있다. 상기 세 개의 회로는 토너의 전사에 기인하는 전기자장을 형성하기 위하여 각각 이용된다. 특히, +300V 회로는 드럼 2으로부터 잔류토너를 견인하기 위한 전기자장을 형성한다. 드럼 2의 화상형성영역에 남아있는 토너가 로울러 7A에 완전히 모아진 후에 -500V와 +500V 회로가 로울러 7A에서 드럼 2으로 토너를 역으로 이동시키기 위한 전기자장을 형성하기 위하여 선택적으로 이용된다.

상기한 바처럼, 바이어스 전압이 바꾸어지는 이유는 다음과 같다. 현상 장치 5에 의해 드럼 2에 부착되는 토너는 현상을 위한 바이어스에 의해 음극성의 전하를 가진다. 화상전사단계에서, 용지 S에 전사되어지는 토너는 화상전송을 위한 바이어스에 의해 양극성으로 대전된다. 결과적으로, 화상전사 후에 드럼 2상에 잔류하는 토너는 부분적으로 음극성이고 부분적으로 양극성이다. 상기 상태는 제6도에 도시되어 있다.

한편, 제7도상에는 드럼 2상의 잔류토너가 소제 로울러 7A와 드럼 2사이의 닢부(ANIP)로 이동된다. 상기 닢부에서 토너는 드럼 2와 로울러 7A사이의 원주속도 차이에 기인한 마찰에 의해서 대전된다. 이러한 마찰은 전체 토너를 음극으로 대전시키도록 선택된다. 상기 음극으로 대전된 토너는 전원 7G에서 로울러 7A로 인가된 +300V에 의해서 형성된 전기자장에 의해서 이끌리게 된다. 그 결과, 토너가 드럼 2에서 로울러 7A로 이동된다.

제8도는 전압과, 이에 관련한 토너 제거율 사이의 관계를 보여주고 있다. 제8도에서 세로와 가로좌표는 토너제거율과 전압을 각각 나타내고 있다. 곡선 a는 드럼 2와 제3도의 소제로울러 7A사이의 마찰에 의하여 음극성을 가지는 토너를 나타낸다. 곡선 b는 드럼 100과 제2도의 털 브러쉬 105사이의 마찰에 의한 양극성을 가지는 토너를 나타내는 것이다.

곡선 a에서 나타내는 바와 같이, 소제로울러 7A에 인가된 음극 바이어스가 강화될 때, 토너제거율은 급격히 격감하고, 제거되어지는 토너가 거의 없다. 그러나, 음극 바이어스가 소제로울러 7A에 가해질 때, 토너제거율은 급격히 상승하고, 바람직한 상태가 유지되도록 하여준다. 이것은 로울러 7A와 드럼 2사이의 토너가 전체적으로 음극성 전하를 가진다는 것을 증명한다. 반대로, 곡선 b에서처럼, 제2도의 수집 로울러 107에 인가된 음극 바이어스가 연속적으로 강화될 때, 토너제거율이 즉각 상승되지만 현저한 정도는 아니다. 이것은 털 브러쉬 104가 드럼 100상에 잔존하는 토너를 마찰시킬 때, 같은 극성의 토너로 대전시키기에 충분한 마찰력이 성취할 수 없다는 것을 보여주며, 모든 토너는 양극으로 대전되지 않는다는 것이다.

상기에서 로울러 7A와 잔류 토너를 문지름에 의해서 같은 극성의 토너로 대전시키기에 충분한 마찰력을 얻는 것과, 그에 따라서 종래보다 높은 토너제거율을 성취한다는 것을 알 수 있다.

제9도는 세로 좌표에 토너제거율과 가로좌표에 드럼 2의 속도에 대한 로울러 7A의 속도율을 표시하고 있다. 가로좌표 상에서 0는 드럼 2가 회전하는 동안에 소제 로울러 7A가 정지하고 있는 상태를 보여주고 있다. 도시한 것처럼, 로울러 7A가 상기 전자와 후자 사이의 닢부에서 드럼 2와 같은 방향으로 회전할 때, 토너제거율은 로울러 7A의 회전속도가 드럼 2의 회전속도보다 1.4배가 될 때까지 증가하지 않는다. 즉, 속도율이 증가하지 않는다면, 같은 극성으로 토너를 대전시키는 충분한 마찰력이 얻어질 수 없다는 것이다. 다른 한편으로, 로울러 7A가 상기 닢부에서 드럼 2에 반대방향으로 회전될 때, 토너제거율은 바로 증가한다. 즉, 필요한 마찰력은 적은 속도율로도 이루어진다.

특별한 형태를 기술하고, 표시하지는 않았지만, 토너제거율을 향상시키기 위하여 로울러 7A가 닢부(NIP)에서 드럼 2의 반대방향으로 회전할 수 있는 것이다. 상기 구성은 로울러 7A가 닢부에서 드럼과 같은 방향으로 회전되는 상기 언급한 구조와는 다른 변형예이다.

상술한 기본구조에서 로울러 7A에 부착된 토너가 재사용될 때, 전원 7G는 로울러 7A에 반대방향의 전압을 인가한다. 상기 전압은 로울러 7A로부터 다음 화상이 아직 형성되지 않은 드럼 2의 표면으로 토너를 되돌린다. 상기 현상장치 5에서, 전원 5E는 드럼 2로부터 토너를 모으기 위해 슬리브 5B에 전압을 인가한다. 다르게는 화상전사장치 5의 전원 6A가 드럼 2 표면을 대전하시키기 위하여 장치 6에 전압을 인가하는 것으로 구성할 수 있다. 그러면, 로울러 7A에 부착되는 토너는 드럼 2에 재 부착되고, 전원 5E로부터 전압이 가해진 슬리브 5B에 의해 모아진다.

로울러 7A는 바이어스 전압을 받을 수 있고, 마찰에 의해 음극성으로 토너를 대전시킬 수 있는 전도성 재료로 형성된다.

드럼 2의 화상영역이 로울러 7A로부터 떨어진 후에, -500V가 반대방향으로 작용하는 전기자장을 형성하기 위해서, 전원 7A로부터 로울러 7A로 인가된다. 결과적으로, 로울러 7A상에 부착된 토너는 반발력에 의해 드럼 2로 되돌아간다. 드럼 2가 회전할 때, 드럼 2에 재부착된 토너는 드럼 2가 자리잡은 위치로 복귀된다. 상기 위치에서, 현상을 위한 바이어스가 양극성으로 바꾸기 때문에, 토너는 드럼 2에서 슬리브 5B로 이송된다.

상기 방법으로 제3도의 장치는 소제장치 7로서 드럼 2의 잔류토너를 소제하고, 장치 7에 가해지는 바이어스를 조절함으로서, 현상장치 5로서 토너를 모은다. 또한, 제3도에 도시한 바와 같이, 나타낸 것은 용지 S상의 잔존 전하를 분산시키기 위한 바늘 9가 갖추어지며, 정착부(A FIXING UNIT)에 용지 S를 이송하기 위한 이송부 10, 및 드럼이 작동하는 동안에 작동하고, 램프(LAMP)가 갖추어진 방전장치 11등이 갖추어진다.

본 발명의 바람직한 실시예를 이하에 설명한다.

제10도는 본 발명의 첫 번째 실시예를 기술하기 위한 타이밍 차트(TIMING CHART)이다. 기재된 화상형상단계는 일예로서 음극대 양극의 현상에 집중되어 있다. 제3도와 제10도에 나타낸 바와 같이, 도시하지 않은 인쇄 버튼(BUTTON)이 눌러질 때(ON), 드럼 2는 회전하기 시작한다. 대전장치 3에서 솔레노이드 3F는 대전 로울러 3A를 드럼 2에 접촉시키기 위해 작동된다. 동시에 전원 3G의 스위치 3H는 -850V를 선택하여서, 드럼 2가 음극성으로 균일하게 대전된다. 잠상은 노출장치 4내에 포함된 광학장치에 의해 드럼 2의 대전 표면상에 형성된다. 드럼 2의 표면 전위는 검정 단색화상(BLACK SOLID IMAGE)에 일치하는 잠상의 일부분내의 -150V이다. 잠상이 드럼 2에 의해 현상장치로 이동되면, 토너 화상을 생성하기 위한 슬리브 5B에 의해 현상되어진다. 특히, -600V 바이어스가 전원 5E에서 슬리브 5B로 가해지기 때문에, 슬리브 5B상에서 이동되는 현상제의 토너는 잠상으로 이송된다.

토너 화상은 드럼 2에 의해 화상전사장치 6으로 이송된다. 상기 장치 6에서, 전원 6A로부터의 +950V 바이어스 출력은, 토너 화상을 형성하는, 토너가 드럼 2에서, 용지이송장치 8로부터 이송된 용지 S로 전사되도록 한다. 결과적으로, 상기 용지 S는 드럼 2로부터 분리되고, 도시하지 않은, 고정 장치로 전송된다.

화상 전송 후에, 상기 드럼 2는 소제 장치 7쪽으로 이동한다. 이는 소제장치 7이 드럼 2의 화상 영역에 잔류하여 있는 토너를 제거하는 소제 절차를 밟게 하며, 그리고 현상장치 5가 그것을 수집하도록 한다. 상기 드럼 2상의 잔류토너는 제6도에 도시한 바와 같이. 극성에 있어서 부분적으로 양극성을 가지고, 부분적으로는 음극성을 가진다. 그러나, 실질적으로 많은 양의 토너는 전사 바이어스와 현상 바이어스의 차이에 기인하여 양으로 대전된다.

소제장치 7에서, 화상이 드럼 2의 제1화상 형성 영역에서 형성되기 시작하는 그 시간은 포함하여, 상기 로울러 7A는 인쇄 버튼이 눌리워지는 그 시간에, 드럼 2에 접촉을 시작하도록 한다. 상기 대전장치 3은 화상 영역을 후단부 측으로 대전할 때, 드럼 2로부터 멀리 떨어지도록 이동된다. 따라서, 0V의 대전 전위가 뒤따라오는 화상 영역에 부착된다.

제5도에서, 이동수단 7의 솔레노이드 7F4에 전압이 가해지면, 편심 캠 7F1의 대(larger)직경부는 케이싱 7B의 후방부에 대향하여 접촉하도록 된다. 결과적으로, 소제 로울러 7A가 전술한 닢부(nip)를 형성하는, 드럼 2에 접촉한다. 상기 닢부에서, 드럼 2상의 잔류토너는 마찰에 의하여 음극성으로 대전된다. 이때, +300V가 전원 7G로부터 로울러 7A에 가해지고, 상기 로울러 7A가 음극성을 가지는 토너를 끌어당기도록 한다.

상기 로울러 7A가 토너를 상기 드럼 2로부터 화상 영역의 후단부로 끌어올려 모은 후, +300V의 대신에 로울러 7A에 전원으로부터 -500V가 가해진다. 이 전압은 현상 장치 5에 가해진 바이어스와 동일한 극성을 가진다. 결과적으로, 드럼 2와 로울러 7A에서 작용하는 전기자장의 방향이 역전된다. 상기 드럼 2의 제1화상영역의 후단부가 로울러 7A에서 멀어지는 때로부터, 차기 화상영역의 전단부가 로울러 7A에 도달하는 때까지, -500V가 상기 로울러 7A에 연속적으로 가해진다. 따라서, 로울러 7A상에 부착된 토너는 반발작용에 의해서 화상 형성에 관여하지 않는 드럼 2의 영역으로 방출되어 되돌려진다.

계속하여, 토너를 운반하는 상기 드럼 2는 방전(discharging)장치 11에 도달한다. 상기 장치 11은 0V의 전위를 드럼 2에 부착한다. 이때, 상기 드럼 2는 대전 장치 3에 도달한다. 이때, 상기 대전 장치 3은 이미 상기 드럼 2로부터 멀리 떨어져 있고, 상기 전원 3G로부터의 전압 공급이 중단되어 있다. 따라서, 상기 드럼 2는 장치 3에 의해 대전되지 않은 상태로 현상장치 5로 이동한다.

상기 드럼 2의 제1화상영역의 후단부가 대전장치 3으로부터 멀리 떨어져 있을 때, 드럼 2의 표면 전위는 0V이다. 그러나, 실질적으로 상기 드럼 2는 전사 바이어스에 기인한 화상 전사 후에는 약 +20V로, 소제 바이어스에 기인한 소제 후에는 약 -50V로 대전된다. 이는 드럼 2의 표면전위가 방전장치 11에 도달하면서 상기 드럼 2와 토너사이에서 정전기적으로 방출되는 양만큼 감소하기 때문에 별 문제가 없다.

상기 현상 장치 5에서 드럼 2의 제1화상영역의 후단부가 상기 슬리브 5B로부터 멀어지자마자 곧 전원 5E로부터 슬리브(sleeve) 5B로 가해진 전압이 -600 현상 바이어스에서 +150v로 변환된다. 상기 -600V의 전압은 상기 드럼 2에 의하여 장치 5로 운반된 토너에 대하여 반대되는 극성을 가진다. 결과적으로, 상기 토너는 드럼 2로부터 슬리브 5B로 운반된다.

상기 소제장치 7에서, 드럼 2의 제1화상영역의 후단부가 로울러 7A로부터 멀어진 후에, 상기 로울러 7A는 토너가 드럼 2상에 다시 부착되도록 하는 거리만큼 완전하게 1회전한다. 이때, 상기 로울러 7A는 드럼 2로부터 멀어진다. 이는 토너가 로울러 7A로부터 드럼 2의 화상영역으로 역으로 전사되어지는 것과, 드럼 2의 배경부를 오염시키는 것을 방지한다. 상기 현상 장치 5로부터 멀어진 상기 드럼 2는 소제 장치 7에 도달한다. 그러나, 상기 로울러 7A가 드럼 2와 간격을 두고 있기 때문에, 드럼 2의 잔류 표면 전위는 방전장치 11에 의하여 간단히 방전되어 그 드럼 2는 차기 대전 단계를 준비한다.

제11도는 상술한 토너수집처리가 연속되는 용지 사이에 어떻게 실행되는지를 보인다. 도시한 바와 같이, 연속적인 용지들 사이의 토너수집은 제10도에 도시한 바와 동일하게 실행된다. 그러나 그 차이점은, 토너가 로울러 7A로부터 드럼 2로 되돌려질 때의 회전속도가 선속비에 있어서 1보다 작게 선택되는 것이 아니라, 1보다 크게 선택되어진다는 것이다. 이는 용지들 사이의 간격 동안에 실행되어지는, 드럼 2로 토너를 되돌리는 것에 필요한 시간의 주기를 감소시킨다. 용지들 사이의 간격이 드럼 2상에 차기 화상을 형성하기 위하여 사용되어진다는 것이 주목할 만하다. 결과적으로, 제2화상 형성에로의 기간이 감소되어진다.

본 발명의 제2실시예를 설명한다.

제3도에 보여지는 장치에 의하면, 로울러 7A에 의하여 수집된 토너가 닢부에서 실행된 마찰 대전에도 불구하고 양극성으로 유지하는 것이 전사 바이어스에 의한 영향에 기인함을 보인다. 이때, 상기 토너는 재 대전으로 음극성을 가짐에 불구하고 상기 로울러 7A로부터 방출되어 질 수 없다. 이러한 점에서, 다른 실시예가 +500V의 전압을 사용하는데, 이 전압은 닢부에서 마찰적으로 대전된 토너를 끌어당기도록 사용된 전하에 대하여 동일한 극성을 가지고, 크기는 더 크게한다. +500V로서 양으로 대전된 토너를 드럼 2의 재 부착 영역으로 전사하는 것이 가능하다.

이러한 목적으로, 전(前) 화상 영역의 후단부로부터 출발하여, 차기 화상형성영역에 영향을 미치는 드럼 2의 재 부착 영역에 대면할 때, 상기 로울러 7A는 2회전한다. 상기 1번째 회전 동안에, 반발에 의하여 드럼 2상에 양으로 대전된 토너를 재 부착할 수 있는 +500V가 로울러 7A에 가해진다. 상기 2번째 회전 동안에, 반발에 의하여 드럼 2로 토너를 전사할 수 있는, 그리고 토너에 대전된 마찰 전하와 동일한 극성을 가지는 -500V가 로울러 7A에 가해진다.

상기 제2실시예의 작용을 제5도와 12 내지 15도에 의하여 보다 상세하게 설명한다. 하기에 음 대 양 현상에 대하여 설명한다.

드럼 2로부터의 토너 수집에 대하여, 제2실시예는 기본적으로 상기 제1실시예에서와 동일한 방법으로 작용한다. 로울러 7A에 가해질 전압의 극성은, 드럼 2로부터 로울러 7A에로의 토너 수집과, 드럼 2상의 토너 재 부착이 열쇠이다. 비록, 드럼 2상에 잔류하는 토너가 제7도에 도시한 바와 같이 닢부에서 마찰에 의하여 음극성으로 대전되어질지라도, 때때로 그 토너는 전사 바이어스의 극성에 기인한 극성에서 부분적으로 변화한다. 로울러 7A상의, 그리고 양극성으로 변화된 토너는, 로울러 7A에 가해진 -500V의 영향에 기인한 재 부착 시간에서조차 로울러 7A상에서 방출된다.

상기 제2실시예는 로울러 7A에 의해 수집된 모든 토너를 재 부착할 수 있고, 드럼 2상에서 극성이 변화된 토너를 포함할 수 있다.

특히, 제12도에 도시한 바와 같이, 드럼 2의 재 부착 영역에 대면하여, 로울러 7A는 2회전한다. 상기 1회전 동안에, 드럼 2로부터의 토너 수집 동안에 +300V보다 큰 +500V가 로울러 7A로 가해진다. 2회전 동안에, 극성에 있어서 +500V에 반대되는 -500V가 로울러 7A에 가해진다. +500V는 더 크지만, 동일한 극성을 갖추어, 닢부에서 마찰에 의하여 대전된 토너를 끌어당기는데 사용되는 바이어스이다. 상술한 실시예에서, 극성이 변환되어, 로울러 7A상에 유지되고 양극성으로 변화된 토너가 드럼 2상에 재 부착되고, 양극성을 가지는 토너가 드럼 2상에 재 부착된다.

한편, 현상 장치 5에서, 드럼 2로부터의 정상적인 음극성의 토너 수집에 기인한 바이어스 전압인, +150V보다 낮은 전압이 제12도에서 일점쇄선으로 도시된 시간동안에 가해진다. 이는 양극성으로 변화되고 로울러 7A로부터 드럼 2로 이동된 토너가, 상기 전압과 로울러 7A의 바이어스 전압과의 사이의 차이에 기인하여 장치 5로 쉽게 이동할 수 있게 한다. 양극성으로 변환된 토너가 드럼 2상에 재 부착되고, 장치 5에 의하여 우선 수집되는 이유는, 마찰에 의하여, 장치 5에서 극성의 변화에 필요한 시간의 간격이 이용되어지기 때문이다. 양극성으로 변화된 토너의 수집 후에, +150V가 그보다 더 높은 전압으로 대용되어 드럼 2으로부터 음극성의 토너를 수집한다.

예시된 실시예에서, 드럼 2는 화상 전사 단계와 소제 단계에서 바이어스로 대전된다. 특히, 상기 드럼은 화상 전사 단계에서 -20V로 대전되고, 소제 단계에서 +50V로 대전된다. 방전장치 11이 광학 방전 기구를 사용하기 때문에, 상기 드럼 2가 OPC 또는 그와 유사한 유기질체로 형성될 때, 단지 음극성으로 대전되는 경우에 효과적이다. 그러므로, 양극성으로 대전된 드럼 2의 표면을 음극성으로 변화시키거나, 또는 음극성으로 되어 있다 하더라도 후술하는 바와 같이 방전하기 쉬운 더 낮은 표면 전위로 낮추는 것이 필요하다.

제13도는 드럼 2상에 재 부착된 토너가 현상 장치 5에 의해 수집되어진 후에 행하여지는 특별한 순서를 보이는데, 드럼 2가 상기 장치 6에 대면할 때, 상기 드럼 2의 표면 전위의 극성이 화상 전사 장치에 의하여 음극성으로 변화된다. 제14도는 재 부착된 토너가 장치 5에 의하여 수집되어진 후에 행하여지는 또 다른 특별한 순서를 보이는데, 드럼 2가 장치 7에 대면할 때, 상기 드럼 2의 표면 전위가 소제 장치 7에 의하여 음극성으로 변화된다.

상술한 바와 같이 전사 장치 6 또는 소제 장치 7에 의하여 극성이 변화된 상기 드럼 2가 상기 방전 장치 11에 대면할 때, 상기 장치 11은 조명에 의하여 드럼 2상에 0V의 표면 전위에 놓인다. 상기 드럼 2는 차기 대전 단계에서 균일하게 대전될 준비를 갖춘다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 방전 장치에 대한 부하를 감소시키고, 따라서 전체 화상 형성시간에 대한 방전시간의 비를 감소시킨다.

본 실시예에서, 상기 소제 장치에 의하여 드럼 2로부터 토너를 끌어당기는 경우와 드럼 2상에 토너를 재 부착하는 경우에, 상술한 기구(scheme)가 후술하는 바와 같이, 화상 전사 장치를 소제하는데 역시 사용된다.

상기 장치 6은 용지S가 물려 이동되는 때를 제외하고는 상기 드럼 2에 접촉하여 유지된다. 따라서, 드럼 2상의 화상 영역의 후단부는 상기 화상 영역의 후방부에 근접하는 장치 6의 반도체 로울러를 통하여 가해진 전사 바이어스에 의하여 영향을 받는다. 이러한 조건에서, 현상 장치 5에 의하여 수집되지 않은 토너가 상기 드럼 2상에 존재하지 않는다면, 상기 토너가 전사 바이어스에 의하여 장치 6으로 전사되고, 다음 용지의 배면에 전사되어 그것을 오염시킬 것이다. 이러한 문제를 제거하기 위하여, 본 실시예는 반도체 로울러 또는 전사 로울러로 가해질 바이어스를 제어하여, 상기 로울러로 전사된 토너를 드럼 2로 되돌린다. 이렇게, 상기 장치 6은 자기 정화(self-cleaning)를 수행한다.

제15도 또는 상기 장치 6의 특별한 자기 정화 처리를 보인다. 상기 드럼 2의 재 부착 영역이 장치 6의 전사 로울러에 대면할 때, 상기 장치 6은 소제 장치 7과 같이 재 부착영역에서의 전기자장이 방향과 대항하여 있다. 이는 토너의 극성에 관계없이 모든 토너를 드럼 2의 재 부착 영역으로 성공적으로 전사시킬 수 있게 한다.

제3도에 보이는 접촉형 방전 장치 3은 제16도에 도시한 바와 같이, 코로나(corona)방전형 장치나, 자침 전극형(needle electrode type) 장치로 교체하여도 좋다. 또한, 상기 소제 장치 7의 로울러가 이동될 수 없을지라도, 드럼 2상에 대전 된 토너와 접촉하고 대전 주사(charge injection)를 실행할 수 있을 만큼 그 드럼 2로부터 떨어져 고정되어도 좋다. 게다가, 소제로울러에 가해질 바이어스의 극성을 변화시키는 것, 즉 전기자장의 방향만이 설명되고, 극성의 설정과 드럼 2의 표면 전위는 상기 전기자장의 방향 변화와 동일한 방법으로 대체하여도 좋다.

본 발명의 제3실시예를 설명한다.

제3도에서, 소제로울러 7A는 ASCA C의 항목으로 경도가 20도(degree) 내지 38도, 바람직하게는 38도로 된 고무재질의 전도성 탄성부재로 이루어진다. 상기 로울러 7A는 드럼 2에 애사여 3 g/cm²의 압력으로 가압되고, 닢부에서 보여지는, 드럼 2와 동일한 방향으로 이동 가능하게 된다. 제17도에 도시한 바와 같이, 드럼 2상에 가해지는 압력은 상기 닢부가 감소될지라도, 토너가 마찰에 의하여 충분히 대전되고 로울러 7A에 의하여 가해진 바이어스 전위에 의해 토너를 최대로 끌어당기는 극성으로 되는, 그러한 임계값이다. 제18도에 도시한 바와 같이, 상기 로울러 7A의 경도는 상기 압력에 기인하여 드럼 2의 마모를 감소시키는 임계값이다. 따라서, 작은 닢부가 상디 드럼 2배면의 가속없이 설정되더라도, 로울러 7A에 의하여 끌어당겨진 토너는 미리 선택된 극성으로 대전될 수 있고, 바람직하게는 로울러 7A로 전사된다.

상기 로울러 7A는 상기 닢부에서 본, 드럼 2의 방향과 동일한 방향으로 이동한다. 선속도로서, 드럼 2에 대한 로울러 7A의 회전 속도의 비는 1보다 낮게 선택된다. 이는 로울러 7A가 닢부에서 드럼 2를 적절하게 마찰 할 수 있게 하고, 마찰에 의해 토너를 충분하게 대전시킨다. 이러한 조건에서, 드럼 2상에 남아있는 모든 토너가 동일한 극성, 즉 닢부에서 음극성으로 대전될 수 있다. 게다가, 상기 로울러 7A는 드럼 2로부터 그 주위 길이보다 더 작은 영역상으로 잔류 토너를 끌어당기도록 구성한다. 그러므로, 상기 로울러 7A상에 한번 놓여진 토너는 드럼 2의 화상 영역에 다시 대면하지 않는다.

상기한 구성으로, 상기 소제 장치 7은 제10도와 제11도에 나타낸 바와 같은 동일한 방법으로 작동한다. 로울러 7A상에 한번 놓여진 토너는 다음의 이유로 인하여, 드럼 2의 화상 영역과 다시 대면하는 장소로 다시 도달하지는 않는다.

(1) 화상형성이 그 화상 형성 영역에 부응하는 드럼 2의 제 1화상 형성 영역에서 시작하는 그 시간을 포함하여, 인쇄 버튼이 눌리워질 때 상기 로울러 7A는 드럼 2와 접촉하도록 된다;

(2) 상기 로울러 7A는 닢부에서 본 드럼의 이동방향과 동일한 방향으로 이동한다고 가정되기 때문에, 그 드럼 2상에 3 g/cm²의 압력을 가하고, 그 선속도비가 1보다 작다; 그리고,

(3) 회전 방향에서 측정되는 드럼 2의 화상 영역이 로울러 7A의 원주방향 길이보다 작다.

이는 상기 토너가 로울러 7A로 전사되어진 토너로부터의 화상 영역의 후단부가 로울러 7A의 토너에 대면하지 않음으로서 일어난다. 이는 로울러 7A상에 놓여진 토너를 드럼 2의 화상 영역의 대전 전위의 영향으로부터 보호하고, 토너가 화상 영역으로 역 전사되는 것을 방지한다.

상기 로울러 7A는 다음과 같이, 드럼 2의 화상영역에 대하여 특별히 미리 설정된 그 원주방향 길이를 가져도 좋다. 상기 실시예에서, 로울러 7A는 그 로울러 7A의 원주방향 길이보다 작은 드럼의 화상 영역으로부터 토너를 끌어당기는 것으로 예측된다. 그러나, 상기 로울러 7A의 원주 방향 길이가 단순히 기준으로 사용되어질 때, 드럼 2의 회전 방향에서 그 화상 영역의 길이는, 화상 전사에 기인하도록 된 상기 방향에서 잠재 화상 형성 영역의 길이에 부합하도록 변화되어져야 한다. 이러한 점에서, 본 실시예는 화상 영역의 최대 길이를 포함할 수 있는 원주 방향 길이로 된 로울러 7A를 제공한다. 따라서, 상기 최대 화상 영역의 짧은 화상 영역에서 잔류하는 토너가 수집되어질 때, 상기 로울러 7A는 모든 토너를 끌어당길 수 있고, 완전한 1회전 없이, 그것을 상기 화상 영역으로 되돌리는 것을 방지한다.

나아가, 상기 드럼 2의 회전 속도에 관계하는 로울러 7A의 회전량은, 드럼 2의 잠재 화상 형성 영역의 길이에 부합하여 드럼 2의 화상 영역으로부터 잔류 토너를 끌어당기도록 변화되어도 좋다. 이는 상기 용지 크기, 특히 드럼 2의 회전 방향에서의 그 길이가 감지되고, 회전 속도, 즉 로울러 7A의 회전량이 그 감지된 크기의 바이어스에 근거하여 변화되면, 작동될 수 있다. 게다가, 화상 영역의 길이에 관계없이, 즉 그 길이가크거나 또는 그렇지 않더라도, 상기 로울러 7A는 화상 영역으로부터 토너를 끌어당길 수 있고, 단지 그 원주방향 길이보다 더 작은 양, 특히 1회전 보다 더 작은 양만큼 회전된다면, 상기 화상영역으로 그것을 되돌리는 것을 방지한다.

상기 실시예의 어느 것에서도, 드럼 2와 로울러 7A가 마찰에 의하여 대전되기 위하여, 닢부에서 본, 서로 다른 반대 방향으로 이동하여도 좋다. 이 경우에 로울러 7A는 제18도에 도시한 바와 같이 그 경도가 20도 내지 38도로 된, 바람직하게는 드럼 2의 마모를 최소화하는 38도로 된 고무로 형성된다. 상기 로울러 7A는 3 g/cm²의 압력으로 드럼 2에 대하여 가압한다. 이러한 특별한 값들은 전술한 이유에 의하여 선택된다.

드럼 2에 대한 로울러 7A의 선속비는 1보다 작도록 제한하지는 않으며, 1이 되어도 좋다. 상기 로울러 7A는 회전되어, 닢부에서 드럼 2에 반대되는 방향으로 이동한다. 이러한 구성은 닢부에서 토너에 가하는 마찰을 증가시키고, 토너의 효과적인 대전을 실행하게 한다. 화상 영역의 길이가 로울러 7A의 원주방향 길이보다 더 작으면, 드럼 2에 대한 로울러 7A의 선속은 1보다 크도록 선택되어 마찰 대전이 충분히 이루어지도록 하여도 좋다. 물론, 상기 로울러 7A가 그 로울러 7A의 원주방향 길이로 짧게 된 드럼 2의 화상 영역으로부터 토너를 끌어당기게 하는 것이 필수적이다.

상술한 바와 같이, 닢부가 감소될 때조차도, 본 실시예는 마찰 대전, 특히 동일한 극성을 가진 토너를 대전하기 위하여 필요한 조건을 만족한다. 드럼 2의 화상 영역으로부터 토너를 끌어당기는 것이, 로울러 7A의 원주방향 길이의 짧은 영역에 효과적이기 때문에, 로울러 7A에 의하여 수집된 토너가 화상 영역으로 되돌려지는 것이 방지되고, 따라서, 화상 영역에서 잔류하는 바이어스에 의하여 영향을 받는 것이 방지된다.

상기 실시예에서, 드럼 2와 로울러 7A가 닢부에서 동일한 방향으로 이동한다. 원래, 이는 드럼 2상에서 잔류 토너를, 드럼 2와 로울러 7A 사이의 원주방향 속도차로부터 기인한, 마찰에 의하여 동일한 극성으로 변화시키기 위한 것이다. 그러나, 실질적으로는 모든 토너가 동일한 극성으로 변화하지는 않고, 전체적인 극성의 경향이 그러하도록 조정하는 것이다. 그러므로, 상기 잔류 토너는 마찰 대전에 의해 반대 극성으로 대전된, 그리고 극성이 없는, 즉 비마찰된 입자까지도 포함한다. 상기 로울러 7A가 닢부에서 드럼 2로부터 잔류 토너를 기계적으로 제거할지라도, 반대 극성을 가지는 입자들과 비마찰 입자들은 결함 있는 소제 작업의 결과로, 닢부에서 작용하는 전자기적인 힘에 기인하여 드럼 2에 역으로 전사된다.

상기 결함있는 소제작업은 드럼 2와 로울러 7A의 회전 방향, 즉 로울러 7A상에 놓여진 토너가 드럼 2의 표면에 대면하여 있는 동안에 그 드럼 2와 동일한 방향으로 이동한다는 사실에 기인한다. 상기 결함 있는 소제 작업을 제거하기 위하여, 로울러 7A가 닢부에서 드럼 2로 반대방향에서 이동하도록 한다. 제7도에 도시한 바와 같이, 토너가 로울러 7A에로 전사되는 드럼 2의 표면은 로울러 7A의 토너에 다시 대면하지 않는다. 이는 토너가 로울러 7A로부터 드럼 2로 역으로 전사되는 것을 방지한다.

그러나, 상기 로울러 7A가 상기한 방향으로 회전할 때, 그리고 잔류 토너를 끌어당기고 드럼 2상에서의 차기 재 부착이 로울러 7A의 원주방향 길이보다 더 작은 길이에서 반복되어질 때에, 로울러 7A에 의하여 수집될 토너는 드럼 상에서 부분적으로 이탈된다. 이는 제19a도 내지 19d도에 의하여 토너 수집과 재 부착이 로울러 7A의 원주방향 길이보다 더 작게 나타나는 것이 설명된다. 드럼 2로부터 전사된 토너를 부착하기 위한 로울러 7A의 영역을 원주방향 길이의 1/3으로 가정하자. 도시한 바와 같이, 닢부에서 드럼 7A에 대하여 반대 방향(시계 방향)으로 이동하는 동안에 그 로울러 7A가 토너를 끌어당길 때, 끌어당김을 위한 바이어스가 상기 로울러 7A에 가해진다. 이 경우에, 바이어스는 양극성을 가진다. 결과적으로, 제19a도 및 19b도에 도시한 바와 같이, 드럼 2상에 존재하는 토너는 드럼 2로부터, 점 P1과 P0 및 해칭된 부분 사이에 있는 로울러 7A의 제한된 영역으로 전사된다. 상기 로울러 7A상의 토너는 T2로 표시된다.

드럼 2상에 토너를 재 부착하기 위하여, 로울러 7A는 닢부에서 본 드럼 2와 동일한 방향(반시계방향 또는 CW)으로 이동한다. 결과적으로 제19c도에 도시한 바와 같이, 로울러 7A의 영역 P1 내지 P0에 존재하는 토너가 로울러 7A가 반발하도록 하는 극성을 가지는 바이어스로 작용되고, 드럼 2상에 재 부착된다.

드럼 2상에 재 부착되는 것이 완료된 때, 드럼 2에 초기에 대면된 로울러 7A의 점 P0이 다시 대면한다. 만약 소제가 이러한 조건에서 반복된다면, 로울러 7A의 영역 P0 내지 P1은 다시 사용되어 드럼 2로부터 잔류 토너를 끌어당기게 한다. 즉 드럼 2에 다시 대면하도록 한다. 결과적으로, 로울러 7A의 부분적은 마모가 소제 작업 효율을 낮추게 하는, 로울러 7A의 주변 영역에 나타난다.

상기한 점에서, 본 실시예는 로울러 7A를 토너의 끌어당김 및 토너 재 부착 각각의 동안에 특별한 양으로 회전하도록 하고, 이는 제20a도 내지 20d도에 나타난다. 제 20a도 내지 20d도에서, 로울러 7A는 제19a도 내지 19d도와 동일한 방향으로 회전된다. 초기에, 상기 로울러 7A는 드럼 2에 대면하는 점 PO'에 위치한다(제20a도). 이러한 끌어당김의 경우, 점 PO'로부터 점 P1'으로 팽창하는 로울러 7A의 영역은 제20b도에 도시한 바와 같이 드럼 2에 점차적으로 접촉한다. 로울러 7A상에 부착된 토너는 T2로 나타난다. 제20c도에 도시한 바와 같이, 토너를 방출하기 위하여, 로울러 7A가 드럼 2에 접촉하는 점P1'까지 이동한다. 상기 점 P1'과 점 P2'사이의 거리는 점 P1'과 점 P0'의 거리보다 더 크다. 제20d도에 도시한 바와 같이, 차기 끌어당김을 위하여, 상기 로울러 7A는 점 P2로부터 이동하여 초기 길이 P0'-P1' P0-P1' = P2-P3에 부합하는 길이에 위치한다. 결과적으로, 드럼에 접촉하는 로울러 7A의 위치와 끌어당김이 시작되는 위치는 순차적으로 변화된다. 이는 로울러 7A가 부분적인 마모로부터 방지되도록 한다.

상기한 배치로, 본 실시예는 원주방향 길이에서 로울러 7A의 마모를 균일하게 하고, 부분 마모로부터 로울러 7A를 보호한다. 그러므로 상기 로울러 7A의 수명은 소제 효과를 확실하게 할 정도로 연장된다.

본 발명에 대한 제4실시예를 후술하며, 이는 한번 정지된 화상 형성이 재개될 때 잔류 토너가 제거되게 한다.

첫째로, 화상 형성 장치에서 사고가 발생하는 경우에 어떻게 토너의 역 전사가 행하여지는 것이다. 잔류 토너의 양이 기초 화상 형성일지라도 경미하게 변화하는 동안에, (1) 용지 걸림(JAM)이 나타날 때, (2) A4 크기의 용지가 A3 크기의 서류와 함께 사용될 때, 그리고 토너가 용지에 전사되지 않고 소제부에 들어올 때, (3) 잔류 토너의 양이 두꺼운 용지 또는 환경설정의 변화에 기인한 전사효과의 감소로 인하여 증가할 때, 현저하게 변화한다.

제21도는 특별한 사고인 용지 걸림에 대한 조치를 나타낸 타이밍 챠트(timing chart)이다. 걸림의 경우에, 도시하지 않은, 센서가 그것을 감지하고, 장치를 정지시키며, 전원을 차단한다. 걸린 용지가 제거되어진 후에, 장치는 리세트(reset)되고, 다시 작동된다. 한편, 상기 장치가 운전이 정지될 때, 그 걸림이 발생된 위치에 근거하여, 비 전사 토너 화상이 현상 위치와 화상 전사 위치와의 사이, 또는 현상 위치와 소제 위치와의 사이에서 광전도성 드럼 상에 남는다. 만약, 화상 형성이 상기 조건에서 재개되면, 토너 화상은 소제 위치에 도달한다. 그러면, 상기 토너의 양이 초과되기 때문에, 상기 로울러 7A는 모든 토너를 제거할 수 없다. 결과적으로, 토너는 후류측 소제 위치를 통하여 부분적으로 통과한다. 상기 대전 로울러(3A) 또는 그와 유사한 접촉형 대전기를 사용할 때, 토너는 그것을 오염시켜, 백색의 줄무늬가 화상에 나타나게 한다. 이를 피하기 위하여, 토너 화상은 차기 화상 형성 공정이 시작되기 전에 그 드럼 2로부터 제거되어져야만 한다.

제21도에 도시한 바와 같이, 장치의 전원이 상기 걸림 후에 다시 공급될 때, 상기 드럼 2는 다시 회전을 시작한다. 전술한 +300V 전압이 로울러 7A에 가해져 드럼 2로부터 토너를 제거한다. 방전램프 11은 켜진다(ON). 대전 로울러 3A는 상기 드럼 2로부터 멀리 이동한다. +150V의 현상 바이어스가 가해진다. 전사 로울러 6에는 전압이 가해지지 않는다(OFF). 이러한 조건에서, 토너 화상은 상기 드럼 2로부터 제거된다. 토너 화상을 구성하는 토너의 대부분이 제거되어지더라도, 평상시보다 더 많은 양의 토너가 드럼 2상에 남게 되고, 로울러 7A로부터 멀리 떨어져 이동한다. 상기 로울러 7A로부터 멀리 떨어져 이동된 토너는 현상부에서 수집되는데, 이는 현상에 의하여 음극성으로 대전되기 때문이다. 드럼 2의 현상부가 상기 로울러로부터 약 드럼 2의 반정도로 멀리 떨어져 이동된 후에, 전원 7G의 전압조정수단이 작동하여 로울러 7A에 평상시보다 역 전사에 대하여 보다 밀도 있는 전기자장을 형성할 수 있는 전압 즉, -800V를 가한다. 결과적으로, 평상시보다 양에 있어서 더 많은 모든 토너가 로울러 7A로부터 드럼 2로 전사되어 현상 로울러 5B에 의하여 수집된다.

제22도는 로울러 7A에 부착된 토너의 양과, 드럼 2에 역 전사된 양과의 관계를 보인다. 도시한 바와 같이, 전기자장은 로울러 7A상에서 토너의 양이 증가되도록 밀집되어야 한다. 일반적으로, 상기 드럼 2는 방전에 의하여 전압 영역을 450V에서 500V로 가함으로써 대전되기 시작한다. 로울러 7A에 -800V의 전압이 가해지면, 드럼 2가 -400V로 대전된다. 그러므로, 로울러 7A에 가해질 정상 전압이 그 로울러 7A에 도달할 토너가 최대로 되게 하는 -800V로 될 것이다. 그러나, 상기 드럼 2가 역 전사의 경우에 -400V로 대전되기 때문에, 이 전위는 방산될 것이다. 결과적으로, 드럼 1은 전자기적인 피로를 받게 되고 그 수명이 감소된다. 역으로, 걸림 또는 그와 유사한 사고에 뒤따르는 전원의 공급 후에, 본 실시예는 드럼 2상에 토너를 재 부착시킬 때에, 화상 형성을 위하여 통상적으로 필요한 전기자장 -500V보다 더 밀집된 전기자장 -800V를 로울러 7A에 가한다. 따라서, 통상의 역 전사의 경우에 드럼 2의 방전이 약 0V 내지 5V로 낮게 되어 저자기적인 피로로부터 자유로워진다.

그러므로, 본 실시예는 드럼 2의 전자기적인 피로를 최소화하고, 통상적인 토너의 양이 들어오는 경우일 때조차도 토너 제거 능력을 저하시킴 없이 드럼 2의 수명 연장시킨다.

본 실시예의 또 다른 제어수단을 설명한다.

정지 동작후의 미리 설정된 시간 경과 후 , 로울러 7A는 드럼 2상에 토너를 재 부착시키도록 되고, 로울러 7A에 대한 전압 제어 수단이 화상 형성을 위하여 필요한 전압 제어 수단보다 더 밀집된 전기자장으로 실행된다. 특히, 화상 형성 동안에 전원 7G로부터 로울러 7A로 가해지는 전압보다 더 높은 전압이 로울러 7A에 가해짐으로써, 통상적인 화상 형성동안 보다 더 밀집된 전기자장으로 드럼 1상에 재 부착된다. 따라서, 토너의 정상적인 양이 나타나는 경우, 즉 A4 크기의 용지가 A3크기의 서류와 함께 사용될 때일지라도, 로울러 7A상에 부착된 모든 토너가 드럼 2로 되돌려지고, 현상 로울러 5에 의하여 수집된다. 이는 드럼 1의 수명이 감소되는 것을 방지하는 동안에, 로울러 7A의 소제 능력이 감소하는 것을 방지한다.

본 실시예에 대한 더 나은 제어 수단을 설명한다.

미리 설정된 복사의 수가 행하여진 후마다, 평상시보다 더 밀집된 전기자장을 형성할 수 있는 전압 제어 수단이 로울러 7A가 드럼 2상에 토너를 재 부착하도록 한다. 특히, 미리 설정된 복사의 수가 한번 실행되면, 화상 형성 동안에 전원 7G로부터 로울러 7A로 가해지는 전압보다 더 큰 전압이 로울러 7A에 가해진다. 결과적으로, 상기 토너는 평상시보다 더 밀집된 전기자장에 의하여 드럼 2로 되돌려진다. 따라서, 잔류 토너의 양이 두꺼운 용지 또는 환경 설정의 변화에 기인한 전사 효과의 감소에 의하여 증가하는 경우일지라도, 모든 토너가 드럼 2상에 재 부착될 수 있다.

본 실시예에서, 소제를 위한 전기자장과 재 부착을 위한 전기자장이 로울러 7A에 가해질 바이어스 전압을 변화시킴에 의하여 가해진다. 물론, 선택적으로 상기 바이어스 전압이 일정하게 유지되는 동안에, 상기 드럼 2가 재 부착 시에 전사 로울러 또는 그와 유사한 전사 대전기에 의하여 극성에 있어서 변화되도록, 배치되어도 좋다.

본 발명의 제5실시예를 설명한다.

본 실시예에서, 로울러 7A가 후술하는 조건에서, 드럼 2에 접촉하도록 그리고 접촉하지 않도록 이동한다. 첫째, 화상 형성이 드럼 2에서 행하여지지 않을 때, 로울러 7A는 그 드럼 2로부터 떨어진다. 둘째, 드럼 2를 사용하여 화상을 형성하기 전에, 상기 드럼 2가 화상 형성으로 할당된 방향에 대한 반대 방향으로 회전하고, 상기 로울러 7A는 드럼 2에 접촉하도록 된다. 셋째, 상기 로울러 7A는 상기 드럼 2가 화상 형성 시작에 앞서 회전을 시작하기 전에 드럼 2에 접촉하도록 한다.

상기 구성에서, 본 실시예는 제10도에 도시한 방법으로 작동된다. 로울러 7A가 드럼 2상에서의 토너의 재 부착 후에 드럼 2로부터 멀리 떨어진다. 이때, 제23도에 도시한 바와 같이, 로울러 7A가 재 부착 종료를 위한 전압을 가하는 그 시간에 드럼 2로부터 떨어져도 좋다. 이 경우에, 전원 7G의 스위치 H는 재 부착을 위한 전압의 적용을 중지하기 위하여 중립 위치에 있다. 로울러 7A가 재 부착 종료와 동일하게 드럼 2로부터 분리될 때, 상기 드럼 2는 전자기적 영향으로부터 자유로운 상태이다. 게다가, 일부의 토너가 로울러 7A상에 남아있을지라도, 이것이 드럼 2상에 부착되는 것과, 드럼의 배경부를 오염시키는 것이 방지된다. 제24도는 본 실시예의 변형예를 보이며, 로울러 7A에 전압을 가하는 것에 관계된다. 도시한 바와 같이, 드럼 2로부터 토너를 수집하기 위한 로울러 7A의 회전이 완료될 때, -500V 대신에 +300V의 전압이 로울러 7A에 가해진다. 이 경우에, 로울러 7A는 제10도에 도시한 바와 같이, 재 부착을 위한 극성 변환 후에 드럼 2로부터 분리된다. 따라서, 비록 드럼 2상에 재 부착된 토너가 사고에 의하여 화상 영역에 부분적으로 위치되어진다 해도, 이는 로울러 7A에 의하여 수집될 수 있다. 이는 드럼 2의 배경부를 오염으로부터 자유로운 상태에 있게 한다.

나아가, 드럼 2상의 화상 형성과 현상기의 수집 사이, 즉 방전하는 것과 방전 장치5에 의하여 존재하는 잔류 토너의 수집과의 사이 간격을 고려하자. 그러면, 제25도에 도시한 바와 같이, 재 부착을 위한 전압이, 상기 간격에서 재 부착 시간으로부터 드럼 2의 이동이 종료될 때까지 로울러 7A에 연속적으로 가해진다. 이 경우에, 상기 로울러 7A는 전압의 연속적인 작용동안에, 드럼 2로부터 멀리 떨어져도 좋다. 결과적으로, 화상 영역의 대전 전위는 드럼 2로부터 로울러 7A가 분리될 때까지 음극성을 유지한다. 이는 드럼 2가 OPC 또는 그와 유사한 유기질 광전도성층을 가질 때 음으로 대전되는 경향이 있게 하여, 방전 장치 11에 의한 광학 방전 효과가 향상된다. 결과적으로, 드럼 2가 차기 화상 형성의 시간에 대전기 3에 의하여 균일하게 대전될 수 있다.

이제, 드럼 2로부터 잔류 토너를 끌어당길 때, 로울러 7A가 드럼 2의 속도에 근접한 속도로 회전하고, 마찰 대전을 방해하지는 않는다고 가정하자. 그러면, 당연히 현상 장치 5에 의한 토너의 수집시간은 증가한다. 이는 차기 복사 작동을 위하여 대기하는 시간을 증가시키고, 고속 복사를 방해하는데 적합하다. 이러한 결점을 제거하기 위하여, 로울러 7A의 이동 속도는 드럼 2의 이동 속도에 의하여 증가한다. 특히, 제26도에 도시한 바와 같이, 이동 속도에 부응하는 로울러 7A의 원주방향 속도는, 로울러 7A가 드럼 2에 재 부착 영역에서 두 관계N ≥ 1)를 만들도록 선택된다. 그러면, 로울러 7A가 드럼 2에 대면하는 기회가 증가한다. 결과적으로, 토너를 드럼 2로 되돌리는데 필요한 시간의 주기를 감소시킨다. 따라서, 제27도에 도시한 바와 같이, 차기 화상 형성 용지 기간을 위한 용지 이송 단계에서, 드럼 2상으로의 토너의 재 부착을 위하여 필요한 시간이 감소되고, 번갈아서 연속적인 화상 형성 주기사이의 간격이 감소한다.

화상 형성 작동은 때때로 용지 걸림이나 이와 유사한 문제에 의하여 중단된다. 그러면, 장치의 복구 후 재 가동될 때, 드럼 2의 화상 영역은 가동 또는 가온시와 같이, 화상 전사 장치 6 또는 소제 장치 7에 못 미치는 위치에 일치하게 된다. 이와 같은 상태에서 상기 장치가 재 가동되면, 드럼 2는 초기화를 위하여 소제된다. 이러한 경우, 드럼 2상에 남아 있는 토너가 화상 형성의 중단에 의하여 전사되지 못하고 남아 있는 토너를 포함하게 되고 소제 장치 7은 통상적인 소제 작동시보다 많은 량의 토너를 드럼 2로부터 제거하여야만 한다. 그러므로, 로울러 7A에 의해서 수집된 토너가 드럼 2상에 재 부착되는 경우, 재 부착율은 제22도상에 도시된 바와 같이 바이어스 전압의 변화에 따라서 변화한다. 이러한 이유에서, 확실한 재 부착은 고압을 부여하지 않고서는 이루어질 수 없다. 그러나, 상기 고압은 드럼 2상에서 전위를 증가시키고, 그것을 분산시키기 위한 전위를 증가시킨다. 이러한 경우, 상기 분산 변위는 방전 장치 11로부터의 광량에 일치하게 된다. 이는 반복적인 방전과 마찬가지로 견인 및 재 부착을 위하여 로울러 7A에 고압을 인가하는 것에 관련하여 현저한 정전기적인 피로를 드럼 2가 겪게 되는 것이다. 이는 드럼 2의 수명을 감소시키게 되는 것이다.

제28도에 도시된 바와 같이, 상기 실시예는 드럼 2로 인가되는 전압을 증가시키지는 않지만, 드럼 2상에 토너의 재 부착을 완성시키는데 필요한 시간 주기를 증가시켜서 드럼 2의 정전기적 피로를 감소시킨다. 제28도는 용지 걸림의 제거 후에 장치가 재 가동되 특정 과정을 도시하고 있다. 용지 걸림이 발생되면, 장치의 여러부분이 작동을 중단한다. 예를 들면, 대전 장치를 포함하여 상기 장치로 인가되는 바이어스는 중단된다. 용지 걸림이 제거되면, 장치의 도어가 닫힌다. 그러면, 드럼 2는 다시 회전하고, 바이어스가 대전장치 2를 제외한 여러 장치로 인가된다. 즉, 토너를 수집하는 데에 필요한 극성의 바이어스가 현상 장치로 인가되고, 드럼 2로부터 바이어스의 견인에 필요한 극성의 바이어스와, 드럼상의 재 부착에 필요한 극성의 바이어스가 소제 장치 7로 인가된다. 상기 방전 장치 11은 상기 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 드럼 2가 회전을 개시하는 시간으로부터 화상을 형성할 준비가 이루어지는 시간 사이에서 방전을 실행함을 알아야 한다.

제28도에는, 드럼 2의 회전 재개시시에, 소제 장치 7이 드럼 2의 화상 영역으로부터 토너를 수집하고 있다. 이어서, 드럼 2의 화상 영역이 로울러 7A의 1회전에 일치하는 거리를 이동한 때에, 토너가 드럼 2상에 재 부착된다. 이러한 재 부착에 관련한 시간 주기는 통상적인 재 부착의 시간 주기보다 길게 선택되며; 상기 실시예에서는, 전자의 것이 후자의 것보다 2배 정도 길다. 상기 장치 7로 인가되는 바이어스 전압은 정상적인 화상 형성과정에서 인가되는 전압과 동일하게 선택된다.

상기 실시예는 재 부착을 위하여, 그리고 소제 작동 동안에 인가되는 것과 동일한 바이어스를 로울러 7A로 인가한다. 그러므로, 상기 실시예는 드럼 2의 정전기적 피로가 심화되는 것을 방지하고, 로울러 7A에서 드럼 2로 전체 토너가 복귀되도록 하여 준다.

제29도는 다수(2)의 용지가 연속적으로 공급되고, 드럼 2의 제 2 화상 형성에서 용지 걸림이 발생하는 특정 과정을 설명하고 있다. 제 29도의 과정은 토너의 수집과 드럼 2의 초기화가 제28도에 관련하여 설명한 바와 같이, 동일한 방식으로 영향을 받기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

일반적으로 토너는 광전도성 드럼의 광전도층상에 연속적으로 축적하려는 경향이 있다. 이러한 토너의 축적은 통상적으로 막형성(FILMING)으로 불리워진다. 토너가 상기 막형성으로 인하여 필요한 것보다 많은 량이 드럼 상에 축적된다고 하면, 이는 대전 능력을 저하시키고, 잠상의 형성을 방해하며, 드럼의 수명을 감소시킨다. 상기 실시예는 아래와 같은 막형성에 대한 한계(measure)를 포함하고 있다. 사전에 선택된 시간 주기 동안만 로울러 7A는 토너의 통상적인 견인 및 재 부착 동안의 속도보다 고속으로 회전된다. 이는 로울러 7A와 드럼 2사이에서 작용하는 마찰을 강화시키고, 드럼 2상에 축적된 토너를 제거시킨다.

특히, 제30도에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치가 작동되면, 토너의 견인 및 재 부착을 위하여 로울러 7A로 인가되는 바이어스 전압의 극성은 변환되어 드럼 2를 초기화한다. 극성의 변환이 종료되면, 로울러 7A는 보다 높은 속도에서 1회전한다. 그 결과, 로울러 7A는 드럼 상에 축적된 토너를 마찰에 의해서 긁어 제거한다.

제31도에는, 본 발명의 변형실시에가 도시되어 있는 바, 이는 동일한 상관관계를 유지하는 드럼 2 및 로울러 7A가 갖춰져 있다. 도시된 바와 같이, 인쇄버튼이 눌리워지면(ON), 드럼 2는 화상 형성에 관계된 방향과는 반대의 방향으로 회전된다. 드럼 2의 역회전 량은 제7도에 도시된 닢부의 길이에 일치하는 량보다, 드럼 2의 원주방향으로 측정하여서 보다 크게 선택된다. 그러므로, 드럼 2가 다음 화상 형성을 위하여 전방측으로 회전되면, 전체 닢부는 로울러 7A에 마주 할 수 있게 되는 것이다. 그 결과, 드럼 2상에 남아 있는 토너는 로울러 7A의 위치를 지나쳐서 특히 전방측으로 이동하는 경우, 완전히 제거되는 것이다.

드럼 2를 사용하는 화상 형성이 이루어지지 않으면, 로울러 7A는 드럼으로부터 떨어지게 된다. 이러한 상태는 드럼 2가 반대 방향으로 회전되는 때에도 동일하게 유지된다. 그러므로, 제31도에 도시된 바와 같이, 로울러 7A는 바이어스가 드럼 2의 전방 회전 시작 시에 작동되기(ON) 전에 드럼 2에 접촉한다. 이는 정지상태의 드럼 2가 전방으로 회전하기 시작하면, 로울러 7A가 상기 닢부에 남아 있는 토너를 긁어 제거하도록 하는 것이다.

또한, 제31도에 도시된 바와 같이, 드럼 2가 회전하는 동안 화상 형성이 이루어 진 후, 사전에 설정된 시간 T가 지나가게 되면, 로울러 7A가 드럼 2로부터 분리된다. 이는, 토너가 거의 존재하지 않는 상태로 드럼 2가 정지하도록 하여준다. 또한, 로울러 7A가 드럼 2로부터 일정 간격 떨어지기 때문에, 드럼 2의 표면이 변형되지 않는 것이다.

상기 로울러 7A와 드럼 2사이의 상기 관계로 인하여, 상기 변형에는 드럼 2상의 대부분의 토너가 로울러 7A에 마주하도록 함으로서 제거되도록 하는 것이다. 그리고, 상기 로울러 7A가 화상 형성이 진행되지 않으면서 드럼 2로부터 떨어지기 때문에, 드럼 2가 다음 화상 형성 작동을 위하여 전방측으로 회전되는 경우에도 토너는 드럼 2상에 잔류하지 않는다. 그러므로, 다음 화상 형성 작동시에도, 드럼 2로부터 대전 로울러 3A로 토너의 이동이 없게 되고; 그렇지 않으면, 토너가 로울러 3A상에 부착되어 드럼 2를 균일하게 대전시키는 것을 방지한다.

본 발명의 제6실시예는 역현상 시스템과 관련하여 이하에서 설명된다. 상기 실시예는 역현상과 관련하여 상기에서 언급한 문제점을 제거한다. 특히, 역현상 작동에서는 대전기를 항상 작동시키는 것이 일반적인 방식인 바, 이는 토너가 광전도성 요소의 비대전 영역에 부착하기 때문이다. 그러나, 대전 및 방전이 통상적인 연속한 화상사이에서 상기 요소 상에 재 부착된 토너상에서 영향을 받는 때에는, 상기 토너 대전량은 토너가 존재하는 부분과 토너가 존재하지 않는 부분사이에서 발생하는 표면전위에서의 차이의 결과로서 더욱 증가한다. 이는 토너대전량의 증가와 맞물려서, 상기 요소로부터 토너를 제거하는 것과, 현상 부에서 이를 수집하는 것을 어렵게 한다.

제32도에 도시된 바와 같이, 제6실시예에서는, 우선 드럼 2가 대전기 3에 의해서 토너와 동일한 극성으로 균일하게 대전되고, 광학부재 4에 의해서 제거된다. 상기 대전기 3은 코로트론(corotron) 대전기로서 이루어진다. 그 결과, 잠상이 드럼 2상에 정전기적으로 형성된다. 상기 잠상은 현상 장치 5에 의해서 현상되고, 토너화상으로 생성된다. 상기 토너화상은 화상 전사 장치 6에 의해서 용지에 전사된다. 화상 전사 후, 드럼 2상에 남아 있는 토너는 로울러 7A에 의해서 일단 수집되어 드럼 2가 소제된다. 상기 실시예에서, 로울러 7A는 매체저항(medium resistance)을 갖는 발포재료(foam material)로서 이루어진다. 상기 토너와 반대의 극성을 갖는 전압이 상기 로울러 7A로 인가되는 때에, 토너를 당기려고 하는 전기자장이 로울러 7A와 드럼 2사이에 형성된다. 이어서, 상기 드럼 2는 방전 램프 11에 의해서 방전된다. 그러면, 대전단계에서 시작하는 화상 형성 싸이클이 반복된다. 하나의 화상 형성 싸이클이 종료하면, 토너와 동일 극성이고 로울러 7A가 드럼 2를 향하여 토너를 방출하는 수준을 갖추며 대전기 3에 의해서 균일하게 대전된 전압이 로울러 7A로 인가된다. 드럼 2상에 재 부착된 토너는 방전램프 11과 대전기 3을 통하여 현상장치 5로 전달되어 수집된다. 이러한 순간, 상기 장치 6과, 방전램프 11 및 대전기 3은 꺼지기 때문에, 토너를 부착한 드럼 2의 표면상에는 영향을 미치지 않는다. 드럼 2의 표면전위가 균일하고, 토너의 대전량이 증가하지 않기 때문에, 현상장치 5에서 얻어질 수 있는 소제 능력은 향상된다.

그러나, 드럼 2로부터 대전기 3으로 토너를 끌어당기려는 전기 자장은 토너가 대전기 3을 오염시키도록 하는 영향을 갖는다. 제33도는 상기 전기자장에 걸쳐서 이러한 문제점을 해소하는 특정 제어 구조를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 제32도에 도시된 것과 같은 방식으로서 토너가 용지로 전사된 후, 드럼 2상에 남아 있는 토너는 로울러 7A에 의해서 일단 수집된다. 이어서, 토너와 동일극성을 갖추고 로울러 7A가 드럼 2를 향하여 토너를 방출하는 수준을 갖추며, 대전기 3a에 의해서 균일하게 작동하면서 방전램프 11이 꺼진다. 재 부착된 토너를 수반하는 드럼 2의 표면은 바로 전의 화상 형성 싸이클에 의해서 균일하게 대전되며, 상기 드럼 2의 표면은 대전기 3a에 의해서 더 이상 대전되지는 않는 것이다. 상기 대전기 3a는 바람직한 전위 제어 능력을 갖는 스코로트론 대전기로 이루어져야 한다. 상기 드럼 2의 표면이 재 부착된 토너를 수반하면서 대전기 3a에 도착하면, 토너와 동일한 극성의 전압이 대전기 3a로 인가되기 때문에 토너가 대전기 3a를 오염시키지 않는다. 상기 드럼, 현상 장치 5 및 그 밖의 구성품의 구성 및 작동은 제32도와 동일하기 때문에 이하에서는 상세히 설명하지는 않는다.

요약하면, 본 발명은 아래에 기재되어 있는 바와 같은 여러 가지 새로운 장점을 갖는 화상 형성 장치와 소제 장치를 제공한다.

(1) 기록 과정 도중에, 소제 로울러는 화상 담체와 동시에 회전한다. 상기 로울러는 화상 전사 후에 화상 담체 상에 남아 있는 토너를 동일 극성으로 대전시킨다. 소제로울러는 상기 대전된 토너를 정전기적으로 수집한다. 동시에, 전압인가수단에 의해서 상기 소제 부재로 전압이 인가되어 대전된 토너를 끌어당기고, 상기 화상 담체를 소제한다. 그러므로, 상기 화상 담체 상에 남아 있는 토너는 부분적으로 양극으로 대전되고, 부분적으로는 음극으로 대전되며, 토너는 간단한 구조에 의해서 소제부재로 완전히 이동된다.

(2) 소제부재에 부착된 토너를 재사용하기 위하여, 상기 전압과 반대 극성의 전압이 전압인가 수단에 의해서 소제부재로 인가된다. 그 결과, 토너는 다음 화상이 형성되는 영역보다도, 화상 담체의 영역 상에 다시 부착된다. 상기 화상 담체는 토너를 끌어당길 수 있는 전압이 인가되는 현상 장치로 토너를 이송한다. 그러므로, 토너는 현상 장치에 의해서 확실하게 수집된다.

(3) 소제부재에 부착된 토너를 재사용하기 위하여, 화상 전사 장치는 화상담체의 표면을 대전시킨다. 그 결과, 토너는 다음 화상이 형성되는 영역보다도, 화상담체의 영역 상에 다시 부착된다. 상기 화상담체는 현상장치로 토너를 이송한다. 상기 토너는 상기 장치로 인가되는 전압의 극성에 기초하여 상기 현상 장치 내에 수집된다. 이는 토너가 현상 장치에 의해서 확실하게 수집되도록 하여준다.

(4) 상기 소제부재에 의해서 유지되는 토너의 일부분이 소제 부재 상에 부착되기에 필요한 극성에 대하여 반대의 극성으로 변환되는 때에도, 전기자장의 방향변화에 기인하여 화상담체로 재 이동될 수 있다. 그러므로, 화상담체의 화상 영역 내에 남겨진 모든 토너는 현상 장치에 의하여 수집되어 재사용 가능하다.

(5) 상기 소제부재는 화상담체의 화상 영역 길이에 일치하는 관계로 제어되는 량으로 회전된다. 이는 소제부재로부터 화상담체의 화상 영역으로 향한 토너의 역이동이 화상영역의 길이 변화와는 무관하게 상쇄된다. 그러므로, 화상 영역 내에 잔류하는 모든 토너는 수집될 수 있다.

(6) 상기 소제부재가 화상담체와 동일한 방향으로 이동되는 때에도, 화상담체의 마모를 최소화하는 임계 경도(a critical hardness)는 마찰에 의해서 가장 효과적으로 토너를 대전시킬 수 있는 임계 압력과 회전 속도 만큼 얻어질 수 있는 것이다. 그러므로, 소제부재와 화상담체사이의 닢부가 감소될 지라도, 소제 부재 상에 부착된 토너는 동일 극성으로 조절될 수 있다. 이는 소제부재로 인가된 바이어스에 기인하여 화상담체의 화상 영역으로부터 토너가 바람직하게 이동될 수 있도록 하여 주는 것이다. 그리고, 상기 소제부재의 닢부가 소제장치를 포함하는 전체 장치의 크기를 소형화하도록 축소될 수 있다.

(7) 상기 소제부재는 토너의 마찰대전에 필요한 조건을 설정하기 위하여 화상담체의 방향과는 다른 방향으로 이동된다. 그러므로, 상기 닢부가 감소되어도, 소제부재에 의해서 수집된 토너는 동일 극성으로 쉽게 조절될 수 있다. 또한, 이는 소제부재에 필요한 닢부를 감소시키고, 소제 장치를 포함하는 장치의 크기를 축소시킨다.

(8) 상기 소제부재는 토너를 수집할 때보다도 화상담체를 향하여 토너를 방출할 때 보다 많은 량만큼 회전된다. 이는 토너 수집을 위한 소제부재의 회전 시작 위치가 연속적으로 이동될 수 있도록 하여준다. 그러므로, 상기 소제부재는 항상 어느 일정 위치에서 화상담체와 마주하는 것이 방지되는 것이다. 이는 상기 소제부재가 부분적으로 마모되는 것을 방지하여 예기된 소제 능력을 유지하도록 하여준다.

(9) 상기 전기자장의 강도는 소제로울러에 의해서 수집된 토너 량에 일치하는 관계로서 다수개의 전압제어수단에 의해서 적절하게 제어될 수 있다. 이는 토너가 화상담체에 확실하게 재 부착되고 현상 장치에 의해서 수집되도록 하여준다. 그러므로, 토너제거능력이 오염으로부터 보호될 뿐만 아니라, 화상담체의 수명이 감소되는 것이 방지된다.

(10) 전압제어수단은 토너가 화상담체로부터 소제로울러로 이동되도록 하여주는 전기자장을 형성한다. 이어서, 토너는 소제로울러로부터 화상담체로 복귀된다. 이 순간, 토너는 전압제어수단에 의해서 화상 형성에 할당된 것보다는 강하게 화상담체 상에 재 부착된다. 그러므로, 용지 걸림의 제거 후에 소제로울러 상에 상당량 부착된 토너일지라도 전체가 화상담체로 복귀되어 현상장치에 의해서 수집된다. 또한, 토너제거능력이 오염으로부터 보호될 뿐만 아니라, 화상담체의 수명이 감소되는 것이 방지된다.

(11) 비정상적인 토너 량이 이력되는 때, 즉 A4 크기의 용지가 A3 크기의 문서와 함께 사용되는 때에도, 소제로울러에 부착된 상당량의 토너는 전체적으로 상기 화상담체 상에 재 부착될 수 있고, 현상 장치에 의해서 수집된다. 그러므로, 토너제거능력이 오염으로부터 보호될 뿐만 아니라, 화상담체의 수명이 감소되는 것이 방지된다.

(12) 화상 전사율이 두꺼운 용지로 인하여, 그리고 환경의 변화로 인하여 낮아지는 경우에도, 결과적으로 토너의 많은 량은 소제로울러에서 화상담체로 전체적으로 복귀될 수 있다. 그러므로, 토너제거능력이 오염으로부터 보호될 뿐만 아니라, 화상담체의 수명이 감소되는 것이 방지된다.

(13) 상기 소제부재는 화상담체로부터 토너를 수집할 때에만, 그리고 화상담체 상에 그것을 재 부착할 때만 화상담체에 접촉하도록 유지된다. 이는 소제부재가 오염으로부터 보호될 뿐만 아니라, 오랜 기간 동안 화상담체로부터 토너의 수집을 보장하는 것이다.

(14) 상기 소제부재는 화상담체 상에 토너의 재 부착이 종료되면 즉시 화상담체로부터 떨어진다. 그러므로 상기 화상담체는 소제부재로부터 영향을 받지 않는다. 그리고, 토너가 소제로울러 상에 남아 있어도, 화상담체 상에 부착되는 것이 방지된다. 이는 화상담체의 배경이 오염되는 것을 방지하고, 결함화상을 방지한다.

(15) 상기 화상담체는 소제부재가 토너를 수집하고, 화상담체 상에 방출한 후에 정상적인 화상 형성 작동을 개시한다. 그러므로, 화상담체로부터 전체 토너를 수집하기 위한 초기화는 실행되어질 수 있고, 화상영역의 배경오염과 그 밖의 결함을 완전하게 방지한다.

(16) 화상담체의 개시 바로 후에, 소제부재는 통상적인 경우보다 오랜 시간동안 화상 담체에 접촉한다. 그러므로, 정상적인 소제에 할당된 바이어스 전압이 사용될 수 있다. 결과적으로, 화상담체의 수명을 감소시키는 정전기적 피로가 감소된다.

(17) 소제부재가 화상담체에 접촉할 때, 대전장치는 화상담체에서 이격되어 있다. 이는 화상담체 상에 재 부착된 토너가 대전 장치로 이동되는 것을 방지하여 주고; 그렇지 않으면, 토너가 균일한 대전을 방해하여 결함화상을 초래한다.

(18) 화상담체를 사용하고 화상 형성의 중단을 포함하는 화상 형성 작동이 진행되지 않는 동안, 상기 소제부재는 화상담체와 이격되어 있다. 이는 토너제거능력이 화상담체의 표면 변형과 소제부재의 기능 저하에 의해서 감소되는 것을 방지하는 것이다. 이러한 원인으로 인해서 상기 능력이 저하된다면, 화상의 국부적인 생략(omission) 에 기인하는 하얀 줄무늬가 화상 형성의 재 개시 시에 나타나게 되고, 토너는 대전부재에 부착되어 균일한 대전을 방해한다.

(19) 화상담체가 소제부재에 접촉하기 전에 이는 화상 형성에 할당된 방향과 반대의 방향으로 회전되어 닢부의 폭보다 크게 이동한다. 그러므로, 소제부재가 화상담체에 접촉하는 때의 화상 형성 시점에서 상기 닢부에서 화상담체 상에 남아 있는 토너는 소제부재를 넘어서 확실하게 이동한다. 그러므로, 상기 토너는 대전 단계 전에 확실하게 제거되는 것이다.

(20) 상기 소제로울러의 회전과 전압의 인가는 화상담체를 사용하는 화상 형성 작동 전에 시작한다. 그러므로, 화상 형성을 위하여 화상담체가 회전을 시작하면, 상기 소제부재는 토너를 제거할 준비가 된다. 이는 화상 형성시에 대전 작동을 수행하는 접촉 부재 상에 토너가 부착하는 것을 방지하여, 균일한 대전을 보장한다.

(21) 화상담체의 표면 전위 극성이 방전 단계에서 분산될 수 있는 것으로 수정되기 때문에, 다음 화상에 대한 균일한 대전이 보장되고, 화상 품질이 저하되는 것을 방지한다.

(22)토너가 화상 전사 장치의 표면상에 존재한다고 가정한다. 그러면, 화상담체의 재 부착 영역이 상기 장치에 마주하는 때에, 토너는 전기자장의 방향 절환에 의하여 재 부착영역으로 이동된다. 그러므로, 토너는 다음 용지의 후방으로 이동되어 오염시키는 것을 방지한다.

(23) 상기 소제부재는 1회전하는 동안 화상담체의 화상 영역으로부터 모든 토너를 수집한다. 그러므로, 소제 부재 상에 부착된 토너는 화상 영역의 후단부에 마주하는 것이 방지되고; 그렇지 않으면, 화상 영역 내에 잔류하는 전사바이어스는 소제부재로부터 화상담체의 화상 영역으로 향한 토너의 역이동을 발생시키게 되는 것이다.

여러 가지 변형예가 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업계의 숙련된 자에 의하여 이루어질 수 있으나, 이는 모두 본 발명에 속하게 됨은 물론이다. 예를 들면, 제3도에서, 재 부착 시에, 상기 소제로울러 7A로 음극의 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 다르게는, 상기 전사 로울러 6에 양극의 바이어스 전압이 인가되어 드럼 2를 대전시킬 수 있다. 이는 로울러 7A에서 드럼 2로 토너를 재 이동시킬 것이다. 상기 로울러 7A는 표면에서 50μm보다 적은 거품직경을 갖고, 로울러의 내측에서보다 적은 크기로 유지되는 탄성의 발포몸체로 이루어질 수 있는 것이다. 이러한 구성으로서, 상기 로울러 7A는 소제 작동시에 토너가 내측으로 유입되는 것을 방지하게 되는 것이다. 물론, 상기 드럼 2는 광전도 벨트로서 교체 가능하다. 상기 화상 담체는 컬러복사기에 적용가능하고, 중간 전사 벨트 또한 이와 유사한 중간 전사몸체로서 구현될 수 있는 것이다. 그리고 상기 실시예가 상기 로울러 7A로 인가되는 바이어스 전압의 극성을 절환 시킴으로서 전기자장의 방향을 변화시키고 있지만, 상기 방향은 바이어스 전위의 극성을 일정하게 유지시키면서 화상 담체를 위하여 특정 극성과 표면 전위를 설정함으로서 절환가능하며; 화상 전사 장치는 이와 같은 극성과 표면전위를 설정할 수 있도록 사용 가능한 것이다.

Claims (35)

1. 화상 전사 후에 화상담체 상에 남아있는 잔류토너를 제거하고, 상기 토너를 수집하는 기능을 갖는 화상형성장치에 있어서, 상기 화상담체 상에 정전기적으로 형성된 잠상의 현상하여 이에 일치하는 토너화상을 형성하는 현상장치; 상기 토너화상을 기록매체에 전사시키는 화상전사장치; 및 화상담체를 사용하는 단일 화상형성과정도중에 잔류토너를 끌어당기고 지지하도록 한 방향으로 전기자장을 인가하고, 다음 화상형성에 영향을 주지 않는 화상담체의 영역 내에 상기 토너를 재 부착하기 위하여 상기 전기자장의 방향을 절환시키며, 상기 화상담체가 상기 현상장치로 토너를 이송하여 상기 현상장치에 의해서 토너가 정전기적으로 수집되도록 하여주는 소제장치;를 포함하고, 상기 소제장치는 상기 화상담체에 접촉하고, 화상담체와 함께 이동가능하며, 상기 소제부재와 화상담체사이의 닢부에서 잔류토너를 마찰시킴으로서 상기 토너를 동일극성으로 대전시켜 토너를 정전기적으로 끌어당기는 소제부재와, 상기 소제부재에 전압을 인가하는 전압인가수단을 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 닢부에서 상기 화상담체와 소제부재는 서로 다른 원주속도에서 서로 반대의 방향으로 이동됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 소제부재는 회전가능한 전도성 소제로울러를 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 소제로울러에 부착되는 토너는 재사용되고, 상기 전압인가수단은 견인을 위하여 인가된 전압의 방향과 반대의 전압을 인가하여 다음의 화상 형성에 필요한 영역이외의 화상담체 영역 내에 토너를 재 부착하며, 상기 현상장치는 상기 화상담체 상에 재 부착된 토너를 견인할 수 있는 극성의 전압을 인가하기 위한 전압인가수단을 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 화상전사장치는 소제로울러 상에 부착된 토너가 재사용될 때 상기 소제로울러의 견인을 위하여 인가되는 전압의 방향과 반대의 전압을 상기 화상담체로 인가하여 상기 화상담체의 표면을 대전시키고, 화상담체의 상기 영역 내에 상기 토너를 재 부착시키기 위한 전압인가수단을 포함하며, 상기 현상장치의 전압인가수단은 상기 화상담체 상에 재 부착된 토너를 끌어당길 수 있는 극성의 전압을 상기 현상장치로 인가시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 소제로울러는 다음 화상형성영역에 영향을 주지 않는 화상담체의 영역에 마주하는 때에, 상기 화상담체의 화상형성영역의 후단부에서 시작하여 적어도 2회전을 실행하고, 상기 각각의 2회전동안에는 전기자장이 특정방향으로 형성됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 소제장치는 다수개의 전압제어수단을 추가로 구비하여 각각 상기 소제로울러에서 화상담체로 향한 토너의 이동이 가능하도록 하여주는 전압을 인가하며, 상기 다수개의 전압제어수단은 소제로울러에서 화상담체로 토너가 이동하도록 하여주는 전기자장의 강도 면에서 서로 다름을 특징으로 하는 화상형성장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 장치가 작동 개시된 직후이거나, 또는 가온작동도중에 상기 화상담체로부터 토너를 제거하기 위하여, 화상담체로부터 상기 소제로울러로 토너를 이동시키도록 전기자장을 형성시킬 수 있는 전압제어수단은 작동되고, 상기 다수개의 전압제어수단중의 어느 하나는 상기 화상담체 상에 소제로울러의 토너를 재 부착하여 화상형성 작동도중에 그 밖의 상기 전압제어수단들에 의해서 형성되는 전기자장보다는 강한 전기자장을 형성하도록 작동됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
9. 제7항에 있어서, 화상 형성의 정지 후 사전에 설정된 시간이 경과되면, 상기 다수개의 전압제어수단중의 어느 하나는 상기 소제부재의 토너가 화상담체 상에 재 부착하도록 하여주고, 화상형성작동도중에 그 밖의 상기 전압제어수단들에 의해서 형성되는 전기자장보다는 강한 전기자장을 형성함을 특징으로 하는 화상형성장치.
10. 제7항에 있어서, 사전에 설정된 화상의 수가 형성될 때마다, 상기 다수개의 전압제어수단중의 어느 하나는 통상적인 전기자장과는 다른 전기자장을 형성함으로서 상기 소제로울러의 토너가 화상담체 상에 재 부착되도록 하여줌을 특징으로 하는 화상형성장치.
11. 제6항에 있어서, 상기 화상전사장치는 토너가 재 부착되어야 할 화상담체의 영역을 마주하는 때에, 상기 화상전사장치에 의해서 형성된 전기자장이 상기 소제로울러에 의해서 형성된 전기자장과 동일한 방식으로 절환됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
12. 제6항에 있어서, 상기 화상담체의 표면을 방전하기 위한 방전장치를 추가 포함하고, 토너가 화상담체 상에 재 부착된 후에 상기 화상담체의 이동방향에서 방전장치의 상류(upstream) 측에 위치된 상기 현상장치는 화상담체 상에 상기 방전장치에 의해서 분산될 수 있는 전하를 부착시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
13. 제3항에 있어서, 상기 화상담체 상에 토너의 재부착시, 상기 소제로울러가 화상담체로부터 토너를 끌어당기도록 하여주는 전기자장이 먼저 형성되고, 상기 소제로울러가 화상담체를 향하여 토너를 방출하는 전기자장이 형성됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
14. 제13항에 있어서, 먼저 형성되어야 할 전기자장을 형성하기 위한 전압은 상기 토너상에 부착되어야 할 전하의 극성과 반대로 극성을 상기 소제로울러와 상기 화상담체 사이에서 작용하는 마찰에 의해서 갖추고, 상기 화상담체로부터 토너를 끌어당기기 위해 사용되는 전압보다 높음을 특징으로 하는 화상형성장치.
15. 제3항에 있어서, 상기 소제로울러는 화상담체의 이동방향으로 측정하는 경우, 최대 화상영역에 일치하는 화상담체의 영역으로부터 토너를 끌어당길 수 있는 량 내에서 회전됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 소제로울러는 화상담체의 이동방향으로 측정하는 경우, 원주길이보다 적은 영역 내에서 상기 영역에 일치하는 화상담체의 화상 영역 일부분내에 남아있는 토너를 견인함을 특징으로 하는 화상형성장치.
17. 제3항에 있어서, 상기 소제로울러는 화상담체의 화상형성영역 길이에 따라서 변화하는 량내에서 회전됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
18. 제3항에 있어서, 상기 소제로울러는 ASCA C 기준으로 20도(degrees) 내지 38도의 경도를 갖는 고무로 구성되고, 화상담체 상에 3 g/cm²보다 높은 압력을 작용하며, 상기 화상담체에 대하여 1 이하의 선형속도비(a linear speed ratio)로서 상기 화상담체와 동일방향으로 이동함을 특징으로 하는 화상형성장치.
19. 제3항에 있어서, 상기 소제로울러는 ASCA C 기준으로 20도(degrees) 내지 38도의 경도를 갖는 고무로 구성되고, 화상담체 상에 3 g/cm²보다 높은 압력을 작용하며, 상기 화상담체의 이동방향에 대하여 반대방향으로 이동함을 특징으로 하는 화상형성장치.
20. 제3항에 있어서, 상기 소제로울러는 토너의 견인시 보다 화상담체 상에 토너를 재 부착하는 시기에 보다 많은 량으로 회전됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
21. 제3항에 있어서, 상기 토너의 견인 및 재 부착시의 종료시까지 상기 소제로울러를 화상담체에 접촉 유지시키고, 상기 재 부착의 종료 후에는 화상담체로부터 소제로울러를 분리되도록 하여주는 이동수단을 추가 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 이동수단은, 한 방향으로 작용하는 전기자장이 인가되어 상기 소제로울러가 화상담체로부터 토너를 견인할 때, 상기 소제로울러를 화상담체에 접촉하도록 이동시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
23. 제21항에 있어서, 상기 이동수단은, 상기 소제부재로 인가되고, 다른 방향으로 작용하는 전기자장에 의해서 이루어지는 재 부착의 종료와 동시에 상기 소제로울러를 화상담체로부터 벗어나도록 이동시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
24. 제21항에 있어서, 상기 화상담체는 작동개시 후, 상기 이동수단이 소제로울러를 적어도 한번 화상담체에 접촉시키거나 분리시키도록 이동시킨 후에 화상형성을 위한 이동을 개시함을 특징으로 하는 화상형성장치.
25. 제21항에 있어서, 상기 화상담체의 작동개시 바로 직후에, 상기 이동수단은 통상적인 화상형성 도중의 시간보다는 오랜 시간동안 상기 소제로울러를 화상담체에 접촉 유지시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
26. 제3항에 있어서, 상기 화상담체의 표면을 대전시키기 위한 대전장치와, 상기 표면을 방전시키기 위한 방전장치를 추가 포함함을 특징으로 하는 화상형성장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 화상담체, 대전장치 및, 상기 방전장치는 하나의 처리 카트리지에 구성됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
28. 제26항에 있어서, 상기 화상담체, 상기 대전장치, 상기 방전장치, 상기 소제장치 및, 상기 현상장치는 하나의 처리 카트리지에 구성됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
29. 제26항에 있어서, 상기 대전장치는 화상담체에 대하여 접촉하고 분리될 수 있도록 이동가능하고, 상기 소제장치는 상기 소제로울러를 지지하는 이동 수단을 추가 포함하여 상기 소제로울러가 화상담체로부터 접근하거나 멀어지도록 이동 가능함을 특징으로 하는 화상형성장치.
30. 제29항에 있어서, 상기 대전장치는 상기 이동수단이 소제로울러를 화상담체로부터 멀어지도록 이동시킬 때까지 상기 화상담체로부터 일정간격을 유지함을 특징으로 하는 화상형성장치.
31. 제30항에 있어서, 상기 이동수단은 화상형성작동이 상기 화상담체에서 실행되지 않을 때, 상기 소제로울러를 화상담체로부터 멀어지도록 이동시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
32. 제31항에 있어서, 상기 소제로울러가 상기 화상담체에 접촉하기 전에, 상기 화상담체는 화상형성에 할당된 방향에 대하여 반대의 방향으로 이동됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
33. 제32항에 있어서, 상기 화상담체가 상기 반대방향으로 이동되는 량은 화상담체의 이동방향으로 상기 소제로울러와 화상담체 사이에 형성되는 닢부의 폭보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
34. 제31항에 있어서, 상기 소제로울러의 회전과, 상기 소제장치 내에서 전압인가수단에 의한 전압의 인가작동은 상기 화상담체를 사용하는 화상형성작동이 개시하기 전에 시작함을 특징으로 하는 화상형성장치.
35. 제31항에 있어서, 상기 소제로울러는 화상형성작동의 정지 후, 사전에 설정된 시간이 경과되면 화상담체로부터 멀어지도록 이동됨을 특징으로 하는 화상형성장치.