KR20070024330A - 현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 현상제를 담지하여 축선 둘레에 회전 가능하도록 된 대략 원통 형상의 현상제 담지체와, 상기 현상제 담지체에 내포되어 둘레 방향으로 고정된 복수의 자극을 갖는 자계 발생 수단과, 상기 현상제 담지체의 근방에 배치되어 상기 현상제 담지체의 외주면을 향해 상기 현상제를 공급하는 현상제 이송 수단과, 상기 현상제 담지체가 담지된 현상제의 분량을 규제하는 규제 부재를 구비하고, 상기 자계 발생 수단은, 상기 규제 부재에 대략 마주보는 위치에 마련되는 제1자극; 상기 제1자극보다 상기 현상제 담지체의 회전 방향의 상류측에 마련되는, 상기 제1자극과 반대 극성이 되어 상기 현상제 이송 수단에서 공급된 상기 현상제를 상기 현상제 담지체의 상기 외주면상에 보유하기 위한 제2자극; 및, 상기 제1자극과 상기 제2자극 사이에 마련되는, 상기 제1자극과 상기 제2자극 중 어느 하나와 동일한 극성을 갖는 제3자극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상 장치와, 이를 구비하는 화상 형성 장치를 제공한다.

Description

현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치{Developing unit and image forming apparatus with the same}

도 1은 본 발명의 일 실시형태로서 나타낸 현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치이며,

도 2은 도 1에 도시된 현상 장치의 자계 분포를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 감광체 드럼(잠상 담지체) la 외주면

2 현상 용기 2a 개구부

2b 격벽 3 현상 슬리브(현상제 담지체)

3a 외주면 4 자계 발생 수단

5 제1 현상제 이송 수단 6 제2 현상제 이송 수단

7 규제 블레이드(규제 부재) A 화상 형성 장치

B 현상 장치 T 현상제

N2 제3자극 N3 제2자극

S2 제1자극 a 현상 슬리브의 회전 방향

01 감광체 드럼의 축선 O2 현상 슬리브의 축선

O3 자계 발생 수단의 축선 O4 제1 현상제 이송 수단의 축선

O5 제2 현상제 이송 수단의 축선

본 발명은 피기록 화상에 대응하여 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하여 이것을 현상화하기 위한 현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

예컨데, 복사기나 컬러 프린터와 같은 종래의 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에는 토너와 자성체의 캐리어를 혼합한 2성분 현상제를 사용하는 2성분 현상 방식의 화상 형성 장치가 많이 사용되고 있다. 이 화상 형성 장치에서는, 예를 들면 감광체 드럼(잠상 담지체)의 외주면을 균일하게 대전시킨 후, 레이저 스캐닝 유닛 등으로 노광하여 피기록 화상의 화상 신호에 따른 정전 잠상을 형성하고, 현상 장치의 현상 슬리브(현상제 담지체)의 외주면에 캐리어를 통해서 자기적으로 담지된 토너를, 현상 슬리브의 회전에 의해 감광체 드럼을 향해 공급함으로써 정전 잠상을 현상화하여, 그 토너상을 예컨데, 시트(sheet) 등의 기록체에 전사하여 용융 정착시킴으로써 화상을 기록할 수 있다.

감광체 드럼에 현상제를 공급하기 위한 현상 장치는, 감광체 드럼의 외주면과 대향하여 개방된 개구부를 구비하고 내부에 현상제를 수용하는 현상 용기와, 상기 현상 용기 내의 개구부 측에 회전 가능하게 설치된 원통 형상의 현상 슬리브와, 상기 현상 슬리브에 내포되어, 회전하는 현상 슬리브의 외주면에 자계를 발생시키 는 복수의 자석을 구비한 자계 발생 수단과, 상기 현상 용기 내에 설치되어 수용한 현상제를 교반하면서 현상 슬리브에 공급하는 예를 들면 오거 스크류(auger screw)와 같은 현상제 이송 수단과, 상기 현상 슬리브의 외주면에 자기적으로 담지된 현상제의 분량을 규제하는 규제 블레이드(규제 부재)를 구비하여 구성될 수 있다.

이러한 종류의 현상 장치에서는 자계 발생 수단을 구성하는 복수의 자석이 각각 현상 슬리브의 법선 방향으로 자력선을 발하도록 소정의 간격을 가지며 현상 슬리브의 둘레 방향으로 설치되어 있고, 이 중 하나의 자극(제2자극)이 상기 현상제 이송 수단측에 마련된다. 상기 현상제 이송 수단에서 공급된 현상제는 상기 하나의 자극의 자력에 의해 퍼올려져 상기 현상 슬리브에 보유된다.

한편, 현상 슬리브의 외주면에 현상제가 신뢰성 있게 공급될 수 있도록, 일반적으로 현상제 이송 수단은 그 축선이 현상 슬리브의 축선과 평행이 되도록 하며 현상 슬리브에 근접하여 설치된다. 예를 들면 축선 방향(길이 방향)을 따라서 나선 모양으로 형성된 교반 날개(오거 스크류)의 직경 방향의 외측의 바깥 가장자리와 현상 슬리브의 외주면과의 간격이 3mm 정도로 작다. 이로 인해 상기 교반 날개의 바깥 가장자리측에서 현상 슬리브로 공급되는 현상제는 현상 슬리브로 밀리듯이 공급된다. 이와 같이 현상제가 공급되면, 현상제가 담지된 현상 슬리브의 외주면에 교반 날개의 축선 방향의 피치(스크류 피치(screw pitch))의 간격과 대략 일치하는 현상제 고밀도 부분이 발생된다. 이와 같이 현상제의 농도가 불균질한 상태, 다시 말해, 현상제의 밀도 차이가 발생한 상태에서, 감광체 드럼에 토너가 공급됨에 따라 현상화된 화상에 얼룩(스크류 얼룩)이 생기는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위하여 현상제 이송 수단을 현상 슬리브로부터 이격시켜 설치하거나 스크류 피치를 크게 하면, 자계 발생 수단의 제2자극의 자력을 크게 하여 현상제를 끌어 올리는 힘(현상제 보유력)을 크게 해야 한다. 하지만, 최근에는 화상 형성 장치의 소형화에 대한 요구가 더욱 증가함에 따라, 현상 장치, 특히 자계 발생 수단의 소형화가 요구되어 제2자극이 소형화되고, 필연적으로 자력이 부족하여 현상제를 끌어올리기 어려운 문제가 발생된다.

한편, 규제 블레이드보다 현상 슬리브의 회전 방향의 하류측에 인접하는 동일 극의 자극을 배치하여 현상 슬리브에 담지된 현상제의 밀도 차이를 해소하도록 한 현상 장치가 있다(예를 들면, 일본특허공개공보 2004-191768호 참조). 이 현상 장치에서는, 동일 극의 자극이 인접 배치되어 두 자극 사이에 자계의 반발에 따라 수직 자력(현상 슬리브의 외주면의 법선 방향의 자력)이 약해지는 부분이 형성되고, 밀도 차이가 발생된 상태의 현상제를 규제 블레이드로 박층 형성한 후, 상기 수직 자력이 약해지는 부분을 통과시킴으로써 현상제 보유력을 일단 해제하여 현상 슬리브 외주면의 현상제를 풀어지게 할 수 있다. 이처럼 풀어진 현상제는 현상 슬리브의 회전에 의해 회전 방향의 하류측의 자극에 도달하여 다시 가득 보유됨으로써, 현상 슬리브에 담지되는 현상제의 밀도 차이를 해소할 수 있도록 되어 있다. 이로써, 예를 들면 검은색 화상을 형성하는 경우처럼 토너를 다량으로 사용하여 얼룩이 생기기 쉬운 경우에도, 현상 슬리브와 현상제 이송 수단의 간격을 유지하면서 얼룩의 발생을 방지할 수 있다.

하지만, 규제 블레이드보다 현상 슬리브의 회전 방향의 하류측에 동일 극의 자극을 마련한 상기한 현상 장치에서는, 고속 회전하는 현상 슬리브에 담지된 현상제의 보유력이 약해진 상태에서, 현상 슬리브의 고속 회전에 의해 발생되는 원심력이나 풍압에 의해 일부 현상제가 현상 슬리브의 외주면상으로부터 이탈된다. 규제 블레이드보다 현상 슬리브의 회전 방향의 하류측에서 현상제의 보유력이 약화되므로, 여기서 이탈된 현상제가 현상 용기의 개구부에서 현상 장치의 외부로 비산되고, 이 비산된 현상제로 감광체 드럼이나 그 주변이 오염되는 문제가 발생한다.

또한, 규제 블레이드로 박층 형성하여 높이가 조절된 현상제가 동일 극의 자극으로 풀어지기 때문에, 다시 현상 슬리브에 담지될 때 현상제의 높이에 큰 편차가 발생될 수 있다. 이러한 상태에서 상기 감광체 드럼에 형성된 정전 잠상에 토너가 공급되면, 현상화된 토너상에도 토너 농도 차이로 인한 얼룩이 생겨 결과적으로 인쇄 화상에 얼룩이 생기기 쉽다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 현상제 이송 수단과 현상제 담지체와의 간격을 작게 유지하면서, 현상제 담지체에 담지된 현상제의 밀도 차이를 해소하여 고품질의 화상을 형성할 수 있는 현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 현상제를 담지하여 축선 둘레에 회전 가능하도록 된 대략 원통 형상의 현상제 담지체와, 상기 현상제 담지체에 내포되어 둘레 방향으로 고정된 복수의 자극을 갖는 자계 발생 수단과, 상기 현상제 담지체의 근방에 배치되어 상기 현상제 담지체의 외주면을 향해 상기 현상제를 공급하는 현상제 이송 수단과, 상기 현상제 담지체가 담지된 현상제의 분량을 규제하는 규제 부재를 구비하고, 상기 자계 발생 수단은, 상기 규제 부재에 대략 마주보는 위치에 마련되는 제1자극; 상기 제1자극보다 상기 현상제 담지체의 회전 방향의 상류측에 마련되는, 상기 제1자극과 반대 극성이 되어 상기 현상제 이송 수단에서 공급된 상기 현상제를 상기 현상제 담지체의 상기 외주면상에 보유하기 위한 제2자극; 및, 상기 제1자극과 상기 제2자극 사이에 상기 제1자극과 상기 제2자극 중 어느 하나와 동일한 극성을 갖는 제3자극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상 장치 및, 이를 구비한 화상 형성 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 현상 장치에서 상기 제3자극은 상기 제2자극과 동일한 극성일 수 있다.

바람직하게는, 상기 현상 장치에서 상기 제3자극과, 상기 제3자극과 동일한 극성을 갖는 제1자극 및 제2자극 중 어느 하나 사이의 상기 현상제 담지체의 외주면상에 수평 자계가 0 가우스가 되는 부분이 없을 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 현상 장치 및 이것을 구비하는 화상 형성 장치에 대해서 설명하기로 한다. 본 실시형태는 예를 들면 복사기나 컬러 프린터와 같은 전자 사진 방식 화상 형성 장치 및 현상 장치에 관한 것으로, 비자성의 토너와 자성체의 캐리어를 혼합한 2성분 현상 방식의 현상 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

본 실시형태의 화상 형성 장치(A)는, 도 1에 도시한 바와 같이 대략 원통 형 상으로 형성되고, 축선(O1) 둘레에 회전 가능하도록 설치된 감광체 드럼(잠상 담지체)(1)과, 예를 들면 평균 입자 직경 7μm의 토너와 평균 입자 직경 55μm의 캐리어를 토너의 중량비가 6%가 되도록 혼합한 현상제(T)를 수용하며 감광체 드럼(1)에 상기 현상제(T)를 공급하기 위한 현상 장치(B)를 주요 구성 요소로 구비한다.

현상 장치(B)는 일 방향으로 연장되어 개방된 개구부(2a)를 구비하면서 현상제(T)를 수용하는 현상 용기(2)와, 상기 개구부(2a)가 연장된 방향에 평행한 축선(O2) 둘레에 회전 가능하게 되어, 회전 이동하는 외주면(3a)이 순차적으로 상기 개구부(2a)를 향하도록 현상 용기(2) 내에서 개구부(2a)측에 설치된 원통 형상의 현상 슬리브(현상제 담지체)(3)와, 축선(O3) 방향의 양쪽 단부를 현상 용기(2)에 고정시킨 상태로 축선(O3)을 현상 슬리브(3)의 축선(O2)과 일치시키면서 현상 슬리브(3)에 내포되며, 회전 이동하는 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)상에 자계를 발생시키는 복수의 자석을 구비한 자계 발생 수단(4)과, 현상 용기(2) 내의 현상 슬리브(3)의 아래측에 설치되고, 수용된 현상제(T)를 교반하면서 이송하는, 예를 들면 오거 스크류(auger screw)와 같은 한 쌍의 현상제 이송 수단(5, 6)과, 현상 용기(2)에 후단측이 고정 지지되고, 선단측이 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)과 소정 간격을 가지며 대향하도록 현상 용기(2)의 내측으로 연장 돌출된 규제 블레이드(규제 부재)(7)를 구비한다. 상기 현상 장치(B)에서는, 현상 용기(2)의 외측에 회전 가능하도록 설치된 감광체 드럼(1)의 외주면(1a)에, 회전 이동하여 순차적으로 개구부(2a)를 향하는 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)이 근접하게 설치되어 있다.

현상 용기(2)는 규제 블레이드(7)에서 개구부(2a)까지의 부분이, 현상 슬리 브(3)의 외주면(3a)에 소정 간격을 유지하면서 상기 외주면(3a)을 따르도록 단면이 원호 형상을 가지게 형성되어 있다. 또, 개구부(2a)에서 후술하는 자계 발생 수단(4)의 자극(N4)의 근방까지의 개구부(2a)의 아래측에 위치하는 부분도, 근접한 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)과 소정 간격을 유지하면서 상기 외주면(3a)을 따르도록 단면이 원호 형상을 가지게 형성되어 있다. 한편, 현상 용기(2)의 내부에는 수용된 현상제(T)를 대략 2분할하는 격벽(2b)이 마련되어 있다. 상기 한 쌍의 현상제 이송 수단(5, 6)은 상기 격벽(2b)에 의해 구분된 각각의 공간 내에 각각 배치된다. 상기 격벽(2b)은 구분된 각각의 공간을 격벽(2b)의 길이 방향의 일단과 타단측에서 연통시키도록 형성되어 있으며, 대략 2분할된 현상제(T)가 서로의 공간 내로 이동할 수 있도록 되어 있다.

현상 슬리브(3)는 예를 들면, 알루미늄 등의 비자성체로 이루어지고, 직경 20mm 정도이며, 표면 조도(粗度)(Rz:십점 평균 조도)가 20μm 정도이다. 한편, 규제 블레이드(7)는 예를 들면, 철 등의 자성체로 형성되어 있으며, 규제 블레이드(7)의 현상 용기(2) 내측으로 연장 돌출된 선단과, 이 선단에 대향하는 현상 슬리브(3) 외주면(3a)의 간격이 0.6mm 정도가 되도록 설치되어 있다.

한 쌍의 현상제 이송 수단(5, 6)은 모두 각각의 축선(O4, O5) 방향으로 나선 모양으로 연장되는 교반 날개를 구비하는 오거 스크류(auger screw)를 포함하며, 이 교반 날개의 직경 방향의 외측 선단부(바깥 가장자리)에서의 외경(현상제 이송 수단의 가장 바깥쪽 직경)이 15mm 정도이다. 상기 한 쌍의 현상제 이송 수단(5, 6)은 각각 현상 슬리브(3)의 축선(O2)과 각 축선(O4, O5)의 방향을 일치시키면서 회 전 가능하게 설치되어 있으며, 제1 현상제 이송 수단(5)은 격벽(2b)으로 구분된 각각의 공간 중에서, 개구부(2a)가 형성되어 현상 슬리브(3)가 배치된 측의 일 공간 내에 설치되고, 제2 현상제 이송 수단(6)은 현상 용기(2)의 후단측에 위치하는 타 공간 내에 설치되어 있다. 제1 현상제 이송 수단(5)은, 현상 슬리브(3)의 아래쪽에 교반 날개의 선단이 형성하는 바깥 가장자리가 현상 슬리브(3)의 아래측의 외주면(3a)에 대하여, 예를 들면 3mm 정도의 거리를 두고 근접하여 설치되어 있다. 또한, 제2 현상제 이송 수단(6)은 상기 제1 현상제 이송 수단(5)의 축선(O4)에 평행하면서 이 축선(O4)보다 비스듬히 아래쪽으로 축선(O5)을 배치하도록 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 한 쌍의 현상제 이송 수단(5, 6)은 서로 반대 방향으로 축선(O4, O5)의 연장 방향으로 현상제(T)를 이송하게 되고, 격벽(2b)으로 구분된 각 공간의 양 단 측에서 연통되는 부분에서 제1 및 제2 현상제 이송 수단(5, 6) 측으로 현상제(T)를 보낼 수 있어, 현상 용기(2) 내에 저장된 현상제(T)를 일방향으로 순환시킬 수 있도록 되어 있다. 아울러, 제2 현상제 이송 수단(6) 측에는 현상제 저장 용기(도시 생략)가 접속되어 있고, 제2 현상제 이송 수단(6)이 마련된 공간측에 현상제(T)를 공급할 수 있도록 되어 있다.

자계 발생 수단(4)은 소정 간격을 가지며 둘레 방향으로 설치된 복수의 자석(본 실시형태에서는 6개의 자석)을 구비한 다극 자석으로 이루어져 있고, 각각의 자석은 현상 슬리브(3)의 법선 방향으로 자력선을 발생시키도록 설치되어 있다. 상기 복수의 자석 중에서 현상 주극(主極)의 자극(S1)(S극)은, 현상 슬리브(3)와 개구부(2a)를 통해서 감광체 드럼(1)의 현상 슬리브(3)에 가까운 외주면(1a)과 대향 하도록 마련되어 있다. 상기 자극(S1)과 인접하여 자극(S1)의 현상 슬리브(3)의 회전 방향(화살표 (a) 방향)의 상류측에 자극(S1)과 반대 극성의 자극(N1)(N극)이 마련되어 있다. 또한, 자극(S1)의 상기 회전 방향(화살표 (a) 방향)의 하류측에 자극(S1)과 반대 극성의 자극(N4)(N극)이 마련됨과 동시에, 이 자극(N4)의 상기 회전 방향(화살표 (a) 방향)의 하류측에 자극(N4)과 동일 극의 자극(N3)(N극, 제2자극)이 마련되어 있다. 또 자극(N1)과 인접하여 이 자극(N1)의 상기 회전 방향(화살표 (a) 방향)의 상류측에 반대 극성의 자극(S2)(S극, 제1자극)이 마련되어 있으며, 이 자극(S2)은 규제 블레이드(7)의 선단보다 약간 회전 방향(화살표 (a) 방향)의 상류측에 마련되고, 규제 블레이드(7)에 대략 대향하도록 마련된다. 또한, 자극(S2)과 자극(N3)의 둘레 방향의 대략 중앙 부분에는 자극(N3)과 동일 극성의 자극(N2)(N극, 제3자극)이 마련된다.

이와 같이 복수의 자극이 마련된 본 실시형태의 자계 발생 수단(4)에 의해, 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)측에는 도 2에 도시한 바와 같은 자계 분포가 형성된다. 도 2에서 실선은 현상 슬리브(3)의 직경 방향(법선 방향)으로 향하는 자력선 방향을 갖는 수직 자계를 나타내는 것이며, 파선은 현상 슬리브(3)의 둘레 방향으로 향하는 자력선 방향을 갖는 수평 자계를 나타내는 것이다. 본 실시형태의 자계 분포에서 자극(N3)은 동일 극성 자극인 회전 방향(화살표 (a) 방향)의 상류측의 자극(N4)과 상기 회전 방향(화살표 (a) 방향)의 하류측 자극(N2) 사이에 개재되어 있고, 자극(N4)과 자극(N3) 사이 및, 자극(N3)과 자극(N2) 사이의 각각의 둘레 방향의 대략 중앙 위치에서 수직 자력과 수평 자력이 함께 작아지도록 형성되어 있다. 또 자극(N4)과 자극(N3)은 축선(O3)을 중심으로 한 비교적 큰 각도를 가져 서로가 둘레 방향으로 충분히 멀어지도록 설치되어 있다. 이 때문에 자극(N4)과 자극(N3) 사이의 둘레 방향의 대략 중앙 위치에서 현상 슬리브(3)의 외주면(3a) 상의 수직 자력과 수평 자력이 함께 소실되어 이 부분에 O(제로) 가우스 영역이 형성된다.

한편, 본 실시형태에서 동일 극성의 자극(N3)과 자극(N2) 사이의 둘레 방향의 대략 중앙 위치에서의 현상 슬리브(3)의 외주면(3a) 상에는, 서로의 자극(N2, N3)이 비교적 가깝게 마련되어 있기 때문에, 이 부분에 O 가우스 영역은 발생하지 않는다. 이와 더불어, 자극(N3)과 자극(N2) 사이의 둘레 방향의 대략 중앙 위치에서의 수평 자력에 있어서도 자극(N3)과 자극(N2)이 비교적 가깝게 마련되고, 또한 자극(N2)의 상기 회전 방향의 상류측에 마련된 자극(S2)이 발하는 자계(특히 수평 자계)의 영향으로 O 가우스 영역이 발생하지 않는다.

바람직한 본 실시형태에서, 현상 슬리브(3)의 직경을 14∼20mm 정도로 하고 자극(N2)과 자극(N3)의 자력선 밀도를 600 가우스로 하고, 또 평균 입자 직경 55μm, 포화 자화 50 Am²/kg 정도의 캐리어를 사용하는 경우에, 축선(O3)을 중심으로 자극(N2)을 자극(N3)에 대해서 60°미만이 되는 위치에 마련함으로써, 자극(N2)과 자극(N3) 사이에 0 가우스 영역을 발생시키지 않도록 자계 분포를 형성할 수 있다.

이어서, 상기한 구성으로 이루어진 현상 장치(B) 및 화상 형성 장치(A)의 작용 및 효과에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 한 쌍의 현상제 이송 수단(5, 6)의 회전 구동에 의해 현상 용기(2) 내 의 현상제(T)가 교반되면서 축선(O4) 방향(길이 방향)으로 대략 균등하게 이송되고, 토너와 캐리어가 혼합된 상기 2성분 현상제(T)가 상측에 위치하는 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)을 향해 공급된다. 제1 현상제 이송 수단(5)에 의해 공급된 현상제(T)는 상기 제1 현상제 이송 수단(5)의 교반에 따르는 힘과 자극(N3)의 자력에 의해 끌어올리는 힘에 의해 현상 슬리브(3)의 외주면(3a) 측으로 이송되고, 상기 외주면(3a)에 자기적으로 흡착되어 담지된다.

여기서, 제1 현상제 이송 수단(5)의 바깥 가장자리를 형성하는 교반 날개의 선단이 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)에 대해서, 예를 들면 3mm 정도의 간격으로 가깝게 배치되어 있다. 그리하여, 축선(O4) 방향을 따라서 인접하는 교반 날개와 교반 날개의 사이(스크류 피치(screw pitch))로부터 현상 슬리브(3)로 공급되는 현상제(T)에 있어서, 교반 날개의 바깥 가장자리 선단 부분으로부터 현상 슬리브(3)로 공급되는 현상제(T)는 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)으로 밀리도록 공급되고 있다. 이 때문에, 현상제(T)가 담지된 현상 슬리브(3)의 외주면(3a) 상에 교반 날개의 스크류 피치와 일치하는 간격으로 현상제 고밀도 부분이 발생한다. 이처럼 밀도 차이를 가지며 현상 슬리브(3)에 담지된 현상제(T)가 감광체 드럼(l)측으로 이송되어 정전 잠상에 토너가 공급된 경우에는, 감광체 드럼(1)에 현상화된 화상에 얼룩이 발생된다. 특히, 검은색 화상을 형성하는 경우에는 이 얼룩(스크류 얼룩)이 현저하게 발현될 수 있다.

본 실시형태의 현상 장치(B)에서는, 밀도 차이를 가지며 현상 슬리브(3)의 자극(N3) 근방의 외주면(3a)에 보유된 현상제(T)가 현상 슬리브(3)의 회전에 의해 자극(N3)과 자극(N2) 사이의 둘레 방향의 대략 중앙 부분에 도달하고, 상기 중앙 부분의 수직 자력과 수평 자력이 함께 작아짐에 따라 일단 현상제 보유력(담지력)이 약해져 상기 현상제(T)가 풀어지게 된다. 이 때, 풀어진 현상제(T)의 일부가 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)으로부터 이탈될 수 있다. 그러나, 자극(N3)과 자극(N2) 사이에 둘레 방향을 따르는 수평 자력이 발생하고 있기 때문에, 즉 이 부분의 수평 자력이 0 가우스가 아니므로, 현상제(T)의 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)에 담지된 상태가 유지된다. 한편, 이 부분의 수직 자력과 수평 자력이 함께 작아짐으로써, 일부의 현상제(T)는 완전히 현상 슬리브(3)로부터 이탈될 수 있다. 본 실시형태에서는 자극(N3)과 자극(N2)이 규제 블레이드(7)보다 현상 용기(2)의 내측에 배치되어 있다. 따라서, 규제 블레이드(7)로 고속 회전하는 현상 슬리브(3)로 인한 풍압, 원심력 등에 불구하고, 상기 이탈된 현상제(T)가 개구부(2a)로부터 현상 장치(B)의 외부로 비산되지 않고 현상 용기(2) 내로 회수된다.

상기 풀어진 현상제(T)는 연속된 현상 슬리브(3)의 회전에 의해 자극(S2)측으로 이송됨과 동시에, 다시 큰 자력이 작용하여 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)에 다시 가득 담지된다. 일단 풀렸던 현상제(T)가 다시 현상 슬리브(3)에 담지되므로, 다시 담지된 현상제(T)는 밀도 차이가 해소되어 거의 균일한 토너 농도를 가진 상태에서 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)에 보유된다.

이어서, 현상 슬리브(3)의 회전으로, 소정 간격으로 이격된 규제 블레이드(7)의 선단과 현상 슬리브(3) 사이를 현상제(T)가 통과하고, 이 규제 블레이드(7)에 의해 현상 슬리브(3)에 담지된 현상제(T)의 직경 방향의 높이가 조정되어, 일정 한 층두께로 박층 형성된다. 그리고, 현상제(T)가 개구부(2a)에서 노출되어 자극(S1)에 도달하게 되면, 토너를 부착 보유한 캐리어가 수직 자력의 자력선 방향으로 체인 모양으로 연속되는 자기 브러시가 형성된다. 이 자기 브러시로부터, 예를 들면 선단 부분에 부착된 토너가 대전된 감광체 드럼(1)으로 끌어당겨져 캐리어로부터 이탈되고, 감광체 드럼(1)의 외주면(1a)의 정전 잠상에 담지되어 토너상이 형성된다. 본 실시형태에서 규제 블레이드(7)에 박층 형성된 현상제(T)는 밀도 차이가 발생하지 않기 때문에, 이 밀도 차이가 없는 현상제(T)로부터 토너가 공급되어 현상화된 토너상은 밀도 차이 없이 균일하게 토너가 담지된 상태로 형성된다.

상기 토너가 균일하게 담지된 토너상은, 화상 형성 장치(A)의 기록체 이송 수단(도시 생략)에 의해 이송된, 예를 들어 시트(sheet) 등의 기록체에 전사되면서 정착 장치(도시 생략)에 의해 토너상을 가열함과 동시에 가압하여 기록체 상에 용융 정착된다. 이로써, 기록체에 고정된 화상이 형성된다. 이 기록체에 형성된 화상은, 토너가 균일하게 담지된 토너상을 토대로 형성되기 때문에, 얼룩이 생지 않은 고품질의 화상이 된다.

아울러, 감광체 드럼(1)에 토너의 공급을 마친 현상제(T)는, 연속된 현상 슬리브(3)의 회전에 의해, 동일 극의 자극이 인접하는 자극(N4)과 자극(N3) 사이로 이송된다. 이 자극(N4)과 자극(N3) 사이의 둘레 방향의 대략 중앙 부분의 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)에는, 이러한 동일 극의 자극의 반발에 의해 수직 자력과 수평 자력이 함께 0 가우스가 되는 O 가우스 영역이 형성된다. 이 때문에, 이 0 가우스 영역에 도달한 현상제(T)는 현상 슬리브(3)의 외주면(3a)에 담지되는 보유력을 잃고 완전히 현상 슬리브(3)로부터 이탈되어 현상 용기(2)로 회수된다. 이렇게 회수된 현상제(T)는 감광체 드럼(1)에 공급된 토너 분량만큼 토너 농도가 낮아지지만, 한 쌍의 현상제 이송 수단(5, 6)에 의해 현상 용기(2) 내에 저장된 다른 현상제(T)와 교반 혼합되면서 분산된다. 따라서, 계속적으로 자극(N3)으로 공급되는 현상제(T)의 토너 농도는 일정 농도로 유지되도록 조정될 수 있다.

상기한 구성으로 이루어진 현상 장치(B) 및 화상 형성 장치(A)에서는, 자극(N3)과 자극(S2) 사이에 자극(N3)과 동일 극성의 자극(N2)이 마련되어 있음에 따라, 자극(N3)과 자극(N2) 사이의 둘레 방향의 대략 중앙 부분에서 수직 자력과 수평 자력을 함께 작게 할 수 있다. 제1 현상제 이송 수단(5)에 의해 가압되어 현상 슬리브(3)에 밀도 차이가 유발된 상태로 담지된 현상제(T)를 이 부분으로 통과시켜 풀어줄 수 있고 현상제(T)의 밀도 차이를 해소할 수 있다. 따라서, 제1 현상제 이송 수단(5)을 현상 슬리브(3)에 가깝게 설치한 경우에도 현상제(T)의 밀도 차이에 따른 화상의 얼룩을 제거할 수 있어, 고품질의 화상을 형성할 수 있다.

또한, 수직 자력과 수평 자력을 작게 하여 밀도 차이가 유발된 현상제(T)를 풀어주는 구성을 구비하는 경우에도, 이 부분의 수평 자력이 O 가우스로 되지 않기 때문에, 화상 형성에 필요한 현상제의 분량을 확실하게 현상 슬리브(3)에 담지시키면서 현상제의 밀도 차이를 해소할 수 있다.

또한, 현상제(T)의 밀도 차이를 해소하는 자극(N2)과 자극(N3)이 규제 블레이드(7)보다 현상 슬리브(3)의 회전 방향 상류측의 현상 용기(2) 내에 설치되어 있기 때문에, 현상제 보유력이 저감됨에 따라 현상 슬리브(3)로부터 현상제(T)가 이 탈되어 비산되는 경우에도, 상기 규제 블레이드(7)에 의해 개구부(2a)를 통해서 현상 장치(B)의 외부로 현상제(T)가 비산되는 것을 방지할 수 있으며, 감광체 드럼(1)이나 현상 장치(B)의 주위가 현상제(T)로 오염되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 제1 현상제 이송 수단(5)을 현상 슬리브(3)에 가깝게 설치하더라도 고품질의 화상을 형성할 수 있기 때문에, 현상 슬리브(3)나 현상제 이송 수단(5) 등의 현상 장치(B)를 소형화 할 수 있다. 이로써, 최근에 더욱 소형화가 요구되는 화상 형성 장치(A)에 충분히 대응할 수 있게 된다.

이상, 본 발명에 따른 현상 장치(B) 및 이것을 사용하는 화상 형성 장치(A)의 실시형태에 대해서 설명했는데, 본 발명은 상기한 일 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절한 변경 가능하다. 예를 들면, 상기한 실시형태에서는 자계 발생 수단(4)에 구비된 복수의 자석 중에서, 주극의 자극(S1)이나 규제 블레이드(7)의 근방에 설치된 자극(S2)이 S극이 되고, 현상제(T)를 끌어올리는 자극(N3)이나 담지된 현상제(T)를 풀기 위한 자극(N2)이나 자극(N3), 또 현상 슬리브(3)로부터 현상제(T)를 이탈시키는 자극(N4)이 N극이 된다고 설명했지만, 이 자극들을 모두 반대 극성으로 하여 형성할 수도 있고, 이 경우에도 도 2에 도시한 바와 같은 자계 분포를 형성할 수 있으며, 본 실시형태의 현상제 밀도 차이를 해소하여 고품질의 화상을 형성하는 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태에서는 제1자극을 자극(S2)으로 하고, 제2자극을 자극(N3)으로 하고, 이 두 자극 사이에 배치된 제3자극을 제2자극과 동일 극성의 자극(N2)으로 했으나, 제3자극은 제1자극과 동일 극성의 S극으로 할 수도 있다. 이 경우에 는, 제1자극과 제3자극 사이의 둘레 방향의 대략 중앙 부분에 수직 자력과 수평 자력이 함께 작아짐과 동시에, 수평 자력이 O가우스가 되지 않은 부분이 형성되고, 이 부분에서 현상 슬리브에 담지된 현상제가 풀어질 수 있게 된다. 또한 이 경우에도 상기한 바와 같이 이러한 자극을 모두 반대 극성으로 하여 형성할 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서는 현상제 이송 수단(5, 6)을, 한 쌍으로 구비되고, 또한 축선(O4, O5)을 따라 나선 모양으로 연장된 교반 날개를 구비한 오거 스크류(auger screw)로 하여 설명했으나, 본 발명은 현상 슬리브(3)에 담지된 현상제(T)의 밀도 차이를 해소해야 되는 모든 경우에 적용할 수 있으며, 하나의 현상제 이송 수단이 구비된 현상 장치나, 예컨데 축선에 대략 직교하는 방향으로 복수의 교반 날개가 설치된 현상제 이송 수단 등, 오거 스크류를 대신한 다른 형태의 현상제 이송 수단이 구비된 현상 장치에 적용될 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서는 비자성의 토너와 자성체의 캐리어를 혼합한 현상제(T)를 사용한 2성분 현상 방식의 현상 장치(B) 및 화상 형성 장치(A)에 적용하는 것으로 설명하고 있는데, 자성체의 토너를 현상제로서 사용하는 1성분 현상 방식의 현상 장치 및 화상 형성 장치에 적용할 수도 있으며, 자력을 이용하여 현상 슬리브에 토너를 담지시키는 것이라면 적용할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치에 따르면, 자계 발생 수단의 제3자극과, 상기 제3자극과 동일 극성을 갖는 제1자극 및 제2자극 중에 어느 하나 사이에 위치하는 현상제 담지체의 외주면상에 수직 자력이 작아지는 자계 분포가 형성됨으로써, 현상제 이송 수단에 의해 가압되어 밀도 차이가 유발된 상태로 현상제 담지체의 외주면에 담지된 현상제가, 현상제 담지체의 회전에 의해 이 수직 자력이 작아진 영역을 통과함으로써, 현상제의 보유력(담지력)이 일시적으로 약화되어 현상제가 풀어질 수 있으며, 연속된 현상제 담지체의 회전에 의해 상기 풀어진 현상제를 제1자극의 자계 영역으로 이송하여 제1자극의 자력으로 상기 풀렸던 현상제를 다시 가득 담지할 수 있다. 이로 인하여, 현상제 이송 수단으로부터 공급되는 과정에서 발생하는 현상제의 밀도 차이를 해소할 수 있으며, 잠상 담지체에 현상화되는 토너상에 토너의 농도 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 얼룩이 없는 고품질의 화상을 형성할 수 있게 된다.

현상제 담지체에 담지된 현상제를 풀어주기 위한 제3자극과, 상기 제3자극과 동일 극성의 제1자극 또는 제2자극으로 형성하는 수직 자력이 작아지는 부분이, 규제 부재보다 현상제 담지체의 회전 방향의 상류측에 설치되어 있음에 따라, 현상제 담지체로부터 이탈된 현상제를 규제 부재로 막아 현상 용기 내에 머물게 할 수 있으며, 현상 용기의 외부로 현상제가 비산되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 현상제의 보유력을 약화시켜 현상제의 밀도 차이를 해소하도록 한 경우에도, 잠상 담지체나 현상 장치의 주위에 현상제가 비산되어 오염되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 토너를 포함하는 현상제를 이송하여 잠상 담지체에 공급함으로써 정전 잠상을 현상화하기 위한 현상 장치로서,

   상기 현상제를 담지하여 축선 둘레에 회전 가능하도록 된 대략 원통 형상의 현상제 담지체와, 상기 현상제 담지체에 내포되어 둘레 방향으로 고정된 복수의 자극을 갖는 자계 발생 수단과, 상기 현상제 담지체의 근방에 배치되어 상기 현상제 담지체의 외주면을 향해 상기 현상제를 공급하는 현상제 이송 수단과, 상기 현상제 담지체가 담지된 현상제의 분량을 규제하는 규제 부재를 구비하고, 상기 자계 발생 수단은 상기 규제 부재에 대략 마주보는 위치에 마련되는 제1자극; 상기 제1자극보다 상기 현상제 담지체의 회전 방향의 상류측에 마련되는, 상기 제1자극과 반대 극성이 되어 상기 현상제 이송 수단에서 공급된 상기 현상제를 상기 현상제 담지체의 상기 외주면상에 보유하기 위한 제2자극; 및, 상기 제1자극과 상기 제2자극 사이에 상기 제1자극과 상기 제2자극 중 어느 하나와 동일한 극성을 갖는 제3자극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제3자극은 상기 제2자극과 동일한 극성인 것을 특징으로 하는 현상 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제3자극과, 상기 제3자극과 동일한 극성을 갖는 제1자극 및 제2자극 중 어느 하나 사이의 상기 현상제 담지체의 외주면상에 수평 자계가 0 가우스가 되는 부분이 없는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
4. 잠상 담지체에 형성된 정전 잠상에 토너를 담지시켜 현상화된 토너상을 기록체에 전사함으로써 화상을 형성하는 화상 형성 장치로서,

   제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 현상 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

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