KR930008608B1 - 현상방법 및 현상장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

현상방법 및 현상장치

제 1 도는 본 발명의 현상방법을 설명하기 위해서 이용하는 현상장치의 주요부 단면도.

제 2 도는 본 발명의 현상방법을 설명하기 위해서 이용하는 토너 홀더의 구성 부분과 전기 특성과의 관계를 나타낸 모식도.

제 3 도는 본 발명의 현상방법에 있어서의 작용을 뒷받침하는 계산기 시뮬레이션의 프로우챠트.

제 4 도는 본 발명의 현상방법에 있어서 도전성 토너홀더를 이용한때의 현상특성도.

제 5 도는 본 발명의 현상방법에 있어서 반도전성 토너홀더를 이용한 때의 현상특성도.

제 6 도는 본 발명의 현상방법에 있어서 반도전성 토너홀더를 이용한 현상장치에 대한 정전잠상 지지체면의 정전잠상 면적과 단위 면적당의 토너 부착량의 관계도.

제 7 도는 본 발명의 현상방법에 있어서 반도전성 토너홀더를 이용한 현상장치에 대한 토너홀더의 전기저항과 전면 솔리드 현상되는 정전잠상 지지체면의 토너부착량의 관계도.

제 8 도는 본 발명의 현상방법에 있어서 반도전성 토너홀더를 이용한 경우에 대한 전술한 제 3 의 플로우챠트의 루프 반복회수와 실효 바이어스 값과의 관계도.

제 9 도는 본 발명의 현상방법에 있어서 유전성 토너홀더를 이용한 때의 현상특성도.

제 10 도는 본 발명의 현상방법의 실시에 이용한 현상장치의 주요부를 나타낸 단면도.

제 11 도는 본 발명에 관한 현상장치의 주요부 구성예를 나타낸 단면도.

제 12 도는 본 발명에 관한 현상장치에 이용한 토너홀더의 구성예를 나타낸 사시도.

제 13 도(a) (b) 및 (c)는 현상장치용 토너홀더의 압축영구왜곡율의 측정방법을 나타낸 측면도.

제 14 도(a) 및 (b)는 토너홀더의 주요부 구성예를 나타낸 단면도.

제 15 도는 현상장치용 토너홀더의 내마모 시험법을 나타낸 사시도.

제 16 도는 현상장치용 토너홀더의 박리강도 측정법을 나타낸 사시도.

제 17 도는 현상장치용 토너홀더의 마찰계수의 측정법을 나타낸 사시도.

제 18 도 내지 제 21 도는 본 발명에 관한 현상장치의 각각 다른 주요부 구성예를 나타낸 단면도.

제 22 도 내지 제 25 도는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 토너층 두께 규제부재의 각각 다른 구성예를 나타낸 설명도.

제 26 도는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 토너층 두께 규제부재의 배치위치와 특성의 관계를 나타낸 설명도.

제 27 도는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 토너층 두께 규제부재의 다른 지지구성예를 나타낸 주요부 단면도.

제 28 도(a) 및 (b)는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 토너층 두께 규제부재의 방향에 따른 특성의 차리를 설명하기 위한 단면도.

제 29 도(a) 및 (b)는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 이용하는 토너층 두께 규제부재의 성형형예를 나타내는 단면도.

제 30 도 (a) (b) (c) 및 (d)는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 토너층 두께 규제부재의 지지구성의 각각 다른예를 나타낸 주요부 측면도.

제 31 도는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 토너층 두께 규제부재의 치수형상에 의한 특성의 차이를 설명하기위한 설명도.

제 32 도는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 판상 토너 공급부재의 배열예를 나타낸 주요부 단면도.

제 33 도 내지 제 35 도는 본 발명에 관한 현상장치에 있어서 판상 토너 공급부제외의 다른 배열예를 나타내는 주요부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 31a : 샤프트 2 : 탄성체층

4, 14 : 토너홀더(현상롤러) 5 : 토너층

6, 16, 26 : 감광체드럼(정전잠상지지체) 10, 20 : 현상장치

11, 21 : 토너용기 14b, 24b : 토너층두께 규제부재

17 : 노광장치 18, 28 : 전사장치

21a : 토너 24 : 토너홀더(피측정밀)

24e : 스토퍼

본 발명은 전자사진장치나 정전기록장치에 있어서 정전잠상을 가시화하는 현상방법 및 현상장치에 관한 것으로, 특히 일성분토너를 이용하여 고품질 화상을 얻는 현상방법 및 그 현상방법의 실시에 적합한 현상장치에 관한 것이다.

일성분 토너(현상제)를 이용하는 현상방법의 하나로서 예를들면 미국특허제 3, 152,012호 명세서, 미국특허제 3,754,963호 명세서, 미국특허제 3,731,146호 명세서, 일본특개소 47-13088호 공보, 일본특개소 47-13089호 공보, 일본특공소 51-36070호 공보, 일본 특공소 52-36414호 공보등에 의해 가압현상법이 알려져 있다.

이 가압 현상방법은 탄력성, 도전성 및 거친면 특성을 갖는 토너홀더의 표면에 바자성 토너만으로 되는 일성분 현상제의 박층을 형성하여, 이 토너층을 정전 잠상을 유지한 정전 잠상 지지체면에 상대속도 0으로 되도록 접촉시키는 것을 특징으로 하고, 장치의 간소화나 컬러화가 용이한 등 많은 이점을 갖는다.

그러나, 본 발명자에 의한 추가실험의 결과, 전술한 현산방법에는 하기와 같은 문제가 존재하는 것을 알았다.

① 전술한 가압 현상법의 중요한 특징으로서 토너층 표면과 정전잠상면을 실질적으로 영의 상대적 주변속도로 이동시키는 것이 명시되어 있다.

그러나 실험의 결과 이 조건하에서 얻어지는 현상상은 선명도가 부족하고, 바탕이 흐르고, 농도가 균일치 않은 현저하게 빈약한 화상으로 되는 것을 알았다.

이에 대해 속도차를 둔 경우에는 토너층과 정전 잠상면과의 접촉위치에 있어서, 토너입자의 구름이나 미끄러짐등이 생기고 토너 입자의 대전촉진이나 화상의 정리등이 행해지기 때문에 대단히 선명하고 흐름이 없는 균일한 고농도의 현상상이 얻어졌다.

② 가압현상법을 실행하면 토너홀더상의 대전입자 즉 토너가 정전 잠상면으로 전이하기 때문에 토너홀더에서 현상 바이어스용 전원에 이르는 전기회로에 전류(이하 현상전류라함)가 흐른다.

따라서 토너홀더 표면의 저항값 또는 토너홀더 표면과 현상 바이어스용 전원과의 사이의 저항값을 소정의 값이하로 하지 않으면 안된다.

그러나 전술한 공지예에 있어서는 이점에 대해 사실상 유효한 개념이 나타나 있지 않다.

③ 또 전술한 형상전류는 주로 토너입자의 이동에 기인하는 것이기 때문에 토너대전량이나 정전잠상 지지체면에 형성되어 있는 정전잠상으로 토너 부착량, 토너홀더 표면의 이동속도, 토너홀더의 치수등에 의존한다.

따라서 이들 제반요소와 전술한 저항값과의 관계에 따라 토너 홀더 표면의 전위 즉 실효현상 바이어스값이 변동하여 경우에 따라서는 흐름이나 농도 부족등이 발견되는 대단히 빈약한 화상으로 되는 것도 있다.

④ 또 이 방법은 자성토너를 자기작용으로 토너홀더 표면에 담지해서 현상을 행하는 방법에 비해 비자성 현상제(토너)를 토너홀더표면에 담지해서 항상 일정량의 비자성 토너를 잠상에 공급하는 것은 용이하지는 않다.

왜냐하면 비자성 토너에 대해서는 자기력과 같은 원격 작용력을 확실히 작용시킬 수 없기 때문에 소점잠상의 현상에 의해 토너홀더 표면의 토너층이 소비된때, 빨리 토너홀더 표면에 토너박층을 형성, 회복하기가 곤란하게 되기 때문이다.

이후 토너홀더 표면에 재빨리 토너박층을 회복하여 항상 일정량의 토너박층을 잠상에 공급하는 능력을 토너 반송성이라 부른다.

이와같은 토너 반송불량이 생기면 솔리드화상의 후반에 있어서 농도의 저하가 생겨 버린다.

이리하여 토너반송성을 개량하기위해 토너용기내에 스폰지롤러나 브러시 롤러를 설치하여 이들 롤러로 토너홀더에 비자성 토너를 문질러 붙여서 토너공급을 행하는 방법이 예를들면 일본특개소 62-5274호 공보, 일본특개소 62-7067호 공보, 일본특개소 62-95558호 공보등에 나타나 있다.

⑤ 또 전술한 가압 현상법에 있어서는 토너홀더에 담지시킨 토너를 정전잠상에 누르거나 접속시켜 현상을 행하기 때문에 탄성 및 도전성을 갖는 현상롤러를 토너홀더로서 이용하는 것이 필요로 된다.

특히 정전 잠상 지지체가 강체인 경우에는 이들에게 흠집을 만들지 않기 위해 토너홀더를 탄성체로 구성하는 것이 필수조건으로 된다.

이와같은 구성의 토너홀더의 구체예로서는 금속성의 롤러기재의 표면에 포움러버(foam rubber) 또는 폴리우레탄 포옴마다 탄성체등을 설치하고, 또 가요성 도전체층과 결착용 수지중에 그래 파이트입자를 분산한 최외층을 차례로 피복한 현상롤러가 알려져 있다.(일본특개소 47-13088호 공보)

즉 알루미늄처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 박판에 수평도포장치를 이용해서 전술한 그래파이트 결착수지 혼합물을 약 20㎛의 두께로 되도록 도포한 것으로 표면층을 구성한 토너홀더(현상롤러)가 알려져 있다.

⑥ 한편 전술한 가압현상법에 있어서는 토너홀더상에 토너의 박층을 형성하기 위해 토너홀더에 토너층 형성부재를 누르는 방법등이 채택되어 있다.

이리하여 전술한 토너층 두께 규제방법으로서 주로 다음의 2종류의 방법이 종래에 알려져 있다.

(a) 판상토너층 두께 규제부재의 중간부를 토너홀더에 누른다

(b) 판상토너층 두께 규제부재의 단부를 토너홀더에 누른다.

(a)의 판상 토너층 두께 규제부재 중간의 면을 누르는 방법 또는 장치는 예를들면 일본특공소 63-16736호 공보, 일본특개소 57-165866호 공보, 일본특개소 60-73649호 공보, 일본특개소 61-138967호 공보, 미국특허제 4,521,098호 명세서등에 나타나 있고, 탄성체로 되는 판상 토너층 두께 규제부재의 중간면을 토너홀더에 누름으로서 균일한 두께의 토너박층을 형성하고 동시에 토너입자를 확실히 마찰대전하여 양호한 가시상을 얻을수 있게 한다.

한편 (b)의 판상 토너층 두께 규제부제의 단부를 누르는 방법은 일본특공소 51-36070호 공보, 일본특개소 53-23638호 공보, 일본특개소 58-116559호 공보, 일본특공소 60-15068호 공보, 일본특개소 62-95559호 공보, 일본특개소 62-96981호 공보, 일본특개소 62-113178호 공보등에 나타나 있다.

단부를 누르는 이들 공지의 방법은 또 아래 3가지로 분류된다.

(i) 둥근 기둥면상으로 가공된 선단을 누르는 방법(일본특공소 51-36070호 공보)

(ii) 예리한 선단을 누르는 방법(일본특공소 53-23638호 공보외)

(iii) 평면상으로 가공된 선단을 누르는 방법(일본특개소 62-95559호 공보외)

이들 방법에 따르면 비교적 낮은 누르는 힘으로 소망의 토너박층을 형성할 수 있기 때문에 중간의 면을 누르는 전술한 (a)의 방법에 관한 제반문제를 회피할 수 있다.

그러나 단부를 누르는 이들 방법에도 다음과 같은 문제가 있다.

(ii)의 예리한 선단을 누르는 경우에는 토너홀더와 규제부재의 접촉면적이 매우작고, 압력이 집중하기 때문에 규제부재 전체로의 압력 설정을 엄격히 관리하지 않으면 안된다.

또한 선단부의 미소한 가공정밀도 불량이 토너층의 불균일을 초래하고, 보통 토너층의 두께가 과도하게 얇게되기 쉬운등의 결점이 있었다.

(iii)의 경우에 있어서는 판상 규재부재의 단부 단면을 토너홀더에 누르기 위해 전술한 (ii)의 방법에 관한 문제는 통상의 상태에서는 생기지 않으나, 규제부재의 부착상태의 미소한 변동에 의해 단부 단면의 에지가 토너홀더에 접촉하여 (ii)의 경우와 같은 문제가 생기는 일이 있다.

이에대해 (i)의 방법에서는 규제부재 단부에 예리한 에지가 존재하지 않기 때문에 규제부재의 부착상태가 다소 변동해도 (ii)나 (iii)의 경우와 같은 문제가 생기는 일없이 장치의 제조나 조립이 매우 용이하게 된다.

또 단부를 곡면으로 함으로서 중간의 면을 누르는 방법과, 예리한 단부를 누르는 방법의 중간적인 효과를 얻을 수 있고, 비교적 낮은 압력으로 토너층의 박층화와 토너입자의 확실한 대전을 달성할 수 있다.

이들 문제점 가운데 ①의 경우에 대해서는 일본특공소 60-12627호 공보, 일본특개소 53-23638호 공보등에 있어서 토너홀더를 정전 잠상보다도 빨리 이동시키는 것이 화질의 개량을 가져오는 취지를 나타내고 있다.

한편 ②의 경우의 문제에 대해서는 토너홀더표면의 체적 저항값의 바람직한 범위에 대해 여러가지 제안이 되어 있다.

일본특공소 60-22352호 공보에서는 토너홀더로서 10⁵Ω·cm이하의 도전성을 갖는 것을 사용하면 좋으나, 일본특공소 62-3949호 공보에서는 18⁸Ω·cm 이하의 것이 좋은 것이, 일본실공소 62-35097호 공보에는 10¹³Ω·cm 이상의 것이 좋은 것이, 일본특공소 63-26386호 공보에는 10⁸Ω·cm 정도가 좋은 것이 지적되어 있다.

그러나 이와같이 각각의 발명에 따라 저항값의 적당한 범위가 다른 것은 전술한 문제점 ③에 나타낸 몇개의 요소에 의해 적정조건이 변동해 버리는 것을 나타내고 있고 이들 요소의 종합적인 균형을 고려하지 않는 한 양호한 화상을 얻기는 곤란하다.

전술한 ④의 경우에는 어느정도 토너반송성을 개량할 수 있으나 토너홀더 표면과 토너입자와의 마찰 대전이 불충분한 경우 비자성 토너입자는 토너홀더 표면에 부착할수 없어서, 반송성의 향상은 기대할 수 없다.

또 초기상태에 있어서는 양호한 토너 반송성이 얻어져도 장기간 사용에 의해 토너홀더 표면에 비자성 토너의 박막이 형성되는 현상 즉 필르밍이라 불리는 현상이 생기고, 비자성 토너입자와 토너홀더 표면의 사이와 마찰대전이 불충분하게 되어 토너 반송성이 저하해 버리는 일이 종종있다.

그런데 복사기나 레이져 프린터등의 전자 사진장치에 있어서는 얻어지는 화상의 농도를 콘트롤하는 방법으로서 보통 정전 잠상 지지체(감광체)를 노광하는 광량의 제어, 또는 토너홀더에 가하는 현상 바이어스 전압의 제어에 의한 방법이 알려져 있다. 이들 방법에 따르면 화상농도를 어느정도 콘트롤하는 것이 가능하나 토너홀더 표면에 비자성 토너의 박층을 형성하여 이것을 잠상에 공급함으로서 현상을 행하는 현상방법을 이용하는 경우에는 얻어지는 화상농도에는 상한이 존재하여 그 이상의 고농도는 좋지 않다는 문제가 있다.

왜냐하면 토너홀더의 비자성 토너박층을 100%소비해 버리면 그 이상의 고농도화는 불가능하게 되기 때문이다.

고농도화를 추구하려고 비자성 토너층의 두께를 늘리면 토너홀더나 비자성 토너층 두께 규제부재 또는 전술한 토너공급부재와의 접촉을 거치지 않고 토너홀더 표면에 부착하는 비자성 토너입자가 비화상부에 중첩되는 문제가 생긴다.

또 ⑤의 경우 탄성체층이 전술한 조건을 만족해도 압력하에서 장기간 방치하면 탄성체층의 압축영구왜곡이 생겨 화상에 영향을 주는 경우가 있었다.

한편 압축영구왜곡이 적은 탄성재료는 보통 고도가 높기 때문에 예를들면 토너홀더에 편심이 생길때 그와같은 변동을 카바할 수 있을 만큼의 현상닙(nip)폭을 용이하게 얻을수 없게되고, 화상농도가 불균일(농도불균일)로 되는 경우가 있었다.

또, 토너홀더의 표면 평활화에 대해서는 바탕을 이루는 탄성체층의 표면상태, 즉 재질에 적합한 형성조건에 따르고 있는가 어떤가에 영향을 미치는 곤란한 문제가 있다.

또 토너홀더의 내구성에 대해 탄성체층 위에 도전층을 설치한 토너홀더의 경우 사용중에 생기는 흠집이나 마모 혹은 도전층의 박리에 대해서는 구체적인 기술이 나와있지 않고 도전층으로서 어떤 내구성을 필요로 하는가를 모르고, 요구되는 수명에 대해 필요이상으로 고가인 토너홀더로 되어 버리거나, 요구되는 수명이 달성되지 않거나 해서 제조상의 관리가 어렵고 롯드마다 차이가 크게 되기도 했다.

전술한 토너홀더를 탄성을 갖는 재료로 구성한 경우에는 실용상 많은 이점이 있으나 한편 아래와 같은 문제가 있다.

즉, 소요의 토너박층을 형성하기위해 토너에 형성부재를 누르면 눌려있는 부분이 오목한 소위 압축영구왜곡이 생긴다.

특히 전술한 오목한 것은 장기간에 걸쳐 같은 장소가 압축된 경우에 생기기 쉽고 또 환경이 고온 또는 저온의 때에 생기기 쉽다.

이리하여 압축영구왜곡이 생기면 토너홀더상에 형성되는 토너층이 불균일하게 되기 쉬운것, 현상시의 현상 전계가 불균일하게 되는것, 토너홀더나 잠상 지지체를 일정속도로 이동하기 어려운등으로 현상해서 얻은 화상에 농도 불균일이나 흰줄이나 검정줄 등이 생겨 화질의 악화를 초래하는 문제가 있다.

특히, 이경우 미상용이라도 화질이 나빠지는 경우가 있고, 또 실제적으로는 창고등에 보존하는 경우나 운반시에도 가능한한 환경 조건은 완화되어 있는 것이 좋다.

또 ⑥의 경우 전술한 (a)의 판상 규제부재의 중간면을 누르는 이들 현상장치에 있어서는 규제부재와 토너홀더와의 사이에 형성되는 쐐기형의 공간에 토너입자가 체류하기 쉽고 후속의 토너입자가 이것을 압출하려고 하기 때문에 원하는 토너박층을 형성하는데는 규제부재를 비교적 높은 압력으로 토너홀더에 누르지 않으면 안된다.

그결과 토너홀더나 규제부재에 토너가 고착하거나 토너홀더의 구동에 요하는 힘이 큰 것으로 되는 등 문제가 생겼다.

한편 전술한(b)의 판상 규제부재의 단부를 누르는 방법 가운데 가장 실용적인(i)의 둥근기둥면 모양으로 가공된 선단을 누르는 방법으로도 다음과 같은 결점이 있는 것이 확실해졌다.

예를들면 일본특공소 51-36070호 공보에 있어서는 폴리테드라 플루오로에틸렌이나 폴리포름알데히드(상품명 테르린)등을 소재로 하여 그 단면을 둥근기둥면 모양으로 가공한 규제부재가 좋은 것이 게재되어 있다.

그러나 본 발명자들의 추가 실험에 따르면 규제부재의 가공정밀도, 특히 길이방향의 휨이나 굴곡이 토너층의 불균일화를 가져오고, 특히 재료가 강성에 가까운 것이기 때문에 규제부재의 부착이나 가공정밀도의 불량을 흡수할 수 없고, 토너층의 불균일화를 초래하기 쉽고, 정밀도가 좋은 둥근 기둥면을 얻기위한 가공이 용이하지 않는 등의 결점이 있는 것을 알았다. 또 장기간 사용에 따라 규제부재 표면에 토너가 고착하는 경향이 있어서 토너층의 불균화를 가져왔다.

따라서 본 발명은 선명하고 바탕의 겹침이 없는 양질의 화상이 용이하게 얻어지는 현상법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 균일하고 고농도의 화상이 용이하게 얻어지는 현상방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 토너홀더 표면에 항상원하는 토너층을 형성유지해서 균일하고 고농도의 화상이 용이하게 얻어지는 현상방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 농도 불균일이나 바탕의 겹침등이 없는 고품위의 현상 화상이 향상 얻어지는 현상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 토너홀더 표면에 균일한 토너층이 형성지지되어 향상 농도 불균일이나 바탕겹침이 없는 고품위의 현상화상이 얻어지는 현상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 현상방법은 현상 바이어스전압이 가해진 토너홀더의 표면에 토너박층을 형성하여 이 토너박층을 정전 잠상이 형성된 정전 지지체 표면에 공급함으로서 전술한 정전잠상을 가시상화하는 현상방법에 있어서, 현상에 의해 정전잠성 지지체면에 부착한 토너의 대전량을 q[C/kg], 정전잠상 지지체면과의 마찰 대전에 의해 토너가 획득한 전하량을 q_p[C/kg], 토너홀더의 전기저항값을 R[Ω·m²], 토너홀더의 유효길이를 ι[m], 토너홀더의 유효면적을 Sr[m²], 현상에 의해 정전잠상 유지체면에 부착하는 토너의 량을 m_p[kg/m²], 정전잠상 지지체면의 이동속도를 V_p[m/sec], 토너홀더 표면의 토너부착량을 m[kg/m²], 그리고 토너홀더 표면의 정전잠상 지지체면의 속도비를 k로 할때 이들값이 조건식 -100＜{-(q-q_p)m_pV_pι+q_p(km-m_p)V_{p ι}}·R / Sr＜100을 만족하도록 조정되어있는 것을 특징으로 하고 또 현상장치는 전술한 현상방법을 효과적으로 실시하여 얻는 구성으로 선택설정되어 있다.

이와같은 본 발명에 관한 현상방법 및 현상장치에 따르면 정전 잠상지지체면에 형성된 정전잠상에 대해 토너홀더를 통해 항상적정향의 토너가 공급되어 선명하고 바탕의 겹침이 없는 균일한 고농도의 화상을 얻을 수 있다.

[실시예 1]

이하 본 발명의 현상방법에 있어서 기본적인 구성 내지 작용에 대해 제 1 도 및 제 2 도를 참조해서 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 현상방법의 작용을 설명하기 위한 현상장치의 주요부 단면도이다.

도전성 샤프트(1), 탄성체층(2) 및 표면수지층(3)으로 되는 토너홀더(현상롤러(4)표면에 예를들어 일성분계 비자성 토너로 되는 토너층(5)을 형성하여 이것을 정전 잠상 지지체로서의 감광체 드럼(6)의 표면에 접촉시켜 현상을 행한다.

본 발명의 현상방법은 주지의 정규 현상법에도 적용할 수 있는 것이나 여기서는 발전현상을 행하는 경우에 대해 예시한다.

먼저 토너홀더를 그 전기저항값에 의해 다음과 같이 분류하여 제 2 도의 모텔에 입각해서 이른 분석을 행한다.

(A) 도전성 토너홀더 … 표면수지충(3)을 도전성으로 하여 이 표면층에 도시하지 않은 전원으로 직접 현상 바이어스를 가한다.

토너홀더(4)의 단부에도 도전성 수지층을 도포하여 샤프트(1)의 표면층(3)을 도통상태로 하면 현상 바이서는 샤프트(1)에 공급해도 좋다.

탄성체층(2)을 도전성으로 한 경우에도 동일하게 샤프트(1)로 부터 바이어스를 공급할 수 있다.

또 탄성체층(2)을 도전성으로 한 경우에는 표면수지층(3)은 없애도 좋다.

(B) 반도전성 토너홀더 … 탄성체층(2)을 반도전성 표면층(3)을 도전성으로 하여 샤프트(1)에 바이어스를 가한다.

(C) 유전성 토너홀더 … 탄성체층(2)을 도전성으로 하고, 표면층(3)을 유전체층으로 하여 샤프트(1)에 바이어스를 가한다.

제 2 도는 제 1 도의 현상영역을 확대하여 나타낸 모식도로 탄성체층(2), 표면수지층(3), 토너층(5) 및 정전잠상 지지체(6)의 감광체면의 각층의 내부 또는 표면에 있어서 모든 물리량을 도면과 같이 정의한다.

이론은 일반화하기 위해 먼저 전술한 유전성 토너홀더에 대해 해석한다.

제 2 도의 각 영역에 가우스의 법칙을 적용한다.

div D_p=0 (1)

div D_t=ρ_t(ρ_t=const) (2)

div D_l=0 (3)

경계조건은 단위법선 백터를 n으로해서,

D_p·n=σ_b(4)

( D_t-D_p)·n=σ_p(5)

( D_t-D_t)·n=σ₁(6)

-D₁·n=σ_r(7)

현상영역에 도달하기 이전에 감광체층인 감광체드럼(6) 및 유전체층인 표면층(3)의 표면전위를 Vo 및 Vi로 하면

σ_p=ε_pV_O/DP (12)

σ_f=ε_fV_f/di (13)

전술한 경계값을 풀어서 토너층중의 전계를 구하면,

단, A=dp/ε_p+dt/ε_t+di/ε_l(15)

토너층중의 전계가 0으로되는 점 X_O에서 토너층이 분단되어 현상이 행해진다.

정전잠상 지지체(감광체드럼) (6)면에 부착하는 토너량(m_p)은 토너홀더(4)표면의 토너부착량을 m, 토너홀더(4)와 정전잠상 지지체(6)의 표면속도를 V_t, V_p, 속도비를 k=V_r/V_p로 하면

m_p=km(Xo-dp)/dt (16)

식(14), (16)에 의해

이것이 유전성 토너홀더의 현상 특성을 나타낸 특성 방정식이다.

도전성 토너홀더의 특정식은 식(17)에서 d₁=0, V_l=0로 놓고,

로 된다.

다음에 반도전성 롤러를 생각한다.

제 2 도에 있어서 D₁=0, V₁=0로 하여 도전성과 현상 바이어스 전원의 사이에 저항 R의 반도전층을 생각한다.

이경우에는 현상 전류에 의해 실효현상 바이어스가 변동하는 것을 고려하지 않으면 안된다.

현상영역에 있어서 토너입자와 정전 잠상 지지체(6)표면의 마찰대전을 고려하면 솔리드 화상의 현상에 있어서 현상전류 (I)는 식(18)의 m_p를 이용해서

I=I_p-I_r=-(q-q_p)m_pV_pι+q_p(km-m_p)V_pι(19)

현상전류(I)에 의해 저항 R의 양단에 전위차가 생겨서 실효현상 바이어스 V_O는

V_O=V_b+RI/S_r(20)

으로 된다.

단 하기의 기호를 이용했다.

I_p: 정전잠상 지지체어에의 토너부착에 의한 전류

I_r: 토너홀더표면의 잔류토너에 의한 전류

q : 정전잠상 지지체면에 부착한 토너의 대전량

q_p: 정전잠상 지지체면과의 마찰에 의한 토너대전량

R : 토너홀더의 저항(Ω·m²)

ι : 토너홀더의 유효길이

S_r: 토너홀더의 유효표면적

현상에 의한 실효현상 바이어스(V_O)의 변동은 현상 토너량(m_p)의 변화를 가져오고, 그 결과 다시 V_O가 변동한다.

계산기에 의해 이 싸이클을 반복하여 V_O의 변동이 0.1V 이하로 수속한때의 m_p의 값을 실제로 현상 토너량으로 했다.

제 3 도에 계산플로우챠트를 나타냈다.

이상의 논리에 입각 전술한 3종류의 토너홀더의 현상 특성을 도출하여 실험결과와의 비교에서 재반현상 파라메터의 최적화가 도모된다.

(1) 도전성 토너홀더의 현상특성

제 4 도에 도전성 토너홀더의 현상특성을 나타냈고 이론과 실험의 일치는 양호했다.

해석에 있어서는 현상영역의 토너층의 두께는 속도비(k)에 의존하지 않는다고 가정하고 아래의 실험값을 이용했다.

실험에서는 63Ω·m²의 표면도전층을 갖는 토너홀더를 사용했다.

m=4.8×10^-3kg/m²

dp=20, dt=11, di=50㎛

ε_p ^*=3.4, ε_t ^*=1.2, ε_l ^*=6.5

q=-1.10×10^-2C/kg(k=1.30에서)

q=-1.43×20^-2C/kg(k=2.36에서)

q=-1.55×10^-2C/kg(k=3.32에서)

V_O=-70V, ι=0.2m

V_p=3.93×10^-2m/sec

S_r=1.13×10^-2m²

q_p=-0.2×10^-2C/kg

(2) 반도전성 토너홀더의 현상특성

이 경우의 현상특성을 제 5 도에 나타낸다.

동도면으로 부터 알수있듯이 토너홀더의 전기저항 (R)이 1.1×10⁵Ω·m²이하의 범위에서는 저항값에 특성의 차이는 거의 없었으나 이값을 넘으면 γ값(특성곡선의 기울기)이 저하하는 경향이 있다.

여기서 제 6 도에 나타낸 것처럼 현상위치에 있어서의 잠상전체에 점하는 화상부 면적의 비율(S/S_O)에 의해 단위면적당의 현상토너량(m_p)이 변화하는 것에 주의하지 않으면 안된다.

제 7 도는 전면솔리드 현상(즉 S/S_O=1)에 있어서 현상토너량과 토너홀더의 저항(R)과의 관계를 나타내고 있다.

동도면에서 알수있듯이 저항값이 1×10⁵Ω·m²를 넘으면 농도 저하가 생긴다.

또 화질의 우량, 불량을 검토한 결과 1.1×10⁵Ω·m²에서는 문제가 없으나 1.5×10⁶Ω·m²에서는 육안으로 알수있듯 화상 농도가 저하해 있는 것을 알았다.

따라서 토너홀더의 저항(R)은 R＜1.5×10⁶Ω·m², 바람직하게는 1.1×10⁵Ω·m²이하로 하여야 한다.

여기서 본 발명에 관한 제 1 의 현상방법에 있어서 토너홀더의 저항(R)에 대해 정의한다. 물질의 저항값으로서 보통 고유저항(ρ)이 사용되거나 여기서는 실제로 현상 특성을 지배하는 롤러 파라메터로서 고유 저항값(ρ)과 탄성체층의 두께(ι_O)와의 적 ρ·ι_O(R=로 한다)를 이용한다.

다만 실제는 토너홀더의 둘레면에 면적(S)의 전극을 접촉시켜 이것에 전류계를 접속해서 샤프트에 10V의 전압을 가해서 관측되는 전류값(I)에서 이때의 저항값(R_O)(=10/I)을 계산하고, 또 R=R_O·S에 의해 저항값(R)을 얻는다.

일반적인 저항값의 정의식

R_O=ρ·ι_o/ S

를 이용하면, R_O.S=ρ·ι_o인 것으로 부터 본 발명에 관한 현상방법에서의 토너홀더의 저항(R)(=ρ·ι_o)은 R_O·S로서 계산하는 것이 좋은 것을 알았다.

제 3 도에 나타낸 플로우챠트에 입각하여 시뮬레이션의 결과를 다시 상세히 검토한다.

플로우챠트에 있어서는 실효현상 바이어스를 계산하여 n=n+1에서 스트트로 돌아가는 루프를 반복함으로서 실효현상 바이어스의 수속을 알 수 있다.

제 8 도에 반복횟수(n)은 횡측으로 해서 실효현상 바이어스의 계산결과를 플롯한 도면이다.

제 8a 도는 R=1.5×10⁶Ω·m²의 때, 제 8b 도는 R=3.0×10⁶Ω·m²의 때의 상태를 나타낸다.

다만 V_O=OV로 했다.

제 8b 도에는 실효현상 바이어스가 발산해 있고 과도현상론적인 고찰이 필요한 저항범위에 있는 것을 알았다.

제 8a 도에서는 제 1 의 루프에 있어서 실효현상 바이어스 값이 초기값의 -100V에서 약 OV까지 변동하고 있다.

이 결과에서 토너홀더의 저항에 관한 저술한 조건 R＜1.5×10⁶Ω·m²는 다시 일반화 하면 식(20)의 RI/S_r의 절대값이 100V이하, 즉

-100＜{-(q-q_p)m_pV_{p ι}+q_p(km-m_p)V_{p ι}}·R/S_r＜100

로 하는 것이 항상 고농도의 양호한 화상을 얻기 위한 조건으로 된다.

(3) 유전성 토너홀더의 현상특성

제 9 도는 유전성 토너홀더에 의한 현상특성을 나타낸 것으로 이결과에서 유전체층의 두께나 유전율에 의해 현상 γ값을 제어할 수 있는 특징과, 토너와의 마찰대전에 기인하는 토너홀더의 표면전위의 변화에 의해 현상특성이 변동한다는 문제가 있는 것을 알았다.

따라서 실용상은 유전체층의 표면전위를 안정화하는 방법이 필요로 된다.

또 실험에서는 28Ω·m²의 도전성 탄성체층의 표면에 두께 50㎛의 유전체층을 설치한 토너홀더를 사용했다.

이상의 결과에서 토너홀더의 저항값을 1.5×10⁶Ω·m²이하로 함으로서 안정된 고농도의 현상특성이 얻어지는 것이 확실히 되었다. 실용적으로는

1) 정전잠상 지지체의 절연파괴의 방지를 고려하면 1×10⁴내지 1.5×10⁵Ω·m²의 저항값이 필요하다.

2) 이와같은 저항범위의 반 도전성 탄성 토너홀더를 재현성있게 제조하는 것은 용이하지는 않다.

3) 본 발명에서 검토한 반도전성 토너홀더는 도전성 토너홀더의 표면도전층과 현상 바이어스 전원의 사이에 저항기를 삽입한 것과 동등한 것을 고려하면 토너홀더의 표면층은 1.5×10⁶Ω·m²미만의 안정한 도전층으로 하여 이것에 1×10⁴내지 1.5×10⁶Ω·m²에 상당하는 보호저항(약 1MΩ-100MΩ)을 통해서 현상 바이어스를 가하는 방법이 가장 유효하다고 할 수 있다.

다음에 제 10 도를 참조해서 본 발명에 관한 현상방법이 구체예를 상세히 설명한다.

제 10 도는 본 발명 방법의 실시예에서 이용한 현상장치의 주요부 단면도이다.

이 현상장치(10)는 일성분계 토너(11a)를 수납하는 토너용기(11), 전술한 일성분계 토너(11a)를 토너홀더(14)에 공급하는 토너공급롤러(14a), 공급된 토너를 규제해서 토너홀더(14)면상에 균일한 토너층을 형성하는 토너층 두께 규제부재(14b), 토너층을 담지해서 회전하는 토너홀더(14)에 대치하여 표면에 형성담지하고 있는 정전 잠상이 가시상화되는 정전 잠상 지지체(감광체드럼) (16), 전술한 현상잔여의 토너를 토너용기(11)로 회수하기 위한 리커버리 블레이드(14c), 토너용기(11)내의 토너(11a)를 교반하는 교반자(11b) 및 전술한 토너층 두께 규제부재(14b)를 일정의 하중으로 토너홀더면(14)에 누르는 스프링(14d)등으로 구성되어 있다.

또 제 10 도에 있어서 "15"는 잠상 지지체로서의 감광체 드럼(16)에 소정의 정전하를 부여하는 대전기, "17"은 소정의 정전잠상을 감광체드럼(16)면에 형성하기 위한 노광장치, "18"은 전술한 잠상지지체로서의 감광체 드럼(16)의 정전잠상이 현상에 의해 가시상화된 것을 예를들면 종이등의 지지체에 전사하는 전사장치, "12"는 토너홀더(14) 및 토너공급롤러(14a)에 소정의 전류를 공급하는 직류전원, "13"은 보호저항이다.

다음에 전술한 구성의 현상장치의 구성부품에 대해 설명한다. 토너홀더(14)는 알루미늄이나 스테인레스등의 금속이나 페놀수지, 아크릴 수지, 우레탄수지, 불소수지, 폴리아미드 수지, 실리콘 수지, 메라민 수지, 폴리스틸렌수지, 폴리에스테르수지, 에폭시수지등의 경질 또는 연질의 수지 또 이들의 복합체등으로 되는 것을 이용할 수 있고, 내부에 자극을 설치한 마그네트롤러와 같은 것을 이용해도 좋다.

본 실시예에서는 탄성과 도전성을 갖는 비자성의 (또는 자화되지 않은) 토너홀더(14)에 대해 예시한다. 탄성도전 토너홀더(14)로서는 샤프트의 주위에 도전성 고무층(예를들면 우레탄 고무, 실리콘고무, 에틸렌, 프로필렌고무, NBR, 클로로플렌고무, 부틸고무 등의 고무중에 도전성 카본입자나 금속입자, 금속 파이버등을 분산함에 따라 1.5×10⁶Ω·m²미만의 저항값으로 한것)을 설치한 것, 또 그 표면에 실리콘 수지, 우레탄 수지, 불소수지등을 피복한 것, 또는 고저항 내지 절연성의 고무롤러의 표면에 도전성의 수지를 피복한 것, 혹은 반도전성(1.5×10⁶Ω·m²미만)이 고무롤러의 표면에 도전층을 설치한 것등이 적당하다고 할 수 있으나 여기서는 특히 경도 30 도(JISA형)의 EPDM고무롤러의 표면에 도전성 우레탄 도료를 도포하여 금속샤프트와 도막 표면의 사이의 저항값이 1.5×10⁶Ω·m²미만으로 되도록 조정한 탄성도전토너홀더를 이용한 경우에 대해 설명한다.

금속샤프트의 외경은 8mm, 고무롤러의 외경은 18mm, 도전성 우레탄 도료의 두께는 20 내지 200㎛로 했다.

정전 잠상의 현상방법으로서는 정전 잠상면과 토너홀더(14) 표면을 비접촉 상태로 하여 현상전계에 의해 토너입자를 날려 보내서 현상을 행하는 방법, 양자를 접촉시켜서 전동 또는 섭동에 의해 현상을 행하는 방법이 있다. 본 발명의 경우는 어떤 방법도 적용가능하다.

본 실시예에 있어서는 정전 잠상지지체(16)의 정전 잠상면에 토너홀더(14)를 접촉하는 경우에 대해 설명한다. 또 비접촉 현상방법의 경우 정전잠상 지지체(16)면과의 마찰대전에 의해 토너가 획득하는 전하량(q_p)는 0으로 된다.

토너층 두께 규제부재(14b)는 선단이 둥근기둥면 모양 또는 극면상(둥근 기둥면 모양 내지 곡면상)으로 가공되어 고무경도 30도 내지 100도의 판상 고분자체로 구성되어있고 그 선단이 스프링(14d)의 누르는 힘에 의해 토너홀더(14)의 표면에 닿아있다.

규제부재(14b)의 단면 선단이 원호 또는 곡선인 것은 중간의 면을 압접할때의 효과와 예리한 에지를 누를때의 효과의 중간적인 효과를 갖고, 비교적 낮은 누르는 힘으로 소정의 토너박층을 형성할 수 있고, 토너입자를 확실하게 마찰대전 하는 것이 가능했다.

또 토너층 두께 규제부재(14b)는 선단의 둥근기둥면 또는 곡면의 곡률반경은 0.1mm 내지 20mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 10mm의 때에 양호한 결과가 얻어졌다. 그 밖의 현상조건은 전술한 기본적인 구성내지 작용에서 서술한 값을 이용하여 정전잠상 지지체(감광체드럼) (16)의 표면정위를 -500V, 현상 바이어스 전원(12)의 출력은 -200V, 보호저항(13)의 값을 10MΩ으로 해서 현상을 행한바 균일한 고농도로 겹침이 없는 매우 양호한 화상이 얻어졌다.

전술한 본 발명에 관한 현상방법이 기본적인 구성 내지 작용의 설명 및 구체예의 설명에서 알 수 있듯 본 발명에 따르면 양호한 화상을 얻기 위해 현상 조건을 설정하는 것이 매우 용이하게 되고 예외없이 양호한 현상상을 얻을 수 있다.

종래 토너홀더의 체적 저항값으로서 여러가지 값이 제안되어 이에 따라 현상을 행해도 꼭 양호한 화상이 얻어지지는 않았던 것에 비해 본 발명에 관한 현상방법에 있어서, 중요한 제반 파라메터를 종합적으로 고려한 조건 설정을 행함으로서 항상 용이하게 고품질의 현상상을 얻을 수 있게 되고, 실용성이 있는 현상방법이 제공되기에 이르렀다.

또 전술한 실시예 1에서는 비자성 일성분 토너를 이용하는 경우에 대해 예시했으나 자성 토너를 사용하는 현상 방법에도 적용할 수 있는 것, 또는 토너홀더로서 탄성체 롤러를 예시했으나 급속이나 수지등으로 되는 경질의 토너홀더를 이용하는 경우에 있어서도 다대한 효과를 발휘하는 것은 물론이다.

[실시예 2]

다음에 본 발명에 관한 현상방법의 다른 실시예를 설명한다.

제 1 의 현상방법에는 앞에서 설정된 현상조건의 범위내에 있어서 현상종료 후의 토너홀더 표면에 전술한 비자성 토너박층의 일부를 잔류시키고, 또 제 2 의 현상방법에는 동일하게 앞에서 설정된 현상 조건의 범위내에 있어서 토너홀더의 이동속도 vt, 잠상의 이동속도를 vi, 현상 이전의 토너홀더 표면에 부착해 있는 토너의 량을 m₁(mg/cm²)으로 한때, (vt/vi)·m₁의 값은 현상하는 잠상의 성질에 따라 가변한다.

즉 본 발명의 현상방법에 따르면 현상종료후 토너홀더 표면에 비자성 토너박층의 일부를 잔류시킴에 따라 이 잔류토너가 새로운 비자성 토너입자의 부착을 용이하게 해서(끌어들임) 토너반송성이 현저하게 개량된다.

어떻게 잔류토너가 반송성의 개량을 가져오는지는 명확하지 않으나 잔류토너는 자신의 마찰대전 전하가 토너홀더 표면에 역극성의 전하(소위 경상전하(image charge))를 유기하여 이것을 바탕으로 경상력(image force)에 의해 토너홀더 표면에 강하게 부착하고 있기 때문에 이 잔류토너가 토너용기내의 새로운 비자성 토너입자를 이끌고 따라서 토너반송성의 향상에 기여한다고 생각된다.

비자성 토너층 두께 규제부재를 토너홀더 표면에 누름에 따라 비자성 토너박층을 형성하는 경우에도 전술한 잔류토너가 규제부재의 압력하를 통과할때 규제부재와 토너홀더의 사이에 틈새를 형성하여 새로운 비자성 토너 입자가 규제부재의 압력하를 통과하기 쉽게하는 등으로 토너 반송성은 현저히 개량된다.

한편 토너홀더 표면에 현상전에 부착하고 있는 토너의 량(m₁), (mg/cm²)이 적은 경우에는 (토너홀더와 잠상의 속도비(vt/vi)를 늘림으로서 잠상으로서의 토너공급랑(vt/vi)·m을 늘릴 수 있고 따라서 원하는 고농도 화상을 얻을 수도 있다.

물론 토너층 두께 규제부재 혹은 그 설정조건의 변경에 따라 m₁을 늘려, 고농도화를 달성할 수도 있으나 전술한 것처럼 m₁을 마구 늘리는 것은 중첩의 발생으로 이어지므로 vt/vi의 증가를 병용하는 것이 좋다. 특히 솔리드 영역이 많은 화상을 출력할때에는 (vt/vi)ㆍm₁의 증가에 따라 콘 트래스트가 높은 양호한 화상을 얻을수 있다. 역으로 문자등의 라인화상으로 되는 화상을 출력할때에는 vt/viㆍm를 감소시켜 잠상으로의 토너부착량을 억제함에 따라 보다 선명한 화상을 출력할 수 있다.

이와같은 (vt/vi)·m₁의 변경은 사용자의 판단에 따라 스위치 또는 볼륨등을 조작하여 모터의 회전속도 또는 토너층 두께 규제부재의 설정조건을 변경함으로서 달성할 수도 있고 또 출력되는 화상 가운데 솔리드화상이 점하는 면적의 비율이나 라인 화상의 비율등을 광학적 또는 전기적 방법에 의해 검지하고, 미리 프로그램된 소정의 판단기준에 따라 자동적으로 변경할 수도 있다.

이렇게 함으로서 비자성 토너박층을 이용하는 현상방법에 있어서도 매우 넓은 범위에 걸쳐 화상농도의 콘트롤이 가능하게 된다. 또 중요한 작용 내지 효과로서(vt/vi)·m₁의 증가에 따라 전술한 토너 반송성을 콘트롤 할 수 있다.

즉 문자 등의 라인화상을 주체로 하는 화상을 출력할때에는 토너 소비량이 적어도 토너반송성의 저하를 일으키지 않기 때문에(vt/vi)·m₁을 적은 값으로 억제해서 보다 선명한 라인화상을 출력한다.

역으로 솔리드 화상을 주체로 하는 화상을 출력하는 때에는 (vt/vi)·m₁을 크게해서 잠상으로서의 토너공급량을 늘리고 또 현상후의 토너홀더상의 잔류토너도 증가시켜서 토너반송성의 개량을 달성하고 나아가 화상 농도의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

여기서 (vt/vi)·m₁의 증감은 수동을 행해도 좋고, 출력해야 할 화상의 성질(성상)즉 현상하는 잠상이 라인 화상인가 솔리드 화상인가 등을 검지하여 자동제어해도 좋다.

기본적인 구조가 전술한 제 10 도에 나타낸 경우와 같은 현상장치를 이용한 현상방법의 구체예를 다음에 설명한다. 본 실시예에서는 정전 잠상 지지체(16)의 미노광부전위(V_O)가 -500V, 노광부 전위(V₁)가 -50V의 잠상으로 반전현상법에 의해 토너를 부착시키는 경우에 대해 예시한다.

즉 배경 전위, 화상부 전위는 각각 V_O, V₁에 대응한다. 토너홀더(14)의 도전체층에는 현상 바이어스 전압(V₂)이 가해지고 있다. 또 본 실시예에 있어서는 V₂=-2000V, vt=80mm/sec, 감광체 표면속도 vi=40mm/sec, 감광체 드럼(16)과 토너홀더(14)의 접촉폭은 2-3mm로 하고 토너(11a)로서는 스틸렌 아크릴수지, 카본블랙, 대전제어제, 왁스, 비친수성 실리카등으로 되는 마이너스 대전형 일성분 비자성 토너를 이용하는 경우를 표준 상태로 한다.

또 화상의 평가는 도꾜덴끼(주)제의 레이저 프린터 LB-1305에 의해(주)도시바의 PPC용 지정용지상에 토너상을 장착하여 이것을 멕베스 반사농도계 RD-918에 의해 측정하는 방법을 이용했다. 단 전술한 레이저 프린터는 현상 유니트를 제 10 도에 나타낸 일성분 비자성 현상장치로 개조한 것을 사용했다.

또 토너 반송성의 평가는 전면 흑색화상의 A4지 선단의 화상농도(D)와 후단의 화상농도(D')를 측정하여 D-D'가 0.2이하인 때에는 양호, 0.2를 넘을때에는 불량으로 판정하는 방법을 이용한다. 또 현상전의 토너홀더 표면에 부착해 있는 토너의 량 m₁(mg/cm²)·m₁가운데 현상에 의해 잠상면으로 전이하는 토너의 량을 m₂(mg/cm²) 현상후에 토너홀더 표면에 잔류해 있는 토너의 량을 m₃(mg/cm²)로 하여 다음의 3가지 방법으로 이들 값을 측정했다.

a. 접착 테이프(스카치 멘딩테이프, 810)로 토너홀더(14)표면 및 정전잠상 지지체(16)표면의 토너를 채취하여 채취면적과 중량에서 m₁, m₂, m₃로 환산하는 방법.

b. 현상의 실행에 의해 토너부착 전후의 정전 잠상 지지체(16)의 중량차를 측정하여 m₁, m₂를 산출하여 m₂=m₁-m₂에서 m₃를 얻는 방법.

다만 m₁은 형상전계를 높이고, 토너층이 완전히 정전 잠상 지지체(16)측으로 전이하는 조건하에서 측정한다.

c. 토너홀더 표면의 토너층을 에어에 의해서 싸이클내로 흡입하여 그 중량을 측정함으로서 m₁, m₃를 산출하여 m₂=m₁-m₃에 의해 m₂를 얻는 방법.

이들 3가지 측정값의 일치는 매우 양호하기 때문에 어느 측정값을 이용해도 좋다.

먼저 m₂/m₁또는 m₃/m₁의 값과 토너반송성(D-D')의 상관을 조사했다. m₁의 값은 0.4-0.6(mg/cm²)의 범위내로 현상전압(V₁-V₂)을 여러가지로 변경함으로서 m₂. m₃의 값을 변화시켰다.

그결과 m₂/m₂

0.9의 범위내에서는 D-D'가 0.2이하로 되고 양호한 토너반송성이 확인됐으나 m₂/m₁이 0.9를 넘으면 D-D'가 0.2를 넘어 현저한 토너반송 불량이 나타났다.

제반 조건의 변동을 고려하면 실용상은 m₂/m₁을 0.8이하로 하는 것이 보다 좋다. m₃/m₁을 이용하면 m₃/m₁

0.1, 바람직하게는 m₃/m₁

0.2인때에 반송성이 양호하게 된다.

현상후에 토너홀더(14) 표면에 잔류하는 토너량(m₃)의 절대 값으로 표현하면 0.04(mg/cm²)이상, 바람직하게는 0.08(mg/cm²)이상으로 하는 것이 양호한 토너 반송성을 얻기 위한 조건으로 된다.

이상과 같이 본 실시예의 경우는 토너 반송성의 저하를 방지하고 항상 균일한 고농도의 양호한 화상을 얻을 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예는 잠상면의 단위면적(1cm²)에 공급하는 토너의 량, 즉(vt/vi)·m₁과 토너반송성의 관계에 대한 경우이다.

화상농도 1.0이상의 화상을 얻기 위해서는 잠상면의 1cm²당에 0.58 내지 0.63mg의 토너를 부착시키지 않으면 안되므로 m₃/m₁

0.1이라는 조건을 만족시키기 위해서는 (vt/vi)·m₁

0.7을 만족해야 하고, vt, vi, m₁을 설정하지 않으면 안되는 것이 명확하게 되었다.

이 조건하에 있어서는 초기 화상농도를 1.0이상으로 하고, 전술한 D-D'가 0.2이하로 되도록 설정할 수 있고, 항상 균일하고 고농도의 솔리드 화상을 출력할 수 있다.

(vt/vi)·m₁이 큰 때에는 잠상에 의해 다량의 토너를 공급할 수 있으면 동시에 현상후의 토너홀더(14)표면에 보다 많은 토너를 잔류시킬 수 있으므로, 토너 반송성을 향상시키고(vt/vi)·m₁을 보다 큰 값을 하는 것이 좋다.

전술한 제 10 도에 나타낸 구성의 현상장치에 있어서 토너홀더(14)는 도시하지 않은 모터에 의해 회전구동된다. 모터의 회전속도는 주지하는 대로 콘트롤 회로중의 정수를 변경함으로서 용이하게 변경할 수 있기 때문에 토너홀더(14)의 이동속도(vt)를 변경시켜서 (vt/vi)·m₁을 변경하여 토너반송성이나 화상 농도, 선명도를 개량할 수 있다.

특히, 출력해야 할 화상의 성질(성상)이 솔리드부를 주체로 하는 것으로 현상에 의해 다량의 토너가 소비된다고 예상되는 경우에는 복사기나 프린터의 사용자가 이들 기기에 설치되어 있는 스위치나 볼륨을 조작함으로서 모터의 회전속도를 선택하여 (vt/vi)·m₁을 증가시켜서 토너반송 불량이 없는 균일하고 고농도의 화상을 출력할 수 있다.

종래의 노광량 또는 현상 바이어스에 의한 농도 조정법에서는 토너홀더 표면의 토너박층이 100% 감광체드럼(16)표면에 부착하는 조건에 도달하면 그것 이상의 고농도화는 불가능했으나 본 발명의 방법에 따르면 (vt/vi)·m₁의 증가에 의해 원리적으로 무한으로 고농도화 할 수 있고 또 토너운송불량에 의한 농도저하도 생기지 않는다.

역으로 출력해야 할 화상이 문자등의 라인화상을 주체로 하는 것이므로 다량의 토너가 소비되지는 않는다고 예상되는 경우는 토너홀더(14) 구동용 모터를 감속함으로서 과잉현상에 의한 문자 화상의 찌그러짐을 방지하여 보다 선명한 화상을 얻을 수 있다.

또 전기신호로 변환된 화상데이터를 이용해서 원하는 화상을 출력하는 장치, 예를들면 레이저 비임프린터, LED프린터, 액정프린터, 이오너 그래픽 프린터, 정전기록장치 및 이들을 이용한 복사장치에 있어서는 출력해야 할 화상을 자동해석하여 솔리드부의 비율에 따라 토너홀더(14)의 회전속도를 자동제어하도록 구성하면 항상 균일하고 고농도의 솔리드화상과 선명한 라인 화상을 얻을 수 있다.

제 10 도에 나타낸 현상장치를 이용해서 더욱 구체적으로 설명한다. 정전잠상 지지체(감광체드럼) (16)와, 롤러형 토너홀더(14)의 회전둘레속도를 각각 vt, vi로 하여 롤러형 토너홀더(14)의 외경을 d로하면 출력해야 할 화상에 포함되는 솔리드 화상의 길이(감광체 표면의 둥근 둘레방향, 또는 종이에 전사된 화상으로 말하면 종이의 진행방향에 따라 측정한 길이) ℓ이ℓ＜πd·(vi/vt)를 만족할때에는 전술한 토너반송 불량에 기인하는 농도 저하는 생기지 않는다.

왜냐하면 토너홀더(14)의 1회전에 상당하는 솔리드 화상의 길이는 출력화상에 있어서는 πd(vi/vt)이고, ℓ이 이 값 이하이면 토너반송 불량을 문제로 할 필요가 없기 때문이다.

따라서 출력해야 할 화상의 길이 ℓ이ℓ

πd·(vi/vt)를 만족하는 솔리드 화상이 존재할 때에는 전술한 방법에서 (vt/vi)·m₁를 증가시켜 토너반송 불량을 방지하면 좋다.

화상 변동된 전기신호를 이용해서 화상을 출력하는 기기에 있어서는 화상데이터를 자동해석하여 전술한 ℓ의 값에 따라 자동적으로 (vt/vi)·m₁을 변경할 수 있다.

복사 원고에서의 반사광을 감광체 드럼(16) 표면에 결상함에 따라 정전잠상을 형성하여 이것을 현상해서 복사를 행하는 이른바 아날로그식 복사기에 있어서는 전술한 ℓ을 자동검지하는 것을 용이하지 않으므로 사용자의 판단 혹은 취향에 따라 수동으로 토너홀더의 회전속도를 가변할 수 있도록 설정해도 좋고 원고에서의 반사광의 강도를 검지해서 자동적으로 (vt/vi)·m₁을 변경하도록 설정해도 좋다.

전술한 설명에 있어서는 주로 vt를 변경함으로서 (vt/vi)·m₁을 변경하는 방법에 대해 기술했으나 m₁을 가변으로 해서 제어할 수도 있다.

이 경우에는 토너층 두께 규제부재(14b)의 토너홀더(14)로의 누르는 힘(P)을 가변으로 하는 방법이 유효하다.

구체적으로는 제 10 도에 나타낸 장치에 있어서 토너층 두께 규제부재(14b)에 하중을 가하는 스프링(14d)의 길이를 정하는 하중 규제부재(14e)를 도면에서의 상하방향으로 이동가능하게 해서 도시되어 있지 않은 구동장치에 의해 적절히 상하의 위치 설정을 행하면 m₁을 0.1(mg/cm²) 정도에서 1.2(mg/cm²)정도까지 변화시킬 수 있다.

본 실시예의 현상방법에 따르면 출력해야 할 화상의 성질, 특히 솔리드 화상의 길이에 따라 잠상으로의 토너공급량(vt/vi)·m₁을 바꾸기 때문에 화상농도를 매우 넓은 범위에 걸쳐 임의로 바꿀 수 있고, 동시에 보다 선명한 라인화상을 얻을 수 있다.

특히 잠상으로의 토너공급량(vt/vi)·m₁을 증가시키면 동시에 토너홀더상에 현상후 보다 많은 토너를 잔류시킬 수 있으므로 토너반송성의 향상을 달성할 수도 있다.

또 화상의 성질에 따라 vt를 변경함으로서 토너홀더 표면의 마찰을 필요이상으로 많게하지 않고 나아가 토너홀더의 수명을 길게하는 등 많은 효과가 얻어진다. 다음에 본 발명에 관한 형상 방법의 실시에 적당한 제 1 의 현상장치에 대해 실시예 4-10을 설명한다.

먼저 제 1 의 현상방법에 대해서의 기본적인 특징을 들면 다음과 같이 된다. 현상장치의 장기사용 혹은 장기 보존후라도 토너홀더(현상롤러)를 압축영구 왜곡율이 20%이하인 탄성 도전 롤러로 설정함으로서 토너홀더의 변형에 기인하는 화질의 악화가 없고 고품위의 화질을 유지할 수 있다.

토너홀더 기체의 표면 거칠기가 20㎛ Rz(JI^sB0601)이하이고, 50㎛ Rmax(JIS B 0601) 이하로 설정함으로서 탄성도전 롤러(토너홀더)는 염가로 용이하게 제작할 수 있을 뿐 아니라 고품위인 화질의 현상장치가 얻어진다.

또한 소정의 마모 시험후에 있어서도 토너홀더의 표면거칠기가 10㎛Rz(JIS B 0601) 이하를 유지하는 것으로 하고 있기 때문에 현상장치의 장기 사용후에도 표면에 흠집이 생기지 어렵고 고품위의 화질이 유지될 수 있다.

또 소정의 내마모 시험후 토너홀더의 저항값이 10⁷Ω·cm²이하를 유지함으로 현상장치의 장기사용후에도 화상의 백지부와 화상부와의 비에 화질이 좌우되지 않고 고 품위의 화질이 유지될 수 있다.

또 토너홀더 기체와 도전층과는 박리강도가 20g/mm이상으로 견고하게 일체화 함으로서 초기 혹은 장기 사용에 있어서도 현상 롤러의 표면층의 벗겨지지 않고 고품위의 화질을 유지할 수 있다.

[실시예 4]

이하 도면을 참조해서 구체예를 설명한다.

제 11 도는 본 발명에 관한 제 1 의 현상장치의 주요부 구성예를 단면적으로 나타낸 것으로 현상장치(20)는 일정분계 토너(21a)를 수납하는 토너용기(21), 전술한 일성분계토너(21a)를 토너홀더(현상롤러) (24)상에 공급하는 토너 공급롤러(24a), 공급된 토너를 규제해서 토너홀더(24)상에 대략 균일한 두께로 토너층을 형성하는 토너층 두께 규제부재(코팅블레이드) (24b), 전술한 토너층을 담지해서 회전하는 토너홀더(24)에 배치하여 표면에 형성 담지해 있는 정전 잠상이 가시상화 하는 정전 잠상지지체(감광체 드럼) (26), 토너용기(21) 내의 토너(21a)를 교반하는 교반자(21b), 전술한 토너층 두께 규제부재(24b)를 일정한 하중으로 토너홀더(24)로 누르는 스프링(24d)등으로 구성되어 있다,

또한 전술한 정전 잠상 지지체(26)의 감광체는 예를들면 셀렌계, 황화카드뮴, 산화아연계, 비정질 실리콘계, 유기계의 어느것이라도 좋으나 본 실시예에서는 유기계 감광체의 것을 이용했다.

정전잠상지지체(26)는 스코로트론 대전기(25)에 의해 균일하게 음으로 대전된후 화상 변조된 광비임, 예를들면 레이저 비임(27)에 의해 노광되어 표면에 소정의 정전 잠상이 형성된다. 이 정전 잠상은 전술한 것처럼, 현상장치(20)에 의해 가시상화되어 토너상이 형성된다.

이리하여 앞에서 형성된 토너상은 전사장치(28)에서 상 지지체인 전사지(28a)로 전사되어 도시되어 있지 않은 장착장치에 정착된다.

여기서 일부 전사되지 않고 정전 잠상지지체(26)면상에 잔류한 토너는 클리닝 블레이드(29)등에 의해 제거된다.

그후 감광체는 전하제거램프(20)에 의해 광조사를 받은후 다시 대전지(25)에 의해 대전되어 전술한 공정이 반복된다.

여기서 전술한 것같은 공정에 있어서 현상장치(20)에 의한 잠상의 가시상화, 즉현상의 원리를 설명한다.

대전되어 노광된 감광체드럼(정전잠상 지지체) (26)의 표면전위 가운데 미노광부의 전위를 V_O, 노광부의 전위를 V_q로 하여 직류전원(22)에 의해 보호저항(23)을 통해서 전술한 토너홀더(24)에 가해지는 현상 바이어스 전압을 V_b로 한다.

또한 토너홀더(24)의 표면전위(실효현상 바이어스) (V_c)를 전술한 현상바이어스 전압(V_b)가 같게하고, 정전잠상은 음극성에 대전한 일성분계 토너에 의해 반전현상된다.

이 반전현상에 있어서는 보통 실효현상 바이어스(V_c)가 ｜V_o｜＞｜V_c｜＞｜V_Q｜(V_o, V_c, V_q는 모두 마이너스)를 만족하도록 설정하여 전위차 ｜V_c-V_q｜에 의해 현상을 행하면서 전위차 ｜V_o-V_c｜에 의해 비화상부로의 토너부착(백지부의 오염, 이른바 중첩)이 억제되어 원하는 현상이 행해진다.

다음에 전술한 현상장치(20)의 구성 내지 소요부품에 대해 설명한다.

먼저 토너층 두께 규제부재(24b)는 토너홀더(24)의 표면에 부착하는 토너량을 규제함과 동시에 마찰대전에 의해 토너입자로 트리보전하를 부여하는 역할을 하므로 마찰대전하기 쉬운 재료로 구성된다.

본 발명에서는 토너입자를 음으로 대전하기 위해 마찰대전서열로 양의 측에 위치하는 물질, 예를들면 실리콘 고무, 폴리아미드 수지 메라민, 포르말린수지, 폴리우레탄 고무 스틸렌 아크릴로 니트릴공중합체, 양모, 석영등에서 선택하는 것이 좋다.

실용상은 장기간에 걸쳐 사용해도 토너층 두께 규제부재(24b)에 토너가 고착하지 않고 토너홀더(24)표면에 균일한 토너층을 형성할 수 있는 재질을 선택하면 좋고, 본 발명자들의 실험에 따르면 이형성(mold release)을 갖는 실리콘고무를 이용한 경우 A4 종이로 10만장 정도의 인자 실험에서도 토너고착이 발생하지 않고 항상 균일한 두께의 토너층을 형성할 수 있고 또 토너입자는 확실히 음으로 대전되어 있고 화질의 악화는 발견되지 않았다.

또 토너층 두께 규제부재(24b)의 형상 및 압접형태에 대해서도 몇개의 선택이 있는데 평판의 중간을 누르는 방법, 평판의 에지를 누르는 방법, 평판의 단부 평면을 누르는 방법등이 있고, 어느것도 적용가능하나 본 실시예에서는 단부를 원호상으로 하여 원호 부분을 누르는 방법을 이용했다.

이 방법에 따르면 토너층 두께 규제부재(24b)의 적정하중을 작게할 수 있고 토너홀더(24)의 구동 토오크를 작게할 수 있다.

또 토너홀더(24)상의 토너층 두께를 균일하게, 또 토너 대전량을 균일하게 유지할 수 있다.

토너공급롤러(24a)로서는 예를들면 쎌수 100개 25mm의 우레탄 포움이 적당하고 이것을 도전화처리를 한 것을 토너의 정전응집을 풀어서 보다 균일한 토너층을 형성함으로 바람직하다.

그밖에 브러시 롤러나 저경동 고무롤러도 사용할 수 있다.

이리하여 토너공급롤러(24a)는 토너홀더(24)에 대한 접촉깊이를 0.1-1.0mm 정도로 하고 토너홀더(24)의 둘레속도의 1/4-2배 정도로 설정해서 회전시킴으로서 전면 흑색현상등 대량으로 토너를 소비하는 때에도 원하는 토너공급이 가능하게 된다.

다음에 토너홀더(24)에 대해 설명한다.

토너홀더(24)는 제 12 도에 일부 절개해서 사시적으로 나타낸 것과 같이 도전성 샤프트(31a)를 중심축으로 해서 차례로 탄성을 갖는 롤러 기체를 이루는 탄성체층(31b)가요성을 갖는 도전층(31c)이 동축적으로 설치 구성되어 있고 또 표면 도전층(31c)은 토너홀더(24)의 단며측으로 뻗어서 샤프트(31a)에 연이어 접해서 토너홀더(24) 표면과 샤프트(31a)와의 사이에 전기적으로 도통상태를 유지하고 있다.

전술한 토너홀더(24)에 있어서 본 실시예에서는 소정의 측정방법에 있어서 압축영구 왜곡율이 20% 이하로 설정된 것을 사용했다.

먼저 제 13 도를 참조해서 본 발명에 규정하는 압축영구 왜곡률의 측정방법에 대해 설명한다.

압축 영구 왜곡에 대해서는 JIS K6301에 그 측정방법이 기재되어 있으나 시험부재의 형상이 본 실시예와는 일치하지 않아서 본 발명에 있어서는 이하와 같은 토너홀더를 시험부재로한 현실의 사용법에 가까운 간편한 측정법에 따르고 있다.

즉 제 11 도에서 설명한 것처럼 토너홀더(24)는 몇개의 부품에 의해 눌려져 있고, 미사용시나 장기간 보존한 경우에 누름부의 변형이 탄성회복되지 않고 소위 왜곡을 일으켜 이것이 큰 경우에 왜곡부분에 균일한 토너층을 형성할 수 없게 되거나, 정전 잠상 지지체(감광체 드럼) (26)와의 사이에 생기는 전계가 변동하거나 하여 화상의 악화를 가져오고 심한 경우에는 화상에 흰줄을 만들어 버린다.

이와같은 왜곡의 측정은 현상장치(20)를 이용해서 측정할 수 있으면 좋으나 수치화가 어렵다. 그래서 제 13a 도에 나타낸 것처럼 치수 정밀도가 높은 롤러, 예를들면 스테인레스제의 롤러(32)와, 피 측정물인 토너홀더(24)를 일정의 간격을 두고 배열, 광학계를 이용하여 광학적으로 간격을 측정한다.

이때 양자의 중심거리가 일정하게 유지될 수 있도록 하여 피측정물인 토너홀더(24)를 제거한 후에도 다시 중심거리를 앞에서와 같게 유지할 수 있고, 같은 부분의 양자의 간격을 광학적으로 측정할 수 있도록 했다.

제 13a 도에서는 토너홀더(24)의 외경은 20mm로 하고 양자의 중심거리는 20.2mm로 했다.

피측정물의 정밀도가 좋으면 양자의 간격은 0.2mm로 측정된다. 또 피측정물인 토너홀더(24)의 샤프트 이외의 부분의 두께를 t_omm로 한다. 여기서 샤프트 외경을 8mm로 했으므로 t_o=6mm이다. 이와같이 먼저 샤프트의 외경을 측정해 두면 피측정물(24)의 두께가 측정된다.

다음에 제 13b 도에서 나타낸 것처럼 앞에서 피측정물(24)의 간격을 측정한(제 13a 도)부분을 지그(34)를 이용해서 압축한다.

이 압축에 대해서는 JIS K6301에 있는 것처럼 두께 t_o의 25%를 압축하여 70℃의 환경에서 22시간 유지했다. 이때의 두께를 t₂로 하면 t₂=4.5mm이다. 이어서 압축을 중지하고 실온에서 30분간 방치하여 제 13c 도에서 나타낸 것처럼 압축한 부부의 간격을 광학적으로 측정한다. 이 경우 중심거리는 제 13a 도의 때와 같게 유지하고 간격이 0.3mm라고 측정되면 이때의 두께 t₁은 t₁=5.9mm로 된다.

따라서 전술한 예에는 t₀=6, t₁=5.9, t₂=4.5로 해서 6.7%로 된다. 그런데 본 실시예에 있어서는 토너홀더(24)의 압축 영구 왜곡율을 20%이하로 선택설정함으로서 전술한 왜곡에 의한 화상의 악화를 방지할 수 있다.

다만 이때의 토너층 두께 규제부재(24b)의 누르는 힘은 10-100g/cm이다. 누르는 힘이 가장 큰 경우등의 조건의 변화를 고려하면 토너홀더(24)의 압축영구 왜곡율은 바람직하게는 10% 이하가 좋다.

또 앞에서는 압축시의 온도 설정을 70℃/로 했으나, 이것은 운반시나 보존시의 온도를 예상한 것이고, 더욱 고온하에 유지되는 경우 또는 저온하에서 노출되는 경우에도 전술한 압축의 때의 온도 설정을 임의로 선택하여 본 측정법으로 측정할 수 있다.

본 발명자들은 저온에 대해서는 -20℃에서 측정했다.

여기서 제 12 도와 같은 탄성체층상에 가요성 도전체층을 설치한 구성의 토너홀더(24)의 압축영구 왜곡에 대해 종래 발명자들은 롤러 기체인 탄성체층(31b)의 압축영구 왜곡이 20% 이하가 좋다고 했으나 본 발명에서는 새로이 제 12 도와 같은 구조의 토너홀더(24)의 대해서는 가요성의 표면층을 포함한 토너홀더(24)의 압축영구 왜곡율이 20%이하, 바람직하게는 10%이하로 하는 것을 제안한다.

이 차이에 대해 설명하면 본 발명자들의 실험에 따르면 탄성체층(31b)의 압축영구 왜곡율이 20% 이하라도 화질의 악화를 일으키는 경우가 있고, 이것은 반드시 전술한 토너홀더(24)의 압축 하중도의 조건의 변화에 의한 것은 아니고 토너홀더(24)의 주조와 재료에 의한 것이 판명되어 있다.

또 표면의 가용성층인 도전층(31c)의 존재에 의해 압축 영구왜곡율이 크게되는 것과 작게되는 것이 있는 것을 알았다.

먼저 왜곡율이 작게되는 이유에 대해서는 탄성체를 압축하는 경우와 표면에 가요성층이 있는 탄성체를 압축하는 경우를 생가하면 후자가 하중을 넓은 부분에서 받도록 되어 그때의 변형은 하중을 받은 부분 뿐만아니라 다른 부분도 변형하기 때문이다.

특히, 가장변형이 큰 부분에서 변형하지 않은 부분까지의 변형량의 변화방식이 완만하게 되어 왜곡자체의 화질의 악화로의 영향도 작게된다. 즉, 영국 왜곡이 일어난때의 토너홀더(24)상의 예리한 꺽임이나 예리한 굴곡이 생기기 어렵게 된다.

또 왜곡율이 크게되는 이유에 대해서는 표면층인 도전층(31c) 자체가 왜곡되 버리는 경우나 표면층인 도전층(31c)이 열등에 의해 변형해 버리는 경우 등이다.

이 경우에는 탄성체(31b)의 외곡율을 10%이하, 바람직하게는 7%이하로 하여 토너홀더(24)의 왜곡율을 20%이하로 할 수 있었다.

이와같이 탄성체층(31b)만으로 왜곡의 화상에 영향을 판단할 수 없어서 토너홀더(24)로서의 왜곡을 고려하면 좋다.

한편 오목함이 생긴 경우 그 홈의 깊이가 0.1mm이하이면 화질에의 영향은 거의 없었다.

또 홈의 폭이 1mm이상의 홈이 완만한 것에 대해서는 깊이가 0.2mm 이하이면 화질에 영향은 없었다.

이 홈은 토너홀더(24)의 반발탄성(탄성회복력)에 의해 서서히 눈에 띠지않게 되고 사용중에 없어진다. 없어질 때까지의 시간은 압축영구 왜곡율이나 경도등에 의존하여 압축영구왜곡율은 작을 수록 좋고 바람직하게는 20%이하가 좋고 경도는 높은 것이 좋으나 토너홀더(24)로서 경도가 높아지면 현상장치(10)의 구동 토오크가 크게되거나 장치, 부품의 가공정밀도나 부착정밀도가 엄격하게 되어 버리므로 압축영구왜곡율을 작게하는 편이 좋다.

또 경도에 대해서는 전술한 이유에서 종래 본 발명자들은 탄성체층(31b)의 경도가 40도(JIS K 6301A형)이하를 제안하고 있으나 탄성체층(31b)의 위에 가요성층(31c)를 설치하면 몇도정도 경도가 높아지고, 이것은 경도계가 피측정물을 누르는 부분이 바늘모양으로 가요성층인 도전층(31c)의 위에서 측정한 경우 빠르게 의해 눌리는 부분의 주위도 움푹해져 바늘에 걸리는 하중은 증가하여 경도는 높게 측정된다.

본 발명자들은 실험의 가요성층인 도전층(31c)를 갖는 토너홀더(24)의 경도는 45도 이하 바람직하게는 20-35도가 좋은 것을 알았다. 또 오차에 대해서는 ±5도이하, 바람직하게는 ±3도 이하가 좋다. 이에 따라 현상장치의 구동토오크가 1kg·cm이하로 되고 또 장치, 부품의 가공정도나 부착정밀도가 완화된다.

[실시예 5]

본 실시예에는 제 12 도에 나타낸 구조의 토너홀더(24)에 있어서 롤러 기체인 압축 영구 왜곡율 10%이하의 탄성체층(31b)의 표면거칠기 20㎛ Rz(JIS B 0601)이하로 또 50㎛ Rmax(JIS B 0601)이하로 설정한 토너홀더(24)를 사용했다.

본 발명자들은 토너홀더의 표면층의 평활성 내지 거칠기에 대해 3㎛ Rz(JIS B 0601)이하가 좋은 것으로 했다. 결국 토너홀더(24)상에 형성되는 토너층의 층두께나 대전량의 균일함이 손상되지 않게 되고 화상에 농도 불균일이나 중첩의 발생을 방지할 수 있기 때문이다.

본 실시예에서는 표면층의 내부의 탄성체층(31b)의 표면거칠기를 전술한 같이 함으로서 그 외측에 형성되는 표면층인 도전층(31c)의 표면거칠기를 용이하게 3㎛ Rz(JIS B 0601)이하로 할 수 있었다. 특히 탄성체층(31b)의 표면거칠기를 10㎛ Rz(JIS B 0601)이하로 함으로서 그 외측에 형성되는 표면층인 도전층(31c)의 표면거칠기를 용이하게 3㎛ Rz(JIS B 0601)이하로 할 수 있었다.

특히 탄성체층(31b)의 표면거칠기를 10㎛ Rz(JIS B 0601)이하로 함으로서 표면층인 도전층(31c)의 표면거칠기를 표면층 형성후에 마무리하지 않고 3㎛ Rz(JIS B 0601)이하로 할 수 있었다. 이때의 표면층인 도전층(31c)의 두께는 20㎛ 이상이면 전술한 거칠기를 만족했다.

다만 표면층(31c)을 형성할때에 먼지가 혼입하거나 표면층 재료의 큰 입자 등의 영향이 없는 때는 마무리가 필요하나 종래의 것에 비하면 용이하게 마무리할 수 있었다.

또 탄성체층(31b)의 표면거칠기를 20㎛ Rz(JIS B 0601)이하에서 50㎛ Rmax(JIS B 0601)이하로 함으로서 표면층인 도전층(31c)의 표면거칠기를 6㎛ Rz(JIS B 0601)이하라도 현상롤러상에 형성되는 토너층은 균일하고 화질의 저하는 없었다.

이점에 대해 제 14 도를 참조해서 설명한다.

제 14 도는 롤러 기체인 탄성체층(31B)의 표면에 표면층(31c)을 형성한 예를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 제 14a 도는 탄성체층(31b)의 표면이 거친것이고 제 14b 도는 탄성체층(31b)의 표면이 평활한 것이다. 제 14a 도의 경우에는 표면을 누를때의 탄성변형등의 움직임이 부분적으로 다르고, 토너홀더(24)상에 형성되는 토너층이 균일하게 되기 어렵다. 따라서 제 14a 도의 경우 표면층의 표면거칠기는 제 14b 도의 경우보다 작아야 하고 또 탄성체층(31b)의 표면거칠기가 심한 경우에는 표면층(31c)의 표면거칠기를 작게해도 화질은 좋아지지않고 표면층인 도전층(31c)의 표면 거칠기를 작게하는 것도 용이하지는 않다,

또한 토너홀더(24)상에 형성되는 토너층의 두께나/토너에 부착하기 쉬움 정도등은 토너홀더(24)의 표면거칠기가 영향을 미치므로 표면층인 도전층(31c)의 표면거칠기를 본 실시예 보다도 크게하는 경우가 있으나 이때도 롤러기체인 탄성체층(31b)의 표면거칠기는 20㎛ Rz(JIS B 0601)이하로 50㎛ Rmax(JIS B 0601)이하가 좋다.

왜냐하면 전술한 것처럼 토너홀더(24)의 탄성변형의 움직임이 부분적으로 다른 것이나 표면층인 도전층(31c)의 표면거칠기가 균일하게 하기 어려움 등에 따라 토너홀더(24)상에 형성된 토너층이 균일하게 되기 어렵게 되기 때문이다.

다음에 전술한 것과 같은 표면층의 형성방법에 대하여 설명한다.

먼저 압축 영구왜곡을 20% 이하의 탄성체층(31c)의 위에 표면층인 도전층(31c)을 소정값 이상의 두께로 형성하여 그후 소정값의 근방의 두께로 연마하여 마무리하는 것을 적어도 1회 행하는 형성방법이 좋다.

왜냐하면 토너홀더(24)로서 표면층에 요구되는 특성으로서 표면층이 도전층(31c)의 두께는 그 저항값에 영향을 미친다.

본 발명자들은 종래 표면층인 도전층(31c)의 저항값에 대해서는 비저항이 10⁷Ω·cm이하, 또 표면저항이 1×10⁹Ω·cm 이하, 바람직하게는 1×10⁷Ω·cm이하가 좋으나, 이와같이 저항값이 넓은 범위에서 허용되는 현상장치에 적용한 경우에는 표면층인 도전층(31c)은 저항값 10⁷Ωcm 이하의 재료에서 어떤값 이상의 두께로 형성하면 좋다.

예를들면 10⁴Ωcm 정도의 재료를 사용하면 30㎛ 이상의 두께로 하면좋다. 단 탄성체층(31b)의 표면거칠기가 20㎛ Rz(JIS B 0601)이하여야 한다. 제품마다의 흠집을 고려하면 30㎛ 이상의 두께로 형성한후 30㎛ 정도까지 연마마무리등에 의해 마무리하면 좋다.

이 도전층(31c)의 두께에 대해서는 저항값만에 착안한 경우의 예에 대해 서술한 것으로 네마모성이나 연마 마무리의 정밀도를 고려해서 50㎛ -200㎛ 정도의 값으로 좋다.

또한 특히 도전층(31c)의 저항값이 화질에 영향을 미치도록 허용되는 저항범위가 좁은 현상방법에 적용한 경우 이와같은 도전층(31c)의 형성방법에 의해 도전층(31c)의 층두께가 균일화 될 수 있으므로 유효하다. 또한 보다 고정밀도의 막두께가 필요한 경우에는 층형성과 마무리를 복수회 행하면 좋다. 또 층두께를 두껍게 하고 싶은 경우나, 다른 종류의 층을 겹친 경우에도 이와같은 공정을 복수회 행하면 좋다.

또 소정값 이상으로 도전층(31c)를 형성한후 마무리를 복수회 행해도 좋고, 층형성을 복수회 행해서 마무리해도 좋다. 또한 소정값 이상의 표면거칠기의 도전층(31c)을 형성한후 소정값 이하의 거칠기로 마무리하는 것을 적어도 1회 행하면 좋다.

이것은 탄성체층(31b)의 표면거칠기가 표면층과의 밀착성에 관하여하여 탄성체층(31b)의 표면거칠기를 적게할 수 없는 경우나, 탄성체층(31b)의 표면 거칠기를 적하는 것이 용이하지 않는 경우 예를들면 재료차제가 점성이 있는 것일 경우 표면은 거칠게 되기쉽다. 또한 탄성체층(31b)의 발포체의 경우는 표면에 발포쎌이 나와서 표면을 평활하게는 할 수 없다.

이와같은 경우에 탄성체층(31b)의 위에 표면에 거친 표면층을 형성하여 그후 마무리에 의해 원하는 표면거칠기로 하면 좋다. 특히 발포체상에 표면층을 형성할때는 표면층을 형성하는 것을 복수회 행하면 좋고 그때마다 마무리해도 좋다.

또한 탄성체층(31b)의 표면거칠기가 적은 것이라도 표면층을 형성할때에 먼지등의 영향으로 소정값 이하의 표면거칠기로 하는 것이 용이하지 않은 경우가 있다.

이와같은 경우에도 표면층을 형성한후 마무리하면 좋다. 전술한 표면층의 막두께의 마무리와 동시에 행해도 좋다.

[실시예 6]

본 실시예는 표면거칠기가 소정의 내마모성 시험후 10㎛ Rz(JIS B 0601) 이하이고 압축영구 왜곡율 20% 이하인 토너홀더(24)를 사용한 예이다.

먼저 제 15 도를 참조해서 내마모성 시험에 대해 설명한다.

제 15 도는 내마모성 시험의 상태를 모식적으로 나타낸 사시도로 "24"는 토너홀더(현상롤러), "35"는 샌드페이퍼, "36"은 가압판이다. 가압판(36)의 판두께(t)는 4mm, 토너홀더(24)의 축방향으로 따른 길이는 토너홀더(24)의 장축보다도 길다. 하중(w)이 가압된때 토너홀더(24)와의 사이에 끼워진 샌드페이퍼(35)와 토너홀더(24)에 축방향의 길이마다 균일한 하중이 가해지는 구조로 되어 있다. 또 토너홀더(24)는 하중(w)이 가압된 상태에서 샌드 페이퍼(35)와 마찰하면서 회전할 수 있도록 되어 있다.

시험시의 회전둘레속도는 현상장치(20)로서 사용할때의 속도와 같은 속도로 한다. 이때 샌드페이퍼(35)는 가압판(36)으로 지지되어 이탈하지 않도록 접착되어 있다.

샌드페이퍼(35)는 다이야모형(제조원(주) 고마쯔 하라연마제작소)의 600번과 180번을 사용한다. 600번을 사용할때 하중(w)는 100g/cm으로 하고 180번을 사용할때는 하중(w)는 70g/cm으로 한다.

먼저 제 1 의 내마모성 시험으로서는 600번으로 100g/cm의 하중으로, 10초간 회전한다. 그후 표면거칠기를 측정한다.

또 다른 새로운 토너홀더(24)를 이용해서 180번으로 70g/cm의 하중으로 10초간 회전하여 그후 표면거칠기를 측정한다.

본 실시예에서는 회전둘레속도는 토너홀더(24)의 현상시의 둘레속도가 약 70mm/s이기 때문에 70mm/s로 했다.

제 1 의 마모성 시험의 결과는 600번에서도 180번에서도 10㎛ Rz(JIS B 0601)이하였다.

제 1 마모성 시험은 현상장치의 사용중에 먼저, 불순물, 토너덩어리 등에 의해 토너홀더(24)가 흠집이 생겨 화질이 저하하는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 제 1 의 내마모성 시험후 토너홀더(24)의 표면거칠기 10㎛ Rz(JIS B 0601)이하이면 토너홀더(24)가 흠집이 생겨 화질이 저하하는 일이 없다.

다음에 제 2 의 내마모성 시험으로서는 600번으로 100g/cm의 하중으로 NT/k₁초간 회전하여 그후 토너홀더(24)의 표면거칠기를 측정한다.

또 다른 새로운 토너홀더(24)를 이용하여 180번으로 70g/cm의 하중으로 NT/k₂초간 회전하고 그후 토너홀더(24)의 표면거칠기를 측정한다.

여기서 N은 현상장치의 수명의 사양으로 본 실시예에서는 10만장을 했다. T는 1장 인쇄하는 데 필요한 토너홀더(24)의 회전하는 평균적 시간(초)으로 본 실시예에서는 10초로 했다.

k₁, k₂는 가속계수로 k₁은 1000, k₂는 2000이다.

따라서 본 실시예에서는 NT/k₁은 16분 36초이고, NT/k₂는 8분 18초이다.

제 2 의 내마모성 시험의 결과 600번에서도 180번에서도 토너홀더(24)의 표면거칠기는 10㎛ Rz(JIS B 0601)이하였다.

제 2 의 내마모성 시험은 장기 사용에 있어서 토너홀더(24)의 마모에 의한 화질의 저하를 방지하기 위한 것이다.

즉 제 2 의 내마모성 시험후 토너홀더(24)의 표면 거칠기가 10㎛ Rz(JIS B 0601)이하면 장기 사용에 있어서도 토너홀더(24)의 마찰에 의한 화질이 저하가 방지될 수 있다.

또 본 발명자의 실험에 따르면 전술한 토너홀더(24)를 사용하여 10만장의 인쇄시험을 행한 결과, 토너홀더(24)가 흠집이 생겨 화질이 저하하는 일이 없고 토너홀더(24)가 마모해서 화질이 저하하는 일도 없었다.

본 발명에 관한 제 1 의 현상장치는 전술한 실시예 4-6에서 설명한 형태에 한정되는 것은 아니고 탄성체중(31b)상에 가요성층인 도전층(31c)을 갖는 것이나, 이들 다수 또는 복수의 층을 갖는 것에 적용할 수 있고, 또 접촉식의 현상장치에 한정되는 것은 아니다.

특히 표면이 가요성 도전층(31c)의 것이나, 또 그위에 저항층을 설치한 것, 혹은 도전성 탄성체층(31b)을 롤러기체로 하는 토너홀더(24)로 적어도 표면에 가요성의 저항층을 갖는 것에 적용할 수 있다.

[실시예 7]

본 실시예는 저항값이 소정의 내마모성 시험 후 1×10⁷Ω·cm²

이하이고 압축영구왜곡율 20% 이하인 토너홀더(24)를 사용해서 되는 현상장치이다.

먼저 제 1 의 내마모성 시험은 전술한 실시예 6의 경우에 있어서 제 1 의 내마모성 시험과 동일하다.

제 1 의 내마모성 시험의 결과 600번에서도 180번에서도 1×10⁷Ω·cm²이하였다.

이와 같은 토너홀더(24)이면 현상장치의 사용중에 토너홀더(24)가 흠집에 의해 저항값이 변화하여 화질이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

다음에 제 2 의 내마모성 시험도 전술과 같이 제 2 의 내마모성 시험과 같다.

제 2 의 내마모성 시험의 결과 600번에서도 180번에서도 1×10⁷Ω·cm²이하였다.

이와같은 토너홀더(24)이면 현상장치의 장기 사용에 있어서도 토너홀더(24)의 마모에 의해 저항값이 변화하여 화질이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에 있어서도 10만장의 인쇄실험 결과 저항값은 허용범위의 1×10⁷Ω·cm 이하이고 화질의 저하는 없었다.

또 저항 측정시의 전위차는 10V에서 측정했다.

본 발명은 본 실시예의 형태에 한정되는 것은 아니고 표면의 저항값이 화질에 영향을 미치는 현상롤러를 갖는 형상장치에 적용할 수 있는 것이다.

그 경우는 내마모 시험후의 저항값의 허용범위는 각 현상장치, 현상방법에 따르나, 각각에 있어서 초기화상으로의 저항값의 영향으로 결정된다.

또한 표면이 가요성 도전층(31c)의 것이나 또 그위에 저항층을 설치한것, 혹은 도전성 탄성체층(31b)을 롤러 기체로 하는 토너홀더(24)로 적어도 표면에 가요성 저항층을 갖는 것에 적용할 수 있다.

[실시예 8]

본 실시예는 현상롤러 기체인 압축영구 왜곡율 10% 이하의 탄성체층(31b)과 가요성 표면층인 도전층(31c)이 소정의 측정방법에 있어서 박리강도 20g/mm 이상에서 일체화 해서되는 토너홀더(24)를 사용한 경우이다.

먼저 제 16 도를 참조해서 박리강도의 측정방법에 대해 설명한다.

제 16 도는 박리강도의 측정법을 설명하기 위한 모식도로 "24"로 토너홀더 "31b"는 롤러기체인 탄성체층, "31c"는 가요성 표면층으로 일부가 벗겨져 있다.

토너홀더(24)는 샤프트(31a)/를 중심으로 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

표면층(31c)은 벗겨진 부분이 도면과 같이 폭(w)으로 회전방향, 즉 토너홀더(24)로 하여 사용한때 마찰 혹은 떨어지는 방향으로 벗긴다.

이때 표면층(31c)에는 폭(w)로 절개(도면중 절단선)해두고, 다른 부분의 영향을 적게한다.

또 표면층(31c)을 용이하게 벗길수 없을때는 백색의 종이 테이프인 설리온 테이프(SULION TAPE : 스와가라 고교제, 상품명)를 벗기는 부분에 붙이고, 표면층(31c)과 함께 벗기면 좋다. 또 밀착성이 강한 것에 대해서는 표면층(31c)과 실리온 테이프와의 사이에 아른 알파(도아 고세이 가가꾸제, 상품명)를 접촉해서 붙이면 좋다.

또 설리온 테이프로 벗길수 있는 것은 20g/mm 이하이고, 간단히 설리온 테이프로 판단할 수 있다.

또 테이프를 사용할때는 테이프를 접착해서 절개하면 좋다.

이와같이 해서 표면층(31c)을 폭 w(mm)으로 벗겨가면 토너홀더(24)는 회전이 자유롭게 지지되어 있으므로 대략 토너홀더(24)의 법선 방향으로 벗길 수 있다.

벗길때의 힘 F(g)은 토너홀더(24)의 법선 방향에서 축에 직각방향으로 당긴다.

벗기는 속도는 약 1mm/g로 한다.

본 실시예에 있어서는 폭(w)는 10mm로 했다.

힘(F)의 측정은 하중 변환기를 이용하여 상온, 상습 바람직하게는 20℃, 50% RH의 환경에서 힘(F)을 기록계에서 재고있는 시간과 함께 기록했다.

인장속도를 알고 있으므로 벗긴 길이, 위치와 그때의 힘과의 관계를 용이하게 알았다.

이와같이 해서 구해진 힘 F(g)와 폭 w(mm)으로 부터 길이당의 박리력이 F/W(g/mm)구해지고, 이것은 박리강도(g/mm)로 했다.

또 기록계의 기록에 따르면 힘(F)은 통상 일정치 않고 파상이므로 토너홀더(24)의 한바퀴분의 측정값중에서 이상한 곳 예를들면 표면층(31c)이 일부 박리되지 않거나, 다른 부분과의 현저하게 다른 값의 부분이나, 최초와 최후의 값을 제외하고 가장 큰 값으로 5번째 까지와, 가장 작은 값에서 5번째까지와의 10점의 평균값을 이용했다.

또 다른 장소를 벗겨서 동일하게 몇개소의 값을 구해서 이들의 평균값을 평균해서 구했다.

또 토너홀더(24) 한바퀴 가운데 힘(F)이 작은 곳이 다른 장소에서 토너홀더(24) 한바퀴중에서의 장소와 가까운 경우에는 10점의 평균이 아니고 그때의 힘(F)을 이용했다.

또 축방향으로 차가 있는 경우에는 힘(F)의 평균값이 가장 작은 장소에서의 토너홀더(24) 한바퀴의 힘(F)의 평균값을 이용했다.

본 실시예에 있어서는 박리강도 20(g/mm) 이상이었다.

또 바람직하게는 40(g/mm) 이상이 좋고, 이상적으로는 전술한 방법으로는 벗길수 없는 것이 좋다.

본 실시예와 같은 토너홀더(24)에 따르면 장기간 사용에 있어서도 표면층(31c)이 벗겨짐에 의한 화질의 저하가 없는 현상장치가 얻어졌다.

또 전술한 실시예(5)에서 설명한 표면층(31c)의 형성방법도 본 실시예에 적용할 수 있다.

또 표면이 가요성 도전층(31c)의 것이나, 그위에 저항층을 설치한 것, 혹은 도전성 탄성체층(31b)을 롤러기체로 하는 토너홀더(24)에서 적어도 표면에 가요성의 저항층을 갖는 것에 적용할 수 있다.

[실시예 9]

본 실시예는 압축영구왜곡을 20% 이하인 토너홀더(24)의 표면저항층인 도전층(31c)이 적어도 우레탄을 함유하는 재료 또는 불소수지를 함유하는 재료 또는 적어도 실리콘을 함유하는 재료로 형성되어 있고, 롤러기체인 탄성체층(31b)이 적어도, 우레탄을 함유하는 재료, 적어도 에틸렌프로필렌고무(EPR 또는 EPDM)를 함유하는 재료 또는 적어도 실리콘을 함유하는 재료로 형성되어 있는 토너홀더(24)를 사용한 예이다.

전술한 제 4 내지 제 8 및 후술의 제 10의 각 실시예 어느것도 적용할 수 있는 것이다.

이중에 특히 표면저항층(31c)이 우레탄 에라스토머로 탄성체층(31b)이 우레탄, EPDM 또는 NBR 고무등이 좋다.

또한 표면저항층(31c)으로서의 우레탄 에라스토머가 탄성체층(31c)과 충분한 박리강도가 얻어지지 않을때는 탄성체층(31b)를 플라이머등으로 표면처리하면 좋다. 또한 표면 저항층(31c)이 불소계의 것으로 탄성체층(31b)이 실리콘의 경우가 좋다.

이 경우는 탄성체층(31b)을 플라이머등으로 표면처리하는 것도 좋다.

또 표면 저항층(31c)이 실리콘으로 탄성체층(31b)이 실리콘 또는 우레탄의 것이좋고, 또 표면저항층(31c)이 실리콘으로 그 표면에 또 불소계의 저항층을 설치한 것이 좋다.

이들의 조합은 각 층간의 박리강도가 충분하고 어느것도 박리강도는 40g/mm 이상이었다.

이리하여 표면저항층(31c)은 마찰 대전극성에 의해 선택되어, 표면이 정극성으로 하고 싶은 경우에는 우레탄 또는 실리콘이 좋고, 부극성으로 하고 싶은 경우에는 불소계의 것이 좋다.

각층의 저항값은 도전성 카본이나 금속분말, 금속섬유를 분산함유시켜 조정되어 표면층에 대해서는 특히 층두께의 조정도 중요하고, 이때 제 4 내지 제 8 및 후술하는 제 10의 각 실시예에서 서술한 특성을 고려할 필요가 있다.

본 발명자들은 표면층(31)으로서는 일본 미락트단제의 스파렉스 DH-20Z313 및 필요에 따라 플라이머 혹은 일렉트로 팩 Z-279(오오야스 가고제, 상품명), 혹은 AE-85(닛뽄 폴리우레탄제, 상품명)을 우레탄 에라스토머로서 사용하고 불소로스는 테프론이나 라텍스(상품명)을 사용했다.

탄성체층(31b)으로서는 다이와 고무제 EPDM 고무롤러, 반도가가꾸제 우레판 고무롤러, 닛뽄제온(가공은 미나미 가껜) 제NBR 고무롤러, 브리지 스톤제 LL 러버(우레탄계 고무스폰지), 도요폴리머제 루비쎌(우레탄계 스폰지), 도시바실리콘(가공은 쇼와 덴센덴란)제 실리콘 롤러, 이노우에제 END UR(우레탄 스폰지)등을 사용했다.

그중에서 탄성체층(31b)으로서 저저항화할 수 있는 것(20⁸Ω·cm이하)은 다이와 고무제 EPDM 고무롤러, 반도 가가꾸제 우레탄고무롤러, 도요폴리머제 루비쎌 도시바실리콘, 도레이 실리콘제 실리콘이었다.

[실시예 10]

본 실시예는 소정의 측정방법에 의한 마찰계수가 0.6이하이고 압축영구 왜곡율이 20% 이하인 토너홀더(24)를 사용한 경우의 예이다.

먼저 제 17 도를 참조해서 마찰계수의 측정방법에 대해 설명한다.

제 17 도는 마찰계수의 측정방법을 모식적으로 나타낸 사시도로 가압판(36)에 양면 테이프등으로 도시바 PPC용 지정종이(27)가 붙여져 있다.

지정종이(37)는 가압판(36)과 토너홀더(24)에 끼어서 토너홀더(24)의 축방향에 따른 길이는 토너홀더(24)의 축길이 보다도 길다.

또 토너홀더(24)는 하중(w)이 가압된 상태에서 지정종이(37)과 마찰하면서 회저하도록 되어 있다.

측정할때는 상온, 상습, 바람직하게는 20℃, 50%의 환경에 있어서 하중(w)가 가압된 상태에서 정지 상태에 있어서 토너홀더(24)를 돌리기 시작하는데 필요한 최대 토오크를 측정하여 지정종이(37)과 접하고 있는 부분의 접선 방향의 최대의 힘을 구한다.

이 힘을 지정종이(37)과 접하고 있는 부분에 작용하는 전하중(하중(w)에 필요에 따라서 가압판의 무게를 더한것)에서 제함으로서 지정용지(37)와 토너홀더(24)와의 최대 정지 마찰계수가 구해진다.

본 실시예에서는 이값을 0.6이하로 했다.

본 실시예에 따르면 현상장치에 있어서 토너홀더(24)의 구동토오크를 작게할 수 있고 구동모터의 소형화, 저가격화가 가능하다.

본 실시예에서는 토너홀더(24)와 토너공급롤러(24a)등의 현상장치의 구동부품의 전구동 토오크를 합해서 1kg/cm 이하로 할 수 있었다.

또 마찰계수는 바람직하게는 0.5이하가 좋다.

전술한 것처럼 본 발명에 관한 제 1 의 현상장치에 따르면 장기 사용, 장기보존후에도 고화질인 저가격의 현상장치가 얻어진다.

[실시예 11]

다음에 본 발명에 관한 제 2 의 현상장치의 실시예를 설명한다.

현상장치의 기본적인 구성은 전술한 제 11 도에 나타낸 경우와 같고, 본 실시예에 있어서는 토너홀더(24)로서 표면에 가요성 도전층(31c)을 갖추고, 내부에 탄성체층(31b)을 갖는 것을 이용했다.

여기서 표면도전층(31c)은 1×10⁹Ω·cm²이하의 저항값을 갖고, 토너홀더(24)의 경도는 40도(JISK 6301A형) 이하에서 압축영구왜곡율은 20%(JISK 6301)이하이다.

토너공급롤러(24a)는 우레탄포옴제의 것을 사용했다.

또 토너홀더(24)의 표면에 부착하는 토너층을 구제함과 동시에 마찰대전에 의해 토너입자로 트리보전하를 부여하는 역할을 하는 토너층 두께 규제부재(24b)로서는 마찰대전하기 쉬운 실리콘제판을 사용했다.

또 토너층 두께 규제부재(24b) (코팅 블레이드)의 형상 및 압접형태에 대해서도 예를 들면 평판의 중간을 누르는 방법, 평판의 에지를 누르는 방법등이 있으나 본 실시예에서는 평판의 단부를 직경 3mm의 원호상으로 가공하여 원호부분을 압접하는 구성으로 하고 있다.

이와 같은 탄성을 갖는 토너홀더(24)를 이용한 현상장치에 있어서는 토너홀더(24)의 압축영구왜곡이 화질의 저하를 가져온다.

압축 영구 왜곡이 생기기 쉬운 부분을 토너층 두께 규제부재(24b)로 눌려 있는 부분과, 정전 잠상 지지체(감광체드럼) (26)에 눌려있는 부분과, 토너공급롤러(24a)에 접촉하고 있는 부분과 리커버리 블레이드(24c)와 접촉하고 있는 부분이 있으나 토너공급롤러(24a)에 접촉해 있는 부분 및 리커버리 블레이드(24c)와 접촉해 있는 부분은 토너홀더(24)의 변형에 거의 영향을 미치지 않으므로 문제되지 않는다.

또 정전잠상 지지체(26)로 눌려있는 부분은 실제로 변형량은 0.1mm 이하로 예를들면 압축영구 왜곡율이 20% 이하의 토너홀더(24)를 사용하면 왜곡량은 0.2mm 이하이고, 왜곡형태도 예리하지 않고 화질의 저하는 거의 없었다.

이 부분의 왜곡량은 0.05mm 이하면 좋았다.

그러나 토너층 두께 규제부재(24b)에 눌려있는 부분은 누르는 힘이 크고, 누르는 면적이 좁기 때문에 보존환경이나 사용환경이 악화한때에 화질의 저하를 가져오는 경우가 있었다.

또 환경조건은 따뜻한 것이 좋은 것은 말할것도 없다.

제 18 도는 전술한 제 11 도에서 설명한 것같은 구성을 이루는 전자사진 장치를 기본으로 한 본 발명에 관한 현상장치의 주요부구성예의 단면도이다.

제 11 도의 경우와 동일 또는 비슷한 구성 부분 내지 구성부재에 대해서는 동일부호를 붙였다.

본 실시예에 있어서는 토너홀더(24)와 토너층 두께 규제부재(24b)와의 누르는 힘을 줄일 수 있는 구성으로 되어 있다.

즉 토너층 두께 규제부제(24b)의 홀더(24f)에 스토퍼(24e)를 끼워 붙임으로서 토너층 두께 규제부재(24b)를 토너홀더(24)에서 이탈하는 방향으로 들어올려서 양자간의 누르는 힘을 줄이고 있다.

이와 같이 토너층 두께 규제부재(24b)의 누르는 힘을 줄일 수 있는 장치(스토퍼(24e))를 특별히 부설한 현상장치를 사용하는 때에는 스토퍼(24e)를 화살표 A방향으로 당김으로서 제 11 도에 나타낸 현상장치의 경우와 같은 상태로 된다.

여기서 토너(21a)를 토너용기(21)내에 공급한뒤 사용하게 되나 제 18 도의 것은 스토퍼(24e)에 의해 뚜껑(21c)을 열 수 없는 구성으로 되어있어서,스토퍼(24e)의 망실을 방지할 수 있는 구성으로 되어 있다.

또 본 실시예에서는 뚜껑(21c)이 지점(21d)을 중심으로 회전하도록 되어있고, 뚜껑(21c)을 열어서 토너(21a)를 공급하도록 되어있으나 공지의 토너카트리지를 이용한 경우에도 스토퍼(24e)의 망실을 방지할 수 있다.

또 스토퍼(24e)의 선단은 도면과 같이 쐐기 모양으로 되어 있고, 토너층 두께 규제부재(24b)홀더(24f)에 삽입, 끼워붙이기 쉽게 되어 있다.

토너층 두께 규제부재(24b)를 어느정도 들어 올리면 좋을까에 대해서는 본 발명자들은 실험에 따르면(토너홀더(24)의 토너층 두께 규제부재(24b)에 의한 변형량)×(토너홀더(24)의 압축영구 왜곡율)이 0.02mm이하로 되도록 설정하면 화질의 저하는 거의 없다.

본 실시예에서는 스토퍼(24e)가 없는 상태에서 변형량이 0.2mm에서 압축영구왜곡율이 20% 이하 있었으므로, 스토퍼(24e)에 의해 0.1mm들어 올림으로서 스토퍼 삽입상태에서 변형량이 0.1mm로 되고, 변형량과 압축 영구 왜곡율의 곱은 0.02mm로 되었다.

또 스토퍼(24e)를 설치함으로서 위의 식에서 계산되는 왜곡량 0.02mm 보다도 실제의 왜곡량은 작은 것을 알았다.

이것은 스토퍼(24e)가 없는 상태에서 환경이 변하면 토너홀더(24)의 탄성이 변화하여 변형량이 크게 되는 경우가 있기 때문이다.

또 토너홀더(24)에 사용되는 고무재료는 완전한 탄성체는 아니고 이른바 점 탄성체이기 때문에 재료에 하중을 가하면 변형이 안정하기까지 시간이 걸려서 장시간 하중을 가한 경우 변형량이 증가하는 경우가 있다.

즉, 시간에 영향을 받는 점성도 환경에 따라 변화하기 때문이다.

이와 같이해서 토너홀더(24)와 토너층 두께 규제부재(24b)를 분리하지 않고 지지해도 화질의 저하를 방지할 수 있게 되고 예를 들면 사용후에 토너가 들은 상태에서 스토퍼(24e)를 다시 삽입, 끼워붙임으로서 장시간 비사용 상태에 있어도 화질의 저하를 방지할 수 있고, 또 부주의에 의한 토너의 분출을 방지할 수 있다.

예를 들면 칼라토너가 든 현상장치에 의해, 칼라화상을 얻은 경우에 토너가 든 상태에서도 화질의 저하를 방지할 수 있다.

토너층 두께 규제부재(24b)의 누르는 힘을 줄이는 방법은 예시한 것에 한하지 않고 예를 들면 스프링(24d)을 지지하고 있는 스프링 지지부재(24g)를 이동시키면 좋고, 토너층 두께 규제부재(24b)를 직접 이동시켜도 좋다.

본 실시예에서 홀더(24f)를 이동시킨 것은 도면과 같은 구성의 경우 스토퍼(24e)와의 마찰이 크면 스토퍼(24e)의 삽입이 용이하지 않게 되기 때문이다.

결국 본 실시예에서는 토너층 두께 규제부재(24b)를 마찰이 큰 실리콘 고무제로 한 것을 홀더(24f)의 이동방식을 이용했다.

또 스토퍼(24e)의 빼는 방향은 토너용기(21)의 방향을 피하는 것이 조작하기 쉽고, 설계도 쉽다.

이것은 공지의 토너카트리지를 이용하면 토너용기(22) 상부에 스페이스를 사용해버려 방해가 되기 때문이다.

전술과 같이 토너층 두께 규제부재(24b)의 누르는 힘을 줄이는 기구 내지 장치는 앞에서 예시한 것에 한정되는 것은 아니고, 이 기구 내지 장치의 구동은 수동이라도 좋고 자동이라도 좋다.

예를 들면 전자사진 장치가 본래 가지고 있는 구동력을 이용하고 캠이나 링크, 기어등을 이용해도 좋고, 또는 전자력으로 삽입과 빼냄을 행해도 좋다.

자동적으로 행하는 경우는 스토퍼(24e)와 스토퍼(24e)로의 구동력 전달부가 분리접합 가능하게 되어있는 것이 좋다.

그것을 위해서는 스토퍼(24e)의 형상은 단부에 구멍이나 후크를 갖는 것 혹은 "ㄷ"자 모양의 형상이나 기어를 갖는 것등이 좋다.

제 19 도는 전술한 제 18 도에 도시한 구성에 있어서, 스토퍼(24e)에 기능을 부가한 것을 나타낸 예이다.

이예의 경우는 사용전에 있어서 토너층 듀께 규제부재(24b)의 누르는 힘을 줄일 수 있고, 사용시에 스토퍼(24e)를 붙인채 사용조건에 적합한 누르는 힘을 얻을 수 있다.

결국, 스토퍼(24e)를 B방향으로 삽입함으로써 스토퍼(24')가 홀더(24f)의 장소를 되고 홀더(24f)가 스프링(24d)의 설정된 하중을 받는다.

또 이때에 토너용기(21)의 부분의 스토퍼가 큰 유동이 없는 형상이 좋다. 또 제 19 도에서는 스토퍼(24e)의 위치(24e')의 부분의 좌측의 면이 위치 결정부재(24h)에 의해 적절한 위치에 스토퍼(24e)가 자리잡도록 되어 있다. 또 다시 뺄때 부드럽게 빠지도록 스토퍼(24e)의 위치(24e')의 우측의 면이 형성되어 있다.

또 스토퍼(24e)는 뚜껑(21c)의 스토퍼를 겸하고 있고 사용중에 뚜껑(21c)을 형성하는 부재(공지의 토너카트리지)의 지지를 겸할 수 있다.

제 20 도는 누르는 힘을 줄이는 부재를 현상장치에서 분리할 수 없도록 한 구성예이다.

도면과 같이 스토퍼(24e)에 토너층 두께 규제부재(24b)의 홀더(24f)단부를 걸도록 돌기(24e")를 설치하여 토너(21a)를 공급할때는 A방향으로 당기고 비사용시는 B방향으로 누른다.

또 사용전이나 미 사용시는 도면과 같은 위치에 설정해 두면 좋다.

제 21 도는 홀더(24f)의 형상을 제어해서 누르는 힘을 줄일 수 있도록 한 것으로 스토퍼(24e)를 삽입관통하지 않고 누르는 힘을 줄일 수 있도록 한 예이다.

결국 A방향, B방향으로 진퇴하는 부재(38)에 의해 토너층 두께 규제부재(24b)와 토너홀더(24)와의 분리 접합에 따르는 홀더(24f)의 탄성적인 작용에 의해 스토퍼(24e)와 토너홀더(24)와의 접합분리가 용이하게 되어있고, 자동적으로 누르는 힘을 줄이기 위해서는 이쪽이 좋다.

전술과 같이 본 발명에 관한 제 2 의 현상장치의 경우는 사용전 또는 비 사용시에 있어서 탄성을 갖는 토너홀더(24)면을 누르는 토너층 두께 규제부재(24b)의 누르는 힘이 저감되고 있기 때문에 전술한 토너홀더의 압축영구 왜곡에 의한 화질의 저하가 효과적으로 방지된다.

또 사용전이나 비 사용시에 있어서 현상장치를 설치 내지 저장하는 환경조건을 완화할 수 있는 등의 효과도 있다.

특히, 부설하는 장치는 간단하고 용이해서 염가로 실현할 수 있다.

[실시예 12]

다음에 본 발명에 관한 제 3 도의 현상장치의 실시예를 설명한다.

먼저 본 실시예에 관한 현상장치의 기본적인 동작을 들면 다음과 같이 된다.

제 1 의 경우는 토너층 두께 규제부재가 유연한 관상 고분자체에 의해 구성되어 있기 때문에 이 토너층 두께 규제부재 또는 토너홀더가 가공정밀도 불량이 약간 인정되는 경우에도 가공정밀도 불량을 흡수하도록 유연하게 변형하고 비교적 낮게 누르는 힘으로 균일한 두께의 토너박층을 형성할 수 있다. 토너층 두께 규제부재는 단지 탄성을 갖는 것뿐 아니라, 판상으로 단부가 눌리고 있으므로 보다 유연하게 변경가능하다.

또 단부를 누르는 형식으로 판상 탄성체의 중간의 면을 누르는 경우에 비해 보다 낮은 압력으로 토너층 두께 규제를 행할 수 있다.

따라서 토너홀더의 구동력도 작아서 좋고, 장기간 사용에 있어서도 토너층 두께 규제부재에 토너가 고착하는 일도 없다.

또 예리한 단부를 누르는 경우에 비해 압력이 적은 면적에 집중하는 일이 없어서 압력이나 부착등의 조건설정이 다소 변동해도 토너층의 상태가 현저하게 변동하는 일이 없어진다.

같은 이유로 단부의 가공정밀도에 대한 용구도 비교적 적다.

단부 평면을 누르는 방법으로는 제반 조건의 미소한 변동에 의해 단부 평면의 에지가 토너홀더에 접촉해서 토너층 두께의 불균일화를 초래하는 일이 있으나 본 발명의 경우에는 이와같은 문제가 발생하는 일도 전혀 없어진다.

또 토너층 두께 규제부재를 유연한 판상 고분자체와 이 고분자체의 내부에 삽입, 배설된 강성지지부재에 의해 구성하면 판상 고분자체가 필요이상으로 변형하므로서 토너층이 불균일화하는 일이 없어진다.

또 토너층 두께 규제부재를 제조하는 경우에도 인서트 성형등의 방법에 의해 강성지지부재와 탄성 고분자체를 용이하게 일체적으로 성형할 수 있어서 탄성 고분자체를 지지부재에 접착하는 등의 후가공이 불필요하게 되어 제조, 조립 공정이 간소화 된다.

제 2 의 경우에는 토너층 두께 규제부재에 탄성 내지 가요성을 갖는 판상 토너공급부재를 토너홀더의 근방에 또 배설하므로 현상에 의해 토너가 대량으로 소비되는 경우에도 토너홀더 표면에 빠르게 토너가 보급되어 항상 일정한 두께의 토너층을 형성할 수 있게 된다.

스폰지 롤러등의 토너공급 롤러로 토너홀더를 마찰함으로서 토너홀더에 토너를 공급하는 방법이 알려져 있으나, 이와같은 종래기술에 대해, 본 발명에 따르면 토너공급부재를 구동할 필요없이 장치의 소형화나 저가격화를 도모하는 면에서 다대한 효과가 얻어진다.

또 여기서 판상 토너공급부재에 의한 토너공급의 원리는 판상 토너층 두께 규제부재에 의한 토너박층 형성의 원리와 일부 공통으로 되어 있다.

즉, 판상 토너공급부재를 토너홀더의 근방에 설치하는 것은 판상 토너층 두께 규제부재의 중간의 면과 토너홀더가 형성하는 쐐기형의 공간에 유사한 공간을 구성하고 토너홀더의 이동에 의해 이 공간에 진입하여 여기서 체류한 토너집합체는 후속의 토너집합체의 누름에 의해 토너홀더 표면에 강하게 눌려져서 토너홀더 표면에 부착하게 된다.

이와같이 해서 토너가 신속하게 토너홀더 표면에 공급되기 때문에 이른바 전면 흑색현상등의 현상이 행해져 토너가 대량으로 소비된 후에도 현상농도는 저하하는 일없이 항상 균일농도의 양호한 화상을 유지할 수 있다.

특히, 제 1 의 경우와 같이 토너층 두께 규제를 판상부재의 단부에서 행하려고 하는 경우 중간의 면을 누르는 방법에 비해 보다 양호한 규제작용이 얻어지는 반면, 전술한 쐐기형의 공간이 꼭 충분히 형성되지 않고 토너층 두께 규제위치에 있어서 토너공급은 보통 불충분하게 되기 쉽다.

이와같은 경우에 전술한 판상 토너공급부재를 이용하면 토너의 공급이 확실하게 행해지기 때문에 토너층두께 ; 규제위치에 있어서는 규제작용을 확실하게 행하는 데만 주력할 수 있다는 파생 효과도 얻어진다.

또 전술한 토너공급 롤러와 판상 토어공급부재를 동시에 이용하면 보다 확실한 토너공급이 실현되어 양호한 현상을 행하는데 다대한 효과를 거두는 것이다.

이하 도면을 참조해서 구체예를 설명한다.

본 발명에 관한 제 3 의 현상장치는 기본적인 구성에 있어서 제 10 도에 나타낸 경우와 같다.

즉 본 발명에 관한 제 3 의 현상장치는 일성분계 토너(11a)를 수납하는 토너용기(11), 전술한 일성분계토너(11a)를 토너홀더(현상롤러)(14)에 공급하는 토너공급롤러(14a), 공급된 토너를 규제해서 토너홀더(14)상에 균일한 토너층을 행하는 토너층 두께 규제부재(14), 토너층을 담지해서 회전하는 토너홀더(14)에 대치하여 표면에 형성담지하고 있는 정전잠상이 가시상화 되는 정전잠상지지체(감광체 드럼) (16), 전술한 현상잔여의 토너를 토너용기(11)에 회수하기 위해서의 리커버리 블레이드(14c), 토너용기(11)내의 토너(11a)를 교반하는 교반자(11b), 전술한 토너층 두께 규제부재(14b)를 일정한 하중으로 토너홀더(14)에 누르는 스프링(14d), 정전잠상지지체(16)로서의 감광체 드럼에 소요의 정전하를 부여하는 대전기(15), 정전잠상지지체(16)면에 소요의 정전잠상을 형성하기 위해서는 노광장치(17), 정전잠상지지체(16)면의 정전잠상이 현상에 의해 가시상화 되는 것을 예를들면 종이등의 지지체로 전사하는 전사장치(18) 및 토너홀더(14)와 토너공급롤러(14a)에 보호저항(13)을 통해서 소요의 전류를 공급하는 직류전원(12)등으로 구성되어 있다.

정전잠상의 현상법으로는 잠상면과 토너홀더(14)표면을 비접촉상태로 하여 현상전계에 의해 토너입자를 날려서 현상을 행하는 방법, 양자를 접촉시켜서 회전 또는 섭동시켜서 현상을 행하는 방법, 또 양자간에 직류전계를 형성해서 현상하는 방법과 교류전계를 형성해서 현상하는 방법의 어는 방법도 적용가능하다.

본 실시예에 있어서는 잠상면에 토너홀더(14)를 접촉하는 방법을 이용한 경우에 대해 설명한다. 토너층두께 규제부재(14b)는 선단이 둥근 기둥면상 또는 곡면상(둥근 기둥면상 내지 곡면상)으로 가공된 고무경도 30도 내지 100도의 판상 고분자체로 구성되어 있고 그 선단이 스프링(14d)의 누르는 힘에 의해 토너홀더(14)의 표면에 닿아있다.

토너층 두께 규제부재(14b)의 단면선단에 원호 또는 곡선인 것은 전술한 것처럼 중간의 면을 압접할때의 효과와 예리한 에지를 누르는 때의 효과의 중간적인 효과를 가져와 비교적 낮은 누르는 힘으로 소망의 토너박층을 형성할 수 있고, 토너입자를 확실하게 마찰대전할 수 있게 된다.

선단의 둥근 기둥면 또는 곡면의 곡률반경은 0.1mm 내지 20mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 10mm의 때에 양호한 결과가 얻어진다.

결국 0.1mm 미만의 때에는 예리한 에지를 누른때와 같은 문제가 20mm를 넘으면 중간의 면을 누른때에 생기는 문제가 각각 약간 확인되기 때문이다.

또한 선단면의 표면거칠기는 토너층의 균일성에 큰 영향을 미친다.

JIS 규격의 B0601에 규정되어 있는 표면거칠기의 표시 가운데 10점 평균거칠기(Rz) 및 최대 높이(Rmax)를 이용해서 표면거칠기와 화상의 균일성의 상관을 조사한 결과, 토너층 두께 규제부재(14b)단부의 둥근 기둥면 또는 단면 가운데 적어도 토너홀더(14)에 닿은 부분의 표면거칠기가 10㎛Rz 이하 30㎛Rmax 이하, 바람직하게는 5㎛Rz이하 그리고 10㎛Rmax이하일 때에 실질적으로 두께 불균일이 없는 토너층이 얻어져 균일한 농도의 양호한 화상이 얻어지는 것을 알았다.

10㎛Rz을 넘을 때 또는 30㎛Rmax를 넘을때에는 토너층에 현저한 두께 불균일이 발생하여 화상에 줄모양의 농도 불균일이 생겼다. 균일한 토너층을 형성하는데 있어서 토너층 두께 규제부재(14b)의 유연성이 매우 주요하게 된다.

JIS 6301에 규정되어 있는 A형 고무 경도계에 의한 측정값으로 100도를 넘는 재료를 이용하면 저압력에서 균일한 토너층을 형성하는 것이 곤란했다.

이것은 토너홀더(14)와 토너층 두께 규제부재(14b)의 가공정밀도에는 실용상 한계가 있고 이들 불가피한 정도 불량을 흡수하기 위해서는 토너층 두께 규제부재(14b)를 강한 압력으로 토너홀더(14)에 누르지 않으면 안된다는데 기인하고 있다.

한편 토너층 두께 규제부재(14b)의 경도가 30도 미만의 경우에는 토너홀더(14)와의 접촉이나 토너집합체의 압력등에 의해 선단이 젖혀지거나 과도하게 변형하기 때문에 역시 토너층이 불균일하게 되기 쉽다. 30도 내지 100도 바람직하게는 50도 내지 85도의 범위내의 재료를 이용하면 적절한 변형작용에 의해 균일한 두께의 토너층의 유지된다.

전술한 변형의 문제등에 관련해서 토너층 두께 규제부재(14b)의 판두께나 탄성판으로서의 자유길이에도 적정값이 존재한다.

판두께는 0.5mm 내지 15mm의 범위가 좋고 자유길이 즉 토너층 두께 규제부재(14b)의 지지체 단부에서 자유단까지의 거리는 판두께 보다도 길게하는 것이 좋다. 판두께가 0.5mm 미만일 때에는 성형에 의해 정밀도를 좋게 제조하기 곤란하고, 15mm를 넘으면 토너층 두께 규제부재(14b)로서의 충분한 유연성을 얻기 위해서는 자유길이를 길게 설정하여야 하고, 장치가 대형화해 버리는 등의 문제가 생긴다.

제 10 도에 있어서 토너층 두께 규제부재(14b)의 선단형상을 둥근 기둥면으로 하고 있으나, 그밖에 제 22 도 내지 제 25 도에 단면적으로 나타낸 듯한 형상도 생각된다.

제 22 도나 제 25 도의 형상으로 하면 토너홀더(14)면상의 상류측과 토너층 두께 규제부재(14b)가 비교적 다량의 토너를 포함할 수 있는 공간(A)을 형성하기 때문에 토너층 두께 규제부재(14b)의 중간의 면을 누를때에 얻어지는 토너공급 효과에 유사한 효과, 즉 토너를 대량으로 소비한 경우에도 신속히 토너홀더(14)표면에 토너가 공급되는 효과가 얻어진다.

제 23 도나 제 24 도의 형상으로 하면 전술한 공간(A)이 적게되기 때문에 비교적 낮게 누르는 힘에 의해 원하는 토너박층을 형성할 수 있다.

또 이와같은 형상에 있어서는 압력하에서 진입하고자 하는 이물이나 토너 덩어리를 배제하는 기능이 얻어지기 때문에 압력하에서 이물이 체류하는 일도 없어지고 항상 균일한 토너박층이 형성된다. 또 토너홀더(14)에 대한 토너층 두께 규제부재(14b)의 압접위치에 대해서도 제 26 도에 측면적으로 나타낸 것처럼 여러가지 선택이 가능하다.

통상은 제 26 도중의 "14b1"과 같이 토너층 두께 규제부재(14b)선단이 토너홀더(14)의 중심축으로 향하도록 배치하면 좋으나, "14b2"와 같이 상류측으로 배치하면 이물 배제기능을 보다 유효하게 작용시킬 수 있고, 도 "14b3"과 같이 하류측에 배치하면 토너공급기능을 유효하게 작용시킬 수 있다.

토너층 두께 규제부재(14b)를 가이드 부재에 의해 제 26 도의 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하여 스프링(14d)으로 누르는 구성으로 하는 경우에는 토너홀더(14)에 의한 응력의 작용방향과 토너층 두께 규제부재(14b)의 이동방향이 대략 일치하는 "14b2"의 위치에 배치하는 것이 좋다고 할 수 있다. "14b1"이나 "14b3"와 같은 위치에 배치하는 경우에도 제 27 도에 측면적으로 나타낸 것처럼 토너층 두께 규제부재(14b)의 지지체(39a)를 가이드(39b)에 의해 토너층 두께 규제부재(14b)의 방향과는 다른 방향으로 이동가능하게 지지하여 스프링(14d)에 의해 토너홀더(14)에 누르는 구성으로 하면 제 26 도 "14b2"의 위치에 배치한 경우와 효과가 얻어진다.

또한 제 28 도에 측면적으로 나타낸 것처럼 같은 압접위치에 있어서도 토너층 두께 규제부재(14b)를 토너홀더(14)의 회전방향에 대해 순방향으로 압접하는 방법과 역방향으로 압접하는 방법이 있다.

제 28a 도에 나타낸 순방향 압접에서는 토너공급기능이 우수하고 제 28b 도의 역방향 압점에서는 이물배제기능이 우수하다. 토너층 두께 규제부재(14b)의 제조법으로서는 절삭에 의해 선단곡면을 얻는 방법과 성형에 의해 전술한 형상을 얻는 방법과 2가지이다. 절삭에 의한 방법을 이용하면 대단히 정밀도가 좋은 곡면을 얻을 수 있다.

이에 대해 성형법은 양산성이 우수하고, 실용상 유리이다.

전술한 제 10 도에 나타낸 것같은 형상의 토너층 듀께 규제부재(14b)를 성형법에 의해 제조할때에는 통상 제 29a 도에 단면적으로 나타낸 것과 같은 구성의 형(40a) (40b)을 이용한다.

이 경우 토너층 두께 규제부재(14b)의 선단곡면에는 불균일이 생겨서는 안되므로 측면의 평면부분 또는 곡면의 시작부분의 근방 제 29a 도의 "14c"의 위치에 있어서 형을 나눌 필요가 생긴다.

이와같은 형상으로 하면 선단곡면의 형의 제 1 의 부분(40a)에 둘러싸이기 때문에 이 부분에 성형시에 기포가 생기기 쉽고, 곡면의 정밀도 불량을 가져오는 수가 많다.

또 보통 평면 또는 곡면 부분에 있어서 형을 나누면 이 부분에 현저한 버(bur)가 생겨 성형후에 번잡한 버 제거공정이 필요하게 된다.

이에 대해 토너층 두께 규제부재(14b)의 선단형상을 제 22 도 또는 제 24 도와 같이 곡면과 예리한 단부로 구성하여 곡면이 토너홀더(14)로 눌려지도록 설정하면 제 29b 도에 단면적으로 나타낸 것처럼 형을 분할할 수 있다.

이와같은 형상의 형(41a) (41b)이면 곡면 부분에 기포가 모이는 일도 적고 또 예리한 단부에 있어서 소위 버의 제거를 행할 수 있어서 성형후에 버 제거공정을 설치할 필요도 없다.

이와같은 형상으로 함으로써 양산공정에 있어서도 제품의 불량율이 현저하게 감소하고 또 제품의 코스트도 저하할 수 있다.

본 실시예의 현상장치에 있어서는 경도 30-100도의 유연한 토너층 두께 규제부재(14b)를 토너홀더(14)에 균일하게 누르기 위해 이것을 강제로 정밀도 좋게 지지하는 것이 좋다.

토너층 두께 규제부재(14)의 길이방향에 걸쳐서 압력을 균일화 하기 위해서는 제 30a 도에 측면적으로 나타낸 것처럼 탄성의 토너층 두께 규제부재(14b)를 직접 스프링(14d)으로 누르는 방법은 적당하지 않고 제 30b 도나 30c 도에 측면적으로 나타낸 것처럼 강성 지지부재(42)에 의해 토너층 두께 규제부재(14b)를 지지하여 압력을 균일화 하는 것이 좋다.

다만 지지부재(42)는 반드시 강체가 아니라도 좋고 예를들면 두께 0.1mm 이상의 링 청동판(43)에 의해 제 30d 도에 측면적으로 나타낸 것처럼 지지해도 좋다.

이들 예에서는 토너층 두께 규제부재(14b)를 성형한 후 이것을 지지부재(42) 또는 탄성판(43)에 접착((b) 및 (d) 또는 삽입 (c)의 경우)하는 공정이 필요로 된다.

접착하는 경우에는 구조상 강한 접착성이 요구되기 때문에 구성부품의 재료나 접착제가 한정되어 버린다. 또(c)의 예와같이 "ㄷ"자형상의 강성 지지부재(42)에 토너층 두께규제부재(14)를 삽입해서 사용하는 경우에는 토너층 두께 규제부재(14b)를 확실하게 지지하기 위해 토너층 두께 규제부재(14b)의 두께 보다도 약간 작은 오프닝을 갖는 홈에 밀어넣을 필요가 있게 되나 그 삽입공정에 있어서 탄성의 토너층 두께 규제부재(14b)가 변형해 버려서 이것이 토너층의 두께 불균일을 가져오는 경우가 있었다.

이것에 대해 제 31 도에 사시적으로 나타낸 것처럼 토너층 두께 규제부재(14b)의 성형시에 내부에 지지부재(42)를 삽입 설치하여 이른바 인서트 성형을 행하면 전술한 문제를 모두 해결할 수 있다. 지지부재(42)는 두께 0.1mm 내지 3mm의 금속판으로 하는 것이 좋고 지지부재(42)의 선단에서 토너층 두께 규제부재(14b)의 선단까지의 길이 즉 규제부재(2b)의 자유길이는 1mm 내지 10mm, 바람직하게는 토너층 두께 규제부재(14b)의 두께(ℓ)와 같던가 그것 이상으로 하면 토너층 두께 규제부재(14b)의 탄성이 살아서 보다 균일한 토너층 형성이 가능하게 된다.

토너층 두께 규제부재(14b)에는 토너층 두께의 규제 이외에 토너입자를 소정의 극성으로 마찰대전하는 기능이 요구된다.

따라서 토너층 두께 규제부재(14b)를 구성하는 재료로서는 주지의 마찰대전서열에 있어서 토너입자의 대전 극성과는 역의 극성으로 대전하기 쉬운 재료를 선택할 필요가 있다. 토너입자를 음으로 대전하는 경우에는 실리콘 고무, 포르말린 수지, PMMA, 폴리아미드, 메라민수지, 폴이우레탄 고무, 폴리우레탄스폰지등이 이용된다.

토너입자를 양으로 대전하는 경우에는 불소수지, 폴리에틸렌, 아클릴로, 니트릴, 천연 고무, 에폭시수지, 니트릴 고무등이 좋다.

다만 이들의 재료에 염료등을 혼입해서 마찰대전성을 제어하면 역의 대전특성을 부여할 수도 있다.

토너층 두께 규제부재(14b)를 구성하는 재료에 요구되는 또 하나의 특성으로서 장기간의 사용에 있어서도 토너가 토너층 두께 규제부재(14b)에 고착하지 않는 것이 있다. 이와같은 토너 고착은 토너층의 불균일화를 가져오고 또 토너의 대전도 불충분하게 된다.

본 발명자들의 상세한 실험에 따르면 전술한 제반 재료 가운데 실리콘 고무 또는 우레탄 고무를 주성분으로 하는 것이 이와같은 목적에 대해 가장 양호한 결과를 주는 것을 알았다.

특히 실리콘 고무는 그 이형성(異型性) 때문에 매우 장기간(약 10만사이클의 인자공정)의 사용에 있어서도 토너의 고착은 완전히 발생하지 않았다.

다만 이들 고무에는 이행성의 가소제나 가황제, 노화방지제등의 첨가물이 포함되어 있지 않은가 또는 혼입되어 있어도 매우 미량인 것이 좋다.

즉, 브리드 또는 브롬이라고 불리는 함유물의 석출현상에 의해 토너재료나 토너홀더(14) 도는 정전잠상지지체(16)로서의 감광체 등을 오염하지 않는 재료를 선택하는 것이 중요하다.

실리콘 고무를 사용할때에는 그 내마모성에도 주의할 필요가 있다. 보통 실리콘 고무는 다른 고무재료에 비해 내마모성의 점에서 열등하기 때문에 필러등의 첨가에 의해 개량한 것을 사용해야 한다.

본 발명자들의 실험에 따르면 마찰에 의해 규제부재와 현상롤러의 접촉면적이 초기상태에 비해 5배 이상으로 되면 토너층의 상태 특히 토너층의 두께에 변화가 생겨서 좋지 않았다. 탄성의 토너층 두께 규제부재(14b)를 성형, 가공할때에 주의해야할 문제로서 양단부에 있어서 위축의 문제가 생긴다.

여기서 말하는 「위축」이라는 것을 전술한 제 31 도에 나타낸 길이 ℓ이 길이 방향의 양단부와 중앙부에서 다른 것을 의미한다.

한 예로서 ℓ=10mm, t=3mm, 선단분의 반경 1.5mm, 길이 200mm의 실리콘 고무제 토너층 두께 규제부재를 성형하여 가공정밀도를 조사한 바 길이방향의 양단에서 15mm의 범위에 「위축」이 생기고 있고, 이 범위에서는 10＜ℓ

11mm로 되어 있다. 이 「위축」은 주로 형에서 성형물을 뺄때 생기는 것으로 이것을 완전히 없애기는 곤란하다.

여기서 성형시에는 길이를 250mm로 하여 형에서 뺀후에 양단부를 25mm씩 절단해서 매우 정밀도가 좋은 규제부재를 얻을 수 있었다.

절단 이전에는 ℓ의 정밀도가 9.95

ℓ

10.90이었으나 절단으로 9.95

ℓ

10.05까지 고정도화 되었다.

잘라내는 부분의 길이는 양단부를 합해 전체길이의 5% 이상으로 하면 좋다.

이상 설명한 구성의 토너층 두께 규제부재(14b)를 이용함으로써 장기간에 걸쳐서 매우 균일한 두께의 토너박층을 토너홀더(14)면에 형성할 수 있다.

전술한 구성의 토너층 두께 규제부재(14b)를 이용함으로써 장기간에 걸쳐서 매우 균일한 두께의 토너박층을 토너홀더(14)면에 형성하여 고품질의 화상을 일반적으로 얻으나 또 하나 주의하지 않으면 안되는 것이 있다.

즉, 전면 흑색화상의 현상등에 의해 토너를 대량으로 소비할때에 토너홀더(14)표면에 어떻게 해서 신속히 토너(11a)를 보급하여 소정의 두께의 토너층을 형성하는가 하는 것이다.

이것은 토너의 박층에 의해 현상을 행하는 방식에는 항상 따라다니는 문제이니 일성분게 비자성 토너(11a)를 이용하는 경우에는 자력에 의한 토너보급이 불가능하기 때문에 보다 중요한 문제로 된다.

전술한 제 10 도에 나타낸 것처럼 스폰지나 고무등으로 되는 탄성 토너 공급롤러(14a)를 토너홀더(14)에 마찰시킴으로서 토너홀더(14)에 의한 토너반송을 개량할 수 있는 것은 이미 알려진 기술이다. 토너공급롤러(14a)를 도전성으로 하여 이것에 전압을 가해 전계로 토너를 공급하는 방법도 공지의 것이다.

그러나 이 방법에서는 토너반송성이 충분치 않은 경우가 있고, 보통 토너홀더(14)표면과 토너공급롤러(14a)표면의 사이의 속도차를 둘필요가 있기 때문에 이들 토너홀더(14), 토너공급롤러(14a)의 구동에 요하는 힘이 크게 되어 버리고, 토너공급롤러(14a)가 현상장치내의 공간을 점유하여 전체의 소형화에 지장이 있고저 가격화를 도모하는 데도 좋지 않은 등 문제점도 많다.

본 발명자들은 보다 간편한 구성으로 확실하게 토너를 반송할 수 있는 방법으로 제 32 도에 주요부를 단면적으로 나타낸 것처럼 판상 토너공급부재(14f)의 설치를 검토해서 그 현저한 효과를 확인했다.

토너공급의 개량은 다음 2개의 원리로 달성된다.

I. 판상의 토너공급부재(14f), 토너층 두께 규제부재(14b), 및 토너홀더(14)에 의해 형성되는 공간(A')에 토너(11a)가 넣어지고 이어서 토너의 압력으로 공간(A')내의 내압이 높아지고 있기 때문에 토너가 대량으로 소비되어도 토너홀더(14)상에 신속하게 토너가 공급된다.

II. 판상 토너공급부재(14f)와 토너공급롤러(14a)가 형성하는 쐐기형의 공간(B')에 있어서도 전술한 I의 경우와 같이 내압이 생기고 여기서도 토너가 토너홀더(14)로 밀어 붙여져서 토너가 신속하게 공급된다.

전술한 I 및 II의 효과를 동시에 얻기 위해서는 판상 토너공급부재(14f)를 탄성체 또는 가용성 부재로 구성하여 중간의 면을 토너홀더(14)로 가볍게 누르는 것이 좋다, 판상 토너공급부재(14f)의 재료로서는 전술한 여러가지의 고무판(두께는 0.5-3mm 정도가 좋다)이나 수지판(두께는 20㎛ 내지 1㎛ 정도가 좋다)을 이용할 수 있으나 실리콘 고무, 우레탄 고무, 폴리에스테르필름, 폴리이미드필름, 테프론필름, PET 필름등이 좋다고 할 수 있다.

또한 토너홀더(14)의 회전에 의해 공간(A')에 다량의 토너가 들어가 그 내압에 의해 토너층 두께 규제부재(14b)의 압력하를 과잉량의 토너가 통과하는 일이 없도록 내압에 따라 판상 토너공급부재(14f)가 토너홀더(14)에 대해 접합분리 가능한 것이 좋다.

왜냐하면 내압이 높아져서 일정값에 달하면 판성 토너공급부재(14f)가 토너홀더(14)에 떨어지도록 구성하며(제 32 도의 파선)내압은 일정값 이상으로 높아지지 않고 따라서 토너층이 과잉으로 두꺼워지는 일도 없다.

또한 토너공급부재(14f)가 토너홀더(14)에서 떨어짐으로서 공간(A')이 닫힌 공간으로 없어지면 양자의 간격에 공간(A')내의 토너가 일부가 토너용기(11)내로 돌아올 수도 있고, 공간(A')내의 압력상승을 확실하게 억제할 수 있다.

전술과 같은 탄성 또는 가용성을 갖는 토너층 두께 규제부재(14b)를 이용하면 판의 중간의 강도에 따라 전술한 분리접합 조작이 자동적으로 행해지기 때문에 매우 간소한 구성으로 확실하게 토너를 공급할 수 있다.

제 33 도는 강성판을 이용해서 이것과 같은 작용을 얻도록 하는때의 구성예를 측면적으로 나타낸 것이다. 강성판(14f')은 힌지(14g)에 의해 회전가능하게 지지되어 있고 특히 스프링(14h)에 의해 토너홀더(14)에 눌려있으므로 전술한 토너의 내압을 보다 엄밀하게 관리할 수 있다. 판상 토너공급부재(14f) 또는 (14f')는 토너공급기능을 얻는 것을 목적으로 부착한 것이므로 이것에 의해 토너층 두께 규제부재(14b)와 같이 토너층 두께를 규제하는 작용을 발현할 필요는 없다. 엄밀히 말하면 토너공급부재(14f) (14f')에 의해 원하는 토너층 보다도 얇은 두께의 토너층을 형성해 버리는 것도 좋지 않다.

따라서 토너층 두께 규제부재(14b)와 판상 토너공급부재(14f) (또는 14f')의 토너홀더(14)에 대한 압력을 각각 P₁, P₂[g/cm²]으로 할때 P₁＞P₂로 되도록 설정하는 것이 중요하다.

전술한 판상 공급부재(14f)의 변형예를 제 34 도 및 제 35 도에 측면적으로 나타냈다.

제 34 도는 닫힌 공간(A')을 설치하는 것을 주안으로 한것으로 판상 토너공급부재(14f)는 강선판이라도 좋다.

제 35도는 전술한 I의 효과를 얻으려 한 것으로 이경우는 닫힌 공간(A')은 형성되지 않으나 쐐기형 공간(B')에 의해 토너공급을 개량할 수 있다. 물론 제 32 도에서 제 35 도에 나타낸 판상 토너공급부재(14f) (또는 14f')와 제 10도에 나타낸 토너공급롤러(14a)를 병용하는 것은 토너반송성을 개량하는데 우수한 효과를 가져온다. 판상 토너공급부재(14f)를 도전성으로 함으로써 토너의 과잉의 대전을 방지할 수 있다. 또 이것에 직류전압 또는 교류전압 또는 이것들을 중첩한 전압을 가하고 전계에 의해 토너홀더(14)로의 토너공급을 보다 촉진할 수 있다. 토너입자가 부 대전형의 경우는 토너공급부재(14f)의 전위를 토너홀더(14)보다도 부전위측으로 설정하면 좋다.

이와같은 직류전계에 교류전계를 중첩하면 토너입자는 양자간에서 왕복운동을 행하면서 보다 확실하게 토너홀더(14)표면에 공급된다. 토너홀더(14)의 표면이 도전성의 경우는 판상 토너공급부재(14f)의 토너홀더(14)측의 면을 고저항층 또는 절연층으로 하여 역측을 도전층으로 해서 이 도전층에 전술한 전압을 가하는 것이 바람직하다.

또 제 10 도의 토너공급롤러(14a)로서는 폴리우레탄 포움롤러에 도전성 카본을 후함침함으로서 19⁸Ω·cm이하의 도전성을 부여한 것이나 발포전에 미리 폴리우레탄 용액중에 도전성 카본을 분산하여 이러한 후에 발포시켜 도전성 포옴으로 한 것이 좋다. 토너공급롤러(14a)를 도전성으로 한 것을 토너공급부재(14f)를 도전성을 하는 것과 같이 토너입자의 과잉대전을 방지하는데 중요하다.

앞에서 설명한 것처럼 본 발명에 관한 제 3 의 현상장치는 간편, 염가이고 제조, 조립도 용이한 구성을 가지면서 항상 균일하게 원하는 두께를 갖는 일성분계 토너의 박층을 형성할 수 있고 나아가 장기간에 걸쳐 항상 양호한 현상을 할 수 있게 된다.

Claims (19)

1. 현상바이어스 전압이 가해진 토너홀더의 표면에 토너박층을 형성하여, 상기 토너박층을 정전잠상에 공급함으로서 상기 정전잠상을 가시상화하는 현상방법에 있어서, 현상에 의해 정전잠상지지체에 부착되는 토너의 대전량을 q(C/kg), 잠상지지체와의 마찰대전에 의해 토너가 획득한 전하량을 q_p(C/kg), 토너홀더와 전기저항값을 R(Ω·m²) 토너홀더의 유효길이를 ℓ(m) 토너홀더의 유효 표면적을 Sr(m²) 현상에 의해 잠상지지체에 부착되는 토너의 량을 m_p(kg/m²), 잠상지지체면의 이동속도를 V_p(m/sec), 토너홀더 표면의 토너부착량을 m(kg/m²) 및 토너홀더 표면과 잠상지지체 표면의 속도비를 k로 할때 이들 값이 조건식

   -100＜{(q-q_p)m_pV_pℓ+q_p(km-m_p)V_pℓ}·R/ S_r＜100

   를 만족하도록 조정되어 지는 것을 특징으로 하는 현상방법.
2. 제 1 항에 있어서, 토너홀더로서 도전성 토너홀더를 이용하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
3. 제 1 항에 있어서, 토너홀더로서 반도전성 토너홀더를 이용하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
4. 제 3 항에 있어서, 토너홀더로서 저항값 1.5×10⁶Ω·m²미만의 바도전성 토너홀더를 이용하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
5. 제 3 항에 있어서, 토너홀더로서 저항값 1.1×10⁵Ω=m²미만의 반도전성 토너홀더를 이용하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
6. 제 2 항 또는 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 토너홀더와 상기 토너홀더에 바이어스를 가하는 바이어스 전원과의 사이에 1×10⁴Ω·m²~1.5×10⁶Ω·m²상당의 보호저항을 끼우는 것을 특징으로 하는 현상방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 토너홀더 표면의 토너부착량 m(kg/m²)을 현상에 의해 잠상지지체에 부착되는 토너양 m_p(kg/m²)보다 더 많게 설정하여 현상후에도 토너홀더 표면에 토너의 일부가 잔류되게 한 것을 특징으로 하는 현상방법.
8. 제 1 항에 있어서, 토너홀더 표면에 부착해 있는 현상전위 비자성 토너량을 m₁(mg/cm²) 현상에 의해 정전잠상면에 이전하는 비자성 토너량을 m₂(mg/cm²), 토너홀더 표면에 현상후에 잔류해 있는 비자성 토너량을 m₃(mg/cm²)라고 할때 m₂/m₁

   

   0.9 또는 m₃/m₁

   

   0.1을 만족하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
9. 제 1 항에 있어서, 토너홀더 표면의 이동속도 vt, 정전잠상면의 이동속도 vi, 토너홀더 표면에 현상전에 부착해 있는 비자성 토너의 량 m₁(mg/cm²)이라고 할때 (vt/vi)·m₁

   

   0.7을 만족하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
10. 특허청구 범위 제 1 항의 현상에 의해 잠상지지체에 부착된 토너의 대전량을 q(C/kg), 잠상지지체와의 마찰대전에 의해 토너가 획득한 전하량을 q_p(C/kg), 토너홀더의 전기저항값을 R(Ω·m²), 토너홀더의 유효길이를 ℓ(m), 토너홀더의 유효 표면적을 Sr(m²), 현상에 의해 잠상지지체에 부착되는 토너의 량을 m_p(kg/m²), 잠상지지체 표면의 이동속도를 V_p(m/sec), 토너홀더 표면의 토너부착량을 m(kg/m²) 및 토너홀더 표면과 잠상지지체 표면의 속도비를 k라고 할때 이들값이 조건식

    -100＜{-(q-q_p)m_pV_pℓ+q_p(km-m_p)V_pℓ}·R/ S_r＜100

    를 만족하도록 조정된 현상장치에 있어서, 토너홀더(4, 14, 24)는 압축영구 왜곡율이 20% 이하의 탄성도전롤러인 것을 특징으로 하는 현상장치.
11. 제 10 항에 있어서, 토너홀더는 탄성을 갖는 롤러 기체 및 이 롤러기체의 바깥둘레면에 형성된 가요성을 갖는 도전층을 갖춘 탄성도전롤러인 것을 특징으로 하는 현상장치.
12. 제 10 항에 있어서, 토너홀더는 탄성을 갖는 롤러기체 및 이 롤러기체의 바깥둘레면에 형성된 가요성을 갖는 표면거칠기 20㎛ Rz, 50㎛Rmax 이하의 도전층을 갖추고, 압축영구 왜곡율이 20% 이하의 탄성도전 롤러인 것을 특징으로 하는 현상장치.
13. 제 10 항에 있어서, 탄성도전 롤러를 이루는 롤러기체가 적어도 우레탄을 함유하는 재료, 에틸렌 프로필렌 고무를 함유하는 재료, NBR 고무를 함유하는 재료 또는 실리콘을 함유하는 재료로 구성되고, 그리고 도전체층이 적어도 우레탄을 함유하는 재료 또는 불소수지를 함유하는 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상장치.
14. 현상 바이어스 전압이 인가된 토너홀더(4, 14, 24)의 표면에 상기 토너 홀더 표면을 누를수 있게 설치된 토너층 두께 규제부재(14b, 24b)로 토너박층을 형성하고, 상기 토너박층을 정전잠상에 공급시켜 특허청구범위 제 1 항의 현상방법에 따라서 상기 정전잠상을 가신상화 하는 현상장치에 있어서, 상기 토너층 두께 규제부재(14b, 24b)는 현상장치 사용전의 누르는 힘이 경감되도록 하는 스토퍼(24e)를 가지고 있는 것을 특으로 하는 현상장치.
15. 특허청구 범위 제 1 항의 현상에 의해 잠상지지체에 부착된 토너의 대전량을 q(C/kg), 잠상지지체와 마찰대전에 의해 토너가 획득한 대전량을 q_p(C/kg), 토너홀더의 전기 저항값을 R(Ω·m²), 토너홀더의 유효길이를 ℓ(m), 토너홀더의 유효 표면적을 S_r(m²), 현상에 의해 잠상지지체에 부착되는 토너의 량을 m_p(kg/m²), 잠상지지체 표면의 이동속도를 V_p(m/sec), 토너홀더 표면의 토너부착량을 m(kg/m²) 및 토너홀더 표면과 잠상지지체 표면의 속도빌르 k라고 할때 이들값이 조건식

    -100＜{-q-q_p)m_pV_pℓ+q_p(km-m_p)V_pℓ}·R/ S_r＜100

    를 만족하도록 조정된 현상장치에 있어서, 정전잠상지지체(6, 16, 26)와 토너홀더(4, 14, 24)와의 접촉부에 있어서의 토너홀더의 변화량과 정전잠상지지체의 압축영구 왜곡율과의 곱을 0.05mm 이하로 설정한 것을 특징으로 하는 현상장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 정전잠상지지체(6, 16, 26)와 토너홀더(4, 14, 24)와의 접촉부에 있어서 토너홀더의 변형량과 정전잠상지지체의 압축영구 왜곡율과의 곱을 0.02mm 이하로 설정한 것을 특징으로 하는 현상장치.
17. 특허청구 범위 제 1 항의 현상에 의해 잠상지지체에 부착된 토너의 대전량을 q(C/kg), 잠상지지체와 마찰대전에 의해 토너가 획득한 대전량을 q_p(C/kg), 토너홀더의 전기 저항값을 R(Ω·m²), 토너홀더의 유효길이를 ℓ(m), 토너홀더의 유효 표면적을 Sr(m²), 현상에 의해 잠상지지체에 부착되는 토너의 량을 m_p(kg/m²), 잠상지지체 표면의 이동속도를 V_p(m/sec), 토너홀더 표면의 토너부착량을 m(kg/m²) 및 토너홀더 표면과 잠상지지체 표면의 속도비를 k라고 할때 이들 값이 조건식

    -100＜{(q-q_p)m_pV_pℓ+q_p(km-m_p)V_pℓ}·R/ S_r＜100

    를 만족하도록 조정된 현상장치에 있어서, 토너층 두께 규제부재(14b, 24b)는 토너홀더(4, 14, 24)에 눌려지는 선단이 고무경도 30 내지 100도의 판상 고분자체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 토너층 규제부재(14b, 24b)는 토너홀더에 눌려지는 선단이 곡률반경이 0.1-20mm의 둥근 기둥모양 내지 곡면상으로 가공된 고무경도 30 내지 100도의 판상 고분자체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상장치.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 토너홀더(4, 14, 24)에 토너를 공급해야 할 토너홀더의 근방에 탄성 내지 가요성을 갖는 판상 토너공급부재를 설치한 것을 특징으로 하는 현상장치.

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