KR0140711Y1 - 전자사진 장치의 이중 대전 구조 - Google Patents

전자사진 장치의 이중 대전 구조 Download PDF

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Abstract

본 고안은 전자사진 장치의 이중 대전 구조에 관한 것으로 대전 롤러의 오염에 의하여 일부 표면전위가 낮아지더라도 보조 대전 수단에 의해 보완 되도록 함으로써 불균일한 대전에 의한 인쇄불량을 방지하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 이중 대전 구조는 대전 롤러 이외에 보조 대전 수단을 별도로 설치하여 감광드럼 표면이 이중으로 대전되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 고안에 의한 전자사진 장치의 이중 대전 구조에 의하면 대전을 1차와 2차에 걸쳐서 대전되도록 함으로써 1차 대전에서 감광드럼 표면의 잔류 토너에 의하여 불균일하게 대전되더라도 2차 대전에서 적정 대전전위로 균일하게 대전되도록 함으로써 우수한 대전성능을 얻을 수 있고, 또한 현상장치에서의 잔류 토너 회수성이 좋아지므로 전체적으로 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전자사진 장치의 이중 대전 구조
본 고안은 전자사진 장치의 이중 대전 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감광드럼에 형성된 잠상이 현상장치에 의해 가시상으로 현상되고, 전사장치에 의해 가시상이 용지로 전사되는 과정에서, 용지로 전사되지 않은 미전사 토너에 의한 감광드럼의 오염으로 대전불량을 방지하기 위하여 대전공정이 두 단계에 걸쳐 수행되도록 하기 위한 이중 대전 구조에 관한 것이다.
일반적으로 복사기, 레이져 프린터 등에 사용되는 전자사진 장치는 대전장치에 의해 감광드럼 표면이 일정한 전위로 대전되면, 노광장치에 의해 대전된 감광드럼의 표면에 정전잠상이 형성되고, 이 잠상은 현상장치에 의해 가시상으로 변하게 되며, 가시상은 전사장치를 거치면서 용지로 전사되고, 전사된 상은 정착장치의 열과 압력으로 용지에 융착됨으로써 인쇄를 완료한다.
이때, 전사장치를 지나면서 감광드럼의 표면에 잔여분의 토너인 잔류 토너와 잠상이 존재하는데, 토너는 클리너에 의해 제거되고 잠상은 잠상제거 램프에 의해 제거된다.
여기에서, 대전방식으로는 통상적으로 코로나 방전을 이용하는 대전장치와 블레이드(blade)를 이용하여 감광드럼 표면의 잔류 토너를 수거하는 방식이 사용되었으나, 토너의 소모량이 많고 대전공정에서 발생되는 오존에 의한 환경문제 등으로, 최근에는 대전장치로서 대전롤러를 이용하는 접촉식 대전방식과 함께 잔류 토너의 극성을 바꾸어 다시 감광드럼 표면에 부착시키기 위한 롤러형 클리너를 이용하는 일성분 비자성 현상방식의 전자사진 장치가 도입되어 있다.
도 1은 일반적인 일성분 비자성 현상방식의 전자사진 장치 구조를 도시한 도면이다.
감광드럼(1) 표면에 접촉하도록 현상 롤러(2), 대전 롤러(3), 클리닝 롤러(4), 전사 롤러(5)의 순서로 설치되고 감광드럼(1)과 맞붙어 회전하게 되며, 각 롤러는 전원장치(6, 6′)에 접속되어 있다.
재질이 도전성 고무인 대전 롤러(3)에 전원장치(6′)로부터 음의 전원이 인가되면 감광드럼(1)은 일정한 방향과 속도로 회전하면서 도 2에 도시된 바와 같이 표면이 약 -800[V] 정도의 대전전위(VC)로 골고루 대전된다.
대전 롤러(3)에 의해 대전된 감광드럼(1)의 표면에 컴퓨터의 신호에 따라 LSU(Laser Scanning Unit ; 7)의 빛이 노광되어, 도 3에 도시된 바와 같이 노광된 부분(7′)은 약 -50[V] 정도의 노광전위(VR)로 전위가 높아지게 된다.
다음으로, 전원장치(6)에 의해 도전성 고무로 형성된 현상 롤러(2)로 대전전위(VC)보다는 낮고 노광전위(VR)보다는 높은 -350[V]∼-300[V] 정도의 현상전위(VB)가 공급되면, 공급 롤러(도시 안됨)로부터 공급되어 현상 롤러(2)에 붙어 있는 새 토너(8)는 도 4에 도시된 바와 같이 현상전위(VB)와 노광전위(VR)간의 전위차에 의하여 감광드럼(1) 표면의 노광된 부분(7′)으로 이동하고, 대전공정, 노광공정, 현상공정, 전사공정을 차례로 거치면서 감광드럼(1)의 표면에 남아 있던 잔류 토너(8′)는 대전전위(VC)와 현상전위(VB) 간의 전위차에 의하여 현상장치로 회수된다.
감광드럼(1) 표면의 잠상에 달라 붙어 있는 현상된 토너(9)는 전사 롤러(5)에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 용지(10)로 이동되며, 전사된 용지(10)는 정착장치를 거쳐 외부로 배출된다.
전사과정에서 용지(10)로 전사되지 못하고 감광드럼(1) 표면에 남아 있는 잔류 토너(8′)는 도전성 고무로 형성된 클리닝 롤러(cleaning roller ; 4)로 이동되는데, 클리닝 롤러(4)는 전원장치(6)로부터 양의 전원을 공급받아 음의 극성으로 대전된 잔류 토너(8′)를 끌어 당겨 회전하면서 양의 극성으로 대전시키게 되고, 양의 극성으로 대전된 잔류 토너(8′)는 클리닝 롤러(4)에 달라붙어 한바퀴 회전한 후, 음의 극성을 갖는 감광드럼(1)으로 다시 달라붙게 된다. 이 과정에서 클리닝 롤러(4)는 잔류 토너(8′)와 감광드럼(1)과의 정전기력을 약화시킴으로써 잔류 토너(8′)와 감광드럼(1) 간의 정전기력에 비해 대전전위(VC)와 현상전위(VB) 간의 전위차에 의한 정전기력을 상대적으로 높여 현상공정에서 잔류토너(8′)의 회수성을 좋게 하며, 클리닝 롤러(4)에는 잔류 토너(8′)가 쌓이지 않게 된다.
그 반면, 클리닝 롤러(4)에 의하여 감광드럼(1)과 잔류 토너(8′) 간에 부착력이 약화되면 감광드럼(1) 표면의 잔류 토너(8′)에 의한 대전 롤러(3)의 오염을 야기시키게 된다.
대전 롤러(3)의 오염은 도 6에 도시된 바와 같은 형태로 발생되며, a부분과 b부분은 잔류 토너(8′)에 의해 오염된 부분을 나타낸 것이다.
대전 롤러(3)의 오염이 발생하면 오염된 부분(a, b)이 대전 롤러(3) 표면으 전계를 차단하여 적정 대전전위(VC)보다 더 높은 표면전위를 갖게 되어 전체적으로 대전 롤러(3)의 표면전위가 불균일하게 된다.
따라서, 비교적 덜 오염된 부분(a)은 현상공정에서 대전전위(VC)와 현상전위(VB) 간의 전위차가 작아져 현상장치에서 잔류 토너(8′)의 회수가 원활하게 이루어지지 않으며 특히, 오염이 심한 경우(b), 대전되는 전위(VC)가 현상전위(VB) 보다 낮아지면 현상공정에서 현상장치의 토너(8)가 감광드럼(1)의 오염된 부분에 달라붙어 감광드럼(1) 표면에 더 심한 오염을 야기하게 되고, 공정이 진행될수록 오염이 심화되는 문제점이 있었다.
본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 대전 롤러의 오염에 의하여 일부 표면전위가 낮아지더라도 보조 대전 수단에 의해 보완 되도록 함으로써 불균일한 대전에 의한 인쇄불량을 방지하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 일성분 비자성 현상방식의 전자사진 장치 구조를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 전자사진장치에서 대전공정시 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 3은 도 1의 전자사진장치에서 노광공정시 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 4는 도 1의 전자사진장치에서 현상공정시 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 5는 도 1의 전자사진장치에서 전사공정시 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 6은 도 1의 전자사진장치에서 대전공정시 잔류 토너에 의해 오염된 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 7은 본 고안에 의한 이중 대전 구조를 갖는 전자사진 장치의 일실시예를 도시한 도면.
도 8은 도 7의 전자사진장치에서 1차 대전 롤러에 의한 대전시 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 9는 도 7의 전자사진장치에서 2차 대전 롤러에 의한 대전시 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 10은 도 7의 전자사진장치에서 1차 대전 롤러와 2차 대전 롤러에 의한 대전을 모두 거쳤을 때, 감광드럼 표면의 전위변화를 나타낸 그래프.
도 11은 본 고안에 의한 이중 대전 구조를 갖는 전자사진 장치의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 12는 도 11에서 대전 브러쉬에 의한 잔류 토너의 변위를 나타낸 도면.
도 13은 본 고안에 의한 이중 대전 구조를 갖는 전자사진 장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 감광드럼2 : 현상 롤러
3 : 대전 롤러 4 : 클리닝 롤러
5 : 전사 롤러 6, 6′: 전원 장치
7 : LSU 8 : 토너
8′: 잔류 토너 9 : 현상 토너
10 : 용지 11 : 제 1 대전 롤러
12 : 제 2 대전 롤러 14 : 대전 브러쉬
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 이중 대전 구조는 대전 롤러 이외에 보조 대전 수단을 별도로 설치하여 감광드럼 표면이 이중으로 대전되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 고안에 의한 이중 대전 구조를 갖는 전자사진 장치 구성의 일실시예를 나타낸 도면이다.
대전장치를 제외한 각 부의 구조는 종래의 전자사진 장치와 동일하게 구성되어 있으며, 감광드럼(1)의 회전방향으로 제 1 대전 롤러(11), 제 2 대전 롤러(12), 현상 롤러(2), 전사 롤러(5)가 감광드럼(1) 표면에 접촉하도록 차례로 설치되어 있고, 제 1 대전 롤러(11)와 제 2 대전 롤러(12)는 감광드럼(1)에 맞붙어 회전하는데, 외경이 서로 다른 두 대전 롤러(11, 12)는 감광드럼(1)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 된다.
또한, 한개의 전원장치(6′)로부터 두 대전 롤러(11, 12)에 병렬로 음의 전원이 공급되며, 부하전압을 거의 일정하게 유지시켜주는 정전압 다이오우드(zenner diode ; 13) 등을 이용하여 제 1 대전 롤러(11) 또는 제 2 대전 롤러(12)에 전압을 낮추어 공급할 수 있는 구조로 되어 있으며, 두 대전 롤러(11, 12)의 회전으로부터 오염된 부분의 대전전위 보상효과를 높이기 위해 두 대전 롤러(11, 12)의 외경이 서로 다르게 설정되어 있다.
전사공정을 거치면서 발생한 잔류 토너(8′)가 감광드럼(1)에 고착되면 제 8 도에 도시된 바와 같이 제 1 대전 롤러(11)가 잔류 토너(8′)로 인해 오염된 부분(a, b)이 발생하여 되어 오염된 부분(a, b)은 최소한 대전전위(VC)보다 높은 전위로 대전되어 대전이 불균일하게 되고, 도 9에 도시된 바와 같이 제 2 대전 롤러(12) 역시 제 1 대전 롤러(11)와 마찬가지로 오염된 부분(a, b)이 발생하게 된다.
그러나, 두 대전 롤러(11, 12)를 이용하여 대전공정이 수행되면 제 1 대전 롤러(11)에 의해 적정 대전전압(VC)보다 높은 전위로 대전된 도 8의 오염된 부분(a, b)이 도 9에서 제 2 대전 롤러(12)의 오염되지 않은 부분(c)에 의해 적정 대전 전위(VC)로 대전되면, 도 10에 도시된 바와 같이 제 1 대전 롤러(11)에 적정 대전 전위(VC)보다 높은 전위로 대전된 부분은 제 2 대전 롤러(12)의 적정 대전 전위(VC)에 의해 보상됨으로써 감광드럼(1) 표면의 대전을 최대한 균일화 할 수 있다.
또한, 두 대전 롤러(11, 12)의 외경 상호간에 공배수를 갖지 않도록 수치를 설정하면 이중 대전 구조의 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.
예를 들어, 제 1 대전 롤러(11)의 외경을 12mm로 하고, 제 2 대전 롤러(12)의 외경을 8mm로 했을 때, 제 1 대전 롤러(11)가 2회전 했을 때의 위치와 제 2 대전 롤러(12)가 3회전 했을 때의 위치가 일치하게 된다.
이와 같이 두 대전 롤러(11, 12)의 외경 상호간에 공배수를 갖는 경우, 대전공정 과정에서 두 대전 롤러(11, 12)가 회전하면서 오염된 부분(a, b)이 겹쳐 오히려 불균일한 대전이 발생할 우려가 있다.
제 1 대전 롤러(11)의 외경이 12mm일 때, 제 2 대전 롤러(12)의 외경을 8.5mm로 한다면, 두 대전 롤러(11, 12) 상호간에 공배수를 갖지 않는다고 보아도 무방하므로, 두 대전 롤러(11, 12)가 회전하면서 오염된 부분(a, b)의 겹침으로 인한 대전 불균일의 상승작용은 일어나지 않게 된다.
이와 같이 이중 대전 구조에 의해 감광드럼의 표면이 균일하게 대전되면 대전 전위(VC)와 현상전위(VB) 간에 균일한 전위차를 얻을 수 있어서 현상공정에서 잔류 토너의 회수성을 높일 수 있다.
따라서, 클리닝 롤러와 같은 별도의 클리닝 장치를 제거하더라도 균일한 회수력에 의해 잔류 토너에 의한 감광드럼과 전사 롤러의 오염을 방지할 수 있다.
도 11은 본 고안에 의한 이중 대전 구조를 갖는 전자사진 장치의 다른 실시예를 도시한 것이다.
대전장치를 제외한 각 부의 구조는 종래의 전자사진 장치와 동일하게 구성되어 있으며, 감광드럼(1)의 회전방향으로 클리닝 롤러(4), 대전 롤러(3), 대전 브러쉬(brush ; 14), 현상 롤러(2), 전사 롤러(5)가 차례로 설치되어 있다.
대전 롤러(3)와 대전 브러쉬(14)의 이중 구조를 갖는 대전장치는 전원장치(6′)에 병렬로 접속되어 각각 동일한 음의 전압을 공급받게 된다.
감광드럼(1)이 회전하면, 대전 롤러(3)는 감광드럼(1)의 표면에 맞붙어 회전하면서 감광드럼(1)의 표면을 1차로 대전을 시키고, 고정된 대전 브러쉬(14)는 감광드럼(1)의 표면을 2차로 대전시키게 된다.
전사공정 과정에서 발생하는 잔류 토너(8′)에 의해 감광드럼(1)의 표면이 오염된 부분이 발생하면, 이 오염된 부분은 대전 롤러(3)에 의해 1차로 대전되면서 적정 대전전위보다 높은 전위로 대전되어 전체적으로 균일한 대전이 되지 않는데, 이때 감광드럼(1) 상에서 오염된 부분이 대전 롤러(3)를 거쳐 대전 브러쉬(14)의 위치에 오면 도 12에 도시된 바와 같이 잔류 토너(8′)가 d방향으로 이동하거나 대전 브러쉬(14)에 걸려 감광드럼(1) 표면 상에서 변위를 함으로써 잔류 토너(8′)가 위치했던 오염된 부분이 대전 브러쉬(14)에 의해 적정 대전전위로 대전된다.
따라서, 대전 롤러(3)에 의해 1차로 대전되면서 감광드럼(1) 표면이 불균일하게 대전이 되더라도, 대전 브러쉬(14)에 의해 2차로 대전되면서 전체적으로 균일한 대전을 얻을 수 있으며, 대전 브러쉬(14)에 의해 변위되는 잔류 토너(8′)는 감광드럼(1)과의 부착력이 약화되어 현상공정에서 현상장치로의 회수성이 좋아진다.
도 13에 도시된 바와 같이 대전 롤러(3)와 대전 브러쉬(14)의 위치를 바꾸어, 대전 브러쉬(14)에 의해 1차로 오염된 부분의 잔류 토너(8′)의 위상을 바꾸어 대전되도록 하고, 대전 롤러(3)에 의해 2차로 대전되도록 하여도 그 효과는 동일하다.
이상에서와 같이 본 고안에 의한 전자사진 장치의 이중 대전 구조에 의하면 대전을 1차와 2차에 걸쳐서 대전되도록 함으로써 1차 대전에서 감광드럼 표면의 잔류 토너에 의하여 불균일하게 대전되더라도 2차 대전에서 적정 대전전위로 균일하게 대전되도록 함으로써 우수한 대전성능을 얻을 수 있고, 또한 현상장치에서의 잔류 토너 회수성이 좋아지므로 전체적으로 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 전자사진 장치의 대전 구조에 있어서, 감광드럼(1)의 표면이 대전전위를 갖도록 대전시키기 위한 제 1 대전 수단과, 상기 제 1 대전 수단이 잔류 토너에 의한 오염으로 상기 감광드럼(1) 표면이 균일하게 대전되지 못하더라도 오염된 부분의 전위를 보상하여 상기 감광드럼(1) 표면이 균일하게 대전되도록 하기 위한 제 2 대전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 장치의 이중 대전 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 대전 수단과 상기 제 2 대전 수단은 상호 접촉하지 않고, 감광드럼(1)의 표면에 각각 접촉하도록 설치된 원통형상의 롤러(roller)인 것을 특징으로 하는 전자사진 장치의 이중 대전 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 대전 수단은 상기 감광드럼(1)의 표면에 접촉되도록 설치된 원통형상의 롤러이고, 상기 제 2 대전 수단은 감광드럼(1)의 표면에 달라붙어 있는 잔류 토너(8′)를 변위시키면서 상기 잔류 토너(8′)에 의해 오염되었던 부분의 대전전위를 보상하기 위한 브러쉬(brush) 형상의 대전 브러쉬(14)인 것을 특징으로 하는 전자사진 장치의 이중 대전 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 대전 수단은 감광드럼(1)의 표면에 달라붙어 있는 잔류 토너(8′)를 변위시키면서 상기 잔류 토너(8′)에 의해 오염되었던 부분의 대전전위를 보상하기 위한 브러쉬(brush) 형상의 대전 브러쉬(14)이고, 상기 제 1 대전 수단은 상기 감광드럼(1)의 표면에 접촉되도록 설치된 원통형상의 롤러인 것을 특징으로 하는 전자사진 장치의 이중 대전 구조.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 두 롤러의 외경 수치가 상호 공배수를 갖지 않도록 하여 대전 불균일의 상승작용을 방지하는 것을 특징으로 하는 전자사진 장치의 이중 대전 구조.
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