KR0159823B1 - 현상로울러의 토너량 규제 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복사기, 레이져프린터, PP팩스와 같은 전자사진 기술을 이용한 화상기록장치에 사용되는 현상기의 현상로울러에 일정한 두께로 토너를 도포시키기 위한 토너 규제 브레이드에 관한 것으로써 토너를 일정하게 도포하여 출력되는 화상에 안정성을 기할 수 있도록 한 것으로서, 전자사진기록장치의 감광드럼 일측에 설치되는 현상기에 있어서 감광드럼표면에 형성되는 정전잠상에 토너를 현상시키는 현상로울러와 상기 현상로울러와 접촉하면서 회전하며 토너를 마찰대전시켜 토너를 공급하기 위한 토너공급로울러와 상기 현상로울러와 압력접촉하며 현상로울러에 도포되는 토너량을 규제하기 위한 규제 브레이드로 이루어지며, 상기 규제 브레이드는 일측이 현상로울러로부터 소정거리 이격된 위치에 고정되며 타측 현상로울러와 접촉하는 탄성고무로 구성되며 탄성고무에 탄성변형력을 부가할 수 있도록 금속박판으로 고정부로부터 연결되고, 탄성고무의 특정 모서리가 현상로울러 표면과 접촉하여 토너량을 규제하며 이 규제에 필요한 선압력을 금속박판의 변위에 의한 힘으로부터 얻는 것을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치에 관한 것이다.

Description

현상로울러의 토너량 규제장치

제1도는 일반적인 전자사진기록장치의 개략도.

제2도는 종래 전자사진기록장치의 요부를 나타낸 도면.

제3도는 종래 현상기의 토너규제 장치의 개략도.

제4도는 제3도의 요부확대도.

제5도는 본 발명의 요부사시도.

제6도는 본 발명 현상기의 토너규제 장치의 개략도.

제7도는 제6도의 요부확대도.

본 발명은 복사기, 레이져프린터, PP팩스와 같은 전자사진 기술을 이용한 화상기록장치에 사용되는 현상기의 현상로울러에 일정한 두께로 토너를 도포시키기 위한 토너규제 브레이드에 관한 것으로써 토너를 일정하게 도포하여 출력되는 화상에 안정성을 기할 수 있도록 한 것이다.

통상적으로 사용되는 전자사진기록장치는 제1도에 도시한 바와 같이 감광드럼(10)의 주면에 감광드럼의 회전방향으로 대전기(11), 노광기(12), 현상기(13), 전사기(14), 크리닝부(15)가 순차적으로 배열되어 있으며, 기기 일측에 용지를 수납하는 용지트레이(17)가 타측에는 전사를 완료한 용지에 토너를 정착시키기 위한 정착기(18)와 용지이송장치(16) 및 배지트레이(19)가 설치된다.

이와 같이 구성되는 전사사진 화상기록장치는 대전기(11)에 고압의 직류전류를 인가하면 코로나 와이어에서 코로나 방전이 일어나 감광드럼(10)의 표면이 일정한 전하를 띠도록 대전시킨다. 이후 노광기(12)에 의해 감광드럼의 표면에 광을 주사하면 노광된 부위가 도전성이 되어 감광드럼에 그라운드되어 노광된 부위와 비노광된 부위의 전위차가 생겨 비노광된 부위에 정전잠상을 형성하게 된다.

이후 감광드럼(10)이 회전하여 잠상부위가 현상기(13)에 도달하면 현상기(13)의 현상로울러(13a)에 붙어있던 토너가 전계에 의하여 감광드럼의 정전잠상위로 현상되어 가시상으로 바뀌게 되며 이후 전사기(14)의 상면에서 급지트레이(17)로부터 이송되어온 용지에 토너를 전사하게 된다.

이후 전사된 용지는 이송장치(16)에 의해 이송되어져 정착기(18)에서 히팅로울러(18a)에서 발생하는 열과 압축로울러(18a)에 의해 가압되는 압력에 의해 토너는 용지에 정착되어 배지트레이(19)측으로 배출되는 것이며, 감광드럼표면에 잔류하는 토너는 크리닝부(15)에 의해 제거되어 배출크류(15a)에 의해 도시하지 않은 폐토너 수거통으로 배출된다.

위와 같은 동작에 의해 1싸이클은 인쇄 동작이 완료되는 것이며, 위와 같이 동작하는 화상기록장치에서 감광드럼과 현상기와 크리닝부를 일체화하여 카트리지 타입으로 많이 사용되고 있다.

위와 같은 전자사진 기록장치는 크리닝부(15)에서 전사되고 남은 잔류토너를 기계적으로 긁어내어 카트리지의 후방에 보관하거나 또는 카트리지 외부로 배출하여 폐토너 회수통에 보관하는 방식을 채택하고 있으나 위와 같은 종래의 장치로부터 발생되는 잔류토너가 환경오염을 유발시키게 되며 토너의 소비가 많아 비경제적인 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 위와 같은 크리닝장치가 없는 방식이 실용화되고 있는 추세이며 이러한 크리너레스(Cleaner-less)장치는 감광드럼에 잔류하는 토너를 크리닝부에서 브레이드를 사용하여 기계적으로 긁어내는 대신 현상기 로울러에서 전계에 의해 회수하는 방식이 사용된다.

상기한 바와 같이 크리닝부를 구비하지 않은 전자사진 기록장치는 감광드럼의 잔여분의 토너를 현상로울러에서 회수하기 위하여서는 현상로울러의 표면에 도포되는 토너의 량을 일정량이하로 규제하여야 한다.

상기의 현상로울러 표면의 토너량을 규제하기 위한 장치로써 종래에는 제3도에 도시한 바와 같이 현상로울러(13a)의 상부에 소정거리 만큼 이격된 위치에 강체의 금속브레이드(20)를 설치하였다.

위와 같은 장치는 현상기(13)내의 교반기(13b)에 의해 교반되어진 토너는 공급로울러(13c)에 의해 현상로울러(13a)측으로 공급되어지며 상기 공급된 토너는 상기 현상로울러(13a)와 상기 공급로울러 사이의 마찰에 의한 마찰대전을 받아 일정량의 전하량을 갖게 되고 현상로울러와 공급로울러 사이의 전계에 의해 현상로울러 표면에 부착하게 되고, 이후 현상로울러(13a)가 회전함에 따라 현상로울러(13a) 표면에 묻어 이송되는 토너는 브레이드(20)에 의해 높이가 일정하게 깎아져 현상로울러(13a)의 표면에 일정한 두께로 도포되어져 감광드럼(10)측으로 이송되어져 감광드럼의 정전잠상위에 전계에 의하여 이송되어 감광드럼의 표면에 상을 현상한다.

그러나, 위와 같은 종래의 장치는 현상로울러(13a)의 표면에 이격된 브레이드를 사용함으로써 현상로울러(13a)의 표면에 소량의 토너를 도포시킬 수가 없게 된다. 즉 제4도에 도시한 바와 같이 현상로울러(13a)의 표면의 토너가 2층이상으로 적층되어 도포되므로 감광드럼으로 현상되는 토너의 양이 많아지게 되고, 용지위에 전사되는 토너의 양은 한계가 있으므로 전사효율이 나빠진다.

이에 따라 전사공정의 후에도 감광드럼의 표면에는 상당량의 토너가 잔류하게 된다. (통상 20%∼30%의 토너가 잔류 된다.)

이 잔류토너는 결국 사용되지 못하고 버리는 토너이므로, 비 경제적일뿐더러 잔류하는 토너를 처리하는 것도 공해를 유발시키는 것이다.

또한, 현상로울러상의 토너량이 많으면 일성분 현상법에서는 현상로울러의 토너 회수가 거의 이루어지지 않는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로써, 현상로울러의 표면에 도포되는 토너층을 토너 1층 이하의 얇은 층을 형성케하여 높은 전사효율을 얻고, 감광드럼상의 소량의 잔류된 토너는 현상롤러에서 회수시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 규제 브레이드와 현상로울러가 선 접촉으로 접촉되며 현상로울러와 탄력적으로 접촉하게 하여 균일한 두께의 토너층을 형성할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 규제 브레이드를 구성하는 도전성의 탄성고무와 탄력을 부여하기 위한 금속박판을 일체로 성형하여 조립함으로써 조립공정을 단순화하여 금속박판의 탄성 변형력을 이용하므로서 영구변형에 의한 접촉압력 감소를 방지하여 출력되는 화상의 안정성을 향상 시킬 수 있도록 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 감광드럼의 일측에 설치되는 현상기에 있어서 감광드럼표면에 형성된 정전잠상에 토너를 현상시키는 현상로울러와, 상기 현상로울러와 접촉하면서 토너를 마찰대전시켜 토너를 공급하는 토너 공급로울러와, 상기 현상로울러와 압력접촉하며 현상로울러에 도포되는 토너량을 규제하기 위한 규제 브레이드로 이루어지며 상기 규제 브레이드는 일측이 소정거리 이격된 위치에 고정되며 타측은 현상로울러와 접촉하는 탄성고무로 구성되며 상기 탄성고무가 현상로울러에 가압력을 가할 수 있도록 탄력을 부가할 수 있는 수단을 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 제6도를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면, 전자사진 기록장치의 감광드럼(1)의 일측에 설치되는 현상기(2)는 토너(50)를 담지하기 위한 공간(3)과 상기 공간에 담지된 토너를 교반하기 위한 교반기(4)와 상기 교반기(4)에 교반되어지며 대전된 토너를 현상로울러(5)로 공급하기 위한 토너 공급로울러(6)와 상기 현상로울러(5)의 표면에 부착되는 토너의 량을 규제하기 위한 규제 브레이드(7)로 구성되며 상기 규제 브레이드(7)는 현상로울러(5)와 접촉하는 탄성고무(71)와 상기 탄성고무(71)와 일체로 성형된 금속박판(72)과 상기 금속박판(72)의 선단이 고정부(75)에 고정하되 보다 견고하게 고정하기 위하여 브라켓(73)을 이용하여 금속 박판(72)의 선단을 고정시키며 상기 브라켓(73)은 현상로울러와 이격된 소정위치에 설치된 고정부(75)에 고정시킨다.

이때 규제 브레이드의 탄성고무(71)와 현상로울러(5)는 도전성고무로 구성되고 외부 전원이 인가되며 이때 인가되는 전압은 현상로울러측에는 DC -200∼-600V정도의 전압이 인가되며 현상로울러의 체적저항은 10⁶∼10⁹Ωcm이며 규제 브레이드(7)의 탄성고무에 인가되는 전원은 DC -200∼800V이며 규제 브레이드의 체적 저항은 10³∼10⁹Ωcm이다.

또한 규제 브레이드가 현상로울러(5)와 접촉하는 탄성고무(71)의 선단 모서리는 둥글게 가공되어 있으며 모서리의 라운드 값은 R이 0.05∼0.3mm 정도이며, 이 모서리부가 현상로울러(5)와 선접촉하며 이때 가해지는 선압력은 0.5∼50g/cm 정도이며 탄성고무(71)가 압력을 가하기위하여 금속박판(72)이 약간 변형되어지며 이때 변형되는 방향은 현상기내의 토너 이송방향과 반대방향으로 변형되어져 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 전자사진 기록장치는 인쇄를 수행하기 위하여 작동하면 대전기에 의해 감광드럼(1)이 대전되며 노광장치에 의해 노광되어져 정전잠상을 형성한 후 현상기(2)에 의해 토너로 현상되어 지는데 이때 현상기(2)의 내부 작동을 상세히 설명하면 현상기 내부공간(3)에 담긴 토너는 교반기(4)의 회전에 의해 교반되어져 토너공급로울러(6)측으로 이송되면 토너공급로울러(6)는 현상롤러와 토너를 마찰시켜 토너에 일정한 전하량을 갖게 하고 토너를 현상로울러(5)측으로 이송하게된다.

이후 현상로울러(5)가 회전하여 현상로울러상의 토너가 규제 브레이드(7) 위치로 이송되면 규제 브레이드(7)의 선단 탄성고무(71)에 의해 토너가 깎여지면서 현상로울러 상에 일정한 두께로 도포 되어 지는데 규제 브레이드(7)는 일측이 현상기내의 고정부(75)에 브라켓(73)이 고정되어 있으며 금속박판(72)이 소정량 변형되어진 상태에서 선단의 탄성고무(71)가 현상로울러(5) 표면에 일정한 가압력을 가하며 접촉하고 있으므로 토너를 일정하게 깎아낸다.

이때 제7도에 도시한 바와 같이 탄성고무(71)는 현상로울러(5)에 0.5∼50g/cm의 선압력을 가지고 접촉하고 있는 상태에서 현상로울러(5)의 표면에 불규칙한 상태로 묻어 이송되어진 토너가 금속박판(72)의 변형량에 따른 가압력을 갖는 탄성고무(71)에 의해 깎여지지만 이때 현상로울러(5)와 접촉하는 탄성고무(71)의 접촉면(71a)이 라운드져 있어 현상로울러(5)와 탄성고무(71)의 접촉점(a) 선단에 약간의 경사진 틈이 발생하게 된다. 이틈으로 인입되어지는 미세분말의 토너는 굴림마찰에 의해 접점을 지나 현상로울러(5)의 표면에 도포 되어 지는 것으로 이때 가해지는 압력에 따라 토너의 도포향이 정해지는 것으로 토너의 미세분말이 현상로울러 표면에 1층 이상의 두께를 가지지 못하게 규제하는 것이 바람직하다. 위와 같은 수순에 의해 현상로울러의 표면에는 1층 이하의 토너가 도포되어 지는 것으로 현상로울러 표면에 도포되는 토너의 모포율이 단위면적의 약 70%정도일 때 감광드럼으로 부터의 잔류토너 회수성 및 화상농도의 품질이 가장 우수한 것이 실험에 의해 증명되었다.

위와 같이 토너가 현상로울러(5)의 표면에 도포되어 질 경우 토너가 미 도포된 지점과 정전잠상이 일치할 경우 제대로 토너가 현상되지 못하는 것을 방지하기 위하여 현상로울러는 감광드럼의 신속도 보다 빠르게 회전하도록 속도비를 설정하는데 이 선속도비는 1 :1.3∼3의 범위에서 사용할 수 있으며 이는 현상로울러상의 토너 도포 비율에 따라 적정값이 다르다. 이처럼 현상로울러의 선속도가 감광드럼의 선속도바다 빠르게 되므로서 1층 미만(100이하의 도포율)의 토너량으로도 충분히 현상시킬 수 있다.

따라서 인쇄를 완료한 후의 화상품질이 안정적으로 유지할 수 있게 된다. 상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 현상로울러에 도포되는 토너층을 얇게 규제 하므로써 기계적 안정성과 전사효율을 향상시킬 수 있으며 토너를 균일하게 도포하여 화상의 인자품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (14)

1. 전자사진기록장치의 감광드럼 일측에 설치되는 현상기에 있어서 감광드럼표면에 형성되는 정전잠상에 토너를 현상시키는 현상로울러와; 상기 현상로울러와 접촉하면서 회전하며 토너를 마찰대전시켜 토너를 공급하기 위한 토너공급로울러와; 상기 현상로울러와 압력접촉하며 현상로울러에 도포되는 토너량을 규제하기 위한 규제 브레이드로 이루어지며, 상기 규제 브레이드는 일측이 현상로울러로부터 소정거리 이격된 위치에 고정되며 타측 현상로울러와 접촉하는 탄성고무로 구성되며 탄성고무에 탄성변형력을 부가할 수 있도록 금속박판으로 고정부로부터 연결되고, 탄성고무의 특정 모서리가 현상로울러 표면과 접촉하여 토너량을 규제하며 이 규제에 필요한 선압력을 금속박판의 변위에 의한 힘으로부터 얻는 것을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 규제 브레이드의 금속박판은 금속제 브라켓에 의해 현상기에 고정설치되는 것을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 규제 브레이드의 금속박판은 두께가 0.05∼0.3mm로 구성되며, 탄성고무는 도전성 고무로 이루어짐을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
4. 제3항에 있어서, 도전성 고무로 이루어지는 탄성고무는 그체적 저항값이 10³∼10⁸Ωcm인 것을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
5. 제4항에 있어서, 현상로울러와 규제 브레이드의 탄성고무가 서로 접촉하는 모서리의 선압력이 0.5∼50g/cm인 것을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
6. 제1항에 있어서, 현상로울러와 접촉하는 탄성고무의 접촉모서리가 라운드져 있으며 상기 라운드 값의 반지름의 약 0.05∼0.3mm인 것을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
7. 제1항에 있어서, 현상로울러는 도전성 고무로 구성되어 전류가 인가되며 그 체적저항이 10⁶∼10⁹Ωcm임을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 현상로울러에 인가되는 전압은 DC -200∼ -600V임을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
9. 제1항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서, 상기 규제 브레이드는 외부전원과 연결되며, 전압을 인가하기 위한 전압인가 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 규제 브레이드에 위치결정과 고정을 위하여 금속제의 브라켓을 사용함을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 규제 브레이드의 탄성고무와 금속판재는 일체로 성형됨을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 규제 브레이드의 변형방향이 현상로울러상의 토너이송방향과 반대방향으로 변형됨을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
13. 제9항에 있어서, 감광드럼과 현상로울러와의 속도비가 1:1.3∼3로 구성됨을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.
14. 제9항에 있어서, 상기 규제 브레이드에 외부에서 전원이 인가되며 상기 규제 브레이드에 인가되는 전압은 DC -200∼ -800V임을 특징으로 하는 현상로울러의 토너량 규제장치.