KR100189760B1 - 예열장치가 장착된 현상기 유니트 - Google Patents

예열장치가 장착된 현상기 유니트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 예열장치가 장착된 현상기 유니트(unit)에 관한 것으로 주위의 온도 및 습도 조건에 관계없이 토너가 일정한 온도와 습도를 유지할 수 있도록 함으로써 주위의 온도와 습도의 영향으로 인쇄품질이 저하되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
이를 위한 본 발명은 전자사진 장치의 현상기 유니트 내부에 예열판을 설치하고 토너의 온도감지를 위한 서미스터(thermistor)와 발열을 위한 트랜지스터, 예열온도 설정을 위한 가변저항 둥을 이용하여 토너가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 예열장치가 장착된 현상기 유니트에 의하면 서미스터와 트랜지스터, 가변저항을 이용한 간단한 회로로서 주위의 온도 및 습도 환경에 따라 서미스터에 의해 트랜지스터의 발열이 조정되어 토너를 항상 설정온도로 유지시켜 줌으로써 주위환경에 의한 인쇄품질의 저하를 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Description

예열장치가 장착된 현상기 유니트(unit)
본 발명은 예열장치가 장착된 현상기 유니트(unit)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토너를 저장하는 현상기 유니트 내부에 예열장치를 장착하여 인쇄시에 토너가 일정한 온도와 습도를 유지하여 항상 균일한 인쇄품질이 유지되도록 하기 위한 예열장치가 장착된 현상기 유니트에 관한 것이다.
일반적으로 복사기, 레이져 프린터 등에 사용되는 전자사진 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 대전기(1)의 코로나 방전에 의해 감광드럼(2)의 표면이 골고루 대전되면 노광(3)에 의해 감광드럼(2)의 표면에 정전잠상이 생성되며, 생성된 잠상이 현상기(4)를 지나는 동안 토너로 현상되어 가시상으로 변하게 되고, 전사기(5)에 의해 가시상이 용지(6)로 전사된다.
전사된 용지는 정착기(7)를 통과하면서 열 롤러와 압착 롤러에 의한 열과 압력이 가해져 용지의 상이 정착되며, 전사기(5)를 지나면서 감광드럼(2)의 표면에 잔여분의 토너와 잠상이 존재하는데, 토너는 클리너(8)에 의해 제거되고 잠상은 잠상제거 램프(9)에 의해 제거된다.
이와 같은 전자사진 장치의 동작을 도 2에 블럭도로 도시하였으며, 여기에서 a는 용지의 흐름을 나타낸다.
현상(10)은 감광드럼 표면에 형성된 정전잠상에 토너가 달라 붙음으로써 이루어 지는데, 전자사진 방식을 이용하는 프린터의 경우, 프린터가 컴퓨터로부터 전송받은 인쇄 데이타에 따라 레이져 비임(laser beam) 또는 LED와 같은 광원이 온오프로써 변조되어 감광드럼에 비추는 노광(11)에 의하여 감광드럼의 표면에 정전잠상, 즉 인쇄할 화상과 동일한 전기적 화상이 형성되며, 이때 현상기 유니트 내부의 토너가루가 전기적 작용과 물리적 힘의 작용에 의해 감광드럼의 표면에 형성된 정전잠상에 선택적으로 달라붙게 된다.
이와 같은 과정을 거쳐 현상이 완료되면 감광드럼의 표면에 붙어 있는 토너는 전기적인 작용에 의해 용지에 옮겨져 전사(12)가 이루어 지고, 정착(13)과정에서 전사(12)된 용지의 토너가 융착되어 배출됨으로써 인쇄가 끝나게 된다.
이때, 토너는 온도 및 습도에 영향을 받게 되는데, 예를 들어 전자사진 장치를 수일간 사용하지 않다가 사용하는 경우와 같이 저온저습한 상태에 방치되어 있다가 사용하는 경우는 저온저습한 주위환경의 영향으로 토너 자체의 특성이 변하게 되어 인쇄품질이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 주위의 온도 및 습도 조건에 관계없이 토너가 일정한 온도와 습도를 유지할 수 있도록 함으로써 주위의 온도와 습도의 영향으로 인쇄품질이 저하되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 전자사진 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 전자사진 장치의 인쇄과정을 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명에 의한 예열판이 장착된 현상기 유니트의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 예열판의 예열원리를 모식적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 예열판을 구동하기 위한 회로를 나타낸 도면.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
2 : 감광드럼13 : 현상 롤러
14 : 공급 롤러15 : 토너
16 : 토너통17 : 교반기
18 : 예열판
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 예열장치가 장착된 현상기 유니트는 전자사진 장치의 현상기 유니트 내부에 예열판을 설치하고 토너의 온도감지를 위한 서미스터(thermistor)와 발열을 위한 트랜지스터, 예열온도 설정을 위한 가변저항 둥을 이용하여 토너가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 예열판이 장착된 현상기 유니트의 단면도를 도시한 것이다.
감광드럼(2)의 표면에 현상 롤러(13)가 접촉되도록 설치되어 있고, 공급 롤러(14)는 현상 롤러(13)에 접촉해 있으며, 토너(15)가 쌓여 있는 토너통(16) 내부에는 토너(15)가 한 곳에 쌓이는 것을 방지하기 위한 교반기(17)가 설치되어 있다. 또한, 토너통(16) 내부의 쌓여 있는 토너(15)가 맞닿는 면에는 예열판(18)이 장착되어 있다.
토너통(16) 내부의 토너(15)는 공급 롤러(14)에 의해 현상 롤러(13)으로 이송되어, 현상 롤러(13)는 토너(15)를 감광드럼(2)에 형성된 잠상으로 옮기게 되는데, 전자사진 장치가 저온저습한 환경에 오랜시간 방치되었다가 온되어 워밍업이 시작되면 토너통(16) 내부에 장착된 예열판(18)이 발열하여 쌓여 있는 토너를 예열시키게 된다.
이때, 토너(15)를 예열시키는 예열판(18)에는 도 4에 모식적으로 도시된 바와 같이 토너(15)의 온도를 감지하기 위한 서미스터(TH1)와 발열을 위한 트랜지스터(Q1)가 장착되어, 예열판(18)의 온도는 서미스터(TH1)에 의해 감지되고, 감지된 온도로부터 트랜지스터(TR1)의 발열량이 결정된다.
또한, 트랜지스터(Q1)의 발열에 의해 예열판(18)의 온도가 상승되면, 예열판(18)의 온도 상승은 서미스터(TH1)의 저항을 변화시켜, 서미스터(TH1)과 트랜지스터(Q1) 간의 상호작용으로 예열판(18)은 항상 일정한 온도를 유지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 예열판을 구동하기 위한 회로를 나타낸 도면이다.
예열판(18)을 구동하기 위한 회로는 온도를 항상 일정하게 유지하기 위한 일종의 항온회로이며, R1은 저항, VR1은 예열온도를 설정하기 위한 가변저항, TH1은 서미스터를 각각 나타낸 것이고, 이 구성요소들은 예열판(18)을 통하여 토너의 온도를 감지하기 위한 회로에 사용된다.
또한, R2와 R3는 저항, ZD1은 제너다이오우드, Q1은 트랜지스터를 각각 나타낸 것이며, 이 구성요소들은 예열판(18)을 발열시키기 위한 회로에 사용되고, 트랜지스터Q1의 C는 콜렉터, E는 에미터, B는 베이스를 각각 나타낸 것이다.
토너통 내부에 쌓여 있는 토너의 온도를 검출하기 위한 서미스터TH1는 정수인 B와 대기온도가 25℃인 상온일 때의 저항치인 R0에 의해서 임의의 온도에서의 저항치가 결정되며, 임의의 온도에서의 서미스터TH1의 저항값을 계산하기 위한 식은 다음과 같다.
R = R0×exp fB×(1/T - 1/T0) g[Ω]
수학식 1에서 T는 토너에 접촉해 있는 예열판(18)에 부착되어 예열판(18)으로부터 서미스터TH1에서 감지된 온도[K], T0는 기준온도로서 상온인 25℃에 대한 절대온도, 즉 298.15K를 각각 나타낸다.
수학식 1로부터 예열판(18)으로부터 감지된 온도에 따른 서미스터TH1의 저항R[Ω]값을 계산할 수 있게 되며, 저항R[Ω]값에 따라 트랜지스터Q1의 발열량이 변화하게 된다.
예열온도를 설정하기 위한 가변저항인 VR1과 서미스터TH1의 직렬합성저항에 걸리는 전압VTH과, 저항R1에 걸리는 전압VR1의 합은 인가전압인 V+와 같고, 저항R2와 제너다이오우드ZD1에 걸리는 전압VZD과, 베이스B와 에미터E 간의 전압VBE의 합은 전압VTH과 같게 된다.
전압VZD는 트랜지스터Q1에 의해 증폭되며, 전압VZD의 증가는 콜렉터 전류IC를 증가시키게 된다. 콜렉터C에 흐르는 전류IC와 콜렉터C와 에미터E 간의 전압VCE에 의한 트랜지스터Q1의 열손실로 발열하게 되므로 트랜지스터Q1의 열손실PD전압과 전류의 곱이므로 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
PD= IC·VCE[W]
여기에서, 온도가 높아질수록 저항값이 작아지는 서미스터TH1을 사용할 경우, 예열판(18)의 온도가 낮으면 서미스터TH1의 저항값은 증가하여 전압VTH는 증가하고, 따라서 콜렉터 전류IC가 증가하므로 트랜지스터Q1이 발열하게 되며, 예열판의 발열로 서미스터TH1의 온도가 높아지면 저항값이 작아져 VTH는 감소하므로 콜렉터 전류IC가 감소하여 트랜지스터 Q1의 발열량이 감소된다.
예열판(18)이 적정온도 이상일 경우에는 서미스터TH1의 저항이 감소하여 전압VTH가 낮아져 제너 다이오우드ZD1에 걸리는 전압이 일정이하일 경우는 전류가 흐르지 않게 되는 특성에 의해 트랜지스터Q1은 동작을 하지 않는다. 반대로, 예열판의 온도가 낮아져 제너 다이오우드ZD1에 일정이상 전압이 걸리게 되면 트랜지스터Q1은 발열을 하게 된다.
따라서, 가변저항VR1과 제너 다이오우드ZD1와의 상관관계를 이용하여 예열판의 적정온도를 조정할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 예열장치가 장착된 현상기 유니트에 의하면 서미스터와 트랜지스터, 가변저항을 이용한 간단한 회로로서 주위의 온도 및 습도 환경에 따라 서미스터에 의해 트랜지스터의 발열이 조정되어 토너를 항상 설정온도로 유지시켜 줌으로써 주위환경에 의한 인쇄품질의 저하를 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

  1. 토너통이 구비된 전자사진 장치의 현상기 유니트(unit)에 있어서, 상기 토너통의 온도를 감지하기 위한 감지수단과, 상기 감지수단으로부터 감지된 온도에 따라 토너에 열을 가하기 위한 발열수단과, 감지된 온도에 의하여 발열 수단을 제어하여 토너가 적정온도를 유지하도록 하기 위한 제어수단과, 상기 토너통의 내부에 설치되며 상기 감지수단과 발열수단이 부착되는 예열판(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 예열장치가 장착된 현상기 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지수단은 상기 예열판(18)에 부착되어 감지된 온도에 따라 저항값이 달라지는 서미스터(thermistor ; TH1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열장치가 장착된 현상기 유니트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발열수단은 상기 서미스터(TH1)의 저항값의 변화에 따라 발열량이 달라지는 것을 특징으로 하는 트랜지스터(TR1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열장치가 장착된 현상기 유니트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 트랜지스터(TR1)에 인가되는 전압을 조정하기 위한 가변저항(VD1)과, 상기 상기 트랜지스터(TR1)가 발열을 시작할 예열판(18)의 온도를 설정하기 위한 제너 다이오우드(zener diode ; ZD1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열장치가 장착된 현상기 유니트.
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