KR100242117B1 - 전자사진 프로세서의 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야.

본 발명은 전자사진 프로세서의 화상형성장치에서 감광드럼에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제.

본 발명은 감광드럼과 대전롤러 및 전사롤러 간의 닙폭을 크게하여 대전성 및 전사성을 향상시킬 수 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

본 발명의 감광드럼은 상기 대전롤러와 전사롤러와의 닙을 형성하기 위하여 필름으로 관 형상을 이루고 상기 관의 내부에 소정의 탄성력을 구비한 탄성체를 설치하고, 상기 필름의 둘레면에 도전성 감광물질로 코팅처리하여 전하생성층 및 전하이동층을 형성하여 구성된 것이다.

라. 발명의 중요한 용도.

본 발명은 전자사진 프로세서의 화상형성장치에 적용한다.

Description

전자사진 프로세서의 화상형성장치.{IMAGE FORMING APPARATUS FOR ELECTRO PHOTOGRAPHIC PROCESSOR}

본 발명은 레이져빔 프린터, 복사기, 일반용지 팩시밀리, 복합기 등의 전자사진 현상방식을 이용한 기기에 관한 것으로서, 특히 감광드럼을 탄성체 재질로 제작하여 상기 감광드럼과 대전롤러 및 전사롤러 간에 닙(nip)을 형성할 수 있는 전자사진 프로세서의 화상형성장치에 관한 것이다.

통상적으로, 전자사진 현상방식을 이용한 인쇄기기는 대별하여 빛을 조사하면 도체의 성질을 갖고 빛을 조사하지 않으면 부도체의 성질을 각각가져 소정의 잠상을 맺히게 하는 감광드럼과, 상기 감광드럼에 고전압을 인가하여 대전시키는 대전장치의 대전롤러와, 소정의 컴퓨터로부터 전송되는 소정의 문자신호 또는 화상신호를 상기 감광드럼상의 소정부위에 균일하게 대전시켜 전기적인 에너지를 빛에너지로 노광시키는 노광부와, 상기 감광드럼상에 소정의 형태로 대전되는 국부적인 미세한 토너분말을 점착시키는 현상롤러와, 상기 감광드럼에 점착된 미세한 토너분말을 고압으로 기록용지에 전사시키는 전사장치의 전사부와, 고열 및 고압에 의해 미세토너를 상기 기록용지상에 정착시키기 위한 정착부와, 상기 기록용지를 소정의 위치로 이송시키는 급지부와, 상기 각각의 구성요소를 상호유기적으로 구동시키는 구동부로 이루어져 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 전자사진 프로세서의 화상형성장치를 도 1을 참조하여 일반적인 인쇄공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 토너적재부 74에 토너 78이 공급되어지면, 상기 토너 78은 교반기 76에 의해 교반되어져 마찰에 의한 정전기를 발생하게 되어 일정 전하를 가지게 된다. 그후 상기 교반된 토너 78은 상기 교반기 76의 회전에 의해 공급롤러 80 쪽으로 반송된다. 이어서 상기 토너 78은 공급롤러 80의 회전에 의해 현상롤러 28 쪽으로 공급되어지며, 상기 현상롤러 28의 표면에 형성된 토너 78은 규제 블레이드 72에 의해 일정한 높이로 균일하게 규제된다.

그후, 대전롤러 14의 전기적 작용에 의해 감광드럼 10 또는 50의 표면을 전기적으로 균일하게 (-)극성으로 대전시키고, 상기 감광드럼 10 또는 50의 회전에 의해 대전된 부분은 노광부 70을 통해 화상을 형성하기 위한 전기적 신호를 받아 노광되어진다. 이때, 초기 대전된 상태에서 빛을 받은 부분이 정전잠상을 형성하게 된다. 이어서 상기 감광드럼 10 또는 50의 표면에 형성된 정전잠상은 현상롤러 28을 지나는 동안 토너화상으로 현상되어 가시상으로 변하게 된다.

그후, 도시되지 않은 카세트에 장착된 기록용지 82는 픽업롤러에 의해 전사롤러 22 쪽으로 급지되며, 이어서 상기 기록용지 82에는 전사롤러 22의 고압 작용으로 상기 감광드럼 10 또는 50의 표면에 형성된 토너화상이 전사된다. 그후 상기 기록용지 82에는 도시하지 않은 정착부의 히팅롤러와 압축롤러 사이를 통과하면서 열과 압력에 의해 상(image)이 정착되어져 받침대 측으로 이송되어 원하는 인쇄가 이루어진다.

상기와 같이 구성된 전자사진 프로세서의 화상형성장치에서 빛을 조사하면 도체의 성질을 갖고 빛을 조사하지 않으면 부도체의 성질을 각각가져 소정의 잠상을 맺히게 하는 종래의 감광드럼 10은 도 2에 도시된 바와 같이 중심부에는 속이 빈 도전성 알루미늄 재질의 파이프 30을 가진다. 상기 알루미늄 파이프 30의 외측 둘레면에는 소정의 전류를 인가받기 위하여 탈로시아닌(phthalocyanine) 계통의 안료로 코팅처리된 전하생성층(carrier generate layer) 32가 형성된다. 이때 상기 전하생성층 32는 상기 파이프 30의 재질에 따라

Pc, CuPc, VOPc, AlCPcCl, InClPcCl, GaClPc 등의 안료로 코팅처리 된다. 그리고 상기 전하생성층 32의 외측 둘레면에는 토너화상을 전사롤러 22에 전달하기 위한 전하이동층 34가 형성된다. 이때 상기 전하이동층(carrier transfer layer) 34는 PVCz와 같은 고분자계 유기 광도전체와 저분자계 유기 광도전체를 바인더 폴리머(binder polymer)에 의해 분산 용해된 수지분산 용액으로 코팅처리되어 형성된 것이다.

상기와 같이 구성된 감광드럼 10의 둘레면에는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 롤러들이 접촉 또는 일정한 갭을 유지하면서 설치된다. 즉, 상기 감광드럼 10의 양측 중심부에는 구동모터의 구동력을 전달받는 샤프트 12가 설치된다. 상기 감광드럼 10의 좌측 상부면에는 대전롤러 14가 설치된다. 상기 대전롤러 14는 프레임 20a에 설치된 제1스프링 18이 일정한 탄성력으로 가하는 압력

에 의해 상기 감광드럼 10에 접촉되어 있다. 이때 상기 대전롤러 14는 1Kg 이상의 압력으로 상기 감광드럼 10에 접촉된다. 그리고 상기 감광드럼 10의 우측에는 토너 78을 공급하는 현상롤러 28이 소정의 갭을 유지하면서 설치된다. 또한 상기 감광드럼 10의 하부면에는 전사롤러 22가 설치된다. 이때 상기 전사롤러 22는 프레임 20b에 설치된 제2스프링 26이 일정한 탄성력으로 가하는 압력

에 의해 상기 감광드럼 10에 접촉되어 있다.

그러나, 상기와 같이 대전롤러 및 전사롤러가 상기 감광드럼의 표면과 접촉되어질 때 소정의 닙(nip)을 형성하기 위하여 제1스프링과 제2스프링이 상기 대전롤러와 전사롤러에 과도한 압력

,

를 인가해야만 한다. 이로인해 상기 감광드럼의 표면에는 무리한 하중이 가해져 손상 또는 파손되어지고, 상기 감광드럼의 표면에는 불균일한 압력이 가해져 균일한 토너화상을 형성할 수 없어 화상이 고르지 못하고, 대전성 및 전사성도 현저히 떨어지는 문제점이 있었다. 그리고 현상롤러는 상기 감광드럼과 미소한 갭(gap)을 유지해야 하는데 상기 압력

,

에 의해 많은 부하를 받게 되어 상기 감광드럼과 일정한 갭을 유지할 수 없으며, 또한 상기 현상롤러는 구동을 위하여 많은 토크(구동력)를 필요로 하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 감광드럼과 대전롤러 및 전사롤러 간의 닙폭을 크게하여 대전성 및 전사성을 향상시킬 수 있는 전자사진 프로세서의 화상형성장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 토너량의 많고 적음에 관계없이 감광드럼과 현상롤러 사이의 갭을 항상 일정하게 유지시켜 주고 마찰에 의한 부하를 최소화시킬 수 있는 탄성체형 감광드럼을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전사롤러 및 대전롤러에 가해지는 압력을 현저히 감소시킬 수 있는 전자사진 프로세서의 화상형성장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일정한 주속으로 회전하는 감광드럼과, 상기 감광드럼 표면에 전기적으로 전하층을 균일하게 대전시키는 대전롤러와, 상기 감광드럼 표면에 정전잠상을 형성시키는 노광부와, 상기 감광드럼 표면에 형성된 정전잠상에 토너를 현상시키는 현상롤러와, 상기 감광드럼 표면에 형성된 토너화상을 기록용지상에 전사시키는 전사롤러를 구비하는 전자사진 프로세서의 화상형성장치에 있어서, 상기 감광드럼은 상기 대전롤러와 전사롤러와의 닙을 형성하기 위하여 필름으로 관 형상을 이루고 상기 관의 내부에 소정의 탄성력을 구비한 탄성체를 설치하고, 상기 필름의 둘레면에 도전성 감광물질로 코팅처리하여 전하생성층 및 전하이동층을 형성하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 통상적으로 사용되는 전자사진 프로세서의 화상형성장치의 구성을 나타낸 개략도.

도 2는 종래 기술의 일실시예에 따른 감광드럼의 구성을 나타낸 단면도.

도 3은 종래 기술의 일실시예에 따른 전자사진 프로세서의 화상형성장치에서 감광드럼, 대전롤러, 전사롤러, 현상롤러 간의 접촉상태를 나타낸 측면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 감광드럼의 구성을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자사진 프로세서의 화상형성장치에서 감광드럼, 대전롤러, 전사롤러, 현상롤러 간의 접촉상태를 나타낸 측면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용되고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐트릴 수 있는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 감광드럼의 구성을 나타낸 단면도이다. 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자사진 프로세서의 화상형성장치에서 감광드럼, 대전롤러, 전사롤러, 현상롤러 간의 접촉상태를 나타낸 측면도이다.

먼저, 대전롤러 및 전사롤러와의 닙폭을 크게하여 대전성 및 전사성을 향상시키는 탄성체형 감광드럼 50은 도 4에 도시된 바와 같이 도전성 금속재질인 알루미늄 박막의 필름 54로 관 형상을 이룬다. 그리고 상기 관 모양의 필름 54의 내부에는 소정의 탄성력을 가지는 탄성체 52가 설치된다. 상기 탄성체 52는 상기 대전롤러 14와 전사롤러 22가 상기 감광드럼 50에 접촉될 때 닙폭을 크게 가지도록 하기 위하여 소정의 탄성력을 구비한 우레탄 재질 또는 실리콘 재질의 스폰지가 사용된다. 또는 상기 탄성체 52는

이하의 저항을 갖는 도전성 고무 또는 특수 합성고무(nitrile-budadiene rubber:NBR)가 사용될 수 있으며, 또한 상기 탄성체 52는 탄성을 유지할 수 있는 재질이면 어떤 것이라도 사용할 수가 있다.

그리고, 상기 필름 54의 외측 둘레면에는 소정의 전류를 인가받기 위하여 탈로시아닌 계통의 안료로 코팅처리된 전하생성층 32가 형성된다. 이때 상기 전하생성층 32는 상기 필름 54의 재질에 따라

Pc, CuPc, VOPc, AlCPcCl, InClPcCl, GaClPc 등의 안료로 코팅처리 된다. 그리고 상기 전하생성층 32의 외측 둘레면에는 토너화상을 전사롤러 22에 전달하기 위한 전하이동층 34가 형성된다. 이때 상기 전하이동층 34는 PVCz와 같은 고분자계 유기 광도전체와 저분자계 유기 광도전체를 바인더 폴리머(binder polymer)에 의해 분산 용해된 수지분산 용액으로 코팅처리되어 형성된 것이다.

상기와 같은 구성에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 감광드럼 50의 양측 중심부에는 구동모터의 구동력을 전달받는 샤프트 12가 설치된다. 상기 감광드럼 50의 좌측 상부면에는 대전롤러 14가 설치된다. 이때 상기 대전롤러 14는 프레임 20a에 설치된 제1스프링 18이 가하는 200Kg∼300Kg 정도의 압력

을 인가받아 탄성체 재질의 감광드럼 50의 표면을 누르면서 감광드럼 50과 서로 접촉되어 있다. 즉 상기 대전롤러 14와 감광드럼 50은 탄성체 52의 탄성력에 의해 ″a″ 만큼의 닙폭을 유지하게 된다. 이때 상기 제1스프링 18은 대전롤러 14의 중심축에 설치된 샤프트 16의 양측 끝을 누르게 된다. 그리고, 상기 감광드럼 50의 우측에는 토너 78을 공급하는 현상롤러 28이 소정의 갭을 유지하면서 설치된다. 또한 상기 감광드럼 50의 하부면에는 전사롤러 22가 설치된다. 이때 상기 전사롤러 22는 프레임 20b에 설치된 제2스프링 26이 가하는 약 300Kg의 압력

을 인가받아 탄성체 재질의 감광드럼 50의 표면을 누르면서 감광드럼 50과 서로 접촉되어 있다. 즉 상기 전사롤러 22와 감광드럼 50은 탄성체 52의 탄성력에 의해 ″b″ 만큼의 닙폭을 유지하게 된다. 이때 상기 제2스프링 26은 전사롤러 22의 중심축에 설치된 샤프트 24의 양측 끝을 누르게 된다.

결과적으로, 상기 감광드럼 50은 탄성체 재질로 형성되어 있기 때문에 상기 제1스프링 18과 제2스프링 26이 약 200Kg∼300Kg 정도의 작은 압력

,

로 상기 대전롤러 14와 전사롤러 22를 가압하여도 상기 감광드럼 50과 대전롤러 14 및 전사롤러 22 간의 닙폭(a,b)은 크지게 되고, 또한 항상 균일하게 유지된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전자사진 프로세서의 화상형성장치는 감광드럼을 탄성체 재질인 스폰지 또는 고무로 제작하므로서 제1스프링과 제2스프링의 작은 압력으로도 상기 감광드럼과 전사롤러 및 대전롤러 간의 닙폭을 크게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 항상 균일한 닙폭을 유지할 수 있어 대전성 및 전사성을 향상시킬 수 있다. 그리고 상기 대전롤러 및 전사롤러에 가해지는 압력이 작기 때문에 현상롤러에 가해지는 부하(마찰에 의한 부하)가 현저히 줄어들게 되어 구동을 위한 토크를 감소시킬 수 있으며, 또한 토너의 량에 관계없이 상기 감광드럼과 현상롤러 간의 현상갭을 향상 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 감광드럼의 표면을 따라 접하는 대전롤러 및 전사롤러를 포함하는 각각의 롤러를 가지고 있는 전자사진 프로세서의 화상형성장치에 있어서,

   상기 대전롤러 및 전사롤러와의 닙을 형성하기 위하여 필름으로 관 형상을 이루도록 구성하는 감광드럼과,

   상기 감광드럼의 관 내부에 소정의 탄성력을 구비한 탄성체와,

   상기 관 형상의 필름 둘레면에 코팅처리되어 전하생성층 및 전하이동층을 형성하도록 구성하는 도전성 감광물질을 포함하여 구성하며,

   상기 감광드럼과 상기 각각의 롤러간의 닙폭이 가변되도록 구성함을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성체는 소정의 탄성력을 구비한 우레탄 재질 또는 실리콘 재질의 스폰지로 형성됨을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 화상형성장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 탄성체는 소정의 탄성력을 구비한 고무로 형성됨을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 화상형성장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 고무는

   

   이하의 도전성 재질임을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 화상형성장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 필름은 도전성 금속재질로 형성됨을 특징으로 전자사진 프로세서의 화상형성장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 필름은 알루미늄 박막으로 형성됨을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 화상형성장치.

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