KR100400019B1 - 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치 - Google Patents

Abstract

습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치가 개시된다. 개시된 현상장치는, 현상제를 수용하는 현상용기; 현상용기 내에 감광체와 대면하여 회전가능하게 설치된 현상롤러; 현상롤러의 표면에 현상제를 부착시키기 위한 디포지트 부재; 및 현상용기 내의 현상제를 디포지트 부재로 이송시키는 현상제 이송수단을; 구비한다. 따라서, 현상롤러상에 필요한 양의 현상제를 충분히 공급하고, 현상용기내의 현상제를 원활하게 순환시킴으로써 현상용기내의 현상제 농도를 균일하게 유지시킬 수 있다.

Description

습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치{Developing apparatus of liquid electrophotographic image forming device}

본 발명은 습식 전자사진방식 화상형성기기에 관한 것으로, 특히 고농도의 액체 현상제를 사용하는 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치에 관한 것이다.

일반적으로, 습식 전자사진방식 화상형성기기는 감광체에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하고, 이를 분말상의 토너와 액상의 용매가 혼합된 현상제로 현상한 후 용지에 인쇄하는 기기이다.

도 1은 이러한 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치를 도시한 것으로서, 미국특허 5,255,058호에 개시된 것이다.

도면을 참조하면, 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치는 대전기(14)에 의해 소정 전압으로 대전되는 감광체(10)와, 상기 대전된 감광체(10)에 광을 주사하여 상대적인 전압차를 형성함으로써 원하는 이미지의 정전잠상을 형성하는 광주사장치(16)와, 상기 감광체(10)에 현상제를 공급하여 상기 정전잠상을 현상하기 위한 현상제공급유닛과, 상기 감광체(10)에 현상된 이미지를 전사받아서 용지(72)에 인쇄하는 전사체(30)를 포함한다.

상기 현상제공급유닛은 통상 토너 농도 3%solid 이하인 현상제를 준비하여감광체(10)와 현상롤러(38) 사이에 공급한다. 이를 위해 현상제공급유닛에는, 토너 농도 약 25%solid 정도의 농축현상제가 담긴 농축카트리지(82)(84)와, 순수 용매가 수용된 용매카트리지(86)와, 이들을 혼합하여 2∼3%solid 정도의 균일한 농도의 현상제를 준비하는 혼합탱크(55,57,59,61)와, 이 혼합탱크(55,57,59,61)에 준비된 현상제를 펌프(90,92,94,96)로 펌핑하여 현상롤러(38)에 공급하는 공급부(20)와, 정전잠상을 현상하고 남은 잉여의 현상제를 회수하기 위한 회수부가 구비된다. 또한, 이 회수부는 상기 현상롤러(38)와 감광체(10)로 공급된 후 흘러내리는 현상제를 수집하여 각 색상별 혼합탱크(55,57,59,61)로 돌려보내는 수집콘테이너(50)와, 이미지가 현상된 감광체(10)를 압착하여 그 현상 이미지 중에 함유된 용매를 짜내는 스퀴즈롤러(26)와, 스퀴징된 현상제를 상기 수집콘테이너(50)를 통해 회수하여 토너는 분리해내고 용매는 용매탱크(65)로 보내는 세퍼레이터(66) 등을 포함한다.

상기 구성에 있어서 현상작업을 수행하려면, 먼저 엘로우(Y), 마젠터(M), 시안(C), 블랙(K)의 4가지 색상에 해당되는 현상제를 각각의 혼합탱크(55,57,59,61)에 2∼3%solid 농도에 맞춰서 준비해둔다. 물론, 흑백과 같이 단일 색상만으로 현상을 하는 시스템이라면 한 가지 현상제만 준비하면 되겠지만, 여기서는, 칼라 화상을 구현할 수 있도록 4가지 색상의 현상제를 모두 준비한 시스템을 개시하고 있다. 이러한 각 색상별 현상제를 준비하려면, 상기 현상액공급유닛에서는 농축카트리지(82)(84)와 용매카트리지(86)로부터 농축현상제와 순수 용매를 혼합탱크(55,57,59,61)로 각각 공급하여 해당 농도의 현상제를 제조한다. 이를 위해 각 혼합탱크(55,57,59,61)에는 통상적으로 농도센서(미도시)가 구비되어서 혼합되는 현상제의 농도를 측정하게 된다. 이와 같이 현상제가 준비되면 현상작업이 개시되는데, 우선, 상기 대전기(14)가 감광체(10)를 소정 전위로 대전시킨다. 이 상태에서 광주사장치(16)가 대전된 감광체(10)에 광을 주사하여 상대적으로 전위를 떨어뜨림으로써 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상을 형성한다. 이어서, 펌프(90,92,94,96)를 가동하여 상기 혼합탱크(55,57,59,61)에 준비된 현상제를 공급부(20)를 통해 현상롤러(38)와 감광체(10) 사이로 공급하면서 상기 정전잠상을 현상한다. 이와 같이 현상된 이미지는 일단 전사롤러(30)에 전사되며, 만약 그 색상만으로 이루어지는 이미지라면 이 상태로 용지(72)에 바로 찍히게 된다. 그러나, 복수 색상의 현상제를 중첩해서 칼라 이미지를 구현하는 경우라면, 상기와 같은 대전, 노광, 현상의 단계를 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)의 4가지 색상에 대해 반복해서 실시하여, 각 색상별로 현상된 이미지를 상기 전사롤러(30) 위에 중첩시킨다. 그리고, 이렇게 중첩되어 형성된 칼라 화상을 압착롤러(71)와의 사이로 통과되는 용지(72)에 인쇄하게 되는 것이다.

그런데, 이와 같은 현상장치는 상기한 바와 같이 현상제의 준비부터 공급과 회수에 이르기까지 장치가 요구하는 구조가 상당히 복잡하다. 이는 현상작업에 농축된 상태의 고농도 현상액을 직접 사용하지 못하고 3%solid 이하의 저농도 현상제로 만들어서 사용하기 때문에 발생되는 문제인데, 물론, 현상제를 이와 같이 저농도로 만들어 사용하게 되면, 유동성이 좋아져서 현상된 이미지 중 부위별로 토너의 밀도 편차가 작아지는 이점은 있다. 그러나, 상기와 같이 농축 현상제와 용매를각각의 카트리지(82,84)(86)에 담아서 준비했다가 혼합탱크(55,57,59,61)로 보내어 현상을 위한 3%solid 이하의 저농도 현상제로 혼합하고, 이것으로 정전잠상을 현상한 다음에, 다시 인쇄에 적합한 고농도 상태가 되도록 그 현상된 이미지 안에 함유되어 있는 용매를 스퀴징하여 회수하는 등 상당히 복잡한 구조를 구성해야 하므로, 전체 장치의 크기나 비용 등의 측면에서 많은 부담이 따르게 된다. 따라서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 방식의 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치가 요구된다.

본 발명은 상기한 필요성을 감안하여 고안된 것으로서, 특히 현상롤러상에 필요한 양의 현상제를 충분히 공급하고, 현상용기내의 현상제를 원활하게 순환시킴으로써 현상용기내의 현상제 농도를 균일하게 유지시키는 고농도 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치를 도시한 도면.

도 3은 도 2에 도시된 현상제 이송수단을 확대한 도면.

도 4는 도 2에 도시된 컨베이어 벨트의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100... 현상용기 102... 고농도 액체 현상제

104... 현상롤러 106... 디포지트 부재

108... 메터링블레이드 110... 클리닝롤러

112... 디포지트 전원부 114... 현상 전원부

115... 교반수단 127... 대전롤러

129... 광주사장치 150... 컨베이어 벨트

150a... 러버층 150b... 스폰지층

161... 제1 롤러 162... 제2 롤러

170... 구동모터 200... 감광체

300... 전사벨트

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치는, 현상제를 수용하는 현상용기; 상기 현상용기 내에 감광체와 대면하여 회전가능하게 설치된 현상롤러; 상기 현상롤러의 표면에 현상제를 부착시키기 위한 디포지트 부재; 및 상기 현상용기 내의 현상제를 상기 디포지트 부재로 이송시키는 현상제 이송수단을; 구비한다.

상기 현상제 이송수단은, 일부는 상기 현상용기 내의 현상제에 잠기고 다른 일부는 상기 디포지트 부재와 접촉된 상태로 회전가능하게 설치된 컨베이어 벨트,상기 컨베이어 벨트를 지지하는 복수의 롤러, 및 상기 롤러 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 구동모터를 구비한다.

여기서, 상기 컨베이어 벨트는 그 내측에 형성된 러버층과, 그 외측에 형성된 스폰지층를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치는 상기 현상용기 내의 현상제 농도를 균일하게 유지시키는 교반수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 본 현상장치에는 현상제 카트리지(미도시)로부터 액체 현상제를 공급받아 수용하는 현상용기(100)가 구비된다. 여기서, 상기 현상용기(100)로 공급되는 현상제로는 3~40%solid 범위의 고농도 액체 현상제(102)가 사용된다.

그리고, 상기 현상용기(100) 내에는 감광체(200)와 대면하여 회전하도록 설치된 현상롤러(104)와, 상기 현상롤러(104)의 표면에 현상제를 부착시키는 디포지트(deposit) 부재(106)와, 현상용기(100) 내의 현상제(102)를 상기 디포지트 부재(106)로 이송시키는 현상제 이송수단과, 상기 디포지트 부재(106)에 의하여 상기 현상롤러(104)의 표면에 부착된 현상제를 소정 범위의 두께로 규제하는 메터링블레이드(metering blade,108)와, 감광체(200)에 형성된 화상을 현상한 후 상기 현상롤러(104)의 표면을 클리닝하기 위한 클리닝롤러(110)와, 현상용기(100) 내의 현상제(102)를 균일한 농도로 유지시키는 교반 수단(115)이 구비되어 있다.

상기 현상롤러(104)는 도전성 엘라스토머(elastomer)로서 그 재질은 폴리우레탄 러버(polyurethane rubber)나 NBR로 이루어져 있다.

상기 디포지트 부재(106)는 상기 현상롤러(104)와 접촉하거나 일정 갭을 유지하도록 설치되어 디포지트 전원부(112)로부터 인가된 정전기력으로 현상롤러(104)의 표면에 현상제를 부착시키는 것으로, 스테인레스 재질로 구성되어 있다.

상기 현상제 이송수단은, 도 3에 도시된 바와 같이, 컨베이어벨트(150), 상기 컨베이어 벨트를 지지하는 제 1 및 제2 롤러(161)(162) 및 상기 제1 롤러(161)를 구동시키기 위한 구동모터(170)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 컨베이어벨트(150)는 현상용기(100)내의 현상제(102)를 상기 디포지트 부재(106)로 이송할 수 있도록 그 일부는 현상용기(100) 내의 현상제(102)에 잠기고, 다른 일부는 상기 디포지트 부재(106)와 접촉된 상태로 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 컨베이어벨트(150)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 내측이 탄성력을 가지는 러버층(150a)으로 이루어져 있으며, 그 외측은 현상용기(100) 내의 현상제(102)를 용이하게 흡수하여 디포지트 부재(106)로 전달할 수 있도록 스폰지층(150b)으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 러버층(150a)은 상기 제1 및 제2 롤러(161)(162)에 의한 팽창력을 견디면서 회전할 수 있도록 충분한 탄성력 및 강도를 가져야 하며, 그 두께는 대략 1㎜정도인 것이 바람직하다. 또한, 상기스폰지층(150b)은 경도가 낮은 재질로 상기 러버층(150a)의 상면에 접착되어 있으며, 그 두께는 대략 5㎜정도인 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1 롤러(161)는 구동모터(170)의 구동에 의하여 회전하며, 상기 제2 롤러(162)는 지지용축(미도시)과의 마찰을 최소화하면서 회전할 수 있도록 베어링(미도시)이 내부에 장착되어 있다.

상기 메터링블레이드(108)는 현상롤러(104)의 표면과 접촉하여 상기 디포지트 부재(106)에 의하여 부착된 현상롤러(104)상의 현상제를 소정 범위의 균일한 두께가 되도록 규제하는 것으로 L자형 금속플레이트로 되어 있다. 한편, 현상롤러(104)상의 현상제를 규제하기 위하여 상기 메터링블레이드(108) 이외에 롤러형태의 부재가 사용될 수도 있다.

상기 클리닝롤러(110)는 현상롤러(104)와 접촉하여 동일 방향으로 회전하면서, 광주사장치(129)에 의해 감광체(200)에 형성된 정전잠상이 현상된 후, 현상롤러(104)상에 미현상된 상태로 남아 있는 현상제를 제거해 준다.

상기 교반 수단(115)은 회전에 의하여 현상용기(100) 내의 현상제(102)를 순환시킴으로써 현상제의 농도를 일정하게 유지시킨다.

도면에서, 참조부호 114는 현상롤러(104)에 현상 전압을 인가하는 현상 전원부를 나타내며, 참조부호 127은 감광체(200)를 대전시키는 대전롤러를 나타낸다. 그리고, 참조부호 300은 감광체(200)에 현상된 화상을 전사받아서 용지에 인쇄하는 전사벨트를 나타낸다.

이러한 현상장치는 단일 색상을 사용하는 화상형성기기에서는 하나만 구비되겠지만, 복수의 색상을 중첩해서 인쇄하는 칼라 화상형성기기의 경우라면 각 색상별로 상기한 현상장치가 하나씩 구비된다.

상기의 구성에서, 현상작업을 수행하려면, 먼저 현상제가 현상제 카트리지로부터 현상용기(100)로 공급된다. 이때, 현상제는 도 2에 도시된 바와 같이 컨베이어 벨트(150)의 하부만 잠길 수 있는 레벨까지 공급된다. 이에 따라, 현상제(102)에 잠긴 컨베이어 벨트(150)의 스폰지층(150b)은 그 흡수력에 의하여 현상제를 흡수하게 된다.

다음으로, 구동모터(170)의 구동에 의하여 제1 롤러(161)가 회전하게 되면, 그 회전력에 의하여 컨베이어 벨트(150)가 회전하게 되고, 이에 따라 현상제(102)에 잠긴 컨베이어 벨트(150)의 스폰지층(150b)으로 흡수된 현상제는 위로 이동하게 된다.

이어서, 컨베이어 벨트(150)가 계속 회전하게 되면, 상기 스폰지층(150b)으로 흡수된 현상제는 상기 디포지트 부재(106)와 접촉하면서 압축 과정를 거쳐 스퀴징된 후 디포지트 부재(106)로 전달된다. 여기서, 컨베이어 벨트(150)는 현상롤러(104)에 비해 3~5배의 회전속도를 가지며, 이는 현상제의 성질 또는 다른 부재와의 관계에서 가변될 수 있다.

한편, 각 전원부(112)(114)로부터 상기 디포지트 부재(106)와 현상롤러(104)에 소정의 전압이 인가되면, 컨베이어 벨트(150)에 의해 디포지트 부재(106)로 이송된 현상제는 상기 현상롤러(104)와 디포지트 부재(106)간의 전압차에 의해 현상롤러(104)의 표면 쪽으로 달라붙게 된다. 이때, 시간이 충분하게 주어진다면, 현상롤러(104)상에 토너입자와 용매와의 일차적인 분리가 이루어져 현상제의 농도가 높아지게 된다.

상기와 같이, 컨베이어 벨트(150)에 의하여 이송된 현상제가 스퀴징되어 디포지트 부재(106)로 이송된 후, 현상롤러(104)에 부착되기 때문에 상대적으로 낮은 농도(3~6% solid)의 현상제가 사용되더라도 현상에 필요한 양의 토너를 충분히 현상롤러(104)에 공급할 수 있게 된다.

여기서, 상기 디포지트 부재(106)가 상기 컨베이어 벨트(150)와 동일한 방향으로 회전될 수 있도록 함으로써 상기 컨베이어 벨트(150)의 스폰지층(150b)은 디포지트 부재(106)를 클리닝하는 기능을 병행할 수도 있다.

다음으로, 상기 디포지트 부재(106)에 남아있는 현상제는 자유낙하에 의해 현상용기(100)로 회수되며, 회수된 현상제는 현상용기(100) 내에 설치된 교반 수단(115)에 의하여 분산되어 다시 컨베이어 벨트(150)로 흡수될 준비를 하게 된다.

한편, 상기 현상롤러(104)에 부착되는 현상제는 농도의 편차가 크기 때문에, 균일한 농도의 화상을 얻기가 어렵다. 따라서, 메터링블레이드(108)가 상기 디포지트 부재(106)에 의하여 부착된 현상롤러(104)상의 현상제를 소정 범위의 균일한 두께가 되도록 규제한다.

다음으로, 상기 메터링블레이드(108)를 통과한 현상롤러(104)상의 현상제에 의하여 감광체(200)에 형성된 정전잠상을 현상하게 된다.

그리고, 현상 후 현상롤러(104)상에 남아있는 현상제는 클리닝롤러(110)에의해 제거된다.

한편, 이렇게 감광체(200)로 옮겨진 화상은 전사벨트(300)로 전사되며, 그 색상만으로 이루어지는 화상이라면 이 상태로 용지에 바로 찍히게 된다. 그러나, 칼라 화상을 구현하는 경우라면, 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M), 블랙(K)의 4가지 색상 별로 각각의 현상장치를 통해 현상된 화상을 전사벨트에 중첩시킨 후 이를 용지에 인쇄하게 된다.

이상에서 설명된 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 고농도의 현상제를 별도의 희석과정을 거치지 않고 현상용기에 직접 공급하며 현상작업을 수행하기 때문에 현상제 공급구조를 간단히 할 수 있고, 이에 따라 장치를 소형화할 수 있다.

둘째, 컨베이어 벨트를 이용하여 스퀴징된 현상제를 디포지트 부재로 이송시킨 다음, 현상롤러에 부착시킴으로써 농도가 상대적으로 낮은 현상제가 사용되는 경우에도 현상에 필요한 양의 토너를 현상롤러에 충분히 공급할 수 있다.

세째, 현상용기 내에서는 일부 부재만이 현상제에 잠겨 있으므로, 교반 수단의 회전력이 현상용기내의 현상제에 골고루 전달됨으로써 현상용기 내의 현상제 농도가 균일하게 유지될 수 있다.

네째, 메터링블레이드가 현상용기 내의 현상제에 잠길 염려가 없으므로, 현상롤러와 메너링블레이드의 접촉 양단에서 발생하는 랩-어라운드(wrap-around) 현상을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 현상제를 수용하는 현상용기;

   상기 현상용기 내에 감광체와 대면하여 회전가능하게 설치된 현상롤러;

   상기 현상롤러의 표면에 현상제를 부착시키기 위한 디포지트 부재; 및

   상기 현상용기 내의 현상제를 상기 디포지트 부재로 이송시키는 현상제 이송수단을; 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 현상제 이송수단은, 일부는 상기 현상용기 내의 현상제에 잠기고 다른 일부는 상기 디포지트 부재와 접촉된 상태로 회전가능하게 설치된 컨베이어 벨트, 상기 컨베이어 벨트를 지지하는 복수의 롤러 및 상기 롤러 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 구동모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 컨베이어 벨트는 그 내측에 형성된 러버층과, 그 외측에 형성된 스폰지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 현상용기 내의 현상제 농도를 균일하게 유지시키는 교반 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성기기의 현상장치.