KR100497489B1 - 현상유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광드럼에 토너를 공급하여 현상시키는 현상유니트에 관한 것으로서, 토너수용공간을 형성하며 감광드럼을 향한 토너공급구를 가지는 케이싱; 케이싱의 토너공급구에 배치되어 감광드럼과 평행한 회전축을 가지는 현상롤러; 케이싱내에 설치되어 현상롤러와 평행한 회전축을 가지며, 외주연으로부터 케이싱의 내벽면을 향해 연장된 브러쉬부를 구비하는 교반롤러; 케이싱의 토너공급구에 현상롤러와 접촉회전하도록 설치되어, 교반롤러에서 이송되는 토너를 현상롤러에 공급하는 공급롤러를 포함한다. 이에 따르면, 케이싱내의 토너를 순환시키면서 충분히 혼합하여 예비적으로 대전시키거나 대전특성을 증대시킨 후 공급롤러에 제공가능하며, 이 때, 공급롤러를 향한 토너의 이송이 일측으로 편중되지 않고 균일하다.

Description

현상유니트{DEVELOPMENT UNIT}

본 발명은 현상유니트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 토너가 수용되는 케이싱내에 내장된 복수개의 브러쉬형상 교반롤러를 구비하는 컬러 화상형성장치의 고정식 현상유니트에 관한 것이다.

컬러 화상형성장치는 일반적으로, 3가지 색 즉, 옐로우(Yellow), 마젠터(Magenta), 및 시얀(Cyan)의 토너를 각각 수용하는 현상유니트에 흑색(Black)의 현상유니트를 추가시킨 구성을 가진다. 각각의 현상유니트에 수용된 토너들은, 감광드럼의 표면에 정전기적으로 형성된 잠상에 분말형태로 현상되며, 그 결과로 얻어진 토너화상이 용지로 이동되어 인쇄된다.

이러한 컬러 화상형성장치는, 복수의 현상유니트들이 배치되는 형식에 따라 예를 들어, 회전식과 고정식으로 크게 구분가능하다. 도 1(a)는 컬러 화상형성장치에 내장된 회전식 현상유니트의 개략적 구성을 나타낸 도면이다. 회전식 현상유니트(20)는, 미국특허 4,615,612호에 개시되어 있는 바와 같이, 감광드럼(10)과 인접하도록 회전체(23)를 설치하고, 이 회전체(23)의 외주방향을 따라 일정한 간격을 두고 복수의 현상유니트(25)들이 장착되어 있다.

이러한 회전식 현상유니트(25)를 구비하는 컬러 화상형성장치의 작동은, 본 발명과 관련된 다음의 고정식 현상유니트(도 1b의 30)를 구비하는 컬러 화상형성장치에 대한 설명과 관련하여 생략한다.

도 1(b)는 고정식 현상유니트가 감광드럼 주위에 고정배치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1(b)의 고정식 현상유니트가 내장된 컬러 화상형성장치의 개략적 구성을 나타낸 도면이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 컬러 화상형성장치(1)는, 배지트레이(5)를 구비하는 외부케이스(3), 외부케이스(3)의 하부에 마련되는 용지카세트(7), 및 외부케이스(3)에 내장된 화상형성유니트(9)를 구비한다. 용지카세트(7)내에 적재된 용지는 화상형성유니트(9)를 거쳐 인쇄된 후 배지트레이(5)를 통해 배출된다.

화상형성유니트(9)는, 외부케이스(3)의 중앙에 배치되는 감광드럼(10), 이 감광드럼(10)을 중심으로 상호 대향하게 배치되는 전사롤러(11)와 복수의 고정식 현상유니트(30), 그리고, 감광드럼(10)의 상부에 마련되는 노광부(13)를 포함한다. 노광부(13)는 예를 들어, 레이저광원 또는 LED광원을 구비하며, 이들 광원은 화상정보에 따라 발광하여 감광드럼(10)의 표면에 정전잠상을 형성한다.

각각의 고정식 현상유니트(30)는, 토너수용공간을 형성하는 케이싱(31), 케이싱(30)의 토너공급구(도 6의 53)에 설치되는 현상롤러(도 4의 61)와 공급롤러(도 4의 65), 그리고, 케이싱(31) 내부에 설치되는 교반기(35)로 구성된다. 케이싱(31)에는 감광드럼(10)을 향해 개구된 토너공급구(53)가 마련되어 있다. 이 토너공급구(53)의 개구면에 현상롤러(61)가 회전가능하게 설치되어 있고, 현상롤러(61)의 내측에 접촉회전하도록 공급롤러(65)가 설치되어 있다. 토너공급구(53)에는 또한, 현상롤러(10)의 표면에 형성되는 토너층을 규제하는 규제블레이드(도 4의 73)가 고정설치된다.

한편, 도 3은 종래의 고정식 현상유니트의 종단면도로서, 교반기를 구체적으로 나타낸 도면이다. 교반기(35)는, 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 교반봉(36)과 이 교반봉(36)의 길이방향을 따라 부착된 필름상의 교반블레이드(37)로 구성된다. 교반봉(36)의 양단은 케이싱(31)의 양측 벽면에 각각 회전가능하게 결합된다. 그리고, 교반블레이드(37)의 판면에는, 그 길이방향을 따라 적당한 간격을 두고 복수의 토너통과공(38)이 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 교반봉(36)이 회전하면 교반블레이드(37)가 교반봉(36)을 축으로 케이싱(31)내에서 회전한다. 회전하는 교반블레이드(37)는 케이싱(31)내의 토너를 혼합시키면서 공급롤러(65)를 향해 강제이송시킨다. 이 때, 강제이송되는 토너의 량이 과다한 경우 그 일부는 교반블레이드(37)에 형성된 복수의 토너통과공(38)을 통해 후방으로 배출된다. 이에 의해, 교반기(35)의 부하를 줄일 수 있으며, 한편, 공급롤러(65)를 향한 토너의 과다한 이송을 방지할 수 있는 것이다.

그런데, 이러한 종래의 현상유니트(30)에서는, 교반봉(36)의 길이방향을 따라 부착된 필름형상의 교반블레이드(37)가 시간이 경과하면서 떨어져 토너의 교반 및 이송을 위한 그 역할을 제대로 수행하기 곤란할 수 있다. 그리고, 교반블레이드(37)는 그 재질특성상, 상대적으로 쉽게 휘거나 변형이 발생하며, 이러한 경우, 토너가 일측으로 편중되어 공급되는 등 공급량을 일정하게 유지하지 못하여, 인쇄출력물의 품질을 저하시키는 문제가 있다.

종래의 현상유니트(30)에서는 또한, 교반기(35)에 의해 이루어지는 토너의 대전효율은 낮고, 대부분 공급롤러(65)와 현상롤러(61) 사이를 통과하면서 그 마찰력에 의해 토너가 대전되기 때문에, 케이싱(31)내에 토너의 량이 많거나 공급롤러(65)에 다소 과다하게 토너가 공급되는 경우, 혹은, 현상유니트(30)의 수명이 다하여 토너의 잔량이 거의 없거나 토너의 외첨제가 떨어진 경우에는, 공급롤러(65)와 현상롤러(61)에 의해 토너가 충분히 대전되지 못하는 문제가 있다. 이러한 경우, 결국, 인쇄출력물의 품질이 저하되는 것이다.

따라서, 본 발명은, 종래의 이러한 문제점들을 고려하여, 케이싱내의 토너를 순환시키면서 충분히 혼합하여 예비적으로 대전시키거나 대전특성을 증대시킨 후 공급롤러에 제공함으로써, 공급롤러와 현상롤러 사이에서의 대전효율을 극대화시킬 수 있도록 한 현상유니트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 공급롤러를 향한 토너의 이송량이 불균일 하거나, 토너의 이송이 일측으로 편중되지 않도록 한 현상유니트를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 노광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광드럼에 토너를 공급하여 현상시키는 현상유니트에 있어서, 토너수용공간을 형성하며 상기 감광드럼을 향한 토너공급구를 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 토너공급구에 상기 감광드럼과 평행한 회전축을 가지는 현상롤러; 상기 케이싱내에 상기 현상롤러와 평행한 회전축을 가지며, 외주연으로부터 상기 케이싱의 내벽면을 향해 연장된 브러쉬부를 구비하는 교반롤러; 및 상기 케이싱의 토너공급구에 상기 현상롤러와 접촉회전하도록 설치되어, 상기 교반롤러에서 이송되는 토너를 상기 현상롤러에 공급하는 공급롤러;를 포함하여 구성된 현상유니트에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 케이싱내에 일정한 간격을 두고 배치되는 복수개의 교반롤러를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 케이싱에는, 상기 교반롤러와 상기 공급롤러 사이의 바닥면에 상향 돌출되어, 공급되는 토너의 이동을 안내하는 토너가이드를 마련하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 브러쉬부는, 한편, 상기 교반롤러의 외주연을 따라 소정의 각도 차이를 두고 복수개로 마련할 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 이 때, 종래의 도 1 내지 도 3과 관련하여 설명한 동일 구성 및 명칭에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다.

도 4는 본 발명에 따른 현상유니트의 사시도이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 현상유니트(50)는, 사각통상의 케이싱(51), 케이싱(51)의 토너공급구(53)에 설치되는 현상롤러(61)와 공급롤러(65), 및 케이싱(51)내에 설치되는 교반롤러(81)를 구비한다. 현상롤러(61), 공급롤러(65), 및 교반롤러(81)들은 복수의 기어(62, 66, 84)들의 맞물림결합에 의해 일체회전가능하다.

케이싱(51)은 그 일측 길이방향 연부를 따라 개구된 토너공급구(53)를 가진다. 이 토너공급구(53)에 대향하는 배면에는 후방으로 연장된 파지용 손잡이부(55)가 마련되어 있다. 사용자는 파지용 손잡이부(55)를 잡고, 그 토너공급구(53)가 감광드럼(10)을 향하도록 결합 또는 분해시킬 수 있다. 케이싱(51)의 토너공급구(53)에는 그 하측 길이방향 연부에 착탈가능한 블레이드고정부재(도 6의 71)가 결합된다.

블레이드고정부재(71)에는 현상롤러(61)를 향해 상향 연장된 규제블레이드(73)가 고정된다. 이 규제블레이드(73)의 단부는 현상롤러(61)의 표면에 접면하도록 연장되어 있다. 이에 의해, 현상롤러(61)의 표면에 형성되는 토너층의 두께가 규제되어, 균일한 대전량의 토너를 감광드럼(10)에 공급가능한 것이다.

케이싱(51)의 토너공급구(53)에는 또한, 그 길이방향 개구면과 평행하도록 현상롤러(61)가 장착된다. 현상롤러(61)의 양측 회전축은 케이싱(51)의 양측 벽(52)에 대응되게 마련된 축공에 결합되어 회전가능하다. 이러한 현상롤러(61)의 후방에 공급롤러(65)가 배치되며, 그 역시 양측 회전축이 케이싱(51)의 양측 벽(52)에 대응되게 형성된 축공에 회전가능하게 결합되어 있다. 이들 현상롤러(61)와 공급롤러(65)는 상호 접면하고 있으며, 이들은 상호 마찰접촉식 회전을 수행한다.

한편, 케이싱(51)의 바닥판(56)은, 도 6에서 보다 구체적으로 볼 수 있는 바와 같이, 파형상의 굴곡부(57)를 형성하고 있다. 본 실시예에서는, 토너공급구(53)와 파지용 손잡이부(55) 사이에 총 5개의 파형상의 굴곡부(57)가 상호 평행하게 마련되어 있다. 여기서, 굴곡부(57)의 수는 적절히 변형가능함은 물론이다. 그리고, 각 굴곡부(57)에는 교반롤러(81)가 회전가능하게 수용된다.

각 굴곡부(57)중 토너공급구(53)에 인접한 최전방 굴곡부(57)는, 그 전방 단부(58)가 공급롤러(65)를 향해 상향 돌출되어 있다. 상향 돌출된 전방 단부(58)는 공급롤러(65)의 표면과 거의 접면하도록 연장되어, 상향 경사면을 이루고 있다. 이러한 상향 경사면은, 후술하는 교반롤러(81)의 회전시, 토너가 현상롤러(61)에 직접 이송되는 것을 방지하고 공급롤러(65)를 향해 집중되도록 가이드하는 역할을 수행한다.

한편, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도로서, 본 교반롤러를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다. 교반롤러(81)는, 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 브러쉬지지바아(83), 이 브러쉬지지바아(83)의 길이방향 외면을 따라 마련되는 브러쉬부(88), 및 브러쉬지지바아(83)의 양측 단부로부터 각각 외향 돌출된 회전축(85)을 구비한다. 회전축(85)은, 공급롤러(65)와 현상롤러(61)에서와 마찬가지로, 케이싱(51)의 양측 벽(52)에 형성된 축공에 결합되어 회전가능하다.

브러쉬지지바아(83)에는 그 외면의 길이방향을 따라 복수의 브러쉬수용공(도시않음)들이 마련되어 있다. 이 브러쉬수용공들 각각에는 다수의 브러쉬가 조밀하게 심어져 있으며, 이와 같이 형성된 브러쉬부(88)는 브러쉬지지바아(83)의 길이방향을 따라 일렬로 배치된다. 브러쉬부(88)를 형성하는 다수의 브러쉬는 예를 들어, 플라스틱 섬유, 나일론 섬유, 또는 폴리프로필렌 섬유등으로 구성가능하다. 이러한 재질은 자체적인 대전특성이 우수하여, 공급롤러(65)와 현상롤러(61) 사이에서 토너가 대전되기 전단계에서, 토너를 예비적으로 대전시키는데 유리하다.

각 교반롤러(81)에 형성된 브러쉬부(88)는, 한편, 상호 일정한 각도차를 두고 배치시키는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 예를 들어, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 토너공급구(53)에 인접한 교반롤러(81)에 형성된 브러쉬부(88)에 대하여, 그 후방측 교반롤러의 브러쉬부들이 각각 약 70°의 각도차 이루도록 배치되어 있다. 이에 의해, 케이싱(51)내의 토너가 교반롤러(81)의 일회전시, 토너공급구(53)를 향해 일회적으로 과다 공급되는 것을 방지할 수 있다.

각 교반롤러(81)에 형성된 브러쉬부(88)는 또한, 그 말단이 케이싱(51)의 내면에 접촉하도록 연장시키는 것이 바람직하다. 그러면, 교반롤러(81)의 회전시, 해당 브러쉬부(88)가 케이싱(51)의 내면과 마찰접촉하면서 대전된다. 이 때, 대전된 브러쉬부(88)와 케이싱(51)내의 토너 사이에 정전기유도 현상이 발생하여, 토너가 대전되거나 그 대전특성이 향상되는 것이다.

이러한 구성을 가지는 본 현상유니트(50)에서는, 케이싱(51)의 일측 벽(52)에 형성된 축공을 통해 노출된 각 롤러(61, 65, 81)의 회전축에 기어(62, 66, 84)가 결합되어 있다. 각 기어(62, 66, 84)들 사이에는 아이들 기어가 적절하게 개재되어 있어서, 어느 일측 롤러(62, 66, 84)를 회전시키면 각 롤러들이 일체로 회전한다. 예를 들어, 현상롤러(61)의 단부에 구동모터(도시않음)의 구동축을 결합시켜 회전시키면, 공급롤러(65)가 현상롤러(61)와 마찰접촉하면서 회전하는 동시에 복수의 기어(62, 66, 84)들에 의해 치합결합된 교반롤러(81)도 회전하는 것이다.

교반롤러(81)가 회전하면, 상술한 바와 같이, 그 브러쉬부(88)가 케이싱(51)의 내면과 마찰접촉하면서 대전되고 이 때, 토너가 정전기유도 현상에 의해 예비적으로 대전된다. 여기서, 회전하는 복수의 교반롤러(81)에 의해, 케이싱(51)내의 토너는 혼합되면서 전방측으로 이송된다. 전방측으로 이송되는 토너는 결국, 토너가이드(58)에 의해 안내되어 공급롤러(65)를 향해 집중된다. 그리고, 전방측으로 이송되는 토너중 일부 과다량은 회전하는 교반롤러(81)의 브러쉬부에 의해 후방측으로 이송된다. 따라서, 케이싱(51)내에는 전체적으로 토너의 순환경로가 형성되는 것이다.

공급롤러(65)를 향해 이송되는 토너들은 그 표면에 도포된 후, 공급롤러(65)와 현상롤러(61)의 마찰력에 의해 대전되면서 현상롤러(61)에 공급된다. 이 때, 현상롤러(61)에 공급되는 대전된 토너량은 규제블레이드(73)에 의해 규제된다. 그런 다음, 현상롤러(61)의 토너는 감광드럼(10)과의 사이의 갭을 점핑하여 정전잠상에 현상되며, 이 후, 용지에 인쇄되는 것이다.

한편, 상술 및 도시한 실시예에서는, 브러쉬부(88)가 일렬로 배치되어 있는 교반롤러(81)를 구비하는 현상유니트(50)에 대하여 설명하였다. 하지만, 교반롤러의 형상은 다양하게 변형가능하며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반롤러의 측면도이다. 본 교반롤러(91)에는, 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 그 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 복수의 브러쉬부(92)가 마련되어 있다.

브러쉬부(92)는 전술한 실시예와 마찬가지로, 브러쉬지지바아(83)에 형성된 브러쉬수용공에 다수의 브러쉬를 심어 간단히 형성가능하다. 본 실시예에서는 각 교반롤러(91)에 90°차를 두고 4개의 브러쉬부(92)가 마련되어 있다. 이러한 브러쉬부(92)를 가지는 교반롤러(91)는 전술한 실시예와 비교하여, 그 제조비용이 증가할 수 있지만, 토너의 대전특성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.

그리고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반롤러의 측면도이다. 본 교반롤러(95)에는 그 원주방향을 둘러싸는 브러쉬부(96)가 길이방향을 따른 전체구간에 마련되어 있다. 이러한 구성에서도, 상술 및 도시한 실시예와 동일 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 케이싱내의 토너를 순환시키면서 충분히 혼합하여 예비적으로 대전시키거나 대전특성을 증대시킨 후 공급롤러에 제공할 수 있어서, 공급롤러와 현상롤러 사이에서의 대전효율을 극대화시킬 수 있는 현상유니트가 제공된다.

본 현상유니트에서는 또한, 교반롤러에 형성된 브러쉬부가 전체적으로 구부러지거나 휘지 않으며, 비록 각각의 브러쉬가 휠 수 있지만 이러한 경우에도 그 탄력성에 의해 이내 복원되기 때문에, 공급롤러를 향한 토너의 이송이 일측으로 편중되지 않고 전체적으로 균일하게 유지될 수 있어서, 화상의 품질을 증대시킬 수 있다.

도 1(a) 및 도 1(b)는 각각 회전식 현상유니트 및 고정식 현상유니트가 감광드럼에 인접하게 배치되어 있는 상태를 나타낸 도면,

도 2는 도 1(b)의 고정식 현상유니트를 구비하는 화상형성장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 3은 종래의 고정식 현상유니트의 종단면도로서, 교반기를 구체적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 고정식 현상유니트의 사시도,

도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도,

도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도로서, 본 교반롤러를 보다 구체적으로 나타낸 도면,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반롤러의 측면도, 및

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반롤러의 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의설명>

1 : 화상형성장치 9 : 화상형성유니트

10 : 감광드럼 50 : 현상유니트

51 : 케이싱 53 : 토너공급구

58 : 토너가이드 61 : 현상롤러

65 : 공급롤러 73 : 규제블레이드

81, 91, 95 : 교반롤러 83 : 브러쉬부지지바아

88, 92, 96 : 브러쉬부

Claims (4)

1. 노광에 의해 정전잠상이 형성되는 감광드럼에 토너를 공급하여 현상시키는 현상유니트에 있어서,

   토너수용공간을 형성하며, 상기 감광드럼을 향한 토너공급구를 가지는 케이싱;

   상기 케이싱의 토너공급구에 배치되어 상기 감광드럼과 평행한 회전축을 가지는 현상롤러;

   상기 현상롤러와 평행한 회전축을 가지고 상기 케이싱내에 일정한 간격을 두고 복수개 배치되어, 상기 회전축으로부터 상기 케이싱의 내벽면에 접촉하도록 연장설치된 브러쉬부를 구비하는 교반롤러;

   상기 케이싱의 토너공급구에 상기 현상롤러와 접촉회전하도록 설치되어, 상기 교반롤러에서 이송되는 토너를 상기 현상롤러에 공급하는 공급롤러;를 포함하여 구성된 현상유니트.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 케이싱에는,

   상기 교반롤러와 상기 공급롤러 사이의 바닥면에 상향 돌출되어, 공급되는 토너의 이동을 안내하는 토너가이드가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 교반롤러에 설치되는 각 브러쉬부는 상호 일정한 각도 차이를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 현상유니트.