KR100544474B1 - 화상형성장치의 현상제 비산방지장치 - Google Patents

Abstract

현상과정중에 발생되는 비산 현상제에 의한 화상형성장치 내부의 오염을 방지할 수 있는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 현상제 비산방지장치은, 현상제를 현상제 이송체를 통해 상담지체로 전달하는 과정 중에 발생되는 비산 현상제를 포집하는 현상제 비산방지장치에 있어서, 상담지체의 회전방향 하류에 상담지체와 일정 간격 이격되어 회동가능하게 설치되는 비산방지 다면 회전체; 및 비산방지 다면 회전체에에 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

비산현상제, 비산방지장치, 비산방지롤러, 비산방지회전다면체

Description

화상형성장치의 현상제 비산방지장치{DEVICE FOR PREVENTING TONOR SPATTER OF IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은 종래기술에 의한 현상유닛의 개략도,

도 2a는 본 발명에 의한 현상제 비산방지장치가 구비된 현상유닛의 개략도,

도 2b는 도 2a의 요부 확대도, 그리고,

도 3은 도 2a의 일부 절개 단면도 이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

C; 현상케이스 10; 현상제 수용부

11; 현상제 20; 현상제 공급유닛

30; 상담지체 40; 폐현상제 수거유닛

100; 현상제 비산방지장치 110; 전원공급부

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현상유닛에 수납된 현상제가 상담지체에 전달되는 과정에서 발생되는 비산 현상제를 포집하여 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 화상형성장치의 현상케이스 내부 구조를 도시하여 나타낸 개략도로, 현상케이스(C)는 그 내부에 현상제 수용부(10)와, 현상제 공급유닛(20)과, 상담지체(30) 및 폐현상제 수거유닛(40)을 포함한다.

상기 현상제 수용부(10) 내부에는 현상제(11)가 수납되어 있으며, 공급롤러(21) 및 현상롤러(22)를 포함하는 현상제 공급유닛(20)에 의해 상담지체(30) 표면에 형성된 정전잠상에 전달된다. 상기 상담지체(30)는, 인쇄매체(P)에 상기 정전잠상에 부착된 현상제(11)를 전달하며, 상기 인쇄매체(P)에 전달되지 않은 현상제(11)는, 상기 폐현상제 수거유닛(40)에 수용된다.

상기와 같은 과정으로 화상을 인쇄하는 장치에 사용하는 종래의 현상장치는 현상롤러(22)와 상담지체(30)가 서로 대향되되, 현상영역(A)에서 일정한 간격(Gap)을 유지하고 있으며 같은 방향(With Direction)으로 회전할 수 있도록 설치된다. 이때 충분한 현상제(11)가 상담지체(30)로 이동할 수 있도록 현상롤러(22)의 회전속도를 상담지체(30)의 회전속도보다 빠르게 한다. 현상장치에서 서로 대향하고 있는 현상롤러(22)와 상담지체(30)는 원형의 롤러로 구비되며, 따라서 일정 간격을 갖는 현상영역(A)은 노즐형상으로 구비된다. 이와 같은 노즐형상의 현상영역(A)을 현상롤러(22)와 상담지체(30)가 같은 방향(With Direction)으로 회전하면, 현상영역(A)에는, 도 1에 도시된 화살표 방향으로의 공기 흐름(F1)이 형성된다. 또한, 소정의 급지장치에 의해 이송되어 온 인쇄매체(P)가 전사유닛(35)으로 진입하는 과정에서 현상케이스(C)와 인쇄매체(P), 사이에는 도 1에 도시한 화살표 방향으로의 공기 흐름(F2)이 형성된다. 따라서 정전기력에 의해 현상영역(A)를 통과하여 정전잠 상으로 이동하는 미세한 현상제(11) 입자는 상기와 같이 형성된 공기 흐름(F1,F2)에 의해 교란되고 특히 대전량이 불충분한 현상제(11) 입자의 경우는 정전기력에 비해 공기 흐름의 영향이 더 커져 정전잠상으로 이동하지 않고 상담지체(30)의 비화상영역으로 달라 붙거나 공기 흐름을 따라 화상형성장치 내부로 비산되어 장치 내부를 오염시키는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 화상형성장치 내부의 현상제 비산으로 인한 화상형성장치 내부 및 인쇄용지의 오염과 화상품질 저하를 개선하기 위한 화상형성장치의 현상제 비산방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 화상형성장치의 현상제 비산방지장치는, 현상유닛에 수납된 현상제를 현상제 이송체를 통해 상담지체로 전달하는 과정 중에 발생되는 비산 현상제를 포집하는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치에 있어서, 상기 상담지체의 회전방향 하류에 상기 상담지체와 일정 간격 이격되어 회동가능하게 설치되는 비산방지 다면 회전체; 및 상기 비산방지 다면 회전체에에 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 비산방지 다면 회전체는, 도전성 재질로 형성되며, 주기적으로 회동하여 상기 상담지체와 대면되는 면을 교체할 수도 있고, 일정 속도로 회전하면서 상기 상담지체와 대면되는 면을 교체하는 것도 가능하다.

이 때, 상기 비산방지 다면 회전체는, 상담지체 회동에 의해 발생되는 기류와 반대방향의 기류를 발생하도록, 상기 상담지체와 동일한 회전방향으로 회동하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상담지체와의 거리가 상기 상담지체와 현상유닛 사이의 거리보다 가까운 것이 좋다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 참고로, 종래기술과 동일한 작용을 하는 유닛은 이해를 돕기 위해 동일한 참조부호를 인용하여 설명한다.

도 2a에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 현상유닛은, 현상 케이스(C) 내부에 설치되는 현상제 수용부(10)와, 현상제 공급유닛(20)과, 상담지체(30)와, 폐현상제 수거유닛(40) 및 현상제 비산방지장치(100)를 포함한다.

상기 현상제 수용부(10)에는, 분말상태의 현상제(11)가 수납되어 소정의 교반과정을 포함하는 현상제 공급유닛(20)에 의해 상담지체(30)로 전달된다. 그리고, 현상제(11)로는 바인더 수지로 폴리에스터(Polyester) 수지를 사용하는 1성분 비자성 현상제(11)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 현상제 공급유닛(20)에 전압을 인가하여 현상제(11)에 전원을 공급하는 전원공급부(110)에는 일정 전압의 교류전압이 직류전압과 중첩되어 인가되는 것이 좋다.

상기 현상제 공급유닛(20)은, 실리콘 또는 우레탄으로 형성된 공급롤러(21)와, 도전성 고무 롤러 또는 원통형 알루미늄 롤러를 샌드브라스트(Sand Blast) 처리 후 Ni 도금한 현상롤러(22)를 포함한다. 또한, 현상제층 규제부재(23)는 탄성 력을 갖는 스테인리스 박판(두께 0.06 ∼ 1.0 mm)을 L자로 절곡하여 이를 스틸 강판에 레이저 용접하여, 상기 현상롤러(22)를 10~50g/cm의 압력으로 가압할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 설치된 현상제층 규제부재(23)는, 현상제 공급유닛(20)의 회전에 의해 스테인리스 박판이 도시된 바와 같이 휘어지면서 변형이 발생하고, 이에 의한 탄성력이 현상제 공급유닛(20)에 작용하여 일정한 선압(Line Force)으로 현상제 공급유닛(20)을 가압한다.

상기 상담지체(30)는, 대전수단(31)의 방전에 의해 상담지체(30)의 표면을 전기적으로 균일하게 대전된다. 바람직하게는, 상기 대전수단(31)으로 전원이 인가되는 도전성 고무롤러를 상담지체(30)에 접촉시켜 상기 상담지체(30)의 표면전위가 약 -600 ∼ -700V 범위 내에서 일정한 전위를 유지하도록 전압을 인가하는 것이 좋다. 그리고, 대전된 상기 상담지체(30)는, 현상제 공급유닛(20)과 현상영역(A)에서 약 150㎛ ∼ 300㎛ 정도의 간격으로 이격되는 것이 바람직 한데, 이를 위해 현상제 공급유닛(20)에 소정의 스페이서(미도시)를 설치하는 것이 좋다. 상기 스페이서는 도시되지는 않았지만, 디스크 형상으로 구비되어 상기 현상제 공급유닛(20)과 상담지체(30) 사이에 일정 간격을 유지하도록 한다.

따라서, 상기 현상제 수용부(10)에 수용된 현상제(11)는 공급롤러(21)에 의해 현상롤러(22)로 이송되어 현상롤러(22)가 회전함에 따라 상담지체(30)와 현상롤러(22)에 의해 형성된 현상영역(A)으로 반송된다. 이 때, 현상롤러(22)의 상측에 설치한 현상제층 규제부재(23)는, 현상롤러(22)에 일정한 두께의 토너층을 유지한다. 이후 상담지체(30)가 회전함에 따라 현상영역(A)를 지나면서 현상롤러(22) 상 에 형성된 현상제(11)를 끌어당겨 정전잠상에 붙임으로써 상담지체(30)상에 가시화상을 형성한다.

한편, 소정의 급지장치에서 이송되어 온 인쇄매체(P)가, 상기 상담지체(30)와 접촉회전되는 전사수단(35)으로 진입하면 전사수단(35)에 인가된 고압에 의한 공기방전에 의해 상담지체(30) 표면의 정전잠상에 부착된 현상제(11)의 가시화상은 정전기력에 의해 인쇄매체(P)로 이동한다. 이와 같이 인쇄매체(P)로 이동된 현상제(11)의 가시화상은 정착수단(F)으로 보내지고 정착수단(F)의 열과 압력에 의해 인쇄매체(P)에 정착이 된다. 그리고, 인쇄매체(P)로 전달되지 못한 현상제(11)는 폐현상제 수거유닛(40)으로 회수되고, 클리닝 블레이드(41)에 의해 상기 상담지체(30)의 표면에서 제거된다.

그런데, 상기 현상제 이송유닛(20)에서 상담지체(30)로 현상제(11)가 이송되는 과정중에는 미립자 상태의 현상제(11)가 상담지체(30)로 부착되지 않고 비산되는 비산 현상제(11a)가 발생된다. 상기 비산 현상제(11a)가 화상형성장치 내부를 오염시키는 것을 방지하기 위해 비산 방지부재(100)가 마련된다.

상기 비산 방지부재(100)는, 도 2a 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상담지체(30)의 회전방향 하류에 상기 상담지체(30)와 일정 간격 이격되어 회동가능하게 설치되는 비산방지 다면 회전체로 마련된다. 즉, 상기 상담지체(30)와 대응되는 길이의 롤러 부재의 단면이, 복수의 꼭지점을 가지는 다면체로 형성되되, 각각의 상기 상담지체(30)와 대면되는 면은 그 단면이 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 상담지체(30)의 단면을 형성하는 원호의 크기와 대응되는 원주율을 가 지도록 그 면의 중심부가 오목하게 마련되는 것이 바람직하다. 이와 같이 비산 방지부재(100)를 다면의 회전체를 사용한 이유는, 상담지체와 비산방지부재 사이에 작용하는 전계를 강하게, 오랜시간 지속시킬 수 있도록 하기 위한 것으로, 만일 상기 비산 방지부재(100)의 단면이 원형일 경우에는 강한 전계를 오랜시간 지속시킬 수 없기 때문이다.

이와 같은 비산 방지부재(100)는, 일정 주기를 가지고 회전하면서, 상기 상담지체(30)와 대면되는 면을 교체할 수도 있고, 일정 속도로 회전하면서 연속적으로 상기 상담지체(30)와 대면되는 면을 교체할 수도 있다. 만일, 비산 방지부재(100)를 일정 속도로 회전시킬 경우, 그 회전방향은 도 2a에 도시된 화살표 방향으로 하는 것이 바람직한데, 이는 상기 비산 방지부재(100)가 상담지체(30)와 동일한 방향으로 회동하면서 발생되는 기류에 의해 비산되는 현상제(11a)를 일부는 상담지체(30)로, 일부는 비산 방지부재(100)로 분산 시켜 현상유닛(20) 내부의 오염을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 비산 방지부재(100)는, 상기 상담지체(30)와의 거리가 상기 상담지체(30)와 현상유닛(20) 사이의 거리보다 가깝도록 설치되는 것이 좋은데, 바람직하게는, 상기 비산 방지부재(100)와 상담지체(30)와의 거리는 200㎛ 내외로 이격되는 것이 좋다.

상기와 같이 구성된 비산 방지부재(100)는, 도전성을 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 현상유닛(20)에 전원을 공급하는 전원공급부(110)에 의해 직류와 교류가 중첩된 전원을 인가받는다. 따라서, 상기 비산 방지부재(100)는, 현상유닛(20)과 동일한 전원을 공급하는 것이 가능하며, 필요에 따라 제너 다이오드(zener diode) 등을 이용하여 전위차를 줄 수도 있다. 즉, 마이너스 극성(-)의 현상제(11)를 사용할 경우, 현상유닛(20)에 인가되는 전압보다 평균전압이 낮도록 전압을 인가하고, 플러스 극성(+)의 현상제(11)를 사용할 경우, 현상유닛(20)에 인가되는 전압보다 높게 전압을 인가한다.

상기 전원공급부(110)는, 상담지체(30)의 표면전위 보다는 작고 노광 전위(상담지체(30)에 광신호가 주사된 부분의 전위) 보다는 큰 약 -300 ∼ -600 V 범위의 직류전압을 인가한다. 또한 현상제에 전원을 공급하는 제 2 전원공급부(120)는, Vpp(Peak to Peak Voltage) = 1.0 ∼ 2.0 kV, 주파수(f) = 1.5 ∼ 3.0 kHz, Duty Ratio = 25 ∼ 40% 의 사각파형(Rectangular)이 되도록 직류전압에 교류전압을 중첩한 전원을 인가한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 현상장치는 도시된 바와 같이 상담지체(30)와, 현상제 공급유닛(20)이 서로 대향하고 있고 현상영역(A)에서 일정한 간격(Gap)을 유지하고 있으며, 같은 방향(With Direction)으로 회전한다. 이때 충분한 현상제(11)가 상담지체(30)로 이동하도록 현상제 공급유닛(20)의 회전속도를 상담지체(10)보다 약 1.2 ∼ 1.6배 정도 빠르게 하는 것이 좋다.

그리고, 현상제 수용부(10) 내의 현상제(11)는 공급롤러(21)에 의해 현상제 공급유닛(20)에 공급되고 현상제층 규제부재(23) 통과 시 마찰대전에 의해 적정한 대전량을 갖게 되며 또한 현상제층 규제부재(23)에 의해 통과 후 현상제 공급유닛(20) 상의 현상제는 단위면적당 현상제 양이 일정하게 규제된다. 이와 같 이 규제된 현상제는 현상제 공급유닛(20)에 의해 현상영역(A)으로 이송되고 현상제 전원공급부(10)를 통해 현상제 공급유닛(20)에 인가된 사각파형의 전압에 의해 현상영역(A)을 왕복 운동하면서 상담지체(30) 상의 정전잠상에 부착하여 가시화상을 만든다.

이와 같은 현상제의 빠른 왕복 운동 시 종래기술의 경우는 상담지체(30)의 표면을 따라 현상영역(A)에 대해 하류 방향으로 공기 유동이 발생하고 이 과정에서 대전량이 불충분한 현상제 입자는 공기 유동을 타고 현상영역(A)을 벗어나 비산된다. 또한, 급지장치에 의해 이송되어 온 인쇄매체(P)가 전사수단(35)으로 진입하는 과정에서 인쇄매체(P) 표면을 타고 들어오는 공기 유동이 상기의 유동과 서로 만나 공기 유동이 왜곡, 굴절되어 기기 내부로 흩어지고 이에 따라 비산되는 현상제가 기기 내부를 오염시켰다.

현상제에 전원을 공급하는 전원공급부(110)의 전압을 현상제 공급유닛(20)에 인가하지 않으면 현상영역(A)에서의 현상제 왕복 운동은 발생하지 않고 따라서 상담지체(30)가 회전운동을 하여 공기 유동이 발생하여도 현상제 비산은 발생하지 않는다.

따라서, 본 발명에 의한 현상유닛에 의하면, 종래 기술 문제점의 근본적인 원인이 되는 상담지체(30)의 표면을 따라 현상영역(A)에 대해 하류 방향으로 흐르는 공기 유동을 제거하기 위해 현상제 공급유닛(20)와 전사수단(35) 사이에 비산 방지부재(100)을 다면 회전체를 가지는 형태로 만들어 상담지체(30)에 일정간격 이격시켜 현상제(11)의 비산을 방지할 수 있다. 이 때, 전원공급부(110)를 통해 비산 방지부재(100)에 인가하는 전압은 상담지체(30)의 노광 전위 보다는 큰 전압을 인가하기 때문에 전위차에 의해 화상영역의 현상제가 비산 방지부재(100)로 부착하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상담지체(30)의 표면전위 보다는 작은 전압을 인가하기 때문에 전위차에 의해 상담지체(30) 상의 비화상영역에 부착한 미대전 현상제를 비산 방지부재(100)로 회수할 수도 있다.

이와 같이 회수한 현상제는 비산 방지부재(100)에 의해 이송되어 화상영역과 일치할 경우 소모되고, 소모되지 않고 비산 방지부재(100)에 누적된다. 그런데, 프린트 매수가 증가하게 되면, 비산방지 다면 회전체로 구비된 상기 비산 방지부재(100)의 상담지체(30)에 대면되는 면에는 마이너스(-) 극성을 가지는 현상제(11)가 쌓이게 되므로, 비산된 현상제(11)를 포획하는 능력이 떨어질 뿐 아니라, 축적된 현상제(11)가 상담지체(30) 상의 화상면에 재부착하는 현상이 발생되어, 화상부 및 그 주변에 현상제(11)가 부착되어 화상오염이 발생된다. 따라서, 비산 방지부재(100)는 주기적으로 상기 상담지체(30)와 대면되는 면이 교체될 수 있도록 회동하도록 하여, 과도하게 비산 현상제(11)가 상기 비산 방지부재(100)에 누적되는 것을 방지한다.

이와 같은 과정을 통하여 현상제 비산 문제를 근원적으로 해결할 수 있으며, 비화상영역에 부착된 현상제를 제거함으로써 보다 우수한 화상품질을 얻을 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 화상형성장치의 현상제 비산방지장치에 의하면, 현상영역에서 발생되는 현상제 비산이 방지되어 화상형성장치 내부의 오염을 막을 수 있으며, 인쇄매체의 비화상영역에 원하지 않는 현상제가 부착되는 것이 방지되어 화상품질이 개선될 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 현상유닛에 수납된 비자성 현상제를 현상제 이송체를 통해 상담지체로 전달하는 과정 중에 발생되는 비산 현상제를 포집하는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치에 있어서,

   상기 상담지체의 회전방향 하류에 상기 상담지체와 일정 간격 이격되어 회동가능하게 설치되는 비산방지 다면 회전체; 및

   상기 비산방지 다면 회전체에에 직류와 교류가 중첩된 전압을 인가하는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비산방지 다면 회전체는,

   도전성 재질로 형성되며, 주기적으로 회동하여 상기 상담지체와 대면되는 면을 교체하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 비산방지 다면 회전체는,

   도전성 재질로 형성되며, 일정 속도로 회전하면서 상기 상담지체와 대면되는 면을 교체하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 비산방지 다면 회전체는,

   상담지체 회동에 의해 발생되는 기류와 반대방향의 기류를 발생하도록, 상기 상담지체와 동일한 회전방향으로 회동하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 비산방지 다면 회전체는,

   상기 상담지체와의 거리가 상기 상담지체와 현상유닛 사이의 거리보다 가까운 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상제 비산방지장치.

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