KR100739707B1

KR100739707B1 - 현상카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치

Info

Publication number: KR100739707B1
Application number: KR1020050048114A
Authority: KR
Inventors: 설광조
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-04
Filing date: 2005-06-04
Publication date: 2007-07-13
Also published as: US7949286B2; JP2006338029A; KR20060126315A; US20060275054A1

Abstract

현상카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치가 개시된다. 개시된 현상카트리지는 복수의 오거가 설치된 수용부, 수용부의 후방으로 연장되어, 토너카트리지와 수용부를 연결하는 토너공급부와, 토너공급부에 마련되어 복수의 오거 중 어느 하나와 연동하여 회전되면서 토너카트리지로부터 토너공급부에 제공된 토너를 수용부로 이송시키는 이송수단을 구비한다.

Description

현상카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치{Development cartridge and electrophotographic image forming apparatus using the same}

도 1은 본 발명에 따른 이송수단을 채용한 현상카트리지가 적용되는 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 복수의 현상카트리지의 토너공급부의 배치를 도시한 사시도,

도 3은 도 1에 도시된 현상카트리지와 토너카트리지의 구성을 도시한 분해사시도,

도 4는 도 3에 도시된 이송수단을 확대 도시한 부분사시도,

도 5는 도 3에 도시된 이송수단을 도시한 단면도,

도 6은 도 1에 도시된 현상카트리지를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10.....감광드럼 20.....현상카트리지

21.....현상롤러 22.....공급롤러

23,24......오거 25.....토너공급부

26...규제블레이드 27.....공급구

28.....이송수단 281....회전축

282.....주날개 283....보조날개

284.....상부돌기부 285.....하부돌기부

30.....토너카트리지 31.....유출구

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칼라화상을 형성하기 위하여 순차적으로 구동되는 복수의 현상카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자사진방식 화상형성장치는 일정한 전위로 대전된 감광매체에 광을 주사하여 원하는 화상에 대응하는 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상을 토너를 이용하여 토너화상으로 현상한 후에 현상된 화상을 용지에 전사 및 융착시켜 원하는 칼라화상을 형성하는 장치이다.

칼라화상형성장치에 사용되는 색상은 옐로우(Y:yellow), 마젠타(M:megenta), 시안(C:cyan) 및 블랙(K:black)이며, 이러한 색상들이 중첩되면서 원하는 칼라화상을 구현한다. 따라서, 칼라화상형성장치는 4가지의 색상의 토너를 각각 저장하고 있는 4개의 현상카트리지를 필요로 한다.

이러한 4개의 현상카트리지가 장착되는 칼라화상형성장치는 단색의 화상을 구현하는 단색 화상형성장치에 비하여 그 부피가 클 뿐만 아니라 구조적으로 복잡한 구성을 가지고 있다.

한편, 현상카트리지는 토너를 저장하고 있을 뿐만 아니라 정전잠상을 현상하는 현상롤러 등 여러 구성품들이 장착되어 있다. 토너를 다 사용한 후에는 새 토너가 저장된 다른 현상카트리지로 교체하여야 한다.

그런데, 토너의 수명에 비하여 다른 구성품들의 수명이 더 길기 때문에, 토너를 다 사용한 후에 현상카트리지를 교체하게 되면 다른 구성품들의 수명이 아직 남아 있는데도 불구하고 현상카트리지를 교체하게 되어 경제적이지 않다.

그러므로, 토너만을 별도로 공급받음으로써, 현상카트리지를 제 수명대로 사용할 수 있는 방법이 강구되고 있다. 즉, 토너가 저장된 토너카트리지와 현상카트리지를 분리하여, 토너를 다 사용한 후에는 새 토너가 저장된 토너카트리지를 교체함으로써 새 토너를 공급하고, 현상카트리지는 그 수명을 다 할 때까지 지속적으로 사용하는 것이다.

한편, 여기서 문제가 되는 것은 토너카트리지를 현상카트리지에 착탈 가능하게 마련함으로써, 4개의 현상카트리지와 토너카트리지를 그 기능을 발휘할 수 있도록 어떻게 효율적으로 화상형성장치에 배치(layout)하는 것과 토너카트리지에 저장된 토너를 현상카트리지에 안정적으로 공급할 수 있느냐이다.

특히, 후자의 경우에, 토너카트리지로부터 현상카트리지에 토너를 공급되는 방식은 일반적으로 자유낙하방식을 이용하고 있다. 자유낙하방식은 토너카트리지에 저장된 토너가 현상카트리지에 중력을 이용하여 떨어짐으로써 토너를 공급하는 방식으로, 토너를 현상카트리지의 구성부품위로 떨어져야 원활하게 토너를 현상롤러에 공급될 수 있다.

하지만, 화상형성장치의 배치 상 토너카트리지로부터 떨어지는 토너가 현상카트리지의 구성품에 직접 떨어지지 않을 수도 있는데, 떨어진 지점으로부터 현상카트리지의 구성품까지 거리가 멀어서 토너가 원활하게 공급되기 어렵다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 토너카트리지로부터 현상카트리지로 토너가 원활하게 공급될 수 있도록 토너의 주입구로부터 현상카트리지본체로 토너를 이송시킬 수 있는 토너이송부를 구비하는 토너카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 현상카트리지는 토너카트리지로부터 공급되는 토너를 이용하여 감광매체를 현상시키는 현상카트리지에 있어서,

복수의 오거가 설치된 수용부;

상기 수용부의 후방으로 연장되어, 상기 토너카트리지와 상기 수용부를 연결하는 토너공급부와;

상기 토너공급부에 마련되어, 상기 복수의 오거 중 어느 하나와 연동하여 회전되면서 상기 토너카트리지로부터 토너공급부에 제공된 토너를 상기 수용부로 이송시키는 이송수단;을 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 이송수단은 회전 축을 중심으로 방사형으로 배치된 복수의 주날개를 구비하여, 상기 주날개가 상기 오거와 접촉하면서 회전된다.

본 발명에 따르면, 상기 복수의 주날개의 상하측에는 각각 적어도 하나 이상의 돌기부가 마련되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 복수의 주날개는 각각 회전방향으로 돌출된 적어도 하나 이상의 보조날개를 더 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 보조날개는 상기 주날개와 예각범위 내의 각을 이룬다.

본 발명에 따르면, 상기 이송수단은 상기 토너공급부에 마련되어 있다.

본 발명에 따른 현상카트리지를 채용한 전자사진방식 화상형성장치는 감광매체, 복수의 토너카트리지와, 상기 복수의 토너카트리지로부터 각각 토너를 공급받아 감광매체를 현상시키는 복수의 현상카트리지를 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 이송수단을 채용한 현상카트리지가 적용되는 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 복수의 현상카트리지의 토너공급부의 배치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 현상카트리지와 토너카트리지의 구성을 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 이송수단을 확대 도시한 부분사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 이송수단을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 1에 도시된 현상카트리지를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 화상형성장치는 감광드럼(10), 복수의 현상카트리지(20), 복수의 토너카트리지(30), 중간전사벨트(51), 제1전사롤러(54), 제2전사롤러(60) 및 정착기(70)를 구비한다.

상기 감광드럼(10)은 원통형상의 금속제 드럼의 외주에 광도전성층이 형성된 것이다. 상기 감광드럼(1) 대신에 감광벨트가 채용될 수도 있다. 상기 감광드럼(10)의 외주에 인접하여 상기 감광드럼(10)을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예인 대전롤러(11)가 설치되어 있다. 전사 후에 상기 감광드럼(10)에 잔류되는 토너를 제거하는 클리닝수단(12)이 마련되어 있다.

상기 대전롤러(11)는 상기 감광드럼(10)의 외주면과 접촉 또는 비접촉 상태로 회전하면서 전하를 공급하여 상기 감광드럼(10)의 외주면을 균일한 전위로 대전시킨다. 대전롤러(11) 대신에 코로나 방전기(corona charger)가 채용될 수도 있다. 노광유닛(40)은 균일한 전위를 가지도록 대전된 상기 감광드럼(10)에 화상정보에 해당되는 광을 주사하여 정전잠상을 형성한다. 상기 노광유닛(40)은 일반적으로 레이저 다이오드(laser diode)를 광원으로 사용하는 광주사장치(LSU: Laser Scanning Unit)가 사용된다.

상기 복수의 토너카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)는 옐로우(Y:yellow), 마젠타(M:magenta), 시안(C:cyab), 블랙(K:black) 색상의 토너가 각각 수용되어 있다. 상기 복수의 현상카트리지(20Y, 20M, 20C, 20K)는 상기 복수의 토너카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)로부터 각각 색상에 대응하는 토너를 공급받아 상기 감광드럼(10)에 형성된 정전잠상을 현상한다.

상기 현상카트리지(20)는 상기 감광드럼(10)과 현상갭 만큼 이격된 현상롤러(21)를 구비한다. 현상갭은 수십 내지 수백 미크론 정도인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 화상형성장치는 상기 복수의 현상카트리지(20Y, 20M, 20C, 20K)가 순차적으로 작동되어 화상을 형성하는 멀티패스방식이다. 멀티패스방식은 선택된 현상카트리지(20K)의 현상롤러(21)에는 현상바이어스가 인가되고 나머지 현상카트리지(20Y, 20M, 20C)의 현상롤러(21)에는 현상바이어스가 인가되지 않거나 또는 토너의 현상을 방지하기 위한 현상방지바이어스가 인가될 수 있다. 또, 선택된 현상카트리지(20K)의 현상롤러(21)만이 회전되고 나머지 현상카트리지(20Y, 20M, 20C)의 현상롤러(21)는 회전되지 않을 수도 있다.

상기 복수의 현상카트리지(20Y, 20M, 20C, 20K)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 감광매체(10)의 주행방향으로 나란하게 설치된다. 상기 복수의 현상카트리지(4Y, 4M, 4C, 4K)의 토너공급부(25)는 상기 수용부(29)의 길이방향으로 서로 어긋나게 위치되어 있어, 상기 복수의 토너카트리지(20Y, 20M, 20C, 20K)가 서로 간섭되지 않도록 배치될 수 있다.

즉, 아래쪽에 위치되는 3개의 현상카트리지(20M, 20C, 20K)는 적어도 일부가 그 위쪽에 위치된 현상기(20Y, 20M, 20C)에 의하여 점유되는 높이를 공유하기 때문에 상기 복수의 토너카트리지(20Y, 20M, 20C, 20K)로 인한 화상형성장치의 높이의 증가를 최소화할 수 있다. 또, 상기 복수의 토너카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)를 착탈하는 경우에 상기 현상카트리지(20Y, 20M, 20C, 20K)와의 간섭이나 상기 토너카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)끼리의 간섭이 없도록 배치할 수 있다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 현상카트리지(20)는 상기 현상롤러(21), 공급롤러(22) 및 복수의 오거(23)(24)가 설치되는 수용부(29)와 상기 수용부(29)와 상기 토너카트리지(30)를 연결하는 토너공급부(25)와 토너를 상기 수용부(29)로 이 송시키는 이송수단(28)을 구비한다.

상기 현상롤러(21)는 상기 감광매체(10)에 형성된 정전잠상을 토너를 이용하여 현상한다. 상기 현상롤러(21)의 상측에는 상기 현상롤러(21)의 외주면에 부착되는 토너의 두께를 규제하는 규제블레이드(26)가 설치되어 있다.

상기 공급롤러(22)는 상기 현상롤러(21)와 접촉되어 회전되면서 마찰대전에 의하여 토너(비자성 토너)를 상기 현상롤러(21)에 부착시킨다.

상기 복수의 오거(23)(24)는 상기 토너공급부(25)를 통하여 공급되는 토너를 상기 현상롤러(21)쪽으로 공급하는 것으로, 다수의 회전날개(241)가 마련되어 있다. 상기 복수의 오거(23)(24)는 그 이송방향이 서로 반대방향인 것이 바람직하다.

상기 토너공급부(25)는 상기 수용부(29)로부터 후방으로 연장되어 있으며, 상측에는 상기 토너카트리지(30)로부터 토너를 공급받는 공급구(27)가 마련되어 있다. 상기 토너카트리지(30)에는 상기 공급구(27)와 연통하는 유출구(31)가 마련되어 있다. 상기 토너카트리지(30)는 상기 유출구(31)를 개폐시키는 셔터(미도시)를 구비한다. 상기 토너카트리지(30)가 상기 현상카트리지(20)에 장착되면 셔터는 상기 유출구(31)를 개방하고, 상기 토너카트리지(30)가 상기 현상카트리지(20)로부터 분리되면 상기 유출구(31)를 막는다.

상기 이송수단(28)은 상기 토너공급부(25)에 회전 가능하도록 설치되어 있으며, 복수의 주날개(282), 복수의 보조날개(283) 및 복수의 돌기부(284)(285)를 구비한다.

상기 복수의 주날개(282)는 회전축(281)에 대하여 방사형으로 배치되어 있다. 상기 각 주날개(282)는 상기 오거(24)의 회전날개(241)에 부딪힐 수 있도록 설치되어 있어, 상기 오거(24)가 회전되면 상기 회전날개(241)가 상기 주날개(282)와 부딪히므로 상기 주날개(282)는 화살표방향으로 회전되면서 토너를 상기 수용부(29)쪽으로 이송시킨다.

상기 주날개(282)는 상기 오거(24)의 회전날개(241)와 부딪히면서 구동되도록 하기 위해서는 탄성변형이 가능한 재질로 이루어지는 것이 좋은데, 고무 또는 연성플라스틱으로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 복수의 보조날개(283)는 상기 주날개(282)의 끝 부분에 상기 주날개(282)의 회전방향으로 돌출되도록 마련되어 있다. 상기 복수의 보조날개(283)는 상기 주날개(282)가 회전될 때 같이 회전되면서 토너를 더 많이 이송시키는 역할을 한다. 상기 보조날개(283)는 상기 주날개(282)에 대하여 다양한 각도를 이루도록 마련될 수 있으며, 예각(acute angle)범위 내에 있는 것이 바람직하다.

상기 복수의 돌기부(284)(285)는 상기 주날개(282)의 상하측에 각각 돌출되도록 마련되어 있다. 상부돌기부(284)는 상기 공급부(25)의 하측을 지나가면서 상기 유출구(31)로부터 상기 공급구(27)로 유입되는 토너를 진동시켜 상기 토너공급부(25)로 떨어지게 한다. 하측돌기부(285)는 상기 토너공급부(25)의 바닥면(251)을 훑고 지나가면서 토너를 쓸어서 상기 수용부(29)쪽으로 이송시키는 역할을 한다.

상기 중간전사벨트(51)는 지지롤러(52)(53)들에 의하여 지지되어 상기 감광 드럼(10)의 회전 선속도와 동일한 주행선속도로 주행된다. 상기 중간전사벨트(51)의 길이는 화상형성장치에 사용되는 최대 크기의 용지(P)의 길이와 같거나 적어도 그보다 길어야 한다.

상기 제1전사롤러(54)는 상기 감광드럼(10)과 대면되며, 상기 감광드럼(10)에 현상된 토너화상을 상기 중간전사벨트(51)로 전사시키기 위한 제1전사바이어스가 인가된다. 상기 제2전사롤러(60)는 상기 중간전사벨트(51)와 대면되도록 설치된다. 상기 제2전사롤러(60)는 상기 감광드럼(10)으로부터 상기 중간전사벨트(51)에 토너화상이 전사되는 동안에는 상기 중간전사벨트(51)로부터 이격되어 있다가, 상기 중간전사벨트(51)에 토너화상이 완전히 전사되면 상기 중간전사벨트(51)와 소정 압력으로 접촉된다. 상기 제2전사롤러(60)에는 토너화상을 용지로 전사시키기 위한 제2전사바이어스가 인가된다.

상기 정착기(70)는 용지에 전사된 토너화상에 열과 압력을 가하여 토너화상을 용지에 융착시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 현상카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치는 토너공급구에 토너를 수용부로 이송시키는 이송수단을 구비하여 토너의 공급을 원활하게 하여 화상의 품질의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

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

Claims

토너카트리지로부터 공급되는 토너를 이용하여 감광매체를 현상시키는 현상카트리지에 있어서,

복수의 오거가 설치된 수용부;

상기 수용부의 후방으로 연장되어, 상기 토너카트리지와 상기 수용부를 연결하는 토너공급부와;

상기 토너공급부에 마련되어, 상기 복수의 오거 중 어느 하나와 연동하여 회전되면서 상기 토너카트리지로부터 상기 토너공급부에 제공된 토너를 상기 수용부로 이송시키는 이송수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제 1항에 있어서,

상기 이송수단은

회전 축을 중심으로 방사형으로 배치된 복수의 주날개를 구비하여,

상기 주날개가 상기 오거와 접촉하면서 회전되는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제 2항에 있어서,

상기 복수의 주날개의 상하측에는 각각 적어도 하나 이상의 돌기부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 복수의 주날개는 각각 회전방향으로 돌출된 적어도 하나 이상의 보조날개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제 4항에 있어서,

상기 보조날개는 상기 주날개와 예각범위 내의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제 1항에 있어서,

상기 이송수단은 상기 토너공급부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
감광매체, 복수의 토너카트리지와, 상기 복수의 토너카트리지로부터 각각 토너를 공급받아 감광매체를 현상시키는 복수의 현상카트리지를 구비하는 전자사진방식 화상형성장치에 있어서,

상기 현상카트리지는

복수의 오거가 설치된 수용부;

상기 수용부의 후방으로 연장되어, 상기 토너카트리지와 상기 수용부를 연결하는 토너공급부와;

상기 토너공급부에 마련되어, 상기 복수의 오거 중 어느 하나와 연동하여 회전되면서 상기 토너카트리지로부터 상기 토너공급부에 제공된 토너를 상기 수용부로 이송시키는 이송수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 7항에 있어서,

상기 이송수단은

회전 축을 중심으로 방사형으로 배치된 복수의 주날개를 구비하여,

상기 주날개가 상기 오거와 접촉하면서 회전되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 8항에 있어서,

상기 복수의 주날개의 상하측에는 각각 적어도 하나 이상의 돌기부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 8항 또는 제 9항에 있어서,

상기 복수의 주날개는 각각 회전방향으로 돌출된 적어도 하나 이상의 보조날개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 10항에 있어서,

상기 보조날개는 상기 주날개와 예각범위 내의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 7항에 있어서,

상기 이송수단은 상기 토너공급부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.