KR101014666B1

KR101014666B1 - 전자사진방식 화상형성장치

Info

Publication number: KR101014666B1
Application number: KR1020040035166A
Authority: KR
Inventors: 김경환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2011-02-16
Also published as: KR20050110224A

Abstract

개시된 전자사진방식 화상형성장치는, 감광드럼과, 노광유닛과, 각각 감광드럼의 외주로부터 현상갭 만큼 이격되게 위치되어 감광드럼에 대해 역방향으로 회전되는 현상롤러를 구비하고 상하방향으로 나란하게 위치되는 다수의 현상유닛과, 각 현상유닛에 수평방향에 대해 45도 이상의 각도로 하향경사지게 결합되어 각 현상유닛으로 서로 다른 색상의 토너를 공급하는 다수의 토너키트와, 감광드럼으로부터 현상된 화상이 전사되는 중간전사벨트를 포함하여, 멀티패스방식에 의하여 칼라화상을 인쇄한다.

Description

전자사진방식 화상형성장치{Electrophotographic image forming apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 구성도.

도 2는 현상유닛과 토너키트를 상세히 도시한 단면도.

도 3은 규제 블레이드사 카운타 방식으로 설치된 현상유닛을 도시한 단면도.

도 4는 토너유도부재의 일 실시예를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 다른 실시예를 도시한 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1......감광드럼 2......대전롤러

3......노광유닛 4......현상유닛

5......토너키트 6......중간전사벨트

7a, 7b......제1, 제2전사롤러 8, 9......클리닝 블레이드

10......정착기 11......현상롤러

12......공급롤러 13......규제 블레이드

14......교반기 15......결합부

16......토너유도부재 20......전원공급유닛

30......급지카세트 31......픽업롤러

32......배출롤러 33......트레이

34a, 34b......이송롤러 40......이송경로

50, 60......도어

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로서, 특히 멀티패스방식으로 칼라화상을 형성하는 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자사진방식을 이용하는 칼라화상형성장치는, 일정한 전위로 대전된 감광매체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상을 소정 색상의 토너(toner)로 현상한 후에 현상된 화상을 용지에 전사 및 정착시켜 칼라화상을 형성하는 장치를 말한다. 컬러화상형성장치에 사용되는 토너의 색상은 통상적으로 옐로우(Y;yellow), 마젠타(M;magenta), 시안(C;cyan) 및 블랙(K;black) 이다. 따라서 상기 4가지 색상의 토너를 정전잠상에 부착시키기 위해 4개의 현상유닛이 필요하다.

칼라화상을 형성하는 방식에는 각각 4개의 노광유닛과 감광매체을 구비하는 싱글패스(single pass)방식과 하나의 노광유닛과 감광매체를 구비하는 멀티패스(multi-pass)방식이 있다. 싱글패스방식의 칼라화상형성장치는 칼라인쇄시와 흑백인쇄시에 소요되는 시간이 동일하다. 따라서 고속 칼라화상형성장치에 주로 사용된다. 그러나, 4개의 노광유닛과 4개의 감광드럼을 구비하여야 하므로 가격이 비싸진다. 이러한 문제로 인해 비교적 저속영역에서 동작하는 칼라화상형성장치는 하나의 감광드럼과 하나의 노광유닛을 구비하고 각 색상에 대해 노광, 현상, 전사를 반복하여 중간전사매체 상에 칼라토너화상을 형성하고 이를 용지로 전사, 정착시키는 멀티패스방식을 채용하고 있다. 멀티패스방식의 칼라화상형성장치는 각 색상에 해당하는 현상유닛의 배치 및 절환방식에 따라 로터리(rotary)방식과 슬라이더(slider)방식이 있다.

로타리방식은 일명 터렛방식이라고도 하는데, 90도 간격으로 배치된 4개의 현상유닛을 터렛이라고 하는 회전체를 사용하여 순차적으로 감광체와 대면시켜 현상하는 방식이다. 슬라이딩 방식은 감광매체로부터 소정거리 이격되게 배치된 4개의 현상유닛이 차례로 감광매체쪽으로 전진하여 현상하는 방식이다.

로타리 방식의 화상형성장치 내에는, 4개의 현상유닛이 배치된 터렛이 회전되어야 하므로 터렛을 회전시키기 위한 구동장치가 차지하는 공간과 터렛의 회전을 위한 공간이 확보되어야 한다. 또한, 슬라이딩 방식의 화상형성장치 내에는 현상유닛이 수평방향으로 전진/후퇴하시키기 위한 구동장치가 차지하는 공간과 현상유닛의 이동공간이 획보디어야 한다. 따라서, 두 방식 모두 화상형성장치의 소형화에는 불리하다. 또한, 터렛을 회전시키거나 현상유닛을 전진/후퇴시키기 구동장치에 의하여 야기되는 소음과 진동은 장치의 수명이 단축시킬 뿐 아니라 화상품질에도 악영향을 미치게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 개인용으로 사용이 가능하도록 크기와 무게를 최소화한 멀티패스 방식의 전자사진방식 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자사진방식 화상형성장치는, 감광드럼; 상기 감광드럼에 광을 주사하여 정전잠상을 형성시키는 노광유닛; 각각 상기 감광드럼의 외주로부터 현상갭 만큼 이격되게 위치되어 상기 감광드럼에 대해 역방향으로 회전되는 현상롤러를 구비하고, 상하방향으로 나란하게 위치되어 상기 정전잠상을 현상시키는 다수의 현상유닛; 상기 각 현상유닛에 수평방향에 대해 45도 이상의 각도로 하향경사지게 결합되어 상기 각 현상유닛으로 서로 다른 색상의 토너를 공급하는 다수의 토너키트; 상기 감광드럼으로부터 현상된 화상이 전사되는 중간전사벨트;를 포함하여, 멀티패스방식에 의하여 칼라화상을 인쇄한다.

상기 현상유닛은 상기 현상롤러의 외주에 부착된 토너량을 규제하는 규제블레이드를 더 구비하며, 상기 규제블레이드는 상기 현상롤러에 트레일 방식으로 접촉된다.

상기 현상유닛은, 상기 토너키트와의 결합부에 설치되어 회전됨으로써 상기 결합부에 공간을 형성하여 상기 토너키트로부터 토너가 잘 유입되도록 하는 토너유도부재를 더 구비한다.

상기 노광유닛은 상기 감광드럼의 아래쪽에 위치되고, 상기 중간전사벨트는 상기 현상유닛과 대면되는 위치에 하향경사지게 순환주행되도록 설치된다. 상기 중 간전사벨트의 등가직경은 상기 감광드럼의 직경의 정수배, 일 실시예로서 2배로 할 수 있다.

용지의 이송경로는 C 패스 또는 J 패스 향태로 구현할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티패스방식에 의한 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 도 1을 보면, 대전롤러(2)는 감광드럼(1)에 접촉된다. 대전롤러(2)에는 대전바이어스가 인가되어 감광드럼(1)의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다. 노광유닛(3)은 감광드럼(1)의 아래쪽에 위치되어, 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 화상정보에 따라 변조된 광을 감광드럼(1)으로 주사하여 정전잠상을 형성시킨다. 노광유닛(3)으로서는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)이 주로 사용된다. 감광드럼(1)의 외주면을 나란하게 4개의 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)이 상하방향으로 설치된다. 각 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)에는 각각 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 토너가 수용된 토너키트(5)가 결합된다. 중간전사벨트(6)는 두 개의 지지롤러(21)(22)에 의하여 지지되어 순환주행된다. 제1전사롤러(7a)는 중간전사벨트(6)를 감광드럼(1)에 접촉시켜 제1전사닙을 형성한다. 참조부호 6은 감광드럼(1)의 표면에 잔류되는 토너를 제거하는 클리닝 블레이드를 표시한다.

도 2는 현상유닛(4)과 토너키트(5)를 상세히 도시한 단면도이다. 도 2를 보면, 현상유닛(4)은 현상롤러(11), 현상롤러(11)에 토너를 부착시키는 공급롤러(12), 현상롤러(11)에 부착된 토너의 양을 규제하는 규제 블레이드(13)를 구비한다. 규제 브레이드(13)는 또한 현상롤러(11)의 외주에 부착된 토너를 마찰대전시키는 역할을 한다. 참조부호 14는 토너키트(5)로부터 공급된 토너를 공급롤러(12)로 이송시키는 교반기이다. 필요에 따라 둘 이상의 교반기(14)가 설치될 수도 있다.

본 실시예의 현상유닛(4)은 현상롤러(11)가 감광드럼(1)과 현상갭(Dg)을 유지하는 위치에 위치되며, 회전되거나 또는 감광드럼(1)에 대해 전진/후퇴되지 않는다. 그 대신에, 현상갭(Dg)을 통한 토너의 이동을 허용하는 제1현상바이어스와 이를 불허하는 제2현상바이어스가 각 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)의 현상롤러(11)에 순차적으로 인가됨으로써 4개의 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K) 중에서 선택된 하나만이 현상작용을 수행하게 된다. 따라서, 터렛을 회전시키거나 현상유닛을 전진/후퇴시키기 위한 구동장치가 필요없어 로터리방식이나 슬라이딩방식에 비하여 컴팩트한 화상형성장치의 구현이 가능하다.

제1현상바이어스는 현상롤러(11)와 정전잠상과의 사이에 전위차를 형성함으로써 토너가 현상갭(Dg)을 가로질러 정전잠상에 부착되어 현상되도록 한다. 제1현상바이어스는 현상갭(Dg)의 크기, 현상효율, 및 누설특성을 고려하여 정해진다. 현상효율은 솔리드(solid)인쇄를 한 후 현상롤러(11)에 잔류하는 토너의 광학농도(optical density)에 의해 표시되며, 누설특성은 현상롤러(11)와 감광드럼(1)사이의 현상갭(Dg) 내에서 절연파괴가 일어나 현상롤러(11)로부터 감광드럼(1)으로 누설전류가 흐르게 되는 제1현상바이어스의 크기로 표시된다. 현상롤 러(11)에 잔류하는 토너의 광학농도가 낮을수록 현상효율이 높으며, 누설전류가 발생하지 않는 한도 내에서 예를 들면 광학농도가 0.1 이하가 되도록 현상갭(Dg)과 제1현상바이어스를 결정한다. 이 때 현상갭(Dg)이 클수록 제1현상바이어스의 크기도 커지나, 현상(Dg)갭이 과도하게 커지면 토너가 현상갭(Dg)을 벗어나서 칼라화상형성장치내에서 비산하는 문제점이 발생한다. 따라서 현상갭(Dg)은 50∼500㎛ 사이에서 결정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 제1현상바이어스로서 교류와 직류가 혼합하여 인가한다.

제2현상바이어스는 제1현상바이어스와는 반대로 현상갭(Dg)을 통한 토너의 이동을 차단한다. 선택되지 않은 현상유닛에 수용된 토너가 감광드럼(1)에 부착되는 것을 방지하는 한편, 선택된 현상유닛에 의해 정전잠상에 부착된 토너가 현상갭(Dg)을 가로질러 선택되지 않은 다른 현상유닛의 현상롤러(11)에 부착되는 것을 방지하기 위함이다. 제2현상바이어스의 크기는 현상갭(Dg)과의 관계에서 실험적으로 정해진다. 예를 들면, 현상갭(Dg)의 크기에 따라 제2현상바이어스의 크기를 변화시키면서 선택되지 않은 현상유닛의 토너가 정전잠상으로 부착되는 정도를 광학농도값으로 측정한다. 또 선택되지 않은 현상유닛의 토너가 다른 현상유닛의 현상롤러(11)에 부착되는 정도를 광학농도로 표시한다. 이러한 실험에 의하여 주어진 현상갭(Dg)에 대하여 허용가능한 광학농도값을 갖는 제2현상바이어스의 값을 선정한다. 일반적으로 현상갭(Dg)이 증가하면 유효한 제2현상바이어스의 범위는 커진다.

현상유닛(4)에는 결합부(15)가 마련된다. 토너키트(5)는 결합부(15)에 결합 된다. 화상형성장치의 설치공간(foot-print)를 작게 하고 또 토너가 자중에 의하여 자연스럽게 현상유닛(4)으로 유입되도록 하기 위하여, 토너키트(5)는 수평방향에 대해 45도 이상의 각도(A)로 현상유닛(4)을 향하여 하향 경사지게 설치되는 것이 바람직하다. 결합부(15)에는 도 4에 도시된 바와 같은 토너유도부재(16)가 설치되는 것이 바람직하다. 토너는 미세한 분발로서, 오랜 동안 방치하면 자중에 의하여 아래쪽으로 내려가서 다져지는 경향이 있다. 이 상태에서는 토너가 현상유닛(4)으로 잘 유입되지 않을 수도 있다. 토너유도부재(16)는 회전됨으로써 결합부(15)에 모인 토너를 휘저어 결합부(15) 부근에 빈 공간을 만든다. 그러면, 토너가 자연스럽게 현상유닛(4)으로 유입된다.

현상롤러(11)는 금속 샤프트에 고무층이 형성된 형태의 것이다. 고무층은 주성분이 실리콘, NBR 혹은 우레탄이며, 그 표면에는 불소계 화합물을 주성분으로 하는 튜브층 혹은 우레탄으로 된 코팅층이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 30000-40000매 정도의 인쇄수명을 갖는 현상롤러(11)를 얻을 수 있다. 표면은 조도는 Rz 5-12㎛ 정도이다. 현상롤러(11)는 감광드럼(1)과 현상갭(Dg)만큼 이격되게 위치된다. 현상갭(Dg)은 수십 내지 수백 마이크로 미터 정도이며, 바람직하게는 50-500㎛ 정도이다.

종래의 화상형성장치의 경우에는 현상유닛에 토너가 수용되는 챔버까지 구비되어 있다. 이 경우, 현상유닛의 수명은 그 내부에 수용된 토너의 양에 의존되며, 토너를 완전히 소모한 때에는 현상유닛 자체가 교체된다. 그런데, 현상유닛에 수용되는 토너의 양은 보통 수천매를 인쇄할 수 있을 정도이지만, 현상유닛의 다른 구 성요소들 예를 들면 현상롤러(11), 공급롤러(12) 등은 그 수명이 상술한 바와 같이 30000-4000를 인쇄할 수 있을 정도이다. 현상롤러(11) 등의 수명은 고려하여 많은 양의 토너를 수용하기 위해서는 현상유닛 자체의 크기가 커져서 화상형성장치의 소형화에 불리하다. 그래서 보통은 토너의 수명에 맞추어 현상유닛 자체를 교체하게 되므로 소모품 비용이 비싸다. 본 실시예에 따른 화상형성장치에 따르면 현상유닛(4)에 결합되는 토너키트(5)를 통하여 현상유닛(4)으로 토너를 공급하고, 토너가 모두 소모되면 토너키트(5)만이 교체된다. 따라서, 소모품 비용을 줄일 수 있다.

규제 블레이드(13)는 두께 약 0.04-0.15mm 스테인레스판재나 인청동판재 등 박판의 탄성재료도 제조된다. 규제 블레이드(13)는 하우징(17)에 고정되는 고정부(13a)와 현상롤러(11)의 외주에 탄력적으로 접촉되는 탄성부(13b)를 구비한다. 규제 블레이드(13)의 설치방법은 트레일(trail) 방식과 카운터(counter) 방식이 있다. 본 실시예의 규제 블레이드(13)는 현상롤러(11)에 트레일 방식으로 접촉된다.

트레일 방식은 도 2에 도시된 바와 같이 규제 블레이드(13)를 그 고정부(13a)에서 탄성부(13b)에 이르는 방향이 현상롤러(11)의 외주면의 진행방향과 동일한 방향이 되도록 설치하는 방식이다. 카운터 방식은 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이 규제 블레이드(13)를 그 고정부(13a)에서 탄성부(13b)에 이르는 방향이 현상롤러(11)의 외주면의 진행방향과 반대 방향이 되도록 설치하는 방식이다. 규제 블레이드(13)가 토너의 양을 구제하는 토너를 마찰대전시키는 역할을 수행하 기 위해서는 일반적으로 고정부(13a)에서 탄성부(13b)까지의 길이(쟈유장)가 9-11mm 정도가 확보되어야 한다. 그런데, 도 3에 도시된 바와 같이, 규제 블레이드(13)를 카운터 방식으로 설치하는 경우에는 자유장을 확보하기 위해서 현상유닛(4)의 높이(H')가 높아져서, 현상유닛(4)이 커지게 된다. 따라서, 본 실시예에서와 같이 트레일 방식을 채용함으로써 현상유닛(4)의 높이(H)를 낮출 수 있다. 트레일방식은 카운터 방식에 비해 토너층이 두께워질 수 있다는 단점이 있지만, 이와 같은 단점은 토너의 조성을 조절함으로써 극복될 수 있다. 예를 들면, 토너 중에 외첨재인 실리카, 특히 대입경 실리카의 양을 늘이거나 토너의 형상을 구형으로 함으로써 현상롤러(11)와 규제 블레이드(13)가 접촉된 규제영역으로 진입되는 토너량을 줄임으로써 토너층의 두께를 얇게 유지하고, 적절한 토너의 마찰대전량을 확보할 수 있다.

현상롤러(11)의 회전방향은 규제 블레이드(13)의 설치방식과 함께 현상유닛(4)의 소형화에 매우 중요한 역할을 한다. 공급롤러(12)는 현상롤러(11)와의 마찰에 의하여 토너를 대전시켜 현상롤러(11)에 부착시키는 역할을 하는 것으로서, 실리콘 또는 우레탄 폼(foam)으로 제조된다. 공급롤러(12)는 전기적으로 도전성을 띤다. 또, 공급롤러(12)에는 공급전압이 인가된다. 만일, 현상롤러(11)가 감광드럼(1)에 대해 순방향으로 회전된다면, 다시 말하면, 현상갭(Dg)에서 현상롤러(11)와 감광드럼(1)의 외주면의 진행방향이 동일하다면, 도 2에서 공급롤러(12)와 규제 블레이드(13)의 위치가 서로 바뀌어서 공급롤러(12)가 위쪽에 위치된다. 토너가 현상롤러(11)와 공급롤러(12) 사이에서 마찰되기 위해서는 토너가 공 급롤러(12)의 위쪽으로 공급되어야한다. 이를 위해서는 교반기(14)가 공급롤러(12)의 위쪽에 설치되거나 또는 토너를 공급롤러(12)쪽으로 공급하기 위한 별도의 공급장치가 설치되어야 하므로 현상유닛(4)의 크기가 커지게 된다. 본 실시예에서는, 현상롤러(11)의 회전방향이 감광드럼(1)에 대해 역방향, 즉 현상갭(Dg) 부근에서 현상롤러(11)의 외주면의 진행방향과 감광드럼(1)의 외주면의 진행방향이 반대방향이 되도록 함으로써 토너키트(5)로부터 유입된 토너가 공급롤러(12)로 자연스럽게 공급되도록 할 수 있으며, 현상유닛(4)의 소형화에도 결정적인 도움이 된다.

현상롤러(11)의 직경은 구조강도와 현상유닛(4)의 크기를 고려하여 결정한다. 현상롤러(11)는 적절한 규께의 고무층이 필요한데 직경이 너무 작으면 중심 샤프트의 직경이 작아져서 강도가 저하된다. 현상롤러(11)의 직경이 너무 크면 현상유닛(4)의 소형화에 적합하지 않다. 따라서, 현상롤러(11)의 직경은 약 8-12mm 정도 사이인 것이 바람직하다. 감광드럼(1)의 직경은 현상유닛(4)의 크기와, 사용하고자 하는 용지의 최대 크기를 고려하여 결정한다. 중간전사벨트(6)는 등가직경이 감광드럼(1)의 직경의 정수배가 되도록 결정되는 것이 칼라 레지스트레이션을 맞추기에 편리하다. 최대 리걸(legal)용지를 사용하기 위해서는 감광드럼(1)의 직경은 약 55-65mm, 중간전사벨트(6)의 등가직경은 그 두 배인 110-130mm 정도인 것이 바람직하다. 중간전사벨트(6)는 화상형성장치의 설치공간(foot print)를 줄이기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)과 대면되는 위치에 감광드럼(1)의 회전방향으로 하향경사지게 순환주행되도록 설치되는 것이 바람직하다. 중간전사벨트(6)는 폴리 이미드 또는 폴리 카보네이트로 제조되며, 약 10⁸-10¹²Ω 정도의 체적저항과 표면저항을 갖는다. 중간전사벨트(6)의 두께는 약 60-150㎛ 정도이다. 제2전사롤러(7b)는 중간전사벨트(6)와 대면되어 제2전사닙을 형성한다. 참조부호 9는 중간전사벨트(6)에 잔류되는 토너를 제거하는 클리닝 블레이드이다. 참조부호 10은 정착기이다. 참조부호 20은 대전바이어스, 제1, 제2현상바이어스, 제1, 제2전사바이어스를 공급하는 전원공급유닛을 표시한다.

급지카세트(30)는 중간전사벨트(6) 옆쪽에 하향경사지게 설치된다. 픽업롤러(31)에 의하여 급지카세트(30)로부터 인출된 용지는 제2전사닙, 정착기(10)를 통과하여 배출롤러(32)에 의하여 트레이(33)로 배출된다. 이와 같은 구성에 따르면, 용지의 이송경로(40)는 J 패스 형태가 된다. J 패스 형태의 이송경로(40)는 용지 잼을 제거하는데 매우 편리하다. 예를 들면, 도어(50)를 마련하고 이 도어(50)에 제2전사롤러(7b)와 한 쌍의 이송롤러(34a)(34b) 중 하나(34b)를 설치한다. 급지카세트(30)를 제거하고 또는 급지카세트(30)를 장착한 채로 도어(50)를 열게 되면, 도 1에 점선으로 도시된 바와 같이 제2전사롤러(7b)와 이송롤러(34b)도 회동되어 이송경로(40)가 완전히 개방된다. 따라서, 용지 잼을 용이하게 제거할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 급지카세트(30)를 감광드럼(1)의 아래쪽에 횡방향으로 설치하여 C 패스 형태의 이송경로(40)를 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에도 도어(50)를 열면 이송경로(40)가 완전히 개방되어 용지 잼을 제거하기가 매우 편리하다.

예를 들면, A4용지에 5% 커버리지로 1000장을 인쇄하는 경우에 약 35그램 정도의 토너가 필요하다. 이를 용적으로 환산하면 약 81㎤ 정도가 된다. 본 실시예의 토너키트(5)는 230mm×70mm×10mm 정도의 크기를 갖는다. 이 경우 토너키트(5)의 내용적은 약 161㎤가 되어 1000매 용량의 토너를 충분히 수용할 수 있다. 본 실시예의 화상형성장치는 직경이 약 10mm 인 현상롤러(11)를 채용한다. 그러면, 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)의 높이(H)는 약 16mm 정도로 구현된다. 또한, 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)의 길이는 약 44mm 정도로 구현된다. 감광드럼(1)의 직경은 60mm이며, 중간전사벨트(6)의 등가직경은 감광드럼(1)의 직경의 두 배인 120mm이다. 감광드럼(1), 중간전사벨트(6), 정착기(10)의 인쇄수명은 통상적으로 50000매 이상이다. 이와 같은 구성에 의하여, 길이 약 270mm, 높이 약 245mm 정도이고 무게는 10-13kg 정도인 매우 컴팩트한 칼라화상형성장치의 구현이 가능하다. 또한, 토너키트(5)만을 교체함으로써 다른 구성요소 예를 들면 감광드럼(1), 중간전사벨트(6), 정착기(10), 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)을 교체하지 않고 수명이 다할 때까지 사용할 수 있으므로 소모품 비용을 대폭 절감할 수 있다.

토너키트(5)의 교체는 도어(60)를 통하여 수행된다. 또한, 필요에 따라 감광드럼(1), 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K), 중간전사벨트(6)도 도어(60)를 통하여 착탈될 수 있다. 4개의 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K)을 하나의 모듈 형식으로 구현할 수도 있으며, 각각 따로 착탈되도록 구현하는 것도 가능하다. 중간전사벨트(6)는 그 경사방향으로 착탈되는 것이 바람직하다. 감광드럼(1)은 중간전사벨트(6)와 일체의 모 듈로 또는 별도로 교체될 수 있다. 4개의 현상유닛(4C, 4M, 4Y, 4K), 중간전사벨트(6), 감광드럼(1)을 하나의 모듈의 형태로 착탈되도록 구현하는 것도 가능하다. 이 중에서 감광드럼(1)과 중간전사벨트(6)를 하나의 모듈로 구현하는 것이 감광드럼(1)의 손상을 방지하기 위한 보호커버를 설치하기가 쉽고 또 제조비용면에서도 장점을 가진다. 또한, 감광드럼(1)과 중간전사벨트(6)는 수명이 서로 비슷하고 현상롤러(11)의 수명보다 길기 때문에 교체시기의 측면에서도 장점을 가진다.

이와 같은 구성에 의한 화상형성과정을 간략히 설명한다.

먼저, 대전롤러(2)에 인가된 대전바이어스에 의해 감광드럼(1)의 외주면이 균일한 전위로 대전된다. 노광유닛(3)은 예를 들면 시안(C) 색상의 화상정보에 해당하는 광신호를 감광드럼(1)의 외주면에 주사한다. 그러면, 광이 주사된 부분은 저항이 감소하면서 전하가 빠져나가서, 광이 주사된 부분과 그렇지 않은 부분과의 사이에 전위차가 발생하며, 이에 의해 감광드럼(1)의 외주면에 정전잠상이 형성된다.

감광드럼(1)이 회전하면서 정전잠상이 시안 현상유닛(4C)에 접근하면, 시안 현상유닛(4C)의 현상롤러(11)가 회전하기 시작한다. 이 때, 나머지 현상유닛(4M, 4Y, 4K)의 현상롤러(11)는 회전되지 않는 것이 바람직하나, 회전되어도 무방하다. 시안 현상유닛(4C)의 현상롤러(11)에 제1현상바이어스가 인가된다. 선택되지 않은 나머지 현상유닛(4M, 4Y, 4K)의 현상롤러(11)에는 제2현상바이어스가 인가되어 마젠타, 옐로우, 블랙 색상의 토너가 정전잠상에 부착되는 것을 방지하는 한편, 정전 잠상에 부착된 시안 색상의 토너가 현상유닛(4M, 4Y, 4K)의 현상롤러(11)에 부착되는 것을 방지한다. 그러면, 시안색상의 토너만이 현상갭(Dg)을 가로질러 감광드럼(1)의 외주면에 형성되어 있는 정전잠상에 부착되어 시안색상의 토너화상이 형성된다.

감광드럼(1)의 회전에 의해 시안색상의 토너화상이 제1전사닙으로 인입된다. 제1전사롤러(7a)에는 제1전사바이어스가 인가되어 시안 색상의 토너화상이 중간전사벨트(6)로 전사된다.

시안색상의 토너화상이 중간전사벨트(6)로 완전히 전사되면, 다음으로, 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(B)색상의 토너화상도 상술한 단계를 거쳐 중간전사벨트(6)에 중첩되게 전사되어, 중간전사벨트(6)에는 칼라토너화상이 형성된다.

중간전사벨트(6)에 전사된 칼라토너화상의 선단이 제2전사닙에 도달하는 때에 맞추어, 급지카세트(30)에서 인출된 용지가 제2전사닙에 도달된다. 제2전사롤러(7b)에 제2전사바이어스가 인가되고, 칼라토너화상은 용지로 전사된다. 정착기(10)은 칼라토너화상에 열과 압력을 가하여 용지에 정착시킨다. 용지는 배출롤러(32)에 의하여 트레이(33)로 배출된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 토너키트와 현상유닛을 분리함으로써 토너키트만을 교체함으로써 각 구성요소를 제수명이 될 때까지 사용할 수 있어, 소모품비용을 줄일 수 있다.

둘째, 현상롤러의 회전방향을 감광드럼에 대해 역방향으로 설정하고 규제 블레이드를 트레일 방식으로 설치하여 현상유닛의 크기를 줄이고, 중간전사벨트를 감광드럼의 회전방향으로 경사지게 설치함으로써 화상형성장치를 소형화할 수 있다.

셋째, 용지의 이송경로를 C 패스 또는 J 패스 형태로 함으로써 용지 잼 제거가 용이한 화상형성장치의 구현이 가능하다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

삭제
감광드럼;

상기 감광드럼에 광을 주사하여 정전잠상을 형성시키는 노광유닛;

각각 상기 감광드럼의 외주로부터 현상갭 만큼 이격되게 위치되어 상기 감광드럼에 대해 역방향으로 회전되는 현상롤러를 구비하고, 상하방향으로 나란하게 위치되어 상기 정전잠상을 현상시키는 다수의 현상유닛;

상기 각 현상유닛에 수평방향에 대해 45도 이상의 각도로 하향경사지게 결합되어 상기 각 현상유닛으로 서로 다른 색상의 토너를 공급하는 다수의 토너키트;

상기 감광드럼으로부터 현상된 화상이 전사되는 중간전사벨트;를 포함하여, 멀티패스방식에 의하여 칼라화상을 인쇄하며,

상기 현상유닛은 상기 현상롤러의 외주에 부착된 토너량을 규제하는 규제블레이드;를 더 구비하며,

상기 규제 블레이드는 박판의 탄성부재로서, 상기 현상유닛의 하우징에 고정되는 고정부와 상기 현상롤러의 외주면에 탄력적으로 접촉되는 탄성부를 구비하며,

상기 규제블레이드는 상기 고정부에서 상기 탄성부에 이르는 방향이 상기 현상롤러의 외주면의 진행방향과 동일한 방향이 되도록 상기 현상롤러에 트레일 방식으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제2항에 있어서,

상기 현상유닛은, 상기 토너키트와의 결합부에 설치되어 회전됨으로써 상기 결합부에 공간을 형성하여 상기 토너키트로부터 토너가 잘 유입되도록 하는 토너유도부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제2항에 있어서,

상기 노광유닛은 상기 감광드럼의 아래쪽에 위치되고,

상기 중간전사벨트는 상기 현상유닛과 대면되는 위치에 하향경사지게 순환주행되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제4항에 있어서,

상기 중간전사벨트의 등가직경은 상기 감광드럼의 직경의 2배인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제4항에 있어서,

상기 감광드럼의 아래쪽에 횡방향으로 설치되는 급지카세트;를 더 구비하며, 용지는 상기 급지카세트로부터 인출되어 C 패스 형태의 이송경로를 따라 이송되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제4항에 있어서,

상기 중간전사벨트 옆쪽에 하향경사지게 설치되는 급지카세트;를 더 구비하며, 용지는 상기 급지카세트로부터 인출되어 J 패스 형태의 이송경로를 따라 이송되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 현상롤러의 직경은 8-12mm 이고,

상기 현상유닛의 높이는 14-18mm이며,

상기 감광드럼의 직경은 55-65mm인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.