KR101276051B1 - 현상유니트 및 이를 채용한 화상형성장치 - Google Patents

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Abstract

현상제의 비산과 화상 결손을 줄일 수 있도록 된 구조의 현상유니트 및 이를 채용한 화상형성장치가 개시되어 있다.
이 개시된 현상유니트는 토너와 캐리어로 이루어진 현상제를 수용하는 하우징과; 하우징 내의 현상제를 수취하는 수취극과, 상담지체에 대향되게 배치되며 수취된 현상제 중 캐리어를 고정시키는 주극을 포함하는 자기실린더와; 자기실린더의 외주에 회전 가능하게 설치되며, 현상제층이 외주에 형성되는 슬리브와; 현상제층의 두께를 규제하는 층규제부재와; 하기의 조건식 1을 만족하도록, 슬리브 상에 형성되는 현상제층의 형성폭을 규제하는 폭규제부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
<조건식 1>
WM ≥ WD2 > WD1 ≥ WImax
여기서, WM은 자기실린더의 착자 폭이고, WD2는 수취극 위치에서 현상제층이 형성되는 폭이고, WD1은 수취극 또는 층규제부재의 위치로부터 슬리브와 상담지체 사이에 형성되는 현상영역까지의 현상제층이 형성되는 폭이며, WImax는 상담지체에 현상되는 최대 화상폭을 나타낸다.

Description

현상유니트 및 이를 채용한 화상형성장치{DEVELOPING UNIT AND IMAGE FORMING APPARATUS EMPLOYING THE SAME}
본 발명은 이성분 방식의 현상유니트 및 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현상제의 비산과 화상 결손을 줄일 수 있도록 된 구조의 현상유니트 및 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로 이성분 방식의 현상유니트는 화상을 형성하는 토너와 상기 토너를 자기력에 의하여 운반하는 캐리어로 구성된 현상제를 이용하여 화상을 현상한다. 이 현상유니트는 현상제로부터 토너를 분리하여 상담지체에 토너 화상을 형성하도록 자기실린더와, 그 외주에 회전 가능하게 설치된 슬리브를 구비하는 현상부재를 포함한다. 자기실린더는 현상제가 슬리브의 외주에 달라붙도록 하는 수취극, 상담지체와 마주하게 배치되어 현상에 직접적으로 기여하는 주극, 현상에 기여한 후 상기 슬리브 외주에 잔류하는 캐리어를 운송하는 반송극 및 반송된 캐리어를 슬리브 표면으로부터 분리하는 박리극을 포함한다.
도 1은 종래 현상유니트의 내부를 보인 평면도이고, 도 2는 자기실린더의 주극, 수취극 및 반송극 각각에 대한 자기실린더의 축방향 수평 자기력 분포를 보인 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 자기실린더(1a)를 구성하는 복수의 자극 각각의 착자 폭(W1)은 슬리브(1b) 상에 형성되는 현상체층의 폭(W2)과 같다. 실링부재(1b)는 현상부재(1)의 양측으로 현상제(D)가 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 현상체층의 폭(W2) 단부와 상기 슬리브(1b)의 단부 사이에 형성된다.
상기한 바와 같이 현상유니트를 배치한 경우, 자기실린더(1)의 주극(N1)의 경우 양단부에서 발생되는 자기력의 엣지(edge) 효과에 의하여 주극(N1)의 양단부 자기력(A)(B)이 중앙부 자기력(C) 보다 크게 형성됨을 알 수 있다. 이에 따라 양단부에서 현상제층이 높게 형성되면서, 상담지체의 현상 닙(nip) 위치 또는 주극(N1)에서의 현상제 분포가 양끝으로 넓게 퍼지게 되어(도 1의 D1 참조), 주극(N1)의 양단부에서 현상제가 누설 될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 수취극(N2) 및 반송극(N3)은 양단부 자기력이 중앙부 자기력 보다 작게 형성됨을 알 수 있다. 여기서, 현상제의 좌우 밸런싱이 맞지 않을 경우, 수취극(N2)의 일 단부에서 현상제 수취량이 작아지게 되어 도 3에 도시된 바와 같이, 현상된 화상(10)의 일측 단부(10a)에서 화상 결손(11)이 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 현상부재의 단부에서의 현상제의 누설과 화상 결손을 줄일 수 있도록 된 구조의 현상유니트 및 이를 채용한 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상담지체에 화상을 현상하는 현상유니트에 있어서,
토너와 캐리어로 이루어진 현상제를 수용하는 하우징과; 상기 하우징 내의 현상제를 수취하는 수취극과, 상기 상담지체에 대향되게 배치되며 상기 수취된 현상제 중 캐리어를 고정시키는 주극을 포함하는 자기실린더와; 상기 자기실린더의 외주에 회전 가능하게 설치되며, 현상제층이 외주에 형성되는 슬리브와; 상기 현상제층의 두께를 규제하는 층규제부재와; 하기의 조건식 1을 만족하도록, 상기 슬리브 상에 형성되는 현상제층의 형성폭을 규제하는 폭규제부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
<조건식 1>
WM ≥ WD2 > WD1 ≥ WImax
여기서, WM은 상기 자기실린더의 착자 폭이고, WD2는 상기 수취극 위치에서 상기 현상제층이 형성되는 폭이고, WD1은 상기 수취극 또는 상기 층규제부재의 위치로부터 상기 슬리브와 상기 상담지체 사이에 형성되는 현상영역까지의 상기 현상제층이 형성되는 폭이며, WImax는 상기 상담지체에 현상되는 최대 화상폭을 나타낸다.
상기 층규제부재는, 상기 수취극과 상기 주극 사이의 위치에 대향되게 위치되며, 상기 슬리브의 길이 방향으로 상기 슬리브에 대해 이격 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 자기실린더는, 상기 슬리브 외주면에 형성된 현상제층을 반송하는 적어도 하나의 반송극과; 반송된 현상제를 상기 슬리브 외주면으로부터 분리하는 박리극을 더 포함할 수 있다.
상기 폭규제부재는, 상기 자기실린더의 축방향 양단부 영역에 배치되어, 상기 폭 WD1이 유지되도록 현상제층을 규제하는 제1폭규제부재와, 상기 폭 WD2가 유지되도록 현상제층을 규제하며 현상제의 누설을 방지하는 제2폭규제부재를 포함한다.
상기 제1폭규제부재는, 상기 층규제부재와 상기 주극 사이에 위치되며, 상기 자기실린더의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제를 규제한다.
또한, 상기 제1폭규제부재는, 상기 층규제부재의 단부에 설치되며, 상기 자기실린더의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제를 규제할 수 있다.
상기 제1폭규제부재는, 상기 층규제부재와 상기 주극 사이에 위치되며, 상기 자기실린더의 축방향 양단부 영역에 마주하게 배치되어 자기력에 의하여 현상제를 규제하는 규제마그네트를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상담지체에 화상을 현상하는 현상유니트에 있어서,
현상제를 수용하는 하우징과; 상기 하우징에 설치되어 현상제를 상기 상담지체로 공급하는 것으로, 상기 상담지체와의 사이에 현상영역을 형성하는 현상부재와; 상기 현상부재에 형성되는 현상제층의 두께를 규제하는 층규제부재와; 상기 현상부재의 회전방향을 따라 상기 층규재부재로부터 상기 현상영역 형성위치까지의 사이에 배치되며, 상기 현상부재의 적어도 일 측에 마련되어, 상기 현상제층의 형성폭을 규제하는 제1폭규제부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 현상제는, 토너와; 상기 토너를 운반하는 캐리어를 포함하는 2성분 현상제인 것을 특징으로 한다.
상기 제1폭규제부재는, 상기 현상부재의 양측단 각각에 접촉 배치되어, 가압력에 의하여 상기 현상제를 규제하는 복수의 실링부재를 포함할 수 있다.
상기 현상부재는, 상기 하우징 내의 현상제를 수취하는 수취극과, 상기 상담지체에 대향되게 배치되며 상기 수취된 현상제 중 캐리어를 고정시키는 주극을 포함하는 자기실린더와; 상기 자기실린더의 외주에 회전 가능하게 설치되며, 현상제층이 외주에 형성되는 슬리브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 현상부재의 회전방향을 따라 상기 현상영역 형성위치로부터 상기 층규제부재까지의 사이에 배치되며, 상기 현상부재의 적어도 일 측에 마련되어, 상기 현상제층의 형성폭을 규제하는 제2폭규제부재를 더 포함할 수 있다.
상기 폭규제부재와 상기 제2폭규제부재는, 하기한 조건식 2를 만족하도록, 상기 슬리브 상에 형성되는 현상제층의 형성폭을 규제하는 것을 특징으로 한다.
<조건식 2>
WM ≥ WD2 > WD1 ≥ WImax
여기서, WM은 상기 자기실린더의 착자 폭이고, WD2는 상기 수취극 위치에서 상기 현상제층이 형성되는 폭이고, WD1은 상기 수취극 또는 상기 층규제부재의 위치로부터 상기 슬리브와 상기 상담지체 사이에 형성되는 현상영역까지의 상기 현상제층이 형성되는 폭이며, WImax는 상기 상담지체에 현상되는 최대 화상폭을 나타낸다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치는,
상담지체와; 상기 상담지체를 대전시키는 대전부재와; 상기 상담지체를 노광시켜 잠상을 형성하는 노광유니트와; 상기 잠상에 대응되는 가시화상을 상기 상담지체 상에 형성하는 것으로서 상기한 구성을 가지는 현상유니트와; 상기 상담지체에 형성된 화상을 인쇄매체에 전사하는 전사유니트와; 상기 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 현상유니트는 현상영역으로 진입하는 구간에서 현상제층의 폭이 착자폭보다 좁게 형성되도록 규제함으로써, 슬리브 양단부에서의 현상제 비산을 방지하여 현상제의 과소비 및 비산된 현상제에 의한 오염을 방지할 수 있다. 또한, 슬리브 단부에서 발생될 수 있는 현상제 부족현상을 방지함으로써, 현상제 부족에 따른 화상결손을 억제할 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 현상제의 수명 및 현상유니트의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 상기한 현상유니트를 채용한 화상형성장치는 현상제층의 폭 규제 조건을 최적화함으로써, 슬리브 양단부에서의 현상제 비산을 방지함과 아울러, 슬리브 단부에서 발생될 수 있는 현상제 부족현상을 방지할 수 있다. 따라서, 현상제의 과소비에 수명단축 문제를 방지하여 제품 유지 비용을 절감할 수 있고, 현상제 부족에 따른 화상결손을 억제하여 화상품질을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현상유니트 및 이를 채용한 화상형성장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 현상유니트의 내부를 보인 개략적인 평면도이고, 도 5는 도 4의 요부를 발췌하여 보인 사시도이다. 또한, 도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이고, 도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 현상유니트는 현상제(20)가 수용되는 하우징(30)과, 대전 및 노광에 의하여 잠상이 형성되는 상담지체(도 6의 80)에 화상을 형성하는 현상부재(40)와, 현상제(20)의 두께를 규제하는 층규제부재(50) 및 현상부재(40)에 형성되는 현상제의 형성폭을 규제하는 폭규제부재(60)를 포함한다.
상기 하우징(20) 내부에는 오우거(70)가 더 포함될 수 있다. 상기 오우거(70)는 상기 하우징(30)에 수용된 현상제(20)를 상기 현상부재(40) 방향으로 고르게 공급한다.
상기 현상제(20)는 소정 색상의 토너(21)와, 이 토너(21)를 운반하는 캐리 어(25)가 혼합된 2성분 현상제로 이루어 질 수 있다. 상기 캐리어(25)는 상기 토너(21)를 상기 하우징(30) 내에서 상기 상담지체(80) 쪽으로 운반하는 것으로, 자성을 가지는 자성체이다. 상기 토너(21)와 캐리어(25)는 상기 오우거(70)의 회전에 의하여 이동하고, 이동 중에 서로 마찰되면서 소정 대전량의 전위를 띠게 된다. 상기한 마찰대전에 의하여, 상기 토너(21)가 상기 캐리어(25)의 외주에 달라붙게 되고, 상기 캐리어(25)와 함께 상기 현상부재(40)에 공급된다.
상기 현상부재(40)는 수취극(N2)과 주극(N1)을 포함하는 자기실린더(41)와, 상기 자기실린더(41)의 외주에 회전 가능하게 설치된 슬리브(45)를 포함한다. 상기 슬리브(45)는 상기 상담지체(80)와의 사이에 소정 간극을 두고 이격 배치된다.
상기 수취극(N2)은 상기 오우거(70)를 통하여 공급된 현상제(20)를 자기력에 의하여 픽업하여, 상기 슬리브(45)의 외주면에 흡착되도록 한다. 이때, 수취극(N2)에 의해 픽업된 현상제에 의하여 상기 슬리브(45)의 외주에 현상제층이 소정 형성폭으로 형성된다. 상기 현상제층의 형성폭은 상기 자기실린더(41)를 구성하는 복수의 자극의 착자 폭(WM)에 의하여 결정된다.
주극(S1)은 상기 상담지체(80)에 대향되게 배치된 자극으로, 슬리브(45)의 외주에 흡착된 현상제(20) 중 캐리어(25)를 슬리브(45)의 외주면에 고정시킨다. 따라서, 상기 슬리브(45)와 상기 상담지체(80) 사이의 전위차에 의하여, 소정 전위로 대전된 토너(21)가 상기 상담지체(80)에 현상 공급된다.
상기 자기실린더(41)는 적어도 하나의 반송극(S1)(S2)과, 박리극(N3)을 더 포함할 수 있다. 도 6 및 도 7 각각은 상기 반송극으로서 제1 및 제2반송극(S1)(S2)을 예로 들어 나타낸 것으로, 이 제1반송극(S1)은 상기 상담지체(80)에 공급 후 상기 슬리브(41) 외주면에 잔류하는 현상제(20) 특히, 캐리어(25)를 상기 하우징(30) 내부로 반송한다. 제2반송극(S2)은 수치극(N2)에서 캐취되어 슬리브(41)의 외주면에 현성된 현상제를 주극(N1) 방향으로 반송한다. 상기 박리극(N3)은 제1반송극(S1)과 수취극(N2) 사이에 마련되어, 반송된 현상제를 상기 슬리브(45) 외주면으로부터 상기 하우징(30) 내부로 분리시킨다.
도 6 및 도 7은 자기실린더(41)를 구성함에 있어서, 주극(N1), 수취극(N2), 제1 및 제2반송극(S1)(S2) 및 박리극(N3)의 현상제와 대향하는 부분의 자극이 N극, N극, S극, S극, N극 각각으로 배열된 것을 예로 들어 나타내었다. 한편, 상기한 배열 및 반송극의 개수는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위에 기재된 발명의 보호범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다.
상기 층규제부재(50)는 상기 수취극(N2)과 상기 주극(N1) 사이의 위치 즉, 제2반송극(S2)이 마련된 위치에 대향되게 마련되어, 슬리브(45) 외주에 픽업되는 현상제층의 두께를 규제한다.
상기 층규제부재(50)는 상기 슬리브(45)의 길이방항으로 상기 슬리브(45)에 대해 이격 배치된다. 따라서, 상기 수취극(N2)에 의해 슬리브(45)에 흡착된 현상제(20)는 상기 슬리브(45)가 회전함에 따라, 상기 층규제부재(50)와 슬리브(45) 사이의 간극을 통과하면서 일정한 두께로 규제된다.
상기 폭규제부재(60)는 상기 슬리브(45)의 축방향 양단부 영역에 마련되며 상기 슬리브(45) 상에 형성되는 현상제층의 형성폭을 규제하여, 상기 하우징(30) 내에 수용된 현상제(20)의 누설 및 화상 결손을 방지한다. 즉, 상기 폭규제부제(60)는 수학식 1의 조건을 만족하도록, 현상제층의 형성폭을 규제한다.
WM ≥ WD2 > WD1 ≥ WImax
여기서, WM은 자기실린더(41)의 착자 폭이고, WD2는 수취극(N2) 위치에서 현상제층이 형성되는 폭이고, WD1은 수취극(N2) 또는 상기 층규제부재(50)의 위치로부터 슬리브(45)와 상담지체(80) 사이에 형성되는 현상영역까지의 현상제층이 형성되는 폭이며, WImax는 상담지체(80)에 현상될 수 있는 최대 화상폭을 나타낸다.
상기한 수학식 1과 같이, WD1을 착자 폭 WM 보다 좁게 형성하는 경우, 착자 폭 양단부에서 발생되는 자기장 엣지 효과의 영향을 받지 않는다. 즉, 도 2를 참조하여 살펴본 바와 같은 자기실린더의 축방향 자기력 특성이 나타나더라도, 자기장 엣지효과의 영향을 받는 부분이 현상제층의 형성폭을 벗어나 위치된다. 그러므로, 현상제층이 형성된 부분에서는 자기장 엣지효과의 영향을 받지 않게 된다.
또한, 수학식 1을 만족하는 경우, 현상영역 위치에서 현상제가 슬리브(45)의 양단부 쪽으로 퍼지게 되더라도, 착자 폭 내에서 퍼지도록 할 수 있다. 따라서, 슬리브(45) 양단에서 현상제의 비산을 억제할 수 있다.
또한, 층규제부재(50)와 현상영역 사이의 슬리브 상에 형성되는 현상제층의 폭 WD1을 상류 측 슬리브 상에 형성되는 현상제층의 폭 WD2 보다 좁게 형성함으로써, 현상제층의 양 단부에서 불필요하게 현상제가 소모되는 것을 방지할 수 있어서, 현상제 부족에 따른 화상 결손을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 현상체층의 폭 WD1 및 WD2를 유지하기 위하여, 폭규제부재(60)의 일 실시예로서, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 제1 및 제2폭규제부재(61)(65)를 포함한다.
제1폭규제부재(61)는 상기 현상체층의 현상폭 WD1이 유지되도록 현상제층을 규제한다. 이를 위하여 제1폭규제부재(61)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 현상부재(40)의 회전방향을 따라 상기 층규제부재(50)로부터 현상영역 형성위치까지의 사이에 배치되며, 상기 현상부재(40)의 적어도 일 측에 마련된다. 이 제1폭규제부재(61)는 층규제부재(50)와 상기 주극(N1) 사이에 위치되도록 상기 하우징(30) 내에 고정되며, 상기 슬리브(45)의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제를 규제한다. 여기서, 제1폭규제부재(61)는 소정 탄성력을 가지는 실링부재로 구성되어, 회전되는 슬리브(45)와의 사이에서 마찰력을 줄임과 아울러, 제1폭규제부재(61)에서 현상제가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2폭규제부재(65)는 상기 슬리브(45)의 축방향 양단부 영역에 배치되어, 상기 폭 WD2가 유지되도록 현상제층을 규제하며 현상제의 누설을 방지한다. 이를 위하여, 상기 제2폭규제부재(65)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1반송극(S1), 분리극(N3), 수취극(N2) 및 제2반송극(S2)에 대향되는 슬리브의 소정 위치에 접촉 배치되는 실링(sealing) 부재로 구성될 수 있다.
규제부재(60)의 다른 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이 제1폭규제부재(161)와 제2폭규제부재(65)를 포함할 수 있다.
상기 제2폭규제부재(65)는 상기 폭 WD2가 유지되도록 현상제층을 규제하며 현상제의 누설을 방지하는 것으로, 일 실시예에 따른 제2폭규제부재와 실질상 동일하다.
제1폭규제부재(161)는 상기 현상체층의 현상폭 WD1이 유지되도록 현상제층을 규제하는 것으로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 층규제부재(50)의 단부에 설치된다. 상기 제1폭규제부재(161)는 상기 슬리브(45)의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제층의 형성폭이 WD1을 유지하도록 현상제층의 폭을 규제한다.
폭규제부재(60)의 또 다른 실시예로서, 도 9에 도시된 바와 같이 제1폭규제부재(261)와 제2폭규제부재(65)를 포함할 수 있다.
상기 제2폭규제부재(65)는 상기 폭 WD2가 유지되도록 현상제층을 규제하며 현상제의 누설을 방지하는 것으로, 일 실시예에 따른 제2폭규제부재와 실질상 동일하다.
제1폭규제부재(261)는 상기 현상체층의 현상폭 WD1이 유지되도록 현상제층을 규제하는 것으로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 층규제부재(50)와 주극(N1) 사이에 설치되는 규제마그네트를 포함할 수 있다. 즉, 제1폭규제부재(261)는 상기한 위치에서 슬리브(45)의 축방향 양단부 영역에 마주하게 배치되어, 자기력에 의하여 현상제를 규제한다. 도 9는 제1폭규제부재(261)가 제2반송극(S2)에 대향되게 배치된 예를 도시한 것으로서, 규제마그네트의 S극이 제2반송극(S2)과 대향되므로, 상호 간에 척력이 발생되어, 현상제가 폭 WD1을 벗어나 진입하는 것을 규제할 수 있다. 여기서, 상기 규제마그네트의 자기 방향을 반대로 바꾸어 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 규제마그네트와 제2반송극(S2) 사이의 자기적인 인력에 의하여 폭 WD2를 벗어난 위치에서의 현상제 이동을 규제할 수 있다.
또한, 폭규제부재를 구성함에 있어서, 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 가능하다.
즉, 수취극(N2) 위치의 슬리브(45)에 대향되도록 제1폭규제부재를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 제1폭규제부재는 상기한 실링부재 및/또는 규제마그네트로 구성될 수 있다. 또한, 폭규제부재를 구성함에 있어서, 현상부재의 양측 단부에 형성된 것을 예로 들어 나타내었으나 이는 예시적인 것에 불과한 것으로, 어느 일 측 단부에 형성되는 것도 가능하다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 현상유니트의 동작을 설명하기로 한다.
상기 하우징(30) 내에 수용된 현상제(20)는 오우거(70)에 의하여 상기 현상부재(40)에 공급된다. 이와 같은 공급 과정에서 상기 현상제(20)를 구성하는 토너(21)와 캐리어(25) 사이에 마찰대전이 일어나, 상기 토너(21)가 상기 캐리어(25)의 외주에 달라붙게 된다.
상기 현상부재(40)에 공급되는 현상제는 상기 수취극(N2)에 의해 픽업되어, 상기 슬리브(45)의 외주면에 흡착된다. 이때, 슬리브(45)에 흡착된 현상제는 제2폭규제부재(65)에 의하여 착자폭 WM과 같거나 좁은 현상제층의 폭 WD2로 그 폭이 규제된다. 이와 같이 흡착된 현상제는 층규제부재(50)에 의해 규제되어, 상기 슬리브(45)와 상기 층규제부재(50) 사이에 형성된 간극에 대응되는 층 높이의 현상제 만이 상기 간극을 통과하게 된다.
이를 통과한 현상제는 상기 슬리브(41)의 회전에 의하여 주극(N1)이 마련된 현상위치까지 이동한다. 현상위치에서는 상기 상담지체(80)와 현상부재(40) 사이에 형성 된 정전력에 의하여 토너(21)가 슬리브(45) 외주면에서 상담지체(80)로 이동하여 상기 상담지체(80) 상에 가시화상을 형성한다.
여기서, 현상영역으로 진입하는 현상제층의 형성폭 WD1은 제1폭규제부재(61, 161, 261)에 의하여 착자폭 WM 및 폭 WD2 보다 좁게 유지되므로, 슬리브 양단부에서의 현상제층의 불균일, 현상제 비산 및 현상제 부족에 따른 화상결손을 방지할 수 있다.
상기 현상위치를 통과한 캐리어 및 잔류 토너를 포함한 현상제(20)는 상기 슬리브(45)의 회전을 따라 제1반송극(S1)을 지나 상기 박리극(N3) 쪽으로 반송되고, 상기 박리극(N3) 위치에서 상기 슬리브(45) 외주면으로부터 분리되어, 하우징(20) 내에 수용된다. 이어서, 상기한 동작을 반복 수행함으로써, 현상 프로세스가 연속적으로 수행된다.
상기한 바와 같이 구성된 현상유니트는 수학식 1의 조건을 만족하도록 현상제층의 폭을 규제함으로써, 슬리브 양단부에서의 현상제 비산을 방지하여 현상제의 과소비 및 비산된 현상제에 의한 오염을 방지할 수 있다. 또한, 슬리브 단부에서 발생될 수 있는 현상제 부족현상을 방지함으로써, 현상제 부족에 따른 화상결손을 억제할 수 있다는 이점이 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치를 보인 개략적인 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치는 상담지체(110)와, 상기 상담지체(110)를 대전시키는 대전부재(115)와, 상담지체(110)에 잠상(latent image)을 형성하는 노광유니트(120)와, 상기 상담지체(110)에 형성된 정전잠상에 대해 가시화상을 현상하는 현상유니트(130)와, 상기 현상유니트(130)에서 형성된 가시화상을 인쇄매체에 전사하는 전사유니트(140) 및, 상기 인쇄매체(M)에 전사된 가시화상을 정착시키는 정착유니트(150)를 포함한다. 여기서, 도 10은 탠덤(tandem)형 칼라 화상형성장치를 예로 들어 나타낸 것으로서, 상기 상담지체(110), 대전부재(115), 노광유니트(120) 및 현상유니트(130)는 인쇄매체(M)의 급송 경로를 따라 각 칼라별로 구비되어 있다.
상기 노광유니트(120)는 각 칼라별 상담지체(110)에 광빔을 주사하는 광주사유니트(LSU) 등으로 구성되는 것으로, 상기 대전부재(115)에 의해 소정 전위로 대전된 상기 상담지체(110) 상에 잠상을 형성한다.
상기 현상유니트(130)는 상기 상담지체(110)에 토너를 공급하여, 상기 잠상에 대응되는 가시화상을 형성한다. 상기 현상유니트(130)는 2성분 현상방식에 의하여 토너 화상을 현상하는 것으로, 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 현상유니트와 동일 구성을 가진다. 그러므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 전사유니트(140)는 이송경로를 통하여 이송되는 인쇄매체(M)를 사이에 두고 상기 복수의 상담지체(110)에 마주하게 배치되는 것으로, 상기 상담지체(110)에 형성된 토너 화상을 공급되는 인쇄매체(M)에 전사하는 역할을 한다. 이를 위하여 상기 전사유니트(140)는 복수의 상담지체(110)와 마주하게 배치된 전사벨트(141)를 포함한다.
상기 정착유니트(150)는 통과하는 인쇄매체(M)를 가압 및 가열함으로써, 상기 인쇄매체(M)에 전사된 화상을 상기 인쇄매체(M) 상에 정착시킨다.
상기한 바와 같이 구성된 화상형성장치는 현상제층의 폭 규제 조건을 최적화함으로써, 슬리브 양단부에서의 현상제 비산을 방지함과 아울러, 슬리브 단부에서 발생될 수 있는 현상제 부족현상을 방지할 수 있다. 따라서, 현상제의 과소비에 수명단축 문제를 방지하여 제품 유지 비용을 절감할 수 있고, 현상제 부족에 따른 화상결손을 억제하여 화상품질을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
도 1은 종래 현상유니트의 내부를 보인 평면도.
도 2는 자기실린더의 주극, 수취극 및 반송극 각각에 대한 자기실린더의 축방향 수평 자기력 분포를 보인 그래프.
도 3은 종래의 현상유니트에 의한 화상형성시 발생되는 화상 결손을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 현상유니트를 보인 개략적인 평면도.
도 5는 도 4의 요부를 발췌하여 보인 사시도.
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도.
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 현상유니트를 구성하는 폭규제부재의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 현상유니트를 구성하는 폭규제부재의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치를 보인 개략적인 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20: 현상제 21: 토너
25: 캐리어 30: 하우징
40: 현상부재 41: 자기실린더
45: 슬리브 50: 층규제부재
60: 폭규제부재 61, 161, 261: 제1폭규제부재
65: 제2폭규제부재 70: 오우거
80, 110: 상담지체 115: 대전부재
120: 노광유니트 130: 현상유니트
140: 전사유니트 150: 정착유니트

Claims (19)

  1. 상담지체에 화상을 현상하는 현상유니트에 있어서,
    토너와 캐리어로 이루어진 현상제를 수용하는 하우징과;
    상기 하우징 내의 현상제를 수취하는 수취극과, 상기 상담지체에 대향되게 배치되며 상기 수취된 현상제 중 캐리어를 고정시키는 주극을 포함하는 자기실린더와;
    상기 자기실린더의 외주에 회전 가능하게 설치되며, 현상제층이 외주에 형성되는 슬리브와;
    상기 현상제층의 두께를 규제하는 층규제부재와;
    하기의 조건식 1을 만족하도록, 상기 슬리브 상에 형성되는 현상제층의 형성폭을 규제하는 폭규제부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
    <조건식 1>
    WM ≥ WD2 > WD1 ≥ WImax
    여기서, WM은 상기 자기실린더의 착자 폭이고, WD2는 상기 수취극 위치에서 상기 현상제층이 형성되는 폭이고, WD1은 상기 수취극 또는 상기 층규제부재의 위치로부터 상기 슬리브와 상기 상담지체 사이에 형성되는 현상영역까지의 상기 현상제층이 형성되는 폭이며, WImax는 상기 상담지체에 현상되는 최대 화상폭을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 층규제부재는,
    상기 수취극과 상기 주극 사이에 대향되게 위치되며, 상기 슬리브의 길이 방향으로 상기 슬리브에 대해 이격 배치된 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자기실린더는,
    상기 슬리브 외주면에 형성된 현상제층을 반송하는 적어도 하나의 반송극과;
    반송된 현상제를 상기 슬리브 외주면으로부터 분리하는 박리극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폭규제부재는,
    상기 폭 WD1이 유지되도록 현상제층을 규제하는 제1폭규제부재와;
    상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 배치되어, 상기 폭 WD2가 유지되도록 현상제층을 규제하며 현상제의 누설을 방지하는 제2폭규제부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1폭규제부재는,
    상기 층규제부재와 상기 주극 사이에 위치되며, 상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제를 규제하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1폭규제부재는,
    상기 층규제부재의 단부에 설치되며, 상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제를 규제하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1폭규제부재는,
    상기 층규제부재와 상기 주극 사이에 위치되며, 상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 마주하게 배치되어 자기력에 의하여 현상제를 규제하는 규제마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  8. 상담지체에 화상을 현상하는 현상유니트에 있어서,
    현상제를 수용하는 하우징과;
    상기 하우징에 설치되어 현상제를 상기 상담지체로 공급하는 것으로, 상기 상담지체와의 사이에 현상영역을 형성하는 현상부재와;
    상기 현상부재에 형성되는 현상제층의 두께를 규제하는 층규제부재와;
    상기 현상부재의 회전방향을 따라 상기 층규제부재로부터 상기 현상영역 형성위치까지의 사이에 배치되며, 상기 현상부재의 적어도 일 측에 접촉 마련되어, 상기 현상제층의 형성폭을 규제하는 제1폭규제부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현상제는,
    토너와; 상기 토너를 운반하는 캐리어를 포함하는 2성분 현상제인 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1폭규제부재는,
    상기 현상부재의 양측단 각각에 접촉 배치되어, 가압력에 의하여 상기 현상제를 규제하는 복수의 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 현상부재는,
    상기 하우징 내의 현상제를 수취하는 수취극과, 상기 상담지체에 대향되게 배치되며 상기 수취된 현상제 중 캐리어를 고정시키는 주극을 포함하는 자기실린더와;
    상기 자기실린더의 외주에 회전 가능하게 설치되며, 현상제층이 외주에 형성되는 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 현상부재의 회전방향을 따라 상기 현상영역 형성위치로부터 상기 층규제부재까지의 사이에 배치되며, 상기 현상부재의 적어도 일 측에 마련되어, 상기 현상제층의 형성폭을 규제하는 제2폭규제부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2폭규제부재는,
    하기의 조건식 2를 만족하도록, 상기 슬리브 상에 형성되는 현상제층의 형성폭을 규제하는 것을 특징으로 하는 현상유니트.
    <조건식 2>
    WM ≥ WD2 > WD1 ≥ WImax
    여기서, WM은 상기 자기실린더의 착자 폭이고, WD2는 상기 수취극 위치에서 상기 현상제층이 형성되는 폭이고, W1은 상기 수취극 또는 상기 층규제부재의 위치 로부터 상기 슬리브와 상기 상담지체 사이에 형성되는 현상영역까지의 상기 현상제층이 형성되는 폭이며, WImax는 상기 상담지체에 현상되는 최대 화상폭을 나타낸다.
  14. 화상형성장치에 있어서,
    상담지체와;
    상기 상담지체를 대전시키는 대전부재와;
    상기 상담지체를 노광시켜 잠상을 형성하는 노광유니트와;
    상기 잠상에 대응되는 가시화상을 상기 상담지체 상에 형성하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 현상유니트와;
    상기 상담지체에 형성된 화상을 인쇄매체에 전사하는 전사유니트와;
    상기 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 폭규제부재는,
    상기 폭 WD1이 유지되도록 현상제층을 규제하는 제1폭규제부재와;
    상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 배치되어, 상기 폭 WD2가 유지되도록 현상제층을 규제하며 현상제의 누설을 방지하는 제2폭규제부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1폭규제부재는,
    상기 층규제부재와 상기 주극 사이에 위치되며, 상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제를 규제하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1폭규제부재는,
    상기 층규제부재의 단부에 설치되며, 상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 접촉 배치되어 가압력에 의하여 현상제를 규제하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1폭규제부재는,
    상기 층규제부재와 상기 주극 사이에 위치되며, 상기 슬리브의 축방향 양단부 영역에 마주하게 배치되어 자기력에 의하여 현상제를 규제하는 규제마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  19. 화상형성장치에 있어서,
    상담지체와;
    상기 상담지체를 대전시키는 대전부재와;
    상기 상담지체를 노광시켜 잠상을 형성하는 노광유니트와;
    상기 잠상에 대응되는 가시화상을 상기 상담지체 상에 형성하는 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 현상유니트와;
    상기 상담지체에 형성된 화상을 인쇄매체에 전사하는 전사유니트와;
    상기 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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