KR101295365B1 - 화상형성장치 - Google Patents

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KR101295365B1 KR1020060114151A KR20060114151A KR101295365B1 KR 101295365 B1 KR101295365 B1 KR 101295365B1 KR 1020060114151 A KR1020060114151 A KR 1020060114151A KR 20060114151 A KR20060114151 A KR 20060114151A KR 101295365 B1 KR101295365 B1 KR 101295365B1
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Abstract

전사벨트를 클리닝하는 성능을 향상시키고, 또 장치를 소형화할 수 있는 화상형성장치를 개시한다. 본 발명의 화상형성장치는 복수의 전사롤러 중에서 전사벨트의 이동 방향에 대해 최하류에 위치하는 제1전사롤러에, 전사벨트에 존재하는 토너의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하여, 전사벨트에 존재하는 토너를 제1전사롤러에 대응하는 제1감광체로 역전사한다. 또한 본 발명의 화상형성장치는 복수의 감광체 각각으로부터 수집되는 폐토너를 저장하기 위한 복수의 폐토너 저장부를 가지며, 복수의 폐토너 저장부 중 제1감광체에 대응하는 제1폐토너 저장부는 다른 폐토너 저장부보다 용적이 크도록 마련된다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 구성을 나타낸 측단면도.
도 2 및 도 3은 도 1에서 요부가 되는 구성을 발췌하여 나타낸 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
30Y, 30M, 30C, 30K : 현상카트리지
31Y, 31M, 31C, 31K : 감광체
37Y, 37M, 37C, 37K : 폐토너 저장부
41 : 전사벨트
44, 45, 46, 47 : 전사롤러
48 : 전사벨트 대전롤러
71, 72, 73, 74, 75 : 전압인가부
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 전사벨트를 클리닝하기 위한 구성을 개선한 화상형성장치에 관한 것이다.
화상형성장치는 입력된 화상 신호에 따라 인쇄매체인 용지에 화상을 인쇄하는 장치를 말한다. 이러한 화상형성장치의 일 종류인 전자사진방식 화상형성장치는 소정 전위로 대전된 감광매체에 광을 주사하여 그 외주면에 정전잠상을 형성하고, 상기 정전잠상에 현상제인 토너를 투입하여 가시화상으로 현상한 후, 이를 용지에 전사 및 정착시켜 화상을 인쇄한다.
한국 공개특허 제2006-82193호에는 이러한 화상형성장치의 일례가 개시되어 있다. 개시된 종래의 화상형성장치는 칼라 인쇄를 위한 복수의 현상카트리지와, 각각의 감광드럼에 정전잠상을 형성하기 위한 노광유닛과, 감광드럼에 접촉한 상태에서 용지를 이송시키는 전사벨트와, 감광드럼에 형성되는 토너 화상을 전사벨트에 의해 이송되는 용지로 전사시키는 전사롤러 및 전사벨트를 클리닝하기 위한 클리닝 블레이드를 포함하여 구성된다. 특히 클리닝 블레이는 전사벨트에 소정 압력으로 밀착되어 전사벨트에 존재하는 토너를 제거한다.
그런데 위와 같은 종래의 화상형성장치는 지속적인 사용으로 클리닝 블레이드가 마모되는 경우 전사벨트에 존재하는 토너가 완전히 제거되지 않아 클리닝 불량 문제가 야기되며, 또 클리닝 블레이드와의 마찰로 인해 전사벨트가 진동하거나 그 이송속도가 불균일해지는 경우에는 색 부정합 등과 같은 화상 불량이 유발되기고 한다.
이러한 점을 고려한 것으로서 한국 등록특허 제425320호에는 전사벨트의 표면에 잔류하는 토너를 정전기력을 이용하여 클리닝롤러에 부착시킴으로써 전사벨트를 클리닝하는 화상형성기기의 클리닝장치가 개시되어 있다. 그러나 상기 등록특허 에 개시된 클리닝 장치는 별도의 클리닝 롤러, 클리닝 백업롤러 및 클리닝 롤러에서 제거된 토너를 저장하기 위한 폐토너통을 구비하므로 이러한 부품들을 설치하기 위해 화상형성장치가 대형화되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전사벨트를 클리닝하는 성능을 향상시키고, 또 장치를 소형화할 수 있는 화상형성장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치는 서로 다른 색상의 토너 화상이 각각 현상되는 복수의 감광체와, 상기 복수의 감광체에 접촉되어 순환 주행하는 전사벨트와, 상기 복수의 감광체 각각에 대면하여 배치되는 복수의 전사롤러를 포함하는 화상형성장치에 있어서, 상기 복수의 전사롤러 중에서 상기 전사벨트의 이동 방향에 대해 최하류에 위치하는 제1전사롤러에, 상기 전사벨트에 존재하는 토너의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하여, 상기 전사벨트에 존재하는 토너를 상기 제1전사롤러에 대응하는 제1감광체로 역전사시키는 것을 특징으로 한다.
또 상기 복수의 감광체 각각으로부터 수집되는 폐토너를 저장하기 위한 복수의 폐토너 저장부를 더 포함하고, 상기 복수의 폐토너 저장부 중 상기 제1감광체에 대응하는 제1폐토너 저장부는 다른 폐토너 저장부보다 용적이 크도록 형성된다.
또 본 발명의 화상형성장치는 상기 제1전사롤러에 인가될 전압의 극성과 동일한 극성으로 상기 전사벨트를 대전시키기 위한 전압인가부를 구비할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 화상형성장치는 서로 다른 색상의 토너 화상이 각각 현상되는 복수의 감광체와, 상기 복수의 감광체에 접촉되어 순환 주행하는 전사벨트와, 상기 복수의 감광체 각각에 대면하여 배치되는 복수의 전사롤러와, 상기 복수의 감광체 각각으로부터 수집되는 폐토너를 저장하기 위한 복수의 폐토너 저장부를 가지는 화상형성장치에 있어서, 상기 복수의 전사롤러 중 어느 하나의 전사롤러에 상기 전사벨트에 존재하는 토너의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하기 위한 전압인가부를 포함하고, 상기 복수의 폐토너 저장부는 전압이 인가된 상기 전사롤러에 의해 상기 전사벨트에서 감광체로 역전사되는 토너를 저장하는 폐토너 저장부를 포함하며, 역전사된 토너를 저장하는 상기 폐토너 저장부는 다른 폐토너 저장부보다 용적이 큰 것을 특징으로 한다.
상기 전사벨트에 존재하는 토너를 감광체로 역전사하는 상기 전사롤러는 다른 전사롤러와의 관계에서 상기 전사벨트의 이동 방향에 대해 최하류에 위치된다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 구성을 나타낸 측단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에서 요부가 되는 구성을 발췌하여 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 화상형성장치가 인쇄 동작을 수행할 때를 도시한 것이고, 도 3은 전사벨트를 클리닝 할 때를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치는 급지유닛(10), 노광유닛(20), 현상유닛(30), 전사유닛(40), 정착유닛(50) 및 배지유닛(60)을 포함하여 구성된다.
급지유닛(10)은 인쇄매체인 용지(P)를 공급하기 위한 것으로서, 용지(P)가 적재되는 용지트레이(11)와, 용지트레이(11)를 탄성 지지하는 스프링(12)을 포함하여 구성된다. 용지트레이(11)에 적재된 용지는 픽업롤러(13)에 의해 한 장씩 픽업되어 현상유닛(30) 쪽으로 이동된다.
현상유닛(30)은 서로 다른 색상의 토너, 예를 들면 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 토너가 각각 수용되는 4개의 현상카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)로 구성된다. 각각의 현상카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)에는 노광유닛(20)에 의해 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)가 구비된다. 각 노광유닛(20Y, 20M, 20C, 20K)은 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 화상 정보에 대응하는 광을 인쇄 신호에 따라 각 현상카트리지의 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 조사한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 현상카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)는 현상에 사용되는 토너가 저장되는 현상토너 저장부(32)와, 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)를 대전시키기 위한 대전롤러(33), 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 형성된 정전잠상을 가시화상으로 현상하기 위한 현상롤러(34) 및 현상롤러(34)에 토너를 부착하기 위한 공급롤러(35)를 가진다. 또 현상카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K)는 전사 후 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 남아 있는 토너를 긁어내도록 감광 체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 소정의 압력으로 접촉되는 클리닝 블레이드(36)와, 클리닝 블레이드(36)에 의해 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에서 제거된 토너가 저장되는 폐토너 저장부(37Y, 37M, 37C, 37K)를 가진다.
전사유닛(40)은 감광체에 현상된 토너 화상을 용지로 전사하기 위한 것으로서, 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 접촉되어 순환 주행하는 전사벨트(41)와, 전사벨트(41)를 구동시키는 구동롤러(42)와, 전사벨트(41)의 일정한 장력을 유지시키는 텐션롤러(43)와, 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 현상되어 있는 토너 화상을 용지로 전사시키기 위한 4개의 전사롤러(44, 45, 46, 47)와, 전사벨트(41)와 접촉하여 전사벨트(41)를 대전시키는 전사벨트 대전롤러(48)를 포함하여 구성된다. 4개의 전사롤러(44, 45, 46, 47)는 전사벨트(41)를 사이에 두고 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 대면하여 배치되고, 전사벨트 대전롤러(48)는 전사벨트(41)를 사이에 두고 텐션롤러(43)에 대면하여 배치된다.
또한 본 발명의 화상형성장치는 각 전사롤러(44, 45, 46, 47)와 전사벨트 대전롤러(48)에 전기적인 힘을 가하기 위한 전압인가부(71, 72, 73, 74, 75)를 구비한다.
이하에서는 복수의 전사롤러(44, 45, 46, 47) 중에서 전사벨트(41)의 이동 방향에 대하여 최하류에 위치하는 전사롤러(47)를 제1전사롤러라 하고, 제1전사롤러(47)에 대응하는 감광체(31K)를 제1감광체라 하며, 제1전사롤러(47)에 전압을 인가하는 전압인가부(74)를 제1전압인가부라 한다. 그리고 전사벨트 대전롤러(48)에 전압을 인가하는 전압인가부(75)를 제2전압인가부라 한다. 또 폐토너 저장부 중 제 1감광체(31K)에서 제거된 토너가 저장되는 저장부를 제1폐토너 저장부(37K)라 한다.
제1전압인가부(74)는 제1감광체(31K)에 형성된 토너 화상을 용지(P)로 전사하는데 필요한 전압을 인가하거나, 전사벨트(41)에 존재하는 토너를 제1감광체(31K)로 역전사하는데 필요한 전압을 인가한다. 화상을 용지에 인쇄할 때 각 전사롤러(44, 45, 46, 47)에 대응하는 전압인가부(71, 72, 73, 74)는 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 부착되어 있는 토너가 가지는 극성에 대해 반대되는 극성의 전압을 인가한다.
즉 도 2는 화상 형성에 사용되는 토너가 음전하를 띠는 경우를 예시한 것으로 화상을 용지로 전사할 때 전압인가부(71, 72, 73, 74)는 전사롤러(44, 45, 46, 47)에 양전압을 인가하여 전기적인 인력에 의해 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 형성되어 있는 토너 화상이 용지(P)로 전사되도록 하고 있다.
한편 도 3과 같이, 전사벨트(41)에 존재하는 토너를 클리닝할 때 제1전압인가부(74)는 전사벨트(41) 부착되어 있는 토너의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하여 전사벨트(41)에 존재하는 토너를 제1감광체(31K)로 역전사한다. 도 3은 전사벨트(41)에 존재하는 토너가 음전하를 띠는 경우를 예시한 것으로 제1전압인가부(74)는 제1전사롤러(47)에 음전압을 인가하여 전기적인 척력에 의해 전사벨트(41)에 존재하는 폐토너가 제1감광체(31K)로 역전사되도록 하고 있다.
제1감광체(31K)로 역전사된 폐토너는 클리닝 블레이드(36)에 의해 제거되어 제1폐토너 저장부(37K)에 저장된다. 제1폐토너 저장부(37K)에는 인쇄 시 용지로 전 사되지 않고 제1감광체(31K)에 잔류하는 토너와 전사벨트(41)로부터 역전사되는 토너가 함께 수집되므로 제1폐토너 저장부(37K)는 다른 폐토너 저장부(37Y, 37M, 37C)보다 용적이 크게 마련된다.
이와 같이 복수의 전사롤러 중 어느 하나의 전사롤러에 전압을 인가하여 전사벨트(41) 상에 존재하는 폐토너를 클리닝하면 종래기술에서 언급한 바와 같은 클리닝 롤러나 별도의 폐토너통이 없이도 전사벨트 상에 존재하는 토너를 클리닝할 수 있으므로 장치를 한층 더 소형화할 수 있다.
본 발명에서 전사벨트(41)의 이동 방향에 대해 최하류에 위치한 제1전사롤러(47)에서 위와 같은 클리닝 작업이 이루어지므로 한 이유는 다음과 같다. 각 색상의 화상이 올바른 위치에 중첩되도록 하는 칼라 레지스트레이션을 위해서는 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K) 간의 거리가 일정하게 유지되어야 한다. 따라서 제1전사롤러(47)가 아닌 다른 전사롤러, 예를 들어 제1전사롤러(47)의 바로 상류에 있는 전사롤러(46)에서 위와 같은 클리닝 작업이 이루어지도록 구성하면 주위에 인접한 현상 카트리지(30K, 30M)와의 관계 상 폐토너 저장부(37C)의 용적을 다른 폐토너 저장부보다 크게 하는데 제약을 받게 된다.
한편 제2전압인가부(75)는 용지를 전사벨트(41)에 부착시키는데 필요한 전압을 전사벨트 대전롤러(48)에 인가한다. 예를 들어 도 2와 같이 화상을 용지에 인쇄할 때에는 제2전압인가부(75)는 전사벨트 대전롤러(48)에 양전압을 인가하여 정전기력에 의해 용지(P)가 전사벨트(41)에 부착되도록 한다. 또 제2전압인가부(75)는 전사벨트(41)에 존재하는 토너가 일정한 극성을 가지도록 전압을 인가한다. 즉 도 3과 같이 전사벨트(41)에 존재하는 토너를 클리닝할 때 제2전압인가부(75)는 제1전사롤러(47)에 인가될 전압의 극성와 동일한 극성으로 전사벨트(41)를 대전시키도록 전사벨트 대전롤러(48)에 전압을 인가한다. 전사벨트(41)의 클리닝 시에 위와 같이 전사벨트(41) 상의 토너를 예비적으로 대전시키는 것은 제1전사롤러(47)에서 역전사가 보다 원활히 이루어지도록 하기 위한 것이다.
이하에서는 도 1 내지 도 3를 참조하여 본 발명에 따른 화상형성장치의 동작을 설명한다.
인쇄명령이 발생하면 4개의 노광유닛(20Y, 20M, 20C, 20K)은 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 색상의 화상 정보에 대응하는 광을 각 현상카트리지의 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)로 조사한다. 이와 같이 광이 조사되면 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)의 표면에 정전잠상이 형성된다. 각 현상카트리지(30Y, 30M, 30C, 30K) 내의 토너는 공급롤러(35)에 의하여 현상롤러(34)로 공급되고, 현상롤러(34)의 토너는 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 형성되어 있는 정전잠상에 부착되어 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에는 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 색상의 토너 화상이 형성된다.
한편 픽업롤러(13)에 의해 픽업된 용지는 전사벨트 대전롤러(48)에 의해 대전된 전사벨트(41)에 부착되어 전사벨트(41)의 주행 속도와 같은 속도로 이송된다. 이 때 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 부착된 토너와 반대되는 극성의 전압이 각 전사롤러(44, 45, 46, 47)에 인가되면 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)의 토너 화상은 용지(P)로 전사된다. 따라서 용지(P)가 이송됨에 따라 각 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에 형성되어 있는 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 색상의 토너 화상은 순차적으로 용지(P)에 중첩 전사되어 용지(P)에는 완성된 칼라 토너 화상이 형성된다.
인쇄 시에 토너가 감광체(31Y, 31M, 31C, 31K)에서 용지로 바로 전사되므로 전사벨트(41)에 토너가 직접적으로 부착되지는 않지만 인쇄 과정에서 토너가 비산하여 전사벨트(41)가 오염되기도 하므로 전사벨트(41)를 클리닝할 필요가 있다. 또 소정 매수를 인쇄한 후 인쇄 동작을 잠시 멈추고 칼라 레지스트레이션을 감지하게 되는데 이 때 전사벨트(41)에 테스트용 화상이 전사되므로 칼라 레지스트레이션 감지 동작이 끝난 후에는 전사벨트(41)를 클리닝할 필요가 있다.
전사벨트(41)에 존재하는 토너를 제거하기 앞서 전사벨트 대전롤러(48)에 전압을 인가한다. 그러면 인가된 전압의 극성에 따라 전사벨트(41)에 존재하는 대부분의 토너가 어느 하나의 극성으로 통일된다. 도 3에서는 음전압을 인가하여 토너를 음전하로 대전시키는 예를 나타내었다.
그런 다음 전사벨트(41)의 이동 방향에 대해 최하류에 위치된 제1전사롤러(47)에만 전사벨트(41)에 존재하는 토너의 극성과 동일한 극성의 전압, 즉 음전압을 인가한다. 그러면 척력에 의해 전사벨트(41) 상의 토너가 제1감광체(31K)로 역전사됨으로써 전사벨트(41)가 클리닝된다. 제1감광체(31K)의 표면으로 역전사된 폐토너는 클리닝 블레이드(36)에 의해 제거되어 제1폐토너 저장부(37K)에 저장된다.
한편 전사벨트 대전롤러(48)가 전사벨트(41) 상의 토너를 음전하로 대전시킬 때 경우에 따라서는 일부 토너는 여전히 양전하를 띠고 있을 수 있는데, 이러한 토너들은 위와 같은 클리닝 과정에서 역전사되지 않고 전사벨트(41)에 그대로 남아 있을 수 있다. 이러한 양극성 토너는 전사벨트 대전롤러(48)에 양극의 전압을 인가하고 제1전사롤러(47)에도 양극의 전압을 인가함으로써 제거할 수 있으며, 전사벨트 대전롤러(48)와 제1전사롤러(47)에 서로 다른 극성의 전압을 번갈아 가며 인가하는 과정을 반복적으로 수행함으로써 전사벨트(41) 상의 토너를 완전히 클리닝시킬 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전사벨트에 무리를 주지 않으면서도 전기적인 방법으로 전사벨트를 깨끗이 클리닝할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 전사벨트를 클리닝하기 위한 부가적인 부품들을 사용하는 대신에 기존의 부품들을 효율적으로 활용하여 전사벨트를 클리닝할 수 있도록 구성함으로써 장치를 소형화하고, 부품 비용을 절감하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 서로 다른 색상의 토너 화상이 각각 현상되는 복수의 감광체와, 상기 복수의 감광체에 접촉되어 순환 주행하는 전사벨트와, 상기 복수의 감광체 각각에 대면하여 배치되는 복수의 전사롤러를 포함하는 화상형성장치에 있어서,
    상기 복수의 전사롤러 중에서 상기 전사벨트의 이동 방향에 대해 최하류에 위치하는 제1전사롤러에, 상기 전사벨트에 존재하는 토너의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하여, 상기 전사벨트에 존재하는 토너를 상기 제1전사롤러에 대응하는 제1감광체로 역전사시키고,
    상기 복수의 감광체 각각으로부터 수집되는 폐토너를 저장하기 위한 복수의 폐토너 저장부를 더 포함하고,
    상기 복수의 폐토너 저장부 중 상기 제1감광체에 대응하는 제1폐토너 저장부는 다른 폐토너 저장부보다 용적이 큰 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전사롤러에 인가될 전압의 극성과 동일한 극성으로 상기 전사벨트를 대전시키기 위한 전압인가부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 서로 다른 색상의 토너 화상이 각각 현상되는 복수의 감광체와, 상기 복수의 감광체에 접촉되어 순환 주행하는 전사벨트와, 상기 복수의 감광체 각각에 대면하여 배치되는 복수의 전사롤러와, 상기 복수의 감광체 각각으로부터 수집되는 폐토너를 저장하기 위한 복수의 폐토너 저장부를 가지는 화상형성장치에 있어서,
    상기 복수의 전사롤러 중 어느 하나의 전사롤러에 상기 전사벨트에 존재하는 토너의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하기 위한 전압인가부를 포함하고,
    상기 복수의 폐토너 저장부는 전압이 인가된 상기 전사롤러에 의해 상기 전사벨트에서 감광체로 역전사되는 토너를 저장하는 폐토너 저장부를 포함하며,
    역전사된 토너를 저장하는 상기 폐토너 저장부는 다른 폐토너 저장부보다 용적이 큰 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전사벨트에 존재하는 토너를 감광체로 역전사하는 상기 전사롤러는 다른 전사롤러와의 관계에서 상기 전사벨트의 이동 방향에 대해 최하류에 위치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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