KR101385965B1

KR101385965B1 - 화상형성장치

Info

Publication number: KR101385965B1
Application number: KR1020070036624A
Authority: KR
Inventors: 유이치 다카시마; 스스무 키쿠치
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2014-04-16
Also published as: JP2008158438A; KR20080060123A; JP4903551B2

Abstract

현상제를 교반하는 교반기의 마모를 방지하는 것이 가능한 화상형성장치를 제공한다. 본 발명의 화상형성장치는, 현상제를 담지하는 현상 롤러(20)와 현상제를 교반하는 교반유닛(30)을 구비한다. 교반유닛(30)은, 현상제 조(331), 중공부와 현상제 조(331)의 외부를 연통시켜 현상제 조(331) 내에 고정되는 통형상 부재(311), 통형상 부재(311)에 회전 가능하게 삽입되고, 다른 자극을 둘레방향으로 교대로 배치하여 형성된 교반자석(313), 통형상 부재(311)의 외주면에 설치되고, 교반자석(313)을 지지하는 지지축(314)의 축방향에 대해 나선형상의 경사면을 가지는 교반날개(312)를 구비한다. 교반자석(313)의 회전에 따라, 교반자석(313)의 자력에 의해 현상제를 통형상 부재(311)의 외주면 상에서 교반자석(313)의 회전방향으로 회전시키고, 교반날개(312)의 경사에 의해 현상제를 통형상 부재(311)의 길이방향으로 반송한다.

Description

화상형성장치{An image forming apparatus}

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 화상형성장치의 개략구성을 나타내는 개략 측면도이다.

도 2는 동 실시예에 관한 화상형성장치의 부분 단면도이다.

도 3은 도 2의 A-A 절단선에서의 단면도이다.

도 4는 도 2의 B-B 절단선에서의 단면도이다.

도 5는 도 2의 C-C 절단선에서의 단면도이다.

도 6은 동 실시예에 관한 교반유닛의 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

도 7은 종래의 교반기에서의 샤프트의 베어링부를 나타내는 부분 단면도이다.

[부호의 설명]

1 화상형성장치

10 감광체 드럼

20 현상 롤러

210 마그넷 롤러

220 현상 슬리브

30 교반유닛

310 제1 교반 반송부

311 제1 통형상 부재

312 제1 교반날개

313 제1 교반자석

314 제1 지지축

320 제2 교반 반송부

321 제2 통형상 부재

322 제2 교반날개

323 제2 교반자석

324 제2 지지축

328 돌기부

331 현상제 조

340 토너농도 센서

50 현상제 공급부

본 발명은, 전자사진방식의 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화상형성장치의 현상제의 혼합 교반 시스템에 관한 것이다.

전자사진방식의 화상형성장치는, 똑같이 대전한 감광체 드럼의 외주면에 정 전잠상을 형성하고, 정전잠상을 토너에 의해 가시화함으로써 화상을 형성하는 장치로서, 고속으로 화상을 형성할 수 있기 때문에, 디지털 방식의 프린터나 복사기 등에 사용되고 있다. 이러한 화상형성장치에 있어서, 고화질화, 고속화의 요구를 만족하기 위해서, 최근에는 주로 2성분 자기 브러시 현상방법이 채용되고 있다.

2성분 현상방법에서는, 자성체인 캐리어와 비자성 또는 약자성을 가지는 토너로 이루어진 2성분 현상제가 사용된다. 2성분 현상제는, 현상유닛의 교반기에 의해 캐리어와 토너가 균일하게 되도록 혼합됨과 동시에, 토너가 마찰 대전하도록 교반된다.

종래의 교반기는, 교반조 내에 예를 들면 샤프트에 교반날개가 설치된 2개의 스크류를 평행하게 배치하여, 이들 스크류를 회전시킴으로써 스크류 사이에서 현상제를 순환시키도록 구성된다(예를 들면, 일본특허공보 제3508104호). 이러한 교반기에서는, 스크류의 회전에 따라 현상제가 샤프트에 설치된 교반날개 위를 흐름으로써 반송된다.

종래의 교반기에서는 스크류가 교반조 중에 설치되어 있기 때문에, 현상제가 샤프트의 베어링부에 유입되고, 베어링부를 마모시켜 버린다. 이를 방지하기 위해, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 교반조(11) 내에 설치된 샤프트(12)의 교반날개(13)가 형성되어 있는 부분의 단부와 베어링부(14)의 사이에, 예를 들면 오일 실 등의 실 부재(15)가 설치된다. 그러나, 이러한 실 부재(15)를 설치해도, 현상제가 실 부재(15)에 돌아 들어가 실 부재(15)가 마모되고, 또 베어링부(14)도 마모되어 버린다. 이 때문에, 실 부재(15)나 베어링부(14)의 수명은 짧고, 고가의 현 상유닛을 단기간에 교환할 필요가 있었다.

또한, 2개의 스크류의 양단 부근에서는, 하나의 반송로에서 다른 반송로로 현상제가 반송되는 현상제의 교환영역이 형성된다. 이 현상제의 교환영역까지 교반날개가 설치되면, 교환영역에 있어서 현상제가 압축되어 버린다. 이 때문에, 캐리어의 표면 코트제가 박리되거나 토너가 마모되거나 하는 등 현상제가 열화되어 버린다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 현상제를 교반하는 교반기의 마모를 방지하는 것이 가능한 신규이면서 개량된 화상형성장치를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 어느 관점에 의하면, 내부에 복수의 자극으로 이루어진 마그넷 롤러를 가지고, 외주면에 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 담지하는 현상제 담지체; 현상제를 교반하여 현상제 담지체에 공급하는 현상제 교반기;를 구비하는 화상형성장치가 제공된다. 이러한 화상형성장치의 현상제 교반기는, 현상제 조; 중공부와 현상제 조의 외부를 연통시키며 현상제 조 내에 고정되는 통형상 부재; 통형상 부재에 회전 가능하게 삽입되고, 다른 자극을 둘레방향으로 교대로 배치하여 형성된 마그넷 축; 통형상 부재의 외주면에 설치되고, 마그넷 축의 축방향에 대해 나선형상의 경사면을 가지는 교반날개;를 구비한다. 그리고, 현상제 교반기는, 마그넷 축의 회전에 따라, 마그넷 축의 자력에 의해 현상제 를 통형상 부재의 외주면 상에서 마그넷 축의 회전방향으로 회전시키고, 교반날개의 경사에 따라 현상제를 통형상 부재의 길이방향으로 반송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 현상제 교반기는, 현상제 조의 내면과 회전하지 않는 통형상 부재의 외주부에 의해 둘러싸인 공간에 있어서 현상제를 교반하면서 반송한다. 통형상 부재의 내부에는 마그넷 축이 회전 가능하게 설치되고, 다른 자극을 둘레방향으로 교대로 배치하여 형성된 마그넷 축이 회전함으로써, 통형상 부재의 외주면에서의 자기장이 변화한다. 이 자기장의 변화에 따라, 현상제는 마그넷 축의 회전방향으로 이동하는 힘을 받는다. 그리고, 현상제는 통형상 부재의 외주면에 형성된 나선형상의 교반날개의 경사에 의해 가압되고, 통형상 부재의 길이방향으로 반송된다. 이와 같이, 현상제와 접촉하지 않는 마그넷 롤러로부터 통형상 부재를 개재하여 현상제에 작용하는 자력을 이용함으로써, 현상제를 이동시킬 수 있다.

여기서, 현상제 조에는, 현상제 담지체와 대향하는 영역에 개구부가 형성된다. 이에 의해, 현상제 조에 설치된 통형상 부재의 외주면과 현상제 담지체의 외주면이 대향하게 된다. 이에 의해, 현상제 조의 내부에 설치된 통형상 부재의 외주면 상을 이동하는 현상제를 현상제 담지체의 외주면으로 이행시킬 수 있다.

이 때, 현상제 교반기측에서 현상제 담지체로의 현상제의 이행을 방해하지 않기 위해서, 통형상 부재의 현상제 담지체와 대향하는 영역에는 교반날개를 형성하지 않도록 해도 된다. 또한, 현상제 담지체와 통형상 부재가 대향하는 영역에 있어서, 현상제 담지체의 회전방향 하류측의 현상제 담지체와 상기 통형상 부재의 사 이에 자기차폐부재를 설치해도 된다.

또한, 현상제 교반기에는, 통형상 부재와 마그넷 축으로 구성되는 적어도 2개의 교반 반송부와, 서로 인접하는 교반 반송부의 사이에 설치되는 격벽을 구비할 수도 있다. 즉, 교반 반송부는, 현상제 조 및 격벽에 의해 구성되는 예를 들면 통형상의 반송로 내에 삽입되어 있게 된다. 이 때, 각 교반 반송부는, 각 교반 반송부의 통형상 부재의 길이방향이 평행이 되도록 배치된다. 또한, 서로 인접하는 교반 반송부에 의한 현상제의 반송방향은 다르게 구성된다.

또, 교반 반송부의 양단부에는, 격벽을 개구하여 서로 인접하는 교반 반송부를 연통시켜, 하나의 교반 반송부에서 다른 교반 반송부로 현상제가 이동 가능한 현상제 이동영역을 형성할 수도 있다. 이에 의해, 각 교반 반송부가 설치된 각 반송로가 현상제 이동영역을 개재하여 연통되므로, 현상제가 교반되는 영역이 증가하고, 토너와 캐리어를 균일하게 혼합시킬 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 현상제 이동영역에 있어서, 현상제의 이동원의 통형상 부재의 외주면에서의 자력은, 현상제의 이동처의 통형상 부재의 외주면에서의 자력보다도 작아지도록 구성된다. 이에 의해, 현상제 이동영역에 있어서, 현상제에 대해 이동원에서 이동처로 끌어당기는 힘이 작용하므로, 반송로 간의 이동을 원활하게 할 수 있다.

또한, 서로 인접하는 교반 반송부의 2개의 마그넷 축은, 적어도 현상제 이동영역에 있어서, 다른 자극이 대향하도록 서로 회전된다. 다른 자극을 대향시킴으로써 자극 간에 끌어당기는 힘이 작용하므로, 반송로 간의 현상제의 이동을 원활하게 할 수 있다. 또, 현상제 이동영역에는, 현상제의 이동원의 통형상 부재의 외주 면과 현상제의 이동처의 현상제 조의 내면을 결합하는 현상제 안내판을 설치해도 된다. 이에 의해, 현상제를 이동원에서 이동처로 원활하게 이동시킬 수 있다.

한편, 교반효율을 향상시키기 위해서, 통형상 부재에 마그넷 축의 회전방향으로의 현상제의 흐름을 저해하는 저해부재를 설치해도 된다. 또는, 교반날개에 적어도 하나의 홀을 형성해도 된다. 이에 의해, 반송로 내를 교반 반송부에 의해 반송되는 현상제의 흐름에 난류를 발생시켜, 현상제를 보다 교반시킬 수 있다.

또한, 교반날개의 외연부가 현상제 조의 내면과 접촉하지 않도록 설치하는 것이 좋다. 현상제 조의 내부에 격벽이 설치되는 경우에는, 격벽에도 접촉하지 않도록 한다. 교반 반송부에 의해 반송된 현상제가 반송로의 일단에서 체류하면, 현상제에 압력이 걸리고, 현상제의 열화를 초래하여 버린다. 교반날개의 외연부와 현상제 조를 접촉시키지 않고 간극을 형성함으로써, 현상제에 걸리는 압력을 개방할 수 있다.

이하에 첨부도면을 참조하면서, 본 발명의 매우 적합한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능구성을 가지는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복설명을 생략한다.

<화상형성장치의 개략구성>

우선, 도 1에 기초하여, 본 발명의 실시예에 관한 화상형성장치(1)에 대해서 설명한다. 또, 도 1은, 본 실시예에 관한 화상형성장치(1)의 개략구성을 나타내는 개략 측면도이다.

본 실시예에 관한 화상형성장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 감광체 드 럼(10), 현상 롤러(20), 교반 유닛(30)을 구비한다.

감광체 드럼(10)은, 외주면에 화상이 형성되는 정전잠상 담지체로서, 예를 들면 OPC(Organic Photo Conductor)로 이루어진다. 감광체 드럼(10)의 주위에는, 감광체 드럼(10)을 대전하는 대전유닛(도시생략), 대전된 감광체 드럼(10)의 외주면을 노광하여 정전잠상을 형성하는 노광유닛(도시생략), 현상제를 교반하는 교반유닛(30), 감광체 드럼(10) 상에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상 롤러(20), 감광체 드럼(10)의 외주면을 클리닝하는 클리닝 유닛(도시생략), 그리고 감광체 드럼(10)의 전위를 리셋하는 제전램프(도시생략)가 배치되어 있다.

현상 롤러(20)는, 감광체 드럼(10) 상에 형성된 정전잠상에 대해 토너를 공급하는 현상제 담지체이다. 현상 롤러(20)는, 마그넷 롤러(210)와 현상 슬리브(220)로 이루어진다. 마그넷 롤러(210)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들면 5극의 자극(자극 S1, S2, N3, S3, N1)을 가지고 있고, 감광체 드럼(10)과 대향하는 영역, 즉 감광체 드럼(10)에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상영역에는 다른 자극이 교대로 배치된다. 한편, 교반유닛(30)과 대향하는 위치에는, 같은 자극이 인접하여 배치되어 있다. 현상 슬리브(220)는, 비자성의 금속으로 이루어진 통형상 부재이다. 본 실시예에 관한 현상 롤러(20)에서는 현상 슬리브(220)만이 회전하고, 현상 슬리브(220) 내에 배치된 마그넷 롤러(210)는 하우징(5)에 고정되어 있다. 또한, 현상 롤러(20)에는, 현상 바이어스를 인가하는 현상 바이어스 인가부(도시생략)가 설치되어 있다.

교반유닛(30)은, 현상제를 구성하는 자성체의 캐리어와 비자성체 또는 약자 성체의 토너를 교반하여, 캐리어와 토너를 대전시키는 유닛이다. 교반유닛(30)은, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 교반 반송부(310)와 제2 교반 반송부(320)로 이루어진다. 제2 교반 반송부(320)에 의해 교반하면서 반송된 현상제는, 제1 교반 반송부(310)에 의해 교반, 반송되면서 현상 롤러(20)의 외주면으로 이행한다. 본 실시예에서는, 캐리어는 양으로 대전하고, 토너는 음으로 대전한다. 제2 교반 반송부(320)에는, 토너농도를 검출하기 위한 토너농도 센서(340)가 설치되어 있고, 반송로 내의 토너농도가 저하되면 현상제 공급부(50)로부터 반송로 내에 현상제가 공급된다. 또, 교반유닛(30)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

이러한 화상형성장치(1)는, 우선, 대전유닛에 의해 감광체 드럼(10)의 외주면이 대전되고, 감광체 드럼(10)의 외주면의 전위가 예를 들면 약 -600V가 된다. 다음에, 대전한 감광체 드럼(10)의 외주면을 노광유닛에 의해 노광하여 정전잠상을 형성한다. 감광체 드럼(10)의 외주면 중에서 노광된 부분은 전위가 낮아지고, 예를 들면 약 -100V까지 내려간다. 또, 감광체 드럼(10)에 형성된 정전잠상을 현상영역에서 현상한다. 이 때, 현상 롤러(20)에는 약 -500V의 현상 바이어스가 인가되어 있고, 감광체 드럼(10)과의 전위차에 의해 음으로 대전한 토너가 현상 롤러(20)로부터 감광체 드럼(10)의 노광된 부분으로 이행함으로써 토너상이 형성된다.

토너상이 형성되면, 감광체 드럼(10)을 회전시켜, 토너상을 전사 롤러(도시생략)와 감광체 드럼(10)이 대향하는 영역으로 반송한다. 전사 롤러에는 전사 바이어스가 인가되어 있고, 전사 롤러와 감광체 드럼(10)의 전위차에 의해 토너상이 전사 벨트에 전사된다. 그 후, 감광체 드럼(10)에 잔상한 현상제가 클리닝 유닛에 의 해 회수되고, 제전램프에 의해 감광체 드럼(10)의 전위가 리셋된다.

이상, 본 실시예에 관한 화상형성장치(1)의 개략구성에 대해서 설명하였다. 다음에, 도 2~도 5에 기초하여, 본 실시예에 관한 화상형성장치(1) 중에서, 특히 본 실시예의 특징부분인 교반유닛(30)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다. 또, 도 2는, 본 실시예에 관한 화상형성장치(1)의 부분 단면도이다. 도 3은, 도 2의 A-A 절단선에서의 단면도이다. 도 4는, 도 2의 B-B 절단선에서의 단면도이다. 도 5는, 도 2의 C-C 절단선에서의 단면도이다.

<교반유닛의 구성>

본 실시예에 관한 화상형성장치(1)의 교반유닛(30)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 현상제 조(331), 현상제 조(331)의 내부에 설치된 제1 교반 반송부(310) 및 제2 교반 반송부(320)로 이루어진다. 현상제 조(331)는, 교반되는 현상제가 수용되는 용기로서, 본 실시예에 관한 현상제 조(331)는, 화상형성장치(1)의 하우징(5)과 연결되어 일체로 설치되어 있는 것으로 한다. 본 실시예에 있어서, 제1 교반 반송부(310)와 제2 교반 반송부(320)는, 각 교반 반송부(310, 320)의 지지축(314, 324)이 평행이 되도록 상하로 배치되어 있다. 또한, 제1 교반 반송부(310)는, 제2 교반 반송부(320)와 거의 반대측에 있어서 제1 교반 반송부(310)와 현상 롤러(20)의 마그넷 롤러(210)를 지지하는 지지축(211)이 평행이 되도록, 현상 롤러(20)와 인접하여 배치된다.

제1 교반 반송부(310)는, 제1 통형상 부재(311), 제1 교반날개(312), 제1 교반자석(313), 제1 지지축(314)으로 구성된다. 제1 통형상 부재(311)는, 양단부가 현상제 조(331)의 내벽에 고정되고, 중공부가 현상제 조(331)의 외부와 연통하도록 설치된다.

제1 교반날개(312)는, 제1 통형상 부재(311)의 외주면에 설치되고, 제1 교반자석(313)의 길이방향에 대해 나선형상의 경사면을 가진다. 제1 교반날개(312)는, 제1 교반 반송부(310)와 현상 롤러(20)의 사이에서 행해지는 현상제의 교환을 방해하지 않도록, 현상 롤러(20)와 대향하는 영역에는 형성되지 않는다. 본 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들면 제1 교반자석(313)의 중심(C2)에 대해 현상 롤러(20)의 회전중심(C1)과 반대측에 위치하는 제1 통형상 부재(311)의 외주면 중에서, 소정의 각도(θ)(예를 들면, 약 200°~215°)의 영역에 제1 교반날개(312)가 형성되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 현상제 공급부(50)로부터 공급된 현상제가 낙하하는 위치에는, 제1 교반날개(312)는 설치하지 않도록 해도 된다.

제1 교반자석(313)은, 다른 자극을 둘레방향으로 교대로 배치하여 형성된 대략 원주형상의 자석으로서, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 지지축(314)을 중심으로 4개의 자극(자극 S1a, N1a, S2a, N2a)이 배치되어 구성된다. 제1 교반자석(313)은, 제1 통형상 부재(311)의 내부에 삽입되어 있다. 또한, 제1 지지축(314)은, 제1 베어링부(316)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 외부의 구동부(도시생략)와 연결부(317)를 개재하여 연결된다. 즉, 제1 교반자석(313)은, 제1 통형상 부재(311)의 내부에서 외부의 구동부에 의해 회전 구동된다.

제1 교반 반송부(310)는, 상술한 바와 같이, 현상 롤러(20)의 현상 슬리 브(220)와 대향하여 배치되어 있다. 여기서, 제1 통형상 부재(311)와 현상 롤러(20)의 사이에는, 자기를 차폐하는 자기차폐부재(335)가 설치된다. 자기차폐부재(335)는, 제1 교반 반송부(310)에서 현상 롤러(20)로의 현상제의 이동을 방해하는 부재로서, 예를 들면 알루미늄이나 SUS 등의 비자성체 부재나 수지 등의 자기를 차폐하는 부재로 이루어진다. 자기차폐부재(335)는, 제1 통형상 부재(311)와 현상 롤러(20)가 대향하는 영역으로서, 현상 롤러(20)의 회전중심(C1)과 제1 교반자석(313)의 중심(C2)을 연결한 선보다도 현상 롤러 회전방향 하류측에 설치된다.

제2 교반 반송부(320)는, 제1 교반 반송부(310)와 거의 동일하게 구성되어 있고, 제2 통형상 부재(321), 제2 교반날개(322), 제2 교반자석(323), 제2 지지축(324)으로 구성된다. 제2 통형상 부재(321)는, 양단부가 현상제 조(331)의 내벽에 고정되고, 중공부가 현상제 조(331)의 외부와 연통하도록 설치된다.

제2 교반날개(322)는, 제2 통형상 부재(321)의 외주면에 설치되고, 제2 교반자석(323)의 길이방향에 대해 나선형상의 경사면을 가진다. 제2 교반날개(322)는, 제2 통형상 부재(321)의 주위를 1주하도록 형성된다.

제2 교반자석(323)은, 다른 자극을 둘레방향으로 교대로 배치하여 형성된 대략 원주형상의 자석으로서, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 지지축(324)을 중심으로 4개의 자극(자극 S1b, N1b, S2b, N2b)이 배치되어 구성된다. 제2 교반자석(323)은, 제2 통형상 부재(321)의 내부에 삽입되어 있다. 또한, 제2 지지축(324)은, 제2 베어링부(326)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 외부의 구동부(도시생략)와 연결부(327)를 개재하여 연결된다. 즉, 제2 교반자석(323)은, 제2 통형상 부재(321)의 내부에서 외부의 구동부에 의해 회전 구동된다.

또한, 본 실시예에 관한 제2 교반 반송부(320)에는, 현상제의 교반효율을 높이기 위해서, 제2 통형상 부재(321)의 외주면에 돌기부(328)가 형성되어 있다. 돌기부(328)를 설치함으로써, 현상제가 제2 통형상 부재의 둘레방향으로 이동하는 흐름이 방해되므로, 현상제를 더 교반할 수 있다. 또, 현상제의 흐름을 방해하는 저해부재로서, 본 실시예에서는 제2 교반 반송부(320)에 돌기부(328)를 하나 설치하였지만, 이러한 예에 한정되지 않고, 예를 들면 소정의 간격을 두고 복수의 저해부재를 설치해도 된다. 저해부재의 형상도, 도 2에 도시한 바와 같은 대략 판형상의 돌기에 한정되지 않는다. 또한, 저해부재를 제1 교반 반송부(310)에 설치해도 된다.

제1 교반 반송부(310)와 제2 교반 반송부(320)의 사이에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 각 교반 반송부(310, 320)를 구획하기 위한 격벽(332)이 설치된다. 이에 의해, 현상제가 반송되는, 현상제 조(331), 격벽(332), 그리고 제1 통형상 부재(311)에 의해 둘러싸인 공간(경로(P3))과, 현상제 조(331), 격벽(332), 그리고 제2 통형상 부재(321)에 의해 둘러싸인 공간(경로(P1))이 형성된다. 또한, 격벽(332)은, 길이방향 양단측에는 형성되지 않고, 제1 교반 반송부(310)가 설치된 공간(경로(P3))과 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간(경로(P1))이 양단 부근에서 연통한다. 이에 의해, 제1 교반 반송부(310)가 설치된 공간과 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간을 연결하는 경로(P2, P4)가 형성된다.

경로(P2)는 현상제를 경로(P1)에서 경로(P3)로, 경로(P4)는 현상제를 경 로(P3)에서 경로(P1)로 이동시키는 현상제 이동영역으로서 기능한다. 현상제 이동영역에 있어서 현상제가 원활하게 이동되도록, 본 실시예에서는 현상제를 안내하는 현상제 안내판(333, 334)이 설치된다.

현상제 안내판(333)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 통형상 부재(321)의 외주면과 제1 교반 반송부(310)측의 현상제 조(331)의 내벽을 연결하도록 설치된다. 이 때, 현상제의 흐름에 따라 현상제를 안내하기 때문에, 현상제 안내판(333)은, 제2 통형상 부재(321) 측에서 제2 교반자석(323)의 회전방향에 따라 상방으로 연장되도록(도 4에 있어서 좌경사 상방향으로 경사지어) 설치된다. 한편, 현상제 안내판(334)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 통형상 부재(311)의 외주면과 제2 교반 반송부(320) 측의 현상제 조(331)의 내벽을 연결하도록 설치된다. 현상제 안내판(334)은, 제1 통형상 부재(311)에서 제1 교반자석(313)의 회전방향에 따라 하방으로 연장되도록(도 5에 있어서 좌경사 하방향으로 경사지어) 설치된다. 또한, 이러한 구성에 의해, 이동원의 교반 반송부에서 이동처의 교반 반송부로 현상제를 이동시킬 때, 현상제가 이동원의 교반 반송부로 되돌아가지 않도록 할 수도 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 제2 교반 반송부(320)에는, 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간(경로(P1))에서의 토너농도를 검지하는 토너농도 센서(340)가 설치되어 있다. 경로(P1)에서의 토너농도가 저하하면, 제1 교반 반송부(310)의 일단측의 상방에 설치된 현상제 공급부(50)에서 반송로 내로 현상제가 공급된다. 현상제 공급부(50)로부터 공급된 현상제는, 내부에 공급 스크류(520)가 설치된 현상제 공급관(510)을 경유하여, 제1 교반 반송부(310)에 투입된다.

<교반유닛의 작용>

다음에, 도 6에 기초하여, 본 실시예에 관한 교반유닛(30)에 의한 현상제 교반 반송작용에 대해서 설명한다. 또, 도 6은, 본 실시예에 관한 교반유닛(30)의 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

본 실시예에 관한 교반유닛(30)은, 제1 교반 반송부(310) 및 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간에서 현상제를 이동시킨다. 우선, 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간(경로(P1))에 위치하는 현상제는, 도 6에 있어서 우측에서 좌측으로 반송된다. 제2 통형상 부재(321)의 내부에 설치된 제2 교반자석(323)을 예를 들면 도 6의 지면 안쪽으로 회전시키면, 중력에 의해 하방으로 쏠려 있는 현상제가 제2 교반자석(323)의 자력에 의해 제2 통형상 부재(321)의 외주면 상에서 제2 교반자석(323)의 회전방향으로 회전 이동하게 된다. 이에 의해, 현상제는, 현상제 조(331)의 저면으로부터 제2 교반자석(323)의 회전방향 하류측의 측면으로 쏠린다. 측면측으로 쏠린 현상제는 제2 교반날개(322)에 의해 눌리고, 제2 지지축(324)의 축방향(제2 교반 반송부(320)의 길이방향)으로 이동한다.

이와 같이, 현상제를 제2 통형상 부재(321)의 둘레방향으로 회전하는 힘이 제2 교반날개(322)에 의해 제2 지지축(324)의 축방향으로의 이동력으로 변환됨으로써, 현상제는, 제2 교반 반송부(320)의 작용에 의해 경로(P2)를 도 6의 우측에서 좌측으로 이동한다. 여기서, 본 실시예에 있어서, 제1 교반 반송부(310)는 제2 교반 반송부(320)의 상방에 위치하기 때문에, 제2 교반 반송부(320)에 의해 도 6의 우측에서 좌측으로 반송된 현상제는 좌단부에 체류하여 막힘이 생겨 버린다. 현상 제의 막힘이 생기면, 현상제에 압력이 걸리고 현상제가 열화되어 버린다. 또한, 제2 교반 반송부(320)의 좌단부까지 이동된 현상제는, 현상제 이동영역인 경로(P2)를 경유하여 제1 교반 반송부(310)가 설치된 공간(경로(P3))으로 이동되지만, 중력을 거슬러 현상제를 이동시켜야만 한다.

그래서, 본 실시예에서는, 현상제 이동영역(경로(P2))에 있어서 이동처인 제1 교반 반송부(310)의 자력을 이동원인 제2 교반 반송부(320)의 자력보다도 크게 함으로써, 현상제의 상방으로 끌어올리도록 이동시킨다. 현상제 이동영역(경로(P2))에서의 제1 교반 반송부(310)의 자력을 제2 교반 반송부(320)의 자력보다도 크게 하는 데는, 예를 들면 현상제 이동영역(경로(P2))에서의 제2 교반자석(323)의 직경을 제1 교반자석(313)의 직경보다도 작게 하거나, 제2 통형상 부재(321)의 직경을 제1 통형상 부재(311)의 직경보다도 크게 하거나, 제2 통형상 부재(321)의 내주면에 자기차폐부재를 설치함으로써 설정할 수 있다. 이와 같이 자력이 작용하는 상태를 형성함으로써, 현상제 이동영역을 경유하여 제1 교반 반송부(310)가 설치된 공간으로 현상제를 이동시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 제2 통형상 부재(321)의 외주면과 제1 교반 반송부(310)가 설치된 현상제 조(331)의 내면을 결합하는 현상제 안내판(333)을 설치함으로써, 제2 교반자석(323) 및 제1 교반자석(313)의 회전에 의해 형성되는 현상제의 흐름에 따라 현상제를 상방으로 이동시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 관한 교반유닛(30)에서는, 제2 교반날개(322)의 외연부와 현상제 조(331)의 내면 및 격벽(332)의 사이에 간극이 형성되어 있다. 이는, 현상 제가 제2 교반 반송부(320)에 의해 우측에서 좌측으로 이동되어 좌단부에 체류했을 때, 현상제에 걸리는 압력을 개방하기 위해 형성된다. 이에 의해, 현상제의 열화를 경감할 수 있다. 또, 제1 교반날개(312)와 격벽(332)의 사이에도, 마찬가지로 간극이 형성되어 있다.

다음에, 현상제 이동영역(경로(P2))을 개재하여 제1 교반 반송부(310)가 설치된 공간에 반송된 현상제는, 제1 통형상 부재(311)의 내부에 설치된 제1 교반자석(313)의 자력에 의해 경로(P3) 내를 도 6의 좌측에서 우측으로 반송된다. 경로(P3)에서의 현상제의 반송은, 경로(P1)에서의 현상제의 반송과 같이, 제1 교반자석(313)이 도 6의 지면 앞쪽으로 회전하면, 중력에 의해 하방으로 쏠려 있는 현상제가 제1 교반자석(313)의 자력에 의해 제1 통형상 부재(311)의 외주면 상에서 제1 교반자석(313)의 회전방향으로 회전 이동하게 된다. 이에 의해, 현상제는, 벽면(332)에서 제1 교반자석(313)의 회전방향 하류측의 현상제 조(331)의 내측면으로 쏠린다. 내측면 측으로 쏠린 현상제는 제1 교반날개(312)에 의해 눌리고, 제1 지지축(314)의 축방향(제1 교반 반송부(310)의 길이방향)으로 이동한다.

경로(P3)에 반송되는 현상제는, 현상 롤러(20)와 대향하는 영역에 있어서, 현상 롤러(20) 측으로 이행하여 현상 슬리브(220)의 외주면에 부착한다. 이 때, 현상 롤러(20)에 충분한 현상제가 공급되도록, 제1 교반날개(312)의 피치(교반날개가 통형상 부재의 둘레방향으로 1회전했을 때의 축방향의 길이)를 제2 교반날개(322)의 피치보다도 크게 해도 된다. 교반날개의 피치를 크게 함으로써, 현상제의 반송량을 높일 수 있다.

제1 교반 반송부(310)에 의해 경로(P3)의 우단부에 반송된 현상제는, 현상제 이동영역인 경로(P4)를 경유하여 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간(경로(P1))으로 이동된다. 제1 교반 반송부(310)에서 제2 교반 반송부(320)로의 현상제의 이동은 위에서 아래로의 이동이기 때문에, 중력에 따라서 현상제를 낙하시키면 된다. 이 때, 현상제 이동영역(경로(P4))에서의 제1 교반자석(313)의 자력을 0으로 하거나, 혹은 작게 함으로써, 현상제가 이동원에서의 자기장에 의한 구속으로부터 개방되고, 현상제를 보다 용이하게 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간(경로(P1))으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 현상제 이동영역(경로(P4))에서의 제1 교반자석(313)의 직경을 작게 하거나, 제1 통형상 부재(311)의 직경을 크게 하거나, 제1 통형상 부재(311)의 내주면에 자기차폐부재를 설치하면 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 통형상 부재(311)의 외주면과 제2 교반 반송부(320)가 설치된 현상제 조(331)의 내면을 결합하는 현상제 안내판(334)을 설치함으로써, 제1 교반자석(313) 및 제2 교반자석(323)의 회전에 의해 형성되는 현상제의 흐름에 따라 현상제를 하방으로 이동시킬 수 있다.

제1 교반 반송부(310)의 우단부 상방에는, 현상제 공급부(50)로부터 공급되는 현상제를 교반유닛(30)으로 반송하는 현상제 공급관(510)이 설치되어 있다. 토너농도 센서(340)에 의해 검지된 경로(P1)의 토너농도에 따라 현상제 공급부(50)로부터 공급된 현상제는, 현상제 공급관(510)으로부터 현상제 이동영역(경로(P4))의 상방에서 현상제 조(331)로 투입된다. 따라서, 제1 교반 반송부(310)에 의해 반송된 현상제와 현상제 공급부(50)로부터 투입된 현상제는, 모두 현상제 이동영역(경 로(P4))을 개재하여 제2 교반 반송부(320)가 설치된 공간으로 반송되고, 경로(P1)에 있어서 제2 교반 반송부(320)에 의해 교반되면서 우측에서 좌측으로 반송된다.

이와 같이, 본 실시예에 관한 교반유닛(30)에서는, 현상제 조(331), 격벽(332) 및 제1 통형상 부재(311)에 의해 형성되는 공간(경로(P3))과, 현상제 조(331), 격벽(332) 및 제2 통형상 부재(321)에 의해 형성되는 공간(경로(P1))과, 이들의 경로(P1, P3)의 양단부를 연통시켜 형성된 현상제 이동영역(경로(P2, P4))이 형성된다. 그리고, 경로(P1), 경로(P2), 경로(P3), 경로(P4), 경로(P1), …로 현상제를 교반 반송부(310, 320)에 의해 교반하면서 반송함으로써, 토너와 캐리어를 대전시킴과 동시에 균일하게 교반하여 현상 롤러(20)에 제공한다.

이러한 교반유닛(30)에서는, 통형상 부재(311, 321)의 내부에 삽입된 교반자석(313, 323)의 자력이 통형상 부재(311, 321)의 외주면 상에 있는 현상제에 작용함으로써, 현상제를 이동시킨다. 즉, 현상제는 회전하지 않는 통형상 부재(311, 321)의 외주면 상을 이동하는 것으로, 현상제에 이동력을 주기 위한 교반자석(313, 323)과는 접해 있지 않다. 따라서, 교반자석(313, 323)이 고정된 지지축(314, 324)을 회전 가능하게 지지하는 베어링부(316, 326)에 현상제가 유입하는 일이 없다. 이 때문에, 베어링부(316, 326)를 현상제의 유입에 의해 마모시키지 않고, 베어링부(316, 236)의 수명을 길게 할 수 있다.

또, 교반자석이 배치되는 위치에 따라 당해 교반자석의 자력의 크기를 바꿈으로써, 현상제의 움직임을 콘트롤하기 쉬워진다. 본 실시예에서는, 현상제 이동영역에 있어서, 현상제의 이동처의 교반자석(313(323))의 자력을 이동원의 교반자 석(323(313))의 자력보다도 크게 함으로써, 현상제가 이동처의 교반자석 측으로 끌어당겨지도록 구성되어 있다. 이에 의해, 현상제 이동영역에서의 현상제의 교환이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 관한 화상형성장치(1)에 대해서 설명하였다. 본 발명의 화상형성장치(1)는, 교반 반송부(310, 320)가 설치된 공간에 있는 현상제를, 현상제와 접촉하지 않도록 통형상 부재(311, 321)의 내부에 삽입된 교반자석(313, 323)을 회전시킴으로써 교반하면서 반송하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 현상제는, 고정된 통형상 부재(311, 321)의 외주면 상을 이동하므로, 회전하는 교반자석(313, 323)에는 접촉하지 않고, 교반자석(313, 323)이 고정된 지지축(314, 324)을 지지하는 베어링부(316, 326)에 유입하는 일이 없다. 이에 의해, 베어링부(316, 326)의 마모를 방지할 수 있고, 교반유닛(30)의 장수명화, 또 화상형성장치(1) 전체의 장수명화를 실현할 수 있다.

또한, 현상제의 이동처의 교반자석(313(323))의 자력을 이동원의 교반자석(323(313))의 자력보다도 커지도록 구성되어 있다. 이에 의해, 현상제 이동영역에서의 현상제의 교환이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 특히, 교반 반송부(310, 320)를 상하에 배치해도 현상제의 교환이 문제없이 행해지는 것으로부터, 교반유닛의 레이아웃에 유연성을 가지게 할 수 있다.

또, 본 실시예의 화상형성장치(1)는, 현상 롤러(20) 상에 교반유닛(30)으로부터 공급된 현상제를 이용하여 현상제층을 형성하고, 현상 롤러(20)와 감광체 드럼(10)의 사이에 자기 브러시를 형성하여, 자기 브러시에 의해 감광체 드럼(10) 상 의 정전잠상에 토너를 공급하도록 구성되어 있었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 현상제 교반기와 현상 롤러의 사이에 토너공급 롤러를 설치하여, 토너공급 롤러를 현상제 담지체로서 토너공급 롤러 상에 현상제층을 형성하고, 또 토너공급 롤러 상의 현상제 층에서 현상 롤러로 토너를 공급하여 현상 롤러 상에 토너층을 형성하여 감광체 드럼 상의 정전잠상을 현상하도록 구성된 화상형성장치에도, 본 실시예에 관한 교반기를 적용할 수 있다.

이상, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 매우 적합한 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 당업자이면, 특허청구의 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들면, 상기 실시예에서는, 현상제 조 내에 2개의 교반 반송부가 설치되었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않고, 하나이어도 되고, 3개 이상의 교반 반송부를 설치해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 현상제 조의 내부에 1 또는 2이상의 교반 반송부를 설치하고, 서로 인접하는 교반 반송부의 사이에 격벽을 설치하도록 구성되었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않고, 예를 들면 하나의 통형상의 현상제 조의 내부에 하나의 교반 반송부를 설치한 유닛을 복수 연결시키고, 유닛이 연결된 면을 양단부에서 개구시킴으로써, 교반유닛을 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 현상제를 교반하는 교반기의 마모를 방지하는 것이 가능한 화상형성장치를 제공할 수 있다.

Claims

내부에 복수의 자극으로 이루어진 마그넷 롤러를 가지고, 외주면에 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 담지하는 현상제 담지체;

현상제를 교반하여 상기 현상제 담지체에 공급하는 현상제 교반기;를 구비하는 화상형성장치로서,

상기 현상제 교반기는,

현상제 조;

중공부와 상기 현상제 조의 외부를 연통시키며, 상기 현상제 조 내에 고정되는 통형상 부재;

상기 통형상 부재에 회전 가능하게 삽입되고, 다른 자극을 둘레방향으로 교대로 배치하여 형성된 마그넷 축;

상기 통형상 부재의 외주면에 설치되고, 상기 마그넷 축의 축방향에 대해 나선형상의 경사면을 가지는 교반날개;를 구비하고,

상기 마그넷 축의 회전에 따라, 상기 마그넷 축의 자력에 의해 현상제를 상기 통형상 부재의 외주면 상에서 상기 마그넷 축의 회전방향으로 회전시키고, 상기 교반날개의 경사에 의해 현상제를 상기 통형상 부재의 길이방향으로 반송하며,

상기 교반날개는, 상기 현상제 담지체와 대향하는 영역에는 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 현상제 조는, 상기 현상제 담지체와 대향하는 영역에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 현상제 담지체와 상기 통형상 부재의 사이에는, 자기차폐부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 통형상 부재와 상기 마그넷 축으로 구성되는 적어도 2개의 교반 반송부와, 서로 인접하는 상기 교반 반송부의 사이에 설치되는 격벽을 구비하고,

상기 각 교반 반송부는, 상기 각 교반 반송부의 상기 통형상 부재의 길이방향이 평행이 되도록 배치되고,

서로 인접하는 상기 교반 반송부에 의한 현상제의 반송방향은 다른 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제5항에 있어서,

상기 교반 반송부는, 상기 현상제 조 및 상기 격벽에 의해 구성되는 통형상의 반송로 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 교반 반송부의 양단부에는, 상기 격벽을 개구하여 서로 인접하는 상기 교반 반송부가 연통됨으로써, 하나의 상기 교반 반송부에서 다른 상기 교반 반송부로 현상제가 이동 가능한 현상제 이동영역이 형성되고,

적어도 하나의 상기 현상제 이동영역에 있어서, 현상제의 이동원의 상기 통형상 부재의 외주면에서의 자력은, 현상제의 이동처의 상기 통형상 부재의 외주면에서의 자력보다도 작은 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제5항에 있어서,

서로 인접하는 상기 교반 반송부의 2개의 상기 마그넷 축은, 다른 자극이 대향하도록 서로 회전하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제7항에 있어서,

상기 현상제 이동영역에는, 현상제의 이동원의 상기 통형상 부재의 외주면과 현상제의 이동처의 상기 현상제 조의 내면을 결합하는 현상제 안내판이 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 통형상 부재에는, 상기 마그넷 축의 회전방향에의 현상제의 흐름을 저해하는 저해부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 교반날개에는, 적어도 하나의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 교반날개는, 상기 현상제 조의 내면과 접촉하지 않도록 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.