KR101629675B1

KR101629675B1 - 현상기 및 이를 채용한 화상형성장치

Info

Publication number: KR101629675B1
Application number: KR1020090101268A
Authority: KR
Inventors: 박종현
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2016-06-22
Also published as: US8494403B2; KR20110044540A; US20110097103A1

Abstract

개시된 화상형성장치는 정전잠상이 형성되는 상담지체와, 상담지체와 대면되며 상담지체에 형성된 정전잠상에 현상제를 공급하는 현상부재와, 상담지체의 외주면과 비접촉 상태로 대면되어 설치되며, 현상부재에서 비산된 토너를 회수하는 회전부재 및 회전부재을 구동하기 위한 기어열을 포함한다. 이러한 구성에 따라 회전부재의 구동에 의해 현상부재가 받는 영향을 최소화하여 화질의 열화를 방지할 수 있으며, 나아가 회전부재 구동 RPM을 조절함으로써 현상제의 비산 방지를 효과적으로 수행할 수 있다.

Description

현상기 및 이를 채용한 화상형성장치{Developing device and image forming apparatus using the same}

본 발명의 실시예들은 현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것이다.

전자사진 화상형성장치는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광체에 조사하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상에 토너를 공급하여 가시적인 토너화상으로 현상시키고, 이 토너화상을 인쇄매체에 전사하여 정착시킴으로써 인쇄매체에 화상을 인쇄한다.

전자사진 화상형성장치는 감광체에 가시적인 토너화상을 현상시키는 프로세스 카트리지와, 이 프로세스 카트리지로 공급될 토너가 수용된 토너 카트리지를 구비한다. 토너 카트리지는 화상형성장치에 착탈될 수 있다. 수용된 토너가 다 소모된 경우에 새로운 토너 카트리지로 교체된다.

본 발명의 실시예들은, 현상부재로부터 비산하는 현상제를 회수하기 위한 회전부재의 구동구조를 개선한 현상장치 및 이를 채용한 화상형성장치를 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 화상형성장치의 현상장치는 상담지체와 간격을 두고 배치되고, 회전하면서 상기 상담지체에 현상제를 공급하도록 구성되는 현상부재;와 상기 현상제를 담지하는 현상제 담지부;와 상기 상담지체와 상기 현상부재 사이의 현상영역에서 비산된 현상제를 상기 현상제 담지부로 회수하도록 공기흐름을 발생시키는 회전부재;와 상기 현상부재의 일측에 마련되며, 외부 구동력에 의해 회전하는 현상부재기어; 및 상기 회전부재의 일측에 마련되는 회전부재기어;를 포함하고, 상기 회전부재기어는 상기 현상부재기어와 간접적으로 연결되어 구동력을 전달받는 것을 특징으로 한다.

상기 현상제 담지부에 회전 가능하도록 배치되어 현상제를 상기 현상부재 쪽으로 이송하는 적어도 하나의 현상제이송부재를 더 포함하고, 상기 회전부재는 상기 현상제이송부재로부터 구동력을 전달받을 수 있다.

상기 현상장치는 상기 현상제이송부재와 함께 회전하도록 상기 현상제이송부재의 일측에 배치되는 이송부재기어;와 상기 현상제이송부재의 회전력을 상기 회전부재로 전달하도록 상기 이송부재기어와 상기 회전부재기어 사이에 배열되는 적어도 하나의 아이들기어;를 더 포함할 수 있다.

상기 현상장치는 상기 현상제이송부재의 타측에 배치되는 이송부재구동기어;와 상기 현상부재기어의 회전력을 상기 이송부재구동기어로 전달하도록 상기 현상 부재기어와 상기 이송부재구동기어 사이에 배열되는 적어도 하나의 기어;를 더 포함할 수 있다.

상기 현상장치는 상기 회전부재의 표면을 클리닝 하기 위한 클리닝부재를 더 포함할 수 있다.

상기 회전부재에는 상기 현상제 이송부재에서 비산된 현상제를 회수하는 회수 바이어스가 인가될 수 있다.

상기 회전부재의 구동 알피엠(rpm)은 50~150 의 범위로 결정될 수 있다.

또한 본 발명의 사상에 따른 화상형성장치의 현상장치는 상담지체에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성하는 화상형성장치의 현상장치에 있어서, 그 내부에 현상제 담지부를 가지는 프레임;과 상기 프레임의 내부에 회전 가능하도록 배치되고, 상기 상담지체로 현상제를 공급하는 현상부재;와 상기 현상제 담지부의 내부에 회전 가능하도록 배치되고, 상기 현상제 담지부의 현상제를 상기 현상부재 쪽으로 이송하는 현상제이송부재;와 상기 현상부재에 인접하여 회전 가능하도록 배치되고, 상기 현상부재로부터 비산된 현상제를 상기 프레임의 내부로 회수하도록 공기흐름을 발생시키는 회전부재;와 상기 현상제이송부재의 회전력을 상기 회전부재로 전달하는 동력전달유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 현상장치는 상기 현상부재의 회전력을 상기 현상제이송부재로 전달하는 기어열을 더 포함할 수 있다.

상기 동력전달유닛은, 상기 현상제이송부재와 함께 회전하도록 상기 현상제이송부재의 일측에 배치되는 이송부재기어;와 상기 회전부재의 일측에 배치되는 회 전부재기어;와 상기 이송부재기어와 상기 회전부재기어 사이에 배치되는 적어도 하나의 아이들기어;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기어열은, 상기 이송부재기어의 반대편에 배치되고, 상기 현상제이송부재로 동력을 전달하는 이송부재구동기어;와 상기 현상부재의 일측에 배치되는 현상부재기어;와 상기 현상부재기어와 이송부재구동기어를 연결하도록 배열되는 적어도 하나의 기어;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 동력전달유닛은 적어도 하나의 감속기어를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 회전부재는 상기 현상부재의 회전방향에 대해 반대방향으로 회전할 수 있다.

상기 회전부재에 의해 회수된 현상제는 상기 현상제 담지부로 이동되어 상기 현상부재로 공급될 수 있다.

상기 회전부재에는 상기 회전부재가 상기 상담지체의 표면보다 낮은 전위를 갖도록 전압이 인가될 수 있다.

상기 현상장치는 일단이 상기 회전부재의 표면에 접촉하도록 배치되어 상기 회전부재를 클리닝하는 클리닝부재를 더 포함할 수 있다.

상술한 실시예들에 따르면, 회전부재의 구동에 의해 현상부재가 받는 영향을 최소화하여 화질의 열화를 방지할 수 있으며, 뿐만 아니라 회전부재 구동 RPM을 조절함으로써 현상제의 비산 방지를 효과적으로 수행할 수 있다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치에서 상담지체와 현상장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 화상형성장치(1)는 본체(2), 인쇄매체 공급장치(60), 상담지체(11), 대전장치(15), 광주사장치(17), 현상장치(20), 전사장치(70), 정착장치(80), 배출장치(90)를 구비한다.

인쇄매체 공급장치(60)는 인쇄매체(M)를 현상장치(20)로 공급한다. 인쇄매체 공급장치(60)는 인쇄매체(M)가 적재되는 트레이(62)와, 트레이(62)에 적재된 인쇄매체를 한 장씩 픽업하는 픽업롤러(64)와, 픽업된 인쇄매체를 현상장치(20) 쪽으로 이송하는 이송롤러(66)를 포함하여 구성된다.

대전장치(15)는 상담지체(11)를 소정 전위로 대전시키고, 광주사장치(17)는 소정 전위로 대전된 상담지체(11)에 화상 정보에 상응하는 광을 주사하여 정전잠상을 형성한다. 대전장치(15)는 상담지체(11)에 접촉하도록 배치되는 롤러로 구성될 수 있다. 다른 실시예로서 대전장치(15)는 코로나 방전기로 구성될 수 있다.

상담지체(11)로서 유기감광드럼이 채용된다. 또 상담지체(11)로서 아모포스 실리콘 감광체가 채용될 수 있다. 한편, 상담지체(11)로서 정전드럼(미도시)이 채용될 수 있는데, 이 경우 정전잠상을 형성하기 위하여 광주사장치(17) 대신에 정전기록헤드(미도시)가 채용된다.

현상장치(20)는 본체(2)에 분리 가능하게 장착된다. 현상장치(20)는 정전잠 상이 형성된 상담지체(11)에 현상제를 공급하여 가시적인 화상을 형성한다. 현상장치에 대한 자세한 설명은 후술한다.

전사장치(70)는 상담지체(11)에 형성된 가시화상을 인쇄매체로 전사시킨다. 전사장치(70)는 인쇄매체 공급장치(60)로부터 공급되는 인쇄매체를 상담지체(11) 쪽으로 가압하는 전사롤러(72)로 구성될 수 있다.

정착장치(80)는 인쇄매체에 열과 압력을 가하여 화상을 인쇄매체에 고정시킨다. 정착장치(80)는 인쇄매체에 열을 전달하도록 열원(82)을 가지는 가열롤러(84)와, 가열롤러(84)에 압착되어 인쇄매체에 압력을 가하는 가압롤러(86)를 포함하여 구성될 수 있다.

배지장치(90)는 순차적으로 배치되는 제1배지롤러(92)와 제2배지롤러(94)를 구비하여 정착장치(80)를 통과한 인쇄매체를 화상형성장치(1)의 외부로 배출한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 현상장치(20)는 프레임(29), 현상부재(21a), 적어도 하나의 현상제이송부재(22)(23)(24)와 회전부재(25)를 포함하여 구성된다.

프레임(29) 내부에는 현상제를 담지하기 위한 현상제담지부(28)가 마련된다.

현상부재(21a)는 프레임(29)의 내부에 회전 가능하도록 배치되고, 현상제 담지부(28)로부터 전달되는 현상제를 상담지체(11)로 공급한다. 현상부재(21a)는 마그네틱롤러(21)로 구성될 수 있다.

마그네틱롤러(21)는 상담지체(11)와 대면되는 곳에 위치되며, 마그네틱롤러(21)와 상담지체(11)는 소정 간격으로 떨어져 있다. 마그네틱롤러(21)는 체적고유저항이 10 12 Ω·cm이하인 피막산화 처리한 알루미늄이나 스테인레스강으로 된 슬리브형태, 또는 외주면에 상기의 체적고유저항을 갖는 도전성 수지가 피복된 슬리브형태이다.

적어도 하나의 현상제이송부재는 현상제 담지부(28)에 수용된 현상제를 현상부재(21a) 쪽으로 이송한다. 적어도 하나의 현상제이송부재는 구획벽(27)을 사이에 두고 나란히 배치되는 제1오거(23), 제2오거(22) 및 제1오거(23)와 현상부재(21a) 사이에 배치되는 패들(24)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1오거(23), 제2오거(22)와 패들(24)은 현상제 담지부(28)의 내부에 회전 가능하도록 배치된다.

현상제 담지부(28)의 현상제는 제2오거(22)에 의해 축방향으로 이송된 후 구획벽(27)의 일단에 형성된 포트(미도시)를 통해 제1오거(23)로 전달된다. 제1오거(23)는 제2오거(22)에 의한 현상제 이송방향과 반대되는 방향으로 현상제를 이송하며, 패들(24)은 제1오거(23)에 의해 이송되는 현상제를 현상부재(21a)로 공급한다.

도 2에서는 3개의 현상제이송부재가 구비된 예가 도시되었으나, 현상제이송부재의 수는 변경될 수 있다.

회전부재(25)는 상담지체(11)와 현상부재(21a) 사이의 현상영역(S1)에서 비산된 현상제를 현상제 담지부(28)로 회수하도록 공기흐름을 발생시킨다. 회전부재(25)는 현상부재(21a)에 인접하여 회전 가능하도록 배치되고, 상담지체(11)의 외주면과 비접촉상태로 대면한다. 회전부재(25)는 상담지체(11)와 현상부재(21a)의 회전에 의하여 아래쪽으로 향하는 공기흐름을 상쇄시키는 공기흐름을 발생시키기 위하여 상담지체(11)의 회전방향과 동일한 방향 즉, 상기 현상부재(21a)의 회전방 향과 반대 방향으로 회전한다.

위와 같이 회전부재(25)가 회전하게 되면, 상담지체(11)와 회전부재(25)사이에는 도 2에 도시된 화살표 방향(C)으로 공기흐름이 발생하게 된다. 이에 따라, 현상영역(S1) 에서 상담지체(11)와 현상부재(21a)의 회전에 의하여 발생되는 공기흐름과 회전부재(25)의 회전에 의하여 발생되는 공기흐름이 서로 상쇄된다. 그 결과, 대전량이 불충분한 현상제가 현상장치의 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있으며 비산된 현상제가 회전부재(25)에 의해 회수될 수 있다.

도 2에 의하면, 회전부재(25)에 의해 회수된 현상제는 별도의 공간이 아닌 현상제 담지부(28)로 다시 수용이 되며 이에 따라 회수 현상제를 저장하기 위한 별도의 공간이 필요하지 않아 화상형성장치의 크기를 작게 구성할 수 있으며, 회수 현상제를 재사용함에 따라 소모품의 교체시기를 늦출 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재를 도시한 사시도이고, 도 4는 회전부재의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전부재(25)는 회전축(251)과 회전축(251) 주위를 감싸는 원통체(252)를 포함하여 롤러 형태로 마련될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 회전부재(150)는 회전축(151)과 회전축(151)으로부터 반경방향으로 돌출되는 복수의 회전날개(152)를 포함하여 구성될 수 있다. 회전날개(152)들에 의하여 화살표 방향(C) 즉, 위쪽 방향으로 공기흐름이 더 원활하게 될 수 있다. 회전에 의하여 발생되는 공기흐름의 양은 회전날개의 형상 및 개 수, 회전속도의 조절 등을 통하여 제어될 수 있다.

또한, 회전부재(25)에는 회수바이어스가 인가되어 마그네틱롤러(21)에서 비산된 토너를 회수할 수 있도록 구성될 수 있다. 전압인가부(미도시)는 상기회전부재(25)에 소정의 전압을 인가한다. 이에 따라, 회전부재(25)와 상담지체(11) 사이에는 소정의 정전기력이 형성됨으로써 상담지체(11)의 비화상영역에 있는 백그라운드 현상제가 회전부재(25)로 회수된다. 즉, 종래에는 하나의 마그네틱롤러(21)를 이용하여 상담지체에 현상제를 공급함과 아울러 상담지체의 비화상영역의 현상제를 회수함으로써 현상성과 백그라운드를 동시에 개선하지 못하는 문제가 있었으나, 본 발명에서는 상담지체(11)의 백그라운드 현상제를 마그네틱롤러(21)가 아닌 회전부재(25)를 이용하여 회수하므로 현상성과 백그라운드를 동시에 개선하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시예에 의하면 회전부재(25)를 클리닝하기 위한 클리닝부재(40)가 더 설치될 수 있다. 클리닝부재(40)는 그 일단부가 회전부재(25)의 외주면에 접촉하도록 설치되어 회전부재(25)로 회수되어 그 표면에 잔류하는 현상제를 제거하는 역할을 한다. 이러한 클리닝부재(40)는 상기 회전부재(25)와 항상 접촉한 상태를 유지하므로 회전부재(25)의 경도보다 작은 경도를 가지는 재질로 형성되는 것이 좋다. 예를 들어, 스펀지나 수지제가 바람직하다.

여기서, 회전부재(25)는 그 회전 구동력을 받아야 회전할 수 있다. 이와 관련한 종래 기술은 마그네틱롤러를 구동시키는 커플링에 캠구조를 이용하여 회전운동을 직선왕복운동으로 변경하고 원웨이 베어링을 이용하여 비산방지부재를 한쪽방향으로 회전하도록 구동시키는 방식을 사용하였다. 그러나 캠구조 및 원웨이 베어 링을 이용하는 경우 공간적인 제약에 의해 직선왕복운동구간은 좁은 범위내로 한정될 수 밖에 없으며 비산방지부재의 구동RPM은 매우 느린 속도가 될 수 밖에 없다. 따라서 종래 기술에 따른 비산방지부재는 비산방지부재에 부착된 현상제만을 회수하게 되고, 그 주위에서 기류를 변경시켜 현상제 비산을 막기에는 부족하며, 직선왕복운동시 양 끝점에서 충격이 발생하면서 마그네틱롤러에 직접적으로 영향을 미치게 되어 화상에 지터 및 밴드가 유발되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 문제점을 해결하기 위해 회전부재(25)을 구동하기 위해 마그네틱롤러(21) 구동유닛과 별도의 구동유닛을 가지도록 구성이 되는 경우도 있으나, 이러한 경우 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치(20)는 위와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 개선된 회전부재 구동구조를 가진다.

회전부재(25)는 현상제이송부재들(22)(23)(24) 중 하나로부터 구동력을 전달받도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 회전부재(25)의 구동에 따른 부하가 현상부재(21a)로 직접적으로 전달될 때 야기되는 화상불량을 방지할 수 있으며, 현상제이송부재들(22)(23)(24)과 회전부재(25) 사이에 기어들을 적절히 배치하여 회전부재(25)의 회전속도를 자유롭게 조정할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재가 패들로부터 회전력을 전달받는 예를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 현상장치(20)는 패들(24)의 회전력을 회전부재(25)로 전달하는 동력전달유닛(100)을 구비한다.

동력전달유닛(100)은 패들(24)과 함께 회전하도록 패들(24)의 일측에 배치되 는 패들기어(102)와, 회전부재(25)의 일측에 배치되는 회전부재기어(104)와, 패들기어(102)와 회전부재기어(104) 사이에 배열되는 아이들기어들(106)(108)을 포함할 수 있다. 동력전달유닛(100)을 구성하는 기어들은 프레임(29)의 일측(29a)을 따라 배열될 수 있다.

아이들기어들(106)(108)은 감속기어로 마련되어 회전부재(25)가 패들(24)보다 느린 속도로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.

제1아이들기어(106)와 제2아이들기어(108)는 각각 대기어부(106a)(108a)와 소기어부(106b)(108b)를 가질 수 있다.

제1아이들기어(106)의 대기어부(106a)는 패들기어(102)와 맞물리도록 배치되고, 제2아이들기어(108)의 대기어부(108a)는 제1아이들기어(106)의 소기어부(106b)와 맞물리도록 배치된다. 회전부재기어(104)는 제2아이들기어(108)의 소기어부(108b)와 맞물리도록 배치된다.

제1아이들기어(106)의 대기어부(106a)의 기어 잇수는 패들기어(102)의 기어 잇수보다 크도록 마련되고, 제2아이들기어(108)의 대기어부(108a)의 기어 잇수는 제1아이들기어(106)의 소기어부(106b)의 기어 잇수보다 크도록 마련될 수 있다. 또 회전부재기어(104)의 기어 잇수는 제2아이들기어(108)의 소기어부(108b)의 기어 잇수보다 크도록 마련될 수 있다.

도 5에서는 2개의 아이들기어가 배치된 예를 도시하였으나, 아이들기어의 수는 변경될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 현상제이송부재들을 구동 하기 위한 구조를 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 패들(24), 제1오거(23) 및 제2오거(22)는 현상부재(21a)로부터 회전력을 전달받아 구동되도록 구성될 수 있다. 현상부재(21a)는 현상장치(20)가 본체(2)에 장착될 때, 본체(2) 측에 설치되는 구동원(미도시)으로부터 동력을 전달받아 회전한다.

현상부재(21a)의 회전력은 기어열(120)을 통해 패들(24), 제1오거(23) 및 제2오거(22)로 전달된다. 기어열(120)은 현상부재(21a)의 단부에 배치되어 현상부재(21a)와 함께 회전하는 현상부재기어(122)와, 각각의 현상제이송부재(22)(23)(24)의 단부에 배치되는 패들구동기어(124), 제1오거구동기어(126) 및 제2오거구동기어(128)를 포함하여 구성된다.

현상부재기어(122)와 패들구동기어(124)는 제1기어(130)를 통해 연결되고, 패들구동기어(124)와 제1오거구동기어(126)는 제2기어(132)를 통해 연결되며, 제1오거구동기어(126)와 제2오거구동기어(128)는 제3기어(134)를 통해 연결된다.

기어열(120)을 구성하는 기어들은 프레임(29)의 타측(29b), 즉 프레임(29)의 일측(29a)의 반대편을 따라 배열될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재가 제1오거로부터 회전력을 전달받는 예를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 회전부재(25)는 제1오거(23)로부터 회전력을 전달받아 구동되도록 구성하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 현상장치(20)의 제1오거(23)는 제1오거구동기어(126)의 반대편에 배치되는 제1오거기어(110)를 포함하고, 회전부재기어(104)는 아이들기어 들(112)(114)(116)(118)을 통해 제1오거기어(110)와 연결될 수 있다.

이외에도 현상장치내의 다른 회전체의 구동력을 이용하여 회전부재(25)를 구동하도록 구성할 수 있다.

회전부재(25)의 구동 rpm이 지나치게 높은 경우에는 기류가 지나치게 강하게 되어 현상제 담지부(28)의 내부에서 반대기류가 발생하여 다시 비산이 심해지게 되며 빠른 속도에 의해 마그네틱롤러(21)가 지나친 부하를 받아 화상에 문제가 발생할 여지가 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 마그네틱롤러(21)와 회전부재(25)의 구동 rpm은 외경 및 속비를 고려하였을 때 마그네틱롤러(21)는 150~800rpm, 회전부재(25)는 10~300rpm인 것이 바람직하다.

실험예에 따르면, 구동 rpm이 470rpm인 패들기어(102)를 이용하여 회전부재(25)를 구동시킨 경우, 아래 표와 같이 회전부재(25)의 구동 rpm이 30~300rpm인 경우 비산이나 화상 품질에 영향이 적으나, 이 범위를 벗어나는 경우 비산 및 화상 품질에 과도한 영향을 미침을 알 수 있다. 회전부재(25)의 구동 rpm이 50~300rpm인 경우가 바람직하다. 다만, 마그네틱롤러(21)의 구동 rpm에 따라 상기 범위는 달라질 수 있다.

[표 1]

회전부재 구동 rpm	비산수준	Jitter발생	Band발생	결과
30 rpm	△	○	○	양호
50 rpm	○	○	○	좋음
100 rpm	○	○	○	좋음
150 rpm	○	○	○	좋음
200 rpm	△	○	○	양호
300 rpm	△	△	○	양호
500 rpm	X	△	△	역기류에 의해 현상제 비산
700 rpm	X	X	△	역기류에 의해 현상제 비산 및 Jitter 심함(부하 큼)
1000 rpm	X	X	X	역기류에 의해 현상제 비산 및 Jitter 및 band 심함(부하 큼)

(○:좋음, △:양호, X:나쁨)

본 발명의 일 실시예의 경우 도 5 및 도 7에서 개시한 기어열의 변경을 통하여 본 발명의 목적에 맞도록 회전부재(25)의 구동 RPM의 조절이 가능하므로 회전부재(25)의 구동 속도의 자유도를 높여 다양한 형태로 적용이 가능하다.

이하, 도 1, 2, 8 및 9를 참조하여 전자사진방식 화상형성장치의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 현상제의 비산을 방지하는 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재에 전압을 인가하기 위한 전원구성도이다.

상담지체(11)는 도시된 바와 같이 A방향으로 회전한다.

대전장치(15)에는 전원(도 9의 참조번호 50)으로부터 대전바이어스가 인가된다. 대전장치(15)는 상담지체(11)와의 접촉에 의해 상기 상담지체(11)의 외주면을 균일하게 대전시킨다.

대전장치(15)에 의해 일정한 전위로 균일하게 대전된 상담지체(11)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 일정한 속도로 회전되면서 광주사장치(17)에 의한 노광 과정을 수행하게 된다. 이러한 노광은 레이저빔으로 변환된 화상 데이터가 광주사 장치(17)로부터 상담지체(11)의 외주면에 주사되는 것에 의해 실행된다. 이때, 상담지체(11)의 외주면에는 광주사장치(17)로부터 레이저빔을 받아 정전잠상이 형성된다. 상담지체(11)에 형성된 정전잠상은 상담지체(11)의 회전에 의해 현상영역(S1)에 도달한다.

한편, 현상장치(20)에는 비자성 토너와 자성 캐리어가 수용된다. 캐리어는 자성 분말형태의 것을 사용하는 것 이외는 한정되지 않는다. 오거(22, 23)는 캐리어와 토너를 교반시켜 토너를 마찰 대전시킨다. 토너는 (-)전하 또는 (+)전하로 대전될 수 있다. 현상에 관여되도록 대전된 토너를 정극성 토너라 하며, 그 반대 극성으로 대전된 토너를 역극성 토너라 한다. 상기 대전과정에서 대부분의 토너는 정극성을 가지지만, 일부의 토너는 역극성을 가질 수 있다.

패들(24) 및 마그네틱롤러(21)에는 소정의 공급바이어스 및 현상바이어스가 인가된다. 공급바이어스는 토너를 패들(24) 로부터 마그네틱롤러(21)로 이동시키는 전계를 패들(24)과 마그네틱롤러(21) 사이에 제공하기 위한 것으로서, 직류 또는 직류와 교류가 중첩된 바이어스가 채용될 수 있다. 공급바이어스에 의하여 마그네틱롤러(21)의 외주면에는 토너층이 형성된다.

본 실시예에서 마그네틱롤러(21)의 회전방향은 B방향으로, 현상구간에서 볼 때, 상담지체(11)의 회전방향(A방향)과 반대이다. 즉, 도면을 참조하면, 상담지체(11)가 반시계방향으로 회전할 때, 마그네틱롤러(21)는 시계방향으로 회전하도록 구성된다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 것으로 이에 한정되지 않는다.

마그네틱롤러(21)에 현상바이어스가 인가되면, 상담지체(11)와 마그네틱롤 러(21) 사이에 발생하는 전위차에 의한 정전기력이 발생한다. 마그네틱롤러(21)가 회전함에 따라 상기 마그네틱롤러(21)에 부착된 토너가 상기 상담지체(11)에 가까워지면, 토너는 정전기력에 의하여 마그네틱롤러(21)로부터 분리되어 정전잠상을 이루는 상담지체(11)의 화상부에 부착된다. 이와 같이 정전잠상을 가시적인 토너화상으로 현상시키기 위하여 현상바이어스로서 직류 또는 직류와 교류가 중첩된 형태의 바이어스가 채용될 수 있다. 여기서 화상부란 상담지체(11)의 외주면의 일부로서 노광과정 중 레이저빔에 노광되어 대전바이어스에 의한 전위에 대하여 전위차가 발생되어 토너가 부착되는 부분을 말한다. 한편 상담지체(11)의 외주면 중에서 토너가 부착되지 않는 영역은 비화상부라 하며, 노광과정 중 레이저빔에 노광되지 않아 대전바이어스에 의한 전위가 그대로 유지되는 영역이다.

이후, 토너화상은 전사장치(70)에 의해 인쇄매체로 전사되고, 전사된 토너화상은 열과 압력에 의하여 인쇄매체에 정착된다. 참조부호 19와 13은 클리닝 블레이드와 제전기이다. 인쇄매체로 화상이 전사된 후 상담지체(11)에 잔류되는 토너와 전하는 클리닝 블레이드(19)와 제전기(13)에 의해 제거된다.

상술한 과정이 수행되는 도중 토너는 마그네틱롤러(21)에서 분리되어 상담지체(11)로 날아가면서 그 일부가 빠른 속도로 회전하는 마그네틱롤러(21)의 원심력이나 상담지체(11) 및 마그네틱롤러(21)의 회전에 따라 발생하는 기류에 의해 비산된다.

이와 같이 비산하는 토너는 회전부재(25)에 의해 현상제 담지부(28)로 회수된다.회전부재(25)에는 회수바이어스가 인가된다. 회수바이어스는 비산된 토너 중 에서 정극성 토너는 상담지체(11)쪽으로 정전기력(F1)을 받고, 비산된 토너 중에서 역극성 토너는 회전부재(25)쪽으로 정전기력(F2)을 받도록 인가된다. 이에 따라, 마그네틱롤러(21)에서 비산되어 상담지체(11)와 회전부재(25) 사이의 회수영역(S2)으로 날아간 토너 중에서 정극성 토너는 회수영역(S2)에 형성된 전계에 의하여 상담지체(11)에 부착된다. 또한 상기 회수영역(S2)으로 날아간 역극성 토너는 회수영역(S2)에 형성된 전계에 의하여 회전부재(25)에 부착된다.

회수바이어스는 별도의 전원으로부터 공급될 수 있으나, 도 9에 도시된 바와 같이 대전장치(15)에 대전바이어스를 공급하는 전원(50)으로부터 분기되어 공급받도록 하여 전원 구성을 간단히 할 수 있다. 이 경우, 상기 회수바이어스는 대전바이어스와 같은 전압으로 인가된다.

인가되는 회수바이어스의 구체적인 예에 대해 설명하기로 한다.

현상에 관여하는 정극성 토너는 (-)전하로 대전된다. 대전장치(15)에는 -1400 V 크기의 대전바이어스가 인가되어 상담지체(11)의 외주면은 약 -700 V의 전위를 갖는다. 상담지체(11)의 외주면에는 레이저광이 조사되어 수십 볼트의 음전위를 갖는 화상부가 형성된다. 이에 따라, 상담지체(11)의 비화상부는 -700 V를 유지하고, 화상부는 수십 볼트의 음전위를 가져, 정전잠상이 형성된다. 마그네틱롤러(21)의 외주면은 약 -400 V의 전위를 갖도록 현상바이어스가 인가된다.

마그네틱롤러(21)는 상담지체(11)의 비화상부보다 전위가 높으나, 상담지체(11)의 화상부보다 전위가 낮으므로, 상담지체(11)의 비화상부에 부착된 토너는 마그네틱롤러(21) 쪽으로 작용하는 정전기력(F3)에 의하여 회수되며, 화상부에 부 착된 토너는 그대로 남는다.

회전부재(25)에는 대전장치(15)에 대전바이어스를 공급하는 전원으로부터 분기되어 -1400 V의 회수바이어스가 인가된다. 이 결과, 회전부재(25)의 전위는 상담지체(11)의 화상부 및 비화상부의 전위보다 낮다. 따라서, 마그네틱롤러(21)에서 비산된 토너가 상담지체(11)와 회전부재(25) 사이의 회수구간(S2)으로 날아가게 되면, 정극성 토너는 정전기력(F1)을 받아 상담지체(11)의 외주면에 부착되게 되며, 역극성 토너는 정전기력(F2)을 받아 회전부재(25)에 부착된다.

따라서, 본 발명의 회전부재(25)는 비산되는 토너를 이용하여 화상부에 토너를 부착시키므로, 정전잠상을 형성하는데 보조적으로 기여한다.

나아가, 회전부재(25)에는 회수된 역극성 토너가 부착되어 현상제 담지부(28)로 다시 회수될 수 있도록 구성되어 있기 때문에 회수토너를 저장하기 위한 별도의 공간이 필요하지 않아 현상장치의 크기를 작게 구성할 수 있으며, 회수 토너를 재사용함에 따라 소모품의 교체시기를 늦출 수 있다.

상술한 전자사진방식 화상형성장치는 마그네틱롤러(21)와 상담지체(11)가 소정 간격으로 떨어진 비접촉식 현상방식을 예로 들어 설명하나 이에 한정되지 않는다. 접촉식 현상방식을 채택한 경우에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있다.

나아가, 상술한 전자사진방식 화상형성장치는 자성캐리어를 사용하여 비자성토너를 대전시키는 이성분 현상제를 사용하며 마그네틱롤러(21) 상에 대전된 토너를 상담지체로 비상시켜 정전잠상을 현상하는 현상방식을 예로 들어 설명하였으나 이는 일례이다. 본 발명은 이와 같은 현상방식에 한정되지 않는다. 가령, 캐리어 없이 절연토너나 도전성토너를 사용하여 상담지체의 정전잠상을 현상하는 일성분 현상방식에도 본 발명이 적용될 수 있다. 일성분 현상방식을 사용하는 경우에는 상술된 용어 중에서 이성분 현상방식과 관련된 용어는 일성분 현상방식에 적합한 용어로 변경될 수 있음은 당업자 사이에 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 도시한 도면

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치에서 상담지체와 현상장치를 도시한 도면

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재를 도시한 사시도

도 4는 회전부재의 다른 실시예를 도시한 사시도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재가 패들로부터 회전력을 전달받는 예를 도시한 도면

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 현상제이송부재들을 구동하기 위한 구조를 도시한 도면

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재가 제1오거로부터 회전력을 전달받는 예를 도시한 도면

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 현상제의 비산을 방지하는 동작을 설명하기 위한 도면

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상장치에서 회전부재에 전압을 인가하기 위한 전원구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 상담지체 20 : 현상장치

21 : 마그네틱롤러 22, 23 : 오거

24 : 패들 25 : 회전부재

28 : 현상제 담지부 100 : 동력전달유닛

102 : 패들기어 104 : 회전부재기어

110 : 제1오거기어

Claims

상담지체와 간격을 두고 배치되고, 회전하면서 상기 상담지체에 현상제를 공급하도록 구성되는 현상부재;

상기 현상제를 담지하는 현상제 담지부;

상기 현상제 담지부에 회전 가능하도록 배치되어 현상제를 상기 현상부재 쪽으로 이송하는 적어도 하나의 현상제이송부재;

상기 상담지체와 상기 현상부재 사이의 현상영역에서 비산된 현상제를 상기 현상제 담지부로 회수하도록 공기흐름을 발생시키는 회전부재;

상기 현상부재의 일측에 마련되며, 외부 구동력에 의해 회전하는 현상부재기어;

상기 현상제이송부재에 있어서 상기 현상부재기어가 마련되는 동일한 일측에 배치되며, 상기 현상부재기어의 회전력을 상기 현상제이송부재에 전달하도록 마련되는 이송부재구동기어;

상기 현상제이송부재와 함께 회전하도록 상기 이송부재구동기어의 반대측인 상기 현상제이송부재의 타측에 배치되는 이송부재기어;

상기 이송부재기어의 회전력을 상기 회전부재에 전달하도록 마련되고 상기 이송부재기어와 동일한 측에 배치되는 회전부재기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 현상제이송부재의 회전력을 상기 회전부재로 전달하도록 상기 이송부재기어와 상기 회전부재기어 사이에 배열되는 적어도 하나의 아이들기어를

더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제1항에 있어서,

상기 현상부재기어의 회전력을 상기 이송부재구동기어로 전달하도록 상기 현상부재기어와 상기 이송부재구동기어 사이에 배열되는 적어도 하나의 기어를

더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전부재의 표면을 클리닝 하기 위한 클리닝부재를 더 포함하는 화상형성장치의 현상장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전부재에는 상기 상담지체와 상기 현상부재 사이에 마련되는 현상영역에서 비산된 현상제를 회수하는 회수 바이어스가 인가되는 화상형성장치의 현상장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전부재의 구동 알피엠(rpm)은 50~150 인 화상형성장치의 현상장치.
상담지체에 화상신호에 따라 광을 주사하여 정전잠상을 형성하는 광주사장치;

제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 현상장치;

상기 상담지체에 형성된 가시화상을 인쇄매체로 전사시키는 전사장치;

상기 인쇄매체에 열과 압력을 가하여 상기 가시화상을 정착시키는 정착장치;를 포함하는 전자사진방식 화상형성장치.
상담지체에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성하는 화상형성장치의 현상장치에 있어서,

그 내부에 현상제 담지부를 가지는 프레임;

상기 프레임의 내부에 회전 가능하도록 배치되고, 상기 상담지체로 현상제를 공급하는 현상부재;

상기 현상제 담지부의 내부에 회전 가능하도록 배치되고, 상기 현상제 담지부의 현상제를 상기 현상부재 쪽으로 이송하는 현상제이송부재;

상기 현상부재에 인접하여 회전 가능하도록 배치되고, 상기 현상부재로부터 비산된 현상제를 상기 프레임의 내부로 회수하도록 공기흐름을 발생시키는 회전부재;

상기 현상제이송부재의 회전력을 상기 회전부재로 전달하도록 상기 프레임 일측에 배치되는 동력전달유닛;

상기 현상부재의 회전력을 상기 현상제이송부재로 전달하도록 상기 프레임 타측에 배치되는 기어열;을

포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
삭제
제 9항에 있어서, 상기 동력전달유닛은,

상기 현상제이송부재와 함께 회전하도록 상기 현상제이송부재의 일측에 배치되는 이송부재기어;와

상기 회전부재의 일측에 배치되는 회전부재기어;와

상기 이송부재기어와 상기 회전부재기어 사이에 배치되는 적어도 하나의 아이들기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제 11항에 있어서, 상기 기어열은,

상기 이송부재기어의 반대편에 배치되고, 상기 현상제이송부재로 동력을 전달하는 이송부재구동기어;와

상기 현상부재의 일측에 배치되는 현상부재기어;와

상기 현상부재기어와 이송부재구동기어를 연결하도록 배열되는 적어도 하나의 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제 9항에 있어서,

상기 동력전달유닛은 적어도 하나의 감속기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제 9항에 있어서,

상기 회전부재는 상기 현상부재의 회전방향에 대해 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제 9항에 있어서,

상기 회전부재에 의해 회수된 현상제는 상기 현상제 담지부로 이동되어 상기 현상부재로 공급되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제 9항에 있어서,

상기 회전부재에는 상기 회전부재가 상기 상담지체의 표면보다 낮은 전위를 갖도록 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.
제 9항에 있어서,

일단이 상기 회전부재의 표면에 접촉하도록 배치되어 상기 회전부재를 클리닝하는 클리닝부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상장치.