KR101683831B1

KR101683831B1 - 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지

Info

Publication number: KR101683831B1
Application number: KR1020117025575A
Authority: KR
Inventors: 킨 킁 소
Original assignee: 주하이 프린트-라이트ㆍ유니콘 이미지 프로덕츠 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2016-12-07
Also published as: CN102449559A; WO2010108423A1; KR20120000570A; US20110305482A1; EP2413201B1; CN201402372Y; EP2413201A1; US8929773B2; EP2413201A4

Abstract

이미지 형성 장치에 사용되는 프로세스 카트리지로서, 감광 드럼(6), 현상 롤러(5), 도전 전극(12), 및 정류기(13)를 포함한다. 감광 드럼(6)과 현상 롤러(5)는 서로 접촉되며, 도전 전극(12)은 이미지 형성 장치의 전원 공급 전극(14)과 접촉되어 현상 바이어스 전압을 수신한다. 정류기(13)는 교류 바이어스 전압을 직류 바이어스 전압으로 변환하며, 정류기는 도전 전극(12)과 현상 롤러(5) 사이에 전기적으로 연결된다. 본 발명은 접촉식 프로세스 카트리지에 교류 바이어스 전압을 직류 바이어스 전압으로 변환하는 정류기(13)를 추가하였기 때문에, 상기 접촉식 프로세스 카트리지는 점핑 현상 방식을 채택한 프린터에 응용될 수 있다.

Description

접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지 {CONTACT DEVELOPMENT PROCESS CARTRIDGE}

본 발명은 전자 사진 기술을 사용하는 프로세스 카트리지에 관한 것으로서, 주로 프린터 등과 같은 이미지 장치에 응용된다.

일반적으로, 전자 사진 기술을 사용하는 프로세스 카트리지는 적어도, 정전 잠상을 위에 형성하는 감광 드럼과, 현상제를 감광 드럼에 공급하여 상기 정전 잠상을 현상하는 현상 롤러를 포함한다. 그 이미지 형성 원리는 대체적으로 다음과 같다: 정전 잠상은 예를 들어 레이저 스캔 유닛 등과 같은 노광 유닛이 디지털 이미지 신호에 응답함에 따라 감광 드럼에 형성되는 것으로서, 이 정전 잠상이 현상 롤러를 통해 현상되고 현상된 이미지는 기록 매체에 전사되며, 가열과 가압을 통해 상기 기록 매체에 상기 전사 이미지를 정착시켜 이미지를 형성하게 된다.

감광 드럼과 현상 롤러가 미리 정해진 간격으로 서로 이격되는지 여부에 따라, 프로세스 카트리지는 접촉식 프로세스 카트리지와 비접촉식 프로세스 카트리지로 구분할 수 있다.

접촉식 프로세스 카트리지에서, 감광 드럼과 현상 롤러는 서로 접촉되며, 프린터가 상기 현상 롤러에 직류 바이어스 전압을 인가하면, 상기 감광 드럼과 상기 현상 롤러 간의 전압차를 통하여 현상제가 상기 현상 롤러로부터 상기 감광 드럼까지 이동하게 되는데, 이러한 현상 방식을 접촉식 현상 방식이라 한다.

비접촉식 프로세스 카트리지에서, 감광 드럼과 현상 롤러는 미리 정해진 간격으로 서로 이격되며, 프린터가 중첩 방식으로 상기 현상 롤러에 직류 바이어스 전압과 교류 바이어스 전압을 인가하면, 현상제가 상기 현상 롤러로부터 상기 감광 드럼으로 점핑하게 되는데, 이러한 현상 방식을 점핑 현상 방식이라 한다.

접촉식 현상 방식과 점핑 현상 방식은 현상 롤러에 인가되는 바이어스 전압이 다르기 때문에, 이 두 가지 현상 방식의 프로세스 카트리지는 상응하는 프린터에만 대응될 수 있을 뿐, 통용될 수는 없다. 다시 말해, 접촉식 프로세스 카트리지는 점핑 현상 방식의 프린터에 사용할 수 없고, 점핑 현상 방식 역시 접촉식 현상 방식의 프린터에 사용할 수 없다.

현재 점핑 현상 방식을 사용하는 프로세스 카트리지 구조는 도 1에 도시된 바와 같으며, 상기 프로세스 카트리지는 토너 호퍼 어셈블리(20')와 폐토너 호퍼 어셈블리(30')가 연결 축을 통하여 일체형으로 핀 연결되어 구성되며, 토너 호퍼 어셈블리(20')에 토너 호퍼(1'), 자성 토너 분말(2'), 교반기(3'), 자성 롤러 어셈블리(4')와 닥터 블레이드(5') 등이 구비되고; 폐토너 호퍼 어셈블리(30')에는 폐토너 호퍼(7'), 감광 드럼(6'), 와이퍼 블레이드(8')와 대전 롤러(9') 등이 구비된다. 토너 호퍼(1') 양단에 각각 압축 스프링(10')이 설치되어, 압축 스프링(10')의 탄력 작용을 통해 폐토너 호퍼 어셈블리(30')가 토너 호퍼 어셈블리(20')에 밀착되며, 자성 롤러 어셈블리(4') 양단의 스페이서 슬리브를 통해 자성 롤러 어셈블리(4')와 감광 드럼(6')의 간격을 유지하게 된다. 그 현상 원리는 다음과 같다: 자성 토너 분말(2')이 토너 호퍼(1') 내에서 교반기(3')를 통해 고르게 교반된 후, 섞여 있는 캐리어를 통해 운반되어 자성 롤러 어셈블리(4') 내의 영구자석 코어에 의해 자성 롤러 어셈블리(4')의 외면에 흡착되는데, 이때 자성 토너 분말(2')은 극성을 띠지 않는다. 자성 롤러 어셈블리(4')가 자성 토너 분말(2')을 흡착한 상태로 회전하면서 닥터 블레이드(5')와 서로 접촉되어 마찰될 때, 자성 토너 분말(2')은 전하를 띠게 되며, 자성 토너 분말(2')이 닥터 블레이드(5')와 자기장의 작용 하에, 자성 롤러 어셈블리(4') 표면에 매우 얇으면서 고르게 분포되는 자성 토너 분말 층을 형성하게 되며, 정전 잠상이 형성된 감광 드럼(6')과 자성토너 분말(2')을 지닌 자성 롤러(4')가 소정 간격으로 가까워지면, 자성 토너 분말(2')은 교류 바이어스 전압과 직류 바이어스 전압이 중첩되어 형성된 현상 바이어스 전압의 작용 하에 감광 드럼(6') 표면으로 점핑하여 토너 분말 이미지를 형성하게 되며, 토너 분말 이미지를 지닌 감광 드럼(6')과 프린터 전사 롤러가 함께 작용하여 토너 분말 이미지를 프린트 용지에 전사한 후, 이어서 정착 시스템으로 진입하며, 이러한 방식으로 순환된다.

이러한 구조의 현상 방식은 프린트 품질이 주로 자성 토너 분말(2') 단부의 스페이서 슬리브 두께를 통해 감광 드럼(6')과 자성 롤러 어셈블리(4')의 간격을 제어함으로써 확보되는데, 특히 작업 상태일 때, 감광 드럼(6')과 자성 롤러 어셈블리(4')가 모두 회전 상태이므로, 감광 드럼(6')과 자성 롤러 어셈블리(4')의 점핑이 감광 드럼(6')과 자성 롤러 어셈블리(4')의 간격에 변화를 일으키기 쉬우며, 따라서 우수한 프린트 품질을 확보하기 위해서는 감광 드럼(6')과 자성 롤러 어셈블리(4')의 간격 변화가 매우 작아야 하며, 정확하게 0.01의 정밀도가 필요하므로, 프로세스 카트리지 부품의 정밀도에 대한 요구가 대단히 높아 제조 원가 상승을 초래한다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술 문제는 점핑 현상 방식의 프린터 등과 같은 이미징 장치에 응용될 수 있는 접촉식 프로세스 카트리지를 제공함으로써, 프로세스 카트리지 부품의 제조 정밀도에 대한 요구를 낮추고, 나아가 제조 원가를 낮추며, 프린트 품질을 향상시킬 수 있게 하는데 있다.

상기 기술 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서 채택한 기술 방안으로, 현상 롤러를 구비한 토너 호퍼 어셈블리와 감광 드럼을 구비한 폐토너 호퍼 어셈블리로서, 상기 현상 롤러와 감광 드럼이 서로 접촉되게 서로 연결되는 토너 호퍼 어셈블리와 폐토너 호퍼 어셈블리; 이미지 형성 장치의 전원 공급 전극과 접촉되어 현상 바이어스 전압을 수신하며, 상기 현상 롤러에 전기적으로 연결되는 도전 전극을 포함하며, 그 중에, 상기 전원 공급 전극이 공급하는 교류 바이어스 전압을 직류 바이어스 전압으로 변환하는 정류기가 더 설치되고, 상기 정류기가 상기 도전 전극과 현상 롤러 사이에 전기적으로 연결된 프로세스 카트리지를 제공한다.

본 발명에 따른 프로세스 카트리지에서는, 상기 정류기가 상기 프로세스 카트리지의 단부, 예를 들어 토너 호퍼 어셈블리의 단부에 위치될 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스 카트리지에서는, 상기 토너 호퍼 내에 현상 롤러로 현상제를 공급하기 위한 분말 이송 롤러가 더 설치된다.

본 발명은, 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지에 프린터 등과 같은 이미지 형성 장치의 전원 공급 전극이 공급하는 교류 바이어스 전압을 직류 바이어스 전압으로 변환하는 정류기를 추가하여, 상기 정류기를 프로세스 카트리지의 도전 전극과 현상 롤러 사이에 전기적으로 연결시킴으로써, 상기 접촉식 프로세스 카트리지를 점핑 현상 방식을 채택한 프린터에 응용할 수 있으며, 이러한 프린터는 통상적으로 중첩 방식으로 현상 롤러에 직류 바이어스 전압과 교류 바이어스 전압을 인가한다. 상기 접촉식 프로세스 카트리지의 감광 드럼과 현상 롤러 사이에 간격이 없기 때문에, 감광 드럼과 현상 롤러의 간격을 정확하게 맞출 필요가 없어, 프로세스 카트리지 부품의 제조 정밀도에 대한 요구를 낮추고, 나아가 프로세스 카트리지의 제조 원가를 낮추며, 프린트 품질을 향상시킬 수 있다. 상기와 같은 구조의 접촉식 프로세스 카트리지는 점핑 방식의 프로세스 카트리지를 개조하여 이루어질 수 있다.

도 1은 종래의 점핑식 프로세스 카트리지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 접촉식 프로세스 카트리지의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 접촉식 프로세스 카트리지의 전체 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A부분을 부분적으로 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 접촉식 프로세스 카트리지의 도전 단부의 부분을 부분적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 접촉식 프로세스 카트리지의 현상 바이어스 전압의 전기적 연결을 나타낸 도면이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명인 프로세스 카트리지는 토너 호퍼 어셈블리(20)와 폐토너 호퍼 어셈블리(30)로 구성되며, 그 중 토너 호퍼 어셈블리(20)는 토너 호퍼(1), 비자성 토너 분말(2), 교반기(3), 분말 이송 롤러(4), 현상 롤러(5)와 닥터 블레이드(10) 등을 구비하고; 폐토너 호퍼 어셈블리는 폐토너 호퍼(7), 감광 드럼(6), 와이퍼 블레이드(8)와 대전 롤러(9) 등을 구비한다. 이 프로세스 카트리지는 연결 축 핀을 이용하여 토너 호퍼 어셈블리(20)와 폐토너 호퍼 어셈블리(30)를 일체형으로 연결한 프로세스 카트리지로서, 상기 프로세스 카트리지의 양측에 각각 기어 보호 덮개(15)와 도전 단부 덮개(11)가 설치되어, 현상 롤러(5)와 감광 드럼(6)이 충분히 접촉되게 하며, 감광 드럼(6)과 현상 롤러(5) 사이에 간격이 없기 때문에, 감광 드럼(6)과 현상 롤러(5)의 간격을 정확하게 맞출 필요가 없다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 프로세스 카트리지에 도전 전극(12)과 정류기(13)가 설치되어, 정류기(13)가 도전 전극(12)과 현상 롤러(5) 사이에 전기적으로 연결된다. 상기 정류기(13)는 프로세스 카트리지 단부의 도전 단부 덮개(11)와 프로세스 카트리지 본체 사이에 고정될 수 있으며(예를 들어 토너 호퍼 어셈블리(20)의 단부에 고정됨), 상기 도전 전극(12)은 정류기(13)에 설치될 수도 있고, 도전 단부 덮개(11) 또는 프로세스 카트리지의 기타 부위에도 설치될 수 있는데, 점핑 현상 방식의 프린터 등과 같은 이미지 형성 장치의 전원 공급 전극(14)과 접촉되어 현상 바이어스 전압을 받을 수 있기만 하면 된다. 도전 전극(12)은 도전 편, 리드 와이어 또는 기타 임의의 도체를 통하여 정류기(13) 내부 회로와 전기적으로 연결되며, 정류기(13) 내부 회로는 프린터의 전원 공급 전극(14)이 도전 전극(12)을 통해 입력한 교류 바이어스 전압을 직류 바이어스 전압으로 변환한 후, 전기 접촉 편(16)을 통해 현상 롤러(5)로 공급한다.

상기 프로세스 카트리지의 작동원리는 다음과 같다: 비자성 토너 분말(2)이 토너 호퍼(1) 내에서 교반기(3)를 통해 고르게 교반된 후, 분말 이송 롤러(4)의 수송과 전달을 통하여, 비자성 토너 분말(2)과 현상 롤러(5)가 서로 마찰하면서, 비자성 토너 분말(2)이 전하를 띠게 되어 현상 롤러(5) 외면에 흡착된다. 대전된 비자성 토너 분말(2)이 현상 롤러(5)에 흡착된 상태로 회전하면, 닥터 블레이드(10)가 접촉되어 서로 마찰이 이루어짐으로써, 비자성 토너 분말(2)의 대전량이 높아지게 되며, 닥터 블레이드(10)의 작용 하에, 비자성 토너 분말(2)은 현상 롤러(5) 표면에 매우 얇으면서 고르게 분포되는 비자성 토너 분말 층을 형성한다. 정전 잠상이 형성된 감광 드럼(6)과 비자성 토너 분말(2)을 지닌 현상 롤러(5)가 소정 간격으로 가까워지면, 비자성 토너 분말(2)이 직류 전기장의 작용 하에 비자성 토너 분말(2)을 감광 드럼(6) 표면에 전사되게 함으로써 토너 분말 이미지를 형성한다. 토너 분말 이미지를 지닌 감광 드럼(6)과 프린터의 전사 롤러가 함께 작용하여, 토너 분말 이미지를 프린트 용지에 전사한 후, 정착 시스템으로 진입하며, 이와 같은 방식으로 순환된다.

본 발명은 접촉식 프로세스 카트리지에 교류 바이어스 전압을 직류 바이어스 전압으로 변환하는 정류기를 추가하여, 상기 정류기를 프로세스 카트리지의 도전 전극과 현상 롤러 사이에 전기적으로 연결시킴으로써, 상기 접촉식 프로세스 카트리지를 점핑 현상 방식을 채택한 프린터에 응용할 수 있으며, 이러한 프린터는 통상적으로 중첩 방식으로 현상 롤러에 직류 바이어스 전압과 교류 바이어스 전압을 인가한다. 상기 접촉식 프로세스 카트리지의 감광 드럼과 현상 롤러 사이에 간격이 없기 때문에, 감광 드럼과 현상 롤러의 간격을 정확하게 맞출 필요가 없어, 프로세스 카트리지 부품의 제조 정밀도에 대한 요구를 낮추고, 나아가 프로세스 카트리지의 제조 원가를 낮추며, 프린트 품질을 향상시킬 수 있다. 상기 구조의 접촉식 프로세스 카트리지는 점핑 방식의 프로세스 카트리지를 개조하여 이루어질 수 있다.

Claims

점핑 현상 방식을 사용하는 이미지 형성 장치에 사용되는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지로, 상기 프로세스 카트리지는,
현상 롤러(5)를 구비한 토너 호퍼 어셈블리(20)와 감광 드럼(6)을 구비한 폐토너 호퍼 어셈블리(30)로서, 상기 현상 롤러(5)와 감광 드럼(6)이 서로 접촉되게 서로 연결되는 토너 호퍼 어셈블리(20)와 폐토너 호퍼 어셈블리(30); 및
점핑 현상 방식을 사용하는 이미지 형성 장치의 전원 공급 전극(14)과 접촉되어 교류 현상 바이어스 전압을 수신하며, 상기 현상 롤러(5)에 전기적으로 연결되는 도전 전극(12)을 포함하는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지에 있어서,
상기 전원 공급 전극(14)이 공급하는 교류 현상 바이어스 전압을 직류 바이어스 전압으로 변환하는 정류기(13)를 포함하되, 상기 정류기(13)는 상기 도전 전극(12)과 현상 롤러(5) 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 직류 바이어스 전압이 상기 현상 롤러(5)로 제공되는 것을 특징으로 하는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 정류기(13)는 상기 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지의 단부에 위치된 것을 특징으로 하는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지.
제2항에 있어서,
상기 정류기(13)는 상기 토너 호퍼 어셈블리(20)의 단부에 위치된 것을 특징으로 하는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지.
제3항에 있어서,
상기 도전 전극(12)은 상기 정류기(13)에 설치된 것을 특징으로 하는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지.
제3항에 있어서,
상기 도전 전극(12)은 상기 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지 일단에 위치한 도전 단부 덮개(11)에 설치된 것을 특징으로 하는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토너 호퍼 어셈블리(20) 내에 상기 현상 롤러(5)로 현상제를 공급하는 분말 이송 롤러(4)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 접촉식 현상 방식의 프로세스 카트리지.