KR101700361B1 - 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치가 개시되어 있다. 개시된 현상장치는 현상롤러와 대향하여 마련되어, 현상롤러에 현상제를 공급하는 제1 교반 반송부와, 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하면서 제1 교반 반송부에 반송하는 제2 교반 반송부로 이루어진 교반 반송부와, 제1 교반 반송부에서 제2 교반 반송부를 향하는 반송 경로에 마련되어 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하는 부교반 반송부를 구비하며, 부교반 반송부는 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제를 연직 상방으로 반송하는 연직 반송부, 상측에서 투입된, 연직 반송부에 의해 반송된 현상제 및 보급 토너를 교반하여 아래쪽에 형성된 관통공에서 제2 교반 반송부와 연통하는 교반부를 구비한다.

Description

현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치{Developing device and Image forming apparatus having the same}

본 발명은 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자사진분야의 2성분 현상 장치에서의 보급 토너와 현상제의 교반, 공급 기구를 구비하는 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치에 관한 것이다.

현상제로서 토너와 캐리어가 혼합된 것을 사용하는 종래의 2성분 현상 장치는 도 1a 및 1b와 같이 구성되어 있다. 현상 장치는 감광체(10)에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위해 토너를 공급하는 현상 롤러(15)와, 현상 롤러(15)에 현상제를 공급하는 제1 혼합 교반부(14)와, 제1 혼합 교반부(14)에서 반송된 현상제와 토너 보급 장치(미도시)에서 보급 경로(20)를 통해 보급구(22)에서 공급된 보급 토너를 혼합 교반하여 제1 혼합 교반부(14)에 반송하는 제2 혼합 교반부(16)로 이루어진다.

아울러 감광체(10)의 주위에는 감광체(10) 주위를 대전하는 대전 롤러(12), 대전된 감광체(10) 주위를 노광하는 노광 장치(13)와, 현상 롤러(15)에 의해 현상된 감광체(10)위의 토너상을 전사 벨트(30)에 전사한 후 감광체(10)의 잔존 토너를 제거하는 클리닝 블레이드(17)가 마련되어 있다. 또 전사 롤러(40)가 전사 벨트(30)를 통해 감광체(10)과 대향하여 배치된다.

감광체(10)와 현상 롤러(15)가 대향하는 현상 영역에서는 토너만 소비되고 캐리어는 재이용된다. 현상 영역에서 소비된 토너를 보급하기 위해 현상 장치는 사전에 인쇄에 사용한 토너량을 비트 카운트 등으로 계측하여 예측하거나 토너 농도 센서로 농도를 측정하여 부족분의 토너를 토너 보급 장치에서 공급한다.

최근의 MFP나 프린터 등은 디지털화가 진행되어 레이저 스캐너나 LED헤드 등의 디지털 노광 장치에 의해 화상을 형성하는 장치가 주류를 이루고 있다. 따라서 인화량을 디지털값으로서 파악하여 계산함으로써 시간적인 토너 소비량을 예상할 수 있다. 그러나 실제 토너 소비량은 사용 상황인 환경이나 전자 사진 부재의 사용 상황에 따라 변화된다. 또 토너 보급 장치도 기구 부품이며 보급량이 변화되기 때문에 토너 농도 센서 등에 공급된 토너량을 확인할 필요가 있다. 토너 농도 센서는 투자율 센서를 사용하여 센서 근방의 캐리어의 밀도를 측정한다. 실제로는 토너 농도를 계측하는 것이 아니라 캐리어 존재량을 계측한다.

또 토너 보급 장치는 토너를 정량적으로 보급하기 위해 스폰지나 홈을 판 샤프트의 보급 롤러를 좁은 틈에 통과시키는 등의 구성으로 되어 있다. 토너 보급 장치에서 공급된 보급 토너는 2차 입자 이상의 응집된 상태에서 현상기내의 현상제 중에 투입된다. 이것은, 토너 탱크 내에서 토너끼리 마찰되어 각각 역극성으로 대전하거나 방치나 압력에 의해 응집된 것에 따른다. 투입된 토너 입자군은 현상제의 캐리어 표면과 접촉하여 대전하여 캐리어의 표면에 부착된다. 이 과정에서 토너가 하나하나 적정하게 대전되어 캐리어 표면에 담지된다. 투입된 토너 입자군은 이 상태가 되어야 비로소 현상 가능한 상태가 된다.

최근에는 장치의 소형화에 의해 현상제의 양을 줄이는 경향이 있다. 특히 고화질, 저비용화로 인해 토너의 고안료 첨가화와 캐리어의 소입경화에 의해 적은 현상제량으로도 화상 농도 유지가 가능해졌다.

그러나 2성분 현상 장치에서는 소비된 토너를 정확하게 계량하고 캐리어중에 투입하여 교반, 대전 및 분산시킬 필요가 있으므로 교반 시간이 필요하다. 교반 시간이 짧으면 토너는 충분히 대전되지 않고 또 캐리어 표면에 담지되지 않는 상태에서 현상 영역으로 반송된다. 이와 같은 문제에 대해 현상제의 교반 시간을 길게 하기 위해 현상 롤러에 현상제를 공급하는 주교반 반송부에 추가하여 현상제를 더 혼합 교반하는 부혼합 교반부를 설치하는 것이 제안되었다(예를 들면, 특허문헌 1: 일특개평9-325612호 공보

그러나 상기 특허문헌 1에서는 주교반 반송부와 별도로 부혼합 교반부를 마련하기 때문에 장치 사이즈가 커진다는 문제가 있었다. 또 현상제는 페라이트나 자철석 등의 표면에 수지 코팅을 한 분체의 캐리어와, 수지가 주성분인 토너를 혼합하였다. 따라서 현상제가 흐르는 도중에 토너를 혼합시킨 경우 이미 현상 장치 내에 존재하는 현상제와의 비중 차이가 있기 때문에 도 2에 도시한 것처럼 토너 보급 장치에서 공급된 보급 토너(Tadd)가 현상제(D) 중에 섞이지 않아 대전 및 분산이 불충분한 채로 현상 영역으로 반송된다. 따라서 화상B/G 증가, 화상 오염이나 기내 오염이 발생한다는 문제가 있다. 특히 A4사이즈의 고속 현상기의 경우 A3사이즈의 현상기에 비해 교반 시간이 25% 정도 짧아지므로 종래의 현상기로는 고속화에 한계가 있었다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명은 보급 토너를 효율적으로 현상제 중에 공급하여 대전을 부여할 수 있는 신규의 개량된 현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 현상장치는 정전 잠상이 형성되는 감광체와 대향하여 마련되고, 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 외주면에 부착하여 감광체에 공급하는 현상롤러, 현상롤러와 대향하여 마련되어, 상기 현상롤러에 현상제를 공급하는 제1 교반 반송부와, 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하면서 제1 교반 반송부에 반송하는 제2 교반 반송부로 이루어진 교반 반송부와, 제1 교반 반송부에서 제2 교반 반송부를 향하는 반송 경로에 마련되어 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하는 부교반 반송부를 구비하며,

부교반 반송부는 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제를 연직 상방으로 반송하는 연직 반송부, 상측에서 투입된, 연직 반송부에 의해 반송된 상기 현상제 및 상기 보급 토너를 교반하여 아래쪽에 형성된 관통공에서 제2 교반 반송부와 연통하는 교반부를 구비한다.

현상제의 반송 능력은 제1 교반 반송부, 상기 연직 반송부, 교반부의 순서대로 커지고, 교반부와 제2 교반 반송부의 반송 능력은 동일하다.

보급토너를 공급하는 토너 보급부가 교반부의 상측에 설치된다.

제 1교반 반송부의 반송경로 중에 토너의 농도를 검지하는 토너농도 검지부를 구비하고, 토너농도검지부에 의한 검지 결과에 기초하여 토너보급부에서 보급토너가 공급된다.

감광체의 외주면에 형성된 정전잠상을 노광하는 노광영역 및 노광강도에 기초하여 감광체에 의해 소비되는 소비토너량을 추정하는 소비 토너량 추정부와,

제2 교반 반송부의 반송경로 중에 토너의 농도를 검지하는 토너 농도 검지부를 구비하고, 토너보급부는 토너 농도 검지부에 의한 제2 교반 반송부 중의 현상제의 토너 농도의 검지결과와 소비 토너량 추정부에 의한 추정결과에 기초하여 보급 토너량을 결정한다.

부교반 반송부를 구성하는 연직 반송부와 교반부는 평행하게 배치된다.

부교반 반송부를 구성하는 연직 반송부와 교반부는 동심원 형태로 배치된다.

본 발명의 다른 측면에 따른 화상형성장치는

외주면에 정전잠상이 형성되는 감광체와,

감광체 위에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상장치를 구비하며,

현상장치는 정전 잠상이 형성되는 감광체와 대향하여 마련되고, 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 외주면에 부착하여 감광체에 공급하는 현상롤러,

현상롤러와 대향하여 마련되어, 현상롤러에 현상제를 공급하는 제1 교반 반송부와, 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하면서 제1 교반 반송부에 반송하는 제2 교반 반송부로 이루어진 교반 반송부와,

제1 교반 반송부에서 제2 교반 반송부를 향하는 반송 경로에 마련되어 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하는 부교반 반송부를 구비하며, 부교반 반송부는,

제1 교반 반송부에서 반송된 현상제를 연직 상방으로 반송하는 연직 반송부,

상측에서 투입된, 연직 반송부에 의해 반송된 현상제 및 보급 토너를 교반하여 아래쪽에 형성된 관통공에서 제2 교반 반송부와 연통하는 교반부를 구비한다.

본 발명인 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치는 보급 토너를 효율적으로 현상제 중에 공급하여 대전을 부여할 수 있다.

도 1a는 종래의 현상장치의 개략적인 구성을 도시한 부분평면도.
도 1b는 종래의 현상장치의 개략적인 구성을 도시한 측면도.
도 2는 종래의 보급토너와 현상제의 혼합상태를 도시한 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부교반 반송부를 구비한 현상장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도.
도 5는 도 4에 도시된 부교반 반송부를 도시한 측면도.
도 6은 도 4에 도시된 부교반 반송부를 도시한 사시도.
도 7은 도 4에 도시된 부교반 반송부에서의 토너와 현상제의 혼합상태를 도시한 설명도.
도 8a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부교반 반송부를 도시한 평면도.
도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부교반 반송부를 도시한 측면도.
도 9는 도 8b에 도시된 부교반 반송부를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부교반 반송부를 도시한 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100---화상 형성 장치 120---화상 형성 유닛
121---감광체 124---제1 교반반송부
125---현상 롤러 126---제2 교반반송부
170,270,370---부교반 반송부
171,271,371---연직 반송부
172,272,372---스크류 173,273---연결부
174,274,374---교반부
175a, 175b, 275, 375---교반 부재
176,276,376---관통공
373---회전축

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

우선, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 화상 형성 장치(100)의 구성을 개략적으로 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 도 3을 참조하면, 화상형성장치(100)는 예를 들면, 레이저 프린터, 복사기 또는 팩시밀리 등에 적용되는 것으로, 4개의 롤러(132a), (132b), (132c), (132d)에 의해 지지되는 전사 벨트(130)위에 1차 전사된 토너상을 용지(P)에 대해 2차 전사하여 화상을 얻는 방식이다. 이러한 화상형성장치(100)는 용지공급유닛(110)과, 화상형성유닛(120) 및 정착유닛(160)을 구비한다.

용지 공급 유닛(110)은 화상 형성 유닛(120)에 의해 형성된 토너상을 전사시키는 용지(P)를 저장하여 용지(P)를 전사 롤러(150)에 공급하는 유닛이다.

화상 형성 유닛(120)은 용지(P)에 전사하는 토너상을 형성하는 유닛으로서, 예를 들면 4색(블랙, 시안, 마젠타, 옐로우)의 토너상을 형성하기 위해 4개의 화상 형성유닛(120(BK),(120C),(120M),(120Y))을 구비한다. 4개의 화상 형성 유닛(120(BK),(120C),(120M),(120Y))은 모두 동일한 구성으로 되어 있다.

예를 들어, 옐로우 화상형성유닛(120Y)은 정전 잠상이 형성되는 감광체(121Y)와, 감광체(121Y)의 외주면을 대전하는 대전 롤러(122Y)와, 대전된 감광체(121Y)의 외주면을 노광하여 정전 잠상을 형성하는 노광 장치(123Y)를 구비한다. 또한 옐로우 화상형성유닛(120Y)은 현상제인 토너를 교반한 제1 교반반송부(126Y)와 제2교반반송부(127Y)로 이루어진 교반반송부(124Y)와, 제1 교반반송부(126Y)에서 공급된 토너를 감광체(121Y)에 형성된 정전 잠상에 부착시켜 토너상을 형성하는 현상 롤러(125Y)와, 토너상을 전사 벨트(130)에 전사한 후 감광체(121Y)상에 잔존한 토너를 제거하는 클리닝 블레이드(128Y)를 구비한다.

또 토너상을 전사 벨트(130)에 전사시키기 위한 4개의 전사 롤러(140BK),(140C),(140M),(140Y)가 전사 벨트(130)를 통해 감광체(121BK),(121C),(121M),(121Y)와 각각 대향하여 배치된다.

아울러 본 실시형태에 관한 화상 형성 유닛(120)의 제1 교반반송부(126Y)와 제2교반반송부(127Y)의 사이에는 현상제와 토너보급부(180)에서 보급 경로(182)를 통해 공급된 보급 토너를 효율적으로 혼합 교반하는 부교반 반송부(170)가 마련된다. 이 부교반 반송부(170)의 상세한 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

상술한 화상 형성 장치(100)는 화상 데이터에 따라 화상 형성 유닛(120)에 의해 각 색의 토너상을 생성하고 중간 전사체인 전사 벨트(130)에 차례대로 전사시켜 중합함으로써 풀(full)컬러 토너상을 생성한다. 풀컬러 토너상은 전사 롤러(150)와 지지롤러(132a)로 구성되는 2차 전사부에서 용지 공급 유닛(110)에서 반출된 용지(P)에 일괄적으로 전사된다. 풀컬러 토너상이 전사된 용지(P)는 정착 유닛(160)에 반송된다. 정착 유닛(160)에 반송된 용지(P)에는 롤러(162), (164)에 의해 열이나 압력 등의 수단에 의해 풀컬러 토너상이 고정된다. 한편 전사 벨트(130)는 2차 전사부에서 풀컬러 토너상을 용지(P)에 전사한 후 클리너(미도시)에 의해 전사 벨트(130)위에 잔존하는 토너가 제거된다.

이상, 본 실시형태에 관한 화상 형성 장치(100)의 구성에 대해서 설명하였다. 본 실시형태에 관한 화상 형성 장치(100)에서는 감광체(121)에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛의 제1 교반반송부(126Y)와 제2교반반송부(127Y) 사이에 토너를 공급하는 부교반 반송부(170)를 마련하여 토너 보급 장치에서 공급되는 보급 토너와 제1 교반반송부(126)와 제2교반반송부(127)를 흐르는 현상제를 효율적으로 혼합 교반시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

이하, 도 2 내지 도 7를 참조하여 본 실시형태에 관한 현상 유닛의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부교반 반송부를 구비한 현상장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 부교반 반송부를 도시한 측면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 부교반 반송부를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 4에 도시된 부교반 반송부에서의 토너와 현상제의 혼합상태를 도시한 설명도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 현상장치는 토너를 반송하여 감광체(121)와 대향하는 현상영역에서 감광체(121)에 토너를 공급하는 현상롤러(125)를 구비한다. 현상롤러(125)는 내부에 고정자석을 가지고 표면에 현상제를 담지하는 비자성 슬리브를 회전 가능하게 한 마그넷 롤러이다. 또 현상 유닛은 현상 롤러(125)에 혼합 교반시킨 현상제를 공급하는 제1 교반반송부(126)와, 제1 교반반송부(126)에서 반송된 현상제와 토너 보급 장치에서 공급된 보급 토너를 혼합 교반하여 제1 교반반송부(126)에 반송하는 제2 교반반송부(127)를 구비한다. 제1 교반반송부(126) 및 제2 교반반송부(127)의 반송로에는 각각 지지축에 반송 날개인 스크류가 마련되어 있고, 스크류를 회전시킴으로써 현상제가 반송된다. 그리고 본 실시형태에 관한 현상 유닛은 제1 교반반송부(126)에서 제2 교반반송부(127)로 현상제가 반송되는 반송로 사이에 부교반 반송부(170)를 구비한다.

부교반 반송부(170)는, 도 6에 도시한 것처럼 제1 교반반송부(126)에서 반송된 현상제를 연직 윗쪽으로 반송하는 연직 반송부(171)와, 연직 반송부(171)에 의해 반송된 현상제와 토너 보급 장치에서 공급되는 보급 토너를 혼합 교반하여 제2 교반반송부(127)에 배출하는 교반부(174)로 이루어진다.

연직 반송부(171)는 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 z축 방향으로 연장되는 통형 부재로서, 수평 방향(y축 방향)으로 연장되는 제1 교반반송부(126)의 y축 음방향 단부 윗쪽에 제1 교반반송부(126)의 현상제의 반송로와 연통하여 설치된다. 연직 반송부(171)의 내부에는 현상제를 연직 윗쪽으로 반송하기 위한 스크류(172)가 설치되어 있다. 연직 반송부(171)의 외주면 윗쪽에는 관통공(171a)이 형성되어 있으며 연직 반송부(171)의 내부 공간과 교반부(174)의 내부 공간은 연결부(173)에 의해 연결되어 있다.

연통부(173)는 연직 반송부(171)의 내부 공간과 교반부(174)의 내부 공간을 대략 수평 방향(z축 방향에 대해 대략 직교하는 방향)으로 연결하는 속이 빈 부재이다. 이 때 연통부(173)의 z축 음방향쪽의 면(173a)을 연직 반송부(171)쪽에서 제1 교반실(174a)을 향해 z축 음방향으로 기울여도 좋다. 이로써 연직 반송부(171)에 의해 윗쪽으로 반송된 현상제를 쉽게 제1 교반실(174a)로 이동시킬 수 있다.

교반부(174)는 제1 교반실(174a)과 제2 교반실(174b)을 구비한다. 제1 교반실(174a) 및 제2 교반실(174b)은 각각 z축 방향으로 연장되는 통형 부재로서, 교차되도록 x축 방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 교반실(174a)과 제2 교반실(174b)의 교차 부분에서는 내부가 연통되어 있으며 현상제는 각 교반실(174a),(174b)의 내부를 이동할 수 있다.

제1 교반실(174a) 및 제2 교반실(174b)의 내부에는 현상제와 토너를 교반하는 교반 부재(175a),(175b)가 각각 마련되어 있다. 교반 부재(175a),(175b)는, 예를 들면 z축 방향으로 연장되는 회전축에 소정의 각도 간격(예를 들면 90도)으로 판형의 패들(175c)을 축방향으로 배치하여 구성할 수 있다. 회전축이 회전함으로써 패들(175c)에 의해 교반부(174) 내부의 현상제 및 토너를 교반할 수 있다.

제1 교반실(174a)의 외주면 윗쪽에는 관통공(도 5의 171a)이 형성되어 있으며 제1 교반실(174a)의 내부 공간은 연결부(173)에 의해 연직 반송부(171)의 내부 공간과 연통되어 있다. 또 제1 교반실(174a) 상면에는 개구부(도 5의 174c)가 형성되어 있으며 토너 보급부(도 1의 부호180)에서 보급 토너가 반송되는 보급 경로(182)와 교반실(174) 내부를 연통하고 있다. 이로써 제1 교반실(174a)의 윗쪽에서는 토너 보급 장치에서 보급 경로(182)를 통해 보급 토너가 공급된다. 한편 제2 교반실(174b)의 저면에는 제2 교반반송부(127)의 반송로와 연통시키기 위한 관통공(176)이 형성되어 있다.

이와 같은 부교반 반송부(170)는 제1 교반반송부(126)에서 반송된 현상제를 연직 반송부(171)의 스크류(172)에 의해 연직 윗쪽으로 반송한 후 관통공(171a)에서 연통부(173)를 통해 제1 교반실(174a)의 관통공(171a)에서 해당 제1 교반실(174a)의 내부 공간으로 현상제를 낙하시킨다. 한편 토너 보급 장치에서 보급 경로(182)를 통해 공급된 보급 토너는 제1 교반실(174a)의 윗쪽에서 해당 제1 교반실(174a)의 내부 공간으로 낙하된다. 그리고 제1 교반실(174a) 및 제2 교반실(174b)의 내부에 설치된 교반 부재(175a),(175b)에 의해 현상제 및 보급 토너가 교반된다. 교반시킨 현상제 및 보급 토너는 제2 교반실(174b)의 저면에 형성된 관통공(176)에서 제2 교반반송부(127)의 반송로로 낙하한다.

즉, 본 실시형태의 부교반 반송부(170)에서는 종래의 토너 보급 장치에 비해 현상제의 중력 이동력을 활용하여 토너를 충분히 혼합 교반한 것을 교반반송부(124)에 공급할 수 있다. 따라서 교반부에서 현상제를 현상 롤러(125)나 층규제 부재에 공급하는 기능을 중심으로 설계하여 교반부의 고속화, 소용량화를 꾀하더라도 토너를 캐리어 표면에 분산시키고 또한 적정 대전량을 유지할 수 있다. 특히 부교반 반송부(170)의 연직 방향(z축 방향)의 높이를 약 50~70㎜ 정도 확보하면 종래의 혼합 교반장치의 1축분의 현상제 용량을 확보할 수 있어 현상 영역의 소형화를 실현할 수 있다.

또한 도 3에 도시한 화상 형성 장치(100)에서 환형의 전사 벨트(130)의 연직 방향의 공간은 데드 스페이스로 되어 있어 장치의 폭(w) 사이즈를 키우지 않고 부교반 반송부(170)를 설치할 수 있다. 또 교반부(174)의 x축 방향의 길이를, 제1 교반반송부(126)에서 제2 교반반송부(127)까지의 x축 방향의 길이부터, 현상 롤러(125)에서 제2 교반반송부(127)까지의 x축 방향의 길이까지의 범위내로 수렴시킴으로써 장치 사이즈를 거의 변경하지 않고 부교반 반송부(170)를 설치할 수 있다.

여기에서 제1 교반반송부(126)에서 연직 반송부(171), 교반부(174) 그리고 제2 교반반송부(127)로의 현상제의 흐름을 체류시키지 않기 위해 각 부에서의 현상제의 반송 능력은 제1 교반반송부(126), 연직 반송부(171), 교반부(174)의 순서대로 커지도록 구성된다. 또 교반부(174)와 제2 교반반송부(127)의 반송 능력은 대략 동일해지도록 구성된다.

또 본 실시형태에 관한 부교반 반송부(170)에서는 토너 보급부를 제1 교반실(174a)의 윗쪽에 설치하였다. 따라서 도 7에 도시한 것처럼 연직 반송부(171)에 의해 반송된 현상제(D)와, 토너 보급부에서 공급되는 보급 토너(Tadd)가 적층되도록 이들을 교반부(174)에 투입할 수 있다. 따라서 보급 토너(Tadd)와 현상제(D)의 비중 차이에 의한 분리를 강제적으로 혼합시켜 교반부(174)의 교반 부재(175a),(175b)로 효과적으로 교반할 수 있기 때문에 보급 토너(Tadd)를 현상제(D)에 효율적으로 분산시키고 또한 대전을 부여할 수 있다.

여기에서 토너 보급 장치에서 공급되는 보급 토너량은, 예를 들면 제1 교반반송부(126)의 반송로의, 현상제 반송 방향 하류쪽에 설치된 토너 농도 센서(도 4의 191)의 검지 결과에 기초하여 결정할 수 있다. 토너 농도 센서(191)에서는 정전 잠상의 현상에 토너가 소비된 후의 현상제 중의 토너 농도를 검지할 수 있다. 그래서 토너 농도 센서(191)에 의해 검출된 토너 농도로 현상제중에 포함되어야 할 토너량이 되도록 토너 보급 장치에서 보급 토너를 공급하도록 한다.

또 혹은 제2 교반반송부(127)의 반송로의, 현상제 반송 방향 하류쪽에 설치된 토너 농도 센서(도 2의 192)의 검지 결과에 기초하여 토너 보급 장치에서 공급하는 보급 토너량을 결정해도 좋다. 정전 잠상의 현상에 사용된 소비 토너량은 노광 장치의 노광 영역 및/또는 노광 강도에 기초하여 소비 토너량 추정부(미도시)에 의해 추정할 수 있다. 토너 보급 장치에 의해 공급되는 토너량은 소비 토너량 추정부에 의해 추정된 소비 토너량과 대략 동일하게 하면 좋지만, 상술한 것처럼 사용 환경 등에 따라 추정된 소비 토너량과 실제 소비 토너량이 다른 경우가 있다. 그래서 토너 농도 센서(192)에 의해 검지한 토너 농도로 소비 토너량 추정부에 의해 추정된 소비 토너량을 보정하여 보다 정확하게 보급 토너를 공급하도록 할 수 있다.

이상, 본 실시형태에 관한 현상 유닛에 마련된 부교반 반송부(170)의 구성과 이에 따른 작용을 설명하였다. 이와 같은 부교반 반송부(170)를 마련함으로써 보급 토너를 효율적으로 현상제중에 분산시키고 또한 대전을 부여할 수 있다. 이로써 화상 형성 장치(100)의 고속화, 소형화를 실현할 수 있다.

다음으로 도 8a, 8b 및 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 부교반 반송부(270)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 제2 실시예에 따른 부교반 반송부(270)는 제1 실시예에서 설명한 화상 형성 장치(100)의 현상 유닛에 부교반 반송부(170) 대신에 설치할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부교반 반송부를 도시한 평면도이고, 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부교반 반송부를 도시한 측면도이고, 도 9는 도 8b에 도시된 부교반 반송부를 도시한 사시도이다.

본 실시형태에 관한 부교반 반송부(270)도 제1 실시예의 부교반 반송부(170)와 마찬가지로 도 8a, 8b에 도시한 것처럼 제1 교반반송부(126)에서 제2 교반반송부(127)로 현상제가 반송되는 반송로 사이에 마련된다. 부교반 반송부(270)는 제1 교반반송부(126)에서 반송된 현상제를 연직 윗쪽으로 반송하는 연직 반송부(271)와, 연직 반송부(271)에 의해 반송된 현상제와 토너 보급 장치에서 공급되는 보급 토너를 혼합 교반하여 제2 교반반송부(127)에 배출한 교반부(274)로 이루어진다.

연직 반송부(271)는 제1 실시예의 연직 반송부(171)와 마찬가지로 z축 방향으로 연장되는 통형 부재로서, 수평 방향(y축 방향)으로 연장되는 제1 교반반송부(126)의 y축 음방향 단부 윗쪽에 제1 교반반송부(126)의 현상제의 반송로와 연통하여 설치된다. 연직 반송부(271)의 내부에는 현상제를 연직 윗쪽으로 반송하기 위한 스크류(272)가 설치되어 있다. 연직 반송부(271)의 외주면 윗쪽에는 관통공(271a)이 형성되어 있고 연직 반송부(271)의 내부 공간과 교반부(274)의 내부 공간은 연결부(273)에 의해 연결되어 있다.

교반부(274)는 z축 방향으로 연장되는 통형 부재로서, 그 내부에는 현상제와 토너를 교반한 교반 부재(275)가 설치되어 있다. 본 실시형태에 관한 교반 부재(275)는, 도 9에 도시한 것처럼 회전축에서 직경 방향으로 연장되는 4개의 지지부에 각각 판형 부재(275a)를 연직 아래쪽으로 연장되도록 배치하여 구성되어 있다. 회전축이 회전함으로써 4개의 판형 부재(275a)도 회전축 둘레로 회전하여 교반부(174)의 내부에 투입된 현상제 및 보급 토너를 교반할 수 있다.

교반부(274)의 외주면 윗쪽에는 관통공(271a)이 형성되어 있고, 교반부(274)의 내부 공간은 연결부(273)에 의해 연직 반송부(271)의 내부 공간과 연통되어 있다. 또 교반부(274)의 표면에는 토너 보급 장치의 보급 경로(182)와 교반부(274)의 내부 공간을 연통하기 위한 개구(274c)가 형성되어 있다. 이로써 교반부(274)의 윗쪽에서 토너 보급 장치에서 토너가 공급된다. 교반부(274)의 저면에는 제2 교반반송부(127)의 반송로와 연통시키기 위한 관통공(276)이 형성되어 있다.

이와 같은 부교반 반송부(270)는 제1 교반반송부(126)에서 반송된 현상제를 연직 반송부(271)의 스크류(272)에 의해 연직 윗쪽으로 반송한 후, 관통공(271a)에서 연통부(273)를 통해 교반부(274)의 관통공에서 해당 교반부(274)의 내부 공간으로 현상제를 낙하시킨다. 한편 토너 보급 장치에서 공급된 보급 토너는 교반부(274)의 윗쪽에서 해당 교반부(274)의 내부 공간으로 낙하시킨다. 그리고 교반부(274)의 내부에 설치된 교반 부재(275)에 의해 현상제 및 보급 토너가 교반된다. 교반시킨 현상제 및 보급 토너는 교반부(274)의 저면에 형성된 관통공(276)에서 제2 교반반송부(127)의 반송로로 낙하시킨다.

본 실시형태에 관한 부교반 반송부(270)도 현상제의 중력 이동력을 활용하여 토너를 충분히 혼합 교반한 것을 제1 교반반송부(126) 및 제2 교반반송부(127))에 공급할 수 있다. 또 토너 보급부를 교반부(274)의 윗쪽에 설치하였기 때문에 연직 반송부(271)에 의해 반송된 현상제와, 토너 보급부에서 공급되는 보급 토너가 적층되도록 이들을 교반부(274)에 투입할 수 있다. 따라서 보급 토너와 현상제의 비중 차이에 의한 분리를 강제적으로 혼합시켜 교반부(274)의 교반 부재(275)로 효과적으로 교반할 수 있기 때문에 보급 토너를 현상제에 효율적으로 분산시키고 또한 대전을 부여할 수 있다.

이상, 본 실시형태에 관한 현상 유닛에 마련된 부교반 반송부(270)의 구성과 이에 따른 작용을 설명하였다. 이와 같은 부교반 반송부(270)를 마련함으로써 보급 토너를 효율적으로 현상제중에 분산시키고 또한 대전을 부여할 수 있다. 이로써 화상 형성 장치(100)의 고속화, 소형화를 실현할 수 있다.

다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 부교반 반송부(370)의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부교반 반송부를 도시한 사시도이다.

도 10을 참조하면, 부교반 반송부(370)는 제1 교반반송부(126)에서 반송된 현상제를 연직 윗쪽으로 반송하는 연직 반송부(371)가 현상제와 보급 토너를 혼합 교반한 교반부(374)의 내부에 설치된 구성으로 되어 있다. 또 연직 반송부(371)의 내부에 설치된, 현상제를 연직 윗쪽으로 반송하기 위한 스크류(372)의 회전축(373)에, 교반부(374)에 투입된 현상제 및 보급 토너를 혼합 교반하는 판형의 교반 날개(375a)가 마련되어 있다. 이로써 하나의 축에 의해 스크류(372) 및 교반 날개(375a)를 회전시킬 수 있다.

이와 같은 부교반 반송부(370)는 제1 교반반송부(126)에서 반송된 현상제를 연직 반송부(371)의 스크류(372)에 의해 연직 윗쪽으로 반송하면 연직 반송부(371)의 상단에서 현상제가 넘쳐 연직 반송부(371)의 외주면과 교반부(374)의 내주면에 의해 형성된 교반 공간으로 현상제가 낙하된다. 한편 교반 공간의 윗쪽에 설치된 토너 보급 장치에서 보급 토너가 낙하된다. 그리고 교반부(374)의 교반 공간에 설치된 교반 부재(375)에 의해 현상제 및 보급 토너가 교반된다. 교반시킨 현상제 및 보급 토너는 교반부(374)의 저면에 형성된 관통공(376)에서 제2 교반반송부(127)의 반송로로 낙하시킨다.

이 경우에도 현상제의 중력 이동력을 활용하여 토너를 충분히 혼합 교반한 것을 제1 교반반송부(126)와 제2 교반반송부(127))에 공급할 수 있다. 또 토너 보급부를 교반부(374)의 윗쪽에 설치하였기 때문에 연직 반송부(371)에 의해 반송된 현상제와 토너 보급부에서 공급되는 보급 토너가 적층되도록 이들을 교반부(274)에 투입할 수 있다. 따라서 보급 토너와 현상제의 비중 차이에 의한 분리를 강제적으로 혼합시켜 교반부(374)의 교반 부재(375)로 효과적으로 교반할 수 있기 때문에 보급 토너를 현상제에 효율적으로 분산시키고 또한 대전을 부여할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상기 예들로 한정되지 않는다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주내에서 각종 변경예 또는 수정예를 생각해낼 수 있는 것은 명백하며 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범주에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들어 상기 실시예에서는 교반 부재(175a),(175b),(275),(375)의 형상은 회전축에 여러 개의 패들을 설치하거나 윗쪽에서 연직 아래쪽으로 연장되는 판형 부재를 설치한 구성이었으나, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않으며 교반부의 내부에 투입된 현상제 및 보급 토너를 교반할 수 있는 부재이면 된다.

또 상기 실시예에서는 연직 반송부(171),(271),(371) 및 교반부(174),(274),(374)의 형상은 원통 형상이었으나, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않으며 내공(內空)의 각주(角柱)부재 등 현상제를 반송할 수 있는 형상이면 된다.

Claims (14)

1. 정전 잠상이 형성되는 감광체와 대향하여 마련되고, 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 외주면에 부착하여 상기 감광체에 공급하는 현상롤러,
   상기 현상롤러와 대향하여 마련되어, 상기 현상롤러에 현상제를 공급하는 제1 교반 반송부와, 상기 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하면서 상기 제1 교반 반송부에 반송하는 제2 교반 반송부로 이루어진 교반 반송부와,
   상기 제1 교반 반송부에서 상기 제2 교반 반송부를 향하는 반송 경로에 마련되어 상기 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하는 부교반 반송부를 구비하며,
   상기 부교반 반송부는,
   상기 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제를 연직 상방으로 반송하는 연직 반송부,
   상측에서 투입된, 상기 연직 반송부에 의해 반송된 상기 현상제 및 상기 보급 토너를 교반하여 아래쪽에 형성된 관통공에서 상기 제2 교반 반송부와 연통하는 교반부를 구비하며,
   상기 보급토너를 공급하는 토너 보급부가 상기 교반부의 상측에 설치되며,
   상기 감광체의 외주면에 형성된 정전잠상을 노광하는 노광영역 및 노광강도에 기초하여 상기 감광체에 의해 소비되는 소비토너량을 추정하는 소비 토너량 추정부와,
   상기 제2 교반 반송부의 반송경로 중에 토너의 농도를 검지하는 토너 농도 검지부를 더 구비하고,
   상기 토너보급부는 상기 토너 농도 검지부에 의한 제2 교반 반송부 중의 현상제의 토너 농도의 검지결과와 상기 소비 토너량 추정부에 의한 추정결과에 기초하여 보급 토너량을 결정하는 현상 장치.
2. 제1항에 있어서,
   현상제의 반송 능력은 상기 제1 교반 반송부, 상기 연직 반송부, 상기 교반부의 순서대로 커지고, 상기 교반부와 상기 제2 교반 반송부의 반송 능력은 동일한 것을 특징으로 하는 현상 장치.
3. 삭제
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제 1교반 반송부의 반송경로 중에 토너의 농도를 검지하는 토너농도 검지부를 구비하고, 상기 토너농도검지부에 의한 검지 결과에 기초하여 상기 토너보급부에서 보급토너가 공급되는 현상장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 부교반 반송부를 구성하는 상기 연직 반송부와 상기 교반부는 평행하게 배치되는 현상장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 부교반 반송부를 구성하는 연직 반송부와 상기 교반부는 동심원 형태로 배치되는 현상장치.
8. 외주면에 정전잠상이 형성되는 감광체와,
   상기 감광체 위에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상장치를 구비하며,
   상기 현상장치는
   정전 잠상이 형성되는 감광체와 대향하여 마련되고, 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 외주면에 부착하여 상기 감광체에 공급하는 현상롤러,
   상기 현상롤러와 대향하여 마련되어, 상기 현상롤러에 현상제를 공급하는 제1 교반 반송부와, 상기 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하면서 상기 제1 교반 반송부에 반송하는 제2 교반 반송부로 이루어진 교반 반송부와,
   상기 제1 교반 반송부에서 상기 제2 교반 반송부를 향하는 반송 경로에 마련되어 상기 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제와 보급 토너를 혼합 교반하는 부교반 반송부를 구비하며,
   상기 부교반 반송부는,
   상기 제1 교반 반송부에서 반송된 현상제를 연직 상방으로 반송하는 연직 반송부,
   상측에서 투입된, 상기 연직 반송부에 의해 반송된 상기 현상제 및 상기 보급 토너를 교반하여 아래쪽에 형성된 관통공에서 상기 제2 교반 반송부와 연통하는 교반부를 구비하며,
   상기 보급토너를 공급하는 토너 보급부가 상기 교반부의 상측에 설치되며,
   상기 감광체의 외주면에 형성된 정전잠상을 노광하는 노광영역 및 노광강도에 기초하여 상기 감광체에 의해 소비되는 소비토너량을 추정하는 소비 토너량 추정부와,
   상기 제2 교반 반송부의 반송경로 중에 토너의 농도를 검지하는 토너 농도 검지부를 더 구비하고,
   상기 토너보급부는 상기 토너 농도 검지부에 의한 제2 교반 반송부 중의 현상제의 토너 농도의 검지결과와 상기 소비 토너량 추정부에 의한 추정결과에 기초하여 보급 토너량을 결정하는 화상형성장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   현상제의 반송 능력은 상기 제1 교반 반송부, 상기 연직 반송부, 상기 교반부의 순서대로 커지고, 상기 교반부와 상기 제2 교반 반송부의 반송 능력은 동일한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
10. 삭제
11. 제 8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 제 1교반 반송부의 반송경로 중에 토너의 농도를 검지하는 토너농도 검지부를 구비하고, 상기 토너농도검지부에 의한 검지 결과에 기초하여 상기 토너보급부에서 보급토너가 공급되는 화상형성장치.
12. 삭제
13. 제 8항에 있어서,
    상기 부교반 반송부를 구성하는 상기 연직 반송부와 상기 교반부는 평행하게 배치되는 화상형성장치.
14. 제 8항에 있어서,
    상기 부교반 반송부를 구성하는 연직 반송부와 상기 교반부는 동심원 형태로 배치되는 화상형성장치.

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