KR101777345B1 - 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치가 개시된다. 개시된 현상장치는 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 수용하고, 현상제를 혼합 교반하여 소정의 반송 방향으로 반송하는 적어도 하나의 교반 반송 부재를 구비하는 교반 반송부를 구비하며, 교반 반송 부재는 현상제 반송 방향으로 연장 되며, 회전 가능하게 설치된 지지축, 지지축의 외주면 상에 설치되고, 현상제를 혼합 교반하면서 반송하는 복수의 교반날개 및 지지축 방향으로 인접하는 교반날개의 간격을 나타내는 피치 간에 지지축 방향을 따라 지지축으로부터 직경방향으로 돌출하며, 그 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 높아지는 적어도 하나의 패들을 구비한다.

Description

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

본 발명은 2성분 현상 방식을 채용한 현상 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현상제의 교반 반송 부재는 샤프트에 스파이럴 형상의 날개를 장착한 오거(Auger)가 적용된다. 그러나, 최근 현상유닛의 소형화에 따라 현상제의 혼합 교반성이 저하되는 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 오거에 대해 이하의 3가지 대응을 취함으로써 현상제의 혼합 교반성을 유지시키고 있다.

제1 대응은 하기 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 현상제의 혼합 교반 경로를 길게 확보하고 현상제의 혼합 교반성을 유지하는 것이다. 구체적으로는, 혼합 교반용 공간을 증가시키거나, 오거의 샤프트를 축방향으로 길게 함으로써 실현된다.

제2 대응은 하기 특허문헌 2에 개시된 바와 같이 현상제를 예비 교반하는 예비 교반실을 설치하고, 예비 교반실에서 현상제를 교반하고 나서 혼합 교반 경로에 현상제를 공급하는 것이다.

그리고, 제3 대응은 하기 특허문헌 3 및 4에 개시된 바와 같이 오거의 샤프트에 패들 등의 날개부재를 추가하여 교반능력을 향상시키는 것이다.

특허문헌 1: 일본특허공개 2005-352042호 공보

특허문헌 2: 일본특허공개 2006-23355호 공보

특허문헌 3: 일본특허공개 2009-92685호 공보

특허문헌 4: 일본특허공개 2006-178381호 공보

요즘의 프린터나 복사기는 저가격 소형화가 주류이다. 일반적인 현상 시스템에 있어서는 현상제의 혼합 교반을 위해 2개의 오거를 배치한 것이 많다.

그런데, 상기 특허문헌 1과 같이 혼합 교반 경로를 길게 확보하기 위해 오거의 설치수를 증가시키면, 추가된 오거나, 오거를 저장하는 하우징 및 오거의 베어링이나 시일부재 등 부품수가 증가하고 큰 비용상승으로 이어진다. 또한, 부품수 증가에 따른 현상 유닛의 대형화도 문제가 된다. 오거의 샤프트를 축방향으로 길게 하여 오거 경로를 증가시킨 경우도, 축방향으로 그 길이를 확보하기 위해 M/C의 대형화나 현상 유닛의 대형화에 따른 현상제량의 증가 등의 문제를 들 수 있다.

또한, 상기 특허문헌 2와 같이 예비 교반실에서 현상제를 교반하고 나서 혼합 교반 경로에 현상제를 공급하는 경우에서도, 예비 교반실의 설치공간의 확보나 교반 부재 등의 부품의 추가가 필요하게 된다. 또한, 예비 교반실에서 체류하는 현상제에는 과도한 스트레스도 주어지기 때문에, 현상제의 열화를 조장하는 문제도 있다.

또한, 상기 특허문헌 3에는, 오거의 샤프트 근방과 스파이럴의 외주방향으로 돌기형상의 교반 부재를 설치한 구성이 제안되어 있다. 그러나, 초기의 교반 성능은 좋지만, 장기적으로 사용하면 섬유형상의 이물질이 돌기형상의 교반 부재에 휘감겨, 결과적으로 교반 성능이 저하될 수 있다. 또한, 특허문헌 3과 같은 변형되기 쉬운 돌기형상의 부재를 이용하면, 돌기가 변형됨으로써 이음(異音)이나 현상제의 응집체를 생성하기 쉬운 것도 2차 장해로서 들 수 있다.

그리고, 상기 특허문헌 4와 같이, 오거의 스파이럴의 일부를 누락시켜 현상제의 교반 성능을 향상시킨 경우 비용이나 교반성의 점에서는 효과가 있지만, 현상제의 반송 성능이 현저하게 저하될 수 있다. 또한, 이러한 구성에서는 과잉의 현상제의 체류가 발생하므로, 체류부의 근방에 공간을 크게 취할 필요도 있고, 장치의 대형화로 이어진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명은 교반 성능과 반송 성능을 가지는 교반 반송 부재를 구비하여 저비용 및 소형화를 실현하는 것이 가능한 현상 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 현상장치는,

캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 수용하고, 현상제를 혼합 교반하여 소정의 반송 방향으로 반송하는 적어도 하나의 교반 반송 부재를 구비하는 교반 반송부와,

정전잠상이 형성되는 감광체 드럼과 대향하여 설치되고, 교반 반송부에 의해 교반 반송된 현상제를 그 둘레면에 부착하여 감광체 드럼에 공급하는 현상롤러를 구비하며,

교반 반송 부재는 현상제 반송 방향으로 연장 되며, 회전 가능하게 설치된 지지축, 지지축의 외주면 상에 설치되고, 현상제를 혼합 교반하면서 반송하는 복수의 교반날개 및 지지축 방향으로 인접하는 교반날개의 간격을 나타내는 피치 간에 지지축 방향을 따라 지지축으로부터 직경방향으로 돌출하며, 그 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 높아지는 적어도 하나의 패들을 구비한다.

패들의 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 단계적으로 높아진다.

패들의 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 연속적으로 높아진다.

패들의 높이는 현상제 반송방향의 상류측에서는 교반날개의 높이의 절반보다 낮게 형성된다.

현상제 반송방향으로 하류측에 마련된 패들에는 지지축에 대해 수직방향으로 관통하는 관통공이 형성된다.

동일 지지축 상에 교반날개의 피치간에 배치된 복수의 패들은 지지축 방향을 따라 동일 직선 상에 배치된다.

복수의 교반날개는 서로 평행하게 배치되며, 그 양단부에는 현상제의 교환이 이루어질 수 있도록 주고받기부가 설치되며, 패들은 주고받기부보다 내측에 설치된다.

본 발명의 일 측면에 따른 화상형성장치는

외주면에 정전잠상을 형성하는 감광체드럼과, 감광체 드럼에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상 장치를 구비하며,

현상 장치는 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 수용하고, 현상제를 혼합 교반하여 소정의 반송 방향으로 반송하는 적어도 하나의 교반 반송 부재를 구비하는 교반 반송부;와, 정전잠상이 형성되는 감광체 드럼과 대향하여 설치되고, 교반 반송부에 의해 교반 반송된 현상제를 그 둘레면에 부착하여 감광체 드럼에 공급하는 현상롤러;를 구비하며,

교반 반송 부재는 현상제 반송 방향으로 연장 되며, 회전 가능하게 설치된 지지축, 지지축의 외주면 상에 설치되고, 현상제를 혼합 교반하면서 반송하는 복수의 교반날개 및 지지축 방향으로 인접하는 교반날개의 간격을 나타내는 피치 간에 지지축 방향을 따라 지지축으로부터 직경방향으로 돌출하며, 그 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 높아지는 적어도 하나의 패들을 구비한다.

본 발명인 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치는 교반 성능과 반송 성능을 가지는 교반 반송 부재를 구비하여 저비용 및 소형화를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략 구성을 도시하는 설명도.
도 2는 도 1에 도시된 현상유닛의 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 현상유닛에서의 현상제의 흐름을 설명하기 위한 설명도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패들의 구성을 도시하는 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도.
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도.
도 8은 본 발명의 제 5실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도.
도 9는 본 발명의 제 6실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도.
도 10은 본 발명의 제 7실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도.
도 11은 본 발명의 제 8실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1---화상 형성 장치 100---현상 유닛
110---현상 롤러 112---마그넷
114---현상 슬리브 120---제1 교반 반송 부재
122---제1 지지축 124---제1 교반날개
130---제2 교반 반송 부재 132---제2 지지축
134---제2 교반날개
136, 236, 336, 436, 536, 636, 736---패들
638a, 638b---관통공 D---현상제

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.

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 화상형성장치(1)는 기록 매체 반송 유닛(10), 중간 전사체로서 전사 벨트(20)를 구비하는 전사 유닛, 정전잠상을 담지하는 감광체 드럼(30), 감광체 드럼(30) 상에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상 유닛(100) 및 정착 유닛(40)으로 구성된다. 현상 유닛(100)은 탠덤 방식의 화상 형성 장치에 적용될 수 있다.

기록 매체 반송 유닛(10)은, 최종적으로 화상이 형성되는 기록 매체를 수용함과 동시에, 기록 매체를 기록 매체 반송로 상으로 반송한다. 기록 매체는 예를 들면 용지(P)이고, 카세트에 적층하여 수용된다. 기록 매체 반송 유닛(10)은, 용지(P)에 전사되는 토너상이 형성되어 2차 전사 영역에 도달하는 타이밍에서 용지(P)를 2차 전사 영역에 도달시킨다.

전사 유닛은, 후술하는 현상 유닛(100)에 의해 형성된 토너상을 기록 매체에 2차 전사하는 2차 전사 영역으로 반송한다. 전사 유닛은 전사 벨트(20), 전사 벨트(20)를 지지하는 복수의 지지롤러(20a, 20b, 20c, 20d), 감광체 드럼(30)과 대접하여 그 사이에 전사 벨트(20)를 지지하는 1차 전사 롤러(22), 지지롤러(20d)과 대접하여 그 사이에 전사벨트(20)를 지지하는 2차 전사 롤러(24)로 구성된다.

전사 벨트(20)는, 복수의 지지롤러(20a, 20b, 20c, 20d)에 의해 순환 이동되는 무단형상의 벨트이다. 1차 전사 롤러(22)는 전사 벨트(20)의 내주측에서 감광체 드럼(30)을 가압하도록 설치된다. 한편, 2차 전사 롤러(24)는 전사 벨트(20)의 외주측에서 지지롤러(20d)를 가압하도록 설치된다. 또한, 도 1에 도시되지는 않았지만, 전사 유닛은 전사 벨트(20)에 부착한 토너를 제거하는 벨트 클리닝 장치 등을 더 구비할 수 있다.

감광체 드럼(30)은 그 외주면에 화상이 형성되는 정전잠상 담지체로서, 예를 들면 OPC(Organic Photo Conductor)로 이루어질 수 있다. 본 실시형태에 관한 화상 형성 장치(1)는 컬러 화상을 형성 가능한 장치로서, 예를 들면 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow), 시안(Cyan), 블랙(Black)의 각 색에 대응하여 4개의 감광체 드럼(30)이 전사 벨트(20)의 회전 방향으로 설치되어 있다. 각 감광체 드럼(30)의 둘레 상에는, 도 1에 도시된 바와 같이 대전 롤러(32), 노광 유닛(34), 현상 유닛(100) 및 클리닝 유닛(38)이 설치되어 있다.

대전 롤러(32)는 감광체 드럼(30)의 표면을 소정의 전위로 균일하게 대전시킨다. 노광 유닛(34)은, 대전 롤러(32)에 의해 대전한 감광체 드럼(30)의 표면을 형성하고자는 화상에 따라 노광한다. 이에 의해, 감광체 드럼(30)의 표면 중에서 노광 유닛(34)에 의해 노광된 부분의 전위가 변화하여 정전잠상이 형성된다. 현상 유닛(100)은 토너 탱크(36)로부터 공급된 토너로 감광체 드럼(30)에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너상을 생성한다. 현상 유닛(100)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

클리닝 유닛(38)은 감광체 드럼(30)상에 형성된 토너상이 전사 벨트(20)에 1차 전사된 후에 감광체 드럼(30)상에 잔존하는 토너를 회수한다. 클리닝 유닛(38)은, 예를 들면 클리닝 블레이드를 설치하고, 감광체 드럼(30)의 외주면에 클리닝 블레이드를 접촉시킴으로써 감광체 드럼(30)상의 잔존토너를 얇게 도려내도록 구성할 수 있다. 또, 감광체 드럼(30)의 둘레 상에는 감광체 드럼(30)의 회전 방향에 있어서 클리닝 유닛(38)과 대전 롤러(32)의 사이에 감광체 드럼(30)의 전위를 리셋(reset)하는 제전 램프(미도시)를 배치할 수 있다.

정착 유닛(40)은 전사 벨트(20)로부터 기록 매체로 2차 전사된 토너상을 기록 매체에 부착시켜 정착시킨다. 정착 유닛(40)은 가열 롤러(42)와 가압 롤러(44)로 구성된다. 가열 롤러(42)는 회전축 방향으로 회전 가능한 원통형상의 부재이고, 그 내부에는 예를 들면 할로겐 램프(미도시)등의 열원이 설치되어 있다. 가압 롤러(44)는 회전축 방향으로 회전 가능한 원통형상의 부재이고, 가열 롤러(42)를 가압하도록 설치된다. 가열 롤러(42) 및 가압 롤러(44)의 외주면에는 실리콘 고무 등의 내열 탄성층이 설치될 수 있다. 가열 롤러(42)와 가압 롤러(44)의 접촉 영역인 정착 닙부에 기록 매체를 통과시킴으로써 토너상을 기록 매체에 용융 정착시킨다.

또한, 화상 형성 장치(1)는 정착 유닛(40)에 의해 토너상이 정착된 기록 매체를 장치 외부로 배출하기 위한 배출 롤러(52, 54)를 구비한다.

상기와 같이 구성되는 화상형성장치의 동작을 설명한다.

화상 형성 장치(1)가 동작되면, 피기록 화상의 화상 신호가 제어부(미도시)로 송신된다. 그런 다음, 제어부는 수신한 화상 신호에 기초하여 대전 롤러(32)에 의해 감광체 드럼(30)의 표면을 소정의 전위에 균일하게 대전시킨 후, 노광 유닛(34)에 의해 감광체 드럼(30)의 표면에 레이저 광을 조사하여 정전잠상을 형성한다.

한편, 현상 유닛(100)에서는 토너와 캐리어를 혼합 교반하여 충분히 대전시킨 후, 현상 롤러(도 1의 110)에 현상제를 부착시킨다. 그리고, 현상 롤러(110)의 회전에 의해 현상제가 감광체 드럼(30)과 대향하는 영역까지 반송되면, 현상 롤러(110)에 부착된 현상제 중에서 토너가 감광체 드럼(30)의 외주면 상에 형성된 정전잠상으로 이동하여 정전잠상을 현상한다. 이렇게 하여 형성된 토너상은 감광체 드럼(30)과 전사 벨트(20)가 대향하는 영역에 있어서 감광체 드럼(30)으로부터 전사 벨트(20)로 1차 전사된다. 전사 벨트(20)에는 4개의 감광체 드럼(30) 상에 형성된 토너상이 차례대로 적층되어, 하나의 적층 토너상이 형성된다. 그리고, 적층 토너상은 지지 롤러(20d)와 2차 전사 롤러(24)가 접촉하는 영역에 있어서 기록 매체 반송 유닛(10)으로부터 반송된 기록 매체로 2차 전사된다.

적층 토너상이 2차 전사된 기록 매체는 정착 유닛(40)으로 반송된다. 기록 매체를 가열 롤러(42)와 가압 롤러(44)사이에서 열 및 압력이 가하면서 통과시킴으로써, 적층 토너상이 기록 매체에 용융 정착한다. 그 후, 기록 매체는 배출 롤러(52, 54)에 의해 화상 형성 장치(1)의 외부로 배출된다. 한편, 전사 벨트(20)는 벨트 클리닝 장치를 구비하는 경우, 적층 토너상이 기록 매체에 2차 전사된 후 전사 벨트(20)에 잔존하는 토너가 벨트 클리닝 장치에 의해 제거된다.

도 1에 도시된 탠덤 방식의 화상 형성 장치(1)는 본 실시형태에 관한 현상 장치(100)를 사용한 화상 형성 장치의 일례이고, 본 실시형태에 관한 현상 장치(100)는 여러가지 방식의 화상 형성 장치에 적용할 수 있다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 실시형태에 관한 현상 유닛(100)의 구성과 그 동작에 대해서 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 현상유닛의 구성을 도시하는 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 현상유닛에서의 현상제의 흐름을 설명하기 위한 설명도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 현상 유닛(100)은 현상 롤러(110)와 교반 반송부(120)를 구비한다.

현상 롤러(110)는 감광체 드럼(30)의 외주면 상에 형성된 정전잠상에 대해 토너를 공급하는 현상제 담지체이다. 현상 롤러(110)는, 예를 들면 현상 슬리브(114)와, 현상 슬리브(114)의 내부에 배치된 마그넷(112)으로 이루어진다. 현상 슬리브(114)는 비자성의 금속으로 이루어진 통형상 부재이다. 현상 롤러(110)에서는 현상 슬리브(114)만이 회전하고, 현상 슬리브(114)내에 배치된 마그넷(112)은 하우징(도 1의 5)에 고정되어 있다. 또한 현상 롤러(110)는 현상 바이어스를 인가하는 현상 바이어스 인가부(미도시)가 설치될 수 있다.

마그넷(112)은 복수의 자극을 갖고 있으며, 예를 들면 감광체 드럼(30)과 대향하는 영역, 즉 감광체 드럼(30)에 형성된 정전잠상을 현상하는 영역 및 현상 영역부터 교반 반송부(120)와 대향하는 위치는 서로 다른 자극을 교대로 배치하여 설치할 수 있다. 이는 현상제를 현상 슬리브(114)상에서 자기력에 의해 반송하기 때문이다. 또한 현상 영역에서는 현상제의 자기 브러시 끝을 들어 해당 자기 브러시를 감광체 드럼(30)의 정전잠상에 접촉 또는 근접시키기 때문에, 현상 영역에 극 위치 또는 극 간을 배치할 수도 있다. 한편, 현상 롤러(110)가 교반 반송부(120)와 대응하는 위치에는 같은 극성의 자극을 둘레방향으로 인접하도록 배치할 수 있다. 이 같은 극성의 자극에 의해 극 간에는 해당 현상 슬리브(114)의 회전 방향에 대한 접선 방향 및 법선 방향의 자력이 작아진다. 이 때문에 현상제는 현상 슬리브(114)의 회전에 따라 현상 롤러(110)와 교반 반송부(120)가 대향하는 위치에서 현상 슬리브(114)로부터 박리된다.

또한, 현상 롤러(110)의 현상 슬리브(114)와 감광체 드럼(30)이 대향하는 위치를 기준으로 현상 슬리브(114)의 회전 방향 상류측에는 층 규제 부재(150)가 설치되어 있다. 층 규제 부재(150)는 현상 슬리브(114)의 외주면 상에 부착한 현상제를 균일한 두께의 층에 고르게 하는 부재로서, 예를 들면 금속제의 블레이드로 구성될 수 있다.

교반 반송부(120)는 현상제를 구성하는 자성체의 캐리어(Carrier)와 비자성체 또는 약자성체의 토너(toner)를 교반하여 캐리어와 토너를 대전시키는 영역이다. 교반 반송부(120)는 제1 교반 반송 부재(121)와 제2 교반 반송 부재(130)를 구비한다.

제1 교반 반송 부재(121)는 현상 롤러(110)와 대략 수직 방향으로 대향하여 배치되어 있고, 혼합 교반된 현상제를 현상 롤러(110)에 공급한다. 제1 교반 반송 부재(121)는 제1 지지축(122)과 제1 교반 날개(124)로 이루어진다. 제1 지지축(122)은 하우징(도 1의 5)의 내벽에 베어링을 개재하여 회전 가능하게 설치된다. 제1 교반 날개(124)는 제1 지지축(122)의 외주면에 설치되고, 제1 지지축(122)의 길이방향으로 배치된 나선형상의 경사면으로 이루어진다.

제2 교반 반송 부재(130)는 현상제를 혼합 교반하여 현상제를 충분히 대전시키는 역할을 맡고 있으며, 대전한 현상제를 제1 교반 반송 부재(121)로 반송한다. 제2 교반 반송 부재(130)는 제1 교반 반송 부재(121)와 같이 제2 지지축(132)과 제2 교반 날개(134)로 이루어진다. 제2 지지축(132)은 하우징(도 1의 5)의 내벽에 베어링을 개재하여 회전 가능하게 설치된다. 제2 교반 날개(134)는 제2 지지축(132)의 외주면에 설치되고, 제2 지지축(132)의 길이방향으로 배치된 나선형상의 경사면으로 이루어진다.

제1 교반 반송 부재(121)와 제2 교반 반송 부재(130)는 제1 지지축(122)과 제2 지지축(132)이 대략 평행하게 되도록, 예를 들면 대략 수평 방향(현상 롤러(110)와 제1 교반 반송 부재(120)가 인접하는 방향에 대해 대략 직교하는 방향)으로 나란히 배치된다. 제1 교반 반송 부재(121)와 제2 교반 반송 부재(130) 사이에는 구획벽(102)이 설치되어 있다. 구획벽(102)은 제1 교반 반송 부재(121)와 제2 교반 반송 부재(130)가 각 교반 반송 부재의 양단에서 연결 통과하도록 설치되어 있다.

제2 교반 반송 부재(130)에 의해 교반하면서 반송된 현상제는, 제1 교반 반송 부재(121)에 의해 교반 및 반송되면서 현상 롤러(110)의 외주면으로 이행한다. 제2 교반 반송 부재(130)에는 토너 농도를 검출하기 위한 토너 농도 센서(미도시)가 설치될 수 있고, 토너가 반송되는 반송로(제1 교반반송부재(121)와 제2 교반반송부재(130)가 설치된 통로)내의 토너 농도가 저하되면 토너 탱크(36)로부터 현상제 공급부(140)를 개재하여 반송로 내에 현상제가 공급된다.

이러한 현상 유닛(100)의 제1 교반 반송 부재(121)와 제2 교반반송부재(130)의 적어도 어느 한쪽에는 반송 성능을 저하시키지 않고 현상제의 교반 성능을 향상시키기 위해 패들(paddle)이 설치된다.

이하에서는 도 4 내지 도 11를 참조하여 교반 반송부(120)에 설치되는 패들의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 4 내지 도 11은, 본 실시형태에 관한 교반 반송 부(120)에 설치되는 패들의 구성예를 도시하는 부분 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패들의 구성을 도시하는 부분 단면도, 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도, 도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도, 도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도, 도 8은 본 발명의 제 5실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도, 도 9는 본 발명의 제 6실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도, 도 10은 본 발명의 제 7실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도, 도 11은 본 발명의 제 8실시예에 따른 패들의 구성을 도시한 부분 단면도이다.

도 4 내지 도 11에서는 제2 교반 반송 부재(130)에 패들을 설치한 경우를 나타내었지만, 제1 교반 반송 부재(121)에 패들을 설치하는 경우에도 동일하게 구성할 수 있다.

제2 교반 반송 부재(130)는 상술한 바와 같이 지지축(132)과 교반 날개(134)로 구성된다. 본 실시예에 따른 제2 교반 반송 부재(130)는, 지지축 방향으로 인접하는 교반 날개(134)의 간격을 나타내는 피치(P)간에 패들(136)이 더 설치되어 있다. 패들(136)은 교반 반송로가 반송되는 현상제의 교반력을 높이기 위해 지지축(132)의 축방향을 따라 설치되는 판형상의 부재이다. 그러나 패들을 설치한 것만으로는 현상제의 흐름이 차단되어 반송 능력이 저하될 우려가 있다. 그래서, 본 실시예에서는, 현상제 반송 방향 하류측으로 향함에 따라 지지축(132)의 직경방향으로 그 높이가 높아지도록 패들(136)을 형성한다.

제2 교반 반송 부재(130)의 회전에 의해 반송되는 현상제는, 도 4에 도시된 바와 같이 교반 날개(134)의 피치(P)간에 현상제 반송 방향 하류측으로 향함에 따라 현상제량이 감소하도록 존재한다. 이 현상제의 반송 성능을 손상시키지 않고 교반 성능을 높이기 위해, 본 실시형태에 관한 제2 교반 반송 부재(130)에는 현상제 수위(제2 교반 반송 부재(130)에 의해 반송되어 있는 현상제의 지지축(132)으로부터의 직경방향의 높이)에 대해 반비례하도록 패들(136)을 설치한다. 이에 의해, 현상제 수위가 높은 영역에 패들(136)을 들어가게 함으로써, 내부(지지축(132) 주위 부근)로부터 현상제(D)를 교반할 수 있다.

본 실시형태의 패들(136)은, 도 4에 도시된 바와 같이 지지축(132)의 축방향을 따라 그 높이가 현상제 반송 방향 상류측에서 하류측으로 향함에 따라 선형적으로 높아지는, 즉 축방향의 단면 형상이 대략 삼각형이 되도록 형성되어 있다. 그러나, 본 발명의 패들의 형상은 이러한 예에 한정되지 않고, 예를 들면 후술하는 도 5 내지 도 11에 도시된 바와 같은 형상으로 할 수 있다. 이러한 패들의 형상에는 공통되는 이하의 특징이 있다.

우선, 교반 날개의 피치(P)간에 패들의 높이가 전체적으로 현상제 반송 방향 하류측으로 향함에 따라 높아지고 있다는 특징이 있다. 이는, 상술한 바와 같이 교반 반송 부재에서 반송되어 있을 때의 현상제의 존재 상태로부터 현상제의 반송 성능을 손상시키지 않도록 하기 위해서이다. 예를 들면 도 4와 같이, 교반 날개(134)의 피치(P)간에 현상제량이 많은 현상제 반송 방향 상류측에서는, 패들(136)의 높이는 현상제 수위보다도 낮아진다. 한편, 교반 날개(134)의 피치 간에 현상제량이 적은 현상제 반송 방향 하류측에서는, 패들(136)의 높이는 교반 날개(134)의 높이와 대략 동일하게 되어 있다.

이 패들의 높이는 교반 날개의 피치(P)간의 축방향에서의 위치에 따라 결정할 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 교반 날개(134)의 피치를 L, 교반 날개(134)의 직경방향의 높이를 h라고 한다. 이 때, 패들(236)의 높이는, 적어도 현상제 반송 방향 상류측부터 지지축(132)의 축방향으로 1/2L의 위치(현상제 반송 방향 상류측의 영역에 상당)까지는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2(기준 높이) 이하가 되도록 형성된다. 이러한 조건을 만족시키도록 패들을 형성함으로써, 현상제의 교반 성능과 반송 성능의 양자를 구비한 교반 반송 부재로 할 수 있다.

이러한 조건에 기초한 패들의 구성예를 도 5 내지 도 11을 참조하여 설명한다.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 현상제 반송 방향 하류측으로 향하여 단형상으로 패들의 높이가 높아지는 패들(236)을 제 2 교반 반송 부재(130)에 설치해도 된다. 도 5의 패들(236)은, 상술한 바와 같이 그 높이가 교반 날개(134)의 피치 간에 현상제 반송 방향 상류측(현상제 반송 방향 상류측으로부터 지지축(132)의 축방향으로 1/2L의 위치)에서는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2이하가 되어 있다. 그리고, 현상제 반송 방향 하류측에서는, 패들(236)의 높이는 교반 날개(134)의 높이(h)와 대략 동일하게 되어 있다.

도 5의 패들(236)의 단수는 1단이었지만, 예를 들면 도 6에 도시된 바와 같이 패들(336)을 복수의 단을 갖도록 형성해도 된다. 도 6의 패들(336)은 4개의 부위(336a, 336b, 336c, 336d)로 이루어지고, 각 부위는 현상제 반송 방향 상류측에서 하류측으로 향하여 각 부위의 높이가 높아지도록 형성되어 있다. 즉, 패들(336)은 4개의 단을 갖는 형상으로 되어 있다. 이러한 패들(336)에서도, 패들(336)의 현상제 반송 방향 상류측에 위치하는 부분(부위(336a, 336b))의 높이는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2 이하가 되어 있다. 그리고, 패들(336)의 현상제 반송 방향 하류측에 위치하는 부분(부위(336c, 336d))의 높이는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2보다 커진다.

또, 교반 날개(134)의 피치 간에 축방향의 모든 위치에서 지지축(132)으로부터 직경방향으로 돌출하도록 패들을 형성해도 되고(예를 들면, 도 5의 패들(236)), 적어도 일부에서 직경방향으로 돌출하도록 패들을 형성해도 된다(예를 들면, 도 6의 패들(336)).

또한, 다른 형태로서는, 도 7에 도시된 바와 같이 지지축(132)의 축방향으로 단속하여 배치된, 지지축(132)의 직경방향으로 돌출하는 1 또는 복수의 판형상 부재로 이루어진 패들(436)을 제 2 교반 반송 부재(130)에 설치해도 된다. 도 7의 패들(436)은 대략 직사각형의 3개의 판형상 부재(436a, 436b, 436c)를 구비하고, 판형상 부재(436a와 436b, 436b와 436c) 사이에는 공간이 설치된다. 이에 의해, 각 판형상 부재(436a, 436b, 436c)의 표면이 현상제의 교반 반송 공간과 면하는 면적이 많아져 현상제의 흐름에 난류를 많이 발생시킬 수 있다. 따라서, 현상제의 교반 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

이러한 패들(436)에서도, 패들(436)의 현상제 반송 방향 상류측에 위치하는 부분(판형상 부재(436a, 436b))의 높이는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2 이하가 되어 있다. 그리고, 패들(336)의 현상제 반송 방향 하류측에 위치하는 부분(판형상 부재(436c))의 높이는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2보다 커진다.

도 7에 도시된 패들(436)은 도 8에 도시된 패들(536)의 형태로서도 동일한 효과를 발생시킬 수 있다. 도 8의 패들(536)은, 패들(436)과 같이 지지축(132)의 축방향으로 단속하여 배치된, 지지축(132)의 직경방향으로 돌출하는 3개의 판형상 부재(536a, 536b, 536c)로 이루어진다. 그러나, 도 7에 도시된 패들(436)은 현상제 반송 방향 상류측에서 하류측으로 향하여 판형상 부재(436a, 436b, 436c)의 높이가 차례대로 높아지도록 형성되어 있는 것에 대해, 도 8의 패들(536)은 현상제 반송 방향 상류측에 배치된 판형상 부재(536a)보다도 하류측에 배치된 판형상 부재(536b)의 높이가 낮다. 그러나, 패들(536)의 현상제 반송 방향 상류측에 위치하는 부분(판형상 부재(536a, 536b))의 높이는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2이하가 되어 있다. 이와 같이, 반드시 현상제 반송 방향 하류측의 패들의 높이가 상류측보다도 높아지지 않아도 현상제의 교반 성능 및 반송 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 패들에 관통공을 형성할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 패들은 도 5의 패들(236)의 형상과 동일하고, 그 현상제 반송 방향 하류측의 부위에 지지축(132)의 회전 방향으로 관통하는 원형의 관통공(638a) 또는 사각형의 관통공(638b)이 형성되어 있다. 이에 의해, 현상제에 대해 난류를 더 발생시킬 수 있고, 교반 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 패들의 관통공의 형상은 도 9 및 도 10에 도시된 형상에 한정되지 않고, 예를 들면 삼각형이나 오각형 등의 다각형이나 타원형 등으로 형성할 수 있다.

그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 현상제 반송 방향 하류측으로 향하여 패들의 높이가 곡선으로 연속적으로 높아지는 패들(736)을 제 2 교반 반송 부재(130)에 설치해도 된다. 도 11의 패들(736)도, 그 높이가 교반 날개(134)의 피치 간에 현상제 반송 방향 상류측(현상제 반송 방향 상류측에서 지지축(132)의 축방향으로 1/2L의 위치)에서는 교반 날개(134)의 높이(h)의 1/2이하가 되어 있다. 그리고, 현상제 반송 방향 하류측에서는, 패들(736)의 높이는 교반 날개(134)의 높이(h)와 대략 동일하게 되어 있다.

이상, 도 4 내지 도 11에 패들의 구성예에 대해서 설명하였다. 이와 같이 패들의 형상은 다양하게 형성 가능하지만, 교반 날개의 피치 간에 반송되는 현상제량이 많은 현상제 반송 방향 상류측에서는 반송 성능을 저하시키지 않도록 패들의 높이를 낮게 하고, 한편, 반송되는 현상제량이 적은 현상제 반송 방향 하류측에서는 현상제의 교반력을 높이기 위해 패들의 높이를 높게 한다. 이에 의해, 현상제의 교반 성능과 반송 성능을 양립한 교반 반송 부재를 실현하는 것이 가능하게 된다.

이러한 패들은, 특히, 패들을 설치함으로써 현상 롤러(110)에의 현상제의 공급에 영향을 미치지 않는 제2 교반 반송 부재(130)에 패들을 설치하는 것이 좋다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 교반 반송 부재(121)와 제 2 교반 반송 부재(130)사이에는 이들 간에 현상제가 수수되는 주고받기부(103)(104)가 양단에 형성되어 있다. 주고받기부보다 내측의 제1 교반 반송 부재(121)와 제 2 교반 반송 부재(130)가 대향하는 위치에는 구획벽(102)이 설치되어 있다. 이 때, 패들은 구획벽(102)의 축방향(x축 방향)의 길이(W) 사이에 형성하는 것이 좋다. 이에 의해, 패들과 구획벽(102)이 대향하게 되고, 원심력 방향으로 빠져나가는 현상제를 억제하면서 교반하는 것이 가능하게 된다.

패들은 하나의 교반 반송 부재에 대해 1 또는 2이상 설치할 수 있다. 복수의 패들을 교반 반송 부재에 설치하는 경우, 예를 들면 소정의 피치수(예를 들면, 1피치)로 패들을 설치하도록 해도 된다. 이에 의해, 현상제의 교반력과 반송 능력의 균형을 고려한 교반 반송부의 설계를 행할 수 있다.

또한, 하나의 교반 반송 부재에 대해 복수의 패들을 설치하는 경우, 교반 반송 부재의 지지축 방향을 따라 대략 동일 직선 상에 각 패들을 배치하는, 즉 패들의 배치 이송을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 위상을 어긋나게 하여 패들을 배치하면, 교반 반송 부재의 지지축이 1회전하는 사이에 몇 번이나 난류가 발생하여 현상제의 반송 성능을 저하시키기 때문이다. 그래서, 본 실시형태에서는, 패들이 배치하는 위상을 동일하게 함으로써 난류는 주기적으로 발생하게 되고, 과잉의 현상제의 체류를 억제할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속한 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자이면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속한 것으로 이해된다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 패들의 기준 높이를 교반 날개의 높이의 1/2로 하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 패들의 기준 높이는 교반 반송부에서의 현상제의 분포 상태에 따라 결정되는 것으로, 예를 들면 교반 날개의 높이의 1/3로 할 수도 있다. 또한, 상기 실시형태에서는 패들의 높이를 기준 높이 이하로 하는 영역을 적어도 교반 날개의 피치 간을 2등분했을 때의 현상제 반송 방향 상류측의 영역으로 하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 해당 영역도 교반 반송부에서의 현상제의 분포 상태에 따라 적절히 설정할 수 있다.

Claims (14)

1. 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 수용하고, 현상제를 혼합 교반하여 소정의 반송 방향으로 반송하는 적어도 하나의 교반 반송 부재를 구비하는 교반 반송부;와,
   정전잠상이 형성되는 감광체 드럼과 대향하여 설치되고, 상기 교반 반송부에 의해 교반 반송된 현상제를 그 둘레면에 부착하여 상기 감광체 드럼에 공급하는 현상롤러;를 구비하며,
   상기 교반 반송 부재는,
   현상제 반송 방향으로 연장 되며, 회전 가능하게 설치된 지지축,
   상기 지지축의 외주면 상에 설치되고, 현상제를 혼합 교반하면서 반송하는 복수의 교반날개 및
   상기 지지축 방향을 따라 상기 지지축으로부터 직경방향으로 돌출하며, 그 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 높아지는 복수의 패들을 구비하며,
   상기 복수의 패들은 상기 지지축 방향을 따라 서로 동일 위상을 가지도록 배치되며,
   동일 지지축 상에 인접한 교반날개의 피치간에 배치된 복수의 패들은 지지축 방향을 따라 동일 직선 상에 배치되는 현상장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 패들의 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 단계적으로 높아지는 현상장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 패들의 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 연속적으로 높아지는 현상장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 패들의 높이는 현상제 반송방향의 상류측에서는 상기 교반날개의 높이의 절반보다 낮게 형성되는 현상장치.
5. 캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 수용하고, 현상제를 혼합 교반하여 소정의 반송 방향으로 반송하는 적어도 하나의 교반 반송 부재를 구비하는 교반 반송부;와,
   정전잠상이 형성되는 감광체 드럼과 대향하여 설치되고, 상기 교반 반송부에 의해 교반 반송된 현상제를 그 둘레면에 부착하여 상기 감광체 드럼에 공급하는 현상롤러;를 구비하며,
   상기 교반 반송 부재는,
   현상제 반송 방향으로 연장 되며, 회전 가능하게 설치된 지지축,
   상기 지지축의 외주면 상에 설치되고, 현상제를 혼합 교반하면서 반송하는 복수의 교반날개 및
   지지축 방향으로 인접하는 상기 교반날개의 간격을 나타내는 피치 간에 지지축 방향을 따라 상기 지지축으로부터 직경방향으로 돌출하며, 그 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 높아지는 적어도 하나의 패들을 구비하며,
   현상제 반송방향으로 하류측에 마련된 상기 패들에는 상기 지지축에 대해 수직방향으로 관통하는 관통공이 형성되는 현상장치.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 교반 반송 부재는 복수의 교반반송부재를 포함하며,
   상기 복수의 교반반송부재는 서로 평행하게 배치되며, 그 양단부에는 현상제의 교환이 이루어질 수 있도록 주고받기부가 설치되며, 상기 패들은 상기 주고받기부보다 내측에 설치되는 현상장치.
8. 외주면에 정전잠상을 형성하는 감광체드럼;
   상기 감광체 드럼에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상 장치;를 구비하며,
   상기 현상 장치는,
   캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 수용하고, 현상제를 혼합 교반하여 소정의 반송 방향으로 반송하는 적어도 하나의 교반 반송 부재를 구비하는 교반 반송부;와,
   정전잠상이 형성되는 감광체 드럼과 대향하여 설치되고, 상기 교반 반송부에 의해 교반 반송된 현상제를 그 둘레면에 부착하여 상기 감광체 드럼에 공급하는 현상롤러;를 구비하며,
   상기 교반 반송 부재는,
   현상제 반송 방향으로 연장 되며, 회전 가능하게 설치된 지지축,
   상기 지지축의 외주면 상에 설치되고, 현상제를 혼합 교반하면서 반송하는 복수의 교반날개 및
   상기 지지축 방향을 따라 상기 지지축으로부터 직경방향으로 돌출하며, 그 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 높아지는 복수의 패들을 구비하며,
   상기 복수의 패들은 상기 지지축 방향을 따라 서로 동일 위상을 가지도록 배치되며,
   동일 지지축 상에 인접한 교반날개의 피치간에 배치된 복수의 패들은 지지축 방향을 따라 동일 직선 상에 배치되는 화상형성장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 패들의 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 단계적으로 높아지는 화상형성장치.
10. 제 8항에 있어서,
    상기 패들의 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 연속적으로 높아지는 화상형성장치.
11. 제 8항에 있어서,
    상기 패들의 높이는 현상제 반송방향의 상류측에서는 상기 교반날개의 높이의 절반보다 낮게 형성되는 화상형성장치.
12. 외주면에 정전잠상을 형성하는 감광체드럼;
    상기 감광체 드럼에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상 장치;를 구비하며,
    상기 현상 장치는,
    캐리어와 토너로 이루어진 현상제를 수용하고, 현상제를 혼합 교반하여 소정의 반송 방향으로 반송하는 적어도 하나의 교반 반송 부재를 구비하는 교반 반송부;와,
    정전잠상이 형성되는 감광체 드럼과 대향하여 설치되고, 상기 교반 반송부에 의해 교반 반송된 현상제를 그 둘레면에 부착하여 상기 감광체 드럼에 공급하는 현상롤러;를 구비하며,
    상기 교반 반송 부재는,
    현상제 반송 방향으로 연장 되며, 회전 가능하게 설치된 지지축,
    상기 지지축의 외주면 상에 설치되고, 현상제를 혼합 교반하면서 반송하는 복수의 교반날개 및
    지지축 방향으로 인접하는 상기 교반날개의 간격을 나타내는 피치 간에 지지축 방향을 따라 상기 지지축으로부터 직경방향으로 돌출하며, 그 높이는 현상제 반송방향 상류측에서 하류측으로 갈수록 높아지는 적어도 하나의 패들을 구비하며,
    현상제 반송방향으로 하류측에 마련된 상기 패들에는 상기 지지축에 대해 수직방향으로 관통하는 관통공이 형성되는 화상형성장치.
13. 삭제
14. 제 8항에 있어서,
    상기 교반 반송 부재는 복수의 교반반송부재를 포함하며,
    상기 복수의 교반반송부재는 서로 평행하게 배치되며, 그 양단부에는 현상제의 교환이 이루어질 수 있도록 주고받기부가 설치되며, 상기 패들은 상기 주고받기부보다 내측에 설치되는 화상형성장치.

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