KR20050007728A - 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

토너 입자의 비산을 억제하여 장치 내부의 토너 오염을 방지하고 우수한 화상을 얻을 수 있는 화상형성장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 감광매체와 적정 간극의 현상영역을 두고 회전하면서 토너를 반송하는 현상롤러; 현상롤러를 회전 가능하게 지지하며, 내부에는 토너가 저장되는 토너 수용실이 구비된 현상기 케이스; 및 현상롤러로부터 감광매체로의 정전기력에 의한 토너 이송시 상기 현상영역 및 상기 현상기 케이스의 하측과 용지 패스 사이에서 발생되는 자연기류에 의해 토너가 화상형성장치 내부로 비산하는 것을 방지하는 토너비산방지수단;을 포함한다. 토너비산방지수단은, 현상기 케이스의 하부측에 여기서 발생되는 자연기류가 유입되는 유입구를 가지는 소정의 포집공간이 형성되도록 설치되는 에어가이드부재; 및 에어가이드부재의 유입구 반대측에 유입구를 통하여 유입된 에어의 배출로를 구성하도록 설치되는 통풍성 시트;를 구비한다.

Description

현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치{DEVELOPING UNIT AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 레이저 프린터, 일반용지 팩시밀리, 디지털 복사기 등과 같은 전자사진방식 화상형성장치의 감광매체에 형성된 정전잠상을 토너로 현상하는 현상장치에 관한 것으로, 특히 토너의 비산을 억제하여 화상형성장치 내부의 토너 오염을 방지하고 우수한 화상을 얻을 수 있도록 개선한 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치에 관한 것이다.

전자사진방식 화상형성장치는, 컴퓨터 또는 스캐너로부터 입력된 디지털 신호에 따른 화상신호를 인쇄매체인 용지에 가시화상의 형태로 전사하여 인쇄하는 장치를 말한다.

상기한 바와 같은 전자사진방식 화상형성장치의 전형적인 한 예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

회전 가능한 감광매체(1)의 표면에는 대전 및 노광 공정에 의한 정전잠상이 형성되며, 상기 정전잠상은 현상장치(10)에 의해 토너에 의한 가시화상으로 현상된다. 상기 감광매체(1)상의 토너에 의한 가시화상은 전사롤러(20)에 의해 인쇄용지(P)로 전사되고, 인쇄용지(P)에 전사된 토너화상은 상기 용지(P)가 정착유닛(30)을 통과할 때 열과 압력이 가해지는 것에 의해 인쇄용지(P)에 정착된다.

상기 현상장치(10)는 토너를 감광매체(1)의 정전잠상에 붙임으로써 감광매체(1)상에 가시화상 형태의 토너상을 만든다. 이러한 현상장치(10)는 토너가 저장되는 토너 수용실(11a)을 갖춘 현상기 케이스(11), 상기 현상기 케이스(11)의 단부에 상기 감광매체(1)와 소정의 현상영역(a)을 두고 회전 가능하게 설치된 현상롤러(12), 상기 토너 수용실(11a)의 토너를 상기 현상롤러(12)로 공급하는 토너공급롤러(13)를 구비한다. 상기 현상롤러(12)는 상기 감광매체(1)와 같은 방향(감광매체의 회전에 연동하는 방향을 말함:이하 같다)으로 회전하며, 또한, 충분한 토너가 감광매체(1)로 이동하도록 하기 위하여 감광매체(1)보다 빠른 속도로 회전한다.

도면에서 미설명 부호 14는 토너 규제블레이드, 15는 교반기, 16은 폐토너회수통, 17은 클리닝 블레이드, 그리고, 부호 40은 대전롤러이다.

상기와 같이 구성된 현상장치(10)에서 현상롤러(12)에 공급된 토너는 현상롤러(12)와 감광매체(1)의 정전잠상과의 전위차에 의한 정전기력으로 정전잠상으로 이동된다. 한편, 통상의 현상장치에서 대향하고 있는 감광매체(1)와 현상롤러(12)는 원형이며, 따라서, 일정간극을 갖는 현상영역(a)은 노즐 형상을 가진다. 이와 같은 노즐 형상의 현상영역(a)에서 대향하는 현상롤러(12)와 감광매체(1)가 같은 방향으로 회전하면, 현상영역(a)에는 도면에 표시한 화살표 방향으로의 에어 흐름(b)이 형성된다. 또한, 도시되지 않은 급지장치에 의해 이송되어 온인새용지(P)가 전사롤러(20)로 진입되는 과정에서 현상기 케이스(11)의 하측과 인쇄용지(P) 사이에 도면에 표시한 화살표 방향으로의 에어 흐름(b')이 형성된다.

이에 따라 정전기력에 의해 현상영역(a)을 통과하여 정전잠상으로 이동하는 미세한 토너 입자는 상기와 같이 형성되는 에어 흐름(b)(b')에 의해 화살표 방향으로 교란되고, 특히 대전량이 불충분한 토너 입자의 경우는 정전기력에 비해 에어 흐름(b)(b')의 영향이 더 커져 정전잠상으로 이동하지 않고 감광매체(1)의 비화상영역으로 달라 붙거나 상기 에어 흐름(b)(b')을 따라 화상형성장치 내부로 비산되어 화상형성장치 내부를 오염시키며, 또한 용지에 달라 붙어 화상품질을 저하시킨다.

한편, 도 2는 전사수단으로서 감광매체(1)와 비접촉 상태를 유지하는 코로나 와이어(20')에 의한 방전을 이용하는 화상형성장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 이 경우 상기에서 언급한 에어 흐름(b)(b')은 코로나 와이어(20')를 거쳐 인쇄용지(P)를 정착유닛(30)으로 안내하는 용지 가이드(50) 쪽으로 이어진다. 이에 따라 비산된 토너는 용지 가이드(50)를 오염시키고 용지 가이드(50)에 접촉하는 인쇄용지(P)의 선단을 오염시킨다.

이러한 문제를 방지하고자 일본 특개평 11-327295 호에는 토너 비산 방지구조를 가지는 화상형성장치가 개시되어 있다. 도 3에 의하면, 일본 특개평 11-327295 호에 개시된 화상형성장치의 토너 비산 방지구조는, 현상롤러(12')의 상하에 흡/배기덕트(61)(62)를 각각 설치하여 현상롤러(12')와 감광매체(1')가 대향하는 부분에 배기덕트(62)로부터 흡기덕트(61)로 흐르는 기류, 즉 팬(63)(64)을 이용하여 현상롤러(12')와 감광매체(1') 사이의 현상영역(a)에 자연기류와 반대방향의 강제대류를 발생시킴으로써, 비산되는 토너가 다른 곳으로 가지 않고 필터(65)로 향하게 하여 포집하도록 하는 구조로 되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 토너 비산 방지구조는, 비산하는 토너를 강제로 일정 장소로 포집하는 장치로서, 흡/배기덕트(61)(62)와 2개의 팬(63)(64)을 설치해야 하고 제어장치(66)를 통하여 풍량을 제어해야 하는 등 구조가 복잡하여 현상장치의 소형화가 어렵고 비용 상승의 요인이 된다고 하는 문제가 있다.

또한, 현상장치 내부에 설치된 필터(65)를 사용자가 적정한 시점에 교체해 주어야 하는 불편함이 있을 뿐만 아니라 수 미크론 크기의 토너의 거동을 팬의 풍량으로 제어한다는 것은 현실적으로 매우 어렵다. 즉, 풍량이 과다하면 포집되는 토너량이 많아져서 필터 교환 주기가 빨라지고, 반대로 풍량이 적으면 토너 비산 방지효과가 떨어지는 등 그 제어에 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 토너의 비산, 특히 고속 인쇄에서도 토너의 비산을 효과적으로 억제함으로써 화상형성장치 내부의 토너 오염을 방지할 수 있는 현상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 간단한 구조의 토너비산방지수단을 구비함으로써 소형화 및 저가격화를 도모할 수 있는 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 전자사진방식 화상형성장치 및 현상시의 에어 흐름을 보인 단면도,

도 2는 종래의 다른 예에 의한 화상형성장치 및 현상시의 에어 흐름을 보인 개략도,

도 3은 종래의 또 다른 예에 의한 화상형성장치에 적용된 토너 비산 방지구조를 보인 개략도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치를 나타낸 단면도, 그리고,

도 5는 도 4에 나타낸 본 발명의 현상장치에서 현상시의 에어 흐름을 보인 요부 확대도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100;감광매체 110;대전수단

120;노광수단 130;현상장치

131;현상롤러 132;현상기 케이스

133;토너비산방지수단 134;포집공간

134a;유입구 135;에어가이드부재

136;통풍성 시트 137;토너공급롤러

140;전사수단 150;정착수단

160;급지장치 P;인쇄용지

c,d,e;에어 흐름

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 현상장치는, 감광매체; 상기 감광매체와 적정 간극의 현상영역을 두고 회전하면서 토너를 반송하는 현상롤러; 상기 현상롤러를 회전 가능하게 지지하며, 내부에는 토너가 저장되는 토너 수용실이 구비된 현상기 케이스; 및 상기 현상롤러로부터 감광매체로의 정전기력에 의한 토너 이송시 상기 현상영역 및 상기 현상기 케이스의 하측과 용지 패스 사이에서 발생하는 자연기류에 의해 토너가 화상형성장치 내부로 비산하는 것을 방지하는 토너비산방지수단;을 포함하며, 상기 토너비산방지수단은, 상기 현상기 케이스의 하부측에 상기 자연기류가 유입되는 유입구를 가지는 소정의 포집공간이 형성되도록 설치되는 에어가이드부재; 및 상기 에어가이드부재의 유입구 반대측에 상기 유입구를 통하여 유입된 에어의 배출로를 구성하도록 설치되는 통풍성 시트;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 에어가이드부재는 상기 현상기 케이스의 하면과 3∼6mm 정도의 간격을 유지하도록 상기 현상기 케이스에 일체로 결합되는 것이 좋다.

또한, 상기 에어가이드부재는 도전성 재질로 형성되는 것이 좋다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 화상형성장치는, 감광매체; 상기 감광매체를 대전시키는 대전수단; 상기 감광매체에 정전잠상을 형성하는 노광수단; 상기 감광매체의 정전잠상을 토너로 현상하여 가시화상을 형성하는 현상수단; 상기 감광매체상의 토너 화상을 급지장치로부터 급지되는 용지에 전사시키는 전사수단; 및 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착수단;을 포함한다.

상기 현상수단은, 상기 감광매체와 적정 간극의 현상영역을 두고 회전하면서 토너를 반송하는 현상롤러; 상기 현상롤러를 회전 가능하게 지지하며, 내부에는 토너가 저장되는 토너 수용실이 구비된 현상기 케이스; 및 상기 현상롤러로부터 감광매체로의 정전기력에 의한 토너 이송시 상기 현상영역 및 상기 현상기 케이스의 하측과 용지 패스 사이에서 발생하는 자연기류에 의해 토너가 화상형성장치 내부로 비산하는 것을 방지하는 토너비산방지수단;을 포함한다.

상기 토너비산방지수단은, 상기 현상기 케이스의 하부측에 상기 자연기류가 유입되는 유입구를 가지는 소정의 포집공간이 형성되도록 설치되는 에어가이드부재와, 상기 에어가이드부재의 유입구 반대측에 상기 유입구를 통하여 유입된 에어의 배출로를 구성하도록 설치되는 통풍성 시트;를 포함한다.

여기서, 상기 전사수단은, 상기 감광매체와 소정 압력으로 가압 밀착되어 회전하는 전사롤러를 포함하는 것이 좋다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현상장치 및 이를 구비하는 화상형성장치를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4에 나타낸 본 발명의 현상장치에서 현상시의 에어 흐름을 보인 요부 확대도이다.

도면에서 참조부호 100은 감광매체, 110은 대전수단, 120은 노광수단, 130은 현상장치, 140은 전사수단, 150은 정착수단, 그리고, 160은 급지장치이다.

상기 감광매체(100)는 정,역 회전 구동하며, 그 표면에는 소정의 대전층이 형성된다.

상기 대전수단(110)은, 예를들어 대전롤러로 구성될 수 있으며, 상기 감광매체(100)의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시킨다.

상기 노광수단(120)은, 예를들어 레이저 스캐닝 유닛으로 구성될 수 있으며, 이 노광수단(120)에 의해 상기 감광매체(100)의 표면에는 소정의 정전잠상이 형성된다.

상기 현상장치(130)는 상기 감광매체(100)의 정전잠상을 토너로 현상함으로써 감광매체(100)에 가시화상을 형성한다.

전사수단(140)은, 예를들어 상기 감광매체(100)에 소정압력으로 밀착 회전하는 전사롤러로 구성될 수 있으며, 상기 감광매체(100)의 가시화상을 용지(P)에 전사시킨다. 본 실시예에서는 상기 전사수단(140)으로 도전성 스폰지 롤러를 상기 감광매체(100)에 접촉시켜 구성하였다.

정착수단(150)은 예를들어, 한 쌍의 정착롤러로 구성될 수 있으며, 상기 용지(P)에 전사된 가시화상을 용지(P)가 상기 한 쌍의 정착롤러 사이를 통과할 때 열과 압력을 가하여 정착시킨다.

상기 급지장치(160)는 적재된 다수매의 용지(P)를 1매씩 상기 전사수단(140)으로 이송시킨다.

상기 현상장치(130)는 본 발명의 특징에 따라, 상기 감광매체(100)와 적정 간극의 현상영역(a)을 두고 회전하면서 토너를 반송하는 현상롤러(131)와, 상기 현상롤러(131)를 회전 가능하게 지지하며 내부에는 토너가 저장되는 토너 수용실(132a)이 구비된 현상기 케이스(132)와, 상기 현상롤러(131)로부터감광매체(100)로의 정전기력에 의한 토너 이송시 상기 현상영역(a) 및 상기 현상기 케이스(132)의 하측과 용지 패스 사이에서 발생하는 자연기류에 의해 토너가 화상형성장치 내부로 비산하는 것을 방지하기 위한 토너비산방지수단(133)을 포함한다.

상기 토너비산방지수단(133)은 상기 현상기 케이스(132) 하부측에 상기 자연기류가 유입되는 유입구(134a)를 가지는 소정의 포집공간(134)이 형성되도록 상기 현상기 케이스(132)에 설치되는 에어가이드부재(135)와, 상기 에어가이드부재(135)의 유입구(134a) 반대측에 상기 유입구(134a)를 통하여 유입된 에어의 배출로를 구성하도록 설치되는 통풍성 시트(136)를 구비한다.

상기 에어가이드부재(135)는 상기 현상기 케이스(132)의 하면과 3∼6mm 정도의 간격을 유지하도록 구비되는 것이 좋으며, 도전성 재질로 상기 현상기 케이스(132)에 일체로 결합되는 것이 좋다. 따라서, 사용자가 현상 프로세스 카트리지의 수명이 다하여 이를 교환할 때 상기 에어가이드부재(135)와 통풍성 시트(136)도 같이 교환된다.

한편, 상기 현상롤러(131)는 도전성 고무롤러 또는 원통형 알루미늄 롤러를 샌드블라스트(sand blast) 처리 후 Ni 도금한 것을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 현상롤러(131)는 상기 감광매체(100)와 약 200∼300㎛ 정도의 간극을 유지하도록 양단에 디스크 형상의 스페이서(도시되지 않음)가 설치되어 있다.

또한, 토너로는 1성분 비자성 토너가 이용되며, 현상 전계로는 DC와 AC가 중첩되어 인가된다.

도 4 및 5에서 미설명 부호 137은 토너 공급롤러, 138은 교반기, 139는 토너규제블레이드 이며, 부호 171은 폐토너회수통, 172는 클리닝 블레이드이다.

이하, 본 발명에 의한 현상장치를 구비하는 화상형성장치의 작용에 대하여 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 현상롤러(131)와 감광매체(100)가 현상영역(a)을 두고 대향하고 있으며, 이들 현상롤러(131) 및 감광매체(100)는 같은 방향으로 회전한다. 이 때, 충분한 토너가 감광매체(100)로 이동하도록 현상롤러(131)의 회전속도를 감광매체(100)보다 1.2∼1.6배 정도 빠르게 한다.

상기와 같이, 현상영역(a)을 현상롤러(131)와 감광매체(100)가 같은 방향으로 회전하게 되면, 현상영역(a)에는 도 5에 표시한 화살표 방향으로의 에어 흐름(c)이 형성된다. 또한, 급지장치(160)에 의해 이송되어 온 인쇄용지(P)가 전사수단(140)으로 진입하는 과정에서 에어가이드부재(135)와 인쇄용지(P) 사이에 도 5에 표시한 화살표 방향으로의 에어 흐름(d)이 형성된다.

이 때, 상기 에어 흐름 d는 감광매체(100)와 전사수단(140)이 접촉상태를 유지하고 있기 때문에, 유입구(134a)를 통하여 포집공간(134)으로 회절되어 유입된다. 또한, 현상롤러(131)의 회전 하류 방향으로 형성된 에어 흐름 c는 상기의 회절된 에어 흐름 d에 의해 회절되어 에어 흐름 e방향, 즉 상기 포집공간(134)으로 유입된다.

이 과정에서 대전량이 불충분한 비산하는 토너 입자는 상기와 같이 형성되는 에어 흐름(d,e)에 의해 포집공간(134)으로 유입되며, 상기 포집공간(134)에서 공기는 그 반대쪽의 통풍성 시트(136)를 통하여 배출되고 토너는 잔류하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 토너비산방지수단을 현상장치에 일체화하여 설치함으로써 비산된 토너가 화상형성장치 내부 또는 용지로 향하지 않고 현상장치 내부에 머물 수 있도록 하여 토너에 의한 오염을 억제함과 아울러 사용자 편리성 개선을 도모할 수 있다.

한편, 본 발명은 도면에 도시하지는 않았으나, 고속 인쇄시에는 비산하는 토너량이 상대적으로 증가하므로, 화상형성장치 내부의 온도 상승을 억제하기 위하여 화상형성장치의 일측에 설치하는 냉각팬까지 상기 통풍성 시트에서부터 덕트를 연결하면 토너 비산 방지 효과를 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 현상영역에서 자연 발생하는 에어 흐름에 의한 토너 비산을 방지하여 장치 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 용지의 비화상영역에 토너가 안개처럼 깔리는 것을 방지할 수 있어 보다 깨끗한 화상품질을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 매우 간단한 원리와 간단한 부재를 사용하여 구성할 수 있기 때문에, 현상장치의 소형화가 가능하고 저가격의 현상장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 토너비산방지수단이 현상 프로세스 카트리지에 일체로 구성되어 있기 때문에, 상기 가트리지의 수명이 다하여 이를 교환할 때 에어가이드부재와 통풍성 시트가 함께 자연적으로 교환될 수 있다. 즉, 사용자가 토너비산방지수단의 교환시기에 대한 특별한 주의를 기울일 필요가 없어, 매우 편리하다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되지 않고 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것은 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 감광매체; 상기 감광매체와 적정 간극의 현상영역을 두고 회전하면서 토너를 반송하는 현상롤러; 상기 현상롤러를 회전 가능하게 지지하며, 내부에는 토너가 저장되는 토너 수용실이 구비된 현상기 케이스; 및 상기 현상롤러로부터 감광매체로의 정전기력에 의한 토너 이송시 상기 현상영역 및 상기 현상기 케이스의 하측과 용지 패스 사이에서 발생하는 자연기류에 의해 토너가 화상형성장치 내부로 비산하는 것을 방지하는 토너비산방지수단;을 포함하는 현상장치에 있어서,

   상기 토너비산방지수단은,

   상기 현상기 케이스의 하부측에 상기 자연기류가 유입되는 유입구를 가지는 소정의 포집공간이 형성되도록 설치되는 에어가이드부재; 및

   상기 에어가이드부재의 유입구 반대측에 상기 유입구를 통하여 유입된 에어의 배출로를 구성하도록 설치되는 통풍성 시트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어가이드부재는 상기 현상기 케이스의 하면과 3∼6mm 정도의 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 현상장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 에어가이드부재는 도전성 재질로 형성되며, 상기 현상기 케이스에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 현상장치.
4. 감광매체; 상기 감광매체를 대전시키는 대전수단; 상기 감광매체에 정전잠상을 형성하는 노광수단; 상기 감광매체의 정전잠상을 토너로 현상하여 가시화상을 형성하는 현상수단; 상기 감광매체상의 토너 화상을 급지장치로부터 급지되는 용지에 전사시키는 전사수단; 및 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착수단;을 구비하는 화상형성장치에 있어서,

   상기 현상수단은,

   상기 감광매체와 적정 간극의 현상영역을 두고 회전하면서 토너를 반송하는 현상롤러;

   상기 현상롤러를 회전 가능하게 지지하며, 내부에는 토너가 저장되는 토너 수용실이 구비된 현상기 케이스; 및

   상기 현상롤러로부터 감광매체로의 정전기력에 의한 토너 이송시 상기 현상영역 및 상기 현상기 케이스의 하측과 용지 패스 사이에서 발생하는 자연기류에 의해 토너가 화상형성장치 내부로 비산하는 것을 방지하기 위한 것으로써, 상기 현상기 케이스의 하부측에 상기 자연기류가 유입되는 유입구를 가지는 소정의 포집공간이 형성되도록 설치되는 에어가이드부재와, 상기 에어가이드부재의 유입구 반대측에 상기 유입구를 통하여 유입된 에어의 배출로를 구성하도록 설치되는 통풍성 시트;로 구성되는 토너비산방지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 전사수단은, 상기 감광매체와 소정 압력으로 가압 밀착되어 회전하는 전사롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.