KR20050106532A - 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식전자사진방식 화상형성장치 - Google Patents

캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식전자사진방식 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치는 화상형성 유니트에서 발생하는 캐리어 증기를 액체로 응축하는 응축부, 및 응축부 하부에 배치되어 응축부에서 응축된 캐리어 용액을 저장하는 저장부를 포함한다. 응축부는 화상형성 유니트의 상부에 위치하여 캐리어 증기가 누출되지 않게 포집하는 포집부재, 포집부재와 결합되어 포집부재에서 포집된 캐리어 증기를 응축하는 응축부재, 및 응축부재와 결합되어 응축부재를 냉각시키는 냉각부재로 구성되고, 저장부는 용지에 전사되지 않고 전사벨트에 잔존하는 현상제를 크리닝하여 제거하는 크리닝부의 폐현상제 저장통으로 구성된다. 본 발명의 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치는 배기팬, 히터, 여과기 등과 같은 별도의 동력장치나 열원 또는 소모품을 사용하지 않으므로, 제작 코스트 및 유지비용을 상승시키는 않고 반영구적으로 화상형성 장치에서 현상 및 전사시 발생하는 가연성 탄화수소 가스를 함유하는 캐리어 증기를, 외부에 유출되기 전에 회수하여 제거할 수 있다.

Description

캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치{apparatus for condensing and removing carrier vapor and wet electrophotographic image forming device having the same}
본 발명은 액체 현상제를 사용하는 칼라 레이저 빔 프린터와 같은 습식 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화상형성 유니트에서 현상롤러를 통해 감광체에 현상제 화상을 현상하는 현상과정, 및 감광체에 형성된 현상제 화상을 전사벨트로 전사하는 전사과정에서 발생하는 캐리어 증기(carrier vapor)를, 외부로 유출되기전에 회수하여 제거하는 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형상장치에 관한것이다.
일반적으로, 액체 현상제를 사용하는 칼라 레이저 빔 프린터와 같은 습식 전자사진방식 화상형성장치는 프린팅를 위한 현상제로써, C10H22, C11H 24, C12H26, 및 C13H28의 혼합물 등과 같은 탄화수소(Hydrocarbon) 계통의 캐리어 용액과 안료를 함유하는 액체 현상제를 사용한다. 이러한 액체 현상제에 함유된 캐리어 용액은 대부분, 현상롤러를 통해 감광체에 현상제 화상을 현상하는 현상과정 및 감광체에 형성된 현상제 화상을 전사벨트로 전사하는 전사과정에서 현상제 저장부로 회수되지만, 캐리어 용액의 일부분은 현상 및 전사과정에서 고압의 현상 및 전사전압이 인가되는 감광체, 현상롤러, 전사롤러 등에 의해 메탄(CH4)과 같은 가연성 탄화수소 가스를 함유하는 캐리어 증기로 증발하여 외부로 배출된다.
그러나, 이와 같이 발생한 가연성 탄화수소 가스는 휘발성 유기화합물군(VOC) 물질로써 외부로 유출될 경우 주변환경을 오염시킬 뿐 아니라, 불쾌한 냄새를 유발하고 인체에 유해하기 때문에, 화상형성장치 외부로 배출되기 전에 제거하는 것이 바람직하다.
이러한 가연성 탄화수소를 제거하기 위한 탈취 메카니즘으로는 가스성분을 물리적으로 여과하여 제거하는 여과법, 가스성분을 발화온도(600-800°C) 이상으로 산화 연소하는 직접연소법, 가스성분을 촉매를 사용하여 비교적 낮는 온도(150-400°C)에서 연소시켜 물과 이산화탄소로 산화분해 또는 열분해하는 촉매산화법 등이 알려져 있다.
도 1은 물리적 여과법을 사용하여 프린팅 작업시 화상형성장치(1) 내부에서 발생하는 탄화수소 가스를 함유하는 캐리어 증기를 흡입하여 제거한 후 외부로 배출시키는 캐리어증기 제거장치(10)를 도시한다.
이 캐리어증기 제거장치(10)는 화상형성장치(1)의 내부 공간(11)에서 프린팅 작업시 캐리어 용액의 증발로 발생하는 캐리어 증기를 흡입하여 외부로 불어내기 위한 배기팬(13), 및 배기팬(13)과 내부 공간(11) 사이에 설치되어 캐리어 증기 내의 가연성 탄화수소 등의 불순물을 걸러내기 위한 여과기(12)를 구비한다. 여과기(12)는 분진 등을 포집하는 분진필터(12a), 및 탄화수소 가스를 흡착하여 제거하는 활성탄(12b)으로 구성되어 있다.
따라서, 배기팬(13)에 의해 화상형성장치(1)의 내부 공간(11)으로부터 흡입된 공기는 여과기(12)를 통과하면서 공기 중에 함유된 탄화수소 가스가 활성탄(12b)에 흡착되어 걸러진 후, 화상형성장치(1) 외부로 배출된다.
그러나, 이와 같이 구성된 캐리어증기 제거장치(10)는 캐리어 증기를 흡입하여 외부로 불어내기 위해 배기팬(13)을 추가로 사용해야 함으로, 제조 코스트가 상승할 뿐 아니라, 사용 횟수가 증가함에 따라 활성탄(12b)이 탄화수소 가스를 많이 흡착하여 포화상태가 되면 탄화수소 가스를 흡착하는 성능이 없어지기 때문에, 여과성능을 유지하기 위해서는 여과기(12)를 수시로 교체해주어야 하므로, 추가 유지비용이 발생하는 문제점이 있다.
도 2는 직접연소법을 사용하여 화상형성장치(1')의 내부 공간(11')에서 발생하는 탄화수소 가스를 함유하는 캐리어 증기를 흡입하여 제거한 후 외부로 배출시키는 캐리어증기 제거장치(10')를 도시한다.
이 캐리어증기 제거장치(10')는 화상형성장치(1')의 내부 공간(11')에서부터 화상형성장치(1') 외부까지 캐리어 증기의 유동경로를 이루는 배기라인(L), 배기라인(L)의 중간에 설치되어 화상형성장치(1') 내부의 캐리어 증기를 흡입 및 배출하는 배기팬(40), 배기팬(40)에서 배출된 캐리어 증기를 가열 연소시키는 연소부(20), 가열된 캐리어 증기를 다시 냉각시키는 열교환부(30), 및 캐리어 증기에 함유된 분진을 제거하는 분진필터(33)를 구비한다.
연소부(20)는 1,000∼1,300℃ 정도의 발열온도를 갖는 히터(21)를 포함한다. 히터(21)는 배기라인(L)을 따라 이동하는 캐리어 증기 중의 탄화수소 가스를 열분해시켜서 이산화탄소와 수증기로 분해시킨 후 배출하도록 한다.
히터(21)에 의해 가열된 캐리어 증기를 냉각시키는 열교환부(30)는 캐리어 증기의 이동시간을 늘리도록 나선형 형태로 형성된 코일관(31), 및 코일관(31)의 외벽에 바람을 송풍하여 코일관(31)을 냉각시켜 열교환하는 냉각팬(32)을 구비한다.
동작시, 배기팬(40)에 의해 연소부(20)에 흡입된 캐리어 증기 중에 함유된 탄화수소 가스는 히터(21)에 의해 열분해된 다음, 열교환부(30)의 코일관(31)과 냉각팬(32)에 의해 냉각된 후, 분진필터(33)를 통하여 프린터(1') 외부로 배출된다.
이와 같이 구성된 캐리어증기 제거장치(10')는, 탄화수소 가스를 히터(21)로 열분해시킨 후 냉각하여 배출하기 때문에, 도 1에 도시한 캐리어증기 제거장치(10)와 같은 여과기(12) 전체를 수시로 교체해야 하는 번거로움은 개선되지만, 가열된 캐리어 증기를 냉각시키기 위해 배기팬(40) 외에 냉각팬(32)과 코일관(31)을 추가로 사용하므로, 제작 코스트가 상승하고, 구조가 복잡하여 제작이 어려운 문제점이 있다.
또한, 탄화수소 가스를 열분해 시켜서 이산화탄소와 수증기로 분해시키기 위해서는 1,000∼1,300℃ 정도의 발열온도를 갖는 고가의 히터(21)를 사용해야 하므로, 그에 따라 제작 코스트 및 유지비용이 상승하는 문제점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래의 캐리어증기 제거장치(10, 또는 10')는 배기팬(13)을 추가로 사용하고 여과기(12)를 수시로 교체해 주어야 하거나, 배기팬(40)외에 냉각팬(32), 코일관(31), 및 히터(21)를 추가로 사용해야 하므로, 제작 코스트 및 유지비용이 상승하는 문제점이 발생한다. 따라서, 이러한 종래의 캐리어증기 제거장치(10, 또는 10')의 문제점을 나타내지 않으면서도 캐리어증기 제거효율이 우수한 새로운 캐리어증기 제거장치의 필요성이 커지고 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 주된 목적은 배기팬, 히터, 여과기 등과 같은 별도의 동력장치나 열원 또는 소모품을 사용하지 않음으로써, 제작 코스트 및 유지비용을 상승시키지 않고 반영구적으로 화상형성 유니트에서 현상 및 전사시 발생하는 캐리어 증기를, 외부에 유출되기 전에 회수하여 제거할 수 있는 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 화상형성 유니트에서 현상 및 전사시 발생하는 캐리어 증기를 응축하여 제거토록함으로써, 화상형성 유니트 내부의 온도를 낮춰주며, 이에 따라 화상형성장치의 내부 구성부품이 고온에 노출되어 열화되는 것을 방지하게 한 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 화상형성 유니트의 상부커버, 상부커버와 일체로 형성된 응축판, 및 프레임에 설치된 열교환판으로 구성된 비교적 간단한 구조의 응축부를 구비함으로써, 별도의 조립작업 없이 화상형성 유니트를 프레임 내부에 장착하는 동작만으로 응축판과 열교환판을 조립할 수 있으며, 이에 따라 제작 및 조립시 생산성이 향상되게 한 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액체 현상제를 사용하는 화상형성 유니트에서 발생하는 캐리어 증기를 액체로 응축하는 응축부, 및 응축부 하부에 배치되어 응축부에서 응축된 캐리어 용액을 저장하는 저장부를 포함하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치를 제공한다.
양호한 실시예에 있어서, 응축부는 화상형성 유니트 상부에 위치하여 캐리어 증기가 누출되지 않게 포집하는 포집부재, 포집부재와 결합되어 포집부재에서 포집된 캐리어 증기를 응축하는 응축부재, 및 응축부재와 결합되어 응축부재를 냉각시키는 냉각부재를 구비한다.
포집부재는 화상형성 유니트의 상부를 밀폐하는 화상형성 유니트의 상부커버로 구성된다. 상부커버는 포집된 캐리어 증기를 응축부재쪽으로 가이드하도록 응축부재에서부터 아래로 소정각도 경사진 포집 경사면을 구비하는 것이 바람직하다. 또, 포집 경사면은 포집된 캐리어 증기가 잘 달라붙지 않도록 하는 증기-비부착 물질의 코팅면 또는 필름이 형성된 것이 바람직하다.
응축부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 포집부재와 일체로 결합된 응축판으로 구성된다. 응축판은 포집부재에서 포집된 캐리어 증기를 응축하는 응축면부, 및 냉각부재와 결합되고 응축면부에서 응축된 캐리어 용액을 저장부로 가이드하는 배출면부를 포함한다.
응축면부는 응축된 캐리어 용액을 배출면부 쪽으로 가이드하도록 배출면부쪽으로 소정각도 경사진 응축 경사면을 구비하는 것이 바람직하다. 응축 경사면은 응축된 캐리어 용액이 화상형성 유니트 내부쪽으로 떨어지지 않도록 적심도(wetability)가 높은 필름코팅면, 적심도가 높은 플라즈마 코팅면, 및 직물넷(fabric net) 부착면 중의 하나가 형성된 것이 바람직하다.
선택적으로, 응축면부와 배출면부는 응축된 캐리어 용액이 저장부 쪽으로 이동하기 쉽도록하는 가이드홈을 구비할 수 있다.
냉각부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 연결부에 의해 응축부재와 착탈할 수 있게 연결된 열교환판으로 구성된다. 열교환판은 외부 공기와 접촉하는 면적을 증가시켜 열교환 효율을 높이도록 다수의 냉각핀을 구비한다. 연결부는 응축부재와 냉각부재의 열교환판 중 한 곳에 형성된 슬라이더, 및 응축부재와 냉각부재의 열교환판 중 다른 한 곳에 형성된 슬라이더 홈으로 구성되는 것이 바람직하다.
저장부는 용지에 전사되지 않고 화상형성 유니트의 전사벨트에 잔존하는 폐현상제를 크리닝하여 제거하는 크리닝부의 폐현상제 저장통으로 구성된다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 본 발명은 정전잠상을 형성하는 감광체, 감광체에 형성된 정전잠상에 액체 현상제를 부착하여 현상제 화상을 형성하는 현상롤러, 및 감광체에 형성된 현상제 화상을 전사하는 전사벨트를 포함하는 화상형성 유니트; 및 화상형성 유니트에서 발생하는 캐리어 증기를 응축하여 제거하는 캐리어증기 응축 제거장치를 포함하며; 캐리어증기 응축 제거장치는 캐리어 증기를 액체로 응축하는 응축부, 및 응축부 하부에 배치되어 응축부에서 응축된 캐리어 용액을 저장하는 저장부를 포함하는 습식 전자사진방식 화상형성장치를 제공한다.
양호한 실시예에 있어서, 응축부는 화상형성 유니트 상부에 위치하여 캐리어 증기가 누출되지 않게 포집하는 포집부재, 포집부재와 결합되어 포집부재에서 포집된 캐리어 증기를 응축하는 응축부재, 및 응축부재와 결합되어 응축부재를 냉각시키는 냉각부재로 구성된다.
포집부재는 화상형성 유니트의 상부를 밀폐하는 화상형성 유니트의 상부커버로 구성되고, 응축부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 상부커버와 일체로 결합된 응축판으로 구성되며, 냉각부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 응축판과 착탈할 수 있게 연결된 열교환판으로 구성된다.
저장부는 용지에 전사되지 않고 화상형성 유니트의 전사벨트에 잔존하는 현상제를 크리닝하여 제거하는 크리닝부의 폐현상제 저장통으로 구성된다.
이하, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치를 첨부도면에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 캐리어증기 응축 제거장치가 적용된 습식 전자사진방식 칼라 화상형성장치(100)를 도시한다.
이 습식 전자사진방식 프린터(100)는 화상형성 유니트(101), 및 화상형성 유니트(101)에서 현상 및 전사시 발생하는 메탄(CH4)과 같은 가연성 탄화수소 가스를 함유하는 캐리어 증기(105)를 응축하여 제거하는 본 발명의 캐리어 증기 응축 제거장치(150)를 구비한다.
화상형성 유니트(101)는 OPC 드럼(organic photoconductive drum)과 같은 감광체(109), 감광체(109)에 정전잠상을 형성하는 레이저 스캐닝 유니트(laser scanning unit: LSU)(111), 감광체(109)를 대전하는 대전 롤러(112), 감광체(109)에 형성된 정전잠상을 현상하여 현상제 화상을 형성하는 현상 장치(113), 감광벨트와 같은 무한궤도상으로 이동하며 감광체(109)에 형성된 현상제 화상을 전사하는 전사벨트(110), 전사벨트(110)를 무한궤도 상의 경로에 따라 순환시키는 1차 및 2차 롤러(121, 122), 현상제 화상을 전사벨트(110)에 전사하는 제 1 전사 롤러(108), 현상제 화상을 용지(P)에 전사하는 제 2 전사 롤러(123), 및 전사벨트(110)에 잔류하는 폐현상제를 제거하는 크리닝 블레이드(154)를 갖는 크리닝부를 구비하며, 이러한 프린터의 구성부분들은 상호 작용하여 대전, 노광, 현상, 전사 등과 같은 화상형성 과정을 순차적으로 수행하여 용지(P)위에 원하는 화상을 형성한다.
일반적으로, 칼라 프린터의 경우, 화상형성 유니트(101)는 칼라인쇄를 위해 4개의 레이저 스캐닝 유니트(111)와, 4가지의 칼라, 즉 블랙(black),옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta)를 갖는 액체 현상제(148)를 각각 분리하여 담고 있는 4개의 현상장치(113)를 포함한다. 각각의 현상장치(113)는 감광체(109) 하부에 위치하여 감광체(109)에 형성된 정전잠상에 캐리어 용액과 안료를 함유하는 현상제, 즉 액체 현상제(148)를 부착하여 현상제 화상을 형성하는 현상 롤러(107)와, 액체 현상제(148)를 저장하는 현상제 저장통(106)을 구비한다.
제 2 전사 롤러(123)에 의해 용지(P)에 전사된 현상제 화상은 정착 유니트(124)의 정착롤러(125)와 정착 백업롤러(125)에 의해 열과 압력으로 용지(P)에 융착되어 정착된다.
본 발명의 캐리어 증기 응축 제거장치(150)는 화상형성 유니트(101)에서 현상롤러(107)를 통해 감광체(109)에 현상제 화상을 현상하는 현상과정, 감광체(109)에 형성된 현상제 화상을 제 1 전사 롤러(108)에 의해 전사벨트(100)로 전사하는 전사과정, 및 전사벨트(100)로 전사된 현상제 화상을 제 2 전사 롤러(123)에 의해 용지(P)에 전사하는 전사과정 동안, 현상롤러(107), 감광체(109), 제 1 및 제 2 전사 롤러(108, 123)에 인가되는 고압의 현상 및 전사전압 등에 의해 현상제 화상에 함유된 캐리어 용액이 증발하여 발생하는 캐리어 증기(105)를 액체로 응축하는 응축부(170), 및 응축부(170) 하부에 배치되어 응축부(170)에서 응축된 캐리어 용액을 저장하는 저장부(151)를 포함한다.
응축부(170)는 화상형성 유니트(101)의 상부에 위치하여 캐리어 증기(105)가 누출되지 않게 포집하는 포집부재(160), 포집부재(160)와 일체로 결합되어 포집부재(160)에서 포집된 캐리어 증기(105)를 응축하는 응축부재(180), 및 응축부재(180)와 착탈할 수 있게 결합되어 응축부재(180)를 냉각시키는 냉각부재(190)를 구비한다.
포집부재(160)는 프라스틱 재질로 형성되고 화상형성 유니트(101)의 상부를 밀폐하는 화상형성 유니트(101)의 상부커버(161)로 이루어진다.
도 5에 도시한 바와 같이 상부커버(161)는 포집된 캐리어 증기를 응축부재(180)쪽으로 가이드하도록 응축부재(180)에서부터 일정 각도(α)로 아래로 경사진 포집 경사면(161a)을 구비하는 것이 바람직하다. 포집 경사면(161a)이 응축부재(180)에서부터 아래로 경사지게 형성한 이유는 캐리어 증기(105)가 내부 공기보다 가볍기 때문에 포집 경사면(161a)을 따라 위로 상승하여 응축부재(180)까지 쉽게 이동하도록 하기 위해서이다.
또한, 도 6a에 도시한 바와 같이, 포집 경사면(161a)에는 포집부재(160)의 상부커버(161)에 포집된 캐리어 증기(105)가 잘 달라붙지 않도록 하는 증기-비부착 물질로 이루어진 코팅면 또는 필름(161a')이 형성되는 것이 바람직하다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 포집 경사면(161a)에 증기-비부착 물질로 이루어진 코팅면 또는 필름(161a')이 형성되지 않을 경우, 화상형성 유니트(101)에서 현상 및 전사시 발생하는 캐리어 증기(105)가 포집 경사면(161a)에 붙어 액체로 응축될 수 있으며, 이 경우 액체로 응축된 캐리어 용액이 화상형성 유니트(101) 내의 전사벨트(110) 등에 떨어져 화상형성 유니트(101) 내부를 오염시키는 문제를 야기할 수 있다.
여기에서 주목할 것은 포집부재(160)가 화상형성 유니트(101)의 상부를 밀폐하는 화상형성 유니트(101)의 상부커버(161)로 구성되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 화상형성장치(100) 내부에서 발생하는 모든 캐리어 증기를 포집할 수 있는 다른 부재, 예를들면 화상형성 유니트(101) 뿐 만아니라 정착 유니트(124)의 정착롤러(125)와 정착 백업롤러(125)를 모두를 커버하여 캐리어 증기를 포집하는 커버부재(도시하지 않음)로도 구성될 수 있다는 것이다.
응축부재(180)는 열전도성이 높은 구리 알루미늄 등과 같은 금속으로 이루어지고 포집부재(160)의 상부커버(161)와 나사등 체결부재에 의해 일체로 결합된 응축판(181)으로 이루어진다.
도 4에 도시한 바와 같이, 응축판(181)은 포집부재(160)의 상부커버(161)에서 포집된 캐리어 증기(105)를 응축하는 수평으로 평평한 판 형태의 응축면부(181a), 및 후술하는 연결부(200)에 의하여 냉각부재(190)와 결합되고 응축면부(181a)에서 응축된 캐리어 용액을 저장부(151)로 가이드하는 수직으로 직립한 판 형태의 배출면부(181b)를 구비한다
응축면부(181a)는 응축된 캐리어 용액을 배출면부(181b) 쪽으로 가이드하도록 배출면부(181b)쪽으로 소정 각도(β)로 경사진 응축 경사면(185a)을 구비하는 것이 바람직하다. 응축 경사면(185a)은 적심도(wetability)가 높은 재질의 필름으로 코팅한 필름 코팅면, 또는 표면을 플라즈마 가공하여 적심도가 높게 가공한 플라즈마 코팅면(185a'; 도 7a)을 구비하거나, 직물넷(fabric net)을 부착한 직물넷 부착면(185a"; 도 7b)이 형성되는 것이 바람직하다.
도 7c에 도시한 바와 같이, 응축 경사면(185a)에 필름 코팅면 또는 플라즈마 코팅면(185a')이나 직물넷 부착면(185a")이 형성되지 않을 경우, 응축면부(181a)에서 응축된 캐리어 용액이 화상형성 유니트(101)내로 떨어져 내부를 오염시키는 문제를 야기할 수 있다.
배출면부(181b)는 응축된 캐리어 용액를 후술하는 튜브부재(153)의 유입구(153a) 까지 가이드하도록 하부에서 유입구(153a) 까지 연장된 돌출가이드(188)를 갖는 배출 가이드면(185b)을 구비한다.
선택적으로, 응축면부(181a)의 응축 경사면(185a)은 응축된 캐리어 용액이 배출면부(181b) 쪽으로 이동하기 쉽도록 하는 나무가지 형태의 응축 가이드홈(183)을 구비하고, 배출면부(181b)의 배출 가이드면(185b)은 응축 가이드홈(180)과 연결된 동일한 형태의 배출 가이드홈(186)을 구비할 수 있다.
냉각부재(190)는 열전도성이 높은 구리, 알루미늄 등과 같은 금속으로 이루어지고 연결부(200)에 의해 응축부재(180)와 착탈할 수 있게 연결된 열교환판(191)으로 구성된다.
열교환판(191)은 외부 공기와 접촉하는 면적을 증가시켜 열교환 효율을 높이도록 다수의 냉각핀(193)이 외부로 노출되도록 화상형성장치(100)의 프레임(103)에 설치된다.
연결부(200)는 냉각부재(190)의 열교환판(191)의 내부면에 돌출 형성된 ㅜ자 형태의 슬라이더(201), 및 응축부재(180)의 응축판(181)의 배출면부(181b)에 형성된 ㅗ자 형태의 슬라이더 홈(203)으로 구성되는 것이 바람직하다.
따라서, 화상형성유니트(100)가 프레임(103) 내부에 장착될 때, 포집부재(160)를 구성하는 화상형성유니트(100)의 상부커버(161)와 일체로 결합된 응축부재(180)의 응축판(181)은 슬라이더 홈(203)이 슬라이더(201)를 따라 이동하여 맞물림으로써 냉각부재(190)의 열교환판(191)과 조립된다.
이 때, 슬라이더(201)와 슬라이더 홈(203) 사이에는 슬라이더(201)와 슬라이더 홈(203)이 열저항없이 부드럽게 맞물리도록 열전도성 그리스(highly conductive grease)를 충진하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 캐리어증기 응축 제거장치(150)는 별도의 조립작업 없이 화상형성 유니트(101)를 프레임(103) 내부에 장착하는 동작만으로 응축판(181)과 열교환판(191)을 조립할 수 있으며, 이에 따라 제작 및 조립시 생산성이 향상되는 효과를 제공한다.
저장부(151)는 전사벨트(110)에 전사된 현상제 화상이 제 2 전사롤러(123)에 의해 용지(P)에 전사될 때 용지(P)에 전사되지 않고 전사벨트(100)에 잔존하는 폐현상제를 크리닝하여 제거하는 크리닝부의 크리닝 블레이드(154)에 의해 제거되는 폐현상제를 저장하는 폐현상제 저장통(152)으로 구성된다. 이 폐현상제 저장통(152)은 본 발명의 캐리어 증기 응축 제거장치(150)의 저장부(151)를 구성하기도 하지만, 화상형성 유니트(101)의 크리닝부의 부분을 이룬다.
폐현상제 저장통(152)은, 응축부(150)의 응축부재(180)에서 응축된 캐리어 용액과 크리닝 블레이드(154)에 의해 제거된 폐현상제를 회수하도록 크리닝 블레이드(154)의 하부에 위치하고 배출면부(181b)의 배출 가이드면(185b)의 돌출가이드(188)를 수용하는 유입구(153a)를 갖는 튜브부재(153)와 연결되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 캐리어 증기 응축 제거장치(150)는 배기팬, 히터, 여과기 등과 같은 별도의 동력장치나 열원 또는 소모품을 사용하지 않으므로, 제작 코스트 및 유지비용을 상승시키지 않고 반영구적으로 화상형성 유니트(101)에서 현상 및 전사시 발생하는 가연성 탄화수소를 함유하는 캐리어 증기(105)를, 외부에 유출되기 전에 회수하여 제거할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본발명의 캐리어증기 응축 제거장치(150)를 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치(100)의 작용을 도 3 내지 도 5에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 인쇄 명령이 인가 됨에 따라, 감광체(109)에는 대전 롤러(112)와 레이저 스캐닝 유니트(111)에 의해 인쇄할 화상에 대응하는 전하층, 즉 정전잠상이 형성되고, 이 정전잠상이 형성된 부분에는 현상장치(113)의 현상제 저장통(106)내에 담겨 있는 액체 현상제(148)가 현상 롤러(107)의 작용에 의해 입혀지면서 안료와 캐리어 용액으로 이루어진 현상제 화상이 형성된다. 현상장치(113)에 의해 감광체(109)에 형성된 현상제 화상은 전사벨트(110)의 내측에 위치한 제 1 전사 롤러(108)의 전사전압과 압력에 의해 감광체(109)로부터 전사벨트(110)로 전사된다. 전사벨트(110)에 전사된 화상은 전사벨트(110)가 1차 및 2차 롤러(121, 122)에 의해 화살표 발향(A)으로 회전 함에 따라 2차 롤러(122)의 일측, 즉 도 3의 우측에 위치한 제 2 전사롤러(123)까지 이동하여 제 2 전사롤러(123)의 전사전압과 압력에 의해 전사벨트(110)와 제 2 전사롤러(123) 사이의 닙(nip)을 통해 이송되는 용지(P)에 전사된다.
한편, 화상형성 유니트(101)에서 현상롤러(107)를 통해 감광체(109)에 현상제 화상을 현상하는 현상과정, 감광체(109)에 형성된 현상제 화상을 제 1 전사 롤러(108)에 의해 전사벨트(110)로 전사하는 전사과정, 및 전사벨트(110)로 전사된 현상제 화상을 제 2 전사 롤러(123)에 의해 용지(P)에 전사하는 전사과정 동안, 현상롤러(107), 감광체(109), 제 1 및 제 2 전사 롤러(108, 123)에 인가되는 고압의 현상 및 전사전압 등에 의해 현상제 화상에 함유된 캐리어 용액이 증발하여 캐리어 증기(105)가 발생한다.
이 캐리어 증기(105)는 위로 상승하여 포집부재(160)를 구성하는 화상형성 유니트(101)의 상부커버(161)에 포집된 후, 응축판(181) 주위의 캐리어 증기(105)와 상부커버(161)의 포집 경사면(161a) 주위의 캐리어 증기(105) 사이의 농도차, 상부커버(161)의 포집 경사면(161a)의 경사도, 및 1차 및 2차 롤러(121, 122)에 의해 회전하는 전사벨트(110)의 화살표 방향(A)의 이송력에 의해 응축판(181) 쪽으로 이동한다.
즉, 응축판(181) 주위의 캐리어 증기(105)의 농도는 응축판(181)이 그 주위의 캐리어 증기(105)를 액체로 계속 응축함에 따라 상부커버(161)의 포집 경사면(161a) 주위의 캐리어 증기(105)의 농도 보다 낮게 되고, 또 캐리어 증기(105)는 내부 공기보다 가볍기 때문에, 상부커버(161)에 포집된 캐리어 증기(105)는 상부커버(161)의 포집 경사면(161a)을 따라 위로 상승하면서 고농도에서 저농도쪽으로, 즉 포집 경사면(161a)에서 응축판(181) 쪽으로 이동한다. 또한, 이 때, 전사벨트(110)가 화살표 방향(A)으로 회전하므로, 캐리어 증기(105)는 응축판(181) 쪽으로 이동되는 공기 압력을 받게 되어, 응축판(181) 쪽으로의 이동이 촉진된다.
이와 같이 응축판(181)쪽으로 이동한 캐리어 증기(105)는 화상형성 유니트(101)의 내부온도 수준의 캐리어 증기(105)의 온도와 냉각부재(190)의 열교환판(191)에 의해 저온으로 냉각된 응축판(181)의 온도 사이의 온도차에 의해 액체로 응축되며, 응축된 캐리어 용액은 적심도가 높은 필름 코팅면, 프라즈마 코팅면(185a') 또는 부착한 직물넷 부착면(185a")을 형성한 응축면부(181a)의 응축 경사면(185a)에 부착된 후, 응축 경사면(185a)에 형성된 응축 가이드홈(183)으로 모이게 된다.
그 후, 응축 가이드홈(183)에 모인 캐리어 용액은 중력에 의해 다시 배출면부(181b)의 배출 가이드면(185b)에 형성된 배출 가이드홈(186)을 따라, 배출 가이드면(181b)의 하부에서 돌출가이드(188)를 수용하는 튜브부재(153)의 유입구(153a)를 통해 폐현상제 저장통(152)에 회수되어 저장된다.
이러한 캐리어 증기(105)의 응축 및 회수 동작은 캐리어 증기(105)가 완전히 제거될 때까지 계속된다.
전사벨트(110)에 전사된 현상제 화상이 제 2 전사롤러(123)에 의해 용지(P)에 전사된 후, 전사벨트(110)는 1 차 및 2차 롤러(121, 122)에 의해 계속 회전하여 1차 롤러(121)의 일측, 즉 도 3의 좌측에서 전사벨트(110)의 화상형성면과 접촉하도록 설치된 크리닝 블레이드(154)까지 이동하며, 여기에서 전사벨트(110)의 표면에 잔존하는 폐현상제가 다음 화상인쇄를 위해 크리닝 블레이드(154)에 의해 전사벨트(110)로부터 제거되어 크리닝 블레이드(154) 아래에 위치한 튜브부재(153)의 유입구(153a)를 통해 페현상제 저장통(152)으로 회수된다.
잔존 폐현상제가 제거된 전사벨트(110)는 다시 감광체(109), 레이저 스캐닝 유니트(111) 및 현상장치(113)를 통해 다음 화상의 정전잠상 형성 및 현상을 진행하기 위해 위에서 설명한 바와 같은 동작을 반복한다.
한편, 제 2 전사롤러(123)에 의해 전사벨트(110)에서 용지(P)로 전사된 현상제 화상은 정착 롤러(125)와 정착 백업롤러(126)에 의해 용지(P)에 정착되어 최종적으로 원하는 인쇄화상으로 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치는 배기팬, 히터, 여과기 등과 같은 별도의 동력장치나 열원 또는 소모품을 사용하지 않으므로, 제작 코스트 및 유지비용을 상승시키지 않고 반영구적으로 화상형성 유니트에서 현상 및 전사시 발생하는 캐리어 증기를, 외부에 유출되기 전에 회수하여 제거할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치는 응축부가 화상형성유니트의 상부커버, 상부커버와 일체로 형성된 응축판, 및 프레임에 설치된 열교환판으로 구성된 비교적 간단한 구조를 가짐으로써, 별도의 조립작업 없이 화상형성유니트를 프레임 내부에 장착하는 동작만으로 응축판과 열교환판을 조립할 수 있으며, 이에 따라 제작 및 조립시 생산성이 향상되는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 캐리어증기 응축 제거장치 및 그것을 갖는 습식 전자사진방식 화상형성장치는 화상형성유니트에서 현상 및 전사시 발생하는 캐리어 증기를 냉각 및 응축하여 제거하므로, 화상형성유니트 내부의 온도를 낮춰주며, 이에 따라 화상형성장치의 내부 구성부품이 고온에 노출되어 열화되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.
도 1은 종래의 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 제거장치의 개략 정면도.
도 2는 다른 종래의 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 제거장치의 개략 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 캐리어증기 응축 제거장치가 적용된 습식 전자사진방식 화상형성장치의 개략 정면도.
도 4는 도 3에 도시한 캐리어증기 응축 제거장치의 응축부의 응축부재와 냉각부재의 사시도.
도 5는 도 3에 도시한 캐리어증기 응축 제거장치의 응축부의 포집부재, 응축부재, 및 냉각부재의 부분 정단면도
도 6a 및 도 6b는 도 3에 도시한 캐리어증기 응축 제거장치의 응축부의 포집부재의 포집경사면에 증기 비-접착코딩면 또는 필름을 형성한 경우와 형성하지 않는 경우의 캐리어 증기의 부착상태를 예시하는 부분 평면도.
도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 도 3에 도시한 캐리어증기 응축 제거장치의 응축부의 응축부재의 응축 경사면을 적심도가 높은 필름 코팅면, 프라즈마 코팅면 또는 부착한 직물넷 부착면으로 형성한 경우와 그렇지 않은 경우의 캐리어 증기의 부착상태를 예시하는 부분 평면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1, 1', 100: 화상형성장치 10, 10': 캐리어증기 제거장치
12: 여과기 13, 40: 배기팬
21: 히터 31: 코일관
32: 냉각팬 101: 화상형성 유니트
105: 캐리어 증기 108, 123: 전사롤러
109: 감광체 110: 전사벨트
113: 현상장치 124: 정착 유니트
150: 캐리어증기 응축 제거장치 151: 저장부
152: 폐현상제 저장통 154: 크리닝 블레이드
160: 포집부재 161: 상부커버
170: 응축부 180: 응축부재
181: 응축판 190: 냉각부재
191: 열교환판 193: 냉각핀
200: 연결부 201: 슬라이더
203: 슬라이더 홈

Claims (18)

  1. 액체 현상제를 사용하는 화상형성 유니트에서 발생하는 캐리어 증기를 액체로 응축하는 응축부; 및
    상기 응축부 하부에 배치되어 상기 응축부에서 응축된 캐리어 용액을 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 응축부는,
    상기 화상형성 유니트의 상부에 위치하여 캐리어 증기가 누출되지 않게 포집하는 포집부재;
    상기 포집부재와 결합되어 상기 포집부재에서 포집된 캐리어 증기를 응축하는 응축부재; 및
    상기 응축부재와 결합되어 상기 응축부재를 냉각시키는 냉각부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 포집부재는 상기 화상형성 유니트의 상부를 밀폐하는 상기 화상형성 유니트의 상부커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 상부커버는 포집된 캐리어 증기를 상기 응축부재쪽으로 가이드하도록 상기 응축부재에서부터 아래로 소정각도 경사진 포집 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 포집 경사면은 포집된 캐리어 증기가 잘 달라붙지 않도록 하는 증기-비부착 물질의 코팅면 및 필름 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 응축부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 상기 포집부재와 일체로 결합된 응축판을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 응축판은,
    캐리어 증기를 응축하는 응축면부; 및
    상기 냉각부재와 결합되고 상기 응축면부에서 응축된 캐리어 용액을 상기 저장부로 가이드하는 배출면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 응축면부는 응축된 캐리어 용액을 상기 배출면부 쪽으로 가이드하도록 배출면부쪽으로 소정각도 경사진 응축 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 응축 경사면은 응축된 캐리어 용액이 상기 화상형성 유니트 내부쪽으로 떨어지지 않도록 적심도가 높은 필름코팅면, 적심도가 높은 플라즈마 코팅면, 및 직물넷 부착면 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 응축면부와 상기 배출면부는 응축된 캐리어 용액이 상기 저장부 쪽으로 이동하기 쉽도록하는 가이드홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 냉각부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 연결부에 의해 상기 응축부재와 착탈할 수 있게 연결된 열교환판을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 열교환판은 외부 공기와 접촉하는 면적을 증가시켜 열교환 효율을 높이도록 다수의 냉각핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 연결부는 상기 응축부재와 상기 냉각부재의 상기 열교환판 중 한 곳에 형성된 슬라이더, 및 상기 응축부재와 상기 냉각부재의 상기 열교환판 중 다른 한 곳에 형성된 슬라이더 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 저장부는 용지에 전사되지 않고 상기 화상형성 유니트의 전사벨트에 잔존하는 폐현상제를 크리닝하여 제거하는 크리닝부의 폐현상제 저장통을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 캐리어증기 응축 제거장치.
  15. 정전잠상을 형성하는 감광체, 상기 감광체에 형성된 정전잠상에 액체 현상제를 부착하여 현상제 화상을 형성하는 현상롤러, 및 상기 감광체에 형성된 현상제 화상을 전사하는 전사벨트를 구비하는 화상형성 유니트; 및
    상기 화상형성 유니트에서 발생하는 캐리어 증기를 응축하여 제거하는 캐리어증기 응축 제거장치를 포함하며;
    상기 캐리어증기 응축 제거장치는 캐리어 증기를 액체로 응축하는 응축부, 및 상기 응축부 하부에 배치되어 상기 응축부에서 응축된 캐리어 용액을 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 응축부는,
    상기 화상형성 유니트 상부에 위치하여 캐리어 증기가 누출되지 않게 포집하는 포집부재;
    상기 포집부재와 결합되어 상기 포집부재에 포집된 캐리어 증기를 응축하는 응축부재; 및
    상기 응축부재와 결합되어 상기 응축부재를 냉각시키는 냉각부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 포집부재는 상기 화상형성 유니트의 상부를 밀폐하는 상기 화상형성 유니트의 상부커버를 포함하고;
    상기 응축부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 상기 상부커버와 일체로 결합된 응축판을 포함하며;
    상기 냉각부재는 열전도성이 높은 금속으로 이루어지고 상기 응축판과 착탈할 수 있게 연결된 열교환판을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 저장부는 용지에 전사되지 않고 화상형성 유니트의 전사벨트에 잔존하는 현상제를 크리닝하여 제거하는 크리닝부의 폐현상제 저장통을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치.
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