KR20060022027A - 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치 - Google Patents

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KR20060022027A
KR20060022027A KR1020040070781A KR20040070781A KR20060022027A KR 20060022027 A KR20060022027 A KR 20060022027A KR 1020040070781 A KR1020040070781 A KR 1020040070781A KR 20040070781 A KR20040070781 A KR 20040070781A KR 20060022027 A KR20060022027 A KR 20060022027A
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cleaning blade
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권대섭
노주환
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삼성전자주식회사
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Abstract

화상형성장치의 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 대해서 개시된다. 개시된 클리닝장치는 감광체와 현상장치의 상부에 설치되며, 감광체의 길이 방향을 따라 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 감광체에 잔류하는 폐토너를 제거하고, 클리닝블레이드에 의해 제거된 후 폐토너 이송면을 따라 이송된 폐토너를 수용하는 폐토너 저장장치를 구비하며, 폐토너 이송면은 수평면을 기준으로 상방으로 소정의 각도로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 종래의 클리닝장치와 달리 화상형성장치 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 외력에 의한 변형으로부터 감광체와 현상장치를 보호할 수 있다. 또한, 폐토너를 이송하기 위한 별도의 이송장치없이 폐토너가 이송되므로 구조가 간단해지고, 원가가 절감된다.

Description

클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치{Cleaning apparatus and image forming apparatus using the same}
도 1은 종래의 화상형성장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 클리닝장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 클리닝장치 중 클리닝블레이드를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 클리닝장치 중 폐토너 저장장치를 A-A 방향에서 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클리닝장치를 도시한 단면도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 폐토너가 클리닝블레이드를 따라 이송되는 동작을 보여주는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...화상형성장치 101...본체 프레임
105...클리닝장치 110...현상장치
112...토너 저장부 113...대전롤러
115...감광체 117...현상롤러
118...토너층 규제부 119...공급롤러
121...교반기 125...전사롤러
130...정착부 140...용지정렬장치
151...급지카세트 155...픽업롤러
170...광주사장치 180...폐토너 저장장치
181...폐토너 182...클리닝블레이드
183...폐토너 이송면 185...브라켓
186...저장부 190...하우징
192...폐토너유출방지부재
θ....클리닝블레이드의 설치 각도
본 발명은 화상형성장치의 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전사후 감광체에 잔류하는 폐토너를 회수하는 클리닝장치 및 이를 구비하는 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 빔 프린터나 복사기 등과 같은 화상형성장치는 본체에 착탈이 가능하게 설치되는 급지카세트에 적재된 용지를 픽업부에 의해 최상단에서부 터 순차적으로 픽업하여 화상형성부로 이송하여 화상을 형성한다.
도 1은 종래의 화상형성장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 클리닝장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 클리닝장치 중 클리닝블레이드를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 클리닝장치 중 폐토너 저장장치를 A-A 방향에서 본 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 화상형성장치(1)는 광(光) 주사에 의해 감광체(15)의 외주면에 형성된 정전잠상에 현상제인 토너를 공급하여 정전잠상을 가시(可視)화상으로 현상하고, 이를 다시 용지(P)에 전사하여 융착시킴으로써 원하는 화상을 인쇄하는 소위 '전자사진방식 화상형성장치'이다. 이러한 종래의 화상형성장치(1)는 용지(P)가 아래에서 위로 대략 C 자 형태의 이송경로를 따라 진행하며, 클리닝장치(5)와, 전사롤러(25)와, 정착부(30), 및 광(光)주사장치(70)를 구비한다. 또한, 인쇄될 용지(P)를 픽업(pick-up)하는 픽업롤러(55)를 구비한다.
광주사장치(70)는 화상정보에 대응되는 광(L)을 컴퓨터 신호에 따라 후술할 감광체(15)에 주사하여 감광체(15)의 외주면에 정전잠상이 형성되도록 한다.
도 2를 참조하면, 종래의 클리닝장치(5)는 현상장치(10)와, 감광체(15)와, 폐토너 저장장치(80)를 구비한다.
현상장치(10)는 본체 프레임(2) 내부에 착탈 가능하게 장착되는 카트리지 형식으로, 외장을 이루는 하우징(11)과, 그 내부의 현상롤러(17)와 공급롤러(19)와 교반기(agitator, 21) 및 토너층 규제부(18)를 구비한다. 또한, 현상장치 하우징(11)의 내부에는 현상제인 토너를 수용하는 토너 저장부(12)가 마련된다. 현상장치 (10)는 토너 저장부(12)에 수용된 토너가 모두 소모되면 새 것으로 교체된다.
현상롤러(17)는 토너 저장부(12)에 수용된 토너를 그 외주에 부착시켜 감광체(15)로 공급한다. 현상롤러(17)는 고체 분말상의 토너를 수용하고 있으며, 이들 토너를 감광체(15)에 형성된 정전잠상으로 공급하여 토너화상을 현상시킨다. 현상롤러(17)에는 이들 토너를 감광체(15)로 공급하기 위한 현상바이어스전압이 인가된다. 공급롤러(19)는 소정의 방향으로 회전하며, 토너 저장부(12)에 수용된 토너가 현상롤러(17)에 부착되도록 현상롤러(17)에 토너를 공급해준다. 교반기(21)는 토너 저장부(12) 내의 토너가 굳지 않도록 소정의 속도로 토너를 교반시키며, 토너를 공급롤러(19) 쪽으로 이송시킨다. 토너층 규제부(18)는 일측은 하우징(11)에 고정되고 타측은 현상롤러(17)에 접촉하여 현상롤러(17)의 외주면에 부착된 토너의 높이를 규제하고, 토너를 소정의 극성으로 마찰대전시킨다.
감광체(15)는 소정의 방향으로 회전되며, 그 외주면의 일부가 노출되도록 설치된다. 감광체(15)는 후술할 대전롤러(13)에 의하여 소정의 전위로 대전되고, 상술한 바와 같이 컴퓨터 신호에 따라 광주사장치(70)에서 조사된 광에 의해 인쇄하고자 하는 화상에 대응되는 정전잠상이 그 외주면에 형성된다. 감광체(15)의 외주로 노출된 외주면은 전사롤러(25)와 대면된다.
대전롤러(13)는 감광체(15)를 소정의 전위로 대전시키고, 이를 위하여 대전롤러(13)에는 대전바이어스전압이 인가된다.
폐토너 저장장치(80)는 감광체(15)의 측면에 설치되며, 하우징(90)과, 클리닝블레이드(82)와, 오거(auger, 83), 및 저장부(86)를 구비한다.
하우징(90)은 벤딩(bending) 형태로 가공되며, 폐토너 저장장치(80)의 외관을 이룬다. 도 2와 도 3을 참조하면, 클리닝블레이드(82)는 일측은 하우징(90)에 설치되고 타측은 감광체(15)의 길이 방향을 따라 감광체(15)의 측면에 소정의 압력으로 접촉되어, 감광체(15)에 잔류하는 폐토너(81)를 제거한다. 도 4를 참조하면, 폐토너 저장장치(80)의 내부에 설치되어 소정의 방향으로 회전하는 오거(auger, 83)는 감광체(15)에서 제거된 폐토너(81)를 감광체(15)의 길이 방향을 따라 후술할 저장부(86)로 이송한다. 저장부(86)는 폐토너 저장장치(80)의 측면 끝단에 별도로 형성되며, 오거(auger, 83)에 의해 이송된 폐토너(81)를 수용한다.
전사롤러(25)는 감광체(15)의 외주면에 대면하도록 설치되어, 감광체(15)에 현상된 토너화상이 용지(P)로 전사되도록 토너화상과 반대 극성의 전사바이어스전압이 인가된다. 감광체(15)와 전사롤러(25) 사이에 작용하는 정전기력에 의해 토너화상이 용지(P)로 전사(transfer)된다.
정착부(30)는, 히트롤러(31) 및 그와 대향되게 설치되는 가압롤러(33)를 구비하여, 용지(P)로 전사된 토너화상에 열과 압력을 가하여 토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 히트롤러(31)는 토너화상을 영구 고착시키기 위한 열원으로 가압롤러(33)에 축방향으로 대향되도록 설치된다. 가압롤러(33)는 히트롤러(31)와 대향되도록 설치되어 용지(P)에 고압의 압력을 가하여 토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 디컬부(de-curl, 34)는 정착부(30)를 통과하면서 열에 의해 컬(curl)이 발생된 용지(P)의 컬(curl)을 제거한다. 배지롤러(35)는 정착이 완료된 용지(P)를 화상형성장치(1) 밖으로 배출한다. 화상형성장치(1) 밖으로 배지된 용지(P)는 배지대(3)에 적재된다.
또한, 화상형성장치(1)는, 본체 프레임(2) 하부에 마련되어 용지(P)가 적재되는 급지카세트(51)를 구비한다. 급지카세트(51)는 용지(P)가 적재되는 녹업플레이트(knock-up plate, 53)와, 급지카세트(51)가 화상형성장치(1)에 장착되었을 때 녹업플레이트(53)의 선단부 위에 위치하며 화상형성장치(1) 내부의 구동모터(미도시)의 동력에 의해 회전되는 샤프트(54)와, 샤프트(54)에 체결되어 회전되는 픽업롤러(pick-up roller, 55)를 구비한다. 탄성부재(57)는 녹업플레이트(53)에 적재된 용지(P)의 선단부가 픽업롤러(55)의 회전시 접촉되어 이송되도록 녹업플레이트(53)를 픽업롤러(55) 쪽으로 탄성바이어스시킨다. 픽업롤러(55)는 녹업플레이트(53)에 적재된 용지(P)를 한 장씩 픽업하여 용지정렬장치(40) 쪽으로 이송한다. 녹업플레이트(53)의 선단부 앞에는 마찰패드(60)가 마련된다. 따라서, 픽업롤러(55)에 의해 복수의 용지(P)가 픽업되더라도 다른 용지들은 마찰패드(60)에 의해 진행이 저지되고, 녹업플레이트(53)의 최상단에 적재된 용지(P)만이 용지정렬장치(40)로 이송된다. 용지정렬장치(40)는 용지(P)가 감광체(15)와 전사롤러(25) 사이를 통과하기에 앞서 용지(P)의 원하는 부분에 토너화상이 전사될 수 있도록 용지(P)를 정렬한다.
이하에서는 종래 기술에 따른 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치의 동작을 살펴본다.
감광체(15)는 대전롤러(13)에 인가된 대전바이어스전압에 의하여 균일한 전위로 대전된다. 광주사장치(70)는 컴퓨터 신호에 따라 화상정보에 대응되는 광을 감광체(15)로 조사한다. 광이 주사되면 주사된 부분만 선택적으로 제전되어 전위가 내려가게 되며, 이 전위차에 의해 형성된 출력 패턴이 정전잠상이다.
한편, 토너 저장부(12) 내부의 토너는 교반기(21)에 의해 교반되고, 공급롤러(19)에 의하여 현상바이어스전압이 인가된 현상롤러(17)로 공급된다. 현상롤러(17)의 외주에 부착된 토너는 토너층 규제부(18)에 의하여 균일한 두께로 박층화가 된다. 이때, 토너는 현상롤러(17)와 토너층 규제부(18)에 의하여 마찰되면서 대전된다. 현상롤러(17)의 외주에 부착된 토너는 감광체(15)의 외주에 형성된 정전잠상으로 부착되며, 감광체(15)에는 토너화상이 현상된다.
용지(P)는 픽업롤러(55)에 의하여 급지카세트(51)로부터 인출된다. 용지(P)는 용지정렬장치(40)에 의해 급지 및 정렬되어 감광체(15)와 전사롤러(25) 사이를 통과한다. 이 때 전사롤러(25)에 전사바이어스전압이 인가되면 감광체(15)에 현상된 토너화상이 용지(P)로 전사된다.
전사 후 감광체(15)의 외주면에 잔류하는 폐토너(81)는 클리닝블레이드(82)에 의해 제거되고, 도 4을 참조하면 제거된 폐토너(81)는 오거(auger, 83)에 의해 감광체(15)의 길이 방향을 따라 저장부(86)로 이송되어 적재된다.
정착부(30)는 전사 후 용지(P)에 형성된 토너화상에 열과 압력을 가하여 토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 디컬부(34)는 정착부(30)를 통과시 컬(curl)이 발생된 용지(P)에서 컬(curl)을 제거한다. 디컬부(34)를 통과한 용지(P)는 배지롤러(35)에 의하여 화상형성장치(1)의 밖으로 배출되어 배지대(3)에 적재된다.
용지(P)가 아래에서 위로 대략 C 자 형태의 이송경로를 따라 진행하는 구조를 갖는 화상형성장치에 있어서는 구조적 특성으로 인해 공간적 제약을 많이 받는 다. 특히, 클리닝장치(5)를 구비한 화상형성장치(1)에 있어서는 감광체(15)에서 제거된 폐토너(81)를 어디에 효율적으로 저장할 것인지가 중요하다.
상술한 바와 같이 종래 기술에 의하면, 폐토너(81)를 저장하기 위한 별도의 공간을 폐토너 저장장치(80)의 측면에 별도로 설치하여야 하고, 감광체(15)에서 제거된 폐토너(81)를 별도의 이송장치를 사용하여 이송하여야 한다. 따라서, 폐토너 저장 공간 및 이송장치가 추가로 필요하게 되므로, 구조가 복잡하게 되고, 제작 원가가 상승된다. 또한 폐토너 저장장치(80)의 하우징(90)은 벤딩(bending) 방법으로 가공되므로 강도가 상대적으로 약하고, 감광체(15)의 측면에 설치되므로 감광체(15)와 현상장치(10)의 상부가 노출되어 외력에 의한 변형이 발생될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 폐토너를 저장하기 위한 공간과, 제거된 폐토너를 이송하기 위한 이송장치를 별도로 갖추지 않고, 따라서 원가를 절감시키는 것이 가능한 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은 화상형성장치의 제한된 공간을 충분히 활용하면서도 현상장치를 외력에 의한 변형으로부터 방지하고, 장치의 소형화가 가능한 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 클리닝장치는 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하는 현상장치와; 상기 감광체와 상기 현상장치의 상부에 설치되며, 상기 감광체의 길이 방향을 따라 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 감광체에 잔류하는 폐토너를 제거하고, 제거된 상기 폐토너가 이송되는 폐토너 이송면을 상부측에 갖는 클리닝블레이드와; 상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 후 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너를 수용하는 폐토너 저장장치를; 구비하며, 상기 폐토너 이송면은 수평면을 기준으로 상방으로 소정의 각도로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 클리닝블레이드의 상기 폐토너 이송면은 30 ∼ 35°의 각도로 형성되어 있는 것을 바람직하며, 실질적으로 35°의 각도로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 폐토너 저장장치는, 전방에 상기 클리닝블레이드가 고정되고, 후방에 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너가 수용되는 저장부를 갖는 브라켓과; 상기 브라켓의 상부에 배치되며, 상기 브라켓에 일체로 결합되어 상기 브라켓에서 상기 폐토너가 유출되는 것을 방지하는 하우징을; 구비하는 것이 바람직하다.
상기 하우징은, 일측은 상기 하우징의 전방에 설치되고, 타측은 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 상기 폐토너가 상기 감광체로 유출되지 않도록 하는 폐토너유출방지부재를; 구비하는 것이 바람직하다.
상기 폐토너유출방지부재는 우레탄 재질로 형성된 실링 필름인 것이 바람직하다.
상기 브라켓은, 상기 감광체와 상기 현상장치를 외력으로부터 보호하도록 드 로잉(drawing) 가공으로 제조되는 것이 바람직하다.
상기 브라켓은 금속판재인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화상형성장치는 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하는 현상장치와; 상기 감광체와 상기 현상장치의 상부에 설치되며, 상기 감광체의 길이 방향을 따라 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 감광체에 잔류하는 폐토너를 제거하고, 제거된 상기 폐토너가 이송되는 폐토너 이송면을 상부측에 갖는 클리닝블레이드와; 상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 후 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너를 수용하는 폐토너 저장장치를; 갖는 클리닝장치를 구비하며, 상기 폐토너 이송면은 수평면을 기준으로 상방으로 소정의 각도로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 클리닝블레이드의 상기 폐토너 이송면은 30 ∼ 35°의 각도로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 실질적으로 35°의 각도로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
상기 폐토너 저장장치는, 전방에 상기 클리닝블레이드가 고정되고, 후방에 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너가 수용되는 저장부를 갖는 브라켓과; 상기 브라켓의 상부에 배치되며, 상기 브라켓에 결합되어 상기 브라켓에서 상기 폐토너가 유출되는 것을 방지하는 하우징을; 구비하는 것이 바람직하다.
상기 하우징은, 일측은 상기 하우징의 전방에 설치되고, 타측은 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 상기 폐토너가 상기 감광체로 유출되지 않도록 하는 폐토너유출방지부재를; 구비하는 것이 바람직하다.
상기 브라켓은, 상기 감광체와 상기 현상장치를 외력으로부터 보호하도록 드로잉(drawing) 가공으로 제조되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클리닝장치를 도시한 단면도이고, 도 7a, 도 7b 및 도 7c는 폐토너가 클리닝블레이드를 따라 이송되는 동작을 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치(100)는 광(光) 주사에 의해 감광체(115)의 외주면에 형성된 정전잠상에 현상제인 토너를 공급하여 정전잠상을 가시(可視)화상으로 현상하고, 이를 다시 용지(P)에 전사하여 융착시키는 구조를 갖춘다. 본 실시예의 화상형성장치(100)는 용지(P)가 아래에서 위로 대략 C 자 형태의 이송경로를 따라 진행하며, 클리닝장치(105)와, 전사롤러(125)와, 정착부(130), 및 광(光)주사장치(170)를 구비한다. 또한, 인쇄될 용지(P)를 픽업(pick-up)하는 픽업롤러(155)를 구비한다.
광주사장치(170)는 화상정보에 대응되는 광(L)을 컴퓨터 신호에 따라 후술할 감광체(115)에 주사시켜 감광체(115)의 외주면에 정전잠상이 형성되도록 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클리닝장치(105)는 현상장치(110)와, 감광체(115)와, 클리닝블레이드(182)와, 폐토너 저장장치(180)를 구비한다.
현상장치(110)는 본체 프레임(101) 내부에 착탈 가능하게 장착되는 카트리지 형식으로, 외장을 이루는 하우징(111)과, 그 내부의 현상롤러(117)와 공급롤러(119)와 교반기(agitator, 121) 및 토너층 규제부(118)를 구비한다. 또한, 현상장치 하우징(111)의 내부에는 현상제인 토너를 수용하는 토너 저장부(112)가 마련된다. 현상장치(110)는 토너 저장부(112)에 수용된 토너가 모두 소모되면 새 것으로 교체된다.
현상롤러(117)는 토너 저장부(112)에 수용된 토너를 그 외주에 부착시켜 감광체(115)로 공급한다. 현상롤러(117)는 고체 분말상의 토너를 수용하고 있으며, 이들 토너를 감광체(115)에 형성된 정전잠상으로 공급하여 토너화상을 현상시킨다. 현상롤러(117)에는 이들 토너를 감광체(115)로 공급하기 위한 현상바이어스전압이 인가된다. 공급롤러(119)는 소정의 방향으로 회전하며, 토너 저장부(112)에 수용된 토너가 현상롤러(117)에 부착되도록 현상롤러(117)에 토너를 공급해준다. 교반기(121)는 토너 저장부(112) 내의 토너가 굳지 않도록 소정의 속도로 토너를 교반시키며, 토너를 공급롤러(119) 쪽으로 이송시킨다. 토너층 규제부(118)는 일측은 하우징(111)에 고정되고 타측은 현상롤러(117)에 접촉하여 현상롤러(117)의 외주면에 부착된 토너의 높이를 규제하고, 토너를 소정의 극성으로 마찰대전시킨다.
감광체(115)는 소정의 방향으로 회전되며, 그 외주면의 일부가 노출되도록 설치된다. 감광체(115)는 후술할 대전롤러(113)에 의하여 소정의 전위로 대전되고, 상술한 바와 같이 컴퓨터 신호에 따라 광주사장치(170)에서 조사된 광에 의해 인쇄하고자 하는 화상에 대응되는 정전잠상이 그 외주면에 형성된다. 감광체(115)의 외 주로 노출된 외주면은 전사롤러(125)와 대면된다.
대전롤러(113)는 감광체(115)를 소정의 전위로 대전시키고, 이를 위하여 대전롤러(113)에는 대전바이어스전압이 인가된다. 대전롤러(113) 대신에 코로나 방전기가 채용될 수도 있다.
클리닝블레이드(182)는 감광체(115)와 현상장치(110)의 상부에 설치되며, 감광체(115)의 길이 방향을 따라 감광체(115)의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 감광체(115)에 잔류하는 폐토너(181)를 제거한다. 클리닝블레이드(182)는 일측은 후술할 폐토너 저장장치(180)에 고정되고 타측은 감광체(115)의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되도록 설치되는 것이 바람직하다. 클리닝블레이드(182)는 그 상부면에 감광체(115)에서 제거된 폐토너(181)가 이송되는 폐토너 이송면(183)을 갖는다. 감광체(115)에서 제거된 폐토너(181)는 클리닝블레이드(182)에 소정량이 쌓이게 된다. 계속해서 클리닝블레이드(182)에 폐토너(181)가 쌓이게 되면, 폐토너(181)는 감광체(115)에 접촉된 쪽에서부터 반대쪽에 있는 저장부(186) 쪽으로 폐토너 이송면(183)을 따라 이동하게 된다. 폐토너(181)가 상기와 같이 이동되기 위해서 폐토너 이송면(183)은 클리닝블레이드(182)와 감광체(115)가 접촉하는 수평면(198)을 기준으로 상부측으로 소정의 각도(θ)로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 설치 각도(θ)는 실험에 의해 정해진다. 화상형성장치(100) 내부의 공간활용측면과 제거된 폐토너(181)가 별도의 이송장치없이 저절로 이송될 수 있는 적절한 각도(θ)를 실험적으로 정한다. 아래에 실험 데이터가 있다.
설치 각도(θ) 20° 30° 35° 40° 50°
설치공간(35°를 기준으로 한 비율) 1.8 1.3 1.0 0.9 0.85
5000매 150g 충진 기준 폐토너 유출 시점 미발생 미발생 미발생 1620매 1050매
실험예에 나타나있듯이, 클리닝블레이드(182)가 큰 각도(θ)로 설치되는 경우 화상형성장치(100) 내부의 공간활용측면 즉, 폐토너 저장장치(180)의 설치 공간의 측면에서는 장점이 있지만, 폐토너(181)가 저장부(186) 측으로 이송되지 않아 폐토너(181)의 유출(overflow)이 발생된다. 폐토너(181)가 유출(overflow)되면, 폐토너(181)가 용지(P)와 화상형성장치(100) 내부의 장치들을 오염시키는 것은 물론이고, 정착부(130)까지 오염시켜 정착부(130)의 온도 제어를 방해한다. 이로 인해 용지(P)가 정착부(130)에 융착되어 잼(jam)이 발생되고, 화상형성장치(100)가 고장나는 결과를 가져온다. 상기와 반대로, 클리닝블레이드(182)가 작은 각도(θ)로 설치되는 경우, 폐토너(181)가 저장부(186) 측으로 쉽게 이송은 되지만, 폐토너 저장장치(180)의 설치 공간이 증가되는 단점이 있다.
따라서, 폐토너(181) 이송능력과 설치 공간의 측면을 고려하여 폐토너 이송면(183)의 설치 각도(θ)는 30 ∼ 35°인 것이 바람직하며, 실질적으로 35°인 것이 보다 바람직하다. 폐토너 이송면(183)이 수평면(198)에 대해 상기와 같은 각도(θ)로 설치되면 제거된 폐토너(181)는 클리닝블레이드(182)에 일정량이 쌓인 이후부터 폐토너 이송면(183)을 타고 오르면서 자연적으로 저장부(186) 쪽으로 이송된다. 즉, 상기와 같이 소정의 각도로 설치된 클리닝블레이드(182)를 갖는 클리닝장치(105)는 제거된 폐토너를 이송시키기 위한 별도의 이송장치가 필요하지 않게 된다.
폐토너 저장장치(180)는 상술한 바와 같이 전방에 감광체(115)에 잔류하는 폐토너(181)를 제거하는 클리닝블레이드(182)를 구비하며, 폐토너(181)가 수용되는 브라켓(185)과, 브라켓(185)을 덮는 하우징(190)을 구비한다.
브라켓(185)은 감광체(115)와 현상장치(110)의 상부에 위치되며, 전방에 클리닝블레이드(182)가 고정되고, 후방에 폐토너 이송면(183)을 따라 이송된 폐토너(181)가 수용되는 저장부(186)를 갖는다. 화상형성장치(100)가 소형화되어 감에 따라 현상장치(110)도 소형화되고 있는데, 이와 같은 소형의 현상장치(110)는 외력에 의한 변형에 대해 상대적으로 취약하다. 따라서, 브라켓(185)은 감광체(115)와 현상장치(110)를 외력으로부터 보호하도록 그 상부에 설치되며, 드로잉(drawing) 가공으로 제조되는 것이 바람직하다. 여기서, 드로잉(drawing) 가공은 잘 알려져 있는 바와 같이 재료의 전성(展性)을 이용하여 원하는 형태의 이음매가 없는 그릇 모양 또는 통 모양의 제품을 성형하는 기계가공법을 의미한다. 브라켓(185)은 금속판재로 만들어지는 것이 바람직하다.
하우징(190)은 브라켓(185)의 상부에 배치되며, 브라켓(185)에서 폐토너(181)가 유출되지 않도록 브라켓(185)에 일체로 결합 설치되어 브라켓(185)이 밀폐되도록 한다. 하우징(190)에는 폐토너유출방지부재(192)가 설치된다. 폐토너유출방지부재(192)는 일측은 하우징(190)의 전방에 설치되고, 타측은 감광체(115)의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 클리닝블레이드(182)에 의해 제거된 폐토너(181)가 감광체(115)를 거쳐 외부로 유출되는 것을 방지한다. 폐토너유출방지부재(192)에 의해 감광체(115)의 외주면에 잔류하는 폐토너(181)가 제거되지 않도록, 폐토너유출방지부재(192)는 우레탄 재질로 형성된 실링 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
전사롤러(125)는 감광체(115)의 외주면에 대면하도록 설치되어, 감광체(115) 에 현상된 토너화상이 용지(P)로 전사되도록 토너화상과 반대 극성의 전사바이어스전압이 인가된다. 감광체(115)와 전사롤러(125) 사이에 작용하는 정전기력에 의해 토너화상이 용지(P)로 전사(transfer)된다. 감광체(115)의 외주면에 현상된 토너화상은 감광체(115)와 전사롤러(125) 사이의 접촉 압력에 의해 전사롤러(125)와 감광체(115) 사이를 통과하는 용지(P)에 전사될 수 있다.
정착부(130)는, 히트롤러(131) 및 그와 대향되게 설치되는 가압롤러(133)를 구비하여, 용지(P)로 전사된 토너화상에 열과 압력을 가하여 토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 히트롤러(131)는 토너화상을 영구 고착시키기 위한 열원으로 가압롤러(133)에 축방향으로 대향되도록 설치된다. 가압롤러(133)는 히트롤러(131)와 대향되도록 설치되어 용지(P)에 고압의 압력을 가하여 토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 디컬부(de-curl, 134)는 정착부(130)를 통과하면서 열에 의해 컬(curl)이 발생된 용지(P)의 컬(curl)을 제거한다. 배지롤러(135)는 정착이 완료된 용지(P)를 화상형성장치(100) 밖으로 배출한다. 화상형성장치(100) 밖으로 배지된 용지(P)는 배지대(102)에 적재된다.
또한, 화상형성장치(100)는, 본체 프레임(101) 하부에 마련되어 용지(P)가 적재되는 급지카세트(151)를 구비한다. 급지카세트(151)는 용지(P)가 적재되는 녹업플레이트(knock-up plate, 153)와, 급지카세트(151)가 화상형성장치(100)에 장착되었을 때 녹업플레이트(153)의 선단부 위에 위치하며 화상형성장치(100) 내부의 구동모터(미도시)의 동력에 의해 회전되는 샤프트(154)와, 샤프트(154)에 체결되어 회전되는 픽업롤러(pick-up roller, 155)를 구비한다. 탄성부재(157)는 녹업플레이 트(153)에 적재된 용지(P)의 선단부가 픽업롤러(155)의 회전시 접촉되어 이송되도록 녹업플레이트(153)를 픽업롤러(155) 쪽으로 탄성바이어스시킨다. 픽업롤러(155)는 녹업플레이트(153)에 적재된 용지(P)를 한 장씩 픽업하여 용지정렬장치(140) 쪽으로 이송한다. 녹업플레이트(153)의 선단부 앞에는 마찰패드(160)가 마련된다. 따라서, 픽업롤러(155)에 의해 복수의 용지(P)가 픽업되더라도 다른 용지들은 마찰패드(160)에 의해 진행이 저지되고, 녹업플레이트(153)의 최상단에 적재된 용지(P)만이 용지정렬장치(140)로 이송된다. 용지정렬장치(140)는 용지(P)가 감광체(115)와 전사롤러(125) 사이를 통과하기에 앞서 용지(P)의 원하는 부분에 토너화상이 전사될 수 있도록 용지(P)를 정렬한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치 및 클리닝장치의 동작을 살펴본다.
감광체(115)는 대전롤러(113)에 인가된 대전바이어스전압에 의하여 균일한 전위로 대전된다. 광주사장치(170)는 컴퓨터 신호에 따라 화상정보에 대응되는 광을 감광체(115)로 조사한다. 광이 주사되면 주사된 부분만 선택적으로 제전되어 전위가 내려가게 되며, 이 전위차에 의해 형성된 출력 패턴이 정전잠상이다.
한편, 토너 저장부(112) 내부의 토너는 교반기(121)에 의해 교반되고, 공급롤러(119)에 의하여 현상바이어스전압이 인가된 현상롤러(117)로 공급된다. 현상롤러(117)의 외주에 부착된 토너는 토너층 규제부(118)에 의하여 균일한 두께로 박층화가 된다. 이때, 토너는 현상롤러(117)와 토너층 규제부(118)에 의하여 마찰되면서 대전된다. 현상롤러(117)의 외주에 부착된 토너는 감광체(115)의 외주에 형성된 정전잠상으로 부착되며, 감광체(115)에는 토너화상이 현상된다.
용지(P)는 픽업롤러(155)에 의하여 급지카세트(151)로부터 인출된다. 용지(P)는 용지정렬장치(140)에 의해 급지 및 정렬되어 감광체(115)와 전사롤러(125) 사이를 통과한다. 이 때 전사롤러(125)에 전사바이어스전압이 인가되면 감광체(115)에 현상된 토너화상이 용지(P)로 전사된다.
전사 후 감광체(115)의 외주면에 잔류하는 폐토너(181)는 클리닝블레이드(182)에 의해 제거되고, 제거된 폐토너(181)는 클리닝블레이드(182)의 상부측에 쌓이게 된다. 폐토너(181)가 일정량이 쌓이게 되면, 폐토너(181)는 감광체(115)의 회전에 연동되어 클리닝블레이드(182)의 상부에 형성된 폐토너 이송면(183)을 따라 드로잉(drawing) 가공된 브라켓(185)의 저장부(186) 측으로 이동된다. 이 때, 별도의 이송장치는 필요하지 않다. 상기와 같이 폐토너(181)가 이송되는 과정이 도 7a, 도 7b 및 도 7c에 도시되어 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이 감광체(115)에서 제거된 폐토너(181)가 클리닝블레이드(182)에 조금씩 쌓이게 된다. 도 7b에 도시된 것과 같이 클리닝블레이드(182)에 일정량의 폐토너(181)가 쌓이게 되면, 폐토너(181)는 도 7c에 도시된 것처럼 폐토너 이송면(183)을 따라 저장부(186) 측으로 이동되어 저장부(186)에 적재된다.
정착부(130)는 전사 후 용지(P)에 형성된 토너화상에 열과 압력을 가하여 토너화상을 용지(P)에 정착시킨다. 디컬부(134)는 정착부(130)를 통과시 컬(curl)이 발생된 용지(P)에서 컬(curl)을 제거한다. 디컬부(134)를 통과한 용지(P)는 배지롤러(135)에 의하여 화상형성장치(100)의 밖으로 배출되어 배지대(102)에 적재된다.
기술이 발달함에 따라, 현상장치(110) 및 화상형성장치(100)는 수명이 오래가고 고속화되는 동시에 소형화되고 있다. 장치가 소형화됨에 따라, 현상장치(110)는 그 크기가 작기 때문에 외력에 의한 변형에 있어 상대적으로 취약하다.
상술한 바와 같은 구성에 의하면, 본 발명에 따른 클리닝장치(105) 및 이를 구비한 화상형성장치(100)는 종래 발명과 달리 감광체(115)의 일부분뿐 아니라, 현상장치(110)까지 보호할 수 있는 크기 및 형상이 되어, 외력에 의한 현상장치(110)의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 감광체(115)에서 제거된 폐토너(181)가 별도의 이송장치 없이 폐토너 저장장치(180)로 이송된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 클리닝장치 및 이를 구비한 화상형성장치는 폐토너 저장장치를 감광체와 현상장치의 상부에 설치하여, 화상형성장치 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 외력에 의한 변형으로부터 감광체와 현상장치를 보호할 수 있다. 폐토너 저장장치의 브라켓을 드로잉(drawing) 가공하여 폐토너 저장장소로 이용할 경우, 강도가 보강되어 외력에 의한 변형으로부터 감광체와 현상장치를 확실히 보호할 수 있다. 또한, 본 발명은 폐토너를 이송하기 위한 별도의 이송장치없이 폐토너가 이송되므로 구조가 간단해지고, 원가가 절감된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하는 현상장치와;
    상기 감광체와 상기 현상장치의 상부에 설치되며, 상기 감광체의 길이 방향을 따라 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 감광체에 잔류하는 폐토너를 제거하고, 제거된 상기 폐토너가 이송되는 폐토너 이송면을 상부측에 갖는 클리닝블레이드와;
    상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 후 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너를 수용하는 폐토너 저장장치를; 구비하며,
    상기 폐토너 이송면은 수평면을 기준으로 상방으로 소정의 각도로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클리닝블레이드의 상기 폐토너 이송면은 30 ∼ 35°의 각도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클리닝블레이드의 상기 폐토너 이송면은 실질적으로 35°의 각도로 형 성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 폐토너 저장장치는,
    전방에 상기 클리닝블레이드가 고정되고, 후방에 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너가 수용되는 저장부를 갖는 브라켓과;
    상기 브라켓의 상부에 배치되며, 상기 브라켓에 일체로 결합되어 상기 브라켓에서 상기 폐토너가 유출되는 것을 방지하는 하우징을; 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징은,
    일측은 상기 하우징의 전방에 설치되고, 타측은 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 상기 폐토너가 상기 감광체로 유출되지 않도록 하는 폐토너유출방지부재를; 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폐토너유출방지부재는 우레탄 재질로 형성된 실링 필름인 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 감광체와 상기 현상장치를 외력으로부터 보호하도록 드로잉(drawing) 가공으로 제조되는 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 브라켓은 금속판재인 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하우징은,
    일측은 상기 하우징의 전방에 설치되고, 타측은 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 상기 폐토너가 상기 감광체로 유출되지 않도록 하는 폐토너유출방지부재를; 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝장치.
  10. 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하는 현상장치와;
    상기 감광체와 상기 현상장치의 상부에 설치되며, 상기 감광체의 길이 방향을 따라 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 감광체에 잔류하는 폐토너를 제거하고, 제거된 상기 폐토너가 이송되는 폐토너 이송면을 상부측에 갖는 클리닝블레이드와;
    상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 후 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너를 수용하는 폐토너 저장장치를; 갖는 클리닝장치를 구비하며,
    상기 폐토너 이송면은 수평면을 기준으로 소정의 각도로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 클리닝블레이드의 상기 폐토너 이송면은 30 ∼ 35°의 각도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폐토너 저장장치는,
    전방에 상기 클리닝블레이드가 고정되고, 후방에 상기 폐토너 이송면을 따라 이송된 상기 폐토너가 수용되는 저장부를 갖는 브라켓과;
    상기 브라켓의 상부에 배치되며, 상기 브라켓에 일체로 결합되어 상기 브라켓에서 상기 폐토너가 유출되는 것을 방지하는 하우징을; 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하우징은,
    일측은 상기 하우징의 전방에 설치되고, 타측은 상기 감광체의 외주면에 소정의 압력으로 접촉되어 상기 클리닝블레이드에 의해 제거된 상기 폐토너가 상기 감광체로 유출되지 않도록 하는 폐토너유출방지부재를; 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 감광체와 상기 현상장치를 외력으로부터 보호하도록 드로잉(drawing) 가공으로 제조되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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