KR20080018704A - 교반장치, 이 교반장치를 구비하는 현상장치 및화상형성장치 - Google Patents

Abstract

현상제 대전 속도를 향상시킬 수 있는 화상형성장치의 현상제 교반장치를 개시한다. 개시된 본 발명에 의한 현상제 교반장치는 회전 가능한 축; 및 이 회전축의 외주에 나선형으로 배치된 교반날개;를 구비하며, 상기 교반날개에는 현상제와의 접촉면적을 증대시키기 위한 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 현상제 교반장치에 의하면, 고속 인쇄에 필요한 현상제의 대전 속도를 확보할 수 있으므로 화상형성장치의 고속화를 도모할 수 있다.

화상, 현상, 토너, 현상제, 마찰, 대전, 교반, 날개, 오우거, 접촉, 면적

Description

교반장치, 이 교반장치를 구비하는 현상장치 및 화상형성장치{AUGER FOR MIXING TONER, DEVELOPING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1a 및 1b는 일반적인 화상형성장치에 구비된 현상제 교반장치의 사시도 및 요부 확대 단면도,

도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 현상제 교반장치의 사시도 및 요부 확대 단면도,

도 2c 및 2d는 본 발명의 요부인 교반날개의 요철부의 변형예를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 현상제 교반장치의 사시도,

도 4는 본 발명에 의한 현상제 교반장치가 채용된 현상장치를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 5는 종래기술에 따른 교반장치와 본 발명에 따른 교반장치의 현상제 대전 속도를 비교하여 나타낸 그래프, 그리고,

도 6은 도 4의 현상장치가 채용된 화상형성장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

40,40',410,420;교반장치 41;회전축

42;교반날개 43;요철부

110;현상케이스 120;토너 카트리지

130;현상롤러 140;현상제 공급롤러

200;감광매체 210;대전롤러

220;레이저 스캐닝 유닛 230;전사롤러

240;정착장치 P;인쇄매체

본 발명은 교반장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 화상형성장치의 현상제를 마찰 대전시키는 교반장치 및 이를 구비하는 현상장치와 화상형성장치에 관한 것이다.

전자사진 프로세스를 이용하는 프린터 등과 같은 화상형성장치는 노광유닛을 이용하여 감광매체에 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상을 현상장치로 현상하여 현상제 화상을 형성한 후, 이 현상제 화상을 인쇄매체에 전사시켜 정착시키는 장치이다.

상기 현상장치에서 정전잠상을 현상하기 위하여 사용되는 현상제는 1성분계 현상제와 2성분계 현상제로 구분될 수 있다. 1성분계 현상제의 경우, 토너 입자는 토너 입자들간의 마찰 또는 적합한 대전부재와의 마찰에 의해 대전되고, 이렇게 대 전된 토너 입자가 현상롤러에 옮겨진 후 감광매체의 정전잠상 영역에 부착되어 토너 화상을 형성한다.

2성분계 현상제는 자성 캐리어 입자와 합성수지제의 비자성 토너 입자가 적합한 비율로 혼합된 것이다. 여기서, 토너 입자는 캐리어 입자와의 마찰에 의해 대전되고, 이렇게 대전된 토너 입자가 캐리어와 함께 현상롤러로 옮겨진 후 감광매체의 정전잠상 영역에 부착되어 토너 화상을 형성한다.

일반적인 화상형성장치의 현상장치는 현상제의 토너 입자를 마찰 대전시키기 위한 교반장치를 구비하며, 그러한 교반장치의 전형적인 한 예를 도 1a 및 1b에 도시한다. 도시된 바와 같이, 교반장치(1)는 회전축(2)에 교반날개(3)가 나선형으로 형성된 구조를 가진다. 상기 교반장치(1)는 구체적으로 도시하지 않았으나, 현상케이스의 현상제 수용공간에 회전 가능하게 설치되며, 교반날개(3)가 회전하는 것에 의해 토너 입자와 캐리어 입자가 혼합되면서 토너 입자가 마찰 대전된다.

토너의 대전은 캐리어와 접촉하는 시간이 길수록, 접촉 횟수가 많을수록 원활하게 이루어진다. 한편, 고속 인쇄를 수행하기 위해서는 토너가 빠른시간 내에 적정량의 전하로 대전되는 것이 요구된다. 그러나, 일반적인 교반장치는 회전을 빠르게 하거나 교반날개(3)의 크기를 크게 하지 않는 한 토너 입자와 캐리어 입자의 접촉시간을 늘리거나 접촉횟수를 높일 수 없다. 교반장치(1)의 회전을 빠르게 하기 위해서는 구동계의 설계변경이 요구되고, 교반날개(3)의 크기를 키우는 것은 현상장치의 레이아웃 변경을 초래하므로 바람직하지 않다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 교반날개의 회전을 빠르게 하거나 크기를 크게 하지 않으면서 교반날개와 현상제의 접촉면적을 증대시킴으로써 토너 대전 속도를 향상시킬 수 있는 교반장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기와 같은 특징을 가지는 교반장치를 구비한 현상장치 및 화상형성장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 교반장치는, 회전 가능한 축; 상기 축의 외주에 설치된 교반날개; 및 상기 교반날개의 표면에 피교반물질과의 접촉면적을 증대시키기 위하여 형성된 요철부;를 포함한다.

상기 요철부는 파형 구조를 가지거나 계단 구조를 가질 수 있다. 그리고, 상기 교반날개는 나선형으로 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 요철부는 상기 교반날개의 길이방향을 따라 형성되거나 교반날개의 세로방향으로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 현상장치는 현상제 수용공간을 갖춘 현상 케이스; 상기 현상 케이스에 회전 가능하게 설치된 현상롤러; 및 상기 현상제 수용공간에 수용된 현상제를 마찰 대전시키기 위하여 교반하는 상기한 바와 같은 교반장치;를 포함한다. 상기 교반장치는 상기 현상케이스에 회전 가능하게 설치된 제 1 및 제 2 교반장치를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 화상형성장치는, 소정의 정전잠 상이 형성되는 감광매체; 상기 감광매체의 정전잠상을 현상제로 현상하는 현상장치; 상기 감광매체상의 현상제 화상을 인쇄매체로 전사하는 전사장치; 및 상기 인쇄매체에 전사된 현상제 화상을 고착시키는 정착장치;를 포함하며, 상기 현상장치는, 현상제 수용공간을 갖춘 현상 케이스; 상기 감광매체와 마주하도록 상기 현상 케이스에 회전 가능하게 설치되어, 상기 현상제 수용공간의 현상제를 상기 감광매체로 이동 부착시키는 현상롤러; 상기 현상롤러와 마주하도록 상기 현상 케이스에 회전 가능하게 설치되어 상기 현상제 수용공간의 현상제를 상기 현상롤러로 공급하는 현상제 공급롤러; 및 상기 현상제 수용공간에 수용된 현상제를 마찰 대전시키기 위하여 교반하도록 상기 현상제 수용공간에 구성된 상기한 바와 같은 교반장치;를 포함한다.

본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 특징들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 교반장치(40)는 회전 가능한 축(41), 상기 축(41)의 외주면에 나선형으로 배치된 교반날개(42) 및 상기 교반날개(42)의 표면에 형성된 요철부(43)를 포함한다.

상기와 같은 교반장치(40)는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같은 현상장치에서 현상제를 마찰 대전시키기 위하여 사용될 수 있으며, 이 경우 상기 교반날개(42)의 표면에 형성된 요철부(43)는 현상제와의 접촉면적을 증대시켜 현상제의 대전 속도를 향상시키는데 도움을 준다.

즉, 종래에는 교반날개(3:도 1a 및 2b 참조)의 표면이 매끄러웠으나, 본 발명은 교반날개(42)의 표면에 요철부(43)가 형성됨으로써 그 표면적이 종래보다 커지게 된다. 이에 따라 교반날개(42)와 현상제와의 접촉면적이 증대되어, 교반날개의 회전을 빠르게 하거나 그 크기를 크게 하지 않아도 현상제의 토너 입자와 캐리어 입자의 접촉시간이 길어지고 접촉횟수가 많아짐으로써 현상제의 대전 속도를 향상시킬 수 있는 것이다.

상기와 같은 요철부(43)는 도 2c 및 2d에 도시된 바와 같이, 파형 구조 및 계단 구조를 가질 수 있으며, 그 외에도 교반날개(42)의 표면적을 넓게 할 수 있는 어떠한 형상의 요철부도 가능하다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 현상제 교반장치(40')를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 교반장치(40')는 회전 가능한 축(41), 상기 회전축의 외주에 나선형으로 배치된 교반날개(42) 및 이 교반날개(42)의 표면에 형성된 요철부(43)를 포함하는 기본 구조는 앞서 설명한 일 실시예와 같다. 그러나, 본 실시예는 상기 요철부(43)의 방향이 일 실시예와 다르다. 즉, 일 실시예에 의한 교반장치(40)에서는 요철부(43)가 교반날개(42)의 길이방향을 따라 형성되었으나, 본 실시예에서는 요철부(43)가 교반날개(42)의 세로방향으로 형성되어 있다.

이 경우에도 교반날개(42)의 표면적이 증대됨으로써 앞서의 일 실시예와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 상기 요철부(43)의 방향은 도시예의 경우로 한정하 는 것은 아니며 비스듬하게 형성될 수도 있는 등 교반날개(42)의 표면적을 증대시킬 수 있는 구조이면 어떠하여도 무방하다.

도 4는 상술한 바와 같은 교반장치(40)가 채용된 현상장치의 한 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 현상장치(100)는 소정의 현상제 수용공간을 갖춘 현상케이스(110)를 포함한다. 상기 현상케이스(110)는 현상제 입구부와 출구부를 구비한다. 현상제 입구부에는 토너 카트리지(120)가 연결되고, 현상제 출구부에는 현상롤러(130)와 현상제 공급롤러(140)가 회전 가능하게 설치된다.

현상제 교반장치(40)는 상기 현상케이스(110)의 현상제 수용공간에 회전 가능하게 설치된 제 1 및 제 2 현상제 교반장치(410)(420)를 포함하며, 이 현상제 교반장치(410)(420)에 의해 현상제 수용공간에 수용된 현상제는 교반됨으로써 대전된다. 이 때, 각 교반장치(40)의 교반날개(42)는 그 표면에 마련된 요철부(43)에 의해 현상제와의 접촉면적이 증대됨으로써 대전 속도가 빨라진다.

도 5는 본 발명에 따른 교반장치를 사용한 경우 시간에 따른 토너 대전량을 그래프로 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 교반장치를 사용한 경우, 종래의 교반장치보다 짧은 시간 내에 대전량이 포화수준에 이르는 것을 볼 수 있다. 실제 현상은 토너의 대전량이 포화수준의 70% 정도면 이루어진다. 도 5에서 부호 E는 현상 개시점이다. 이 현상 개시점에서 토너 대전도가 최고치에 이르게 되므로 고속 인쇄에서 뛰어난 효과를 발휘하게 된다.

도 6는 상기한 바와 같은 현상장치(100)를 채용한 화상형성장치의 한 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 현상장치(100)의 현상롤러(130)와 감광매체(200)가 마주하도록 배치되어 있다. 그리고, 감광매체(200)를 대전시키기 위한 대전롤러(210)가 감광매체(200)에 접촉 회전되게 설치되어 있다. 레이저 스캐닝 유닛(220)은 상기 대전롤러(210)에 의해 대전된 감광매체(200)의 표면에 레이저 빔을 주사하여 소정의 정전잠상을 형성한다.

상기 감광매체(200)의 정전잠상은 상기 현상장치(100)에 의해 현상제 화상으로 현상되며, 상기 현상제 화상은 전사롤러(230)와의 사이로 이송되는 인쇄매체(P)에 전사된다. 인쇄매체(P)에 전사된 현상제 화상은 정착장치(240)를 통과하면서 인쇄매체에 정착된다.

위와 같은 화상 형성 과정은 일반적인 화상형성장치와 크게 다르지 않다. 다만, 현상시 앞서 설명한 바와 같은 개선된 구조의 현상제 교반장치(40)에 의해 현상제의 대전 속도가 빨라짐으로써 고속 인쇄에 적합하다.

본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 현상장치에 의하면, 현상제의 교반을 원활히 함과 아울러 현상제 대전 속도를 증가시킬 수 있으므로 고속 인쇄에 필요한 현상제 대전 속도를 확보할 수 있어 화상형성장치의 고속화를 도모할 수 있다.

Claims (10)

1. 회전 가능한 축;

   상기 축의 외주에 설치된 교반날개; 및

   상기 교반날개의 표면에 피교반물질과의 접촉면적을 증대시키기 위하여 형성된 요철부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교반장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철부는 파형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 교반장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철부는 계단 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 교반장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 교반날개는 나선형으로 배치된 것을 특징으로 하는 교반장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 요철부는 상기 교반날개의 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 교반장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 요철부는 상기 교반날개의 세로방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 교반장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 피교반물질은 현상제인 것을 특징으로 하는 교반장치.
8. 현상제 수용공간을 갖춘 현상 케이스;

   상기 현상 케이스에 회전 가능하게 설치된 현상롤러; 및

   상기 현상제 수용공간에 수용된 현상제를 마찰 대전시키기 위하여 교반하는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 교반장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 교반장치는 상기 현상 케이스의 현상제 수용공간에 회전 가능하게 설치된 제 1 및 제 2 교반장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상장치.
10. 소정의 정전잠상이 형성되는 감광매체; 상기 감광매체의 정전잠상을 현상제로 현상하는 현상장치; 상기 감광매체상의 현상제 화상을 인쇄매체로 전사하는 전 사장치; 및 상기 인쇄매체에 전사된 현상제 화상을 고착시키는 정착장치;를 포함하며, 상기 현상장치는,

    현상제 수용공간을 갖춘 현상 케이스;

    상기 감광매체와 마주하도록 상기 현상 케이스에 회전 가능하게 설치되어, 상기 현상제 수용공간의 현상제를 상기 감광매체로 이동 부착시키는 현상롤러;

    상기 현상롤러와 마주하도록 상기 현상 케이스에 회전 가능하게 설치되어 상기 현상제 수용공간의 현상제를 상기 현상롤러로 공급하는 현상제 공급롤러; 및

    상기 현상제 수용공간에 수용된 현상제를 마찰 대전시키기 위하여 교반하도록 상기 현상제 수용공간에 구성된 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 교반장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.

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