KR20080053749A

KR20080053749A - 화상형성장치

Info

Publication number: KR20080053749A
Application number: KR1020060125681A
Authority: KR
Inventors: 이종우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2008-06-16

Abstract

본 발명은 화상형성장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 화상형성장치는 토너를 저장하는 토너 저장부 및 표면에 정전잠상이 형성되는 감광드럼을 가지며, 상기 토너 저장부의 상기 토너가 외주면에 부착되는 공급롤러와; 상기 토너를 이송하는 벨트와; 상기 벨트를 사이에 두고 상기 공급롤러에 인접하게 배치되어 상기 토너를 상기 공급롤러에서 상기 벨트 측으로 이동시키는 제1롤러와; 상기 벨트를 사이에 두고 상기 감광드럼에 인접하게 배치되어 상기 벨트 상의 토너로 상기 정전잠상을 현상시키는 제2롤러와; 상기 감광드럼을 통과한 상기 벨트를 회전가능하게 지지하는 제3롤러와; 상기 벨트를 사이에 두고 상기 제3롤러에 인접하게 배치되어 상기 벨트 상의 잔류토너를 상기 토너 저장부로 회수하는 회수롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 화상형성장치의 내구성 및 수명을 증가시키고 토너 스트레스를 감소시킬 수 있다.

토너, 스트레스, 벨트, 현상, 내구성, 수명, 닥터블레이드

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은 종래 화상형성장치의 요부 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 화상형성장치의 요부 단면도,

도 3은 도 2의 화상형성장치의 동작과정을 설명하기 위한 단면도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 화상형성장치 111 : 보조공급롤러

112 : 공급롤러 120 : 제1롤러

130 : 제2롤러 140 : 제3롤러

150 : 회수롤러 160 : 대전기

170 : 토너 저장부 181 : 블레이드 지지부재

183 : 닥터 블레이드 185 : 회수 블레이드

190 : 벨트

본 발명은, 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 토너 스트레스를 감소시키며 현상효율을 향상시킬 수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.

화상형성장치는 인쇄매체에 화상을 형성하는 전자장치로서, 화상형성방식에 따라서 잉크젯 방식, 전자사진 방식, 열전사 방식으로 나뉜다.

전자사진방식의 화상형성장치는 대전-노광-현상-전사-정착의 일련의 프로세스를 거쳐서 인쇄매체에 화상을 형성하며, 레이저 프린터, 복합기, 복사기 등이 있다.

종래의 전자사진방식 화상형성장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 감광드럼(12), 닥터 블레이드(13), 현상롤러(14) 및 공급롤러(15)를 갖는다.

공급롤러(15)는 현상롤러(14)의 회전방향과 반대방향으로 회전하여 토너를 마찰 대전시켜 음전하를 띠게 하면서 현상롤러(14) 측으로 토너를 공급한다. 그리고, 탄성재질의 닥터 블레이드(13)는 현상롤러(14)의 외주면을 일정한 선압으로 접촉 가압하여 감광드럼(13) 측으로 이송되는 토너층(A)의 두께를 규제한다. 또한, 닥터 블레이드(13)는 그와 동시에 토너를 마찰대전 시켜 음전하를 띠게 하는 역할도 동시에 수행한다.

한편, 감광드럼(12)의 표면은 미도시된 대전롤러에 의해 표면이 대략 -1200V로 대전되고, 광주사장치(미도시)는 인쇄하고자 하는 화상에 대응하는 레이저 광을 감광드럼(12) 표면에 주사한다. 이에 따라, 감광드럼(12) 표면의 노광영역은 대략 -400V로 비노광 영역의 -1200V 보다 상대적으로 높은 전위를 띠면서 정전잠상(electro-static latent image)이 형성된다. 그리고, 현상롤러(14)의 표면은 대략 -800V로 대전되므로 현상롤러(14)의 표면에 있던 음전하를 띤 토너들은 전기력에 의해 노광영역으로 이동하여 상기 정전잠상이 현상된다. 여기서, 토너들이 상기 노광영역으로만 이송되게 하여 현상효율을 좋게 하기 위해서는 토너를 충분히 음전하로 대전시킬 필요가 있다.

그런데, 토너를 충분히 마찰 대전시키기 위해 닥터 블레이드(13)의 현상롤러(14)의 외주면에 가하는 선압을 크게 하는 경우, 현상롤러(14) 및 닥터 블레이드(13)의 마모에 의해 내구성 또는 수명이 떨어지며 토너 스트레스가 커지는 단점이 있다.

반대로, 내구성을 향상시키기 위해 선압을 약하게 하면 토너의 대전량이 충분하지 않아서 반대 전하(양전하)를 띠는 토너들이 비노광영역에 부착됨으로써 원하지 않는 영역에 화상이 형성되는 백그라운드 현상이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 내구성 및 수명을 증가시키고 토너 스트레스를 감소시킬 수 있는 동시에 백그라운드 현상을 방지할 수 있는 화상형성장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 토너를 저장하는 토너 저장부 및 표면에 정전잠상이 형성되는 감광드럼을 갖는 화상형성장치에 있어서, 상기 토너 저장부의 상기 토너가 외주면에 부착되는 공급롤러와; 상기 토너를 이송하는 벨트와; 상기 벨트를 사이에 두고 상기 공급롤러에 인접하게 배치되어 상기 토너를 상기 공급롤러에서 상기 벨트 측으로 이동시키는 제1롤러와; 상기 벨트를 사이에 두고 상기 감광드럼에 인접하게 배치되어 상기 벨트 상의 토너로 상기 정전잠상을 현상시키는 제2 롤러와; 상기 감광드럼을 통과한 상기 벨트를 회전가능하게 지지하는 제3롤러와; 상기 벨트를 사이에 두고 상기 제3롤러에 인접하게 배치되어 상기 벨트 상의 잔류토너를 상기 토너 저장부로 회수하는 회수롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의해서 달성될 수 있다.

여기서, 상기 벨트는 상기 공급롤러와 상기 감광드럼으로부터 이격되어 있으며, 상기 회수롤러에 접촉되도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1롤러 및 상기 제2롤러 사이와, 상기 제2롤러 및 상기 제3롤러 사이와, 상기 제3롤러 및 상기 제1롤러 사이 중 적어도 어느 하나에 개재되어 상기 벨트를 일정 전위로 대전시키는 대전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.

그리고, 상기 공급롤러의 외주면에 부착되는 토너 층의 두께를 규제하는 닥터 블레이드를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1롤러는 상기 토너에 대한 전기적 인력이 상기 공급롤러보다 크도록 전압이 인가되며, 상기 제3롤러는 상기 토너에 대한 전기적 인력이 상기 회수롤러보다 작도록 전압이 인가될 수 있다.

또한, 상기 회수롤러의 회전방향에 저항하는 방향을 따라 돌출되어 상기 회수롤러의 외주면에 일단이 접촉하는 회수 블레이드를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 화상형성장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 화상형성장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 대전롤 러(103), 감광드럼(104), 전사롤러(105), 폐토너 저장부(106), 폐토너 클리닝 블레이드(107) 및 광주사장치(Laser Scanning Unit : LSU, 108)를 포함한다.

대전롤러(103)는 미도시된 고전압발생장치(High Voltage Power Supply : HVPS)에 의해 (-) 수천 V(Volt)의 전압이 인가되며 감광드럼(104) 표면을 접촉 대전시킨다. 대전롤러(103)는 감광드럼(104) 표면을 대전시킬 때 접촉대전 방식이 아닌 코로나 대전방식에 의할 수도 있다.

감광드럼(104)의 표면은 감광물질이 도포되어 광주사장치(108)의 주사된 광 패턴에 대응하는 정전잠상이 형성된다.

전사롤러(105)는 후술할 벨트(190) 상의 토너로써 상기 정전잠상이 현상됨으로써 육안으로 식별할 수 있는 토너 가시화상을 전사롤러(105) 및 감광드럼(104) 사이로 이송되는 인쇄매체에 전사시키는 역할을 한다.

한편, 인쇄매체에 전사되지 않고 감광드럼(104)의 표면에 남아있는 폐토너는 감광드럼(104)을 접촉 가압하는 폐토너 클리닝 블레이드(107)에 의해 폐토너 저장부(106)로 회수된다.

또한, 본 발명에 따른 화상형성장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 벨트(190), 보조공급롤러(111), 공급롤러(112), 제1롤러(120), 제2롤러(130), 제3롤러(140), 회수롤러(150), 토너 저장부(170) 및 고전압발생장치(미도시)를 더 포함한다. 각 롤러(111, 112, 120, 130, 140, 150)들은 내부에 상기 고전압발생장치(미도시)로부터 소정 전압이 인가되는 금속체(미도시)와 상기 금속체의 외주면을 둘러싸는 도전성 재질의 탄성체(미도시)로 이루어진다. 이에 의해, 탄성체(미도시)의 외주면은 일정한 전위를 가질 수 있다. 이러한 표면이 소정 전위로 대전되는 롤러들은 이미 공지되어 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 벨트(190)는 도전성 재질로 형성된다. 그리고, 벨트(190)는 제1롤러(120), 제2롤러(130) 및 제3롤러(140)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

토너 저장부(170)는 토너를 저장하며 보조 공급롤러(111)를 회전가능하게 수용한다.

보조 공급롤러(111)는 공급롤러(112)와 접촉 회전 가능하도록 마련된다. 그리고, 공급롤러(112)와 동일한 방향으로 회전하여 토너 저장부(170)에 저장된 토너를 마찰 대전시켜 음전하를 띠게 한다. 또한, 이와 동시에 토너를 공급롤러(112) 측으로 이송한다.

공급롤러(112)는 이송 받은 음전하를 띤 토너를 외주면에 부착할 수 있도록 (+) 전압이 인가되며, 외주면에 부착되는 토너양은 후술할 닥터 블레이드(183)에 의해 규제된다.

한편, 제1롤러(120)는 벨트(190)를 사이에 두고 공급롤러(112)에 인접하게 배치된다. 음전하로 대전된 토너만이 벨트(190)로 이동할 수 있도록 벨트(190)와 공급롤러(112)는 미세간격으로 서로 이격되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 제1롤러(120)는, 공급롤러(112)의 표면에 부착된 토너들이 제1롤러(120) 표면의 전기적 인력에 의해 벨트(190)로 이동할 수 있도록 고전압발생장치(미도시)로부터 공급롤러(112)에 인가되는 전압보다 높은 전압을 수령하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 양전하를 띠는 역극성 토너들이 벨트(190)로 이동되는 것을 막을 수 있다.

벨트(190)로 이동한 토너들은 벨트(190)를 사이에 두고 감광드럼(104)에 인접하게 배치되는 제2롤러(130)에 의해 감광드럼(104) 표면에 형성되는 정전잠상을 현상한다.

제2롤러(130)는 고전압발생장치(미도시)에 연결되어 그 표면이 상기 정전잠상에서 노광영역의 전위과 비노광영역의 전위 사이의 전위를 갖도록 마련된다. 가령, 대전롤러(103)에 의해 대전되는 감광드럼(104)의 전위가 -1200V라고 하고, 광주사장치(108)에 의해 노광된 영역의 전위를 -400V라 할 때, 제2롤러(130)의 표면은 -1200V외 -400V 사이의 대략 -800V의 전위를 갖도록 전압이 인가될 수 있다.

필요에 따라서, 제2롤러(130)에는 직류 전압 대신에 교류전압이 인가될 수도 있다. 이에 따라, 제2롤러(130)에 (+) 전압 싸이클이 인가될 때는 토너를 끌어당기다가 (-) 전압 싸이클로 스위칭 되는 순간 토너를 감광드럼(104) 측으로 점핑 이동시킬 수 있다.

한편, 제3롤러(140) 및 회수롤러(150)는 벨트(190) 상의 토너 중에서 감광드럼(104) 표면으로 이동하지 않고 남은 잔류토너를 다시 토너 저장부(170)로 회수하는 역할을 한다.

제3롤러(140)는 고전압발생장치(미도시)에 연결되어 그 표면이 양 전위를 갖도록 마련된다. 이에 따라, 잔류토너는 벨트(190)에 계속 부착되어 토너 저장부(170)로 이송될 수 있다.

벨트(190)에 부착되어 토너 저장부(170)로 이송된 토너는, 벨트(190)를 사이에 두고 제3롤러(140)에 인접하게 배치된 회수롤러(150)에 의해 토너 저장부(170) 로 회수된다.

회수롤러(150)는 제3롤러(140)의 외주면을 가압하도록 마련될 수 있다. 이에 의해, 벨트(190)외 회수롤러(150)가 서로 마찰됨으로써 잔류토너가 회수롤러(150)의 표면에 부착되어 벨트(190)에서 떨어져서 토너 저장부(170)로 회수될 수 있다. 이때, 회수롤러(150)와 벨트(190)가 서로 마찰됨으로써 토너에 과도한 스트레스가 발생하지 않도록 회수롤러(150)의 외주면은 경도가 낮은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 필요에 따라서, 특히 벨트(190)를 고속회전 시킬 필요가 있는 경우에는 과도한 마찰력이 발생하는 것을 방지하기 위해 벨트(190)와 회수롤러(150)사이에는 미세한 간격이 형성될 수 있다. 이 미세한 간격은 후술할 전기적 인력이 가해지는 경우 토너의 이동이 가능한 범위 내에서 적절하게 결정된다.

또한, 회수롤러(150)는 그 표면이 제3롤러(140)의 표면보다 높은 전위를 갖도록 마련되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 음전하를 띤 잔류토너를 전기력으로 회수롤러(150) 측으로 이동시킬 수 있다.

또한, 회수롤러(150)에 부착된 잔류토너는 후술할 회수롤러(150)의 외주면에 길이방향을 따라 선접촉하는 회수 블레이드(185)에 의해 회수롤러(150)의 표면에서 이탈되어 토너 저장부(170)로 회수될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 화상형성장치(100)는 블레이드 유닛(180)을 더 포함할 수 있다. 블레이드 유닛(180)은 블레이드 지지부재(181), 닥터 블레이드(183) 및 회수 블레이드(185)를 포함할 수 있다.

블레이드(183, 185)는 모두 탄성력을 갖도록 마련된다.

닥터 블레이드(183)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공급롤러(120)의 외주면을 가압하는 선압이 작도록 마련된다. 즉, 공급롤러(112)의 회전방향(B)과 반대방향을 따라 연장되도록 마련될 수 있다. 경우에 따라서는, 닥터 블레이드(183)는 공급롤러(112)의 외주면에 미세한 간격을 갖도록 배치될 수도 있다. 이에 의해, 닥터 블레이드(183)에 의한 선압이 작으므로 토너 스트레스를 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 화상형성장치(100)는 대전기(160)를 더 포함할 수 있다.

대전기(160)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 벨트(190)가 제1롤러(120) 및 제2롤러(130) 사이와, 제2롤러(130) 및 제3롤러(140) 사이와, 제3롤러(140) 및 제1롤러(120) 사이를 통과하는 때, 벨트(190)에 소정 전위로 대전시켜 벨트(190)에 잔류하는 잔류전류 또는 잔류 전압을 제거하여 벨트(190)를 초기상태로 만들어 주는 역할을 한다.

대전기(160)는 벨트(190)를 접촉대전 시키는 도전성 재질의 브러쉬(163)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 대전기(160)는 벨트(190)에 그라운드 전위를 인가하는 접지장치일 수 있다.

경우에 따라서, 대전기(160)는 고전압발생장치(미도시)에 연결되어 소정 전위를 갖도록 마련될 수 있다. 이 경우, 대전기(160)는 대략 (+) 50 ~ (+) 100 V 범위 내의 일정전위로 벨트(190)를 대전시키도록 마련되는 것이 바람직하다. 마찰대전에 의해 토너가 음전하를 띠게 되므로 벨트(190)가 (+) 전위를 가짐으로써 토너 를 보다 잘 이송할 수 있기 때문이다.

상술한 대전기(160)에 의해, 표면 전위를 띠는 다수의 롤러(104, 112, 120, 130, 140, 150)에 인접하게 회전하는 벨트(190)에 잔류하는 잔류전압 또는 잔류전류에 의한 영향을 제거할 수 있으므로 현상효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 구성요소들을 갖는 화상형성장치(100)의 인쇄과정을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 대전롤러(103)가 감광드럼(104)의 표면을 일정한 음전위로 대전시킨다. 그 다음에 광주사장치(108)가 대전된 감광드럼(104)의 표면으로 화상정보에 대응하는 광을 주사한다. 이에 따라, 감광드럼(104)의 표면에는 노광된 영역과 비노광영역 사이의 전위차에 의한 정전잠상(electro-static latent image)이 형성된다.

한편, 토너 저장부(170)에 저장된 토너(T)는 보조공급롤러(111)에 의해 음전하로 마찰 대전되고 공급롤러(112)의 표면에 부착된다. 표면에 부착된 토너(T)들은 닥터 블레이드(183)에 의해 일정한 두께로 규제되며 제1롤러(120)의 전기적 인력에 의해 벨트(190) 측으로 이동한다.

벨트(190)로 이동한 토너는 부착력 또는 전기력에 의해 벨트(190)에 부착되어 감광드럼(104) 측으로 이송된다. 그리고, 벨트(190)에 잔류하는 잔류전압 또는 잔류전류는 대전기(160)를 거치면서 초기값으로 리셋된다.

감광드럼(104) 측으로 이송되는 벨트(190) 상의 토너들은 전기력에 의해 상기 정전잠상에 도포되면서 정전잠상을 현상한다. 정전잠상에 부착된 토너들은 다시 전사롤러(105)의 전기적 인력에 의해 감광드럼(104)과 전사롤러(105) 사이로 진입 하는 인쇄매체로 전사된다.

인쇄매체로 전사된 토너들은 미도시된 정착기를 거치면서 열과 압력으로 정착되어 외부로 배출됨으로써 인쇄가 완료된다.

한편, 감광드럼(104)으로 이동하지 않고 벨트(190) 상에 남아있는 토너들은 다시 회수롤러(150)의 전기적 인력 및/또는 마찰력에 의해 토너 저장부(170)로 회수된다.

본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 화상형성장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 닥터 블레이드의 선압을 감소시켜 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 토너 스트레스도 줄일 수 있다.

둘째, 역극성 토너가 벨트로 이송되는 것을 막을 수 있어 백그라운드 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

셋째, 감광드럼, 공급롤러, 회수롤러와 벨트를 서로 비접촉 상태로 하는 경우 벨트를 고속회전 시켜 인쇄속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 마찰력에 의한 마모가 발생하지 않으므로 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다.

Claims

토너를 저장하는 토너 저장부 및 표면에 정전잠상이 형성되는 감광드럼을 갖는 화상형성장치에 있어서,

상기 토너 저장부의 상기 토너가 외주면에 부착되는 공급롤러와;

상기 토너를 이송하는 벨트와;

상기 벨트를 사이에 두고 상기 공급롤러에 인접하게 배치되어 상기 토너를 상기 공급롤러에서 상기 벨트 측으로 이동시키는 제1롤러와;

상기 벨트를 사이에 두고 상기 감광드럼에 인접하게 배치되어 상기 벨트 상의 토너로 상기 정전잠상을 현상시키는 제2롤러와;

상기 감광드럼을 통과한 상기 벨트를 회전가능하게 지지하는 제3롤러와;

상기 벨트를 사이에 두고 상기 제3롤러에 인접하게 배치되어 상기 벨트 상의 잔류토너를 상기 토너 저장부로 회수하는 회수롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 벨트는 상기 공급롤러와 상기 감광드럼으로부터 이격되며 상기 회수롤러에 접촉되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1롤러 및 상기 제2롤러 사이와, 상기 제2롤러 및 상기 제3롤러 사이와, 상기 제3롤러 및 상기 제1롤러 사이 중 적어도 어느 하나에 개재되어 상기 벨트를 일정 전위로 대전시키는 대전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 공급롤러의 외주면에 부착되는 토너 층의 두께를 규제하는 닥터 블레이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제4항에 있어서,

상기 제1롤러에는 상기 토너에 대한 전기적 인력이 상기 공급롤러보다 크도록 전압이 인가되며,

상기 제3롤러에는 상기 토너에 대한 전기적 인력이 상기 회수롤러보다 작도록 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.