KR20090018340A - 화상형성기기 - Google Patents

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신서원
이원욱
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 화상형성기기는 표면에 정전잠상이 형성되는 화상수용체와, 토너를 공급받아 그 외주면에 토너층이 형성되며 화상수용체와 대면되어 토너를 화상수용체의 정전잠상에 현상하는 도너롤러와, 자기력에 의하여 캐리어가 자기 브러시를 형성하게 하는 다수의 자기롤러를 포함하여, 다수의 자기롤러에 의해 도너롤러에 남아 있는 잔류토너가 여러번에 걸쳐 회수되므로, 잔류한 토너에 의해 발생할 수 있는 고스트 현상을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

화상형성기기{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 화상형성기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비자성의 토너와 자성의 캐리어로 이루어진 현상제를 통해 화상을 인쇄하는 화상형성기기에 관한 것이다.
일반적으로 화상형성기기는 입력된 화상 신호를 인쇄매체인 용지에 화상이 형성되도록 하는 장치로써, 이러한 화상형성기기는 표면에 정전잠상이 형성된 화상수용체에 현상제를 투입하여 가시화상으로 현상한 후, 이를 용지와 같은 인쇄매체에 전사 및 정착시켜 화상을 인쇄하도록 되어 있다.
이러한 화상형성기기 중에는 한국 등록특허공보 10-0708153호에 개시되어 있는 바와 같이 비자성의 토너와 자성의 캐리어로 이루어진 현상제를 통해 용지에 화상을 형성하는 화상형성유닛을 포함한 화상형성기기가 있다.
종래의 화상형성기기에 적용된 화상형성유닛은 화상정보가 포함된 레이저빔을 조사하는 노광유닛과, 노광유닛에 의해 표면에 정전잠상이 형성되는 화상수용체와, 자기력에 의하여 캐리어가 자기 브러시를 형성하도록 하는 자기롤러와, 자기롤러에 형성된 자기 브러시를 통해 토너를 공급받아 화상수용체의 정전잠상을 현상시 키는 도너롤러를 포함하여, 자기롤러에 형성된 자기 브러시를 통해 토너가 도너롤러에 공급됨과 동시에 도너롤러에 잔류하는 토너가 자기롤러로 회수되도록 되어 있다.
그런데 상술한 종래의 화상형성기기는 화상수용체에 토너가 현상된 후에도 일부 토너가 도너롤러에 잔류하게 되는데, 도너롤러에 잔류되어 있는 토너가 자기롤러에 형성된 자기 브러시를 통해 충분히 회수되지 못해 인쇄매체에 이전의 화상이 인쇄되는 고스트(ghost) 현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도너롤러에 잔류하는 토너를 보다 효과적으로 회수할 수 있는 화상형성기기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성기기는 표면에 정전잠상이 형성되는 화상수용체와, 토너를 공급받아 그 외주면에 토너층이 형성되며 상기 화상수용체와 대면되어 토너를 화상수용체의 정전잠상에 현상하는 도너롤러와, 자기력에 의하여 캐리어가 자기 브러시를 형성하게 하는 다수의 자기롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 자기롤러는 상기 도너롤러의 회전방향 전방측에 배치되어 제 1 자기롤러와, 상기 도너롤러의 회전방향 후방측에 배치되는 제 2 자기롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 2 자기롤러는 상기 제 1 자기롤러로부터 캐리어를 전달받을 수 있도록 상기 제 1 자기롤러와 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 1 자기롤러에는 상기 제 1 자기롤러의 중심과 상기 제 2 자기롤러의 중심을 연결하는 가상의 선을 중심으로 양측에 동일한 극성을 갖는 한 쌍의 자극이 나란히 배치되며, 상기 제 2 자기롤러에는 상기 제 1 자기롤러의 중심과 상기 제 2 자기롤러의 중심을 연결하는 가상의 선상에 상기 한 쌍의 자극과 반대 극성의 자극이 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 1 자기롤러의 하측에는 상기 제 1 자기롤러로 토너 및 캐리어를 전달하는 제 1 교반기가 배치되며 상기 제 2 자기롤러의 하측에는 토너 및 캐리어를 상기 제 1 교반기측으로 전달하는 제 2 교반기가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 화상형성기기는 표면에 정전잠상이 형성되는 화상수용체와, 토너를 공급받아 그 외주면에 토너층이 형성되며 상기 화상수용체와 대면되어 토너를 화상수용체의 정전잠상에 현상하는 도너롤러와, 상기 도너롤러에 토너를 공급하는 제 1 자기롤러와, 상기 도너롤러에 잔류하는 토너를 회수하는 제 2 자기롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 1 자기롤러는 상기 도너롤러의 회전방향 전방측에 배치되며 상기 제 2 자기롤러는 상기 도너롤러의 회전방향 후방측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성기기는 다수의 자기롤러를 포함하여 다수의 자기롤러에 의해 도너롤러에 남아 있는 잔류토너가 여러번에 걸쳐 회수되므로, 잔류한 토너에 의해 발생할 수 있는 고스트 현상을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 화상형성기기는 도 1에 도시한 바와 같이 외관을 형성하며 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지하는 본체(1)와, 인쇄매체인 용지(P)를 공급하기 위한 급지유닛(10)과, 용지(P)를 이송하는 이송유닛(20)과, 비자성의 토너(T, 도 2 참조)와 자성의 캐리어(C, 도 2 참조)로 이루어진 현상제를 통해 용지(P)에 화상을 형성하는 화상형성유닛(30)과, 화상형성유닛(30)을 통해 용지(P)에 전사된 화상을 정착시키는 정착유닛(40)과, 용지(P)를 본체 외부로 배출하는 배지유닛(50)을 포함한다.
급지유닛(10)은 본체(1)의 하부에 진퇴이동 가능하게 용지(P)가 담기는 급지서랍(11)과, 급지서랍(11) 내부의 용지(P)를 상측의 픽업롤러(14)로 밀어 올리는 가압판(12) 및 가압스프링(13)을 포함하여 가압스프링(13)의 탄성력에 의해 용지(P)가 픽업롤러(14)에 접촉되도록 함으로써 용지(P)가 픽업롤러(14)에 의해 한 장씩 픽업되어 이송유닛(20)에 의해 이송되도록 되어 있다.
이송유닛(20)은 픽업롤러(14)에 의해 픽업된 용지(P)를 이송시켜 화상형성유닛(30)을 통과하게 하는 것으로서, 다수의 이송롤러(21)들과 이송과정에서 용지(P)의 선단을 정렬하는 레지스터롤러(22) 및 레지스터백업롤러(23) 등을 포함한다.
화상형성유닛(30)은 화상정보가 포함된 레이저빔을 조사하는 노광유닛(31)과, 화상수용체의 표면을 대전시키는 대전롤러(32)와, 노광유닛(31)에 의해 표면에 정전잠상이 형성되는 화상수용체(33)와, 자기력에 의하여 캐리어(C)가 자기 브러시를 형성하도록 하는 자기롤러(34, 35)와, 자기롤러(34, 35)에 형성된 자기 브러시를 통해 토너(T)를 공급받아 그 외주에 토너(T)층을 형성하고 화상수용체(33)와 대면되어 토너(T)를 정전잠상으로 현상시키는 도너롤러(36)와, 자기롤러(34, 35)의 외면에 부착되는 현상제의 두께를 규제하기 위한 트리머(37)를 포함하며, 자기롤러(34, 35)의 하측에는 현상제를 교반시켜 토너(T)가 정전기에 의해 대전되도록 함과 동시에 이러한 현상제를 자기롤러(34, 35)에 공급하는 교반기(38, 39)가 배치되어 있다.
정착유닛(40)은 용지(P)에 열과 압력을 가하여 가시화상을 용지(P)에 정착시키는 것으로서, 현상제가 전사된 용지(P)에 열을 가해주기 위한 열원을 포함한 가열롤러(41)와, 가열롤러(41)에 대향하도록 설치되어 가열롤러(41)와의 사이에 일정한 정착 압력을 유지시키는 가압롤러(42)를 포함한다.
배지유닛(50)은 정착유닛(40)을 통과한 용지(P)를 본체(1)의 외부로 이송할 수 있도록 순차적으로 설치되는 일련의 배지롤러(51)들을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 화상형성기기에는 도 2에 도시한 바와 같이 토너(T)가 화상수용체(33)에 현상된 후에도 도너롤러(36)에 잔류하는 토너(T)에 의해 발생할 수 있는 고스트 현상을 줄일 수 있도록 하기 위하여 자기롤러(34, 35)가 다수개 구비되어 도너롤러(36)에 잔류하는 토너(T)가 다수의 자기롤러(34, 35)에 의해 여러번에 걸쳐 회수되도록 되어 있다.
자기롤러(34, 35)는 도너롤러(36)의 회전방향 전방측에 배치된 제 1 자기롤러(34)와 제 1 자기롤러(34)로부터 캐리어(C)를 전달받을 수 있도록 도너롤러(36)의 회전방향 후방측에 제 1 자기롤러(34)와 소정 거리 이격되게 배치된 제 2 자기롤러(35)를 포함하며, 각 자기롤러(34, 25)는 외주측에 N극 자극과 S극 자극이 형성되어 자극에서 발생한 자기력에 의해 캐리어(C)가 자기롤러(34, 35)에서 자기 브러시를 형성하게 하는 자극형성부(34a, 35a)와, 중공의 원통 형상으로 형성되며 자극형성부(34a, 35a)의 외측에 회전가능하게 설치되어 회전하며 그 외주면에 부착된 캐리어(C) 및 토너(T)가 원주방향으로 이동하게 하는 회전부(34b, 35b)를 포함한다.
제 1 자기롤러(34)는 자기력에 의해 캐리어(C)가 자기 브러시를 형성하게 하고 이러한 자기 브러시를 통해 토너(T)를 도너롤러(36)에 공급하여 도너롤러(36)에 토너(T)층이 형성되도록 하고 그와 동시에 도너롤러(36)에 잔류하는 토너(T)를 회수하며, 제 2 자기롤러(35)는 자기력에 의해 제 1 자기롤러(34)로부터 전달받은 캐리어(C)가 자기 브러시를 형성하게 함으로써 도너롤러(36)에 잔류하는 토너(T)를 회수한다. 이때, 정전기에 의해 대전되어 있는 토너(T)가 제 1 자기롤러(34)에서 도너롤러(36)로 이동하도록 제 1 자기롤러(34)에는 소정의 바이어스가 인가되며 도너롤러(36)에는 도너롤러(36) 상의 토너(T)가 화상수용체(33)로 이동하도록 역시 소정의 바이어스가 인가된다. 한편 제 2 자기롤러(35)는 회수작용만 담당하기 때문에 바이어스가 인가되지 않아도 좋으며 회수력을 증가시키기 위해 제 1 자기롤러(34)와는 반대 방향의 바이어스가 인가될 수도 있다.
따라서 도너롤러(36)에 잔류하는 토너(T)는 제 2 자기롤러(35)에 형성된 자기 브러시를 통해 한번 회수되고 제 1 자기롤러(34)에 형성된 자기 브러시를 통해 다시 한번 회수되므로, 도너롤러(36)에 잔류하는 토너(T)의 양의 대폭 줄어들고 그에 따라 고스트 현상의 발생은 대폭 줄어든다.
또한, 본 발명에 따른 화상형성기기에는 캐리어(C)의 열화에 따른 수명 단축을 줄일 수 있도록 하기 위하여 교반기(38, 39)는 한 쌍이 구비되어 있다. 한 쌍의 교반기(38, 39)는 제 1 자기롤러(34)의 하측에 배치되어 제 1 자기롤러(34)에 토너(T) 및 캐리어(C)를 전달하는 제 1 교반기(38)와 제 2 자기롤러(35)의 하측에 배치되어 제 2 자기롤러(35)에 의해 회수된 토너(T) 및 캐리어(C)를 제 1 교반기(38)로 전달하는 제 2 교반기(39)를 포함한다.
따라서, 제 2 자기롤러(35)에 의해 회수된 캐리어(C)는 제 2 교반기(39)에 의해 교반된 후 제 1 교반기(38)로 이동하여 제 1 교반기(38)에 의해 제 1 자기롤러(34)로 전달되므로, 캐리어(C)가 회수된 후 새로운 토너(T)와 충분히 교반되기 전에 제 1 자기롤러(34)에 전달되어 발생하는 캐리어(C)의 급격한 열화는 방지되고 그에 따라 캐리어(C)의 수명은 증가한다.
또한, 캐리어(C)가 제 1 자기롤러(34)에서 제 2 자기롤러로 전달되어 제 2 자기롤러(35)에서 토너(T)의 회수를 위하여 사용될 수 있도록 제 1 자기롤러(34)의 제 1 자기롤러(34)의 중심과 제 2 자기롤러(35)의 중심을 연결하는 가상선(L)의 양측에는 동일한 극성을 갖는 한 쌍의 자극이 나란히 배치되어 있으며, 제 2 자기롤러(35)의 가상선(L) 상에는 제 1 자기롤러(34)의 가상선(L) 양측에 배치된 한 쌍의 자극과 반대극성을 갖는 자극이 배치되어 있다. 본 실시예에서 제 1 자기롤러(34)의 가상선(L) 양측에는 N극 자극이 배치되어 있으며 제 2 자기롤러(35)의 가상선(L) 상에는 S극 자극이 배치되어 있다.
이와 같이 제 1 자기롤러(34)의 가상선(L) 양측에 N극 자극이 나란히 배치되도록 하면 두 자극 사이의 부위에서는 두 자극의 자기력이 서로 상쇄되므로 이러한 위치에 캐리어(C)가 도달하면 제 1 자기롤러(34)에서는 두 N극 자극의 자기력이 서로 상쇄되어 발휘되지 않는 반면 제 2 자기롤러(35)에서는 S극 자극의 자기력이 그대로 발휘되므로 캐리어(C)는 제 1 자기롤러(34)로부터 이탈하여 제 2 자기롤러(35)로 전달된다.
본 실시예에서 제 1 자기롤러(34)의 가상선(L) 양측에는 N극 자극이 배치되고 제 2 자기롤러(35)의 가상선(L) 상에는 S극 자극이 배치되어 있으나 이에 한정하지 않고 도 3에 본 발명의 다른 실시예로 도시한 바와 같이 제 1 자기롤러(34)의 가상선(L) 양측에 S극 자극을 배치하고 제 2 자기롤러(35)의 가상선(L) 상에 N극 자극이 배치되도록 하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 화상형성기기의 개략적인 구성을 보인 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상형성기기에 적용된 도너롤러 및 자기롤러의 구성을 보인 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 본체 10: 급지유닛
20: 이송유닛 30: 화상형성유닛
31: 노광유닛 32: 대전롤러
33: 화상수용체 34: 제 1 자기롤러
35: 제 2 자기롤러 36: 도너롤러
37: 트리머 38: 제 1 교반기
39: 제 2 교반기 40: 정착유닛
50: 배지유닛

Claims (10)

  1. 표면에 정전잠상이 형성되는 화상수용체와, 토너를 공급받아 그 외주면에 토너층이 형성되며 상기 화상수용체와 대면되어 토너를 화상수용체의 정전잠상에 현상하는 도너롤러와, 자기력에 의하여 캐리어가 자기 브러시를 형성하게 하는 다수의 자기롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기롤러는 상기 도너롤러의 회전방향 전방측에 배치되어 제 1 자기롤러와, 상기 도너롤러의 회전방향 후방측에 배치되는 제 2 자기롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 자기롤러는 상기 제 1 자기롤러로부터 캐리어를 전달받을 수 있도록 상기 제 1 자기롤러와 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 자기롤러에는 상기 제 1 자기롤러의 중심과 상기 제 2 자기롤러의 중심을 연결하는 가상의 선을 중심으로 양측에 동일한 극성을 갖는 한 쌍의 자극이 나란히 배치되며,
    상기 제 2 자기롤러에는 상기 제 1 자기롤러의 중심과 상기 제 2 자기롤러의 중심을 연결하는 가상의 선상에 상기 한 쌍의 자극과 반대 극성의 자극이 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 자기롤러의 하측에는 상기 제 1 자기롤러로 토너 및 캐리어를 전달하는 제 1 교반기가 배치되며 상기 제 2 자기롤러의 하측에는 토너 및 캐리어를 상기 제 1 교반기측으로 전달하는 제 2 교반기가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  6. 표면에 정전잠상이 형성되는 화상수용체와, 토너를 공급받아 그 외주면에 토너층이 형성되며 상기 화상수용체와 대면되어 토너를 화상수용체의 정전잠상에 현상하는 도너롤러와, 상기 도너롤러에 토너를 공급하는 제 1 자기롤러와, 상기 도너롤러에 잔류하는 토너를 회수하는 제 2 자기롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 자기롤러는 상기 도너롤러의 회전방향 전방측에 배치되며 상기 제 2 자기롤러는 상기 도너롤러의 회전방향 후방측에 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 자기롤러는 상기 제 1 자기롤러로부터 캐리어를 전달받을 수 있도록 상기 제 1 자기롤러와 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 자기롤러에는 상기 제 1 자기롤러의 중심과 상기 제 2 자기롤러의 중심을 연결하는 가상의 선을 중심으로 양측에 동일한 극성을 갖는 한 쌍의 자극이 나란히 배치되며, 상기 제 2 자기롤러에는 상기 제 1 자기롤러의 중심과 상기 제 2 자기롤러의 중심을 연결하는 가상의 선상에 상기 한 쌍의 자극과 반대 극성의 자극이 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 자기롤러의 하측에는 상기 제 1 자기롤러로 토너 및 캐리어를 전달하는 제 1 교반기가 배치되며 상기 제 2 자기롤러의 하측에는 토너 및 캐리어를 상기 제 1 교반기측으로 전달하는 제 2 교반기가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
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