KR20100070910A - 현상제 공급장치 및 이를 구비한 화상형성장치 - Google Patents

현상제 공급장치 및 이를 구비한 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수명을 연장시킬 수 있는 현상제 공급장치에 관련된다. 본 발명에 의한 현상제 공급장치는 현상제를 수용하며, 제1현상제실과 제2현상제실로 구획된 하우징, 하우징의 제1현상제실과 인접하여 회전 가능하게 설치되는 자성매체, 하우징의 제1현상제실에 설치되며, 현상제를 교반하며 제1방향으로 이동시키는 제1현상제 교반부재, 하우징의 제2현상제실에 설치되며, 현상제를 교반하며 제2방향으로 이동시키는 제2현상제 교반부재, 및 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위가 기 설정된 높이보다 낮을 경우, 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위를 다르게 제어하는 제어부를 포함한다.
현상제 공급장치, 현상제 수위, 현상장치, 교반부재, 현상제 이동부재

Description

현상제 공급장치 및 이를 구비한 화상형성장치{Developement supplying apparatus and Image forming apparatus having the same}
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이성분 현상제를 사용하는 화상형성장치의 현상제 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자사진방식 화상형성장치는 인쇄 데이터에 대응되는 정전잠상이 형성되는 감광매체와 이 감광매체로 현상제를 공급하여 정전잠상을 현상하는 현상장치를 포함한다.
현상장치는 감광매체로 현상제를 공급하는 현상롤러와, 현상롤러가 공급하는 현상제가 저장된 현상제 저장실을 포함하고 있다. 이성분 현상제를 사용하여 화상을 형성하는 경우, 현상롤러로 자기력(magnetic force)을 이용하여 현상제를 이동시킬 수 있도록 구성된 자석롤러를 사용할 수 있다.
또한, 이성분 현상제를 사용하는 현상장치는 2개의 현상제 저장실을 포함하고 있으며, 각각의 현상제 저장실에는 현상제 교반부재가 설치되어 있어 이성분 현상제가 현상장치의 내부에서 교반되면서 순환할 수 있는 구조로 되어 있다.
본 발명은 수명을 늘릴 수 있는 화상형성장치용 현상제 공급장치 및 이를 구비한 화상형성장치와 관련된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치는, 현상제를 수용하며, 제1현상제실과 제2현상제실로 구획된 하우징; 상기 하우징의 제1현상제실과 인접하여 회전 가능하게 설치되는 자성매체; 상기 하우징의 제1현상제실에 설치되며, 상기 현상제를 교반하며 제1방향으로 이동시키는 제1현상제 교반부재; 상기 하우징의 제2현상제실에 설치되며, 상기 현상제를 교반하며 제2방향으로 이동시키는 제2현상제 교반부재; 및 상기 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위가 기 설정된 높이보다 낮을 경우, 상기 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위를 다르게 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 현상제 공급장치는 상기 제1현상제실의 상류부와 상기 제2현상제실의 하류부를 연결하도록 설치되며, 상기 제2현상제실의 상기 현상제를 상기 제1현상제실로 이동시키는 현상제 이동부재를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 현상제 이동부재를 제어하여 상기 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위를 제어하도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 현상제 이동부재는 자성을 이용하여 현상제를 이송하도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 현상제 이동부재는 오거 또는 패들로 형성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 현상제 이동부재의 단위시간당 회전수를 변경하여 현상제의 공급량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1현상제실에는 현상제 수위센서가 설치되며, 상기 제어부는 상기 현상제 수위센서를 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제2현상제실에는 토너농도센서가 설치되며, 상기 제어부는 상기 토너농도센서를 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단할 수 있다.
또한, 상기 현상제 공급장치가 화상형성장치에 장착된 경우, 상기 화상형성장치의 이미지 농도센서로부터 받은 이미지 농도를 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 현상제 공급장치의 수명을 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제1현상제실은 상기 제2현상제실과 수직하게 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2현상제실은 상기 자성매체로부터 현상제를 회수할 수 있도록 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1현상제실과 제2현상제실은 수평으로 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치는 감광매체; 상기 감광매체로 현상제를 공급하여 토너 화상을 형성하는 것으로서, 상 기와 같은 특징들 중 어느 하나를 포함하는 현상제 공급장치; 및 상기 감광매체에 형성된 토너화상을 인쇄매체로 전사시키는 전사롤러;를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 화상형성장치용 롤러 및 그 제조방법의 실시예에 대하여 설명한다.
다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치(1)를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치(1)에서 현상제의 이동을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치(1)는 하우징(10), 자성매체(20), 제1현상제 교반부재(30), 제2현상제 교반부재(40), 및 제어부(70)를 포함한다.
하우징(10)은 현상제 공급장치(1)의 외관을 형성하며, 하우징(10)의 내부는 현상제(D)가 수용되는 제1현상제실(11)과 제2현상제실(12)로 구획되어 있다. 제1현상제실(11)과 제2현상제실(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 상류부(11a,12a)와 하류부(11b,12b)가 서로 연통되도록 형성되어 있다. 또한, 제1현상제실(11)과 제2현상제실(12)은 수직하게 배치되어 있으며, 제1현상제실(11)이 제2현상제실(12) 의 상측에 설치된다. 그러나, 제1현상제실(11)과 제2현상제실(12)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니다. 도 6에 도시된 바와 같이 제1현상제실(11')과 제2현상제실(12')은 수평으로 배치될 수도 있다.
자성매체(20)는 하우징(10)의 개구부에 회전 가능하게 설치되며, 하우징(10)의 제1현상제실(11)에 저장된 현상제(D)를 하우징(10)의 외부로 이송시킬 수 있도록 제1현상제실(11)에 인접하여 설치된다. 본 실시예의 경우에 자성매체(20)는 마주하는 감광매체(121)로 현상제를 공급하는 현상롤러로써 기능한다. 자성매체(20)가 현상롤러의 역할을 하는 경우에는 본 발명에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치(1)는 현상장치로 사용될 수 있다.
자성매체(20)는 고정자석 조립체(21), 및 고정자석 조립체(21)의 외측에 설치되며, 고정자석 조립체(21)의 길이방향 중심축(21c)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된 회전 슬리브(23)를 포함한다. 고정자석 조립체(21)는 복수 개의 고정자석이 원통형으로 배치되며, 회전 슬리브(23)가 현상제를 감광매체(121) 쪽으로 이동시킬 수 있도록 복수 개의 고정자석의 자극이 배치되어 있다. 본 실시예의 경우에는 5개의 고정자석이 제1현상제 교반부재(30)를 기준으로 원주 상으로 반시계방향으로 순차적으로 N, S, N, S, N의 자극으로 배열되도록 형성된다.
본 발명에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치(1)에 사용되는 현상제(D)는 이성분 현상제로서, 토너(Tonner)와 캐리어(carrier)로 구성된다. 토너는 특정 색을 나타내고, 캐리어는 토너를 현상 슬리브(23)로 이동시키는 기능을 한다. 따라서, 캐리어는 친자성물질로 형성될 수 있다.
현상장치(1), 즉 현상제 공급장치가 이성분 현상제를 사용하여 감광매체(121)의 정전잠상을 현상하는 경우 자성매체(20) 표면 위의 현상제 량을 적정하게 제어하는 것이 중요하다. 자성매체(20) 표면 위의 현상제 량과 이미지 농도는 일반적으로 비례관계에 있으나, 현상제 량이 과다하면 캐리어 현상이 발생할 수 있다. 캐리어 현상은 자성매체(20) 위의 토너가 감광매체(121) 쪽으로 이동할 때, 일부 캐리어가 토너와 같이 이동하여 감광매체(121)에 부착되는 현상을 말한다. 이와 같은 캐리어 현상은 일정 수준 이하로 제어하는 것이 곤란하다. 따라서, 현상장치(1)에 수용되어 있는 캐리어의 양은 현상장치(1)의 수명이 다 할 때까지 조금씩 감소하게 된다.
한편, 현상제 공급장치(1)는 현상제를 구성하는 캐리어와 토너 중 화상형성을 위해 토너가 소모되기 때문에 토너는 토너공급장치(60)를 통해 추가적으로 공급되도록 하고, 캐리어는 화상형성을 하는데 소모되는 것이 아니므로 추가로 공급되지 않도록 구성하는 것이 일반적이다. 토너공급장치(60)는 하우징(10)의 제2현상제실(12)에 설치된 토너농도센서(61)를 이용하여 토너농도를 측정하고, 토너농도를 일정하게 유지할 수 있는 적절한 량의 토너를 공급한다. 이때, 토너농도는 아래의 수학식 1에 의해 구할 수 있다.
토너농도 = 토너량/(캐리어량 + 토너량)
따라서, 현상제의 캐리어의 량이 처음 현상제 공급장치(1)에 수용된 상태에서 추가적인 공급이 없는 경우에 캐리어 현상이 발생하면 캐리어량이 감소하게 된 다. 캐리어량이 감소하면, 토너농도를 유지하기 위해 토너공급장치(60)로부터 현상제 공급장치(1)로 공급되는 토너량도 줄어들게 되어 하우징(10) 내의 현상제량이 줄어들게 된다. 하우징(10) 내의 현상제량이 일정 수준이하로 감소하면, 즉, 제1현상제실(11)의 현상제 수위가 일정 수위 이하로 낮아지면 인쇄된 화상에 현상제를 교반하는 오거와 같은 현상제 교반부재(30)의 형상이 나타나게 된다. 이와 같은 화상결함을 일반적으로 오거마크(auger mark)라 한다. 이러한 오거마크는 하우징(10)에 수용된 현상제량이 초기 현상제량보다 약 10% 정도 감소하면 발생할 수 있다. 그러나, 이는 일 예일 뿐이고, 인쇄된 화상에 오거마크가 나타나는 현상제량은 토너, 캐리어, 현상제 교반부재(30)의 형상, 현상장치(1)의 구조 등에 따라 달라질 수 있다.
제1현상제실(11)에 있는 현상제는 고정자석 조립체(21)의 자력에 의해 현상 슬리브(23)로 이동하여 부착한다. 현상 슬리브(23)가 회전함에 따라, 현상 슬리브(23)에 부착된 현상제는 감광매체(121)와 마주보는 영역까지 이동한다. 현상제가 감광매체(121)와 마주하는 위치로 오면, 현상제의 토너는 감광매체(121)로 이동하여 감광매체(121)에 형성된 정전잠상을 가시화상으로 현상하고, 현상제의 캐리어는 현상 슬리브(23)에 부착된 상태를 유지한다. 현상 슬리브(23)가 회전하면, 현상 슬리브(23)에 부착되어 있던 캐리어와 일부 토너는 분리되어 제2현상제실(12)로 수거된다.
제1현상제 교반부재(30)는 하우징(10)의 제1현상제실(11)에 길이방향 축을 중심으로 회전 가능하도록 설치되며, 제1현상제실(11)에 있는 현상제를 교반하면 서, 제1방향(화살표 A)으로 이동시킬 수 있도록 형성된다. 제1현상제 교반부재(30)는 스크류(screw) 또는 오거(auger) 형상으로 형성되어 있어, 제1현상제 교반부재(30)가 회전하면, 현상제가 교반되면서 도 2의 화살표 A와 같이 제1방향으로 이동하게 된다. 제1현상제 교반부재(30)가 회전하면, 현상제를 구성하는 캐리어와 토너가 혼합되어 토너가 캐리어에 부착되게 된다. 제1현상제실(11)의 하류부(11b)는 도 2에 도시된 바와 같이 제2현상제실(12)의 상류부(12a)와 연통되어 있으므로, 제1현상제 교반부재(30)에 의해 이동된 현상제는 제2현상제실(12)로 이동된다.
제2현상제 교반부재(40)는 하우징(10)의 제2현상제실(12)에 길이방향 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 제2현상제실(12)에 있는 현상제를 교반하면서, 제2방향(화살표 B)으로 이동시킬 수 있도록 형성된다. 이때, 현상제가 제1현상제실(11)과 제2현상제실(12)에서 순환할 수 있도록 제2방향은 제1방향과 반대방향으로 할 수 있다. 제2현상제 교반부재(40)는 스크류 또는 오거 형상으로 형성되어 있어, 제2현상제 교반부재(40)가 회전하면, 현상제가 교반되면서 도 2의 화살표 B와 같이 제2방향으로 이동하게 된다. 제2현상제 교반부재(40)가 회전하면, 자성매체(20)로부터 회수된 캐리어, 제2현상제실(12)에 잔류하던 캐리어와 토너가 혼합되게 된다. 제2현상제실(12)에 토너공급장치(60)가 연결된 경우에는, 제2현상제 교반부재(40)에 의해 자성매체(20)로부터 회수된 캐리어, 제2현상제실(12)에 잔류하는 캐리어와 토너, 및 토너공급장치(60)에서 공급된 토너가 혼합되게 된다. 제2현상제실(12)의 하류부(12b)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1현상제실(11)의 상류부(11a)와 연통되어 있으므로, 제2현상제 교반부재(40)에 의해 제2방향으로 이동된 현상제 는 제1현상제실(11)로 이동된다.
제2현상제실(12)의 하류부(12b)와 제1현상제실(11)의 상류부(11a) 사이에는 현상제 이동부재(50)가 설치될 수 있다. 현상제 이동부재(50)는 제1현상제실(11)의 상류부(11a)와 제2현상제실(12)의 하류부(12b)를 연결하도록 형성되며, 제2현상제 교반부재(40)에 의해 하류부(12b)로 이동된 제2현상제실(12)의 현상제를 제1현상제실(11)의 상류부(11a)로 이동시킨다. 현상제 이동부재(50)는 자성을 이용하여 현상제를 이송하도록 형성할 수 있다. 즉, 상기에서 설명한 자성매체(20)와 유사한 구조로 현상제 이동부재(50)를 형성하여 제2현상제실(12)의 현상제를 제1현상제실(11)로 이송시킬 수 있다. 또는 현상제 이동부재(50)는 오거, 스크류, 패들 등과 같은 형상으로 형성할 수 있다. 즉. 현상제 이동부재(50)는 제2현상제실(12)의 현상제를 제1현상제실(11)로 이송시킬 수 있으면, 어떠한 구조로도 형성할 수 있다.
제어부(70)는 제1현상제 교반부재(30), 제2현상제 교반부재(40), 및 현상제 이동부재(50)의 회전을 제어하고, 토너농도센서(61)로부터 신호를 받아 토너공급장치(60)가 하우징(10)으로 토너를 공급하도록 제어한다. 도시하지는 않았지만, 제1현상제 교반부재(30), 제2현상제 교반부재(40), 및 현상제 이동부재(50)는 각각 구동부를 구비하며, 제어부(70)는 이 구동부를 제어하여 제1현상제 교반부재(30), 제2현상제 교반부재(40), 현상제 이동부재(50)의 회전속도, 즉 단위시간당 회전수를 제어할 수 있다. 또한, 제2현상제 교반부재(40)와 현상제 이동부재(50)는 하나의 구동원으로 구동되도록 구성할 수도 있다.
제어부(70)는 도 2에 도시된 바와 같이 현상제가 제1현상제실(11)과 제2현상 제실(12)을 순환할 수 있도록 제1 및 제2현상제 교반부재(30.40), 및 현상제 이동부재(50)를 제어한다. 따라서, 자성매체(20)로부터 제2현상제실(12)로 수거된 캐리어가 제2현상제실(12)에서 제2현상제실(12)에 잔류하던 캐리어 및 토너와 교반된 후, 제1현상제실(11)로 이동되게 된다. 따라서, 현상제 공급장치(1)에 수용된 캐리어가 균일하게 사용될 수 있다.
또한, 제어부(70)는 제1현상제실(11)과 제2현상제실(12)의 현상제 수위(H1,H2)가 기 설정된 현상제의 높이(기준수위(H))보다 낮을 경우, 제1현상제실(11)과 제2현상제실(12)의 현상제 수위(H1,H2)를 다르게 제어한다. 즉, 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)보다 낮아지면, 제2현상제실(12)의 현상제 수위(H2)를 낮추어 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)로 유지되도록 제1현상제 교반부재(30) 및 제2현상제 교반부재(40)를 제어한다. 즉, 제어부(70)는 제1현상제 교반부재(30)의 회전속도와 제2현상제 교반부재(40)의 회전속도를 다르게 제어하여 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로 이동되는 현상제의 량이 제1현상제실(11)에서 제2현상제실(12)로 이동하는 현상제의 량보다 많아지도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1현상제 교반부재(30)는 정상적인 속도로 회전시키고, 제2현상제 교반부재(40)는 제1현상제실(11)의 현상제가 기준수위(H)를 유지할 수 있을 정도로 제2현상제실(12)의 현상제를 제1현상제실(11)로 이동시킬 수 있는 속도로 회전시키는 것이다. 그러면, 제1현상제실(11)의 현상제의 수위(H1)가 기준수위(H)로 상승하며, 제2현상제실(12)의 현상제의 수위(H2)는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)보다 낮게 된다. 따라서, 제어부(70)는 현상제 공급장치(1)의 제1 현상제실(11)과 제2현상제실(12)의 현상제의 수위(H1,H2)를 서로 다르게 제어할 수 있다.
현상제 공급장치(1)가 현상제 이동부재(50)를 포함하는 경우에는 제어부(70)는 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 제어함으로써, 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로 이동되는 현상제의 량을 제어하여 제1현상제실(11)의 현상제의 수위(H1)를 제2현상제실(12)의 수위(H2)와 다르게 할 수 있다. 즉, 제어부(70)가 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 증가시키면, 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로 공급되는 현상제 량이 증가하므로 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 높아지게 된다.
여기서 기준수위(H)는 오거마크라는 화상결함이 발생하지 않는 현상제의 수위를 말하며, 현상제 공급장치(1)가 정상적으로 현상제를 공급하며 화상결함이 발생하지 않도록 기 설정되는 현상제의 높이로서, 일정한 범위로 정해질 수도 있다. 따라서, 오거마크가 발생하는 것을 방지하기 위해서는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래로 낮아지면, 제어부(70)는 제1현상제실(11)의 수위(H1)를 기준수위(H)로 높일 필요가 있다. 제어부(70)는 제1현상제실(11)의 현상제의 수위(H1)가 기준수위(H)보다 아래에 있는지를 판단할 수 있다. 제어부(70)는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)보다 아래에 있는지를 다음과 같은 여러가지 방법으로 판단할 수 있다. 이와 같은 판단방법은 제어부(70)의 메모리에 저장될 수 있다.
첫번째로, 새로운 현상장치(1)가 장착된 후 제어부(70)는 화상형성장치(100, 도 7 참조)로 인쇄한 인쇄매체의 총 인쇄매수 또는 누적된 인쇄 도트수(dot)를 산출하고 이를 기준으로 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)보다 아래에 있는지를 판단할 수 있다. 즉, 총 인쇄매수가 기준인쇄매수 또는 기준인쇄도트수에 도달하면, 제어부(70)는 제1 및 제2현상제 교반부재(30,40), 현상제 이동부재(50) 각각의 회전속도를 제어하여 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로 이동하는 현상제량을 증가시킴으로써 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)가 되도록 한다. 이때, 기준인쇄매수 또는 기준인쇄도트수 및 제1 및 제2현상제 교반부재(30.40), 현상제 이동부재(50)의 회전속도는 실험에 의해 정할 수 있다.
두번째로, 제1현상제실(11)에 현상제의 수위(H1)를 감지할 수 있는 현상제 수위센서(62)를 설치하고, 이를 이용하여 제어부(70)는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)를 판단할 수 있다. 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래로 낮아지면, 제어부(70)는 제1 및 제2현상제 교반부재(30,40), 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 제어하여 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)가 되도록 한다.
세번째로, 제2현상제실(12)에 설치된 토너농도센서(61)와 화상형성장치(100)의 이미지 농도센서(125, 도 7 참조)를 이용하여 제1현상제실(11)의 현상제가 기준수위(H) 아래에 있는지를 판단할 수 있다. 즉, 현상제 공급장치(1)가 화상형성장치(100)에 장착되어 인쇄를 할 때, 제2현상제실(12)의 토너농도센서(61)로 검출한 토너의 농도는 정상이나, 화상형성장치(100)의 이미지 농도센서(125)로 측정한 화 상의 농도가 정상이 아닌 경우에는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래에 있다고 판단할 수 있다. 이때, 이미지 농도센서(125)는 중간전사벨트(141, 도 7 참조)에 형성된 화상의 농도를 측정하도록 설치되거나, 인쇄매체에 형성된 화상의 농도를 측정할 수 있도록 설치될 수 있다.
마지막으로, 제어부(70)는 현상제 공급장치(1)의 수명을 이용하여 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래인가를 판단할 수 있다. 즉, 새로운 현상제 공급장치(1)가 화상형성장치(100)에 장착된 후, 제어부(70)는 현상제 공급장치(1)의 잔존 수명을 카운트하여 잔존 수명이 일정 기준 이하로 낮아지면 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래로 낮아진 것으로 판단한다. 예를 들면, 현상제 공급장치(1)의 수명의 70%가 경과하면, 제어부(70)는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래에 있다고 판단하고, 제1 및 제2현상제 교반부재(30,40), 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 제어하여 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)가 되도록 할 수 있다. 화상형성장치(100)의 잔존 수명과 기준수위(H)와의 관계는 실험에 의해 정할 수 있다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치(1)의 작용에 대해 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
새로운 현상제 공급장치(1)를 화상형성장치(100, 도 7 참조)에 장착하여 사용하면, 도 3에 도시된 바와 같이 현상제 공급장치(1)의 제1 및 제2현상제실(11,12)의 현상제 수위(H1,H2)가 기준수위(H)를 유지한 상태로 현상제가 감광매체(121)로 공급된다.
인쇄작업을 계속하는 동안 토너공급장치(60)가 토너를 계속해서 공급하나, 캐리어의 공급은 이루어지지 않기 때문에, 캐리어 현상에 의해 현상제 공급장치(1)의 캐리어가 소량씩 감소하게 된다. 캐리어가 일정 량 이상 소모되면 현상제 공급장치(1)의 제1 및 제2현상제실(11,12)의 현상제 수위(H1,H2)가 도 4에 도시된 바와 같이 기준수위(H) 아래로 낮아지게 된다.
제1 및 제2현상제실(11,12)의 현상제 수위(H1,H2)가 기준수위(H) 아래로 낮아지면, 제어부(70)는 제1 및 제2현상제 교반부재(30,40), 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 변화시켜, 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로 공급되는 현상제의 량이 증가되도록 하여 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)를 기준수위(H)로 상승시키고, 이 상태가 계속 유지되도록 한다. 그러면, 도 5에 도시된 바와 같이 제2현상제실(12)의 현상제 수위(H2)는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)보다 낮아지게 된다.
이와 같이 본 발명에 의한 현상제 공급장치(1)를 사용하면, 오거마크와 같은 화상결함이 생기는 시기를 늦출 수 있으므로, 종래 기술에 의한 현상제 공급장치보다 사용수명을 늘릴 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치(1')를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 현상제 공급장치(1')는, 하우징(10'), 자성매체(20), 제1현상제 교반부재(30), 제2현상제 교반부재(40), 현상제 이동부재(50'), 및 제어부를 포함한다.
하우징(10')의 내측에는 현상제가 수용되는 제1현상제실(11')과 제2현상제실(12')이 구획되어 있다. 제1현상제실(11')은 자성매체(20)와 인접하도록 형성되며, 제2현상제실(12')은 제1현상제실(11')과 수평으로 나란하게 형성된다. 제1 및 제2현상제실(11,12')에는 각각 제1현상제 교반부재(30)와 제2현상제 교반부재(40)가 설치된다.
본 실시예에 의한 현상제 공급장치(1')는 하우징(10')의 내측에 형성된 제1현상제실(11')과 제2현상제실(12')이 수평으로 배치되어 있다는 점외에는 상술한 실시예예 의한 현상제 공급장치(1)와 동일하다. 따라서, 본 실시예에 의한 현상제 공급장치의 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 현상장치(1)가 장착된 화상형성장치(100)의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치(100)는 케이스(101), 인쇄매체 공급유닛(110), 화상형성유닛(120), 전사롤러(150), 정착유닛(160), 배지유닛(170), 및 주제어부(180)를 포함한다.
케이스(101)는 화상형성장치(100)의 외관을 형성하며, 인쇄매체 공급유닛(110), 화상형성유닛(120), 전사롤러(150), 정착유닛(160), 배지유닛(170)를 지지한다. 주제어부(180)는 케이스(101)의 내부에 설치된다.
인쇄매체 공급유닛(110)은 인쇄매체(P)를 저장하며, 저장된 인쇄매체(P)를 한 장씩 픽업하여 전사롤러(150) 쪽으로 공급한다. 인쇄매체 공급유닛(110)의 선단에는 픽업롤러(111)가 설치된다.
화상형성유닛(120)은 인쇄 데이터에 대응되는 소정의 화상을 형성하는 것으로서, 복수 개의 노광유닛(130), 복수 개의 감광매체(121), 복수 개의 현상장치(1), 중간전사유닛(140)을 포함한다. 본 실시예의 경우에, 화상형성유닛(120)은 풀 칼라 화상을 형성할 수 있도록 노광유닛(130), 감광매체(121), 현상장치(1)를 각각 4개씩 포함한다.
노광유닛(130)은 인쇄 데이터에 대응되는 광을 방출하여 감광매체(121)에 정전잠상을 형성한다.
현상장치(1)는 일정량의 현상제를 저장하며, 감광매체(121)에 형성된 정전잠상을 토너 화상으로 현상한다. 현상장치(1)는 상술한 현상제 공급장치로서, 이성분 현상제를 사용하여 정전잠상을 가시화상으로 현상한다. 현상장치(1)의 구조는 상술하였으므로 상세한 설명은 생략한다. 4개의 현상장치(1)는 각각 옐로우(yellow), 마젠타(magenta), 시안(cyan), 블랙(black)의 현상제를 공급한다.
중간전사유닛(140)은 복수 개의 감광매체(121)에 형성된 각각의 토너 화상이 중첩되어 하나의 칼라 화상을 형성하도록 하는 것으로서, 중간전사벨트(141)와 복수 개의 롤러(142)를 포함한다. 중간전사벨트(141)는 복수 개의 감광매체(121)에 형성된 토너 화상이 순차적으로 전사되어 하나의 풀 칼라 화상을 형성할 수 있도록 형성된다. 복수 개의 롤러(142)는 중간전사벨트(141)가 무한궤도운동을 하도록 지지한다.
전사롤러(150)는 중간전사벨트(141)에 형성된 풀 칼라의 토너 화상이 인쇄매체 공급유닛(110)에서 공급된 인쇄매체(P)로 전사되도록 한다.
정착유닛(160)은 인쇄매체(P)에 전사된 토너 화상을 인쇄매체(P)에 정착하고, 배지유닛(170)은 화상이 정착된 인쇄매체(P)를 화상형성장치(100)의 외부로 배출한다.
주제어부(180)는 인쇄매체 공급유닛(110), 화상형성유닛(120), 전사롤러(150), 정착유닛(160), 및 배지유닛(170)을 제어하여 인쇄를 수행한다. 주제어부(180)가 이와 같은 구성요소들을 제어하여 인쇄를 수행하는 것은 종래의 제어부와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 주제어부(180)는 상술한 현상제 공급장치(1)의 제어부(70)를 포함할 수 있다. 즉, 화상형성장치(100)의 주제어부(180)가 현상제 공급장치(1)의 제어부(70)의 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수 있다. 이 경우, 주제어부(180)는 현상제 공급장치(1)의 제1 및 제2현상제 교반부재(30,40) 및 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 제어하여, 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)를 조절할 수 있다. 즉, 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래로 낮아지면, 주제어부(180)는 제2현상제 교반부재(40) 또는/및 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 증가시켜 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로 공급되는 현상제의 량을 증가시킴으로써, 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)를 기준수위(H)로 높일 수 있다.
이하, 도 1 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치(100)의 작용에 대해 설명한다.
호스트로부터 인쇄명령과 인쇄 데이터를 수신하면, 주제어부(180)는 인쇄매체 공급유닛(110)을 제어하여 인쇄매체(P)를 한 장 픽업하여 화상형성유닛(120)과 전사롤러(150) 사이로 공급한다.
이와 동시에 대전기(123)는 감광매체(121)를 소정 전압으로 대전시키고, 노광유닛(130)은 광을 주사하여 감광매체(121)에 인쇄 데이터에 대응되는 정전잠상을 형성한다.
그러면, 현상장치(1)가 현상제, 즉 토너를 공급하여 감광매체(121)에 형성된 정전잠상을 토너 화상으로 현상한다.
4개의 감광매체(121)에 형성된 토너 화상들은 중간전사벨트(141)로 중첩적으로 전사되어 풀 칼라 화상을 형성한다. 전사롤러(150)에 의해 중간전사벨트(141)에 형성된 칼라 화상이 중간전사벨트(141)와 전사롤러(150) 사이로 인입된 인쇄매체(P)로 전사된다.
인쇄매체(P)에 전사된 토너 화상은 인쇄매체(P)가 정착유닛(160)을 통과하는 동안 정착유닛(160)의 열과 압력에 의해 인쇄매체(P)에 정착된다. 화상이 정착된 인쇄매체(P)는 배지유닛(170)에 의해 케이스(101)의 외부로 배출된다.
주제어부(180)가 상기와 같이 인쇄매체 공급유닛(110), 화상형성유닛(120), 배지유닛(170)을 제어하여 인쇄를 계속하는 동안, 현상제 공급장치(1)의 제어부(70), 또는 주제어부(180)는 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래로 내려 가는지를 감시한다. 이때, 제어부(70)는 인쇄된 인쇄매체(P)의 매수, 누적 인쇄도트수, 현상제 수위센서(62), 토너농도센서(61), 이미지 농도센서(125) 등을 이용하여 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H)의 아래로 내려갔는지를 판단할 수 있다.
제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 기준수위(H) 아래로 내려가면, 제어부(70)는 제1현상제 교반부재(30), 제2현상제 교반부재(40), 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 제어하여 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)를 기준수위(H)로 상승시킨다. 그러면, 화상형성장치(100)는 오거마크와 같은 화상결함을 발생시키지 않고 인쇄를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 현상제 공급장치(1)를 사용하는 화상형성장치(100)는 고농도의 화상을 인쇄할 수 있다. 고농도의 화상을 형성하고자 하는 경우에는 현상제 공급장치(1)의 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)를 기준수위(H) 이상으로 높이는 것이다. 즉, 제어부(70)가 현상제 이동부재(50)의 회전속도, 즉 단위시간당 회전수를 증가시키면, 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로의 현상제 공급량이 증가된다. 그러면, 제1현상제실(11)의 현상제 수위(H1)가 높아지게 되어, 자성매체(20) 상의 현상제 밀도도 증가하게 된다. 따라서, 감광매체(121)에 고농도의 화상이 형성되게 된다. 원하는 고농도의 화상이 형성되었는지 여부는 중간전사벨트(141) 위에 설치된 이미지 농도센서(125)를 이용하여 판단할 수 있다. 화상의 농도가 높은 경우에는 현상제 이동부재(50)의 회전속도를 줄인다. 현상제 이동부재(50)의 회전속도가 감소되면, 제2현상제실(12)에서 제1현상제실(11)로의 현상제 공급량이 감소되므로 자성매체(20) 상의 현상제 밀도도 감소한다. 자성매체(20) 상의 현상제 밀도가 감소하면, 감광매체(121)에 형성되는 화상의 농도가 감소하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 후술하는 청구범위 에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 행할 수 있는 단순한 구성요소의 치환, 부가, 삭제, 변경은 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 속하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치를 개략적으로 나타낸 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치에서 현상제의 이동을 나타낸 개념도;
도 3은 도 1의 화상형성장치용 현상제 공급장치에 현상제가 기준수위 이상으로 있는 상태를 나타낸 단면도;
도 4는 도 1의 화상형성장치용 현상제 공급장치에 현상제가 기준수위 아래에 있는 상태를 나타낸 단면도;
도 5는 도 4의 현상제 공급장치에서 제1현상제실의 현상제 수위를 기준수위로 맞춘 상태를 나타낸 단면도;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 화상형성장치용 현상제 공급장치를 개략적으로 나타낸 단면도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 현상제 공급장치를 구비한 화상형성장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 기호의 설명*
1; 현상제 공급장치(현상장치) 10; 하우징
11; 제1현상제실 12; 제2현상제실
20; 자성매체 21; 고정자석 조립체
22; 회전 슬리브 30; 제1현상제 교반부재
40; 제2현상제 교반부재 50; 현상제 이동부재
60; 토너공급장치 61; 토너농도센서
62; 현상제 수위센서 70; 제어부
100; 화상형성장치 101; 케이스
110; 인쇄매체 공급유닛 120; 화상형성유닛
121; 감광매체 125; 이미지 농도센서
130; 노광유닛 140; 중간전사유닛
141; 중간전사벨트 142; 롤러
150; 전사롤러 160; 정착유닛
170; 배지유닛 180; 주제어부

Claims (13)

  1. 현상제를 수용하며, 제1현상제실과 제2현상제실로 구획된 하우징;
    상기 하우징의 제1현상제실과 인접하여 회전 가능하게 설치되는 자성매체;
    상기 하우징의 제1현상제실에 설치되며, 상기 현상제를 교반하며 제1방향으로 이동시키는 제1현상제 교반부재;
    상기 하우징의 제2현상제실에 설치되며, 상기 현상제를 교반하며 제2방향으로 이동시키는 제2현상제 교반부재; 및
    상기 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위가 기 설정된 높이보다 낮을 경우, 상기 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위를 다르게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1현상제실의 상류부와 상기 제2현상제실의 하류부를 연결하도록 설치되며, 상기 제2현상제실의 상기 현상제를 상기 제1현상제실로 이동시키는 현상제 이동부재를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 현상제 이동부재를 제어하여 상기 제1현상제실과 제2현상제실의 현상제 수위를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 현상제 이동부재는 자성을 이용하여 현상제를 이송하도록 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 현상제 이동부재는 오거 또는 패들로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 현상제 이동부재의 단위시간당 회전수를 변경하여 현상제의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1현상제실에는 현상제 수위센서가 설치되며,
    상기 제어부는 상기 현상제 수위센서를 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2현상제실에는 토너농도센서가 설치되며,
    상기 제어부는 상기 토너농도센서를 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 현상제 공급장치가 화상형성장치에 장착된 경우,
    상기 화상형성장치의 이미지 농도센서로부터 받은 이미지 농도를 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 현상제 공급장치의 수명을 이용하여 상기 제1현상제실의 현상제 수위가 설정된 높이보다 낮은가를 판단하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1현상제실은 상기 제2현상제실과 수직하게 배치된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2현상제실은 상기 자성매체로부터 현상제를 회수할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1현상제실과 제2현상제실은 수평으로 배치된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 현상제 공급장치.
  13. 감광매체;
    상기 감광매체로 현상제를 공급하여 토너 화상을 형성하는 것으로서, 상기 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 현상제 공급장치;
    상기 감광매체에 형성된 토너화상을 인쇄매체로 전사시키는 전사롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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