KR20190006726A - 현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치 - Google Patents

현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

개시된 현상기는, 현상실에 설치되며 개구부를 통하여 부분적으로 현상실의 외부로 노출된 현상롤러와, 개구부의 현상롤러의 회전방향의 상류측 가장자리와 현상롤러의 외주 사이에 형성되어 현상실로의 공기의 유입 통로가 되는 공기 유입구와, 개구부의 상류측 가장자리 부근에 형성되고 현상실과 연통되어 현상실 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구를 포함한다. 공기 배출구는 현상롤러의 길이 방향으로 유효화상영역의 외측에 위치된다.

Description

현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치{developing device and electrophotographic image forming apparatus using the same}
현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것이다.
전자사진방식을 이용하는 화상형성장치는, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너화상을 형성하고, 이 토너화상을 기록매체로 전사한 후, 전사된 토너화상을 기록매체에 정착시켜 기록 매체에 화상을 인쇄한다. 현상기는 토너를 수용하며, 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너화상을 형성한다.
현상기는 현상실과, 현상실에 수용된 토너를 감광체로 공급하는 현상롤러를 구비한다. 현상롤러가 회전됨에 따라 공기가 현상실 내부로 유입되어 현상실의 압력이 높아진다. 현상실 내부 압력이 포화되면, 공기가 공기 유입구로 역류하여, 공기 유입구를 통하여 공기가 외부로 배출될 수 있다. 이때, 현상실 내부의 토너도 공기에 실려서 배출되어 현상기 외부로의 토너 비산이 발생될 수 있다. 비산된 토너는 감광체를 오염시켜 인쇄화상 품질을 저하시킬 수 있다. 또한, 비산된 토너는 화상형성장치 내부를 오염시킬 수 있다.
현상기 내부의 기압 상승을 억제하여 토너 비산을 방지할 수 있는 현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치를 제공한다.
일 측면에 따른 현상기는, 개구부를 구비하는 현상실; 상기 현상실에 설치되며, 상기 개구부를 통하여 부분적으로 상기 현상실의 외부로 노출된 현상롤러; 상기 개구부의 상기 현상롤러의 회전방향의 상류측 가장자리와 상기 현상롤러의 외주 사이에 형성되며, 상기 현상실로의 공기의 유입 통로가 되는 공기 유입구; 상기 개구부의 상기 상류측 가장자리 부근에 형성되고 상기 현상실과 연통되어 상기 현상실 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구;를 포함하며, 상기 공기 배출구는 상기 현상롤러의 길이 방향으로 유효화상영역의 외측에 위치된다.
일 측면에 따른 전자사진방식 화상형성장치는, 감광체에 형성된 정전잠상에 현상제를 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하는 전술한 현상기; 상기 토너 화상을 기록 매체에 전사시키는 전사기; 상기 토너 화상을 상기 기록 매체에 정착시키는 정착기;를 포함한다.
상술한 현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치의 실시예들에 따르면, 현상기 내부의 기압 상승에 의한 토너 비산을 방지할 수 있다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 현상기의 일 실시예에서 현상 롤러가 설치된 좌측부의 측면도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B' 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 연통구의 형태의 예들을 보여준다.
도 6은 배출 통로의 일 예를 보여준다.
도 7은 배출 통로에 밸브가 설치된 현상기의 일 실시예의 단면도이다.
도 8은 공기 배출구에 밸브가 설치된 현상기의 일 실시예의 단면도이다.
도 9는 인쇄속도에 따른 현상제 비산 수준을 확인한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 10은 인쇄속도에 따른 현상실 내의 현상제 량을 확인한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 11a 내지 11c는 공기 배출구의 설치 위치의 예들을 보여주는 모식도들이다.
도 12는 현상기의 일 실시예의 단면도이다
이하에 첨부 도면을 참조하면서 현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 본 실시예의 화상형성장치는 전자사진방식에 의하여 칼라화상을 인쇄한다. 본 실시예의 화상형성장치는 칼라 화상형성장치이다. 도 1을 참조하면, 화상형성장치는, 복수의 현상기(10), 노광기(50), 전사기, 정착기(80)를 구비한다.
화상형성장치는 현상제가 수용된 복수의 현상제 카트리지(20)를 더 구비할 수 있다. 복수의 현상제 카트리지(20)는 복수의 현상기(10)와 각각 연결되며, 복수의 현상제 카트리지(20)에 수용된 현상제는 복수의 현상기(10)로 각각 공급된다. 복수의 현상제 카트리지(20)와 복수의 현상기(10)는 본체(1)에 착탈가능하며, 개별적으로 교체될 수 있다.
복수의 현상기(10)는 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너 화상을 형성하기 위한 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 현상제 카트리지(20)는 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)로 공급하기 위한 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 현상제가 각각 수용된 복수의 현상제 수용부(20C)(20M)(20Y)(20K)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 상술한 색상 이외에도 라이트 마젠타(light magenta), 백색(white) 등의 다양한 색상의 현상제를 수용하고 현상하기 위한 현상제 카트리지(20) 및 현상기(10)를 더 구비할 수 있다. 이하에서는 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)와 복수의 현상제 카트리지(20C)(20M)(20Y)(20K)를 구비하는 화상형성장치에 대하여 설명하며, 특별히 다른 언급이 없는 한 참조부호에 C, M, Y, K가 붙은 경우에는 각각 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 현상제를 현상하기 위한 구성요소를 지칭하는 것이다.
현상기(10)는 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광드럼(14)과, 현상제를 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상으로 현상시키는 현상롤러(13)를 포함할 수 있다. 감광드럼(21)은 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 도전성 금속 파이프와 그 외주에 형성되는 감광층을 포함할 수 있다. 대전롤러(15)는 감광드럼(14)이 균일한 표면전위를 갖도록 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(15) 대신에 대전 브러쉬, 코로나 대전기 등이 채용될 수도 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 현상기(10)는 대전롤러(15)에 부착된 현상제나 먼지 등의 이물질을 제거하는 대전롤러클리너, 후술하는 중간전사과정 후에 감광드럼(14) 표면에 잔류되는 현상제를 제거하는 클리닝 부재(17), 감광드럼(14)와 현상롤러(13)가 대면된 현상영역으로 공급되는 현상제의 양을 규제하는 규제 부재 등을 더 구비할 수 있다. 폐현상제는 폐현상제 수용부(17a)에 수용된다. 클리닝 부재(17)는 예를 들어 감광드럼(14)의 표면에 접촉되어 현상제를 긁어내는 클리닝 블레이드일 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 클리닝 부재(17)는 회전되면서 감광드럼(14)의 표면에 접촉되어 현상제를 긁어내는 클리닝 브러쉬일 수도 있다.
일성분 현상방식을 채용하는 경우에, 현상제 카트리지(20)에 수용되는 현상제는 토너일 수 있다. 현상롤러(13)는 감광드럼(14)와 접촉되어 회전될 수 있으며, 감광드럼(14)로부터 수십 내지 수백 미크론 이격되게 위치되어 회전될 수 있다.
이성분 현상방식을 채용하는 경우에, 현상제 카트리지(20)에는 수용되는 현상제는 토너일 수 있다. 현상 방식으로서 트리클 방식이 채용되는 경우, 현상제 카트리지(20)에는 수용되는 현상제는 캐리어와 토너일 수도 있다. 이하에서는 이성분 현상방식이 채용된 현상기(10)를 설명한다.
현상제 카트리지(20)에 수용된 현상제는 현상기(10)로 공급된다. 현상롤러(13)는 감광드럼(14)로부터 이격되게 위치된다. 현상롤러(13)의 외주면과 감광드럼(14)의 외주면과의 간격은 예를 들어, 수십 내지 수백 미크론 정도일 수 있다. 현상롤러(13)는 자기롤러일 수 있다. 또한, 현상롤러(13)는 회전되는 현상 슬리브 내에 마그넷이 배치된 형태일 수도 있다. 현상기(10) 내에서 토너가 캐리어와 혼합되며, 토너는 자성 캐리어의 표면에 부착된다. 자성 캐리어는 현상롤러(13)의 표면에 부착되어 감광드럼(14)와 현상롤러(13)가 대면된 현상영역으로 운반된다. 도시되지 않은 규제부재는 현상영역으로 운반되는 현상제의 양을 규제한다. 현상롤러(13)와 감광드럼(14) 사이에 인가되는 현상 바이어스 전압에 의하여 토너만이 감광드럼(14)로 공급되어 감광드럼(14)의 표면에 형성된 정전잠상을 가시적인 토너화상으로 현상시킨다.
트리클 현상방식이 채용되는 경우, 현상기(10) 내의 현상제 량을 일정하게 유지하기 위하여, 잉여 캐리어는 트리클 배출구(도 2: 193)를 통하여 토너와 함께 현상기(10)의 외부로 배출될 수 있다.
노광기(50)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광드럼(14)에 조사하여 감광드럼(14)에 정전잠상을 형성하는 것으로서, 대표적인 예로서는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)나 LED(light emitting diode)를 광원으로 사용하는 LED노광기 등이 있다.
전사기는 감광드럼(14)에 형성된 토너 화상을 기록 매체(P)에 전사시킨다. 본 실시예에서는 중간전사방식 전사기가 채용된다. 일 예로서, 전사기는 중간전사벨트(60), 중간전사롤러(61)와, 전사롤러(70)를 포함할 수 있다.
중간전사벨트(60)는 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)의 감광드럼(14) 상에 현상된 토너화상을 일시적으로 수용한다. 중간전사벨트(60)를 사이에 두고 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)의 감광드럼(14)과 대면되는 위치에 복수의 중간전사롤러(61)가 배치된다. 복수의 중간전사롤러(61)에는 감광드럼(14) 상에 현상된 토너 화상을 중간전사벨트(60)로 중간전사시키기 위한 중간전사바이어스가 인가된다. 중간전사롤러(61) 대신에 코로나 전사기나 핀 스코로트론(pin scorotron)방식의 전사기가 채용될 수도 있다.
전사롤러(70)는 중간전사벨트(60)와 대면되게 위치된다. 전사롤러(70)에는 중간전사벨트(60)에 전사된 토너화상을 기록매체(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스가 인가된다.
참조부호 75는 토너 화상이 기록매체(P)로 전사된 후에 중간전사벨트(60)의 표면에 잔류되는 현상제를 제거하는 클리닝 부재이다. 클리닝 부재(75)는 예를 들어 중간전사벨트(60)의 표면에 접촉되어 현상제를 긁어내는 클리닝 블레이드일 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 클리닝 부재(75)는 회전되면서 중간전사벨트(60)의 표면에 접촉되어 현상제를 긁어내는 클리닝 브러쉬일 수도 있다.
정착기(80)는 기록매체(P)로 전사된 토너화상에 열 및/또는 압력을 가하여 기록매체(P)에 정착시킨다. 정착기(80)의 형태는 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다.
상기한 구성에 의하여, 노광기(50)는 각 색상의 화상정보에 대등하여 변조된 복수의 광을 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)의 감광드럼(14)에 주사하여 감광드럼(14)에 정전잠상을 형성시킨다. 복수의 현상제 카트리지(20C)(20M)(20Y)(20K)로부터 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)로 공급된 C, M, Y, K 현상제에 의하여 복수의 현상기(10C)(10M)(10Y)(10K)의 감광드럼(14)의 정전잠상이 가시적인 토너화상으로 현상된다. 현상된 토너화상들은 중간전사벨트(60)로 순차로 중간전사된다. 급지수단(90)에 적재된 기록매체(P)는 급지경로(91)를 따라 이송되어 전사롤러(70)와 중간전사벨트(60) 사이로 이송된다. 전사롤러(70)에 인가되는 전사 바이어스 전압에 의하여 중간전사벨트(60) 위에 중간전사된 토너화상은 기록매체(P)로 전사된다. 기록매체(P)가 정착기(80)를 통과하면, 토너화상은 열과 압력에 의하여 기록매체(P)에 고착된다. 정착이 완료된 기록매체(P)는 배출롤러(92)에 의하여 배출된다,
현상제 카트리지(20)에 수용된 현상제는 현상기(10)로 공급된다. 현상제 카트리지(20)의 내부에 수용된 현상제가 모두 소모되면, 현상제 카트리지(20)는 새로운 현상제 카트리지(20)로 교체될 수 있으며, 새로운 현상제가 현상제 카트리지(20)에 충전될 수도 있다.
화상형성장치는 현상제 공급유닛(30)을 더 구비할 수 있다. 현상제 공급유닛(30)은 현상제 카트리지(20)로부터 현상제를 받아서 현상기(10)로 공급한다. 현상제 공급유닛(30)은 공급 관로(40)에 의하여 현상기(10)와 연결된다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 현상제 공급유닛(30)이 생략되고, 공급 관로(40)는 현상제 카트리지(20)와 현상기(10)를 직접 연결할 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 현상기(10)의 일 실시예에서 현상 롤러(13)가 설치된 좌측부의 측면도이다. 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다. 도 4는 도 2의 B-B' 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 현상기(10)는 현상 케이싱(100)과, 현상 케이싱(100)에 회전될 수 있게 지지되는 현상롤러(13)를 구비한다. 현상 케이싱(100)에는 현상제가 수용된다. 전술한 바와 같이 현상제는 현상제 카트리지(20)로부터 공급될 수 있다.
현상 케이싱(100) 내에는 현상실(210)이 마련될 수 있다. 현상실(210)에는 감광드럼(14)을 향하여 개구된 개구부(211)가 마련된다. 현상실(210)에는 현상롤러(13)가 설치된다. 현상롤러(13)는 개구부(211)를 통하여 부분적으로 현상실(210) 외부로 노출되며, 현상 롤러(13)의 노출된 부분은 감광드럼(14)과 대향된다. 현상롤러(13)는 현상실(210)에 수용된 토너를 개구부(211)를 통하여 감광드럼(14)에 형성된 정전잠상에 공급하여 정전잠상을 토너 화상으로 현상시킨다.
이성분 현상제를 사용하는 본 실시예의 현상기(10)는 교반실(220)을 더 구비할 수 있다. 교반실(220)은 격벽(230)에 의하여 현상실(210)과 구분된다. 현상실(210)과 교반실(220)에는 각각 제1, 제2교반부재(241)(242)가 마련될 수 있다. 제1, 제2교반부재(241)(242)는 각각 현상실(210)과 교반실(220) 내부의 현상제를 현상롤러(13)의 길이방향으로 운반하면서 토너와 캐리어를 교반시킨다. 제1, 제2교반부재(241)(242)는 예를 들어 오거(auger)일 수 있다. 제1, 제2교반부재(241)(242)는 현상제를 서로 반대 방향으로 운반한다. 예를 들어, 제1, 제2교반부재(241)(242)는 각각 현상제를 제1, 제2방향으로 운반한다. 격벽(230)의 길이방향의 양단부에는 개구부(미도시)가 각각 마련되어, 현상실(210)과 교반실(220)을 연통시킨다. 따라서, 제1교반부재(241)에 의하여 현상실(210) 내의 현상제는 제1방향으로 운반된다. 격벽(230)의 제1방향의 단부에 마련된 제1개구부(미도시)를 통하여 현상제는 교반실(220)로 운반된다. 제2교반부재(242)에 의하여 교반실(220) 내의 현상제는 제2방향으로 운반된다. 격벽(230)의 제2방향의 단부에 마련된 제2개구부(미도시)를 통하여 현상제는 현상실(210)로 운반된다. 이와 같은 구성에 의하여, 현상제는 현상실(210)-제1개구부-교반실(220)-제2개구부-현상실(210)에 의하여 형성되는 순환 경로를 따라 순환된다. 현상실(210) 내에서 제1방향으로 운반되는 현상제 중 일부는 현상롤러(13)에 부착되어 감광드럼(14)으로 공급된다.
개구부(211)의 현상롤러(13)의 회전방향을 기준으로 하여 상류측 가장자리(212)와 현상롤러(13)의 외주 사이에 공기 유입구(120)가 형성된다. 개구부(211)의 현상롤러(13)의 회전방향을 기준으로 하여 하류측 가장자리에는 규제부재(16)가 설치되므로, 현상실(210)은 공기 유입구(120)를 통하여 외부와 연통된다. 현상롤러(13)가 회전되면, 현상기(10)의 외부로부터 공기 유입구(120)를 통하여 현상실(210)로 공기가 유입된다.
화상형성장치의 인쇄속도가 빨라질수록 현상롤러(13)의 회전속도가 빨라지며, 공기의 유입 속도 및 양 또한 빨라지고 많아진다. 따라서, 현상실(210) 내부의 기압이 올라간다. 현상실(210) 내부의 기압이 포화가 되면, 공기가 공기 유입구(120)를 통하여 외부로 배출되며, 이때 현상제가 공기와 함께 외부로 배출되어, 감광드럼(14)을 오염시킬 수 있으며, 화상형성장치 내부를 오염시킬 수 있다.
본 실시예의 현상기(10)는 현상실(210) 내부의 기압이 과도하게 상승하지 않도록 현상실(210)와 연통된 공기 배출구(130)를 구비한다. 공기 배출구(130)는 개구부(211)의 가장자리(212) 부근에 형성될 수 있다. 공기 배출구(130)는 개구부(211)보다 중력 방향을 기준으로 하여 위쪽에 위치될 수 있다. 예를 들어, 공기 배출구(130)는 개구부(211)의 가장자리(212)보다 중력 방향을 기준으로 하여 위쪽에 위치될 수 있다.
공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기에는 현상제가 포함될 수 있으므로, 공기 배출구(130)는 현상롤러(13)의 길이방향으로, 유효화상영역(E)의 외측에 설치될 수 있다. 유효화상영역(E)의 길이는 사용 가능한 최대 크기의 기록매체(P)의 폭을 감안하여 결정된다. 일반적으로 유효화상영역(E)의 길이는 사용 가능한 최대 크기의 기록매체(P)의 폭보다 약간 크다. 이에 의하여, 배출되는 공기에 포함된 현상제에 의하여 인쇄화상이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 공기 배출구(130)는 유효화상영역(E)의 일측에만 설치될 수도 있으며, 양측에 설치될 수도 있다. 공기 배출구(130)는 유효화상영역(E)의 일측 또는 양측 각각에 다수개 설치될 수도 있다. 공기 배출구(130)의 갯수와 설치위치는 현상실(210)의 내부 압력이 적정수준으로 유지될 수 있도록 적절히 결정될 수 있다.
현상롤러(13)의 길이방향으로 공기 배출구(130)와 공기 유입구(120)가 서로 중첩되면, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기와, 공기 유입구(120)를 향하는 공기가 서로 만나서 와류가 발생될 수 있다. 그러면, 와류는 토너 비산을 악화시킬 수 있다. 이러한 점을 감안하여, 공기 배출구(130)는 현상롤러(13)의 길이방향으로 공기 유입구(120)가 서로 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
현상실(210)에는 연통구(140)가 마련된다. 연통구(140)는 배출 통로(150)에 의하여 공기 배출구(130)와 연결된다. 연통구(140)는 현상실(210)의 개구부(211)의 반대쪽 벽(213)에 형성될 수 있다. 연통구(140)의 형태를 특별히 제한되지 않는다. 도 5a 내지 도 5d는 연통구(140)의 형태의 예들을 보여준다. 연통구(140)는 도 5a에 도시된 바와 같이 현상롤러(13)의 길이방향으로 연장된 형태일 수 있다. 연통구(140)는 도 5b와 도 5d에 도시된 바와 같이, 현상실(210)의 중앙부에 하나 또는 다수개 형성될 수 있다. 연통구(140)는 도 5c에 도시된 바와 같이 현상롤러(13)의 길이방향으로 양측부에 형성될 수 있다. 도 5a 내지 도 5d에 도시된 연통구(140)의 형태는 일 예이며, 연통구(140)의 형태, 갯수, 위치는 현상실(210) 내부의 기압을 적정 수준으로 유지할 수 있도록 적절히 결정될 수 있다.
배출 통로(150)는 연통구(140)와 공기 배출구(130)를 연결하는 다양한 형태를 가질 수 있다. 배출 통로(150)는 예를 들어, 현상실(210)의 벽(213)과 현상 케이싱(110)의 외벽(115) 사이에 형성될 수 있다.
배출 통로(150)는 현상실(210)로부터 배출되는 공기의 압력을 낮추기 위한 적절한 형태를 가질 수도 있다. 도 6은 도 2의 A-A' 단면도에 대응되는 도면으로서, 배출 통로(150)의 일 예를 보여준다. 도 6을 참조하면, 배출 통로(150)는, 현상롤러(13)의 회전축에 직교하는 평면에서, 배출되는 공기의 진행 방향을 반대 방향으로 적어도 1회 전환시킬 수 있는 구조를 가진다. 예를 들어, 배출 통로(150)는 적어도 하나의 "U"자형 통로(155)를 구비할 수 있다. 배출 통로(150)는 연통구(140)로부터 연장된 제1통로(151)와, "U"자형 통로(155)에 의하여 제1통로(151)와 연결되고 제1통로(151)와 반대방향으로 연장된 제2통로(152)를 구비할 수 있다. 제1통로(151)와 제2통로(152)는 내부벽(153)에 의하여 서로 구분될 수 있다. 제1통로(151)는 벽(213)과 내부벽(153) 사이의 공간이며, 제2통로(152)는 내부벽(153)과 외부벽(115) 사이의 공간이다.
이와 같은 구성에 의하면, 배출 통로(150)를 따라 배출되는 동안에 공기의 압력을 낮추어, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기의 속도를 낮출 수 있다. 따라서, 공기를 따라 배출되는 현상제의 양을 줄일 수 있다. 또한, 공기를 따라 배출되는 현상제를 내부벽(153)와 "U"자형 통로(155)를 이용하여 걸러낼 수 있으므로, 공기를 따라 배출되는 현상제의 양을 줄일 수 있다. 내부벽(153)을 복수개 배치함으로써 다수의 "U"자형 통로(155)를 형성할 수도 있다. 배출 통로(150)의 단면 형상과, 내부벽(153)의 형태, 크기, 갯수는 배출되는 공기의 압력과 속도를 낮추고 현상제 배출량을 줄일 수 있도록 적절히 결정될 수 있다.
현상실(210)의 내부 압력은 적절히 유지될 필요가 있다. 예를 들어, 현상실(210)의 내부 압력이 일정 수준 이상일 때에 공기가 배출되도록 할 수 있다. 이를 위하여, 현상기(10)는 배출 통로(150)를 개폐하는 하나 이상의 밸브를 구비할 수 있다. 밸브는 현상실(210) 내부의 공기 압력에 따라서 배출 통로(150)를 선택적으로 개폐한다. 예를 들어, 밸브는 현상실(210)의 내부 압력이 일정 수준 미만일 때에 배출 통로(150)를 닫으며, 현상실(210)의 내부 압력이 일정 수준 이상일 때에 배출 통로(150)를 개방할 수 있다. 밸브는 예를 들어, 배출 통로(150)를 탄력적으로 막으며, 현상실(210) 내부의 압력의 크기에 따라 배출되는 공기에 밀려서 탄력적으로 휘어서 배출 통로(150)를 개방하는 탄성 필름에 의하여 구현될 수 있다.
도 7은 배출 통로(150)에 밸브가 설치된 현상기(10)의 일 실시예의 단면도이다. 도 8은 공기 배출구(130)에 밸브가 설치된 현상기(10)의 일 실시예의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 연통구(140)에 밸브(161)가 설치된다. 밸브(161)는 예를 들어, 탄성 필름일 수 있다. 탄성 필름은 연통구(140)를 막는다. 현상실(210) 내부의 공기 압력이 일정 수준 이상이 되면, 탄성 필름이 탄력적으로 휘어지면서 연통구(140)를 개방한다. 탄성 필름의 휨량은 공기 압력에 의존되므로, 공기 압력이 높을수록 많이 휘어져서 연통구(140)의 개방량이 커진다. 현상실(210) 내부의 공기 압력이 일정 수준 미만이 되면, 탄성 필름은 탄성에 의하여 원래 위치로 복원되면서 연통구(140)를 막는다. 이와 같은 구성에 의하여, 현상실(210)의 내부 압력이 일정 수준으로 유지될 수 있다. 또한, 현상실(210)의 내부 압력이 일정 수준 이상일 때에만 공기가 배출되므로, 배출 통로(150)가 항상 개방된 경우에 비하여 현상제의 배출량을 줄일 수 있다. 따라서, 화상형성장치 내부의 오염이나 이로 인한 인쇄 품질 문제가 더 효과적으로 해결될 수 있다. 또한, 현상실(210)로부터 공기와 함께 배출되는 현상제가 탄성 필름에 의하여 차단되므로, 현상제 배출량을 줄일 수 있다.
밸브의 설치위치는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 "U"자형 통로(155)에 밸브(162)가 설치될 수도 있다. 밸브(162)는 전술한 바와 같이 탄성필름일 수 있다. 또한, 필요에 따라서 배출 통로(150)에는 둘 이상의 밸브가 설치될 수도 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 연통구(140)와 "U"자형 통로(155)에 각각 밸브가 설치될 수도 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 공기 배출구(130)에 밸브(163)가 설치될 수 있다. 밸브(163)는 전술한 바와 같이 탄성필름일 수 있다.
전술한 바와 같이, 공기 배출구(130)를 설치함으로써 현상실(210) 내부의 압력을 낮추거나 일정 수준 미만으로 유지할 수 있어, 현상제 비산량을 줄일 수 있으며, 화상형성장치 내부 및 외부의 오염을 줄이거나 방지할 수 있다. 특히 현상롤러(13)와 감광드럼(14)의 회전속도가 빠를수록 현상실(210) 내부로 유입되는 공기의 양이 증가하여 현상실(210)의 내부 압력이 급격히 상승되어 현상제 비산량이 증가될 수 있다. 본 실시예의 현상기(10)에 따르면, 공기를 외부로 효율적으로 배출할 수 있어 현상실(210)의 내부 압력 증가를 효과적으로 방지하여, 현상제 비산량을 줄일 수 있다. 또한, 공기 배출구(130)가 유효화상영역(E)의 외측에 위치되기 때문에 화상 오염을 줄이거나 방지할 수 있다.
도 9는 인쇄속도에 따른 현상제 비산 수준을 확인한 결과를 보여주는 그래프이다. 인쇄 속도를 변경하면서 현상실(210)의 외부로 비산되는 현상제의 비산 수준을 목시로 관찰하였다. 비산 수준을 0~12로 구분하였으며, 수준 "0"이 비산이 가장 심한 상태를 나타내며, 수준 "12"가 비산이 가장 적은 상태를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 공기 배출구(130)가 없는 경우에는 인쇄속도가 증가될수록 현상제 비산이 심해지지만, 공기 배출구(130)가 있는 본 실시예의 현상기(10)에 따르면 인쇄 속도가 증가하여도 비산 수준이 거의 "9" 이상으로 양호한 상태가 유지된다.
현상제 카트리지(20)로부터 일정량의 토너와 캐리어를 공급받고, 잉여 현상제를 트리클 배출구(193)를 통하여 배출하여 현상실(210) 내부의 현상제 량을 일정하게 유지시키는 트리클(trickle)방식이 채용된 현상기(10)에도 공기 배출구(130)가 적용될 수 있다. 현상기(10)는 현상실(210)과 교반실(220)로부터 현상롤러(13)의 길이방향으로 각각 연장되어 현상 케이스(110)로부터 돌출된 제1, 제2연장부(도 2: 191, 192)를 구비할 수 있다. 트리클 배출구(193)는 제1연장부(191) 또는 제2연장부(192)에 설치될 수 있다. 제1, 제2연장부(191)(192) 중 트리클 배출구(193)가 설치되는 않은 쪽에는 현상제 카트리지(20)로부터 현상제가 유입되는 현상제 유입구(194)가 마련될 수 있다.
트리클 방식 현상기에서는, 현상실(210) 내부 압력이 과도하게 커지면 트리클 배출구(193)를 통하여 과도한 현상제가 배출되어 현상실(210) 내부의 현상제 량이 적정 수준 이하가 되어 화상 농도가 저하될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 공기 배출구(130)에 의하여 현상실(210) 내부의 압력이 적정 수준으로 유지되기 때문에, 트리클 배출구(193)로 배출되는 잉여 현상제의 양이 안정화될 수 있다. 따라서, 현상실(210) 내부의 현상제 량이 적정 수준으로 유지되어, 인쇄 속도가 증가되더라도 화상의 품질이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 10은 인쇄속도에 따른 현상실(210) 내의 현상제 량을 확인한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 10은 트리클 방식의 현상기에서 인쇄 속도를 변경하면서, 현상실(210) 내부의 현상제 량이 안정화된 시점에 현상실(210) 내부의 현상제 량을 측정한 결과이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 공기 배출구(130)가 없는 경우에는 인쇄속도가 증가될수록 현상실(210) 내의 현상제 량이 줄어들지만, 공기 배출구(130)가 있는 본 실시예의 현상기(10)에 따르면 인쇄 속도가 증가하여도 현상실(210) 내의 현상제 량이 적정 수준으로 거의 일정하게 유지된다.
이하에서, 공기 배출구(130)가 대향되는 대향 부재의 표면을 클리닝하는 클리닝 부재의 유효 클리닝 영역과 공기 배출구(130)의 설치 위치와의 관계를 설명한다. 유효 클리닝 영역은 예를 들어, 대향 부재와 클리닝 부재와의 접촉 영역을 의미할 수 있다.
일 예로서, 대향 부재는 감광드럼(14)일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 공기 배출구(130)가 감광드럼(14)을 향할 수 있다. 즉, 공기 배출구(130)를 통하여 배출되는 공기가 감광드럼(14)의 표면으로 향할 수 있다. 공기에 포함된 현상제가 감광드럼(14)의 표면에 부착될 수 있다.
도 11a는 공기 배출구(130)의 설치 위치의 일 예를 보여주는 모식도이다. 도 11a를 참조하면, 감광드럼(14)의 표면에 부착된 현상제가 클리닝 부재(17)에 의하여 제거될 수 있도록, 공기 배출구(130)는 현상롤러(13)의 길이방향을 기준으로 하여 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2)의 내측에 위치될 수 있다. 즉, 공기 배출구(130)는 유효화상영역(E)의 외측이자, 유효 클리닝 영역(E2)의 내측에 위치될 수 있다. 물론, 공기 배출구(130)는 공기 유입구(120)와 중첩되지 않는 위치에 위치된다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기에 실려 배출된 현상제가 감광드럼(14)의 표면에 부착되더라도 클리닝 부재(17)에 의하여 클리닝될 수 있으므로, 비산된 현상제에 의한 화상 품질의 저하가 방지될 수 있다.
도 11b는 공기 배출구(130)의 설치 위치의 일 예를 보여주는 모식도이다. 도 11b를 참조하면, 공기 배출구(130)가 현상롤러(13)의 길이방향을 기준으로 하여 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2)의 외측에 위치될 수 있다. 이 경우, 공기 배출구(130)의 형상은 배출되는 공기가 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2) 내측을 향하도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 공기 배출구(130)에 인접한 배출 통로(150)가 현상롤러(13)의 길이방향으로 외측으로부터 내측으로 기울어진 형상일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기에 실려 배출된 현상제가 감광드럼(14)의 표면 중 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2) 내측에 부착되고 클리닝 부재(17)에 의하여 클리닝될 수 있으므로, 비산된 현상제에 의한 화상 품질의 저하가 방지될 수 있다.
도 11c는 공기 배출구(130)의 설치 위치의 일 예를 보여주는 모식도이다. 도 11c를 참조하면, 공기 배출구(130)가 현상롤러(13)의 길이방향을 기준으로 하여 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2)의 외측에 위치될 수 있다. 이 경우, 현상기(10)는 클리닝 부재(17)의 외측에 위치되는 보조 클리닝 부재(17-1)를 더 구비할 수 있다. 보조 클리닝 부재(17-1)는 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2)의 외측의 감광드럼(14)의 표면에 접촉되어 이물질을 제거한다. 보조 클리닝 부재(17-1)는 예를 들어 감광드럼(14)의 표면에 접촉되는 고무 등의 탄성 블레이드, 퍼-브러쉬, 스펀지 등의 폼(foam) 부재 등일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기에 실려 배출된 현상제가 감광드럼(14)의 표면 중 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2) 외측에 부착되더라도, 보조 클리닝 부재(17-1)에 의하여 클리닝될 수 있으므로, 비산된 현상제에 의한 화상 품질의 저하가 방지될 수 있다. 보조 클리닝 부재(17-1)는 도 11b의 실시예에도 적용될 수 있다.
공기 배출구(130)는 감광드럼(14)을 향하는 방향 이외의 방향을 향할 수도 있다. 일 예로서, 대향 부재는 중간전사벨트(60)일 수 있다. 도 12는 현상기(10)의 일 실시예의 단면도이다. 도 12를 참조하면, 공기 배출구(130)는 중간전사벨트(60)를 향한다. 도 11a 내지 도 11c에서 설명한 클리닝 부재(17)의 유효 클리닝 영역(E2)과 공기 배출구(130)의 위치관계는 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역과 공기 배출구(130)의 위치관계에도 적용될 수 있다. 이 경우, 도 11a 내지 도 11c에서 감광드럼(14)은 중간전사벨트(60)로, 클리닝 부재(17)은 클리닝 부재(75)로, 유효 클리닝 영역(E2)는 유효 클리닝 영역(E3)로, 보조 클리닝 부재(17-1)는 보조 클리닝 부재(75-1)로 보면 된다.
도 11a를 참조하면, 중간전사벨트(60)의 표면에 부착된 현상제가 클리닝 부재(75)에 의하여 제거될 수 있도록, 공기 배출구(130)는 현상롤러(13)의 길이방향을 기준으로 하여 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역(E3)의 내측에 위치될 수 있다. 즉, 공기 배출구(130)는 유효화상영역(E)의 외측이자, 유효 클리닝 영역(E3)의 내측에 위치될 수 있다. 물론, 공기 배출구(130)는 공기 유입구(120)와 중첩되지 않는 위치에 위치된다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기에 실려 배출된 현상제가 중간전사벨트(60)의 표면에 부착되더라도 클리닝 부재(75)에 의하여 클리닝될 수 있으므로, 비산된 현상제에 의한 화상 품질의 저하가 방지될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 공기 배출구(130)가 현상롤러(13)의 길이방향을 기준으로 하여 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역(E3)의 외측에 위치될 수 있다. 이 경우, 공기 배출구(130)의 형상은 배출되는 공기가 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역(E2) 내측을 향하도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 공기 배출구(130)에 인접한 배출 통로(150)가 현상롤러(13)의 길이방향으로 외측으로부터 내측으로 기울어진 형상일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기에 실려 배출된 현상제가 중간전사벨트(60)의 표면 중 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역(E3) 내측에 부착되고 클리닝 부재(75)에 의하여 클리닝될 수 있으므로, 비산된 현상제에 의한 화상 품질의 저하가 방지될 수 있다.
도 11c를 참조하면, 공기 배출구(130)가 현상롤러(13)의 길이방향을 기준으로 하여 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역(E3)의 외측에 위치될 수 있다. 이 경우, 현상기(10)는 클리닝 부재(75)의 외측에 위치되는 보조 클리닝 부재(75-1)를 더 구비할 수 있다. 보조 클리닝 부재(75-1)는 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역(E3)의 외측의 중간전사벨트(60)의 표면에 접촉되어 이물질을 제거한다. 보조 클리닝 부재(75-1)는 예를 들어 중간전사벨트(60)의 표면에 접촉되는 고무 등의 탄성 블레이드, 퍼-브러쉬, 스펀지 등의 폼(foam) 부재 등일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 배출구(130)로부터 배출되는 공기에 실려 배출된 현상제가 중간전사벨트(60)의 표면 중 클리닝 부재(75)의 유효 클리닝 영역(E3) 외측에 부착되더라도, 보조 클리닝 부재(75-1)에 의하여 클리닝될 수 있으므로, 비산된 현상제에 의한 화상 품질의 저하가 방지될 수 있다. 보조 클리닝 부재(75-1)는 도 11b의 실시예에도 적용될 수 있다.
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.
1...본체 10...현상기
13...현상롤러 14...감광드럼
15...대전롤러 16...규제부재
17, 75...클리닝 부재 17-1, 75-1...보조 클리닝 부재
17a...폐토너 수용부 20...현상제 카트리지
30...현상제 공급유닛 40...공급 관로
50...노광기 60...중간전사벨트
61...중간전사롤러 70...전사롤러
80...정착기 90...급지수단
110...현상 케이싱 120...공기 유입구
130...공기 배출구 140...연통구
150...배출 통로 151, 152...제1, 제2배출 통로
155..."U"자형 통로 161, 162, 163...밸브
210...현상실 211...개구부
220...교반실 230...격벽
241, 242...제1, 제2교반부재

Claims (16)

  1. 개구부를 구비하는 현상실;
    상기 현상실에 설치되며, 상기 개구부를 통하여 부분적으로 상기 현상실의 외부로 노출된 현상롤러;
    상기 개구부의 상기 현상롤러의 회전방향의 상류측 가장자리와 상기 현상롤러의 외주 사이에 형성되며, 상기 현상실로의 공기의 유입 통로가 되는 공기 유입구;
    상기 개구부의 상기 상류측 가장자리 부근에 형성되고 상기 현상실과 연통되어 상기 현상실 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구;를 포함하며,
    상기 공기 배출구는 상기 현상롤러의 길이 방향으로 유효화상영역의 외측에 위치되는 현상기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 배출구는 상기 길이방향으로 상기 공기 유입구와 중첩되지 않는 현상기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현상실의 상기 개구부와 마주보는 벽에는 연통구가 마련되며,
    상기 연통구는 배출 통로에 의하여 상기 공기 배출구와 연결된 현상기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배출 통로는 공기의 흐름을 반대 방향으로 전환시키는 적어도 하나의 U자형 통로를 포함하는 현상기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 배출 통로를 개폐하는 적어도 하나의 밸브;를 더 구비하는 현상기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 배출 통로를 탄력적으로 막으며, 상기 현상실 내부의 압력의 크기에 따라 배출되는 공기에 밀려서 탄력적으로 휘어서 상기 배출 통로를 개방하는 탄성 필름;을 포함하는 현상기.
  7. 제1항에 있어서,
    정전잠상이 형성되며, 상기 현상 롤러와 대향된 감광체;
    상기 감광체의 표면을 클리닝하는 클리닝 부재;를 더 구비하며,
    상기 공기 배출구는 상기 감광체와 대향된 현상기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공기 배출구는 상기 길이방향으로 상기 클리닝 부재의 유효 클리닝 영역 내에 위치되는 현상기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 공기 배출구는 상기 길이방향으로 상기 클리닝 부재의 유효 클리닝 영역 외측에 위치되며,
    상기 공기 배출구는 상기 유효 클리닝 영역을 향하는 현상기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 공기 배출구는 상기 길이방향으로 상기 클리닝 부재의 유효 클리닝 영역 외측에 위치되며,
    상기 클리닝 부재의 상기 유효 클리닝 영역 외측의 상기 감광체의 표면을 클리닝하는 보조 클리닝 부재;를 더 구비하는 현상기.
  11. 제1항에 있어서,
    정전잠상이 형성되며, 상기 현상 롤러와 대향된 감광체;를 더 구비하며,
    상기 공기 배출구는 상기 감광체 이외의 방향을 향하도록 형성된 현상기.
  12. 감광체에 형성된 정전잠상에 현상제를 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하는 것으로서, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 현상기;
    상기 토너 화상을 기록 매체에 전사시키는 전사기;
    상기 토너 화상을 상기 기록 매체에 정착시키는 정착기;를 포함하는 전자사진방식 화상형성장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전사기는 상기 토너 화상이 일시적으로 전사되는 중간전사부재를 포함하며,
    상기 공기 배출구는 상기 감광체와 상기 중간전사부재 중 어느 하나와 대향된 전자사진방식 화상형성장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 감광체와 상기 중간전사부재 중 상기 공기 배출구와 대향된 부재를 대향부재라 할 때,
    상기 공기 배출구는 상기 대향 부재를 클리닝하는 클리닝 부재의 유효 클리닝 영역의 내측에 위치되는 전자사진방식 화상형성장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 감광체와 상기 중간전사부재 중 상기 공기 배출구와 대향된 부재를 대향부재라 할 때,
    상기 공기 배출구는 상기 대향 부재를 클리닝하는 클리닝 부재의 유효 클리닝 영역의 외측에 위치되며, 상기 유효 클리닝 영역의 내측을 향하는 전자사진방식 화상형성장치..
  16. 제13항에 있어서,
    상기 감광체와 상기 중간전사부재 중 상기 공기 배출구와 대향된 부재를 대향부재라 할 때,
    상기 공기 배출구는 상기 대향 부재를 클리닝하는 클리닝 부재의 유효 클리닝 영역의 외측에 위치되며,
    상기 클리닝 부재의 상기 유효 클리닝 영역 외측의 상기 대향부재의 표면을 클리닝하는 보조 클리닝 부재;를 더 구비하는 전자사진방식 화상형성장치.
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