KR840002379B1 - 전자사진 복사장치의 내장식 토너 카트리지 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자사진 복사장치의 내장식 토너 카트리지

제1도는 본 발명의 토너 카트리지를 갖는 전자사진 복사장치(electrophotographic imaging apparatus)의 횡단면도.

제2도는 본 발명에 따른 내장식 토너 카트리지의 예시도.

제3도는 제2도에 예시한 토너 카트리지 조립체를 제1도의 전자사진 복사장치에 삽입하는 것을 보인 부분 예시도.

제4도는 제3도의 조립과정을 좀 더 상세히 예시한 부분 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 카트리지의 설치조건을 보인 단면도.

본 발명은 전자사진 복사기의 정전잠상 현상장치에 관한 것으로써, 특히 잠상을 가지는 전자사진 벨트의 표면이 통과할 때 잠상을 가지는 표면을 도포하는 액체토너를 수용하는 내장식 토너 카트리지에 관한 것이다. 전자사진 수단에 의하여 광도전부재의 표면에 화상을 형성함은 당업계에서 주지의 사실이다.

기본적으로는 표면을 균일하게 정전 대전시켜서 이 대전표면을 광패턴에 의하여 노광하여 정전잠상을 형성하며, 결국에는 미세하게 분획된 "토너"와 같은 검전재료로 표면에 부착시켜 정전잠상을 현상한다. 이 토너는 정전대전한 표면의 영역에 인착되어서 조색(調色) 및 현상화상을 형성하여 가열램프나 또는 다른 적당한 수단에 의하여 광도전부재의 표면에 정착시키든지 아니면 종이 등의 2차적 지지표면에 전사하여 소요에 따라서 정착시킨다.

공지의 어떤 전자사진 복사기는 광도전부재를 드럼으로 하여 이 드럼을 다수의 처리 스테이션에 대하여 회전시키는 것이었다. 그러나 고속 복사시에는 복사할 원고를 완전히 촛점이 맞도록 노광시에 광도전 표면을 평탄상태로 해야 하기 때문에 적어도 2개 이상의 로울러의 둘레에 회전자재하게 장착한 순환벨트의 형식의 광도전부재를 사용하였다.

광도전부재가 드럼이든지 아니면 로울러에 장착한 벨트인지에 관계없이 형성된 정전잠상은 여러 공지기술중 어느 것을 사용하느냐에 따라서 가시상(visble image)으로 현상할 수가 있는데, 이들 현상법으로는 케스케이드현상(cascade development), 자기 브러시현상, 액체현상 등이 있다. 상기 현상방법 중 액체현상방법은 절연액 중에 검전입자를 분산시키는 것으로, 이 입자를 액체로부터 광도전 표면에 부착시킴으로써 정전잠상을 현상한다. 이러한 현상방법에 있어서 입자를 함유하는 액체를 대전영역(charged area)과 비대전영역의 광도전 표면에 접촉시키면, 대전현상 패턴에 관련하는 전계의 영향에 따라 현탁입자는 절연액으로부터 표면의 대전부분에 향하여 이동한다.

대전입자의 정전기적 이동의 결과 잠상표면에 대전입자가 상의 형상으로서 부착한다. 이와같은 현상은 과거에 있어서는 상표면에 현상액을 유입시키거나 또는 현상액의 통 속에 침지하거나, 현상액을 원활한 표면을 갖는 로울러에 공급하여 이 로울러를 상 표면상에서 이동시킴으로써 행하였다. 이들 여러가지의 기술에 관련하여 특히 화상에 넓은 밀실 영역이 있는 경우 현상 전극으로서 당업계에서 알려져 있는 기술을 사용함으로써 현상에 개선할 수 있음이 알려져 있다. M.R. Kuehnle씨에게 허여된 미합중국 특허 제4,025,339호(1977년 5월 24일 발행)에는 사진기술에 의한 것보다는 양호하지 않지만 회색 비늘과 질(quality)로 영상될 수 있는 전자사진 필름에 관하여 발표되어 있다. 이 필름은 전도성 기질상에 결합된 미결정 무기성 확복재로 구성된다. 상기 무기성 확복재는 황하 카드늄으로 스퍼트(sput)된 2micro 두께로 약 2,000Å의 층을 구성하며, 상기 전도성 기질은 약 5micro 두께의 안정한 폴리에스테르 플라스틱 시트상에 약 500Å 두께의 인듐 산화주석층을 구성한다. 상기 필름상에 형성된 정전잠상은 액체 토너를 사용하여 현상된다.

특히 고속복사기의 용도에 있어서 최근 개발된 전자사진 필름의 특별한 특성을 충분히 이용하기 위하여 액체 토너를 사용하여 정전잠상을 현상하기 위한 간단하고 효과적인 기술에 대한 필요성이 높아지고 있다.

전자사진 복사장치에 사용하기 위해 개발한 어떤 장치는 다량의 액체 토너를 수용하는 용기를 사용한다. 이 용기에는 홈을 한정하는 원호형상의 상부벽을 형성한다. 이 상부벽에 도전표면을 형성하여 현상 전극과 같은 기능을 가지게 하고, 또한 상부벽의 홈 중심에 종방향의 구멍을 형성한다. 이 상부벽을 인접 로울러에 동심원상으로 배열하고, 이 로울러에 전자사진 벨트를 장착한다. 사용시 벨트를 로울러에 장착했을 때 벨트가 통과하는 원호 경로에 상부벽이 따라서 연재하도록 용기를 벽이나 또는 이와같은 지지 부재에 배치한다. 액체 토너는 용기내에 적절하게 배치된 모우터 구동공급 로울러에 의하여 용기로부터 벨트 근방에 이송된다.

이 경우 용기의 상부벽과 전자사진 벨트 사이에 균일한 캡이 생기도록 정밀한 접동수단이나 또는 벽수단을 구성하여 전자사진 장치내에 배치할 필요가 있다. 이러한 제작을 용이하게 하기 위하여 여러 시도를 행하였으나 지금까지 충분히 만족할만하게 달성되지 못하였다. 정밀도를 얻기 위하여는 제조원가의 대폭적인 증가를 초래한다.

또한 착탈 가능하게 함이 적당하지만 개선할 점이 있다. 또 용기의 위치 결정에도 개선할 점이 있다. 즉, 벨트와 현상 전극 사이의 갭을 확실히 적정하고 균일한 것으로 하는 점이다. 조색과 현상 중에는 갭에 전기적 바이어스를 인가함이 일반적이다. 이때 전기적 접촉을 일으키는데 약간의 문제점이 있다.

또한 용기의 장착을 용이하게 함도 개선할 점이 있는데, 예를 들면 용기를 소정 위치에 유지하는 수단을 형성하는 일이다. 또 예를 들면 로울러의 작용에 의하여 액체에 현탁하여 있는 약제와 토너 현탁입자의 "누출" 또는 "비산"도 약간의 문제점이 있다. 액체에 현탁하여 있는 약제의 현상 전극에 따른 누출은 기계를 오손시킬 뿐만 아니라 현상 전극의 방해가 되어 바이어스 전체의 균일성 등을 깰 뿐만 아니라, 벨트에 따라서 누출하여 노광 스테이션에서 화상평면을 방해하게 될 염려가 있다.

본 발명에 따른 토너 카트리지는 조색 및 현상 스테이션에 정전잠상을 갖는 전자사진 부재를 통과시켜서 전기잠상을 현상하는 전자사진 복사장치의 내장식 토너 카트리지에 있어서, 양측벽, 단부벽, 저벽, 홈이 파인 상부벽을 가지는 액체 토너용기와, 상기 액체 토너용기의 양단부에서 회전자재, 봉쇄 가능하게 지지한 로울러로써 외주면을 상기 홈이 파인 상부벽을 통해 돌출시킨 액체 토너공급 로울러와, 상기 카트리지를 안착시키기 위한 화상장치와 상기 용기의 측벽에 제공된 플렌지 및 램프 수단과, 상기 로울러의 양단부에 설치되고 상기 로울러보다 더 큰 직경을 가지는 칼러 수단(collar means)으로 구성되어, 상기 전자사진 벨트를 들어 올려서 상기 공급 로울러와 상기 전자사진 벨트 사이에 균일한 갭을 일으켜 상기 전자사진 벨트가 상기 공급 로울러에 접촉하지 않도록 구성하였음을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명한다. 제1도는 전자사진 복사기(10)를 나타내고 있는데, 이 복사기(10)는 서류 누름조립체(12)와 전자사진 화상형성 조립체(14)를 가지며, 이 전자사진 화상형성 조립체(14)에는 전사매체 공급 스테이션(16)과, 대전 스테이션(18)과, 노광 스테이션(20)과, 조색 또는 현상 스테이션(22)과, 전사 스테이션(24)을 형성한다.

상기 서류 누름조립체(12)에는 적절히 장착한 투명한 평면부재, 즉 투명판(26)과 브래켓(30)에 회동 자재하게 장착한 적당한 누름 커버(28)를 형성하여 서류의 원고를 상기 투명판(26)과 누름 커버(28) 사이에 협지할 수 있도록 한다. 적당한 캐치 수단(catch means)(32)을 상기 누름 커버(28)의 자유 단부에 따라서 형성하여 하우징(36)의 모서리(34)에 계합시킨다.

전자사진 화상형성 조립체(14)에는 한쌍의 로울러(40)(42)에 회전 자재하게 장착한 전자사진 벨트(38)를 형성하고, 이 로울러(40)를 구동 모우터(도시하지 않음)에 연결하여 구동한다. 상기 전자사진 벨트(38)를 화살표(44)의 방향으로 회전시켜서 일련의 작업 스테이션들(18)(20)(22)(24)을 순차로 통과할 수 있도록 구성한다.

본 명세서에서 사용하는 용어인 "전자사진 벨트"는 적어도 일부분이 전자사진 특성, 즉 전도성 기질로 광도전 피복을 형성한 부분을 갖는 순환 벨트를 의미한다. 상기 전자사진 벨트(38)를 먼저 대전 스테이션(18)에 통과시켜, 이 스테이션에서 벨트의 광전도성 피복표면을 균일하게 대전시킨 다음에 벨트(38)를 노광 스테이션(20)에 통과시켜 이 스테이션에서 대전한 표면이 서류 원고의 광상에 대조되어서 정전잠상이 형성된다. 그 다음에 잠상을 갖는 벨트(39)를 조색 및 현상 스테이션(22)에 통과시켜서 정전잠상을 현상시킨 후 벨트를 전사 스테이션(24)에 통과시켜서, 조색과 현상을 공급 스테이션(16)으로부터의 종이(46)나 또는 다른 재료의 시이트에 전사한다.

노광 스테이션(20)을 상기 전자사진 벨트(38)의 하측 평면구간에 따라서 배치하여 벨트의 상측 평면구간이 투명판(26)의 정면에 거의 평행한 평면상에 오도록 로울러(40)(42)를 배치한다. 전자사진 벨트(38)의 외면에 광전도성 피복을 결합하여 광전도성 피복면이 노광 스테이션(20)에서 하향되도록 장착한다.

서류 원고의 광상은 광학투영장치(48)에 의하여 투명판(26)으로부터 벨트의 광전도성 피복에 투영된다. 광학투영장치(48)에 광학적으로 정렬시켜서 렌즈 시스템(50)과 한쌍의 45°평면경(52)(54)을 형성한다. 렌즈 시스템(50)을 평면경(52)(54) 사이의 중간에 배치한다.

상기 평면경은 45°지향 방향으로부터 약간만 변화시킬 수도 있다. 렌즈 시스템(50)과 평면경(52)(54)을 정부가 개방한 바스켓상 장착부재 또는 지지부재(56)에 장착하고, 이 지지부재(56)을 원고의 상을 화살표(58)로 나타내는 경로에 따라서 벨트(38)에 투사할 수 있는 위치에 있어서 하우징(36)에 장착한다.

제1도에 나타낸 장착부재(56)를 바람직하게는 플라스틱 재료에 의하여 일체 부재로서 형성한 바스켓상의 저벽의 양단의 외방경사 평면상 단벽(62)(64)을 형성한다. 연결벽(68)에 의하여 단벽(62)(64)을 연결하고, 또 저벽(66)으로부터 수직으로 직립 격벽(70)을 연결시킨다. 단벽(62)(64)을 저벽(66)에 대하여 약 45°서로 반대방향으로 경사시켜서 평면경(52)(54)을 장착한다. 단벽(62)(64) 사이의 중간에 격벽(70)을 배치한다. 렌즈 시스템(50)을 격벽(70)의 개구(72)에 삽입하여 적당한 수단(도시하지 않음)에 의하여 강고하게 고착한다. 렌즈 시스템(50)을 플렌지가 있는 원통 하우징(74)에 의하여 포위하고, 개구(72)의 치수에 의하여 원통 하우징(74)의 플렌지에 마찰 괘합할 수가 있다.

저벽(66)에 복수개의 장착 구멍(76)을 형성하고, 하우징(36)의 바닥에 형성한 스터드(78)에 공동 괘합시켜서 수납 연결한다. 격벽의 높이는 바스켓 장착부재(56)의 전체 높이보다도 낮게하여 토너 카트리지(100)를 지지하는 전자사진 화상형성 조립체의 일부로서 형성한 플렌지가 있는 비임(beam)(80)을 격벽(70)의 상단부에 휴지시킨다. 카트리지(100)에 형성한 플렌지(124)(126)을 비임(80)의 경사지게 절취한 플렌지에 괘합하는 런너(runner)로서 작용시키고 이 비임(80)의 플렌지에는 상방으로 경사진 경사면(82')(84')(제4,5도)을 획정한다.

제2도는 본 발명에 따른 조색 및 현상 스테이션(22)의 토너 카트리지(100)를 예시한 것으로, 이 카트리지는 거의 상자 형상을 한 용기(102)를 갖는데, 이 용기는 측벽(104)(106), 단벽(108)(110), 저벽(112), 상부벽(114)을 갖는다. 상기 상부벽(114)에는 전장에 걸쳐서 세장의 종방향 홈 구멍(116)을 형성한다. 상부벽(114)의 경사 평면부(118)(118')에 의하여 홈 구멍(116)을 구획한다. 측벽(104)(106)에 플렌지, 즉 런너(124)(126)를 갖고, 이들 런너에는 플렌지가 있는 앵글 스트립(angle strip)(120)(122)을 형성하며, 이들 앵글 스트립의 수평부분(124')(126')을 각 측벽으로부터 동일 평면상에서 외방으로 돌출시키며, 또 이하 설명하는 안정 카드로서 작용하는 수하부(128)를 상쇄시킨다. 상기 런너(124)(126)를 측벽(104)(106)으로부터 외방으로 돌출시키고, 상기 런너부분(124')(126')을 일방의 단부로부터 타방의 단부까지 약간의 예각의 각도, 도시의 실시예에서는 1°의 경사를 주어 수평으로 배치한다.

축(134)에 의해 이동된 한 원통상 공급 로울러(132)를 용기(102)에 단벽(108)(110)에 장착한 적당한 봉쇄 베어링(136)에 지지한다. 축(132)의 양단을 용기(102)의 단벽(108)(110)의 외방으로 돌출시킨다. 링상 스페이서 또는 칼러 수단(138)을 로울러(132)의 각 단부에 인접시켜서 축(134)에 장착하고, 이로써 로울러(132)를 용기(102)에 장착할 때 칼러 수단 또는 스페이서는 로울러와 내표면(108')(110') 또는 단벽(108)(110) 사이에 위치한다. 비임 플렌지(82)(84)의 단열을 전장에 걸쳐서 수평면으로부터 1°의 경사를 주어 플렌지의 평탄한 정면, 즉 경사면(82')(84')을 용기(102)의 런너(124)(126)의 부분(124')(126')과 부분(128)에 공동괘합시킨다.

플렌지가 있는 브라켓(140)을 용기(102)의 단벽(108)에 장착하고, 또 이 브라켓(140)에는 축단부를 수용하는 구멍(143)을 형성한다. 또한 브라켓(140)에는 용기(102)를 장착 상태에서 전자사진 복사기(10)에 고정하기 위한 그로메트/플렌저장치(grommet/plunger device)(142)를 갖는다. 또한 구동 모우터(144)를 브라켓(140)에 갖고, 용기(102)의 하방에 이 모우터를 연재시킨다. 적당한 치차와 폴리수단을 형성하여 공급 로울러(132)를 구동한다.

바람직하게는 공급 로울러(132)에 대하여 자유로히 회전할 수 있도록 축(134)에 장착한다. 칼러수단(138)을 플라스틱 재료, 바람직하게는 델린 TM (Delrin TM) 플라스틱에 의하여 형성한다. 각 칼러수단(138)을 동일 형상으로 공급 로울러(132)의 직경보다 약간 큰 정밀직경으로 한다. 실제 칼러수단(138)의 외주면만이 전자사진 벨트에 괘합하도록 한다. 칼러수단(138)은 로울러(132)를 벨트(38)로부터 이간시켜서 소정의 정밀한 갭(146)을 발생케한다. 칼러수단(138)은 벨트의 상영역의 외측의 단부에 계합하도록 위치 결정한다.

제2, 제3도에서 용기(102)의 상부벽(114)에 형성한 홈 구멍(116)을 용기(102)의 측벽(106)보다도 일방의 측벽(104)에 근접 배치한다. 또한 저벽(112)에는 홈 구멍(116)의 중심선과 용기(102)에 로울러(132)와 장착했을 때의 로울러의 축선에 일치하는 홈(148)을 형성한다. 로울러(132)의 직경과 용기(102)의 높이는 로울러(132)가 홈(148) 내에서 저벽(112)으로부터 약간만 이간하도록 선택한다. 홈 구멍(116)을 획정하는 경사평면부(118)(118')는 경사져서 로울러(132)의 표면에 근접하지만 접촉하지 않는다. 경사평면부(118')의 경사는 약 2°이며, 이 경사를 벨트(38)의 하측 구간의 경사와 동일하게 한다. 경사평면부(118')는 액체의 비산 또는 누출을 방지하기 위한 것이다.

카트리지(100)를 장착할 때 공급 로울러(132)와 전자사진 벨트(38) 사이의 갭을 전체에 걸쳐서 균일하게 함은 중요한 일이다. 따라서 런너(124)(126)의 부분(124')(126')과 경사면(82')(84')에 경사를 주어, 즉 갭(146)을 발생케하는데 필요한 소요 최소 거리를 규정하는 단벽(110)에 근접하는 부분을 상방에 1°경사지게 한다. 브라켓(140)에 장착하는 그로메트/플렌저장치(142)에 플라스틱 재료로 형성된 그로메트(156)을 형성하고 이 그로메트에는 플렌저(159)가 관통하는 구멍(158)을 형성한다. 플렌저(159)에 확대헤드(161)을 형성하고, 이 플렌저를 파지할 수 있게 한다. 플렌저(159)의 자유단부(162)에도 약간 확대한다. 플렌저(159)를 그로메트(156)에 압입할 때 그로메트는 확대한다.

제4도 및 제5도에서, 용기(102)는 런너(124)(126)가 경사면(82')(84')에 접동 괘합하여 조색과 현상 스테이션(22)에 이송된다. 용기를 완전히 삽입했을 때 카트리지(100)의 경로에 교차하는 상태에서 비임(80)에 장착한 브라켓(141)에 형성한 구멍(163)에 그로메트(156)를 완전히 관통시킨다. 그 다음에 플랜저(159)를 그로메트(156)에 압입하여 그로메트(156)를 확대시킨다. 그로메트(156)의 확대에 의하여 카트리지(100)를 복사기(10)에 고정할 뿐 아니라 그로메트(156)의 일부가 용기(102)의 저벽(112)의 외면에 압착하여 용기(102)를 1°들어 올려서 확실히 로울러(132)의 표면을 전자사진 벨트(38)에 평행으로 하여 로울러의 양단을 포함하여 전장에 걸쳐서 벨트(38)로부터 등 간격으로 이간시킬 수가 있다.

런너(124)(126)들 중의 일방을 타방보다 짧게할 수가 있다. 이때 용기(102)는 장착 상태에서 인출할 수가 있다. 어느 정도 인출했을 때 앵글 스트립의 단면은 복사기의 조색 및 현상 스테이션(22)에 있어서 프레임에 괘합하여 괘지 부재로서 작용한다. 일단 장착한 용기(102)를 부분적으로 인출할 수가 있으며, 이때 상부 벽(114)의 모서리에 인접하여 형성한 제2도에 나타낸 바와 같은 카버부(164)로부터 액체 토너를 충전한다.

제3도에 나타낸 바와 같이 비임의 플렌지(82)(84)의 높이를 경사면(82')(84')의 높이가 복사기(10)의 프레임(172)의 상단부와 거의 같은 높이로 되도록 선택할 수가 있다. 따라서, 이때 제1,2도에 예시된 런너(124)(126)의 길이는 일단 장착부재(56)에 장착한 후 런너(124)(126)가 프레임(172)에 괘합할 때까지 용기를 인출할 수 있도록 선택한다.

제4도, 제5도에서 축(134)의 단부(160)를 벽(110)의 봉쇄베어링(136)에 관통시켜서 용기(102)의 외부로 돌출시킨다. 축단부 자체 또는 축단부(160)에 씌운 도전갭을 복사기의 프레임에 나사(170)로 장착한 직립 스프링 접점(166)에 계합시켜서 전기적 접촉을 발생하여 소기의 목적에 따라서 갭(146)에 걸쳐서 전기적 바이어스를 발생하도록 할 수가 있다.

설명을 쉽게 하기 위하여 제2도~제4도에서 램프(82')(84') 경사면과 런너(124)(126)의 경사를 과장하여 나타낸다.

Claims (1)

1. 조색 및 현상 스테이션에 적어도 한 표면부가 정전잠상을 갖는 광전 피복부를 갖는 전자사진 부재를 통과시켜서 잠상을 현상하는 전자사진 복사장치의 내장식 토너 카트리지에 있어서, 내부에 액체 토너 현탁액을 함유하는데 적합한 상자 형태로써, 양측벽, 단부벽, 저벽, 상부벽을 가지는 용기와, 상기 용기의 상부벽의 종축 길이를 따라 연장한 홈을 한정하는 수단과, 상기 용기의 양 단부벽에서 회전 가능하게 지지되고, 상기 용기의 상부벽의 홈의 전체 길이를 따라 상기 용기내에 설치된 토너 공급 로울러와, 상기 토너 현탁액과 접촉하는 상기 공급 로울러를 회전시키고 밀봉 고정하기 위하여 상기 용기의 양 단부벽 상에 상기 공급 로울러와 저어널 수단을 갖는 축과, 상기 공급 로울러에 관계 없이 자유롭게 회전하기 위하여 상기 용기의 단부벽에 상기 공급 로울러의 양 단부를 인접시키고 상기 용기의 내부의 축상에 설치되고, 상기 전자사진 화상장치 내에 상기 용기를 안착시키기 위한 수단과 상기 토너 공급 로울러의 직경보다 약간 더 큰 외경을 가지는 칼라 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 전자사진 복사장치의 내장식 토너 카트리지.

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