KR100391232B1 - 전자 사진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토너 재이용 기구를 구비하여 바탕 오점 등 화상 결함이 발생하지 않고, 장기간에 걸쳐 양호한 화상을 형성할 수 있는 소형의 전자 사진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

현상 장치(4) 내의 현상제 이동 경로상에 캐리어 체적 평균 입경의 2 배 이상되는 크기의 그물눈이고, 동시에 10 메시보다 작은 그물눈을 구비하는 메시 부재(16)를 마련한다. 또한, 현상 장치(4) 내에 상기 메시 부재(16)와 함께 메시를 문지르는 문지름 부재(37)를 마련하고, 재이용 토너 중의 종이 분말을 적극적으로 메시에 눌러서 잘게 하는 동시에 메시 부재(16)의 눈이 막히는 것을 방지한다.

Description

전자 사진 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}

본 발명은 복사기, 팩시밀리, 레이저 빔 프린터 등에 이용되고, 정전 잠상을 토너와 캐리어로 이루어지는 2 성분 현상제에 의해 가시(可視) 화상화하여 화상을 형성하는 전자 사진 장치에 관한 것이다.

전자 사진 프로세스에 의한 화상 형성에서는, 광 도전성 물질을 구비하는 화상 담지체인 감광체를 균일하게 대전시킨 후, 화상 노광을 행하여 정전 잠상을 형성하고, 이 정전 잠상 화상을 토너에 의해 현상하여 종이 등의 전사재에 전사한 후, 토너 화상을 열, 압력 등에 의해 전사재에 정착하여 인쇄물을 얻는다. 이 때, 전사 프로세스에 있어서 전사되지 않고 화상 담지체에 남은 토너는 블레이드나 브러시등 클리닝 수단에 의해 회수되어 그 상태로 회수 용기 등에 회수되어 폐기되거나, 현상 장치에 복귀되어 재차 상기 프로세스를 거쳐 현상에 사용된다.

그러나 회수 토너의 폐기에는 폐기를 위한 관리·유지가 필요하다는 점, 회수한 토너를 위한 저장 공간이 필요하게 되어 장치가 대형화된다는 점, 또한 일반적으로 폐기물을 감소하라는 사회적 요청에 어긋나는 점등의 문제가 있다. 이 때문에 최근 전자 사진 장치에 있어서는 환경 문제에 대한 고려로부터 토너 재이용에 대한 요구가 높아지고 있고, 동시에 장치의 소형화 및 장수명화에 의한 비용 절감이 기대되고 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 기술로서 전사 후에 감광체 상에 남은 토너를 클리닝 블레이드 등으로 모아서 현상 장치 내로 복귀시키는 방법이 수행되고 있다.

전자 사진 장치에 있어서 토너를 재이용할 경우, 재이용 토너 중에 포함되는 종이 분말에 의한 문제가 발생한다. 특히 장치의 소형화, 장수명화를 진척시킬 경우, 재이용 토너 중에 포함되는 종이 분말이 토너 중에 혼합되어 비화상부에 부착함으로써 화상 열화를 일으키는 것이 문제로 되고 있다. 이와 같은 문제점은 종래는 볼 수 없었다. 그 이유는 종래의 장치에 있어서는 토너 호퍼로 불리우는 탱크에 재이용 토너를 복귀시키고, 내부에서 새 토너와 교반하면서 슬리터(slitter)등의 작은 구멍을 통하여 현상 장치 내로 보급하도록 구성되어 있고, 이에 따라 슬리터에 의해 종이 분말이 배제된 토너를 공급할 수 있었기 때문이었다. 그러나, 상기와 같은 소형화를 위해서는 토너 호퍼와 같은 탱크는 부득이 폐지하지 않으면 안되므로, 재이용 토너를 클리닝 장치로부터 직접 현상 장치 내로 복귀시키는 것과 같은 구성을 해야한다. 그런데 이와 같은 구성으로 종래의 전자 사진 장치를 장기간에 걸쳐 사용하는 경우, 상술한 바와 같이 종이 분말 섬유와 토너가 혼합되어 비화상부에 부착하는 재이용 바탕 오점이라고 불리우는 현상이 발생하게 되었다.

종래의 전자 사진 장치에 관하여 설명한다. 도 5에 이 전자 사진 장치의 개략 구성도를, 또한 도 6에 이 전자 사진 장치를 구성하는 현상 장치 내 토너의 움직임을 나타낸다.

도 5에 나타낸 바와 같이 이 전자 사진 장치는 원통형의 화상 담지체인 감광체(41)가 화살표 방향으로 회전가능하게 지지되고, 감광체(41)의 주위에 대전 롤러(42), 노광 수단(43), 현상 장치(44), 전사 벨트(46), 클리닝 블레이드(47), 회전 날개(48) 및 회수 코일(49)이 순차적으로 배치되어 있으며, 전사 벨트(46)를 제외한 각 부재는 감광체 및 클리닝 유닛(이하 PCU라고 한다)(50)내에 수용되어 있다.

상기 현상 장치(44)는 개구부를 구비하는 현상 케이스 내에 수용되고 개구부의 위치에 현상 슬리부(45)가 회전 가능하게 지지되며, 감광체(41)의 표면에 근접 대향하도록 배치되어 있다. 현상 케이스 내의 현상 슬리부(45)와 대향하는 위치에는 퍼들(54)이 배치되며 회전 가능하게 지지되어 있다. 퍼들(54)의 외측에는 스파이럴(52)이 구비되어 있고 또한 퍼들(54)의 내부에는 이송 스크루(53)가 수용되어 퍼들(54)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전 가능하게 지지되어 있다.

도 6에 있어서, 보급 토너와 재이용 토너는 토너 보급구(51)로부터 현상 장치(44) 내로 들어온 후, 토너 투입구(56)를 통해 퍼들(54) 내로 들어간다. 재이용 토너는 퍼들(54)내에 투입되어 캐리어와 혼합되어 2 성분 현상제로서 이송 스크루(53)에 의해 화살표 A방향으로 이송되고, 교반되면서 현상제 배출구(55)를 통하여 퍼들(54)의 밖으로 배출되고, 스파이럴(52)에 의해 화살표 B방향으로 이송된다.

본 발명은 상기 문제점에 감안한 것으로, 토너 재이용 기구를 구비하여 바탕 오점 등 화상 결함이 발생하지 않고, 장기간에 걸쳐 양호한 화상을 형성할 수 있는 소형의 전자 사진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 청구범위 제1항에 기재된 전자 사진 장치의 일실시 형태를 나타낸 개략 구성도.

도 2는 도 1에 나타낸 전자 사진 장치의 회수 코일(9)로부터 현상 장치(4)까지의 토너 재이용 경로를 나타낸 도면.

도 3은 도 1에 나타낸 전자 사진 장치를 구성하는 현상 장치(4)내 토너의 움직임을 나타낸 도면.

도 4는 청구범위 제2항에 기재된 전자 사진 장치의 일실시 형태를 나타낸 개략 구성도.

도 5는 종래의 전자 사진 장치를 나타낸 개략 구성도.

도 6은 도 5에 나타낸 전자 사진 장치를 구성하는 현상 장치내 토너의 움직임을 나타낸 도면.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1, 41 : 감광체

2, 42 : 대전 롤러

3, 43 : 노광 수단

4, 44 : 현상 장치

5, 45 : 현상 슬리부

6, 46 : 전사 벨트

7, 47 : 클리닝 블레이드

8, 48 : 회전 날개

9, 49 : 회수 코일

10, 50 : 클리닝 유닛

11, 51 : 토너 보급구

12, 52 : 스파이럴(spiral)

13, 53 : 이송 스크루

14, 54 : 퍼들(puddle)

15, 55 : 현상제 배출구

16 : 메시 부재

17, 56 : 토너 투입구

37 : 문지름 부재

상기 문제를 해결하기 위하여 청구범위 제1항의 발명은 토너와 캐리어로 이루어지는 2 성분 현상제를 수용하고 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 장치 및 토너 재이용 기구를 구비하고 화상을 형성함과 동시에 토너를 재이용하는 전자 사진 장치에 있어서, 상기 현상 장치는 현상제 이동 경로상에 메시 부재를 마련한 전자 사진 장치를 제공한다.

또한, 청구범위 제2항의 발명은 청구범위 제1항에 있어서 상기 메시 부재의 그물눈의 크기가 캐리어의 체적 평균 입경의 2 배보다 크고 10 메시보다 작은 전자 사진 장치를 제공한다.

또한, 청구범위 제3항의 발명은 청구범위 제1항에 있어서 상기 현상 장치는 이 현상 장치 내부에 상기 메시 부재를 문지르는 부재를 마련한 전자 사진 장치를 제공한다.

또한, 청구범위 제4항의 발명은 청구범위 제1항에 있어서 상기 메시 부재는 10 ㎟ 이상의 면적인 전자 사진 장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 전자 사진 장치의 실시 형태를 도면에 근거하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

도 1은 청구범위 제1항에 기재된 전자 사진 장치의 일실시 형태를 나타낸 개략 구성도이다. 이 전자 사진 장치는 원통형의 화상 담지체인 감광체(1)가 화살표 방향으로 회전 가능하게 지지되고, 감광체(1)의 주위에 대전 롤러(2), 노광 수단(3), 현상 장치(4), 전사 벨트(6), 클리닝 블레이드(7), 회전 날개(8) 및 회수 코일(9)이 순차적으로 배치되어 있으며, 전사 벨트(6)를 제외한 각 부재는 감광체 및 클리닝 유닛(PCU)(10) 내에 수용되어 있다.

상기 현상 장치(4)는 개구부를 구비하는 현상 케이스 내에 수용되고, 개구부 위치에 현상 슬리부(5)가 회전 가능하게 지지되며, 감광체(1)의 표면에 근접 대향하도록 배치되어 있다. 현상 케이스 내의 현상 슬리부(5)와 대향하는 위치에는 퍼들(14)이 배치되며 회전 가능하게 지지되어 있다. 퍼들(14)의 외측에는스파이럴(12)이 구비되어 있고, 또한 퍼들(14)의 내부에는 이송 스크루(13)가 수용되어 퍼들(14)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전 가능하게 지지되어 있다.(도 2 참조)

다음에 상기 전자 사진 장치의 동작에 관하여 설명한다.

감광체(1)는 대전 롤러(2)에 의해 균일하게 대전되고, 그 후 화상 노광되어 감광체(1)상에는 정전 잠상이 형성된다. 현상 장치(4) 내에는 2 성분 현상제(T)가 수용되어 있다. 2 성분 현상제(T)는 캐리어로 불리우는 자성 분말과 비자성 토너의 혼합체이다. 현상제를 교반하면 마찰 대전에 의해 토너가 대전한다. 대전 토너를 포함한 현상제(T)는 현상 슬리부(5)상에 퍼올려져 현상 슬리부(5)의 회전에 따라 이송되고, 감광체(1)와 근접 대향하는 위치에서 감광체(1)상의 정전 잠상으로 전이하여 토너 화상을 형성한다. 전사 벨트(6)에는 미도시한 전원으로부터 토너와 역극성의 전압이 가해져 있고, 이 전사 벨트(6)와 감광체(1) 간의 전계에 의해 감광체(1)상에 현상된 토너 화상은 감광체(1)와 전사 벨트(6)사이에 끼워진 전사지 상에 전사된다. 전사지는 그 후 전사 벨트(6)에 의해 이송되고 미도시한 정착 장치를 통과할 때, 토너 화상이 전사지 위에 열용착된다.

한편, 전사되지 않고 감광체(1)상에 남은 토너는 클리닝 블레이드(7)에 의해 막혀서 회전 날개(8)에 의해 회수 코일(9)상으로 유도되고, 회수 코일(9)에 의해 재이용 토너로서 현상 장치(4) 내로 복귀된다. 도 2에 회수 코일(9)로부터 현상 장치(4)까지의 토너 재이용 경로를 나타낸다. 회수 코일(9)은 감광체 및 클리닝 유닛(PCU)(10) 내에 수납되어 있다. PCU(10)의 앞부분에는 현상 장치(4)와 연결된토너 보급구(11)가 열려 있고, 재이용 토너는 토너 보급구(11)를 통하여 현상 장치(4) 내로 회수된다. 토너 보급 유닛(20)으로부터 새로 보급되는 토너도 상기 토너 보급구(11)를 통하여 현상 장치(4) 내로 보급된다.

도 3은 도 1의 전자 사진 장치의 현상 장치(4) 내에서 토너의 움직임을 나타낸다. 보급 토너와 재이용 토너는 둘 다 토너 보급구(11)로부터 현상 장치(4) 내로 들어온 후, 토너 투입구(17)를 통하여 퍼들 내로 들어와 캐리어와 혼합되어, 2 성분 현상제로서 이송 스크루(13)에 의해 화살표 A방향으로 이송되고 교반된 후, 현상제 배출구(15)를 통하여 퍼들(14) 밖으로 배출되고, 스파이럴(12)에 의해 화살표 B방향으로 이송된다. 이 실시 형태에서는 현상제 이송 경로 상에 있는 퍼들(14)의 토너 투입구(17)에 메시 부재(16)가 설치되어 있어서, 재이용 토너가 토너 투입구(17)를 통하여 투입될 때, 재이용 토너 중에 포함되는 일정 크기 이상의 종이 분말은 이 메시 부재(16)를 통과할 수 없어 퍼들(14) 내로 들어 가지 못하고, 퍼들(14)의 외측에서 항상 현상 장치(4)의 토너 보급구(11) 주위에 체류하면서 계속 교반된다. 그 결과, 종이 분말은 장기간에 걸친 교반으로 메시 부재(16)의 그물눈을 통과할 수 있을 때까지 분쇄된다. 메시 부재(16)의 그물눈을 통과할 수 있도록 된 종이 분말은 비화상부에 부착해도 섬유가 눈에 띄지 않는다. 또한, 종이 분말이 작기 때문에 토너와 역극성으로 된 종이 분말이 생긴다 해도 종이 분말에 부착하는 토너량은 적으므로, 비화상부에 종이 분말과 토너의 집합체가 부착해도 그 토너 부착은 쉽게 눈에 띄지 않는다. 따라서 재이용 토너에 의한 바탕 오점은 발생하지 않는다.

상기 메시 부재(16)에 대하여 설명한다. 메시 부재(16)의 그물눈이 굵으면 큰 종이 분말이 통과하여 재이용 토너에 의한 바탕 오점이 발생하고, 그물눈이 너무 잘면 현상제가 메시 부재(16)를 통과할 수 없어 앞쪽에서 현상제가 체류하여 넘쳐난다. 이 때문에 메시 부재(16)의 그물눈의 크기가 중요하다.

메시 부재(16)의 그물눈의 크기는 현상제(T)의 캐리어 직경보다 클 것이 필요하다. 실험에 의하면, 실제는 캐리어 직경의 2 배 이상으로 그물눈이 크지 않으면, 현상제의 통과가 나빠져 현상제의 체류 현상이 시간이 경과함에 따라 발생한다는 것이 판명되었다. 즉, 체적 평균 캐리어 직경이 80μ인 경우, 160μ이상의 구멍이 열려 있어야 할 필요가 있다. 금속 메시인 경우, 금속선의 굵기가 있으므로 실제 분산(分散)을 고려하면 더욱 굵게, 적어도 90 메시 이하가 바람직하다. 그리고 그물눈의 수가 10 메시이상 되지 않으면 재이용 바탕 오점이 눈에 띄인다. 실험에 의하면 20∼40 메시가 가장 바람직한 것으로 판명되었다.

종래 재이용 토너의 이송 경로상에 메시를 놓고 이물을 제거하는 기술은 있었다. 그러나 이와 같은 기술에 있어서는 메시의 눈이 막힘이 아주 발생하기 쉽다. 재이용 토너는 유동성이 나빠 종이 분말과 같은 섬유를 포함하고 있기 때문이다. 본 실시 형태에 있어서는 재이용 토너가 현상제 중에 분산되어 유동성이 좋아진 후에 그물눈의 크기를 선택할 수 있는 메시 부재를 통과하므로, 종래와 같은 재이용 토너의 유동성에 기인하는 것과 같은 눈 막힘은 쉽게 발생하지 않는다. 또한, 캐리어가 메시를 통과할 때, 메시의 눈에 들러 붙은 토너를 캐리어의 자력으로 끌어당겨 클리닝하기 때문에, 그물눈의 막힘은 쉽게 발생하지 않는다.

또 메시 부재의 크기는 예컨대 10 ㎟ 이상으로 하면 바람직하다.

(제2 실시형태)

다음에 청구범위 제2항에 기재된 전자 사진 장치에 대하여 설명한다. 도 4에 이 전자 사진 장치의 개략 구성도를 나타낸다.

이 전자 사진 장치를 구성하는 현상 장치(4)내의 퍼들(14)은 토너 투입구에 제1 실시 형태와 마찬가지 메시 부재(16)가 마련됨과 동시에, 마일러(Mylar, 상표)와 같은 얇은 탄성 부재로 이루어지는 문지름 부재(17)가 현상 장치(4)의 케이스 내벽에 설치되어 있고, 퍼들(14)의 회전에 의해 메시 부재(16)가 상기 문지름 부재(17)와 대향하는 위치를 통과할 때, 문지름 부재(17)의 선단이 메시 부재(16)를 문지르도록 구성되어 있다. 이것에 의해 2 성분 현상제와 재이용 토너 중의 종이 분말은 적극적으로 메시 부재(16)에 문질러져, 종이 분말이 잘게 됨과 동시에 메시 부재(16)가 클리닝되어 메시의 그물눈이 막히는 것이 방지된다. 이와 같은 구성에 의해 메시 부재(16)의 그물눈 크기를 더욱 잘게 할 수 있고, 재이용 토너 중의 종이 분말을 보다 잘게 한 다음 현상하는 것으로 되기 때문에, 재이용 바탕 오점은 쉽게 발생하지 않게 된다.

또 본 실시 형태의 다른 구성 및 동작은 제1 실시 형태와 마찬가지로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 2 성분 현상제를 이용하여 토너를 재이용하는 전자 사진 장치에 있어서, 현상 장치 내의 현상제 이동 경로상에 캐리어의 체적 평균 입경의 2 배 이상 크기의 그물눈이고 동시에 그물눈의 크기가 10 메시보다작은 그물눈을 구비하는 메시 부재를 마련함으로써, 재이용 바탕 오점의 발생을 방지하고 화상 품질에 결함이 없는 양호한 화상을 형성할 수 있다.

또한, 현상 장치 내에 상기 메시 부재와 함께 메시를 문지르는 문지름 부재를 마련하여 재이용 토너 중의 종이 분말을 적극적으로 메시에 눌러서 잘게 하는 동시에, 메시 부재의 그물눈이 막히는 것을 방지한다. 이것에 의해 재이용 바탕 오점의 발생을 방지하여 양호한 화상을 장기간에 걸쳐 형성할 수 있다.

Claims (4)

1. 토너와 캐리어로 이루어지는 2 성분 현상제를 수용하고 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 장치 및 토너 재이용 기구를 구비하여 화상을 형성함과 동시에 토너를 재이용하는 전자 사진 장치에 있어서,

   상기 현상 장치는 상기 토너와 캐리어로 이루어지는 2 성분 현상제의 이동 경로상에 메시 부재를 구비하고,

   상기 메시 부재의 그물눈 크기는 캐리어의 체적 평균 입경의 2 배보다 크고, 10 메시보다 작은 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 현상 장치는 이 현상 장치의 내부에 상기 메시 부재를 문지르는 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
4. 삭제