KR100400025B1 - 회전하는 증착롤러를 구비하는 현상장치 - Google Patents

Abstract

현상장치가 개시된다. 개시된 현상장치는, 현상액을 그 내부에 보유하는 현상액 공급기와, 현상액에 반쯤 잠겨 회전하며 현상액으로 정전잠상을 현상하는 현상롤러와, 현상롤러와 접촉하거나 소정간격 이격되어 회전하며 전기력에 의해 현상롤러에 현상액을 공급하는 증착롤러와, 증착롤러에 접촉하도록 위치하며 증착롤러의 표면의 잔류 현상액을 세정하는 제1클리닝 장치 및, 현상롤러가 정전잠상을 현상한 다음 현상롤러의 표면에 잔류하는 현상액을 세정하는 제2클리닝 장치를 구비한다. 현상액의 흐름을 원활히 하여 현상롤러 표면에 증착되는 현상량을 일정하게 함으로써 고화질의 화상을 제공할 수 있다.

Description

회전하는 증착롤러를 구비하는 현상장치{Development apparatus comprising a rotating depositing roller}

본 발명은 현상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고농도의 잉크를 사용한는 현상장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 습식 전자사진 화상형성장치를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 습식 전자사진 화상형성장치에는, 감광벨트(14)와, 감광벨트(14)를 대전시키는 대전기(15)와, 대전된 감광벨트(14)에 광을 조사하여 정전잠상을 형성하는 광주사 유니트(16)와, 정전잠상을 현상하는 현상기(30)와, 감광벨트(14)상의 액상의 캐리어를 흡착 증발시키는 건조기(18)와, 형성된 화상을 용지(23)에 전사하는 전사장치(20)가 구비되어 있다.

감광벨트(14)는 구동롤러(11), 피동롤러(12, 13)를 포함하는 복수의 롤러에 의해 순환하며, 용지(23)는 전사롤러(21)와 정착롤러(22)의 회전에 의해 전사장치(20)로 인입되며 화상이 용지(23)로 전사되게 된다.

광주사 유니트(16)는 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M), 블랙(K)의 색상정보를 감광벨트(14)로 주사하고 각 현상기(30)는 각각 해당 색상의 현상액을 감광벨트(14)에 공급한다.

현상기(30)는 감광벨트(14)에 현상액을 공급하는 현상액 공급기(32)와, 감광벨트(14)로부터 낙하하는 현상액을 회수하는 현상조(31)를 구비하고 있다. 현상조(31)내에는 현상 롤러(36)와, 현상 롤러(36)에 묻어있는 현상액을 제거하기 위한 브러시 롤러(37)와, 감광벨트(14)상에 공급된 현상액중 화상형성을 하지 않는 액상의 캐리어를 분리하기 위한 스퀴즈 롤러(34) 및 스퀴즈 롤러(34)를 통해 취출되는 캐리어를 현상조(31)로 회수하기 위한 플레이트(35)가 마련되어 있다.

현상기(30)는 각 컬러, Y(Yellow), C(Cyan), M(Magenta), K(Black)에 대해 정전잠상을 현상할 수 있도록 감광벨트(14)와 현상갭(G)을 유지하며 소정 전압으로 대전되는 현상롤러(36)와, 상기 현상갭(G)내에 현상액을 공급하는 분사기와, 감광벨트(14)에 가압하도록 배치되는 스퀴지 롤러(34)를 포함한다. 상기 현상액은 인쇄용지(P)에 전사되어 화상을 형성하는 토너가 분산되어 있는 고농도의 잉크와 상기 토너를 감광벨트(11)의 정전잠상이 형성된 영역에 전달하는 저농도의 액상의 캐리어로 이루어진다.

현상액 공급기(32)는, 잉크 카트리지(38)로부터 용매인 액상의 캐리어(N, norpor)와 현상물질인 각 컬러(Y, C, M, K)의 잉크를 공급받아, 이를 혼합하여 제조한 적정 농도의 현상액과, 현상조(31)내에 저수된 현상액을 공급받아 다시 감광벨트(14)에 현상액으로 제공한다.

상기 종래의 현상기(30)에서는 액체 현상제의 농도를 2.5%~3% 정도를 사용하기 때문에, 잉크 카트리지(38)로부터 공급되는 10~30%의 잉크를 저농도의 캐리어로 희석하여 현상기(30)로 공급한다.

현상액 공급기(32)에서 만들어진 액체 현상액을 현상닙(nip)에 공급하기 위해 현상 롤러(36)와 감광벨트(14) 사이에 현상액 공급장치(35)를 사용하여 잉크를 공급한다. 공급된 저농도의 액체 현상제는 감광벨트(14)상의 정전잠상을 현상하고 스퀴지 롤러(34)를 통과하면서 과잉 캐리어가 제거된다. 잔류하는 캐리어는 건조장치(18)에 의해 흡수되고 이를 다시 가열하여 증기화시킨 뒤 포집하여 응축기로 압축하는 과정을 거쳐 제거된다.

정착장치(20)에서는 감광벨트(14)상의 화상을 형성하는 높은 농도의 토너가 열, 압력 또는 정전력에 의해 전사 롤러(21)로 전사가 되고, 다시 정착 롤러(22)에 인가된 열과 압력에 의해 일부 잔류된 캐리어를 증발시켜 화상이 기록용지(23)로 재전사가 되게 하여 화상을 출력하게 된다.

일반적인 습식 전자사진 화상형성장치의 현상장치는 현상시 사용하는 액체 현상액의 농도가 2~3%로 잉크 카트리지(38)에 마련되어 있는 잉크의 농도 10~30%와 다르게 되어 있어 고농도의 잉크를 캐리어와 혼합하여 2~3%의 현상액으로 제조하기 위한 복잡한 잉크 공급 시스템과 농도 제어장치가 필요하며, 낮은 액체 현상제의 과잉 캐리어를 제거하기 위한 스퀴즈 공정이 요구되어 진다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 고농도 잉크를 사용하는 현상장치에서 현상액의 흐름을 원활하게 하고 넓은 범위의 현상액에서 균일한 현상량을 구현하여 고화질의 화상을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 화상형성장치를 간략히 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 현상장치를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 현상장치를 채용하는 화상형성장치를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

51 : 감광드럼 52 : 대전 장치

53 : 현상 장치 54 ; 정착 장치

55 : 광주사장치 56 : 전사 장치

57 : 잉크 카트리지 58 : 제전기

59 ; 중간전사벨트 61 ; 미터링 블레이드

62 ; 잉크 63 ; 현상 롤러

64, 66 ; 전원 67 ; 증착 롤러

68 ; 현상액

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 현상액을 그 내부에 보유하는 현상액 공급기;와 상기 현상액에 반쯤 잠겨 회전하며, 상기 현상액으로 정전잠상을 현상하는 현상롤러;와 상기 현상롤러와 접촉하거나 소정간격 이격되어 회전하며, 전기력에 의해 상기 현상롤러에 현상액을 공급하는 증착롤러;와 상기 증착롤러에 접촉하도록 위치하며, 상기 증착롤러의 표면의 잔류 현상액을 세정하는 제1클리닝 장치; 및 상기 현상롤러가 정전잠상을 현상한 다음 상기 현상롤러의 표면에 잔류하는 현상액을 세정하는 제2클리닝 장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상장치를 제공한다.

상기 현상액은 3% 내지 40% 정도의 범위인 것이 바람직하다.

상기 현상롤러에 근접하여 위치하며, 상기 현상롤러 표면에 증착된 현상액의 농도를 일정하게 하기 위한 미터링 장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 제1클리닝 장치는 우레탄 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 고농도의 현상액을 사용하는 습식 화상형성장치의 현상장치에서 증착롤러를 회전시켜 현상롤러와 증착롤러간의 좁은 갭에서 발생할 수 있는 잉크 입자간의 엉김현상을 방지할 수 있으며, 증착롤러의 표면에 흡착되는 잉크 입자를 세정하는 클리닝 롤러를 구비함으로써 현상액의 흐름을 원활히 할 수 있다.

본 발명은 또한, 넓은 범위의 현상액 농도에서 균일한 화상농도를 획득할 수 있으며 비화상부의 오염이 적고 고농도 접촉 현상을 실행하므로 스퀴지(squeege)공정이 별도로 요구되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 현상장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기서, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용되고 있음에 유의해야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습식 현상장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 대전 장치(52) 및 노광 장치(55)에 의해 정전잠상이 형성되는 감광체(51)와, 상기 감광체(51)에 현상액(68)을 공급하여 정전잠상을 현상하는 현상 롤러(63)와, 상기 현상롤러(63)와 접촉 또는 소정 간격 이격되어 회전하며 현상액(68)을 증착시키는 증착롤러(depositing roller)(67)와, 상기 현상롤러(63)의 표면의 현상액을 적정 농도로 유지하기 위해 가압력 또는 전기력을 가하는 미터링 장치(61)와, 상기 증착롤러(67)의 표면에 부착되는 잉크 입자를 세정하는 제1클리닝 장치(69)와, 상기 감광체(51)을 현상한 다음 상기 현상롤러(63)의 표면에 잔류하는 현상액(68)을 세정하는 제2클리닝 장치(65)를 구비한다.

현상액(68)은 전하를 보유하는 토너 입자가 절연성 액체 캐리어(노파(Norpar), 아이소파(Isopar) 등)에 분산된 상태로 현상액의 농도범위는 3% 내지 40% 정도까지의 고농도이다.

증착롤러(67)는 현상액 공급기(53)의 내부 현상액(68)에 잠겨 있으며, 현상롤러(63)와 반대 방향으로 회전하면서 현상롤러(63)와 증착롤러(67) 사이의 좁은 갭의 현상액(68)의 흐름을 원활히 한다. 상기 현상롤러(63)와 증착롤러(67)간의 갭은 50~500μm 이나 바람직하게는 200~300μm 정도가 적당하며, 접촉상태라도 가능하다. 상기 증착롤러(67)의 부재를 스테인레스 스틸(Stainless steel)의 SUS계열로 이루어지는 것이 바람직하며 현상롤러(63)와의 속도비는 0.3~2.0 의 범위가 적당하다.

증착롤러(67)에는 제1전원(66)이 연결되어 제1바이어스를 인가하고 현상롤러(63)에는 제2전원이 연결되어 제1바이어스보다 낮은 제2바이어스를 인가하여 전계를 형성함으로써 현상액내의 토너가 현상롤러(63)에 더 잘 부착될 수 있도록 한다. 현상 롤러(63)에는 현상 바이어스를 300V~550V정도, 증착롤러(67)에는 증착 바이어스를 500~1550V 정도 인가할 수 있다.

현상롤러(63)에 대해 반대방향이며 증착롤러(67)에 근접하여 위치하는 제1클리닝 장치(67)는 우레탄 블레이드로 증착롤러(67)에 흡착되어 있는 잉크 입자들을 제거하여 증착롤러(67)의 증착기능을 향상시킨다.

현상롤러(63)는 도전성 탄성체, 예를 들어 폴리우레탄 러버(Polyurethane rubber) 또는 NBR(Nitryl Butadiene Rubber)로 이루어지며 저항은 10⁵~10⁸Ω정도, 경도는 shore A 로 25도 내지 65도, 표면 거칠기는 Ra 1~4μm 정도가 바람직하다.

현상롤러(63)상에는 전기적으로 강하게 부착되는 토너입자로부터 약하게 부착되는 토너입자까지 다양한 토너입자가 부착될 수 있다. 미터링 장치(61)는 현상롤러(63)상의 현상액 농도가 3%~12% 정도인 경우 6% 내지 14%정도의 현상액 농도를 가지도록 미터링하여 현상량(M/A)를 400~1100μg/cm2을 획득한다. 저농도의 현상액 3%를 사용할 경우 미터링 공정 후 현상롤러(63)상의 현상액 농도는 6% 정도로 두 배의 농도증가를 보이며 12% 농도의 현상액의 경우 12%~14%로 약간의 농도증가를 나타낸다.

미터링 장치(61)는 L 자형의 금속판으로 두께는 0.05~2mm 정도로 구성되며 현상액(68)보다 높게 설치되어 미리 정해진 압력으로 현상롤러(63)를 가압한다. 미터링 장치(61)는 전기적으로 연결되거나 또는 전기적으로 연결되지 않고 물리적인 가압력만을 가할 수도 있다. 미터링 장치(61)가 가하는 가압력과 전기력에 의해 현상롤러(63)상의 잉크층의 두께가 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 현상장치(60)를 채용한 화상형성장치가 도 3에 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치(50)는, 각 컬러(Y, C, M, K)에 해당하는 정점잠상이 형성되는 복수개의 감광체(51)와, 상기 감광체(51)의 표면 전위를 대전 전위로 상승시키는 대전 롤러(52)와, 대전된 감광체(51)에 광을 조사하여 정전잠상을 형성하는 노광 장치(55)와, 상기 정전잠상을 현상하는 현상 장치(53)와, 상기 감광체(51)과 접촉하며 현상된 화상을 이동시키는 중간전사벨트(59)와, 상기 중간전사벨트(59)상으로부터 이송된 화상을 용지(s)에 전사하는 전사롤러(56)와, 전사된 화상을 정착시키는 정착장치(54)가 구비되어 있다. 여기서, 중간전사벨트(59)와 전사 롤러(56)는 전사장치를 이룬다.

본 발명의 실시예에 따른 현상장치를 채용하여 연속 인쇄를 실행한 결과 현상롤러(63)상에 220~270μg/cm²정도 범위의 균일한 현상량(M/A)을 얻을 수 있었다.

본 발명의 실시예에 따른 현상장치에서는 특히 고농도의 현상액을 사용하는 경우 증착롤러가 회전하여 증착롤러와 현상롤러사이의 현상액의 흐름을 원활히 하여 현상롤러 표면에 균일한 현상액을 증착시킬 수 있으며 증착롤러에 인접하여 클리닝 장치를 배치하여 증착롤러의 증착 기능을 도와주어 고화질의 화상을 출력하는 화상형성장치를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 현상장치는 넓은 범위의 현상액 농도에서도 모두 적용가능하며 별도의 잉크 공급장치, 농도제어장치를 필요로 하지 않으며 또한 스퀴지 공정이 필요없으므로 구조가 간단한 화상형성장치를 제조하는데 이용될 수 있다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 특히 당업자라면 증착롤러, 현상 롤러 및, 미터링 블레이드 등의 화상형성장치를 구성하는 장치를 고농도의 현상액 이용에 적합한 다른 재질로 제조할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 현상장치의 장점은, 고농도의 현상액을 사용하는 경우 증착롤러를 회전시켜 증착롤러와 현상롤러 사이에 현상액이 원활히 유통되게 하며 증착롤러에 인접하여 클리닝 장치를 배치시킴으로써 증착롤러의 증착기능을 보강하여 고화질의 화상을 출력하게 할 수 있다는 것이다.

Claims (4)

1. 현상액을 그 내부에 보유하는 현상액 공급기;

   상기 현상액에 반쯤 잠겨 회전하며, 상기 현상액으로 정전잠상을 현상하는 현상롤러;

   상기 현상롤러와 접촉하거나 소정간격 이격되어 회전하며, 전기력에 의해 상기 현상롤러에 현상액을 공급하는 증착롤러;

   상기 증착롤러에 접촉하도록 위치하며, 상기 증착롤러의 표면의 잔류 현상액을 세정하는 제1클리닝 장치; 및

   상기 현상롤러가 정전잠상을 현상한 다음 상기 현상롤러의 표면에 잔류하는 현상액을 세정하는 제2클리닝 장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 현상액은 3% 내지 40% 정도의 범위인 것을 특징으로 하는 현상장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 현상롤러에 근접하여 위치하며, 상기 현상롤러 표면에 증착된 현상액의 농도를 일정하게 하기 위한 미터링 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 현상장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   제1클리닝 장치는 우레탄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현상장치.