KR19990011671A - 내부압력 조정용 배기구를 갖는 현상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면 전자사진방식 현상장치의 현상제 유동에 의해 팽창된 부피로 인하여 발생한 현상장치 내부의 내부압력을 감소시키기 위한 내부압력 조정용 배기구가 개시된다.

본 발명에 의하면, 현상장치의 내외부를 연통하고 있는 내부압력 조정용 배기구에는 현상제와 공기의 혼합기중 입자 크기가 상대적으로 매우 작은 공기 입자만이 통과되도록 필터가 장착되어 있어 현상장치 내부의 압력과 외부의 압력차를 감소시켜 현상제의 외부 누설을 방지한다.

Description

내부압력 조정용 배기구를 갖는 현상장치

본 발명은 현상제의 누설을 방지하는 내부압력 조정용 배기구를 갖는 현상장치에 관한 것으로, 특히 현상장치 내부에서 유동성이 탁월하고, 부피 팽창성이 큰 현상제가 부피 팽창함에 따라 현상장치 외부의 압력보다 크게 발생한 내부압력에 의해 현상장치의 외부로 현상제가 누설되는 것을 방지하기 위해, 내부압력의 원인이 되는 공기는 현상장치 외부로 유출되도록 하고, 현상장치의 오염 원인이 되는 현상제의 누설은 차단하는 내부압력 조정용 배기구가 형성된 현상장치에 관한 것이다.

널리 공지된 바와 같이, 전자사진방식을 이용한 화상형성장치는 광학계(LSU;Laser Scanning Unit)에 의해 정전잠상이 형성되는 감광체를 중심으로 크게 다음과 같은 장치 및 공정을 갖는다.

이 화상형성장치를 개별적으로 분류하여 설명하면, 감광체인 감광드럼을 대전시키기 위한 대전장치에 의한 대전 공정과, 외부의 컴퓨터, 팩스, 복합기 등에 의해 입력된 데이터에 의해 대전되어 있는 감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하기 위해서 레이저 빔을 감광드럼에 점상으로 주사하는 광학장치에 의한 광학공정과, 광학공정에 의해 형성된 감광드럼의 정전잠상에 현상제의 일종인 토너를 이동시켜 정전잠상과 토너 사이의 쿨롱의 힘에 의해 감광드럼에 화상을 가시화하는 현상장치에 의한 현상공정과, 감광드럼의 표면에 형성된 토너를 종이와 같은 기록 매체로 화상을 이동시키는 전사롤러에 의한 전사공정과, 기록 매체에 토너 전사 후, 감광드럼상에 잔존하는 폐토너를 크리닝 롤러와 같은 크리닝 장치에 의해 제거하는 크리닝 공정, 마지막으로 기록매체에 전사된 토너에 소정 열을 가하여 토너를 기록 매체상에 융착시키는 정착장치에 의한 정착공정으로 구성되어 있다.

이들중 감광드럼에 형성된 점전잠상에 현상제인 토너를 이동시키는 일반적인 현상장치를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 현상장치는 감광드럼(6a)과 접촉되는 현상 롤러(11)와, 이 현상롤러(11)로 토너를 공급하는 토너 공급롤러(12)와, 현상롤러(11)에 부착되는 토너의 양을 조절하는 역할을 하는 블레이드(13)와, 토너를 상기 토너 공급롤러(12)측으로 공급하는 교반기(14)와, 교반기(14)와 토너 공급롤러(12) 사이를 분리하여 현상 장치의 내벽을 이루는 분리벽(15) 및 상기 구성요소들을 지지 및 토너의 누설을 방지하는 현상장치 하우징등으로 구성되어 있다.

이와 같은 현상장치에 의해 현상 공정이 진행될때 고화질의 인쇄물을 얻기 위해서는 현상장치의 내부에 들어 있는 토너의 유동성과 토너의 균일한 미립도가 요구된다.

이와 같이 유동성 및 수 ㎛의 미립자 형태인 토너는 특성상 밀폐된 공간에 소정량을 주입하고 이를 흔들게 되면 그 부피가 최초 부피보다 약 2 배정도 팽창하게 되는 바, 이는 현상제의 미립자와 미립자 사이에 공극에 공기가 들어가기 때문인 것으로 공지되어 있다.

이런 이유로, 현상장치 내부의 토너가 교반기(14)에 의해 감광드럼(6a)으로 비산될 때, 현상장치 내부의 토너에는 심한 유동이 발생하게 되어, 기 언급한 바와 같이 토너는 2 배에 가까운 부피 팽창이 발생하게 된다.

이와 같은 토너의 팽창에 따라서 현상장치의 한정된 내부공간(7a)은 이 팽창한 토너로 완전 충진되고, 현상장치의 내부 공간에서는 이 부피 팽창에 따라서 현상장치의 내부로부터 외부로 토너를 밀어내려는 내부압력이 발생하게 된다.

이처럼, 내부압력에 의해서 현상장치의 외부와 내부에는 소정 기압차가 발생하게 되는 바, 수 ㎛의 입경을 갖는 토너 입자의 크기를 감안하였을 때, 현상장치의 내외부를 밀폐하고 있는 부분중 미세한 공극 또는 틈새가 발생하였을 때에는 예상치 못한 토너의 누설이 발생하게 된다.

이와 같이 현상장치 외부로 토너의 누설이 발생되는 대부분의 경우는 일례로 현상장치 내부에 형성된 다수개의 기 언급한 롤러, 예를 들어 현상롤러(11), 토너 공급롤러(12)의 롤러축(미도시)이 끼워지는 현상장치의 축공 부분과 감광드럼(6a)과 접촉하고 있는 현상롤러(11)와 현상롤러(11)를 지지하고 있는 현상장치 하우징의 공극부분인 것이다.

이와 같은 부분으로 토너가 누설되는 것을 방지하기 위해 종래에는 누설 부분에는 환형 누설방지링(미도시) 또는 스폰지(미도시)와 같은 누설방지부재를 사용하여 누설방지를 실시하고 있으며, 기타 누설의 우려가 있는 부분 또한 펠트 또는 스폰지를 이용하고 있다.

그러나, 이와 같은 토너의 누설을 감안하여 토너 누설방지부재를 지나치게 많이 사용하게 되면 누설방지부재와 여러 구성요소의 마찰등과 같은 부하 발생 요인으로 인해 과부하가 발생할 우려가 있고, 이와 같은 이유로 누설방지부재를 지나치게 조금 사용할 경우 이미 언급한 바 있는 현상장치의 내부압력에 의해 누설방지부재의 취약 부분을 통해 현상장치 외부로 누설되며, 이런 이유로 토너의 누설이 발생할 경우 현상장치 외부에서 토너의 뭉침 및 응고로 인해 현상장치의 구동부 부분의 작동이 불량해지며, 화상형성장치의 내부 오염에 따른 부수적인 불량을 발생시키는등 다양한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 토너의 누설이 현상장치의 내부에서 발생하는 내부압력으로 인한 것임을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 현상장치의 내부 및 외부의 기압차를 최소화하기 위해 현상장치의 내외부를 관통하여 내부압의 주 원인이 되는 공기는 배출하고, 토너의 누설은 방지하는 필터가 형성되어 있는 내부압 조정용 배기구를 설치하여 토너의 누설을 방지하는 내부압 조정용 배기구를 갖는 현상장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 현상장치를 일례로 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 현상장치가 적용된 컬러 화상형성장치를 일실시예로 도시한 단면도.

도 3은 도 2의 내부압력 조정용 배기구를 갖는 현상장치를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 현상장치 내부의 토너 유동 경로를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 내부압력 조정용 배기구를 도시한 단면도.

도 6은 도 5의 필터 및 필터 작용을 도시한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30: 분리벽 30a: 토너 주입구

40: 제 1 토너방 50: 제 2 토너방

51: 토너 공급롤러 52: 현상 롤러

53: 박층롤러 100: 내부압력 조정용 배기구

110: 필터 115: 통기공

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명 내부압 조정용 배기구를 갖는 현상장치는 밀폐된 소정 공간으로 형성된 현상기 하우징과;

현상기 하우징의 내부에 설치되어 감광체에 형성된 정전잠상에 현상물질을 피착시키 위한 현상롤러와 상기 현상물질을 상기 현상롤러에 공급하기 위한 현상물질 공급롤러와 현상롤러에 공급된 현상물질을 박층 형성시키기 위한 박층수단과;

현상기 하우징의 내부,외부 압력차를 감소시켜 토너의 누설을 방지하기 위한 내부압력 조정용 배기수단이 현상기 하우징에 적어도 1 곳 이상이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 내부압력 조정용 배기수단은 현상기 하우징의 내부,외부를 관통하고 있는 원통 형상의 배기구와, 배기구를 통해 상기 현상물질이 통과하지 못하도록 설치된 필터를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 이 필터는 종이 재질로 이루어져 있으며, 필터에는 통기공이 형성되어 있고, 상기 통기공의 직경은 상기 현상물질의 단위 입자 크기보다는 작고 공기 입자의 크기보다는 큰 것이 바람직하다.

이하, 본 고안 내부압 조정용 배기구를 갖는 현상장치의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 본 발명에 의한 현상장치가 구성되어 있는 컬러 화상형성장치를 첨부된 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

화상형성장치의 기저면에는 기록매체인 인쇄용지가 적재되어 있는 용지 카세트(1)가 설치되어 있고, 이 카세트(1)로부터 다수매가 적재되어 있는 인쇄용지(2)를 후속 공정으로 공급하도록 급지 장치(3)가 설치되어 있다.

이 급지 장치(3)로부터 공급된 인쇄용지(2)는 인쇄용지 진행방향에 설치되어 있는 대전된 롤러의 대전력에 의해 흡착되는 바, 이 대전된 롤러는 전사 롤러(4)이다.

또한, 이 전사 롤러(4)에는 감광드럼(6a)이 밀착되어 있는 바, 이 감광드럼(6a)과 소정 이격된 곳에는 외부 컴퓨터 등에 의해 입력된 인쇄 데이터에 대응하여 이 감광드럼(6a)으로 점상의 레이저 빔을 주사하여 감광드럼(6a)의 표면에 정전잠상을 발생시키도록 레이저 스캐닝 유닛트와 같은 광학장치(5)가 설치된다.

이 감광드럼(6a)에 형성된 정전잠상의 특성으로 인해 정전잠상이 형성된 부분에 시안(C;7a), 마젠타(M;7b), 옐로우(Y;7c), 블랙(B;7d) 현상제인 토너를 순차적으로 묻혀 정전잠상을 현상하여 화상을 형성하도록 감광드럼(6a)에는 4 개의 현상 유닛이 회전하는 회전 터렛에 의해 지지되어 있다.

이와 같은 감광드럼(6a)에 현상된 화상은 전사 롤러(4)에 흡착되어 있는 인쇄용지로 옮겨진다.

이 전사 롤러(4)와 인접하여 토너가 묻어 있는 인쇄용지에 열을 가하여 열융착시키기는 정착롤러로 화상형성장치는 구성되어 있다. 미설명 부호 10은 인쇄된 용지가 배출되어 적재되는 용지 스태커이다.

이와 같이 구성된 화상형성장치중 본 발명에 의한 내부압 조정 가능한 배기구가 형성되어 있는 현상장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 내부압 조정용 배기구를 갖는 현상장치의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.

본 발명에 의한 내부압 조정용 배기구를 갖는 현상장치는 현상장치의 여러 구성 요소들이 결합되며 외부에 대하여 밀폐된 소정 공간부를 갖는 현상기 하우징(60)과, 현상기 하우징에 형성된 분리벽(30)에 의해 구획된 제 1 토너방(40)과 제 2 토너방(50)으로 구성되어 있으며, 이 분리벽(30)에는 토너 주입구(30a)가 형성되어 있다.

여기서, 제 1 토너방(40)에는 비자성 1 성분 토너가 수납되어 있고 이 토너를 제 2 토너방(50)으로 공급하는 에지테이터(41)가 설치되어 있다.

또한, 제 2 토너방(50)은 토너를 마찰과 주입에 의해 시스템의 최적치로 토너의 단위질량당 대전량을 획득하고, 현상롤러(52)상에 균일한 토너층을 형성하는 장소로써, 상기 제 1 토너방(40)에서 공급되는 비자성 1 성분 토너의 토너공급수단인 토너 공급롤러(51)와, 상기 토너공급롤러(51)와 접촉되면서 대전된 토너를 보유하는 현상롤러(52)와, 상기 현상롤러(52)로 공급되는 토너의 양을 규제 및 토너를 박층으로 만들어 주는 박층롤러(53)와, 상기 박층롤러(53)를 클리닝 하는 스크래퍼(54)가 설치되어 있고, 토너의 유동에 의해 발생한 현상장치 내부 공간()에서 발생한 내부압력을 조정하기 위해 현상장치의 내외부를 연결하고 있는 내부압 조정용 배기구(100)를 포함하고 있다.

이와 같이 구성된 현상장치의 세부적인 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 에지테이터(41)는 기 언급한 바와 같이 제 1 토너방(40)의 중심에 위치하여 소정 R.P.M으로 회전하는 회전축(41a)과 결합되어 있는 에지테이터 로드(41b)에 부착되어 있는 얇은 박막 형태의 필름(41c)으로, 이 에지테이터(41)는 시계 방향(도면상)으로 회전하면서 제 1 토너방(40)의 벽면을 긁어 미세 분말 형태의 토너를 제 2 토너방(50)쪽으로 비산시키는 역할을 한다.

이와 같이 에지테이터(41)에 의해 토너는 다시 토너 공급롤러(51)로 비산되는데, 이 토너 공급롤러(51)는 제 2 토너방(50)에 형성되어 있다.

이 토너 공급롤러(51)는 스폰지 형태의 폴리우레탄 폼으로서, 도전성 재질로 형성되어 현상롤러(52)에 토너를 공급함과 아울러 현상롤러(52)에서 감광드럼으로 현상 후까지 잔류되어 있는 토너를 제거하게 된다.

여기서, 현상 롤러(52)는 반도전성 고무로서, 재질은 폴리우레탄으로 형성되어 있고, 저항은 10⁷~10⁸Ω으로서, 현상롤러(52)의 표면은 약간의 거칠기를 갖도록 형성되어 있어 대전된 토너를 정전기력으로 보전하면서 회전되도록 구성된다.

이와 같은 이유로 토너 공급롤러(51)와 현상롤러(52)의 마찰 회전에 의해 토너는 마찰대전되어 소정 전하량을 갖게 되고 이 전하량을 갖는 토너는 현상롤러(52)에 쉽게 부착된다.

이와 동시에 현상롤러(52)와 토너 공급롤러(51)에는 전원이 인가되어 두 롤러의 전압차로 인한 쿨롱력으로 현상롤러(52)에 토너가 더욱 기밀하게 흡착되도록 한다.

여기서 현상롤러(52)는 현상기 외부의 감광드럼과 대향하고 있기 때문에 즉, 현상롤러(52)는 토너가 충진되어 있는 현상장치의 내부와 현상장치 외부를 연결하고 있는 통로 역할을 하게 되는 바, 이 통로에 의해 토너의 누설 현상이 발생하게 되며 따라서 토너의 누설을 최소로 방지하기 위해 이 통로에는 토너 누설방지부재(56)가 설치되어 있다.

이와 같이 토너 공급롤러(51)로부터 현상 롤러(52)로 옮겨 피착된 토너층의 두께는 균일하지 못하기 때문에 현상 롤러(52)에는 피착된 토너를 균일한 두께의 박층으로 만들어 주기 위해서 현상 롤러(52)와 상이한 선속비로 회전하는 박층 롤러(53)에 의해서 현상 롤러(52)상에는 얇고 균일한 토너 박막층이 형성되는 것이다.

이 박층롤러(53)에는 현상 롤러(52)로부터 묻은 토너를 제거해주기 위해 박층롤러(53)의 표면을 긁어 표면에 피착된 토너를 제거하도록 스크래퍼(54)가 밀착되어 있다.

이와 같이 박층롤러(53)로부터 제거된 토너는 다시 스크레퍼(54)의 전면에 형성된 가이드 플레이트(32)를 따라서 다시 제 1 토너방(40) 속으로 유입되고, 토너 공급롤러(51)에서 떨어져 나온 토너는 도시된 터널(55)을 통과하여 제 1 토너방(40)으로 재 유입된다.

또한, 토너를 박층시키기 위한 또다른 방법인 바 블레이드(bar blade)나 박층 플레이트를 사용하여도 무방하다.

한편, 교반기인 에지테이터(41)에 의해 심한 유동이 발생한 토너는 부피가 증가하게 되어 현상장치 내부공간()에는 토너의 팽창에 따른 내부압력이 발생하게 되므로 이 내부압력을 조정하기 위해서 현상장치에는 한 곳 이상이 외부와 관통되도록 관통공(60a)이 형성되어 있고, 이 관통공(60a)에는 짧은 원통 형상인 내부압력 조정용 배기구(100)가 형성되어 있으며, 이 내부압력 조정용 배기구(100)에는 필터(110)가 부착되어 있다.

이 필터(110)로는 여러 가지 종류를 사용할 수 있지만 본 발명에서는 일실시예로 종이 필터(110)가 사용되고 있으며, 미세 통기공이 형성되어 있는 스폰지가 사용되어도 무방하다.

이 종이 필터(제조사 SCHLEIDER SCHUELL사;110)에는 토너의 입자 크기보다는 작고 공기 입자는 통과하도록 도 6에 도시된 바와 같은 망사 형태의 통기공(115)이 형성되어 있는 것이다.

이 내부압력 조정용 배기구의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 내부압력 조정용 배기구(100)가 형성된 현상장치 내부의 토너 이동 경로를 도시한 도면으로 점선 도면은 공기와 토너가 혼합된 혼합기의 경로이고, 실선도면은 토너만의 유동 경로이다.

여기서, 제 1 토너방(40)의 내부에 충진되어 있는 토너는 에지테이터(41)의 회전에 의해 심한 유동이 발생하여 그 부피가 배가되고, 배가된 상태의 토너중 일부분은 분리벽(30)에 형성된 토너 주입구(30a)를 통해 토너 공급롤러(51) 및 현상롤러(52)로 이동되어 감광드럼의 정전잠상에 부착된다.

이때, 이 에지테이터(41)에 의해 비산된 토너중 토너 공급롤러(51)로 이동되지 못하고 현상기 내부의 내부압력 증가의 요인으로 작용하는 공기와 현상제의 혼합기는 현상장치 형성되어 있는 내부압력 조정용 배기구(100)로 이동된다.

그 이유로는 내부압력 조정용 배기구(100)의 입구에는 공기 입자만이 배출되는 종이 필터(110)가 부착되어 있어 공기가 빠져 나가게 되므로, 현상장치 내부에는 내부압력 조정용 배기구(100)의 입구와 현상장치의 중심부에서 소정 압력 구배가 발생하게 되어 상대적으로 압력이 낮은 내부압력 조정용 배기구(100)의 입구로 공기와 현상제의 혼합기가 이동하게 되는 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 내부압력 조정용 배기구(100)의 입구에 형성된 종이 필터(110)에 의해 토너는 이 종이 필터(110)를 통과하지 못하고 다만 토너의 입경에 비하여 매우 작은 공기 입자만이 이 종이 필터(110)를 통과하여 현상장치의 내부압력은 낮아지게 된다.

이와 같이 현상장치 내부의 내부압력이 조정된 상태에서 현상롤러(52)의 정전잠상에 피착된 토너는 다시 전사롤러의 인쇄용지로 재피착되고, 정착롤러에 의해 열융착된 후, 용지 스태커로 배출된다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 현상제의 팽창에 의해 발생한 현상장치 내부의 내부압력을 감소시키기 위해 현상장치의 내부에서 외부로 공기만이 통과할 수 있는 필터를 내부압 조정용 배기구에 장착하여 현상장치 내부와 현상장치 외부의 기압차를 감소시킴으로써, 현상장치로부터 외부로 현상제의 누설을 방지하여 전자사진방식의 현상장치의 오염을 극소화하여 기기의 수명 연장 효과를 얻을 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 밀폐된 소정 공간으로 형성된 현상기 하우징과;

   상기 현상기 하우징의 내부에 설치되어 감광체에 형성된 정전잠상에 현상물질을 피착시키 위한 현상롤러와 상기 현상물질을 상기 현상롤러에 공급하기 위한 현상물질 공급롤러와 상기 현상롤러에 공급된 현상물질을 박층 형성시키기 위한 박층수단과;

   상기 현상기 하우징의 내부,외부 압력차를 감소시켜 토너의 누설을 방지하기 위한 내부압력 조정용 배기수단이 상기 현상기 하우징에 적어도 1 곳 이상이 형성된 것을 특징으로 하는 내부압력 조정용 배기구가 형성된 현상장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 내부압력 조정용 배기수단은 상기 현상기 하우징의 내부,외부를 관통하고 있는 원통 형상의 배기구와, 상기 배기구를 통해 상기 현상물질이 통과하지 못하도록 설치된 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 내부압력 조정용 배기구가 형성된 현상장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 필터는 종이 재질인 것을 특징으로 하는 내부압력 조정용 배기구가 형성된 현상장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 필터는 스폰지인 것을 특징으로 하는 내부압력 조정용 배기구가 형성된 현상장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 필터에는 상기 현상물질의 단위 입자 크기보다는 작고 공기 입자의 크기보다는 큰 미세 통기공이 형성된 것을 특징으로 하는 내부압력 조정용 배기구가 형성된 현상장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 박층수단을 박층롤라로 상기 박층롤러에 피착된 현상물질은 스크래퍼에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 내부압력 조정용 배기구가 형성된 현상장치.