KR0133629B1

KR0133629B1 - 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR0133629B1
Application number: KR1019940023951A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 가와이; 신지 사토; 아키라 나가하라; 사치오 사사키; 미쯔루 사토; 다케후미 다카하시; 마사히로 와노; 마사오 고니시
Original assignee: 세키자와 다다시; 후지쓰 가부시키가이샤
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1994-09-23
Publication date: 1998-04-23
Also published as: KR950009368A; CN1058093C; US20010022906A1; JPH0792789A; DE4415742C2; CN1130266A; JP3452074B2; DE4415742A1

Abstract

본 발명의 목적은 장치의 수평 설치 및 수직 설치의 양방향으로 화상 형성이 가능한 화상 형성 장치를 제공하는데 있다. 이 화상 형성 장치는 회전하는 엔드리스형의 잠상 캐리어와, 상기 잠상 캐리어에 정전잠상을 형성하는 잠상형성 수단과, 잠상 캐리어의 정전잠상을 분말 형상제로 현상하는 현상기와, 상기 장치의 증력 방향에 대해 경사져서 상기 현상기에 부착되어 상기 현상기에 토너를 보급하는 토너 보급 기구와, 상기 잠상 캐리어상에 현상된 화상을 용지로 전사하는 전사기를 구비한다. 이러한 구성을 갖는 본 발명의 장치는 장치의 설치 방향에 무관하게 토너를 현상기로 안정하게 공급할 수 있다.

Description

화상 형성 장치

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예의 구성도.

제 2 도는 제 1 도의 장치의 수평 설치 상태도.

제 3 도는 제 1 도의 장치의 수직 설치 상태도.

제 4 도는 제 1 도의 화상 형성 기구의 단면도.

제 5 도는 제 4 도의 화상 형성 기구의 설명도.

제 6 도는 제 1 도의 현상기의 구성도.

제 7 도는 제 6 도의 현상기의 주요부의 단면도.

제 8 도는 제 6 도의 현상기의 수직 설치 상태도.

제 9A도 및 제 9B도는 제 6 도의 현상기의 동작 설명도.

제 10 도는 본 발명에 따른 화상 형성 동작의 특성도.

제 11 도는 본 발명에 따른 토너 카트리지의 설치 각도의 설명도.

제 12A도 및 제 12B도는 본 발명의 다른 병형예의 구성도.

제 13A도 및 제 13B도는 본 발명의 다른 변형예의 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 프린터5 : 조작 패털

10 : 용지 카세트11 : 픽업롤러

14 : 스태커20 : 감광드럼(잠상 캐리어)

21 : 전대전기(잠상 형성부)22 : LED 광학계(잠상 형성부)

23 : 현상기24 : 현상롤러

25 : 토너 카트리지26 : 전사기

30 : 용지 가이드40 : 현상제

230 : 현상실231 : 토너 공급실

232 : 공급롤러250 : 진동부재

본 발명은 장치의 수평 설치 및 수직 설치의 양방향에 있어서 화상 형성동작이 실행 가능한 화상 형성 장치에 관한 것이다.

복사기, 프린터 및 팩시밀리와 같은 화상 형성 장치에 있어서는 보통지 상의 화상 기록의 요청에 의하여 전자 사진 장치등의 잠상 형성 장치가 이용되고 있다. 화상 형성 장치는 감광 드럼상에 점전 잠상을 형성시킨다. 이 감광 드럼상의 정전 잠상은 분말 현상제로 현상하여, 가시상화 한다. 감광 드럼상의 현상된 화상은 용지로 전사하여, 그 용지를 감광 드럼으로 부터 분리시킨다. 그 이후에 용지상에 현성된 화상은 정착된다.

예컨데, 일본국 특개평 제92-323125호 공보에는 수평 설치 상태 및 수직 설치 상태의 양방향에 있어서 동작하는 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 이 화상 형성 장치의 토너 카드리지의 토너 보급 방향은 중력 방향이다. 따라서, 이 장치가 수직 설치 상태이면, 토너 보급 방향은 중력 방향과 직교하게 되므로서, 이 위치에서는 토너가 원활하게 보급될 수 없게 된다. 토너의 보급을 위해 토너 보급 기구를 설치한 경우에는 토너 카트리지에 토너가 잔류하기 용이하고, 자원의 무효한 사용을 초래하게 된다.

본 발명의 제1 목적은 장치를 수평 설치 상태 및 수직 설치 상태의 양방향에 있어서 토너를 안정하게 보급할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 목적은 토너 보급 기구의 잔류 토너를 미소량으로 하고, 토너를 유효하게 사용할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 상술한 목적들을 달성하기 위하여 장치의 수평 방향 설치 및 수직 방향 설치의 양방향에 있어서 용지상에 화상을 형성시키는 화상 형성 장치는 회전하는 엔드리스(endless)형의 잠상 캐리어와, 상기 잠상 캐리어상의 정전잠상을 형성하는 잠상 형성 수단과, 상기 잠상 캐리어상의 정전잠상을 분말현상제로 현상하는 현상 수단과, 상기 현상 수단에 토너를 보급하기 위해 상기 장치의 중력 방향에 대해 경사져서 상기 현상 수단에 부착되는 토너 보급 수단과, 상기 잠상 캐리어 상에 현상된 화상을 용지로 전사하는 전사 수단을 구비한다.

본 발명에 따르면 토너 보급 기구는 중력 방향에 대해 경사진 현상기에 부착되어 있다. 따라서 장치를 수평 방향 설치 수직 방향 설치를 어느 한 방향으로 설치해도 토너 보급 기구내의 토너는 중력에 의하여 자기 중심으로 현상기내로 낙하하게 된다. 장치의 수평 설치 및 수직 설치의 양방향에 있어서 화상 형성 장치는 토너를 안정하게 보급할 수 있고, 안정된 화상을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 추가의 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로 부터 면확히 이해할 수 있을 것이다. 제 1 도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치으 구성도이고, 제2 또는 제 1 도의 장치의 수평 설치 상태도를 도시하며, 제3 또는 제 1 도의 장치의 수직 설치 상태를 도시하고, 제 4 도는 제 1 도의 화상 형성 기구의 단면도를 나타내며, 제 5 도는 제 4도의 화상 형성 기구의 설명도이다. 도면은 이 화상 형성 장치로서 전자사진 프린터를 도시하고 있다.

제 1 도 및 제 4 도에 도시한 바와같이, 감광드럼(20)은 기능 분리형 유기감광체를 약 20미크론의 두께로 도포한 알루미늄 드럼이다. 이 감광드럼(20)은 24mm의 외경을 가지며, 화살표 반사계 방향으로 25mm/s의 주속도로 회전한다. 전대전기(21)는 스코토트론(scolotron)으로 구성된 비접촉형 대전기이다. 또한 전대전기(21)는 감광드럼(20)의 표면을 - 580V로 균일하게 대전시킨다.

광학유닛(22)은 감광드럼(20)을 화상광에 노출시켜 정전 잠상을 형성시킨다. 이 광학 유닛(22)에는 셀프-포커스 어레이(self-focus array)로 조합된 LED 어레이를 갖는 LED 광학계가 사용되고 있다. 이 광학 유닛(22)은 감광드럼(20)을 화상광에 노출시켜 그 위에 정전잠상을 형성시킨다. 정전잠상부의 전위는 050 내지 - 100V가 된다.

현상기(23)는 감광드럼(20)의 정전잠상에 대전 토너를 공급하여 토너 화상을 가시화시킨다. 현상기(23)는 제 6 도 및 그 이하의 도면을 참조하여 후술한다. 현상기(23)의 현상롤러(24)는 현상제를 감광드럼(20)에 공급한다. 토너 카트리지(25)는 자성 토너가 충진되어 있고 교환 가능하게 현상기(23)에 부착되어 있다. 이 토너 카트리지(25)는 자성 토너를 현상기(23)에 공급하고, 토너가 비어 있는 상태시에 교환된다. 즉, 토너 카트리지(25)는 토너 보급수단이다.

전사기(26)는 코로나 방전기로 구성된다. 이 전사기(26)는 감광드럼(20)상에 토너화상을 정전기적으로 용지에 전사하는 것이다. 코로나 와이어에 전원으로 부터 +3KV 내지 +6KV의 전압이 인가됨으로서 코로나 방전에 의해 전하가 발생된다. 이 전하에 의해 용지의 이면이 대전되어, 감광드럼(20)상의 토너상은 용지 P로 전사된다. 이 전원은 일정 전하량을 용지로 공급하는 것에 의해 환경에 의한 전사효율의 저하를 저감시킬 수 있는 정전류원이 요구되고 있다.

정착기(27)는 열원이 있는 할로겐 램프를 내부에 구비하는 히트롤러와 가압롤러(백업롤러)로 구성하여, 용지를 가열함으로써 용지에 토너상을 정착시킨다.

균일화 브러시(28)는 도전성 브러시로서, 이 균일화 브러시(28)가 감광드럼(20)과 접촉하면, 감광드럼(20)상의 잔류토너의 집중을 예방하고, 현상기(23)의 잔류 토너의 회수를 용이하게 하도록 감광드럼(20)상에 그들을 균일하게 분산시킨다. 이 균일화 브러시(28)에 AC 전압을 인가하는 것에 의해 감광드럼(20)상의 잔류 토너를 제거하고, 잔류 토너를 분산시키기 위해 감광드럼(20)상의 재차 토너를 배치시킨다. 또한 방전 개시 전압 이상의 전압을 인가하는 것에 의해 감광드럼(20)을 비대전시키는 효과도 있고, 잔류 전하에 의해 형성되는 양의 잔상을 제거할 수 있다.

제 1 도에 도시한 바와 같이 용지 카세트(10)는 용지를 수용하고, 프린터에 착탈이 자유롭게 부착되어 있다. 이용지 카세트(10)는 프린터의 하부에 설치되어 제 1 도의 좌측에 있는 프린터의 전면으로 부터 착탈될 수 있다. 픽업 롤러(11)는 용지 카세트(10)로 부터 용지를 픽업한다. 레지스터롤러(12)는 픽업된 용지가 접촉되어 있으므로 해서 그 용지의 선단을 정열시키고, 그 이후에 상기 용지를 전사기(26)로 반송시킨다.

배출 롤러(13)는 화상정착후에 용지를 스태커(14)로 배출한다. 스태커(14)는 프린터의 상면에 설치되어 배출된 용지를 수용한다.

인쇄 회로판(15)은 프린터의 제어 회로를 탑재하고 있다. 전원(16)은 프리터의 각부에 전력을 공급한다. 인터페이스(I/F) 커넥터(17)는 외부 케이블에 접속되고 프린터에 삽입되어서 인쇄 회로판(15)의 커넥터와 접속되어 있다. 옵션 보드(18)는 별도의 종류의 에뮬테이터 회로, 폰트 메모리 등을 탑재하기 위한 것이다.

이 실시예의 동작을 설명한다. 감광드럼(20)의 표면이 스코로트론대전기(21)에 의해 -580V로 균일하게 대전된 이후 LED 광학계(22)에 의해 화상 노출이 실행되는데, 이것에 의해 감광드럼(20)상에는 배경부가 -580V로 대전되고 인쇄부가 -50 내지 -100V로 대전되어 정전잠상이 형성된다. 현상기(23)의 현상롤러(24)의 스리브(241)에는 현상 바이어스 전압(-450V)이 인가된다. 이때문에 정전잠상은 현상기(23)내에서 캐리어와 사전에 뒤섞이므로 해서 음으로 대전된 자성 중합 토너에 의해 현상되어 토너상을 형성한다.

한편, 용지는 용지 카세트(10)로 부터 픽업롤러(11)에 의해 픽업되고, 레지스트 롤러12)로 선단이 정열된 이후 전사기(26)로 반송된다. 감광드럼(20)의 토너상은 전사기(26)에 의해 정전력으로 용지상에 전사된다. 이 용지의 토너상은 정착기(27)에 의해 용지상에 정착되고 U자 형상의 반송로를 따라 공급되어 배출롤러(13)에 의해 스태커(14)로 배출된다.

토너상의 용지로서 전사율은 100%가 되지않고 일부의 토너는 감광드럼(20)상에 잔류한다. 이 잔류 토너를 제거하는 방법으로서 공지된 클리너리스 공정(cleanerless process)이 사용되고 있다(예컨데, 전자 사직 학회지 제35권 제3호 페이지 293 내지 301의 일성분 비자성 현상 방식을 사용하는 Cleanerless Laser Printer등).

이 클리너리스 공정에서는 클리너를 제거하고, 화상 전사 이후에 잔류 토너를 현상기(23)로 회수한다. 따라서, 화상 전사 이후에 잔류 토너는 재차 인쇄하는 공정에 사용될 수 없다. 이 클리너리스 공정에는 클리너 대신에 도전성의 상술한 균일화 브러시(28)가 사용된다.

이 기록 공정에는 화상 전사 이후에 감광드럼(20)상의 잔류 토너는 균일화 브러시(28)에 의해 분산된다. 그 이후에 감광드럼(20)의 표면은 그위에 토너가 부착된 상태로 코로나 대전기(21)에 의해 균일하게 대전되고, 화상 노출은 LED 광학계(22)에 의해 실행되며, 화상 현상은 현상기(23)에 의해 화상 전자 이후에 잔류 토너의 회수와 동시에 현상이 행하여진다.

균일화 브러시(28)는 일부에 집중되어 있는 토너를 분산시킴으로 해서 단위 면적당 토너의 양을 감소시켜서, 현상기(23)에 의한 토너의 회수가 용이하게 된다. 또한 브러시(28)는 토너에 의해 코로나 대전기(21)의 이온 샤워를 필터링하는 효과와, 화상 노출 공정내의 토너에 의해 화상 필터링 효과를 억제시킨다.

이 기록 공정의 중요한 점은 현상 공정이 실행됨과 동시에 감광드럼(20)상의 토너를 회수하는데 있다. 이것은 감광드럼(20)과 토너가 음으로 대전되는 경우를 참조하여 이하에 추가로 설명한다. 감광드럼(20)의 표면 전위는 대전지(21)에 의해 -580V로 설정되고, 화상 노광으로 전위가 저하된 노광부는 0 내지 마이너스 수십 볼트의 전위가 저하되며, 정전잠상을 형성한다. 정전잠상을 현상할 때는 표면 전위와 잠상 전위의 중간 정도인 형상 바이어스 전압(예컨데, -450V)이 현상기(23)의 현상롤러(24)에 인가된다.

현상공정시에는 현상롤러(24)상에 부착되어 있는 마이너스 대전 토너가 현상 바이어스 전압과 잠상전위로 형성되는 전계에 의해 감광드럼(20)상의 정전잠상에 부착되어 토너상을 형성한다. 클리너리스 공정에서는 브러시(28)에 의한 균일한 분산 공정으로 감광드럼(20)상에 분산되는 전사 이후의 잔류 토너가 표면 전위와 잠상 전위에 의해 형성되는 전계에 의해 감광드럼(20)으로 부터 현상롤러(24)에 회수된다.

상술한 클리너리스 공정에서는 (1)토너를 폐기시키는 기구가 불필요하고, 프린터의 소형화가 가능하게 되고, (2)폐기되는 토너를 저장하는 공간이 불필요하며, (3)토너의 전부가 인쇄에 사용되어 경제적이고, (4)토너를 폐기시키지 않으므로 해서 환경 보호에 좋으며, (5)클리너로 감광드럼(20)의 토너를 제거하는데는 감광드럼의 표면을 문지르게 되어 그 유효 수명이 단축되게 되는데, 이러한 클리너를 사용하지 않으므로 해서 감광드럼(20)의 수명이 연장되는 등의 이점이 있다.

클리너를 사용하지 않는 등의 이유에 의하여 이 프린터는 매우 소형으로 설계될 수 있고, 퍼스널 용의 프린터로서 책상위에 설치가 용이하게 된다. 또한 제 2 도에 도시한 바와같이 이 프린터는 설치면과 평행하게 연장하는 용지 카세트(10)와 수평 위치로 설치될 수 있다. 이 도면에서 조작 패널(5)은 프린터의 상태를 나타내고, 프린터의 동작을 지시한다. 용지 가이드(30)는 스태커(14)의 선단에 설치된다. 이 용지 가이드(30)는 스태커(14)로 배출되는 용지의 선단을 눌러서 배열시킨다. 이 실시예에서 용지 카세트(10)는 프리턴의 전면으로 부터 착탈 가능하게 된다. 또한 용지는 프린터의 전면으로 배출된다.

프린터가 수평 위치에서 사용되면, 프린터의 하부면(1a)의 각 코너에는 4개의 고무 스탠드(32a,32b)가 설치되어 스탠드 부재로서 사용되고 그 기능을 한다. 또한 프린터가 수평 위치에서 사용되면 프린터의 하부면(1a)은 설치면이 된다.

제 3 도에 도시한 바와 같이 제 1 도의 프린터의 인터페이스 커넥터(17)가 설치면(1b)에 설치되고, 용지 카세트(10)가 설치면(1b)에 수직이 되는 수직 설치상태로 설정되는 수직 위치에서 화상 형성이 가능하게 된다. 설치면(1b)은 프린터(1)의 배면이다. 이것에 의해 설치 공간을 보다 작게할 수 있다. 이 상태에서 현상기(23)는 감광드럼(20)상에 배치된다. 이때 스태커로 배출되는 용지를 누르기 위해 용지 프레서(31)가 스태커(14)상에 설치됨으로써, 프린터가 수직 설치시에도 용지가 흘러내리는 것을 방지할 수 있다. 프린터의 설치면 측에 스탠드(32)를 설치한 것에 의해 수직 설치시에도 프린터를 안정하게 설치할 수 있다.

설치면(1b)에 스탠드를 설치함으로써, 프린터의 설치면(1b)의 각 코너에 정착된 고므 스탠드는 사용될 수 있다.

또한 하부면과 배면은 스탠드 부재로서 사용될 수 있다.

클리너리스 공정이 없이도 전대전기(21)와 전사기(26)를 비접촉형 방전기로 구성함으로써 감광드럼(20)상의 토너는 유닛에 부착시키지 않고 균일한 대전과 화상전사를 안정하게 실행할 수 있다.

제 4 도에 도시한 바와 같이 현상기(23)의 토너호퍼(230)(제 6 도에서 후술하고 있다.)에는 토너 카트리지(25)가 착탈 가능하게 부착되어 있다. 이 토너 카트리지(25)의 일측에는 축(251)이 설치되어 있고, 다른 축에는 돌출부(253)가 설치되어 있다. 또한 토너 카트리지(25)의 측면에는 핸들(252)이 설치되어 있다. 현상기(23)의 토너호퍼(230)에는 축지지블록(23-1)과 후크(23-2)가 설치되어 있다.

제 5 도에 도시한 바와같이 토너 보급 수단으로서 토너 카트리지(25)를 현상기(23)로 부터 분리하기 위하여 사용자는 먼저 스태커(14)를 구성하는 커버를 개방한다. 다음에 사용자는 후그(23-2)를 조작하여, 후크(23-2)의 토너 카트리지(25)2의 돌출부(253)로 부터 분리시킨다. 또한 사용자는 토너 카트리지(25)를 핸들(252)과 유지시킨채로 축지지블록(23-1)상에 지지되는 축(251)을 중심으로 카트리지(25)를 회전시킨다. 이후에 토너 카트리지(25)의 축(251)을 축지지블록(23-1)으로 부터 이동시켜서 토너 카트리지(25)를 분리시킨다.

새로운 토너 카트리지(25)는 테이프를 밀봉된 축(251)과 돌출부(253)사이에 토너 개방구가 설치되어 있다. 사용자는 이 토너 카트리지(25)의 축(251)을 축지지블록(23-1)에 결합시키고, 카트리지(25)를 설정하는 것과 반대의 순서로 토너 카트리지(25)의 돌출부(253)를 후크(23-2)와 결합시킨다. 이때 사용자는 밀봉 테이프 양단을 당겨서 토너 개방구를 개방한다.

제 6 도는 제 1 동의 현상기의 구성도이고, 제 7 도는 제 6 도의 현상기의 주요부를 나타내는 단면도이고, 제 8 도는 제 6 도의 현상기의 수직 설치 상태도이며, 제 9A도 및 제 9B도는 토너 보급 동작을 설명하는 도면이고, 제 10 도는 본 발명의 화상 형성 동작의 특성도이다.

제 6 도에 도시한 바와같이 현상롤러(24)는 금속 슬리브(241)와, 이 슬리브(241)의 내부에 설치한 복수의 자석(240)으로 구성된다. 이 현상롤러(24)는 슬리브(241)내부의 자석(240)을 고정시키고, 슬리브(241)의 회전에 의해 후술하는 자성 현상제를 반송시킨다. 이 현상롤러(24)는 직경이 16mm이고, 감광드럼(20)의 주속도보다 빠른 3배의 속도(75mm/s)로 회전한다.

현상롤러(24)의 주위에는 현상실(230)이 형성되어 있다. 현상실(230)내에는 자성 캐리어와 자성 토너의 혼합물인 1.5 성분 현상제가 충만되어 있다. 이 현상실(230)은 상부 절단 부재(230-1)와 하부(230-2)에 의해 형성되고, 안정한 용적을 갖는다.

현상실(230)에 일정한 양의 자성 캐리어를 공급하면, 이 현상실(230)내의 자성 토너의 양도 일정하게 된다. 이 현상실(230)의 현상제의 양은 일정하기 때문에 소비되는 자성 토너를 토너 호퍼(231)로 부터 공급하면 토너의 농도는 일정하게 된다. 이것은 토너 농도의 제어를 불필요하게 한다. 즉, 토너 농도의 제어 위체에 상당하는 자성 캐리어의 양을 현상실(230)에 보급하는 것에 의해 토너 농도는 소정의 범위로 자동적으로 제어된다.

이 현상실(230)에는 항상 현상제가 현상롤로(24)의 주위에 충만되어 있기 때문에 프린터를 수직으로 설치하더라도 현상실(230)내의 현상제는 일부분에 집중되어 있지 않고, 현상롤러(24)에 충분한 현상제가 공급되지 않는 것을 방지할 수 있다.

현상제의 자성 캐리어는 35 미크론의 평균 입경의 자성 캐리어이다. 자성 토너는 7 미크론의 평균 입경의 중합 토너이다. 이 중합 토너는 균일한 입경을 가지며, 예리한 입자 분포가 되도록 전사 공정에 있어서 감광드럼(20)상의 토너상과 용지 사이의 밀착성이 균일하게 된다. 따라서, 전사부의 전계가 균일하게 되어 종래의 분쇄법에 의한 토너보다 전사 효율을 향상시킬 수 있다. 분쇄된 토너의 전사 효율이 60 내지 90wt%가 적당하지만 본 실시예에서는 30wt%로 설정되었다.

닥터 블레이드(234)는 현상롤러(24)가 감광드럼(20)에 공급하는 현상제의 양이 감광드럼(20)상의 정전잠상에 공급 과잉이 되지 않도록 또는 부족하지 않도록 조정하는 것이다. 조정은 닥터 블레이드(234)의 에지와 현상롤러(24)의 표면 사이의 캡으로 실행되고, 통상적으로 캡은 약 0.1∼1.0mm 정도로 조정된다.

토너 호퍼(231)는 자성 토너만이 충진되고, 내부에 공급롤러(232)가 구비되어 있다. 이 공급롤러(232)의 회전은 토너를 현상실(230)에 공급하게 된다.

이 현상실(230)내에 공급되는 토너는 현상롤러(24)의 슬리브의 현상제 반송력, 현상롤러(24)의 자력 및 닥터 블레이드(234)의 현상제 규제 기능에 의해 현상실(230)내에서 뒤섞이고, 캐리어와 마찰하는 것에 의해 소정의 극성의 전위로 대전된다. 본 실시예에서 토너는 캐리어의 토너의 대전 시스템을 제어하기 위해 음으로 대전된다.

또한 제 7 도에 도시한 바와같이 블레이드(234)의 상류측에서 단면부재(230-1)의 현상롤러(24)사이의 간극은 현상롤러(24)상에 형성된 자기 브러시의 강모의 선단보다 더작게 된다. 이예에서 간극(a)은 제 7 도에 도시한 바와같이 2.0mm로 설정하였다. 따라서 현상롤러(24)상의 자기 브러시는 단면부재(230-1)에 의해 제한되고, 현상롤러(24)의 회전에 의해 자기 브러시력을 수용한다. 이것은 현상실(230)내에서의 현상제의 뒤섞임이 증가하고, 높은 토너농도의 범위내에서도 안정된 토너의 대전량이 얻어진다.

이 간극은 형상롤러(24)의 주위에서 일정하게 설정되므로해서 프린터의 수평 설치 상대 또는 수직설치 상태에서도 대젼 효과는 변화하지 않고 얻어질 수 있다.

단면부재(230-1)의 선단과 하부(230-2)에 형성된 토너 공급로(235)는 토너호퍼(231)와 현상실(230)사이에 설치되어 있다. 이 토너 공급로(235)의 폭(b)은 제 7 도에 도시한 바와같이 1.5mm이다. 토너 호퍼(231)의 토너는 토너 공급로(235)에 따라 현상실(230)에 공급된다.

현상실(230)을 형성하는 하부(230-2)는 토너 공급로(235)의 토너 호퍼(231)로 부터 돌출된 돌출부(230-3)를 구비하고 있다. 이 하부(230-2)는 감광드럼(20)축으로 부터 상방으로 연장하는 경사면을 형성하고 있다. 이 돌출부(230-3)의 선단과 단면부재(230-1)의 선단간의 간극(C)은 제 7 도에 도시한 바와같이 1.0 내지 1.5mm를 설정되어 있다. 즉, 하부(230-2)는 이 양만큼 경사져 있다. 또한 단면부재(230-1)의 선단과 현상롤러(24)간의 거리(d)는 4.5 내지 6.0mm로 설정되어 있다.

제 6 도에 도시한 바와같이 토너 카트리지(25)와 토너 호퍼(231)의 양벽면의 각도(F)는 중력 방향(G)에 대하여 약 45°로 설정되어 있고, 토너의 유동 방향을 45°로 하고 있다. 따라서 후술하는 바와 같이 프린터를 수직으로 설치하더라도 토너는 원활하게 공급될 수 있다.

다음에 현상기의 동작을 설명한다. 제 6 도는 제 2 도에 도시한 바와같이 프린터가 수평으로 설치할 때의 현상기의 상태를 도시하고 있는데, 토너 카트리지(25)와 토너 호퍼(231)의 벽면의 각도(F)는 중력방향(G)에 대하여 45°로 설치되어 있다. 따라서, 토너는 토너 호퍼(231)의 하부를 향해 르르고 공급롤러(232)로 원활하게 공급된다.

이 수평 설치 상태에서는 중력에 의해 토너는 토너 호퍼(231)의 하부 방향쪽으로 흘러서 공급롤러(232)는 토너 호퍼(231)의 하부쪽의 토너를 긁어 올린다. 이때 제9A도에 도시한 바와같이 공급롤러(232)에서 올려진 토너는 하부((230-2)의 돌출부(230-3)에 의해 일시적으로 단면부재(230-1)에 인접하여 토너 공급로(235)로 들어간다. 이 결과 토너 공급롤러(232)에 의해 공급된 토너만이 토너 공급로(235)로 들어간다. 단면부재(230-1)의 토너 인접부가 버퍼로서 동작하여 토너공급롤러(232)의 힘은 토너공급로(235)에 직접적으로 영향을 주지는 않는다. 이것은 토너의 과잉 공급을 방지하고, 현장실(230)로 필요한 토너량만 공급한다.

이 경우에 있어서, 하부(230-2)는 현상롤러(24)의 회정 방향에 대하여 상방으로 경사져 있기 때문에 감광드럼(20)을 통과한 후의 현상롤러(24)의 자기 브러시 및 이 브러시로 부터 벗어난 캐리어는 하부(230-2)를 통하여 토너공급로(235)를 따라 토너 호퍼(231)로 누수되는 일은 없다. 이 때문에 현상실(230)의 스타터 캐리어의 양이 감소되는 것을 방지할 수 있고, 1.5 성분 형상제를 갖는 안정된 화상 현상을 달성할 수 있다.

제 3 도에 도시한 프린터를 수직으로 설치한 제 8 도의 현상기의 상태에서도 토너 카트리지(25)와 토너 호퍼(231)의 벽면의 각도(F)는 중력 방향(G)에 대하여 약 45°로 설치되어 있다. 따라서 프린터를 수직으로 설치해도 토너는 토너공급 롤러(231)로 원활하게 공급할 수 있다.

이때 토너는 단면부재(230-1)의 토너 호퍼측에 잔류하여 제 8 도에 도시된 바와같이 토너 공급로(235)로 부터 현상실(230)로의 낙하를 용이하게 한다. 그러나, 제9B도에 도시한 바와같이 하부(230-2)의 돌출부(230-3)에 의해 토너의 토너 공급로(235)의 낙하를 규제하기 때문에 토너의 낙하는 거의 생기지 않는다. 따라서 토너의 공급은 토너 공급 롤러(232)의 회전력에 의존한다.

제 9B도에 도시한 바와같이 토너 공급 롤러(232)에 의해 프레스되는 토너는 하부(230-2)의 돌출부(230-3)에 의해 단면부재(230-1)상에 일시적으로 접해있다가 토너 공급로(235)로 흘러 들어간다. 이 결과 토너공급롤러(232)에 의해 공급되는 토너만이 토너 공급로(235)로 흘러 들어가고, 단면부재(230-1)에 접해있는 토너는 버퍼로서 동작하여 토너 공급 롤러(232)의 힘은 토너를 공급하는데 직접적으로 동작을 하지는 않는다. 이것은 토너의 과잉 공급을 방지하고, 현상실(230)로 필요한 토너량만 공급한다.

이것은 프린터를 수평 설치 상태이거나 혹은 수직 상태에 무관하게 현상실(230)로의 토너의 공급 능력이 변화하지 않음을 의미한다. 따라서 프린터를 수평 설치 상태에거나 혹은 수직 설치 상태에 무관하게 현상실(230)의 토너 농도는 변화하지 않고, 화상 농도의 변화를 방지할 수 있다.

즉, 현상실(230)에 공급되는 토너는 토너 공급 롤러(232)로 부터 대부분 공급되어, 토너의 중력 방향으로의 유동성에 영향을 주지않는 토너 공급이 실현될 수 있다. 이 때문에 프린터의 설치 방향이 변화해도 토너의 공급량은 변화하지 않아, 안정된 현상 동작이 가능하게 된다.

또한 프린터를 수직 방향으로 설치하면, 현상제는 현상기(23)로 부터 낙하하게 된다. 그러나 현상제에 자성 2성분 현상제를 사용하므로서 현상제는 자력에 의해 현상롤러 상에 유지되어, 프린터를 수직으로 설치해도 현상제의 낙하는 거의 일어나지 않게 된다. 특히 자성 캐리어와 자성 토너를 사용하면 캐리어와 토너의 양쪽은 현상롤러(24)의 마그네트 롤러에 의해 유지되기 때문에 현상제의 낙하를 추가로 예방할 수 있고, 프린터를 수직 방향으로 설치해도 안정된 현상이 가능하게 된다.

제 10 도는 프린터를 수평으로 설치해도 인쇄를 실행한 후, 프린터를 수직으로 설치해서 인쇄를 실행한 경우의 토너 농도(Tc)의 변화를 나타내는 특성도이다.

먼저, 프린터를 수평으로 설치하고, 현상기(23)의 현상실(230)에 소정량의 스타트 캐리어를 넣고, 현상기를 동작시켜 인쇄를 시작한다. 이 결과 현상실(230)에 토너 호퍼(231)로 부터 서서히 토너가 공급되어 인쇄 매수의 증가에 따라 토너의 농도는 증가한다. 현상실(230)이 캐리어와 토너가 충분히 공급된 시점에서 토너의 농도는 30wt%가 된다. 이후에 인쇄 매수가 증가하더라도 토너의 농도는 변화하지 않는다.

이 상태에서 프린터를 수직 설치 상태로 변화시켜 인쇄를 시작한다. 이결과 토너 농도는 앞서 설명한 수평 설치 상태와 동일하게 유지된다. 한편 일본국 특개평 3-252686호 공보등에 의해 개시되어 있는 종래의 1.5 성분 현상기를 사용하는 프린터는 그 도면에 도시한 바와같이 프린터를 수직으로 설치하면 토너의 농도는 증가한다. 즉, 수평 설치 상태와 수직 설치 상태 사이에는 토너 농도가 변화하고, 화상 농도 또한 변화된다. 이것은 본 발명의 안정된 토너 공급을 보여주고 있다. 이것에 의해 프린터를 수평설치 상태 혹은 수직 설치 상태에 무관하게 화상은 화상 농도에 변화가 없어 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명은 수평 설치 및 수직 설치의 양방향으로 설치가 가능하고, 동일한 인쇄 특성을 갖는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

다음에 토너 카트리지(25)와 토너 호퍼(231)의 벽면의 각도에 대하여 설명한다. 제 11 도는 토너 카트리지(25)의 벽면의 각도를 설명하는 도면이다.

제 11 도에 도시한 바와같이 토너 카트리지(25)를 수평면에 대해 각도를 5°∼45 내에서 변화시키고 내부의 토너의 유동성을 조정하였다. 그결과 각도가 30°이상이 되면 토너는 자체 중량에 의해 양호하게 낙하한다. 이일은 수직 방향도 고려하면 토너 카트리지(25)의 각도는 중력 방향에 대하여 약45°_±15°정도가 적당함을 알 수 있다. 즉, 토너 카트리지(25)의 정사각은 수평방향에 대해 30°∼60°가 적절하다. 바람직하기로는 45°±5° 정도가 양호한 결과를 얻을 수 있다.

토너는 토너 카트리지(25)의 내면에 부착되어 있다. 이것을 방지하기 위하여 토너 카트리지(25)의 내면은 작은 마찰 계수를 갖는다. 따라서 토너 카트리지(25)의 내면에는 플루오르 고무등의 층이 피복 되어 있다.

제 12A도 및 제 12B도는 본 발명의 변형예의 구성도를 도시하고 있다.

이 예에서 토너 카트리지(25)의 내면으로의 토너의 부착을 방지하기 위하여 진동부재(250)가 설치되어 있다. 토너 카트리지(25)는 진동부재(250)에 의해 외부로 진동하고, 토너 카트리지(25)의 내면으로 토너를 강제적으로 낙하시킨다.

제 12A도 및 제12B도에 도시한 바와같이 진동부재(250)는 토너 카트리지(25)의 측면의 상부에 형성된 돌기열(255)을 갖고 있고, 이 돌기열(255)의 하부에는 가이드레일(254)이 설치되어 있다. 한편 핸들(252)은 상기 가이드레일(254)에 접하는 결합블록(252-1)과, 상기 돌기열(255)에 대하여 충돌하는 돌출블록(252-2)을 갖고 있다.

제 12B도에 도시한 바와같이 핸들(252)은 가이드레일(254)을 따라 도면의 좌우 방향으로 이동된다. 이러한 이동에 따라 돌출블록(252-2)은 돌기열(255)에 대하여 충돌하여 제12A도의 상하 방향으로 토너 카트리지(25)를 진동시킨다. 이러한 방법으로 토너 카트리지(25)를 외부로 부터 진동시켜 토너 카트리지(25)의 내면에 부착된 토너는 강제적으로 낙하시킨다.

제 13A도 및 제13B도는 본 발명의 다른 변형예의 구성을 도시하고 있다.

이 실시예도 토너 카트리지(25)는 진동부재(250)에 의해 외부로 부터 진동하여 토너 카트리지(25)의 내면에 부착된 토너는 강제적으로 낙하된다. 즉 제 13A 도에 도시한 바와같이 토너 카트리지(25)의 내면에는 일단이 고정된 시이트(256)가 제공된다. 이 시이트(256)의 다른 단부는 현상기(23)의 토너 공급롤러(232)와 결합되어 있다. 또한 이 시이트(256)는 토너 카트리지(25)의 내면을 따라 한쌍의 가이드(257,258)에 의해 가이드된다.

제 13A 도의 수평 설치 상태 및 제 13B 도의 수직 설치 상태에 도시한 바와같이 토너 공급 롤러(232)가 회전하는 것에 의해 시이트(256)는 세로 방향을 따라 왕복 운동한다. 이 왕복 운동은 토너 카트리지(25)의 내면을 진동시키고, 그 내면에 부착된 토너를 강제적으로 낙하시킨다.

본 발명은 다음과 같은 변형이 가능하다. 첫번째로, 자성 캐리어와 자성 종합 토너와의 조합에 의한 1.5 성분 형상제가 상술한 실시예에서 현상제로서 사용되었지만, 자성 분쇄 토너 또한 자성 토너로서 사용될 수 있다. 두번째로, 현상롤러(24)의 슬리브만이 회전되었지만, 마그네트롤러 또한 회전될 수 있다. 세번째로, 화상 노광기로서 LED 광학계를 사용하였지만, 레이져 광학계, 액정 셔터 광학계, EL(전자 형광) 광학계 등을 사용할 수도 있다. 네번째로, 잠상 형성 기구를 전자 사진 기구로서 설명하였지만, 토너상을 전사하는 다른 잠상 형성기구(예컨데, 정전 기록 기구등)가 사용될 수 있고, 시이트는 용지에 한정하지 않고 다른 매체를 사용할 수도 있다. 또한 감광드럼은 드럼형으로만 한정하지 않고, 벨트형으로 구성할 수도 있다. 다섯번째로, 본 발명이 화상 형성 기구를 프린터로 설명하였지만, 복사기, 팩시밀리와 같은 다른 형태의 화상 형성 장치가 될 수도 있다.

본 발명의 상술한 실시예에 의해 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예로만 인정하는 것은 아니며, 첨부한 특허청구범위의 범위내에서 변형이 가능하다.

본 발명에 따른 토너 보급 수단(25)은 중력 방향에 대해 경사진 현상기(23)에 부착되어 있다. 따라서 장치를 수평 방향으로 설치하거나 혹은 수직방향으로 설치하더라도 토너 보급 기구(25)내의 토너는 자체 중력에 의하여 현상기(23)안으로 낙하할 수 있다. 이 때문에 장치의 수평 설치 및 수직 설치의 양 상태에 있어서 안정된 토너 보급이 가능하여 안정된 화상 형성을 실현할 수 있다.

Claims

장치의 수평 방향의 설치 및 수직 방향의 설치의 양방향의 용지상에 화상을 형성하는 화상 형성 장치에 있어서, 회전하는 엔드리드형의 잠상 캐리와와, 상기 잠상 캐리어에 정전잠상을 형성하는 잠상 형성 수단과, 상기 잠상 캐리어의 정전잠상을 분말 현상제로 현상하는 현상수단과, 상기 장치의 중력 방향에 대해 경사져서 상기 현상 수단에 부착되어 상기 현상 수단에 토너를 보급하는 토너 보급 수단과, 상기 잠상 캐리어 상에 현상된 화상을 용지로 전사하는 전사 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단은 상기 중력 방향에 대하여 30°내지 60°사이의 경사각으로 상기 현상 수단에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단은 상기 현상 수단에 착탈이 가능한 토너 카트리지인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항에 있어서,상기 토너 보급 수단의 내면의 마찰 계수를 감소시키는 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 현상 수단은 상기 잠상 캐리어에 현상제를 반송하는 현상제 반송 수단을 수용하는 현상실과, 상기 토너 보급 수단이 부착되어 상기 현상실에 토너를 공급하기 위한 토너 공급실을 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단에 설치되어 상기 토너 보급 수단을 진동시키는 진동 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단에 설치된 레일과, 상기 레일에 따라 이동 가능한 레버와, 상기 레일에 평행하게 설치되고 상기 레버와 접촉하는 돌기열을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단의 내면을 따라 설치되고, 상기 현상 수단의 교반 부재와 일반부가 결합되는 시이트인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단은 상기 현상 수단에 착탈이 가능한 토너 카트리지인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단의 내면의 마찰 계수를 감소시키는 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 현상 수단은 상기 잠상 캐리어에 현상제를 반송하는 현상제 반송수단을 수용하는 현상실과, 상기 토너 보급 수단이 부착되어 상기 현상실에 토너를 공급하기 위한 토너 공급실을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단에 설치되어 상기 토너 보급 수단을 진동시키는 진동 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토저 보급 수단에 설치된 레일과, 상기 레일에 따라 이동 가능한 레버와, 상기 레일에 평행하게 설치되고 상기 레버와 접촉하는 돌기열을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단의 내면을 따라 설치되고, 상기 현상 수단의 교반 부재와 일단부가 결합되는 시이트인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단의 내면의 마찰 계수를 감소시키는 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 현상 수단은 상기 잠상 캐리어에 현상제를 반송하는 현상제 반송 수단을 수용하는 현상실과, 상기 토너 보급 수단이 부착되어 상기 현상실에 토너를 공급하기 위한 토너 공급실을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단에 설치되어 상기 토너 보급 수단을 진동시키는 진동 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단에 설치된 레일과, 상기 레일에 따라 이동 가능한 레버와, 상기 레일에 평행하게 설치되고 상기 레버와 접촉하는 돌기열을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단의 내면을 따라 설치되고, 상기 현상 수단의 교반 부재와 일반부가 결합되는 시이트인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 현상 수단은 상기 잠상 캐리어에 현상제를 반송하는 현상제 반송수단을 수용하는 현상실과, 상기 토너 보급 수단이 부착되어 상기 현상실에 토너를 공급하기 위한 토너 공급실을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단에 설치되어 상기 토너 보급 수단을 진동시키는 진동 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 21 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단에 설치된 레일과, 상기 레일에 따라 이동 가능한 레버와, 상기 레일에 평행하게 설치되고 상기 레버와 접촉하는 돌기열을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 21 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단의 내면을 따라 설치되고, 상기 현상 수단의 교반 부재와 일단부가 결합되는 시이트인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
용지상에 화상을 형성하는 화상 형성 장치에 있어서, 회전하는 엔드리드형의 잠상 캐리어와, 상기 현상 캐리어에 정전잠상을 형성하는 잠상 형성 수단과, 상기 잠상 캐리어의 정전잠상을 분말 현상제로 현상하는 현상 수단과, 상기 장치의 중력 방향에 대해 30°내지 60° 사이의 경사각으로 상기 현상 수단에 부착되어 상기 수단에 토너를 보급하는 토너 보급 수단과, 상기 잠상 캐리어 상에 현상된 화상을 용지로 전사하는 전사 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단은 상기 현상 수단에 착탈이 가능한 토너 카트리지인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단의 내면의 마찰 계수를 감소시키는 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 현상 수단은 상기 잠상 캐리어에 현상제를 반송하는 현상제 반송 수단을 수용하는 현상실과, 상기 토너 보급 수단이 부착되어 상기 현상실에 토너를 공급하기 위한 토너 공급실을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 토너 보급 수단에 설치되어 상기 토너 보급 수단을 진동시키는 진동 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 28 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 공급 보급 수단에 설치된 레일과, 상기 레일에 따라 이동 가능한 레버와, 상기 레일에 평행하게 설치되고 상기 레버와 접촉하는 돌기열을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 28 항에 있어서, 상기 진동 부재는 상기 토너 보급 수단이 내면을 따라 설치되고, 상기 현상 수단의 교반 부재와 일단부가 결합되는 시이트인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.