KR0174684B1 - 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 현상롤러의 상부에 고탄성 고무로 형성된 규제롤러를 설치하여 현상롤러 표면의 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제할 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 독터-블레이드를 사용하지 않고, 고탄성 고무로 형성된 규제롤러를 사용하여 현상롤러 표면의 토너층을 1층 이하로 규제할 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 일정한 주속으로 회전하는 감광드럼과, 상기 감광드럼의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시키는 대전롤러와, 상기 감광드럼상의 정전잠상에 토너 화상을 형성시키는 현상롤러와, 토너를 전기적으로 균일하게 교반시키는 교반기와, 상기 현상롤러 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제시키는 규제롤러와, 상기 감광드럼에 현상되지 않은 현상롤러 표면의 잔류토너를 제거하는 리셋-블레이드와, 상기 제거된 잔류토너를 교반기 측으로 이송시키는 스폰지롤러로 구성된 것이다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 현상롤러 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 항상 균일하게 규제할 수 있기 때문에 전사효율을 높일 수 있어 고해상도의 화상을 형성시킬 수 있으며, 전사공정 후의 잔류 토너가 거의 없기 때문에 크리닝장치가 필요없는 크리너레스(cleaner-less) 현상장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

현상롤러의 토너층 두께 규제 장치

제1도는 통상적인 전자사진 프로세서의 화상 형성 장치의 구성을 나타낸 개략도.

제2도는 종래 기술에서 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치의 구성 및 현상롤러 표면에 형성된 토너층의 형상(두께)을 나타낸 개략도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치의 구성 및 현상롤러 표면에 형성된 토너층의 형상(두께)를 나타낸 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 현상기-프레임 12 : 교반기

13 : 씰링부 14 : 규제롤러

16a : 토너 16b : 잔류토너(현상 후의 잔류토너)

18 : 리셋-블레이드 20 : 스폰지롤러

22 : 감광드럼 24 : 현상롤러

본 발명은 레이져 프린터, 복사기, 일반용지 팩시밀리등의 전자사진 프로세서의 화상형성장치에 관한 것으로서, 특히 현상롤러의 상부에 고탄성 고무로 형성된 규제롤러를 설치하여 현상롤러 표면의 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제할 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치에 관한 것이다.

통상적으로 사용되는 전자사진 프로세서의 화상 형성 장치를 제1도를 참조하여 일반적인 인쇄공정을 설명하면 다음과 같다.

현상기(60)의 상단부에 형성된 토너적재부(62)에 토너(64)가 공급되어지면, 상기 토너(64)는 교반기(58)에 의해 교반되어져 마찰에 의한 정전기를 발생하게 되어 일정 전하를 가지게 된다. 그후, 상기 교반된 토너(64)는 공급롤러(56)에 의해 현상롤러(54) 측으로 공급되어지며, 상기 현상롤러(54) 표면에 형성된 토너(64)는 독터-블레이드(40)에 의해 일정한 높이로 균일하게 규제되어 진다.

그후, 대전롤러(46)의 전지적 작용에 의해 감광드럼(44)의 표면을 전기적으로 균일하게 (-)극성으로 대전하고, 상기 감광드럼(44)의 회전에 의해 대전된 부분은 노광부(42)를 통해 화상을 형성하기 위한 전기적 신호를 받아 상기 감광드럼(44) 표면을 노광시킨다. 이때, 초기 대전된 상태에서 빛을 받은 부분이 정전잠상을 형성하게 된다. 그후, 상기 감광드럼(44) 표면에 형성된 정전잠상은 현상롤러(54)를 지나는 동안 토너(64) 현상되어 가시상으로 변하게 된다.

그후, 카세트에 장착된 기록용지(52)가 픽업롤러에 의해 전사롤러(50) 측으로 급지되며, 그후 상기 기록용지(52)상에는 전사롤러(50)의 고압 작용으로 상기 감광드럼(46) 표면의 토너 화상이 전사된다.

그후, 상기 기록용지(52)상에는 도시하지 않은 정착부의 히팅롤러와 압축롤러 사이를 통과하면서 열과 압력에 의해 상(image)이 정착되어져 받침대 측으로 이송되어 원하는 인쇄가 이루어진다.

한편, 상기 전사롤러(50)를 지난 후의 감광드럼(44) 표면에 잔류하는 토너(64)는 청소기(48)에 의해 제거되어 진다.

따라서, 본 명세서에는 상기와 같이 동작되어지는 전자사진 프로세서의 화상형성장치에서 고해상도를 형성시키는데 주된 요인인 독터-블레이드에 대해서 상세히 설명하겠다.

종래에는 제2도에 도시된 바와 같이 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치의 구성 및 현상롤러 표면에 형성된 토너층의 형상(두께)을 나타낸 개략도로서, 일정한 주속으로 시계 방향으로 회전하는 감광드럼(22)과, 상기 감광드럼(22)의 일측 상단부에는 상기 감광드럼(22)의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시키는 대전롤러(26)가 설치된다. 상기 감광드럼(22)의 일측에는 감광드럼(22) 표면의 정전잠상에 토너 화상을 형성시키는 현상롤러(24)가 설치된다. 상기 현상롤러(24)의 일측에는 교반기에 의해 교반된 토너(16a)를 공급하는 공급롤러(30)가 설치된다.

상기 현상롤러(24)의 상단부에는 상기 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너층을 일정한 높이로 규제하는 독터-블레이드(32)가 상기 현상롤러(24)의 중심축선 방향으로 길게 설치된다. 상기 독터-블레이드(32)의 상부면에는 상기 독터-블레이드(32)가 현상롤러(24) 표면에 접촉하기 위해 상기 독터-블레이드(32)에 일정한 압력을 가하는 가압스프링(34)이 현상기의 프레임(10)에 설치된다.

상기와 같이 구성된 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치의 동작 상태를 설명하면 다음과 같다.

토너적재부에 설치된 교반기에 의해 교반된 토너(16a)는 공급롤러(30)가 반시계 방향으로의 회전에 의해 현상롤러(24) 측으로 공급되어진다. 그후, 상기 공급롤러(30)의 구동에 의해 공급된 토너(16a)는 상기 현상롤러(24)의 자력에 의해 표면에 이송되어진다. 그후, 상기 독터-블레이드(32)는 가압스프링(34)의 압력에 의해 상기 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너(16a)를 일정한 높이로 균일하게 규제 한다. 이때, 제2도에 도시된 바와 같이 상기 독터-블레이드(32)에 의해 상기 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너층은 0.4(Mg/C㎡)가 넘는 즉, 2층 이상의 토너층이 형성되어진다.

그후, 상기 현상롤러(24) 표면에 2층 이상으로 규제된 토너(16a)는 상기 현상롤러(24)가 반시계방향으로의 회전에 의해 상기 감광드럼(22) 표면에 토너 화상으로 형성되어진다. 이때, 전사 후의 상기 현상롤러(24) 표면에 부착되어 있는 잔류토너(16b)는 제거되지 않고, 상기 잔류토너(16b) 위에 그대로 새로운 토너(16a)가 형성되어진다.

그후, 제1도에서 설명한 바와 같이 인쇄 동작이 이루어진다.

위와 같은 방법을 사용시 상기 독터-블레이드(32)는 현상롤러(24)와 접촉시에 발생하는 압력만으로 상기 현상롤러(24) 표면의 토너층을 규제하기 때문에 상기 현상롤러(24) 표면에 2층 이상의 토너층을 형성하게 된다. 이로인해, 상기 현상롤러(24)는 과다한 량의 토너(16a)를 감광드럼(22)에 공급하므로서 전사효율이 급격히 떨어지며, 또한 전사 후에 잔류토너(16b)가 증가하기 때문에 환경 오염 및 기기본체 내부를 오염시키며, 또한 상기 감광드럼(22) 표면의 토너층이 불균일하기 때문에 고해상도의 화상을 형성시킬 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 독터-블레이드를 사용하지 않고, 고탄성 고무로 형성된 규제롤러를 사용하여 현상롤러 표면의 토너층을 1층 이하로 규제할 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 현상롤러에서 감광드럼 측으로 현상되는 토너량을 균일하게 유질할 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고해상도의 화상을 형성시킬 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전사공정 후의 잔류 토너량을 최소화시킬 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 감광드럼 및 대전롤러의 오염을 최소화시킬 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 현상롤러와 규제롤러의 사이의 현상갭을 유지시키는데 필요한 시간을 단축시킬 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 현상 후에 현상롤러 표면에 부착되어 있는 잔류토너를 회수하여 다시 새로운 토너와 함께 사용할 수 있는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 감광드럼상의 정전잠상에 토너 화상을 형성시키는 현상롤러의 상단부에는 상기 현상롤러 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제시키는 규제롤러가 현상기-프레임에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일정한 주속으로 회전하는 감광드럼과, 상기 감광드럼의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시키는 대전롤러와, 상기 감광드럼상의 정전잠상에 토너 화상을 형성시키는 현상롤러와, 토너를 전기적으로 균일하게 교반시키는 교반기와, 상기 현상롤러 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제시키는 규제롤러와, 상기 감광드럼에 현상되지 않은 현상롤러 표면의 잔류토너를 제거하는 리셋-블레이드와, 상기 제거된 잔류토너를 교반기 측으로 이송시키는 스폰지롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호가 사용되고 있음에 유의해야 한다.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 현상롤러 표면에 형성된 토너층의 두께를 1층 이하로 균일하게 규제할 수 있는 장치의 구성 및 현상롤러 표면에 형성된 토너층의 형상(두께)를 나타낸 개략도이다.

제3도에 도시된 바와 같이, 상기 화상형성장치는 일정한 주속으로 시계방향으로 회전하는 감광드럼(22)과, 상기 감광드럼(22)의 일측 상단부에는 상기 감광드럼(22)의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시키는 대전롤러(26)가 접촉되게 설치된다. 상기 감광드럼(22)의 일측에는 상기 감광드럼(22) 표면에 형성된 정전잠상에 토너(16a)를 현상시키는 현상롤러(24)가 설치된다.

상기 현상롤러(24)의 상부면에는 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제시키는 규제롤러(14)가 현상기-프레임(10)에 설치된다. 이때, 상기 규제롤러(14)는 현상롤러(24)와 접촉하여 일정한 중첩을 가지고 일정한 압력으로 접촉되도록 상기 현상롤러(24)와의 일정한 거리를 유지한 상태에서 상기 현상기-프레임(10)에 고정 설치된다. 또한, 상기 규제롤러(14)는 토너(16a)에 전압인가 효과를 높이기 위해 전기저항이 10³(Ω) ∼ 10⁸(Ω) 정도이고, 도전성 고무 재질인 우레탄 또는 니트릴 고무(butadiene acrylonitrile rubber)를 사용한다. 또한, 상기 규제롤러(14)는 토너층을 균일하게 형성하기 위하여 상기 현상롤러(24)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가되어지거나 또는 상기 현상롤러(24)의 전압보다 높은 전압이 인가되어진다.

상기 규제롤러(14)의 상부면에는 상기 토너(16a)가 외부로 유출되는 것을 방지하고, 상기 규제롤러(14) 표면을 깨끗히 닦아주는 씰링부(13)가 현상기-프레임(10)에 설치된다. 상기 규제롤러(14)의 일측에는 상기 토너(16a)를 전기적으로 균일하게 교반시켜 현상롤러(24) 측으로 이동시키고 상기 토너(16a)가 굳어지는 것을 방지하는 교반기(12)가 설치된다.

상기 현상롤러(24)의 일측에는 상기 감광드럼(22)에 현상되지 않은 현상롤러(24) 표면의 잔류토너(16b)를 깨끗히 제거하는 탄성고무 재질인 리셋-블레이드(reset blade)(18)가 일정한 압력으로 접촉되어 설치된다. 상기 리셋-블레이드(18)의 일측 하부에는 상기 리셋-블레이드(18)에 의해 제거된 잔류토너(16b)를 교반기(12) 측으로 이송시켜 새로운 토너(16a)와 다시 섞이게 하는 스폰지롤러(20)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

토너적재부에 저장된 토너(16a)는 교반기(12)에 의해 전기적으로 균일하게 교반되어지면서 현상롤러(24) 측으로 공급되어진다. 그후, 상기 현상롤러(24)의 자력에 의해 상기 토너(16a)는 현상롤러(24) 표면에 이송되어진다.

그후, 상기 현상롤러(24)의 반시계 방향으로의 회전과 동시에 규제롤러(14)의 시계 방향으로의 회전에 의해 발생하는 일정한 압축력에 의해 상기 토너(16a)는 제3도에 도시된 바와 같이 상기 현상롤러(24) 표면에 1층 이하로 균이하게 형성된다. 즉, 상기 규제롤러(14)의 회전은 상기 현상롤러(24)의 회전과 항상 반대방향으로 회전되어진다.

그후, 상기 현상롤러(24) 표면에 1층 이하로 규제된 토너(16a)는 상기 현상롤러(24)가 반시계 방향으로의 회전에 의해 상기 감광드럼(22) 표면에 균일하게 토너화상으로 형성되어진다. 이때, 전사 후의 상기 현상롤러(24) 표면에 부착되어 있는 잔류토너(16b)는 상기 리셋-블레이드(18)에 의해 완전히 제거되어진 후, 상기 스폰지롤러(20)의 반시계 방향으로의 구동에 의해 새로운 토너(16a)와 섞여 다시 현상롤러(24) 측으로 이송되어진다.

그후, 제1도에서 설명한 바와 같이 인쇄 동작이 이루어진다.

상기와 같은 본 발명에 의하여 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치는 현상롤러 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 항상 균일하게 규제할 수 있기 때문에 전사효율을 높일 수 있어 고해상도의 화상을 형성시킬 수 있으며, 또한 상기 토너의 대전량을 보다 균일하게 유지할 수 있고 전체적인 대전수준을 향상시킬 수 있으며, 전사공정 후의 잔류 토너가 거의 없기 때문에 크리닝장치가 필요없는 크리너레스(cleaner-less) 현상장치를 구현할 수 있으며, 프린팅시에 소량의 토너만을 사용하기 때문에 토너 소비량의 감소 및 비용이 감소되며, 또한 전사 후에 잔류토너가 발생하지 않기 때문에 기기본체 내부의 오염 및 환경 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 일정한 주속으로 회전하는 감광드럼과, 상기 감광드럼의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시키는 대전롤러와, 상기 감광드럼상의 정전잠상에 토너 화상을 형성시키는 현상롤러와, 토너를 전기적으로 균일하게 교반시키는 교반기로 구성되어진 전자사진 프로세서의 화상 형성 장치에 있어서, 상기 현상롤러(24)의 상단부에는 상기 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제시키는 규제롤러(14)가 현상기-프레임(10)에 설치된 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 규제롤러(14)에 인가되는 전압은 상기 현상롤러(24)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가되거나 또는 높은 전압이 인가되어지는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 전압인가 효과를 높이기 위하여 도전성 고무재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 우레탄 고무 또는 니트릴 고무를 사용하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 전기저항 10³(Ω) ∼ 10⁸(Ω) 정도의 도전성 고무 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 상기 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너층을 높은 마찰력으로 균일하게 규제하기 위하여 상기 현상롤러(24)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 규제롤러(14)의 상부면에는 상기 토너(16a)가 외부로 유출되는 것을 방지하고, 상기 규제롤러(14) 표면을 깨끗히 닦아주는 씰링부(13)가 설치된 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
8. 일정한 주속으로 회전하는 감광드럼과, 상기 감광드럼의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시키는 대전롤러와, 상기 감광드럼상의 정전잠상에 토너 화상을 형성시키는 현상롤러와, 토너를 전기적으로 균일하게 교반시키는 교반기로 구성되어진 전자사진 프로세서의 화상 형성 장치에 있어서, 상기 현상롤러(24)의 일측에는 상기 감광드럼(22)에 현상되지 않은 현상롤러(24) 표면의 잔류토너(16b)를 제거하는 리셋-블레이드(18)와, 상기 제거된 잔류토너(16b)를 교반기(12) 측으로 이송시키는 스폰지롤러(20)가 설치된 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 리셋-블레이드(18)는 상기 현상롤러(24) 표면의 잔류토너(16b)를 일정한 압축력으로 제거하기 위해 탄성 고무 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
10. 전자사진 프로세서의 화상 형성 장치에 있어서, 일정한 주속으로 회전하는 감광드럼(22)과, 상기 감광드럼(22)의 표면을 전기적으로 균일하게 대전시키는 대전롤러(26)와, 상기 감광드럼(22)상의 정전잠상에 토너 화상을 형성시키는 현상롤러(24)와, 토너(16a)를 전기적으로 균일하게 교반시키는 교반기(12)와, 상기 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너층을 1층 이하로 균일하게 규제시키는 규제롤러(14)와, 상기 감광드럼(22)에 현상되지 않은 현상롤러(24) 표면의 잔류토너(16b)를 제거하는 리셋-블레이드(18)와, 상기 제거된 잔류토너(16b)를 교반기(12) 측으로 이송시키는 스폰지롤러(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 규제롤러(14)에 인가되는 전압은 상기 현상롤러(24)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가되거나 또는 높은 전압이 인가되어지는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 전압인가 효과를 높이기 위하여 도전성 고무 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 우레탄 고무 또는 니트릴 고무를 사용하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 전기저항 10³(Ω) ∼ 10⁸(Ω) 정도의 도전성 고무 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
15. 제10항에 있어서, 상기 규제롤러(14)는 상기 현상롤러(24) 표면에 형성된 토너층을 높은 마찰력으로 균일하게 규제하기 위하여 상기 현상롤러(24)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.
16. 제10항에 있어서, 상기 규제롤러(14)의 상부면에는 상기 토너(16a)가 외부로 유출되는 것을 방지하고, 상기 규제롤러(14) 표면을 깨끗히 닦아주는 씰링부(13)가 설치된 것을 특징으로 하는 현상롤러의 토너층 두께 규제 장치.