KR101116612B1

KR101116612B1 - 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛

Info

Publication number: KR101116612B1
Application number: KR1020050091193A
Authority: KR
Inventors: 안형진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: KR20070036307A

Abstract

전사 후 잔류 토너를 처리하여 재활용하는 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛이 개시된다. 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛은, 감광매체 표면으로부터 분리된 전사 후 잔류 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치되고, 적어도 일부에 찌꺼기와 토너를 분리하는 필터부를 구비하는 빗면필터부재; 상기 빗면필터부재의 아래에 마련되어 상기 필터부를 통과한 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치된 빗면이송부재; 상기 빗면이송부재의 하부에 마련되어 집속된 토너를 새 토너 저장부로 이송하는 토너 회송부; 및 상기 빗면필터부재의 빗면 하단부에 인접하게 마련되어, 상기 필터부에 의해 걸러진 찌꺼기를 모으는 찌꺼기 저장부;를 포함한다.

전자사진방식 화상형성장치, 빗면필터부재, 빗면이송부재

Description

전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛{Developing unit of electrophotographic image forming apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 내부 구조를 개략적으 로 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛을 상세히 도시한다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 현상유닛 케이스 110: 현상유닛

111: 감광매체 112: 현상롤러

113: 대전롤러 114: 공급롤러

116: 규제부재 118: 클리닝부재

120: 반송벨트 140: 전사롤러

150: 정착유닛 211: 빗면필터부재

212: 빗면이송부재 213: 찌꺼기 저장부

221: 토너 회수구 224: 교반기

C: 전사 후 잔류토너 W: 찌꺼기

R: 재활용 토너

본 발명은 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛에 관한 것으로, 더 상세하게는 전사 후 감광매체 표면에 잔류된 토너 중 활용 가능한 토너를 회수하여 재활용하는 현상유닛 및 이를 구비한 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자사진방식 화상형성장치란, 예컨데 레이저 프린터, 디지털 복사기 등과 같이, 소정 전위로 대전된 감광매체에 화상정보에 대응하는 광빔을 주사하여 상기 감광매체의 외주면에 정전잠상을 형성하고, 상기 정전잠상에 토너를 투입하여 가시(可視)화상으로 현상한 후 상기 가시화상을 용지에 전사하고 이를 정착시켜 화상을 인쇄하는 장치를 말한다.

이러한 전자사진방식 화상형성장치는, 그 케이스 내부에 새 토너를 저장하고 공급하는 현상유닛을 구비한다. 아울러 전자사진방식 화상형성장치는 가시화상 전사 후 감광매체 표면에 잔류된 토너를 분리하여 저장하는 장치를 구비한다. 감광매체 표면의 가시화상이 용지에 전사되는 효율인 전사효율이 대략 85 내지 95%정도로서, 나머지인 5 내지 15%의 토너는 감광매체 표면에 남기 때문이다.

그런데, 종래의 전자사진방식 화상형성장치는 상기와 같이 감광매체로부터 분리된 토너를 모아서 폐기하도록 구성되어 있다. 이로 인해 활용 가능한 다량의 토너가 버려지는 경제적 손실을 초래하고, 버려진 토너로 인해 환경오염이 가중되는 등의 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 케이스 내부에서 감광매체로부터 분리된 잔류 토너를 걸러 사용 가능한 토너를 회수하고, 회수된 토너를 새 토너 저장부로 회송하는 구성을 갖는 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛은,

감광매체 표면으로부터 분리된 전사 후 잔류 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치되고, 적어도 일부에 찌꺼기와 토너를 분리하는 필터부를 구비하는 빗면필터부재;

상기 빗면필터부재의 아래에 마련되어 상기 필터부를 통과한 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치된 빗면이송부재;

상기 빗면이송부재의 하부에 마련되어 집속된 토너를 새 토너 저장부로 이송하는 토너 회송부; 및

상기 빗면필터부재의 빗면 하단부에 인접하게 마련되어, 상기 필터부에 의해 걸러진 찌꺼기를 모으는 찌꺼기 저장부;를 포함한다.

상기 빗면필터부재 및 빗면이송부재는 중력에 의한 토너 이송이 원활히 이루어지도록 상하 또는 좌우로 가진될 수 있다. 또한, 상기 새 토너 저장부 내에는 상기 토너 회송부를 통해 회수된 토너를 현상롤러 쪽으로 이송하는 교반기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치는, 용지를 공급하는 급지유닛과 감광매체에 정전잠상을 형성하고 현상하는 현상유닛 및 현상된 가시 화상을 용지에 전사하는 전사유닛을 구비하는 것으로서, 상기 현상유닛은,

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 내부 구조를 개략적으 로 도시한다. 상기 도 1을 참조하면, 전자사진방식 화상형성장치는 전자사진 프로세스에 의해 기록매체, 예를 들면 용지에 화상을 인쇄하는 인쇄부(160)와 기록매체를 적재한 카세트(170), 카세트(170)로부터 기록매체를 인출하는 픽업롤러(172) 및 기록매체를 상기 인쇄부(160)로 이송하는 이송롤러(174)를 구비한다.

인쇄부(160)는 서로 다른 색상의 토너, 예를 들면 시안(C:cyan), 마젠타 (M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너가 각각 수용된 4개의 현상유닛(110C, 110M, 110Y, 110K), 반송벨트(120), 노광부(130C, 130M, 130Y, 130K), 전사롤러(140), 정착부(150)를 포함한다.

반송벨트(120)는 다수의 지지롤러들(121)(122)(123)(124)에 의해 지지되어 순환주행한다. 본 실시예에서의 반송벨트(120)는 수직방향으로 설치된다. 각 노광부(130C, 130M, 130Y, 130K)는 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 화상정보에 대응되는 광을 컴퓨터 신호에 따라 각 현상유닛(110C, 110M, 110Y, 110K)의 감광매체(111)로 조사한다. 본 실시예에서는 노광부(130C, 130M, 130Y, 130K)로서 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)을 채용한다.

4개의 전사롤러(140)는 반송벨트(120)를 사이에 두고 각 현상유닛(110C, 110M, 110Y, 110K)의 감광매체(111)와 대면하는 위치에 배치된다. 본 실시예에서 전사롤러(140)에는 감광매체(111)에 현상된 토너화상이 기록매체로 전사되도록 상기 토너화상과 반대 극성의 전사바이어스가 인가된다. 감광매체(111)과 전사롤러(140) 사이에 작용하는 정전기력에 의해 토너화상이 기록매체로 옮겨진다.

정착부(150)는 가열롤러(151)와 가압롤러(152)를 포함하며, 기록매체로 전사된 토너화상에 열과 압력을 가하여 토너화상을 기록매체에 정착시킨다. 가열롤러(151)는 토너화상을 영구 고착시키기 위한 열원으로 가압롤러(152)에 축방향으로 대향되도록 설치된다. 가압롤러(152)는 가열롤러(151)와 대향되도록 설치되어 기록매체에 고압의 압력을 가하여 토너화상을 기록매체에 정착시킨다. 인쇄부(160)로부 터 기록매체이송경로(180)를 따라 배출롤러(176)에서 배지된 기록매체는 적재부(190)에 적재된다.

도 2는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛을 상세히 도시한다. 각 현상유닛(110C, 110M, 110Y, 110K)은 감광매체(111)과 현상롤러(112)와 대전롤러(113)와 공급롤러(114)와 규제부재(116)와 클리닝부재(118) 및 잔류토너처리부를 포함한다.

클리닝부재(118)는 프레임(100)에 설치되며 일단이 감광매체(111)에 접촉하여 전사후 감광매체(111)에 남아있는 토너를 긁어내도록 감광매체(111)에 소정의 압력을 갖고 접촉된다. 클리닝부재(118)는 프레임(100)에 고정 설치되는 지지부재(미도시)와 그 일단이 지지부재에 설치될 수도 있다. 클리닝부재(118)의 타단은 감광매체(111)에 접촉하여 전사후 감광매체(111)에 남아있는 잔류토너를 긁어내도록 감광매체(111)에 소정의 압력을 갖고 접촉된다.

본 발명에 따른 현상유닛의 특징부인 잔류토너처리부는, 감광매체(111) 표면으로부터 분리된 전사 후 잔류 토너(C)가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치되고, 적어도 일부에 찌꺼기(W)와 토너(R)를 분리하는 필터부를 구비하는 빗면필터부재(211); 상기 빗면필터부재(211)의 아래에 마련되어 상기 필터부를 통과한 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치된 빗면이송부재(212); 상기 빗면이송부재(212)의 하부에 마련되어 집속된 토너를 토너 회수구(221)를 통해 새 토너 저장부로 이송하는 토너 회송부(220); 및 상기 빗면필터부재(211)의 빗면 하단부에 인접하게 마련되어, 상기 필터부에 의해 걸러진 찌꺼기(W)를 모으는 찌꺼기 저장부 (213);를 포함한다.

상기 빗면필터부재(211)는 그 상단부가 상기 클리닝부재(118)에 인접하게 배치된다. 빗면필터부재(211)는 그 일부분에 필터를 구비할 수 있고, 전체가 필터 기능을 갖는 소재로 만들어질 수도 있다. 상기 빗면필터부재(211)는 그 상단부부터 하단부까지 경사면을 형성하여, 전하 후 잔류 토너(C)가 중력에 의해 아래쪽으로 이송되도록 한다. 빗면필터부재(211)의 적어도 일 부분에는 메시(mesh) 타입의 필터를 구비하여 상기 잔류 토너(C)가 아래쪽으로 이동하면서 종이가루 등의 찌꺼기와 재활용 가능한 토너(R)로 분리되도록 한다. 토너의 입도를 고려할 대 상기 필터부의 메시 크기는 100 내지 325 mesh 정도인 것이 바람직하다. 상기 필터부에서 걸러진 찌거기(W)들은 빗면필터부재(211) 윗면을 따라 아래쪽으로 계속 이동하여, 그 하단부에 인접하게 마련된 찌꺼기 저장부(213)에 저장된다.

빗면이송부재(212)는 상기 빗면필터부재(211) 아래에 비스듬히 설치되어, 상기 필터부를 통과한 재활용 토너를 아래쪽으로 이송한다. 상기 빗면이송부재(212)의 하단부에는 토너 회송부(220)가 마련된다. 토너 회송부(220)는 집속된 재활용 토너(R)를 토너 회수구(221)를 통해 새 토너 저장부로 이송한다. 이러한 토너의 회송은 상기 토너 회송부(220)에 마련된 소정의 이송장치를 통해 이루어질 수도 있고, 별도의 이송장치 없이 중력에 의해 이루어질 수도 있다.

상기 빗면필터부재(211) 및 빗면이송부재(212)는 토너의 이동을 돕기 위해 상하 또는 좌우로 가진될 수 있다. 이들을 가진시키는 구체적인 요소는 도면에 도시되지 않았으나, 모터와 기어 캠 등의 보편적인 기계요소들로 구현될 수 있는 것 이므로 더 이상의 설명은 생략한다.

각 현상유닛(110C, 110M, 110Y, 110K)은 그 내부에 수용된 토너를 공급롤러(114) 및/또는 현상롤러(112) 쪽으로 이송시키는 교반기(224)를 더 구비할 수 있다. 새 토너 저장부로 회송된 재활용 토너는 상기 교반기(224)에 의해 새 토너와 섞이면서 상기 공급롤러(114) 쪽으로 이송된다.

또한, 현상유닛은 노광부(도 1의 130C, 130M, 130Y, 130K)에 의하여 주사된 광이 감광매체(111)에 조사될 수 있도록 통로를 형성하는 개구를 구비한다. 이러한 개구는 현상유닛의 새 토너 저장부와 잔류토너처리부 사이에 형성된다. 잔류토너처리부와 새 토너 저장부를 연결하는 토너 회수구(221)는 상기 개구를 가로질러 마련되며, 상기 노광부로부터 감광매체(111)를 향하는 레이저빔을 가리지 않도록 배치된다.

현상유닛의 기본적인 구성에 대하여 설명한다. 감광매체(111)의 외주면은 반송벨트(120)와 대면한다. 감광매체(111)는 그 외주면의 일부가 노출되도록 설치되어 소정의 방향으로 회전하며 금속제 드럼의 외주에 광전도성 물질층이 코팅되어 있다. 대전롤러(113)는 감광매체(111)의 외주를 균일한 전위로 대전시키기 위하여 대전바이어스가 인가된다. 대전롤러(113) 대신에 코로나 방전기(미도시)가 채용될 수 있다. 현상롤러(112)는 그 외주에 토너를 부착시켜 감광매체(111)으로 공급한다. 현상롤러(112)는 새 토너 저장부에 수용된 고체 분말상의 토너를 감광매체(111)에 형성된 정전잠상으로 공급하여 토너화상을 현상시킨다. 현상롤러(112)에는 이들 토너를 감광매체(111)으로 공급하기 위한 현상바이어스가 인가된다.

현상롤러(112)는 알루미늄(Al) 코어를 샌드 블러스트(sand blust) 처리를 하여 니켈(Ni) 코팅(coating)한 것 일 수 있다. 스테인레스강 축(SUS shaft)에 고무가 약 1.0 mm 두께로 입혀진 것을 채용하는 것도 가능하다. 현상롤러(112)의 외측에는 현상롤러(112)에 토너를 부착시키는 공급롤러(114)와 현상롤러(112)에 부착된 토너의 양을 규제하는 토너층 규제부재(116)가 케이스(100)에 설치되어 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

전술한 발명의 구성에 의하여 본 발명에 의한 전자사진방식 화상형성장치의 현상유닛은 케이스 내부에서 감광매체로부터 분리된 잔류 토너를 걸러 사용 가능한 토너를 회수하고, 회수된 토너를 새 토너 저장부로 회송함으로써 토너의 낭비를 최소화하고, 버려진 토너로 인한 환경오염을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 완만한 경사를 이루는 구성요소들 상에서 중력에 의해 잔류 토너가 이송되고 걸러지도록 함으로써 현상유닛 케이스가 납작한 형상을 가질 수 있도록 한다. 이로써, 현상유닛의 부피 증가로 인해 전자사진방식 화상형성장치의 부피가 커지는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims

삭제
감광매체 표면으로부터 분리된 전사 후 잔류 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치되고, 적어도 일부에 찌꺼기와 토너를 분리하는 필터부를 구비하는 빗면필터부재;

상기 빗면필터부재의 아래에 마련되어 상기 필터부를 통과한 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치된 빗면이송부재;

상기 빗면이송부재의 하부에 마련되어 집속된 토너를 새 토너 저장부로 이송하는 토너 회송부; 및

상기 빗면필터부재의 빗면 하단부에 인접하게 마련되어, 상기 필터부에 의해 걸러진 찌꺼기를 모으는 찌꺼기 저장부;를 포함하며,

상기 빗면필터부재 및 상기 빗면이송부재는 중력에 의한 이송이 원활히 이루어지도록 상하 또는 좌우로 가진되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상유닛.
제2항에 있어서,

상기 현상유닛은,

새 토너 저장부 내에, 상기 토너 회송부를 통해 회수된 토너를 현상롤러 쪽으로 이송하는 교반기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상유닛.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 필터부는 그 메시크기가 100~325 mesh인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 현상유닛.
용지를 공급하는 급지유닛과 감광매체에 정전잠상을 형성하고 현상하는 현상유닛 및 현상된 가시 화상을 용지에 전사하는 전사유닛을 구비하는 전자사진방식 화상형성장치에 있어서,

상기 현상유닛은,

감광매체 표면으로부터 전사 후 잔류 토너를 분리하는 클리닝부재;

분리된 잔류 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치되고, 적어도 일부에 찌꺼기와 토너를 분리하는 필터부를 구비하는 빗면필터부재;

상기 빗면필터부재의 아래에 마련되어 상기 필터부를 통과한 토너가 중력에 의해 이송되도록 비스듬히 설치된 빗면이송부재;

상기 빗면이송부재의 하부에 마련되어 집속된 토너를 새 토너 저장부로 이송하는 토너 회송부; 및

상기 빗면필터부재의 빗면 하단부에 인접하게 마련되어, 상기 필터부에 의해 걸러진 찌꺼기를 모으는 찌꺼기 저장부;를 포함하며,

상기 빗면필터부재 및 상기 빗면이송부재는 중력에 의한 이송이 원활히 이루어지도록 상하 또는 좌우로 가진되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.