KR20070062715A - 현상카트리지 - Google Patents

Abstract

현상카트리지가 개시된다. 개시된 현상카트리지는 정전잠상이 형성되는 감광드럼이 설치되는 제1프레임과, 감광드럼에 토너를 공급하여 토너화상을 형성시키는 현상롤러가 설치되며, 현상롤러가 감광드럼에 접근/이격되는 방향으로 탄력적으로 회동 가능하게 제1프레임에 결합되는 제2프레임을 구비하며, 현상롤러의 양단부에 회전 가능하게 결합되어 감광드럼에 접촉됨으로써 현상롤러가 감광드럼에 접근되는 것을 제한하여 현상롤러가 감광드럼과 현상갭을 유지하게 하는 한 쌍의 현상갭유지부재와, 현상롤러의 양단부에, 감광드럼과 접촉하는 부분을 제외하고 한 쌍의 현상갭유지부재를 각각 덮도록 설치되어 토너가 현상갭유지부재에 부착되는 것을 방지하는 오염방지부재를 구비한다.

Description

현상카트리지{Developing cartridge}

도 1은 본 발명에 따른 현상카트리지가 적용되는 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 현상카트리지의 구성을 도시한 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 현상카트리지를 분해하여 도시한 분해사시도,

도 4는 오염방지부재가 장착된 모습을 도시한 부분사시도,

도 5는 오염방지부재를 도시한 사시도,

도 6은 오염방지부재가 장착된 모습을 도시한 측단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1...제1프레임 2...제2프레임

6...결합핀 7...스프링

12...관통홀 13...대전롤러

14...클리닝블레이드 15...밀폐수단

17...규제수단 110...용지카세트

111...픽업롤러 120...현상카트리지

121...감광드럼 122...현상롤러

123...공급롤러 124...현상유지부재

130...오염방지부재 131...제1부재

132...관통홀 133...제2부재

134...접착수단 135...개구홀

136...클리닝부재 140...노광기

150...전사유닛 156...전사롤러

170...정착기 180...배지기

본 발명은 현상카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현상갭유지부의 오염을 방지할 수 있는 현상카트리지에 관한 것이다.

일반적으로, 전자사진방식 화상형성장치는 균일한 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하고, 이 정전잠상에 토너를 공급하여 현상하고, 감광체 상에 현상된 화상을 중간전사매체를 거치거나 또는 용지에 직접 전사한 후에, 전사된 화상에 열과 압력을 가하여 정착시킴으로써 화상을 형성하는 장치를 말한다.

이러한 전자사진방식 화상형성장치는 정전잠상을 토너를 이용하여 화상으로 현상하는 현상카트리지를 구비한다. 현상카트리지는 감광체인 감광드럼과 감광드럼에 토너를 공급하여 정전잠상을 현상하는 현상롤러 등을 구비한다.

정전잠상을 현상하는 방식에는 현상롤러와 감광드럼이 접촉하는 접촉식 현상 방식과 현상롤러가 감광드럼과 소정간격(현상갭) 이격되어 있는 비접촉식 현상방식이 있다.

비접촉 현상방식을 채용하는 현상카트리지의 경우에, 현상갭은 높은 현상효율과 좋은 화상품질을 구현하기 위하여 인쇄작업이 진행되는 동안에 일정하게 유지되어야 한다. 이를 위하여 감광드럼과 접촉하면서 현상갭을 일정하게 유지시키는 현상갭유지부가 마련되어 있다.

만일, 현상갭유지부와 감광드럼의 접촉부 사이에 토너가 부착되면 현상갭이 안정적으로 유지되지 못하게 되어 화상품질을 열화시키는 요인이 된다. 따라서 현상갭유지부재에 토너가 부착되는 것을 방지할 수 있는 방안이 필요하다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 토너의 부착에 의한 오염으로 인하여 현상갭의 변화를 방지할 수 있도록 개선된 현상카트리지를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 현상카트리지는 정전잠상이 형성되는 감광드럼이 설치되는 제1프레임과, 상기 감광드럼에 토너를 공급하여 토너화상을 형성시키는 현상롤러가 설치되며, 상기 현상롤러가 상기 감광드럼에 접근/이격되는 방향으로 탄력적으로 회동 가능하게 상기 제1프레임에 결합되는 제2프레임을 구비하며,

상기 현상롤러의 양단부에 회전 가능하게 결합되어 상기 감광드럼에 접촉됨 으로써 상기 현상롤러가 상기 감광드럼에 접근되는 것을 제한하여 상기 현상롤러가 상기 감광드럼과 현상갭을 유지하게 하는 한 쌍의 현상갭유지부재와;

상기 현상롤러의 양단부에, 상기 감광드럼과 접촉하는 부분을 제외하고 상기 한 쌍의 현상갭유지부재를 각각 덮도록 설치되어 토너가 상기 현상갭유지부재에 부착되는 것을 방지하는 오염방지부재;를 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 오염방지부재에는 상기 현상갭유지부재가 상기 감광드럼에 접촉할 수 있도록 상기 현상갭유지부재의 일부를 노출시키는 개구홀이 형성되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 개구홀의 일측에는 상기 현상갭유지부재와 접촉하면서 상기 감광드럼과 접촉하는 면을 닦아 이물질을 제거하는 클리닝부재가 부착되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 오염방지부재는 접착수단에 의하여 상기 제2프레임에 고정된다.

본 발명에 따르면, 상기 오염방지부재는 현상카트리지의 내부에 저장되는 토너가 외부로 누출되는 것을 방지하는 밀폐부재에 밀착되도록 설치되어 비산된 토너가 상기 현상카트리지의 내부로 유입된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 현상카트리지가 적용되는 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 현상카트리지의 구성을 도 시한 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 현상카트리지를 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 4는 오염방지부재가 장착된 모습을 도시한 부분사시도이고, 도 5는 오염방지부재를 도시한 사시도이고, 도 6은 오염방지부재가 장착된 모습을 도시한 측단면도이다.

본 발명은 현상갭유지부재에 토너가 부착되는 것을 방지하여 현상롤러와 감광드럼이 일정한 현상갭을 유지시키는 오염방지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 것으로, 현상롤러와 감광드럼이 비접촉방식으로 토너화상을 형성하는 경우에 적용된다. 먼저, 화상형성장치의 개략적인 구성에 대하여 설명한 후 오염방지부재가 적용되는 현상카트리지에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 화상형성장치는 전자사진 프로세스에 의하여 용지에 화상을 인쇄하는 인쇄유닛(100)과, 용지를 적재한 카세트(110), 용지를 낱장씩 픽업하는 픽업롤러(111) 및 용지를 이송하는 이송롤러(112)를 구비한다. 본 실시예의 화상형성장치는 건식현상제(이하, 토너라 한다.)를 사용하는 건식 전자사진방식 화상형성장치이다.

인쇄유닛(100)은 현상카트리지(120), 노광기(140), 전사유닛(150), 정착기(170) 및 배지기(180)를 구비한다. 인쇄유닛(100)은 칼라화상을 인쇄하기 위하여 서로 다른 색상의 토너, 예를 들면 시안(C:cyab), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너가 각각 수용된 4개의 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)와, 각 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)에 대응되는 4개의 노광기(140C, 140M, 140Y, 140K)를 구비한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 각 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)는 제1, 제2프레임(1)(2)을 구비한다. 감광드럼(121)은 제1프레임(1)에 설치되며, 현상롤러(122)는 제2프레임(2)에 설치된다. 토너는 제2프레임(2)에 수용된다. 현상롤러(12)는 그 외주에 토너를 부착시켜 감광드럼(11)으로 공급한다. 현상롤러(12)에는 토너를 감광드럼(11)으로 공급하기 위한 현상바이어스가 인가된다.

제2프레임(2)은 제1프레임(1)에 회동 가능하게 결합된다. 이를 위하여, 제1, 제2프레임(1)(2)의 양측부에는 관통홀(4)(5)이 각각 마련된다. 한 쌍의 결합핀(6)은 관통홀(4)(5)에 삽입되어 제1, 제2프레임(1)(2)을 결합시킨다. 따라서, 한 쌍의 결합핀(6)은 제2프레임(2)의 회동중심이 된다.

제1탄성부재(7)는 제2프레임(2)이 현상롤러(122)가 감광드럼(121)에 접근되는 방향으로 회동되도록 탄성력을 부여한다.

현상롤러(122)의 양단부에는 현상유지부재(124)가 회전축(122a)에 끼워져 결합되어 있다. 현상유지부재(124)는 현상롤러(122)가 감광드럼(121)과 현상갭(D_g)을 유지하는 위치에 위치되도록 제2프레임(2)의 현상롤러(122)가 감광드럼(121)에 접근되는 방향으로의 회동을 제한하는 것으로, 링형상으로 이루어져 있다. 회전축(122a)의 양단에는 각각 부싱(125)이 끼워지며, 부싱(125)은 제2프레임(2)에 형성되어 있는 관통홀(8)에 끼워져 고정된다.

제1스프링(7)의 탄성력에 의하여 제2프레임(2)이 회동되어 현상롤러(122)가 감광드럼(121)으로부터 현상갭(D_g)만큼 이격된 위치에 위치되면 현상유지부재(124) 가 감광드럼(121)에 접촉되어 제2프레임(2)의 회동이 제한된다.

제1프레임(1) 및 제2프레임(2)이 결합되면, 제1프레임(1) 및 제2프레임(2) 사이에는 이격된 공간(3)이 형성된다. 노광기(140C, 140M, 140Y, 140K)에 의하여 주사된 광은 이격된 공간(3)을 통하여 감광드럼(121)으로 조사된다.

현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)는 대전롤러(13)를 더 포함한다. 대전롤러(13)에는 감광드럼(121)의 외주를 균일한 전위로 대전시키기 위하여 대전바이어스가 인가된다. 대전롤러(13)는 제1프레임(1) 또는 제2프레임(2)에 설치될 수 있다. 대전롤러(13) 대신에 코로나 방전기(미도시)가 채용될 수 있다.

도면부호 14는 감광드럼(121)의 외주에 묻은 토너를 제거하는 클리닝블레이드이다. 도면부호 15는 감광드럼(11)으로부터 제거된 폐토너가 수용되는 수용부이다. 도면부호 16은 제2프레임(2)에 설치되어 토너를 현상롤러(12)로 부착시키는 공급롤러이다. 도면부호 17은 현상롤러(12)에 부착된 토너의 양을 규제하는 규제수단이다. 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)는 그 내부에 수용된 토너를 공급롤러(16) 및/또는 현상롤러(12) 쪽을 이송시키는 교반기(미도시) 등을 더 설치될 수 있다.

전사유닛(150)은 용지반송벨트(151)와 4개의 전사롤러(156)를 포함한다.

용지반송벨트(151)는 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)의 외부로 노출된 감광드럼(121)의 외주면과 대면된다. 용지반송벨트(151)는 다수의 지지롤러들(152)(153)(154)(155)에 의해 지지되어 순환 주행된다. 본 실시예의 용지반송벨트(151)는 수직방향으로 설치되어 있다.

4개의 전사롤러(156)는 용지반송벨트(151)를 사이에 두고 각 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)의 감광드럼(121)과 대면되어 있다. 4개의 전사롤러(156)에는 전사바이어스가 인가된다. 각 노광기(140C, 140M, 140Y, 140K)는 시안(C:cyab), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 화상정보에 대응되는 광을 각 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)의 감광드럼(121)으로 주사한다. 본 실시예에서는 노광기(140C, 140M, 140Y, 140K)로서 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)을 채용한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 화상형성장치에 의한 칼라화상이 형성되는 과정을 설명한다.

각 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)의 감광드럼(121)은 대전롤러(13)에 인가된 대전바이어스에 의하여 균일한 전위로 대전된다. 4개의 노광기(140C, 140M, 140Y, 140K)은 각각 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 화상정보에 대응되는 광을 각 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)의 감광드럼(121)으로 주사하여 정전잠상을 형성시킨다.

현상롤러(122)에는 현상바이어스가 인가된다. 그러면 현상롤러(122)의 외주에 부착된 토너가 정전잠상으로 부착되어 각 현상카트리지(120C, 120M, 120Y, 120K)의 감광드럼(121)에 각각 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙 색상의 토너화상이 형성된다.

용지는 픽업롤러(111)에 의하여 카세트(110)로부터 낱장씩 인출된다. 용지는 이송롤러(112)에 의하여 용지반송벨트(151)로 인입된다. 용지는 정전기적인 힘 에 의하여 용지반송벨트(151)의 표면에 부착되어 용지반송벨트(151)의 주행선속도와 동일한 속도로 이송된다.

예를 들면, 현상카트리지(120C)의 감광드럼(121)의 외주면에 형성된 시안(C)색상의 토너화상의 선단이 전사롤러(156)와 대면된 전사닙으로 도달되는 시점에 맞추어 용지의 선단이 전사닙에 도달된다. 전사롤러(156)에 전사바이어스가 인가되면 감광드럼(121)에 형성된 토너화상은 용지로 전사된다. 용지가 이송됨에 따라 현상카트리지(120M, 120Y, 120K)의 감광드럼(121)들에 형성된 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 토너화상은 순차적으로 용지에 중첩 전사되어, 용지에는 칼라 토너화상이 형성된다. 정착기(170)는 용지에 형성된 칼라토너화상에 열과 압력을 가하여 용지에 정착시킨다. 정착이 완료된 용지는 배지기(180)에 의하여 화상형성장치 밖으로 배출된다.

본 발명의 특징인 오염방지부재(130)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 현상롤러(122)의 양단부에 현상갭유지부재(124)를 덮도록 설치되어 현상갭유지부재(124)에 토너가 부착되는 것을 방지하는 것으로, 제1부재(131)와 제2부재(133)가 서로 직각을 이루도록 이루어져 있다.

제1부재(131)에는 현상롤러(122)의 회전축(122a)이 회전 가능하게 끼워질 수 있도록 관통홀(132)이 형성되어 있으며, 제2부재(133)에는 현상갭유지부재(124)의 일부가 노출될 수 있도록 개구홀(135)이 형성되어 있다. 따라서, 회전축(122a)을 관통홀(132)에 끼우고, 현상갭유지부재(124)의 일부가 개구홀(135)을 통하여 노출되도록 설치한다. 개구홀(135)을 통하여 노출되는 현상갭유지부재(124)의 일부는 감광드럼(121)과 접촉하게 된다. 그러므로, 오염방지부재(130)는 현상갭유지부재(124)가 감광드럼(121)과 접촉하여 회전되는 것을 방해하지 않는다.

감광드럼(121)과 접촉하기 위하여 개구홀(135)을 통하여 노출되는 부분을 제외하고 현상갭유지부재(124)의 나머지 부분은 제2부재(133)에 의하여 외부와 차단되기 때문에 비산되는 토너 등이 현상갭유지부재(124)에 묻는 것이 방지된다.

개구홀(135)의 일측에는 클리닝부재(136)가 마련되는 것이 바람직하다. 클리닝부재(136)는 현상갭유지부재(124)와 접촉하면서 그 표면에 묻어있는 이 물질을 닦아내는 역할을 한다. 클리닝부재(136)는 개구홀(135)을 통하여 노출된 현상유지부재(124)가 개구홀(135)아래로 감춰지는 측에 설치되는 것이 효과적으로 이 물질을 제거할 수 있다.

현상갭유지부재(124)를 클리닝하는 수단으로 오염방지부재(130)자체를 도전성재질을 사용하여 이물질이 오염방지부재(130)에 달라붙도록 함으로써 이 물질을 제거할 수 도 있다.

클리닝부재(136)는 도면에 도시된 것에 한정되지 않고 현상갭유지부재(124)와 접촉하면서 이 물질을 청소할 수 있는 거라면 다양한 변용례가 적용될 수 있다.

제2부재(2)의 일면에는 오염방지부재(130)를 제2프레임(2)에 고정시킬 수 있는 접착수단(134)이 마련되는 것이 바람직하다. 접착수단(134)은 양면테이프인 것이 바람직하다. 따라서, 오염방지부재(130)는 제2프레임(2)에 고정되며, 이때 현상갭유지부재(124)의 노출되는 부분이 클리닝부재(136)와 접촉할 수 있도록 위치시키는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 현상롤러(122)와 규제수단(17)의 양단에는 각각 토너가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여 밀폐수단(15)이 마련되어 있다. 오염방지부재(130)는 밀폐수단(14)에 길이방향으로 밀착되도록 설치되어 비산되는 토너 등이 내부로 유입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 즉, 오염방지부재(130)와 밀폐수단(14)사이에 틈이 발생하지 않도록 밀착하여 설치함으로써 틈을 통하여 비산되는 토너 등이 내부로 유입되는 것을 방지하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 현상카트리지는 현상롤러와 감광드럼사이에 현상갭을 유지시켜주는 현상갭유지부재에 이물질이 부착되는 것을 방지하는 오염방지부재를 설치함으로써 현상갭을 안정적으로 유지시킬 수 있어 지터(jitter)등의 화상불량을 최소한으로 억제함으로써 화상품질의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 정전잠상이 형성되는 감광드럼이 설치되는 제1프레임과, 상기 감광드럼에 토너를 공급하여 토너화상을 형성시키는 현상롤러가 설치되며, 상기 현상롤러가 상기 감광드럼에 접근/이격되는 방향으로 탄력적으로 회동 가능하게 상기 제1프레임에 결합되는 제2프레임을 구비하며,

   상기 현상롤러의 양단부에 회전 가능하게 결합되어 상기 감광드럼에 접촉됨으로써 상기 현상롤러가 상기 감광드럼에 접근되는 것을 제한하여 상기 현상롤러가 상기 감광드럼과 현상갭을 유지하게 하는 한 쌍의 현상갭유지부재와;

   상기 현상롤러의 양단부에, 상기 감광드럼과 접촉하는 부분을 제외하고 상기 한 쌍의 현상갭유지부재를 각각 덮도록 설치되어 토너가 상기 현상갭유지부재에 부착되는 것을 방지하는 오염방지부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오염방지부재에는

   상기 현상갭유지부재가 상기 감광드럼에 접촉할 수 있도록 상기 현상갭유지부재의 일부를 노출시키는 개구홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 개구홀의 일측에는 상기 현상갭유지부재와 접촉하면서 상기 감광드럼과 접촉하는 면을 닦아 이물질을 제거하는 클리닝부재가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 오염방지부재는

   접착수단에 의하여 상기 제2프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 오염방지부재는

   현상카트리지의 내부에 저장되는 토너가 외부로 누출되는 것을 방지하는 밀폐부재에 밀착되도록 설치되어 비산된 토너가 상기 현상카트리지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.

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