화상형성 장치의 현상제 공급장치{developer-supplying apparatus of image forming device}

본 발명은 복사기, 팩시밀리 장치, 레이져 프린터 등과 같은 전자사진방식을 이용한 화상형성 장치에 관한 것으로, 보더 상세하게는 현상제를 현상롤러와 같은 현상제 이송체에 공급하는 현상제 공급롤러의 퍼 브러쉬(fur brush)에 현상제가 침착되어 경화되는 것을 방지하기 위한 스트리퍼(stripper)를 갖는 현상제 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 1성분 비자성 현상제를 사용하는 화성형성 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 일정한 주속과 일정한 방향(도 1의 화살표 방향(A))으로 회전하는 원통 드럼 형상의 감광체(1), 감광체(1)의 표면을 일정한 전위로 대전시키는 대전장치(2), 컴퓨터 등의 화상신호에 따라 감광체(1)의 표면에 레이저 빔을 주사하는 노광장치(3), 노광된 감광체(1)의 표면부분에 현상제(8)를 부착하여 현상하는 현상장치(4), 감광체(1)의 표면에 현상된 가시화상 형태의 현상제(8)를 용지(13) 위에 전사시키는 전사장치(9), 용지(13)에 전사된 현상제(8)를 열과 압력으로 정착시키는 정착장치(12), 및 용지(13)를 기기 외부로 배지하는 배지장치(14)를 구비한다.

현상장치(4)는 도전성 고무로 형성된 현상롤러(5), 현상롤러(5) 주변에 배치되어 현상롤러(5)와 같은 방향(도 1의 화살표 방향(B))으로 회전하고 현상제(8)를 현상제 저장부(17)로부터 현상롤러(5)에 공급하는 현상제 공급롤러(6), 현상롤러(5)에 형성되는 현상제층을 규제하는 현상제층 규제부재(7), 및 현상롤러(5) 하부에 배치되어 현상제의 누출을 방지하는 누출 방지부재(15)를 구비한다.

이와 같이 구성된 화상형성 장치의 작용을 살펴보면, 먼저, 대전장치(2)를 통해 일정한 전압으로 대전된 감광체(1)는 도 1의 화살표(A) 방향, 즉 시계방향으로 회전하고, 화상신호에 따라 노광장치(3)로부터 방출된 레이저 빔이 감광체(1)에 주사됨으로써, 정전 잠상이 감광체(1)의 표면에 형성 된다.

한편, 현상제(8)는 도 1의 화살표(B) 방향, 즉 시계 반대방향으로 회전하는 현상제 공급롤러(6)에 의해 현상롤러(5)로 이동하여 흡착된 후 현상제층 규제부재(7)에 의해 현상롤러(5)의 표면에 균일한 두께의 현상제층으로 형성된다.

그 후, 현상롤러(5)가 계속 회전함에 따라, 현상제(8)는 감광체(1)의 표면으로 이동하여 감광체(1)의 표면에 형성된 정점 잠상에 부착되어 가시적인 화상으로 현상된다.

이와 같이, 감광체(1)로 이동된 현상제(8)는 감광체(1)가 회전함에 따라, 감광체(1)와 그 하부에 배치된 전사롤러(9) 사이로 급지되는 기록지(13)에 전사된다.

이 후, 감광체(1)는 계속 회전하여 클리닝 블레이드(10)에 의해 감광체(1)의 표면에 잔류된 현상제(8)가 제거되고, 화상이 전사된 기록지(13)는 화상을 고정하는 정착부(12)에 의해 기록지(13)에 정착된 후 배지장치(14)에 의해 기기외부로 배출된다.

이러한 종래의 화상형성 장치는 통상 우레탄 폼(urethane foam) 또는 실리콘 폼(silicon foam) 형태의 롤러가 현상제 공급롤러(6)로 사용된다.

그러나, 이 현상제 공급롤러(6)는 현상롤러(5)의 표면을 리프레시(refresh) 또는 리셋(reset)하고 현상롤러(5)에 적정량의 현상제를 공급하는 기능을 정상적으로 수행하기 위해서는 현상제 공급롤러(6)와 현상롤러(5)의 사이의 닙(nip; N)을 약 0.6-1.0mm 정도로 유지해야 하고, 또 현상롤러(5)와 동일한 방향(B), 즉 서로 엇갈리는 방향으로 회전해야 한다.

이와 같이, 현상제 공급롤러(6)와 현상롤러(5)가 서로 엇갈리게 회전하면서 공급롤러(6)와 현상롤러(5)의 사이의 닙(N)을 0.6-1.0mm의 범위로 유지할 경우, 현상제(8)가 현상제 공급롤러(6)와 현상롤러(2)의 사이의 닙(N)에서 과도한 마찰력을 받게 된다. 그 결과, 현상제는 과도한 스트레스(Stress)를 받게 됨으로 역극성 현상제가 발생하게 되어 화상의 비잠상 영역에서 백그라운드(background) 또는 포그(fog) 현상이 발생하고, 현상장치(4)를 구동하는 구동모터의 토크를 증가시켜야 하는 문제가 발생하게 된다.

또한, 현상제 공급롤러(6)와 현상롤러(5)의 사이의 닙(N)을 0.6mm 보다 작게 설정할 경우, 현상롤러(5)에 현상제 공급이 저하되어 화상을 형성하는 현상제 농도가 불충분해질 뿐 아니라 현상롤러(5)의 표면을 리셋시키는 기능이 저하되며, 이로 인해 현상롤러(5)의 회전 주기로 화상에 고스트(ghost)가 발생하는 문제가 생기게 된다.

이러한 현상제 공급롤러(6)의 문제를 극복하기 위하여, 도 2a에 도시한 바와 같이, 샤프트(6a)에 나일론(nylon) 또는 아크릴(acryl) 재질의 퍼 브러쉬(6b)를 부착한 현상제 공급롤러(6')를 사용하는 현상장치(4')가 제안되어 사용되고 있다.

이 현상장치(4')에서, 현상제 공급롤러(6')는 외부에 현상롤러(5')에 형성된 현상제층을 긁을 수 있는 퍼 브러쉬(6b)가 형성되어 있기 때문에, 현상롤러(5')와의 사이의 닙(N)을 우레탄 폼 또는 실리콘 폼 형태의 현상제 공급롤러(6)의 절반 수준인 약 0.2-0.4mm 정도로 유지하더라도 현상롤러(5')의 표면을 충분히 리셋시킴과 동시에 현상롤러(5')에 적정량의 현상제(8')를 공급할 수 있다.

일반적으로, 퍼 브러쉬 형태의 현상제 공급롤러(6')를 사용할 경우, 닙(N)에서 현상제(8')가 받는 마찰력은 우레탄 폼 또는 실리콘 폼 형태의 현상제 공급롤러(6)를 사용할 경우 보다 현저히 감소됨으로, 현상제(8')에 대해 과도한 스트레스가 가해지는 것이 방지될 수 있으며, 이로 인해 역극성 현상제에 의해 비잠상 영역에서 발생하는 포그 현상이 방지된다. 또한, 현상장치(4')의 구동모터가 받는 부하도 우레탄 폼 또는 실리콘 폼 형태의 현상제 공급롤러(6)를 사용할 경우 보다 약 30% 감소된다.

그러나, 도 2b에 도시한 바와 같이, 현상제 공급롤러(6')는 고온 고습환경에서 장시간 사용할 때 현상제(8')가 퍼 브러쉬(6b) 사이에 침착되고, 침착된 현상제(8')가 현상롤러(5')와의 지속적인 마찰로 인해 경화되는 문제가 발생한다.

이와 같이, 현상제(8')가 퍼 브러쉬(6b) 사이에 침착되어 경화되면, 현상제 공급롤러(6')의 퍼 브러쉬(6b)는 제기능을 상실하게 된다. 그 결과, 현상제 공급롤러(6')는 현상롤러(5')에 현상제(8')를 공급하는 기능이 저하되고, 현상제(8')는 과도한 스트레스를 받아 역극성 현상제에 의한 비잠상 영역의 포그 현상, 및 구동 모터의 토크 증가 등의 우레탄 폼 또는 실리콘 폼 형태의 현상제 공급롤러(6)에서 발생하는 것과 동일한 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 현상제 공급롤러의 퍼 브러쉬에 현상제가 침착되어 경화되는 것을 방지하기 위한 스트리퍼를 갖는 현상제 공급장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 화상형성 장치의 개략도.

도 2a 및 2b는 퍼 브러쉬 형태의 현상제 공급롤러를 갖는 종래의 현상장치 와 현상제 공급롤러의 동작상태를 예시하는 측면도.

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 현상제 공급장치를 갖는 현상장치와 현상제 공급장치의 동작상태를 예시하는 측면도.

도 4a 및 4b는 도 3a에 도시한 현상제 공급장치의 스트리퍼를 예시하는 측면도 및 정면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 1', 101: 감광체 2: 대전장치

3: 노광장치 4, 4', 104: 현상장치

5, 5', 105: 현상롤러 6, 6', 106: 현상제 공급롤러

6b, 106b: 퍼 브로쉬 7, 7', 107: 현상제층 규제부재

8, 8', 108: 현상제 9: 전사장치

12: 정착장치 14: 배지장치

17, 17', 117: 현상제 저장부 100: 현상제 공급장치

110: 스트리퍼 111:스트리핑부

115: 홀 120: 고정부

위와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 현상제를 저장하는 현상제 저장부, 표면의 전위 특성을 이용하여 화상을 형성하는 감광체, 및 감광체와 마주보며 회전하면서 가시적인 화상이 형성되도록 감광체에 현상제를 부착하는 현상제 이송체를 포함하는 화상형성 장치에 있어서, 외부 표면에 퍼 브러쉬를 구비하고 현상제를 현상제 저장부로부터 현상제 이송체에 공급하는 현상제 공급 롤러, 및 퍼 브러쉬에 현상제가 침착되는 것을 방지하도록 퍼 브러쉬에 대해 일정한 선압을 가하여 털어내도록 배치된 스트리퍼를 포함하는 화상형성 장치의 현상제 공급 장치를 제공한다.

양호한 실시예에 있어서, 스트리퍼는 현상제 공급 롤러의 하부에서 현상제 공급롤러에 의해 현상제 저장부로 회수되는 현상제가 이동하는 현상제 공급롤러와 현상제 저장부 사이의 공간에 배치된 스트리핑부, 및 스트리핑부를 현상제 저장부에 고정하는 고정부를 포함한다.

스트리핑부는 현상제가 통과 할 수 있는 다수의 홀을 형성한 스트리핑면부, 및 고정부에 의해 현상제 저장부에 고정되는 고정면부을 갖는 ㄴ자형 판으로 구성된다. 이 ㄴ자형 판은 PET, 및 우레탄(urethane) 중의 하나로 형성된 0.05-0.12mm 범위의 두께를 갖는 얇은 필름으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 홀은 삼각형과 역삼각형, 및 사다리꼴과 역사다라꼴 중의 하나를 교대로 일렬 배치한 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

고정부는 고정면부를 현상제 저장부에 부착하는 양면 테이프로 구성된다.

이하, 본 발명의 양호한 일실시예에 따른 화상형성 장치의 현상제 공급장치를 첨부도면에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 현상제 공급장치(100)가 적용되는 퍼 브러쉬 형태의 현상제 공급롤러를 갖는 현상장치(104)가 부분적으로 예시되어 있다.

이 현상장치(104)는 현상제(108)를 저장하는 현상제 저장부(117), 일정한 주속과 일정한 방향(도 3a의 화살표 방향(A))으로 회전하는 감광체(101)와 마주보며 회전하면서 가시적인 화상이 형성되도록 감광체(101)에 형성된 정전 잠상에 현상제(108; 도 3b)를 부착하는 현상롤러(105), 및 현상제(108)를 현상제 저장부(117)로부터 현상롤러(105)에 공급하는 본 발명에 따른 현상제 공급장치(100)를 포함한다.

본 발명의 현상제 공급장치(100)는 현상제 저장부(117)로부터 현상롤러(105)에 현상제(108)를 공급하는 퍼 브러쉬 형태의 현상제 공급 롤러(106), 및 현상제공급 롤러(106)에 현상제(108)가 침착되는 것을 방지하도록 현상제 공급 롤러(106)에 대해 일정한 선압을 가하도록 배치된 스트리퍼(110)를 구비한다.

현상제 공급 롤러(106)는 현상롤러(105)와의 사이에 0.2-0.4mm 정도의 닙을 갖도록 배치되며, 샤프트(106a), 및 샤프트(106a)의 외부 표면에 부착된 퍼 브러쉬(106b)로 이루어 진다.

퍼 브러쉬(106b)는 나일론 또는 아크릴 재질로 형성된 4-5 denier(1 denier: 450m가 0.05g인 퍼의 굵기)정도의 퍼를 1.0-1.5mmm의 길이로 샤프트(106a)의 외부 표면에 부착한 형태를 갖는다.

도 3a 및 도 4a에 도시한 바와 같이, 스트리퍼(110)는 현상제 공급 롤러(106)의 하부에서 퍼 브러쉬(106b)에 일정한 선압을 가하면서 접촉하도록 현상제 공급롤러(106)에 의해 현상제 저장부(117)로 회수되는 현상제(108)가 이동하는 현상제 공급롤러(106)와 현상제 저장부(117) 사이의 공간에 배치된 스트리핑부(111), 및 스트리핑부(111)를 현상제 저장부(117)에 고정하는 고정부(120)를 포함한다.

스트리핑부(111)는 현상제(108)가 통과 할 수 있는 다수의 홀(115)을 형성한 스트리핑면부(111a), 및 고정부(120)에 의해 현상제 저장부(117)에 고정되는 고정면부(111b)을 갖는 ㄴ자형 판으로 구성된다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 스트리핑면부(111a)는 퍼 브러쉬(106b)에 대해 일정한 각도와 선압을 유지하면서 접촉하도록 설치시 중앙부가 일정각도로 벤딩된다.

스트리핑부(111)를 구성하는 ㄴ자형 판은 PET, 또는 우레탄으로 형성된 0.05-0.12mm 범위의 두께를 갖는 얇은 필름으로 구성되는 것이 바람직하다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 홀(115)은 삼각형과 역삼각형을 교대로 일렬 배치한 형태로 형성된다. 선택적으로, 홀(115)은 현상제(108)를 원활하게 통과시킬 수 있는 다른 형태, 예를 들면 사다리꼴과 역사다리꼴을 교대로 일렬 배치한 형태로 형성될 수 있다.

고정부(120)는 고정면부(111b)를 현상제 저장부(117)에 부착하는 양면 테이프로 구성된다. 고정부(120)는 양면 테이프 대신, 스트리핑부(111)의 고정면부(111b)를 변형시키지 않고 현상제 저장부(117)에 부착할 수 있는 다른 수단, 예를 들면 고정나사 또는 접착체가 사용될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 화상형성 장치의 현상제 공급장치(100)의 작용을 도 3a, 도 3b, 도 4a, 및 도 4b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 현상장치(104)가 구동되면, 현상제(108)는 화살표 방향(B), 즉 시계 반대방향으로 회전하는 현상제 공급롤러(106)의 퍼 브러쉬(106b)에 의해 현상롤러(105)와 현상제 공급롤러(106) 사이의 닙(N)으로 이동하여 현상롤러(105)에 흡착된 후, 현상제층 규제부재(107)에 의해 현상롤러(105)의 표면에 균일한 두께의 현상제층으로 형성된다.

그 후, 현상롤러(105)가 화살표 방향(B)으로 회전함에 따라, 현상제(108)는 감광체(101)의 표면으로 이동하여 감광체(101)의 표면에 형성된 정점 잠상에 부착되어 가시화상으로 현상된다.

이 때, 감광체(101)의 정점 잠상에 부착되지 않고 현상롤러(105)의 표면에 남아 있는 비잠상 영역의 현상제(108)는 현상롤러(105)가 화살표 방향(B)으로 계속 회전함에 따라 다시 현상롤러(105)와 동일한 방향, 즉 현상롤러(105)와 엇갈리게 회전하는 현상제 공급롤러(106)의 퍼 브러쉬(106b)와 접촉하게 된다.

이에 따라, 현상롤러(105)의 표면에 남아 있는 비잠상 영역의 현상제(108) 중 일부는 현상롤러(105)와 현상제 공급롤러(106) 사이의 닙(N)에서 리셋되면서 현상롤러(105)와 현상제 공급롤러(106) 사이의 하부 공간으로 떨어지고, 나머지 일부는 현상롤러 공급롤러(106)의 퍼 브러쉬(106b)에 붙어서 현상제 공급롤러(106)의 하부에서 퍼 브러쉬(106b)에 일정한 선압을 가하면서 접촉하고 있는 스트리핑부(111) 쪽으로 이동하게 된다.

이와 같이, 퍼 브로쉬(106b)에 붙어서 이동하는 현상제(108)는 도 3b에 도시한 바와 같이, 스트리핑부(111)에 도달한 후, 현상제 공급롤러(106)가 화살표 방향(B)으로 회전할 때 퍼 브러쉬(106b)와 스트리핑부(111) 사이에 발생하는 선압과 퍼 브러쉬(106b)의 복원력에 의해 퍼 브로쉬(106b)로부터 털려져 현상제 저장부(117) 내부로 회수된다.

또한, 현상롤러(105)와 현상제 공급롤러(106) 사이의 하부 공간으로 떨어져 현상제 공급롤러(106)와 현상제 저장부(117) 사이의 공간에 쌓인 현상제(108)는 현상제 공급롤러(106)가 화살표 방향(B)으로 회전할 때 발생하는 퍼 브러쉬(106b)의 회전력에 의해 스트리핑부(111)의 홀(115)를 통해 현상제 저장부(117)로 회수되어 새로운 현상제(108)와 섞이게 된다.

이와 같이, 현상제 공급롤러(106)는 현상롤러(105)와 서로 엇갈리게 회전하면서 현상제(108)를 현상제 저장부(117)로 회수시킴과 동시에 새로운 현상제(108)를 현상롤러(105)에 공급하는 동작을 반복하게 된다.

한편, 감광체(101)로 이동된 가시화상 형태의 현상제(108)는 감광체(101)가 회전함에 따라, 도 1에 도시한 화상형성 장치와 마찬가지로 감광체(101)와 그 하부에 배치된 전사롤러(도시하지 않음) 사이로 급지되는 기록지에 전사된 후, 정착부(도시하지 않음)에 의해 기록지에 정착되며, 가시화상 형태의 현상제(108)가 정착된 기록지는 배지장치(도시하지 않음)에 의해 기기외부로 배출된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 화상형성 장치의 현상제 공급장치는 스트리퍼를 통해 현상제 공급롤러의 퍼 브러쉬에 현상제가 침착되어 경화되는 것을 방지함으로써, 현상제 공급롤러의 기능 저하를 방지하며, 역극성 현상제에 의한 비잠상 영역의 포그 현상, 구동 모터의 토크 증가 등의 문제가 발생하는 것을 방지한다.

이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.