습식 화상형성장치{Liquid image developing apparatus}

본 발명은 습식 화상형성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감광체 및 현상롤러의 회전접촉시 현상롤러로부터 현상제가 랩어라운드(wrap around)되어서 감광체를 오염시키는 것이 방지된 습식 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자사진방식 프린터는 감광벨트 또는 감광 드럼과 같은 감광매체에 정전잠상(Latent electrostatic image)을 형성시키고 소정의 색상을 가진 현상제로 정전잠상을 현상한 뒤 기록지에 전사시켜 원하는 화상을 얻는다. 이러한 전자사진방식 프린터는 사용하는 현상제의 종류에 따라 습식과 건식으로 나누어 지며, 습식의 경우에는 휘발성분의 액상 캐리어에 분말상태의 토너가 섞여있는 액체 현상제가 현상제로 사용된다.

이러한 액체 현상제를 사용하는 습식 전자사진방식 프린터는 약 0.5-5㎛ 이하의 미세한 입자 크기를 갖는 토너를 사용하므로, 정전잠상의 현상시 분말 상태의 토너를 사용하는 건식 프린터 보다 고화질의 화상을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 유해한 토너 분진에 의한 피해를 방지할 수 있어 점차 그 이용이 기대되고 있다.

도 1은 일반적인 습식 컬러 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 다수의 롤러들(41, 42, 44)에 의해서 무한궤도를 순환하는 전사벨트(40)의 순환경로 상에 다수의 화상형성유닛이 직렬로 배치되어 있다. 상기 각각의 화상현상유닛은 상기 전사벨트에 각각 사이안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y) 및 블랙(K) 화상을 전사한다.

상기 각 화상형성유닛은, 전사벨트(40)에 소정의 색상의 토너화상을 전사하는 감광드럼(30)과, 감광드럼(30) 표면을 소정 전위로 대전시키는 대전기(36)와, 대전된 감광드럼(30)의 표면에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛(laser scanning unit)(38)과, 정전잠상을 소정의 토너화상으로 현상하는 현상유닛(10)과, 현상된 토너화상을 전사벨트(40)에 전사하고 남은 감광드럼(30) 상의 토너화상을 제거하는 클리닝 블레이드(32)를 구비한다. 참조번호 34는 감광드럼(30) 상의 전하를 지우는 제전기이다.

상기 전사벨트(40)는 구동롤러(41), 2차전사백업롤러(44) 및 상기 감광드럼(30)에 대응하는 다수의 1차전사백업롤러(42)에 지지되어 회전하면서 감광드럼(30)에 형성된 화상을 전사받는다. 상기 전사벨트(40)를 사이에 두고, 2차전사백업롤러(44)와 대향되게 설치되어 전사벨트(40)의 화상을 다시 용지(60)에 전사하는 2차전사롤러(43)가 마련된다.

상기 2차전사롤러(43)에 의해서 컬러화상이 전사된 용지는 용지배출경로 상에 설치된 정착장치(50)에 의해서 소정 온도로 가열 및 가압되며, 토너화상은 용지(60)에 융착된다.

상기 2차전사롤러의 하류에는 2차전사되고 남은 토너를 제거하는 클리닝 블레이드(49)가 마련되어 있다.

도 2는 도 1의 현상유닛을 상세하게 보여주는 도면으로서, 동일한 구성을 가지는 현상유닛 중 마젠타 현상유닛(10-M)을 도시하였다. 도 2를 참조하면, 현상유닛(10)은 현상제를 수용한 현상용기(14)와, 현상용기(14)에 일부 잠긴 채로 감광드럼(30)과 대면하게 설치된 현상롤러(15)와 디포지트롤러(16), 클리닝롤러(17) 및 미터링 롤러(18)를 구비한다.

현상롤러(15)는 현상용기(14)내에 저장된 현상제에 일부가 잠기도록 설치된다. 디포지트 롤러(16)는 현상용기(14)내에 저장된 현상제에 잠기도록 설치되며, 현상롤러(15)와 소정 갭(gap)으로 떨어진 상태로 소정 전압이 인가된다. 이러한 디포지트 롤러(16)는 소정 전압을 가지는 현상롤러(15)와의 전위 차를 이용하여 현상제를 현상롤러(15)의 표면에 부착시킨다.

미터링 롤러(18)는 상기 현상롤러(15)에 인접되게 설치되어, 상기 현상롤러(15)에 부착된 현상제를 소정 두께로 규제한다.

그런데, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 현상롤러(15)의 현상제가 감광드럼(30)과 현상롤러(15)의 접촉라인을 따라 양단부로 밀려온 후 현상롤러(15) 및 감광드럼(30)의 측면부를 따라 감광드럼 상으로 흘러들어가는 현상이 발생하며, 이를 랩어라운드(wrap around)라고 한다. 도 3에서는 감광드럼(30) 및 현상롤러(15)의 길이가 같은 경우를 예로써 도시하고 있으나, 감광드럼(30)의 길이가 더 긴 경우는 물론, 현상롤러(15)의 길이가 더 긴 경우에도 랩어라운드는 발생한다.

이와 같은 랩어라운드는 감광드럼(30) 상에 형성된 토너화상 및 기록지 영역을 훼손시켜 기록지로의 인쇄 화상의 농도를 불균일하게 한다. 따라서 이를 방지하기 위한 대책이 필요하다.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 현상롤러로부터 감광체로 랩어라운드가 발생되는 것이 방지된 개선된 습식 화상형성장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 습식 컬러 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 현상유닛을 상세하게 보여주는 도면이다.

도 3은 랩 어라운드 현상을 설명하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 화상형성장치의 랩어라운드(wrap around) 방지를 위한 부재들이 설치되는 현상롤러 및 미터링 롤러와 감광드럼이 개략적으로 도시된 도면이다.

도 5는 도 4의 현상롤러를 분해 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

10: 현상유닛 15, 115: 현상롤러

16: 디포지트 롤러 18, 118: 미터링 롤러

30, 130: 감광드럼 34: 제전기

36: 대전기 38: 광주사유닛

40: 전사벨트 43: 2차전사롤러

49: 전사벨트 클리닝 블레이드 50: 정착장치

60: 기록지 115a: 롤러

115b: 테이퍼 116: 현상축

119: 역 테이퍼

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 습식 화상형성장치는 전사체와, 상기 전사체에 토너화상을 전사하는 감광체와, 액체 현상제를 저장하는 현상조와, 상기 감광체와 대면하여 회전하면서 상기 감광체에 형성된 정전잠상으로 토너를 공급하는 현상롤러를 구비하는 습식 화상형성장치에 있어서,

상기 현상롤러는, 축 상에 소정 길이로 형성되어 상기 감광체와 접촉하면서 회전되는 롤러; 및

상기 롤러의 양단에 각각 마련되며, 상기 감광체와 접촉하지 않도록 상기 현상롤러의 양단으로부터 바깥쪽으로 갈수록 그 직경이 줄어드는 테이퍼;를 구비한다.

상기 현상롤러에 공급된 액체 현상제의 두께를 규제하여 상기 현상롤러와 상기 감광체 사이의 닙으로 공급하는 최소한 하나 이상의 롤러 형태의 미터링 롤러를 더 포함하는 것이 바람직하며,

상기 미터링 롤러는 상기 현상롤러의 상기 테이퍼에 상당하는 영역에 상기 테이퍼와 반대되는 형상의 역 테이퍼;를 구비하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 역 테이퍼는,

상기 현상롤러의 상기 테이퍼와 접촉하여 상기 현상롤러의 양단에서 현상제가 상기 감광체로 이동되는 것을 방지하도록 상기 테이터에 탄력적으로 밀착되는 탄성부재로 형성되거나,

상기 미터링 롤러와 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 롤러는 압출성형된 탄성부재이며, 금형으로 성형되어 상기 롤러의 양단에 끼워 맞추어진 탄성부재이며, 상기 테이퍼의 내경은 상기 축의 외경보다 작은 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 화상형성장치를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 화상형성장치의 랩어라운드(wrap around) 방지를 위한 부재들이 설치되는 현상롤러 및 미터링 롤러와 감광드럼이 개략적으로 도시된 도면이며, 도 5는 도 4의 현상롤러를 분해 도시한 도면이며, 기타 전체적인 습식 화상형성장치는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 4를 참조하면, 감광드럼(130), 현상롤러(115) 및 미터링 롤러(118)가 서로 이웃하게 배치되어 있다. 현상유닛에는 도 4에는 도시되지 않은 현상조,상기 현상롤러에 대전 현상제층을 형성하는 디포지트 롤러가 더 포함되어 있다.

디포지트 롤러와 미터링 롤러(118)는 액체 현상제, 또는 사용 중 변화되는 액체 현상제의 농도와 상관없이 일정 량의 현상농도의 현상제층을 현상롤러(115)와 감광체(130) 사이의 닙(nip)으로 공급하는 역할을 한다.

현상롤러(115)는 도 5에 도시된 바와 같이 축(116) 상에서 소정길이로 마련되어 상기 감광드럼(130)와 직접 접촉되어 현상닙을 형성하는 롤러(115a)와, 상기 롤러(115a)의 양단에서 각각 연결되고 상기 감광드럼(130)와는 접촉되지 않도록 마련된 두 개의 테이퍼(115b)로 이루어져 있다.

테이퍼(115a)의 형상은 테이퍼된 끝단이 감광드럼(130)와 접촉하지 않도록 하기 위해 단부쪽으로 갈수록 그 직경이 감소되는 원추형이다.

상기 현상축(116)은 플라스틱과 같은 단단한 재질로 만들어지며, 상기 현상롤러(115)는 상기 감광드럼(130)와 접촉하여 소정 폭의 닙을 형성하도록 탄성부재 예컨대 우레탄 고무로 만들어진다. 상기 우레탄 고무는 압출성형되므로 상기 롤러(115a) 및 테이퍼(115b)를 일체혀으로 제조시, 현상롤러(115)의 양단을 테이퍼 가공하기가 매우 어려우며, 테이퍼 가공시에는 불량률이 높아지므로 비경제적이다.

본 발명에서는 상기 롤러(115a)를 압출성형하고, 테이퍼(115b)는 금형을 이용한 성형을 하였다. 그리고 상기 테이퍼(115b)의 내경(도 5의 R2)을 상기 축의 외경(도 5의 R1)보다 조금 크게 하여서, 조립시 테이퍼(115b)를 축(116)에 억지 끼워맞춰서 조립하는 방법을 선택하였다. 이와 같이 억지 끼워맞춤에 의해 별도의 스토퍼(stopper) 없이 테이퍼(115b)는 롤러(115a)의 양단에 고정된다.

상기 미터링 롤러(118)는 현상롤러(115)와 소정 간격을 두고 대면되어서, 회전하는 현상롤러(115)의 표면에 부착된 현상제의 높이를 규제한다. 상기 미터링 롤러(118)는 금속제, 예컨대 스테이레스 스틸로 제조된다. 상기 미터링 롤러(118)의 양단에는 상기 테이퍼(115b)와 대응되는 영역에 상기 테이퍼(115b)와 그 형상이 반대인 역테이퍼(119)가 마련되어 있다. 상기 역테이퍼(119)는 도 4에서처럼, 미터링 롤러(118)의 부재와 다른 부재, 예컨대 우레탄 고무 또는 플라스틱 재질을 사용하여 별도 부재로 형성할 수 있다.

역 테이퍼(119)를 미터링 롤러(118)의 단부에 고정하기 위하여, 역테이퍼부(119)가 단턱부(118a)에 끼워진 후, 링형 스토퍼(120)를 억지 끼워맞춤 또는 나사식으로 미터링 롤러(118)의 단부에 고정한다.

그러나, 상기 역테이퍼(119)는 미터링 롤러(118)와 같은 재질, 예컨대 스테인레스 스틸을 사용하여 일체형으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 역테이퍼(119) 및 테이퍼(115b)의 접촉시 탄성부재로 된 테이퍼(115b)에 의해서 탄성접촉되므로 그들 접촉사이로 현상제가 통과하여 랩어라운드를 일으키는 것이 방지된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 습식 화상형성장치에서 랩 어라운드가 방지되는 작용을 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 인쇄 명령이 내려지면, 현상조에 담겨 있는 액체 현상제는 디포지트 롤러의 전기력에 의해 일정속도로 회전하는 현상롤러(115)에 대전 현상제층으로 형성된 다음, 미터링 롤러(118)에 의해 소정 높이로 규제되어 일정한 높이의 현상제층으로 현상롤러(115)에 형성된다.

이 때, 현상롤러(115)의 양단으로 밀려서 테이퍼(115b) 표면에 액체현상제는 역테이퍼(119)와의 탄성접촉으로 클리닝된 상태로 회전되어서 감광드럼(130)와 접촉되므로 현상롤러(115)로부터 감광드럼(130)로의 랩어라운드가 방지된다.

또한, 일부 현상제가 테이퍼(115b)의 양단에서 소량의 랩어라운드(121)를 형성하더라도, 테이퍼(115b)가 감광드럼(130)의 표면과 접촉되지 않으므로 랩어라운드(121)는 감광드럼(130)로 전이되지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 습식 화상형성장치는 현상롤러로부터 감광드럼으로의 현상제의 랩어라운드 현상이 방지되므로 습식 인쇄기에서 양호한 인쇄품질을 충족시킬 수 있다.

본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.