KR100413689B1 - 습식 전자사진방식 프린터의 건조장치 - Google Patents

Abstract

습식 전자사진방식 프린터의 건조장치가 개시된다. 개시된 습식 전자사진방식 프린터의 건조장치는 감광벨트에 접촉되지 않도록 설치되어 감광벨트에 묻어있는 액상 캐리어를 건조증발 시키기 위한 열을 발생시키는 적어도 하나 이상의 히팅수단과, 히팅수단에 인접하게 설치되어 열효율을 향상시키기 위하여 히팅수단에서 발생된 열을 감광벨트쪽으로 반사시키는 반사수단과, 히팅수단과 감광벨트를 둘러싸며 히팅수단에 의해 증발된 기체 캐리어를 포집하는 매니폴드를 포함한다.

이와 같은 구성에 있어서, 건조장치가 감광벨트에 대하여 비접촉방식으로 되어 있어 피킹(picking)현상을 해결할 수 있으며, 이미지에 디펙트(defect)를 주지 않으므로 이미지 질을 향상시킬 수 있으며, 히팅수단으로 근 적외선을 사용하여 사용온도까지 순간적으로 도달할 수 있으므로, 워밍업하는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Description

습식 전자사진방식 프린터의 건조장치{Dry unit apparatus of liquid electrophotographic printer}

본 발명은 습식 전자사진방식 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감광매체에 현상된 토너화상을 건조시키기 위한 감광벨트 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자사진방식 프린터는 감광드럼이나 감광벨트와 같은 감광매체에 정전잠상(Latent Electrostatic Image)을 형성시키고, 그 정전잠상을 소정 색상의 토너로 현상하여 기록지에 전사시킴으로써 원하는 화상을 얻을 수 있는 화상형성장치이다. 이러한 전자사진방식 프린터는 사용하는 토너에 따라 건식과 습식으로 구분되는데, 건식 전자사진방식 프린터의 경우 분말 상태의 토너가 사용된다. 반면에, 습식 전자사진방식 프린터의 경우에는 휘발 성분의 액체 캐리어에 토너가 혼합된 액상의 현상액이 사용되며, 건식의 경우보다 인쇄 품질이 우수한 동시에 유해한 토너 분진에 의한 피해를 방지할 수 있어서 그 이용이 점차 증가되는 추세이다.

도 1은 종래의 습식 전자사진방식 칼라 프린터의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 습식 전자사진방식 칼라 프린터(100)는 전사백업롤러(121)와 스티어링롤러(122) 및 드라이빙롤러(123)에 의해 폐곡선 형태로 지지되어 무한궤도로의 순환주행이 가능하도록 설치된 감광벨트(110)를 감광매체로 구비하고 있다.

상기 감광벨트(110)의 하방에는 화상신호에 따라 상기 감광벨트(110)에 레이저빔을 조사하여 노광에 의한 정전잠상을 형성시키는 레이저 스캐닝 유닛(LSU; Laser scanning unit,130)과, 상기 감광벨트(110)에 형성된 정전잠상에 특정 칼라의 토너를 함유한 현상액을 부착시켜 정전잠상을 현상하는 현상장치(140)가 설치되어 있다. 상기 레이저 스캐닝 유닛(130)과 현상장치(140)는 칼라 프린팅을 위해 도시된 바와 같이 각 칼라에 대한 정전잠상의 현상이 가능하도록 복수개가 설치된다.

상기 감광벨트(110)는 대전장치(150)로부터 인가되는 전하에 의해 일정한 전압을 띠고 도시된 화살표 A 방향으로 주행하게 된다. 이때, 상기 레이저 스캐닝 유닛(130)은 특정색의 패턴 부분에 해당하는 레이저빔을 상기 감광벨트(110)에 주사하게 되고, 이에 따라 상기 감광벨트(110)의 빛을 받은 부분은 전하를 잃게 되어 빛을 받지 않은 부분과 전압 차이가 발생하게 된다.

상기 현상장치(140)는 상기 감광벨트(110)의 전하를 잃은 부분에 특정색의 현상액을 현상하게 된다. 상기 현상장치(140)에 의해 상기 감광벨트(110)의 정전잠상에 부착된 토너상은 상기 감광벨트(110)를 사이에 두고 상기 전사백업롤러(121)와 나란하게 설치된 전사롤러(124)에 전사된 다음, 상기 전사롤러(124) 및 그와 나란하게 설치된 정착롤러(125)의 사이로 공급되는 기록지(126)에 옮겨짐으로써 원하는 화상을 프린트 할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기 정전잠상을 현상하는 현상액은 고체토너와 액상의 캐리어가 혼합된 것으로서, 상기 토너는 실제로 기록지에 인쇄되는 색상을 지니고 있으며, 상기 캐리어는 토너를 운반해주는 용매의 역할을 한다. 상기 캐리어는 인쇄전에 건조장치(160)에 의해 건조 증발되어 상기 감광벨트(110)의 전사면으로부터 제거되기 때문에, 상기 감광벨트(110)의 토너화상은 상기 건조장치(160)를 지나면서 액체성분이 제거되어 인쇄에 적합하게 건조된 상태로 남게 된다.

상기 건조장치(160)는 상기 감광벨트(110)의 전사면 일부와 접촉되어 회전되도록 설치되어 그 회전 중심 축 상에 열을 발생시키는 열원(162)을 가지는 드라이롤러(161)와, 상기 드라이롤러(161)를 가열하기 위한 히팅수단으로서 회전 중심축상에 예컨대, 히트 램프와 같이 열을 발생시키는 열원(164)을 가지고 상기 드라이롤러(161)와 맞물려 회전되도록 설치된 1쌍의 재생롤러(163)와, 상기 드라이롤러(161)와 상기 재생롤러(163) 및 그들을 둘러싸는 매니폴드(Manifold, 165)를 포함한다. 상기 매니폴드(165)는 선택적으로 설치할 수 있다.

상기 드라이롤러(161)는 회전 중심 축 상에 설치된 상기 열원(162)에 의해 고온의 온도를 지니게 되며, 그 표면에는 액상캐리어를 흡수할 수 있는 재질로 구성된다. 또한 상기 감광벨트(110)와 접촉되게 된다. 상기 재생롤러(163)는 상기 드라이롤러(161)와 접촉되게 된다.

상기와 같은 구성의 건조장치(160)에서, 상기 드라이롤러(161)가 상기 감광벨트(110)와 접촉되어 회전하면서 상기 감광벨트(110)의 전사면에 부착되어 있는 화상 잉크 중 액상의 캐리어를 압착하여 묻어 나오도록 하고, 일부 액상 캐리어는 상기 드라이롤러(161)의 표면에서 증발되게 된다.

그리고, 상기 재생롤러(163)는 상기 열원(164)에 의해 일정한 온도로 가열된 상태에서 상기 드라이롤러(161)에 흡수된 액상 캐리어를 건조시켜 증발시킨다. 증발된 캐리어는 상기 매니폴드(165)에 의해 포집된다.

그런데, 상기 감광벨트 건조장치(100)는 드라이롤러(161)와 감광벨트(110)의 접촉면에서 액상 캐리어를 증발시켜 흡수하기 때문에 접촉시간이 짧아 충분한 양의 액상 캐리어를 흡수하기 어려우며, 이로 인하여 증발되지 못하고 잔존된 액상 캐리어가 전사장치의 롤러에 흡수되어 전사롤러의 불 균일한 변형이 발생되어 이로 인하여 인쇄종이가 접히는 등의 문제점이 발생되어 인쇄를 진행할 수 없게 된다.

또한, 연속 인쇄시 감광벨트(110)위의 화상을 충분히 건조시키지 못함으로 인하여 인쇄종이로의 이미지 전사시 이미지를 전사시키지 못하는 이미지 디펙트(Image defect)현상이 발생된다.

그리고, 종래의 건조장치는 접촉에 의한 방식이기 때문에 감광벨트 표면의 이미지가 피킹(Picking)되어 드라이롤러 또는 재생롤러의 표면에 그대로 남아있게 됨으로써 롤러의 기능을 저해하는 영향을 끼치게 되며, 이러한 감광벨트 표면의 이미지피킹(Image picking)은 프린팅 화상 품질을 저하시키는 문제점이 된다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 비접촉식을 이용하여 감광벨트에 부착된 액상 캐리어를 건조시킴으로써 화상 디펙트의 문제가 발생되지 않으며, 액상캐리어를 순간적으로 건조할 수 있는 습식 전자사진방식 프린터의 감광벨트 건조장치를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 습식 전자사진방식 칼라 프린터의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 감광벨트 건조장치를 구비한 습식 전자사진방식 프린터의 개략적인 구성을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 감광벨트 건조장치(260)의 동작을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

121...전사백업롤러 122...스티어링롤러

123...드라이빙롤러 124...전사롤러

125...정착롤러 126...기록지

130...레이저 스캐닝장치 140...현상장치

260...감광벨트 건조장치 261...히팅수단

263...반사판 265...매니폴드

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 습식 전자사진방식 프린터의 감광벨트 건조장치는 감광벨트에 접촉되지 않도록 설치되어 상기 감광벨트에 묻어있는 액상 캐리어를 건조증발 시키기 위한 열을 발생시키는 적어도 하나 이상의 히팅수단과; 상기 히팅수단에 인접하게 설치되어 열효율을 향상시키기 위하여 상기 히팅수단에서 발생된 열을 상기 감광벨트쪽으로 반사시키는 반사수단과; 상기 히팅수단과감광벨트를 둘러싸며 상기 히팅수단에 의해 증발된 기체 캐리어를 포집하는 매니폴드를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 히팅수단은 근 적외선히터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 근 적외선히터는 파장이 1.3㎛ 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 반사수단은 상기 감광벨트에 대하여 반대방향으로 방출되는 열이 상기 감광벨트에 수평으로 입사되도록 상기 히팅수단에 인접하여 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 감광벨트 건조장치를 구비한 습식 전자사진방식 프린터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 여기서, 도 1에 도시된 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 감광벨트 건조장치(260)는 상기 감광벨트(110)의 표면에 묻어 있는 액상 캐리어를 증발시키기 위한 복사열을 발생시키는 히팅수단(261)과, 상기 히팅수단(261)에서 발생된 복사열을 상기 감광벨트(110)로 반사시키기 위한 반사판(263)과, 상기 반사판(263)과 상기 히팅수단(261)을 감싸아 상기 히팅수단(261)에서 발생된 열에 의하여 증발된 기체캐리어를 일시적으로 수용하기 위한 공간인 매니폴드(265)를 포함한다.

또한, 상기 매니폴드(265)는 도면에 도시하지 않은 캐리어 회수장치에 연결되어 상기 매니폴드(265)에 수용되어 있던 기체캐리어를 회수할 수 있다. 이러한, 캐리어회수장치는 종래의 습식 전자사진방식 프린터에 적용되는 일반적인 것을 사용한다.

상기 히팅수단(261)은 상기 감광벨트(110)에 대하여 직접 접촉되지 않도록 인접하게 상기 감광벨트(110)의 폭(미도시)을 따라 평행하게 설치된다. 상기 히팅수단(261)에서 발생되는 열이 상기 감광벨트(110)에 조사되어, 이에 묻어있는 액상 캐리어를 증발시킨다.

한편, 상기 히팅수단(261)은 적어도 하나 이상이 상기 감광벨트(110)에 대하여 설치될 수 있다. 이는, 상기 히팅수단(261)에서 발생되는 열이 상기 감광벨트(110)에 조사되는 면적을 넓게 하여, 상기 감광벨트(110)에 묻어있는 액상 캐리어가 증발되는 양을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 히팅수단(261)은 근 적외선(Near infrared ray)을 발생시키는 히터를 사용하는 것이 바람직하다. 근 적외선(Near infrared ray)은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있는 것이 특징이며, 이 때문에 열선(熱線)이라고도 한다. 특히 상기 근 적외선의 파장은 고분자물질이 가지고 있는 고유진동수와 일치함으로써 공명현상에 의한 분자운동 촉진으로 복사에너지가 쉽게 흡수되어 가열 및 건조시간이 단축되며, 피 가열체의 내, 외부가 균일하게 가열되어 품질이 향상되는 특성이 있다.

근 적외선은 파장이 0.75㎛ 내지 3㎛ 범위 내의 것을 말한다. 이에 비하여 전기히터 등에 흔히 사용되는 원적외선은 파장이 5㎛ 인 장파장이다. 또한, 원적외선의 파장발생 온도는 400 내지 500도 이지만. 근 적외선의 파장발생온도는 1800 내지 2200도 이다. 원 적외선의 열전달 방식은 공기를 가열하여 전달하는 대류열을 이용하므로 열 손실이 크다는 단점이 있으나. 근 적외선의 열전달 방식은 복사열을 이용하므로 발생열이 직접 피 가열체만이 가열되며 순간적으로 최대온도에 도달 할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 실시 예에서는 파장의 크기가 1.3㎛인 근 적외선을 사용하는 것이 바람직하다.

아래의 표 1은 상기 히팅수단(261)과 감광벨트(110)와의 거리(L)와 시간에 따른 온도를 측정한 결과를 표시한 것이다. 표 1에서 상기 히팅수단(261)과 감광벨트(110)와의 거리가 50mm에서 10초 후에 185.5도에 이른 것을 알 수 있다. 이에 대하여 같은 조건에서 원적외선 히터를 이용하는 경우에는 약 3분이 소요된다.

따라서, 근 적외선 히터를 이용하여 상기 감광벨트(110)에 묻어 있는 액상 캐리어를 증발시키기는 경우에는, 상기 액상캐리어를 증발시키기에 필요한 목표온도에 짧은 시간 내에 도달할 수 있다. 그러므로, 상기 히팅수단(261)을 근 적외선을 이용하는 것이 원적외선을 이용하는 것보다 우수하다는 것을 알 수 있다.

거리(㎜)	3 sec	5 sec	10 sec	15 sec
300	35.1	43.9	58.2	77.1
250	41.7	45.9	66.7	86.9
200	50.3	53.4	74.3	103.2
150	59.6	62.4	97.9	144.5
100	64.4	90.7	149.1	186.2
50	72.1	132.1	185.5	229.8

한편, 상기 히팅수단(261)과 감광벨트(110)와의 거리(L)는 건조시키고자 하는 액상캐리어의 양, 목표온도 및 시간 등을 고려하여 표 1에 기재된 범위를 선택하여 사용할 수 있다.

상기 히팅수단(261)은 복수 개 설치될 수 있다. 상기 히팅수단(261)을 복수개 설치하면, 상기 감광벨트(110)에 형성되어 있는 정전잠상이 근 적외선에 노출되는 면적이 커지게 되므로 액상 캐리어를 증발시키는 능력을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

상기 반사판(263)은 상기 매니폴드(265)에 둘러싸여 있으며, 상기 히팅수단(261)을 둘러싸도록 설치되어 있다. 상기 히팅수단(261)에서 발생된 복사열 중 상기 반사판(263)쪽으로 복사된 열을 상기 감광벨트(110)쪽으로 반사하여 상기 감광벨트(110)에 전사한다. 따라서, 상기 히팅수단(261)에 발생된 복사열의 조사에 의해 상기 감광벨트(110)의 표면에 묻어 있는 액상 캐리어의 증발을 돕게 되고, 상기 복사열이 손실되는 것을 방지하여 그 효율을 증가시킬 수 있다.

상기 히팅수단(261)에서 발생되는 열을 상기 감광벨트(110)에 반사시킴으로써 상기 히팅수단(261)의 열효율을 높일 수 있도록, 상기 반사판(263)은 상기 히팅수단(261)에 대하여 θ= 45˚로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 매니폴드(265)는 상기 히팅수단(261)을 둘러싸아 밀폐공간을 형성하여, 상기 감광벨트(110)로부터 증발된 기체 캐리어를 일시적으로 수요하는 공간이다. 상기 매니폴드(265)는 캐리어 회수장치(미도시)에 연결되어, 상기 히팅수단(261)에 의하여 증발된 기체 캐리어는 회수된다.

도 3은 본 발명에 따른 감광벨트 건조장치(260)의 동작을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 레이저 스캐닝 유닛(130)과 현상장치(140)에 의하여 상기 감광벨트(110)에 형성된 정전잠상(T1)은 액상 캐리어와 토너가 혼합되어 있다. 이러한 정전잠상(T1)이 상기 감광벨트(110)에 부착된 상태에서 상기 건조장치(260)에 들어가면, 상기 히팅수단(261)은 근 적외선을 방출하여 상기 정전잠상(T1)에 묻어 있는 액상 캐리어를 증발시켜 액상 캐리어가 증발된 정전잠상(T2)이 된다. 이때, 상기 반사판(263)은 히팅수단(261)에서 방출되는 열을 상기 정전잠상(T1)쪽으로 반사한다. 상기 히팅수단(261)에 의하여 액상 캐리어가 증발된 정전잠상(T3)은 토너만이 남아 있게 된다. 정전잠상(T3)은 도 2에 도시된 전사롤러(124)에 의하여 상기 기록지(126)에 인쇄된다. 한편, 히팅수단(261)에 의하여 증발된 기체 캐리어는 상기 매니폴드(265)에 일시적으로 수용되어 있다가, 도면에 도시하지 않은 캐리어 회수장치에 의하여 회수된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 전자사진 프린터의 감광벨트 건조장치는

첫째, 건조장치가 감광벨트에 대하여 비접촉방식으로 되어 있어 피킹(picking)현상을 해결할 수 있으며, 이미지에 디펙트(defect)를 주지 않으므로 이미지질을 향상시킬 수 있다.

둘째, 근적외선을 사용하여 사용온도까지 순간적으로 도달할 수 있으므로, 워밍업하는 시간을 단축할 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 (4)

1. 감광벨트로부터 소정길이 이격된 상태로 설치되어 상기 감광벨트에 묻어있는 액상 캐리어를 건조증발 시키기 위한 열을 발생시키는 적어도 하나 이상의 히팅수단과;

   상기 히팅수단에 인접하게 설치되어 상기 히팅수단에서 발생된 열을 상기 감광벨트쪽으로 반사시키는 반사수단과;

   상기 히팅수단과 감광벨트를 둘러싸며 상기 히팅수단에 의해 증발된 기체 캐리어를 포집하는 매니폴드를; 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 프린터의 감광벨트 건조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 히팅수단은 근 적외선히터인 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 프린터의 감광벨트 건조장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 근 적외선히터는 파장이 1.3㎛ 인 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 프린터의 감광벨트 건조장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 반사수단은 상기 감광벨트에 대하여 반대방향으로 방출되는 열이 상기 감광벨트에 수평으로 입사되도록 상기 히팅수단에 인접하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 프린터의 감광벨트 건조장치.