KR100717164B1

KR100717164B1 - 화상형성장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100717164B1
Application number: KR1020040108573A
Authority: KR
Inventors: 안명국; 송인용; 이상돈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2007-05-11
Also published as: US20060133860A1; KR20070036197A; US7406281B2

Abstract

액체현상제를 사용하여 화상을 형성하는 화상형성장치 및 그 방법이 개시된다. 화상형성장치는 액체현상제에 의해 각각 다른 캐리어비율을 갖는 현상제화상이 형성되는 복수의 감광체, 및 각각의 감광체의 현상제화상이 캐리어비율에 따라 미리 결정된 전사순서에 따라 중첩적으로 전사되도록 각각의 감광체와 전사닙을 형성하도록 배치되고, 각각의 감광체와 화상수용매체 사이에서 현상제화상을 운반하는 화상전사부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 복수의 감광체에 형성되는 현상제화상이 캐리어비율에 따라 미리 결정된 전사순서에 따라 화상전사부재에 중첩적으로 전사되도록함으로써, 현상제화상이 각각의 감광체에서 화상전사벨트로 전사될 때 먼저 전사된 현상제화상이 나중에 전사되는 전사닙 구간에서 스퀴즈되어 전사닙의 입구에 누적적으로 축적되지 않도록 하고, 이에 따라 각각의 전사닙의 입구쪽에 축적되는 스퀴즈캐리어가 일정 한도범위 이상으로 증가함에 따라 발생하는 화상결함을 방지할 수 있다.

액체현상제, 캐리어, 노파, 농도, 비율, 전사순서

Description

화상형성장치 및 그 방법{image forming device, and method thereof}

도 1은 일반적인 습식 전자사진방식 프린터의 개략도.

도 2는 도 1에 도시한 습식 전자사진방식 프린터의 감광체의 전사동작을 예시하는 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 프린터의 부분 사시도.

도 4는 도 3에 도시한 습식 전자사진방식 프린터의 현상장치의 화상형성동작을 예시하는 개략도.

도 5는 일반적인 액체현상제의 구성을 보인 개념도.

도 6은 감광체에 형성된 현상제화상을 기계적으로 스퀴즈했을 때 스퀴즈되기전과 후의 현상제화상의 외부 및 내부 노파의 양의 변화를 예시하는 개념도.

도 7은 10 %solid 농도를 갖는 일반적인 현상제화상에서 솔리드에 대한 내부 노파의 비율과 스퀴즈효율과의 관계를 예시하는 그래프.

도 8은 도 3에 도시한 습식 전자사진방식 프린터의 감광체에 형성되는 현상제화상의 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율을 예시하는 개념도.

도 9는 액체현상제내의 오가노솔 및 안료의 비율과 농도에 대한 내부 노파의 비율과의 관계를 예시하는 그래프.

도 10은 도 3에 도시한 습식 전자사진방식 프린터의 화상형성방법의 프로세 스를 예시하는 플로우챠트.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100; 프린터

105, 105K, 105C, 105M, 105: 화상형성유닛

109, 109K, 109C, 109M, 109Y: 감광체 110: 전사유닛

117: 화상전사벨트 121: 정착유닛

130: 배지유닛 150: 클리닝유닛

148, 148K, 148C, 148M, 148Y: 액체현상제

149, 149', 149K, 149C, 149M, 149Y: 현상제화상

161: 외부 노파 163: 토너

165: 오가노솔 167: 안료

168: 대전제어제 169: 내부 노파

170: 솔리드

본 발명은 전자사진방식 프린터와 같은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체현상제를 사용하여 화상을 형성하는 화상형성장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전자사진방식 프린터와 같은 화상형성장치는 감광벨트 또는 OPC 드럼(organic photoconductive drum)과 같은 감광체에 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성시키고 소정의 색상을 가진 현상제로 정전잠상을 현상한 뒤 기록지와 같은 화상수용매체에 전사시켜 원하는 화상을 얻는다.

이러한 전자사진방식 화상형성장치는 사용하는 현상제의 종류에 따라 습식과 건식으로 나누어지며, 습식의 경우에는 휘발성분의 액체 캐리어에 고체입자 상태의 토너가 섞여있는 액체현상제가 현상제로 사용된다.

도 1은 액체 현상제를 사용하는 일반적인 습식 칼라 전자사진방식 프린터를 도시한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 습식 칼라 전자사진방식 프린터(1)는 화상형성 유닛(5), 및 전사유닛(10)을 구비한다.

화상형성유닛(5)는 칼라화상을 형성하기 위하여 소정 칼라, 예컨대 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 및 블랙(K) 칼라의 화상을 현상하는 네 개의 화상형성유닛, 즉 Y, M, C, 및 K 화상형성유닛으로 구성된다.

Y, M, C, 및 K 화상형성유닛(5)은 각각, 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체(9), 감광체(9)에 인접하여 감광체(9)의 표면을 소정 전위로 대전시키는 대전롤러(12), 및 대전된 감광체(9)의 표면에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 레이저 스캐닝 유닛(11)를 구비한다.

감광체(9)의 아래쪽에는, 소정 칼라를 가진 예컨대 3 내지 20 %solid의 농도의 액체현상제(48)로 정전잠상을 현상하여 예컨대 20 내지 25 %solid의 농도의 현상제화상(49; 도 2 참조)을 형성하기 위한 현상장치(13)가 설치되어 있다.

전사유닛(10)는 제1전사롤러(8), 제2전사롤러(23) 및 화상전사벨트(17)로 구성된다. 화상전사벨트(17)는 벨트구동롤러(22)에 의해 지지롤러(21)을 따라 무한궤도 상의 경로에 따라 회전한다. 제1전사롤러(8)는 도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 감광체(9)에 형성된 Y, M, C, 및 K 칼라의 현상제화상(49)에 소정전압과 압력을 가하여 예컨대 25 내지 30 %solid의 농도를 갖는 현상제화상(49')으로 화상전사벨트(17)에 중첩적으로 전사하고, 제2전사롤러(23)는 화상전사벨트(17)에 전사된 현상제화상(49')을 기록지와 같은 화상수용매체(P)에 전사한다.

이와 같이 구성된 종래의 프린터(1)에 의하면, 각각의 감광체(9)에 형성된 현상제화상(49)이 제1전사롤러(8)의 전압과 압력에 의해 화상전사벨트(17)에 중첩적으로 전사될 때, 현상제화상(49)은 각각의 감광체(9)와 화상전사벨트(17) 사이의 전사닙에서 제1전사롤러(8)의 압력에 의해 스퀴즈(squeeze)되고, 그 결과, 현상제화상(49)의 농도는 20 내지 25 %solid의 농도에서 25 내지 30 %solid의 농도로 변화된다.

그러나, 이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 감광체(9)와 화상전사벨트(17) 사이의 전사닙의 입구쪽에는 이미 화상전사벨트(17)에 전사된 현상제화상(49') 및/또는 새롭게 전사되는 현상제화상(49)에서 스퀴즈되는 액체 캐리어(48'; 이하 '스퀴즈캐리어'라함)가 축적된다. 이와 같이 축적되는 스퀴즈캐리어(48')는 전사닙에서 화상전사벨트(17)로 새롭게 전사되는 현상제화상(49) 및/또는 이미 전사된 현상제화상(49')에 영향을 주어 화상결함을 발생하는 문제점을 야기한다.

보다 상세히 설명하면, 예컨대 도 1의 맨왼쪽에서 두번째 감광체(9)(이하 'M 감광체'라함)의 현상제화상(49; 이하 'M 칼라의 현상제화상'이라함)이 이전의 감광체, 즉 도 1의 맨왼쪽의 감광체(9)(이하 'Y 감광체'라 함)에서 화상전사벨트(17)에 전사된 현상제화상(49'; 이하 'Y 칼라의 현상제화상'이라함) 위에 중첩적으로 전사될 때, M 감광체(9)와 화상전사벨트(17) 사이의 전사닙의 입구쪽에는 새롭게 화상전사벨트(17)에 전사되는 M 칼라의 현상제화상(49) 뿐 아니라 이미 화상전사벨트(17)에 전사된 Y 칼라의 현상제화상(49')으로부터 스퀴즈된 스퀴즈캐리어(48')가 누적적으로 축적된다. 그 결과, 새롭게 전사되는 M 칼라의 현상제화상(49) 및/또는 이미 전사된 Y 칼라의 현상제화상(49')은 스퀴즈캐리어(48')에 의해 영향을 받게 된다. 따라서, 화상전사벨트(17)에 중첩적으로 전사된 현상제화상에는 캐리어의 증가에 따라 나타나는 플로우패턴(Flow pattern), 화상끌림(Image dragging) 등과 같은 화상결함이 발생할 수 있다.

이러한 스퀴즈캐리어(48')에 의한 화상결함은 먼저 전사되는 전사닙 보다 나중에 전사되는 전사닙에서 더 심하게 발생하게 된다. 이 이유는 각각의 감광체(9)의 현상제화상(49)이 화상전사벨트(17)에 중첩적으로 전사되므로, 나중에 전사되는 전사닙에서는 새롭게 전사되는 현상제화상(49)이 먼저 전사되는 전사닙에서 전사된 현상제화상(49')과 함께 스퀴즈되기 때문에, 나중에 전사되는 전사닙의 입구쪽에 축적되는 스퀴즈캐리어(48')에는 먼저 전사된 현상제화상(49')의 스퀴즈캐리어(48')까지 포함되기 때문이다.

또한, 스퀴즈캐리어(48')에 의한 화상결함은 인쇄량, 즉 현상제화상(49)이 각각의 감광체(9)에서 화상전사벨트(17)로 전사되는 전사량이 많아지면 많아질 수 록 더 심하게 발생할 가능성이 높다. 이 이유는 전사량이 많아지면 많아질 수록 각각의 전사닙의 입구쪽에 축적되는 스퀴즈캐리어(48')의 양이 많아지기 때문이다.

따라서, 현상제화상이 각각의 감광체(9)에서 화상전사벨트(17)에 중첩적으로 전사될 때 각각의 전사닙의 입구쪽에 액상의 스퀴즈캐리어(48')가 일정한도 이상 축적되지 않도록 하여 화상결함을 발생하지 않도록 하는 화상형성장치의 필요성이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 감광체에 형성되는 현상제화상이 화상전사부재에 중첩적으로 전사될 때 각각의 감광체와 화상전사부재 사이의 전사닙의 입구쪽에 액상의 스퀴즈캐리어가 일정한도 이상 축적되지 않도록하여 화상결함을 방지토록 한 화상형성장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 의한 화상형성장치는 액체현상제에 의해 각각 다른 캐리어비율을 갖는 현상제화상이 형성되는 복수의 감광체, 및 각각의 감광체의 현상제화상이 캐리어비율에 따라 미리 결정된 전사순서에 따라 중첩적으로 전사되도록 각각의 감광체와 전사닙을 형성하도록 배치되고, 각각의 감광체와 화상수용매체 사이에서 현상제화상을 운반하는 화상전사부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 전사순서는 캐리어비율이 높을 수록 빨리 전사되도록 결정되는 것이 바람직하다.

특히, 캐리어비율은 현상제화상의 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율인 것이 바람직하다. 이때, 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율은 토너내에 함유된 오가노솔의 비율 및 조성 중의 하나를 변경하는 것에 의해 조절될 수 있다.

양호한 실시예에서, 복수의 감광체는 현상제화상의 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 각각 다른 현상제화상이 형성되는 네 개의 감광체로 구성되고, 네 개의 감광체는 현상제화상의 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%인 현상제화상이 형성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시형태에 의한 화상형성장치의 화상형성방법은 액체현상제에 의해 복수의 감광체에 각각 다른 캐리어비율을 갖는 현상제화상을 형성하는 화상형성단계, 및 각각의 감광체에 형성된 현상제화상을 캐리어비율에 따라 미리 결정된 전사순서에 따라 화상전사부재에 순차적으로 전사하는 중간전사단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 전사순서는 캐리어비율이 높을수록 빨리 전사되도록 결정되는 것이 바람직하다.

양호한 실시예에서, 화상형성단계는 네 개의 감광체에, 현상제화상의 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 각각 다른 현상제화상을 형성하는 단계를 포함하며, 중간전사단계는 각각의 감광체에 형성된 현상제화상을, 현상제화상의 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 높은 것에서 낮은 것의 순서로 화상전사부재에 전사하는 단계를 포함한다. 이때, 네 개의 감광체에 형성되는 현상제화상의 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율은 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%인 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 화상형성장치 및 그 방법을 첨부도면에 따라 상세히 서술하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 화상형성장치는 컴퓨터(도시하지 않음)등에서 전송된 인쇄데이터를 내부적으로 처리하여 인쇄를 수행하는 습식 칼라 전자사진방식 프린터(100)이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 습식 칼라 전자사진방식 프린터(100)는 화상형성유닛(105), 전사유닛(110), 정착유닛(121), 배지유닛(130), 및 클리닝유닛(150)을 구비한다.

화상형성유닛(105)은 칼라화상을 형성하기 위해, 소정 칼라, 예컨대 K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149: 149K, 149C, 149M, 149Y; 도 4 및 도 8 참조)을 형성하는 네 개의 화상형성유닛, 즉 K, C, M, 및 Y 화상형성유닛(105K, 105C, 105M, 105Y)으로 구성된다.

K, C, M, 및 Y 화상형성유닛(105K, 105C, 105M, 105Y)는 각각, K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y), K, C, M, 및 Y 대전롤러(112K, 112C, 112M, 112Y), K, C, M, 및 Y 레이저 스캐닝 유닛(111K, 111C, 111M, 111Y), 및 K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)를 구비한다.

K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)는 각각 OPC 드럼(Organic Photoconductive Drum)으로 구성되고, 화상전사벨트(117)와 전사닙을 형성하도록 배치된다. K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)는 각각, 후술하는 K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)의 현상롤러(107)에 의해 예컨대 20 내지 25 %solid의 농도를 갖는 K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)을 형성한다. 이때, K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)의 각각은 아래에서 본 발명에 따라 상세히 설명하는 토너(163; 도 5참조)의 솔리드(Solid; 170 (도 6 참조))에 대한 캐리어비율들을 가지도록 형성된다.

K, C, M, 및 Y 대전롤러(112K, 112C, 112M, 112Y)는 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)의 표면을 소정 전위로 대전시키는 것으로, 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)의 표면에 접하게 배치된다.

K, C, M, 및 Y 레이저 스캐닝 유닛(111K, 111C, 111M, 111Y)은 K, C, M, 및 Y 대전롤러(112K, 112C, 112M, 112Y)에 의해 대전된 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)의 표면에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 것으로, K, C, M, 및 Y 대전롤러(112K, 112C, 112M, 112Y) 아래에 배치된다.

각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)의 아래쪽에는, 정전잠상을 K, C, M, 또는 Y 칼라의 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)로 상응하는 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)으로 현상하기 위한 K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)가 설치되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)의 각각은 저장부(106), 현상롤러(107), 디포지트(Deposit)롤러(114), 메터링(Metering)롤러(115), 및 클리닝롤러(116)를 구비한다.

저장부(106)는 예컨대 3 내지 20 %solid의 농도와 아래에 상세히 설명하는 본 발명에 따른 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율을 갖는 상응하는 칼라의 액체현상제(148; 148K, 148C, 148M, 또는 148Y)를 저장한다. 현상롤러(107)는 상응하는 감광체(109K, 109C, 109M, 또는 109Y) 하부에 위치한다. 디포지트롤러(114)는 현상롤러(107) 하부에 설치되고 액체현상제(148)에 전기력을 부가하여 현상롤러(107)에 대전 현상제층을 형성한다. 메터링롤러(115)는 디포지트롤러(114)에 의해 현상롤러(107)에 형성된 대전 현상제층에 소정전압을 인가하면서 대전 현상제층을 일정한 토너량 또는 농도, 예컨대 12 내지 20 %solid의 농도를 갖는 현상제층으로 규제하여 현상롤러(107)와 상응하는 감광체(109K, 109C, 109M, 또는 109Y) 사이의 현상닙으로 공급한다. 크리닝롤러(116)는 현상롤러(107)를 클리닝한다.

디포지트롤러(114)와 메터링롤러(115)는 3-20 solid %의 고 농도의 액체 현상제(148), 또는 사용중 변화되는 액체현상제(148)의 농도와 상관없이 12 내지 20 %solid의 농도를 갖는 현상제층을 현상롤러(107)와 상응하는 감광체(109K, 109C, 109M, 또는 109Y) 사이의 현상닙으로 공급하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 K, C, M, 및 Y 화상형성유닛(105K, 105C, 105M, 105Y)은, K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)을 화상전사벨트(117)에 전사할 때 플로우패턴, 화상끌림 등과 같은 화상결함이 발생하는 것을 방지하기 위한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에 형성되는 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)내에 함유된 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)의 캐리어비율, 특히 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율이 화상전사벨트(117)에 전사되는 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)의 전사순서에 따라 다르게 되도록 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 종래기술의 설명에서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 종래의 프린터(1)에서는 현상제화상이 각각의 감광체(9)에서 화상전사벨트(17)에 중첩적으로 전사될 때 새롭게 화상전사벨트(17)에 전사되는 현상제화상(49) 뿐 아니라 이미 화상전사벨트(17)에 전사된 현상제화상(49')으로부터 스퀴즈된 스퀴즈캐리어(48')가 누적적으로 축적된다. 그 결과, 화상전사벨트(17)에 중첩적으로 전사된 현상제화상에는 일정 범위이상으로 증가된 스퀴즈캐리어(48')에 의해 플로우패턴, 화상끌림 등과 같은 화상결함을 발생할 수 있게 된다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여, 본 발명의 K, C, M, 및 Y 화상형성유닛(105K, 105C, 105M, 105Y)은 화상전사벨트(117)에 전사되는 현상제화상의 전사순서, 즉 K, C, M, 및 Y의 칼라의 순서로 K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 1059)에 형성된 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)내에 함유된 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)의 토너(163)의 솔리드에 대한 캐리어비율이 점진적으로 감소되도록 구성된다. 따라서, K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)은 각각의 전사닙에서 화상전사벨트(117)에 전사될 때 이전 전사닙에서 화상전사벨트(117)에 전사된 현상제화상(149K, 149C, 또는 149M)이 다음 전사닙 구간에서 새롭게 전사되는 현상제화상(149C, 149M, 또는 149Y)과 함께 스퀴즈되지 않게 되고, 그 결과 액상의 스퀴즈캐리어가 각각의 전사닙의 입구쪽에 화상결함을 발생하는 범위이상으로 축적되지 않게 되어 화상결함이 발생하는 것이 방지된다.

본 발명의 실시예에서, K, C, M, 및 Y 화상형성유닛(105K, 105C, 105M, 105Y)의 K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)는 토너(163)내의 솔리드(163)에 대한 캐리어비율이 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%인 현상제화상을 형성한다. 이를 위해, K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)의 저장부(106)들은 토너(163)내의 솔리드에 대한 캐리어비율이 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%의 범위를 유지하는 K, C, M, 및 Y 칼라의 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)를 저장하고 있다.

액상의 스퀴즈캐리어가 각각의 전사닙의 입구쪽에 화상결함을 발생하는 범위이상으로 축적되지 않도록 하기 위해, K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 1059)에 형성된 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)내에 함유된 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)의 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율을 점진적으로 감 소되도록 하는 이유를 보다 논리적으로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시한 바와 같이, K, C, M, 및 Y 칼라의 액체현상제(148)는 일반적으로 액체 캐리어(161; 이하 '외부 노파(Outer Norpar)'라함)에 고체입자 상태의 토너(163)가 섞여있는 혼합물로 구성된다. 외부 노파(161)는 노파 12(Norpar 12)와 같은 휘발성분의 액체로 구성되고, 토너(163)는 칼라를 나타내는 안료(167; Pigment), 대전제어제(168), 및 노파 12와 같은 액체 캐리어(169(도 6 참조); 이하 '내부 노파(Intra Norpar)'라함)를 함유한 고분자 덩어리인 오가노솔(165; Organosol)로 구성된다. 오가노솔(165)의 내부 노파(169)를 제외한 안료(167), 대전제어제(168) 등의 성분은 솔리드(170; 도 6 참조)를 구성한다.

이와 같이, 액체현상제(148)는 토너(163) 외부에 분포된 외부 노파(161)와 토너(163)내에 함유된 내부 노파(169)로 이루어진 액체 캐리어를 포함한다. 따라서, 액체현상제(148)의 캐리어비율은 외부 노파(161)와 내부 노파(169) 중 하나의 양을 조절하는 것에 의해 조절될 수 있다.

그러나, 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에 형성된 현상제화상( 149K, 149C, 149M, 149Y)내에 함유된 액체 캐리어, 즉 외부 노파(161)와 내부 노파(169)는 각각의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)이 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)와 화상전사벨트(117) 사이의 전사닙에서 스퀴즈되면서 화상전사벨트(117)에 전사될 때 아래와 같은 특성을 나타낸다.

도 6은 오가노솔(165)에 함유된 노파 12와 같은 내부 노파(169) 13g과, 오가노솔(165)의 내부 노파(169)를 제외한 안료(167) 등의 솔리드(170) 10g으로 이루어 진 토너(163) 23g, 및 노파 12와 같은 외부 노파(161) 77g으로 구성된 농도 10 %solid를 갖는 현상제화상(149) 100g을 기계적으로 최대로 스퀴즈하였을 때, 스퀴즈 전과 후의 현상제화상(149, 149')내의 외부 및 내부 노파(161, 169)의 양의 변화를 나타내는 개념도이다.

도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 농도 10%solid를 갖는 현상제화상(149) 100g은 스퀴즈된 후 농도 43%solid를 갖는 현상제화상(149') 23g으로 변화하였고, 또, 내부 노파(169)의 양에는 변화가 없고 외부 노파(161)만 스퀴즈되어 제거되었음을 알 수 있다. 이와 같이, 현상제화상(149)을 스퀴즈할 경우, 외부 노파(161)는 기계적으로 쉽게 스퀴즈되지만, 내부 노파(169)는 쉽게 제거되지 않으므로, 스퀴즈된 후의 현상제화상(149')의 농도는 내부 노파(169)에 의해 큰 영향을 받음을 알 수 있다.

또한, 도 7은 10 %solid 농도를 갖는 일반적인 K, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149)에서 솔리드(170)에 대한 내부 노파(169)의 비율(Intra Norpar/Solid)과 스퀴즈효율(△%Solid)과의 관계를 도시한다.

도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 스퀴즈효율은 내부 노파(169)의 양에 따라 변화함을 알 수 있다. 즉, 현상제화상(149)는 동일한 농도에서 내부 노파(169)의 양이 적으면 스퀴즈효율은 증가하고, 내부 노파(169)의 양이 많으면 스퀴즈효율은 떨어진다.

이와 같이, 현상제화상(149)의 내부 노파(169)는 스퀴즈되더라도 잘 제거되지 않으므로, 양을 증가시키면 스퀴즈효율, 즉 현상제화상(149)이 화상전사벨트( 117)에 전사될 때 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)와 화상전사벨트(117)사이의 전사닙의 입구에 축적되는 스퀴즈캐리어의 양을 감소시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 원리를 이용하여 먼저 전사되는 감광체(109K, 109C, 및/또는 109M)의 현상제화상(149K, 149C, 및/또는 149M)을 나중에 전사되는 감광체(109C, 109M, 및/또는 109Y)의 현상제화상(149C, 149M, 및/또는 149Y)보다 현상제화상(149)에 포함된 토너(163)내의 내부 노파(169)의 양, 즉 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율이 크게 되도록 하는 것에 의해 나중에 전사되는 감광체(109C, 109M, 및/또는 109Y)와 화상전사벨트(117)사이의 전사닙의 입구쪽에 누적적으로 축적되는 스퀴즈캐리어의 양을 감소시키고, 이에 따라 스퀴즈캐리어에 의해 발생하는 화상결함을 방지한다.

본 출원인의 실험에 의하면, K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)에 함유된 토너(163)내의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율이 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%일 때 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)이 스퀴즈캐리어에 의해 플로우패턴, 화상끌림 등과 같은 화상결함을 발생하지 않고 화상전사벨트(117)에 양호하게 전사될 수 있음을 확인할 수 있었다.

즉, 도 8에 도시한 바와 같이, K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에 형성된 K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y) 100g이 솔리드(170) 25g을 포함하여 농도가 25 %solid로 동일하지만, 내부 노파(169)의 양을 각각, 25 내지 32.5g, 20 내지 27.5g, 15 내지 22.5g, 7.5 내지 17.5g, 바람직 하게는 30g, 25g, 20g 및 15g으로 하여 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율이 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%, 바람직하게는 120%, 100%, 80%, 및 60%로 될 때, 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)은 스퀴즈캐리어에 의해 화상결함을 발생하지 않고 화상전산벨트(117)에 양호하게 전사될 수 있었다.

이러한 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율은 액체현상제(148)의 제조시 토너(163)내의 포함되는 오가노솔(165)의 비율 또는 오가노솔(165)의 조성을 적절히 변경하는 것에 의해 조절될 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 일반적인 K, M, 및 Y 칼라의 액체현상제(148)의 함유량을 분석해 보면, 도 9에 도시한 액체현상제(148)내의 오가노솔(165) 및 안료(167)의 비율(OP ratio)과 농도(%solid)에 대한 내부 노파(169)의 비율(%Intra Norpar/%solid)과의 관계 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 오가노솔(165)의 양이 증가하면, 내부 노파(169)의 양도 그에 비례하여 증가한다. 즉, 내부 노파(169)의 양은 액체현상제(148)내의 오가노솔(165)의 비율 또는 조성을 변경함에 따라 조절될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 전사유닛(110)는 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에 형성된 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)을 화상수용매체(P)까지 운반하는 것으로, 제1전사롤러(108), 제2전사롤러(123) 및 화상전사벨트(117)로 구성된다. 화상전사벨트(117)는 벨트구동롤러(122)에 의해 제1, 및 제2, 및 제3지지롤러(119, 120, 121)을 따라 무한궤도 상의 경로에 따라 회전한다. 제1전사롤러(108) 는 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에 형성된 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)에 소정전압과 압력을 가하여 예컨대 25 내지 30 %solid의 농도를 갖는 현상제화상으로 화상전사벨트(117)에 중첩적으로 전사하고, 제2전사롤러(123)는 화상전사벨트(117)에 전사된 현상제화상을 화상수용매체(P)에 전사한다.

정착유닛(121)는 화상수용매체(P)에 전사된 현상제화상을 정착하는 것으로, 가열롤러(125)와 가압롤러(126)를 구비한다. 가열롤러(125)는 화상수용매체(P)에 전사된 현상제화상에 열을 가하며, 가압롤러(126)는 화상수용매체(P)를 가열롤러(125)에 대해 일정한 압력으로 가압한다.

배지유닛(130)은 가열 및 가압롤러(125, 126)의 열과 압력으로 장착된 화상수용매체(P)를 프린터 외부로 배출하는 것으로, 배지롤러(132)와 배지백업롤러(134)로 구성된다.

클리닝유닛(150)은 현상제화상이 화상수용매체(P)에 전사된후 화상전사벨트(117)에 남아있는 폐현상제를 클리닝하는 것으로, 클리닝롤러(154), 클리닝블레이드(151), 및 폐현상제 저장부(152)를 구비한다. 클리닝롤러(154)는 화상전사벨트(117)에 잔류하는 폐현상제를 1차 클리닝하고, 클리닝블레이드(151)는 클리닝롤러(154)에 의해 1차 클리닝된 폐현상제를 제거한다. 폐현상제 저장부(152)는 화상전사벨트(117)에서 제거된 폐현상제를 저장한다.

이상에서, 본 발명의 습식 칼라 전자사진방식 프린터(100)는 화상형성유닛(105K, 105C, 105M, 105Y)이 K, C, M, 및 Y 의 칼라의 전사순서를 가지도록 배치된 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 네 개의 화상 형성유닛은 각각의 감광체에 형성되는 현상제화상(149)내에 함유된 액체현상제(148)의 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율이 전사순서가 빠를수록 높아지는 조건을 만족한다면, 다른 전사순서, 예를들면 도 1을 참조하여 설명한 종래의 프린터(1)와 같이 Y, M, C, K의 칼라의 순으로 배치될 수도 있을 것이다.

또한, 본 발명의 화상형성장치는 화상전사부재로써 화상전사벨트(117)를 구비하는 습식 칼라 전자사진방식 프린터(100)에 적용되는 것으로만 예시 및 설명하였지만, 동일한 원리와 구성으로, 다른 화상형성장치, 예를들면 화상전사부재로써 화상전사드럼을 구비하는 습식 칼라 전자사진방식 프린터 등에도 적용될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 습식 칼라 전자사진방식 프린터(100)의 화상형성방법을 도 10을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인쇄명령이 인가 됨에 따라, K, C, M, 및 Y 화상형성유닛(105K, 105C, 105M, 105Y)는 각 구성부분을 동작하여 K, C, M, 및 Y 칼라를 형성하기 위한 일련의 화상형성 동작을 수행한다(S1).

즉, K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에는 K, C, M, 및 Y 대전롤러(112K, 112C, 112M, 112Y)와 K, C, M, 및 Y 레이저 스캐닝 유닛(111K, 111C, 111M, 111Y)에 의해 인쇄할 칼라의 화상에 대응하는 전하층, 즉 정전잠상이 형성되고, 이 정전잠상이 형성된 부분에는 K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)의 각각의 저장부(106)에 저장된 예컨대 3 내지 15 %solid의 농도를 갖는 K, C, M, 및 Y 칼라의 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)로부터 상응하는 현상롤러 (107)에 형성된 일정한 토너량 또는 농도, 예컨대 12 내지 20 %solid의 농도를 갖는 현상제층의 토너가 부착되어 예컨대 20 내지 25 %solid의 농도를 갖는 K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)이 형성된다.

이때, K, C, M, 및 Y 칼라의 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)의 농도는 K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)의 각각의 저장부(106)에서 K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109)로 이동함에 따라 변하지만, 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율은 변하지 않고 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%의 범위로 유지된다.

K, C, M, 및 Y 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)에 의해 K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에 각각 현상된 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)은 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)와 화상전사벨트(117) 사이의 전사닙에서 화상전사벨트(117)의 내측에 위치한 제1전사롤러(108)의 전압과 압력에 의해 예컨대 25 내지 30 %solid의 농도를 갖는 현상제화상으로 화상전사벨트(117)에 중첩적으로 중간전사된다(S2).

이때, 처음 전사되는 K 감광체(109K)에 형성된 K 칼라의 현상제화상(149K)은 K, C, M, 및 Y 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y)에 형성된 모든 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)이 화상전사벨트(117)에 완전히 전사될 때까지 다음에 전사되는 C, M 및 Y 감광체(109C, 109M, 109Y)와 화상전사벨트(117) 사이의 전사닙을 더 통과한다. 또, 두번째 전사되는 C 감광체(109C)에 형성된 C 칼라의 현상제화상(149C)은 다음에 전사되는 M 및 Y 감광체(109M, 109Y)와 화상전사벨트(117) 사이의 전사 닙을 더 통과한다. 또한, 세번째 전사되는 M 감광체(109M)에 형성된 M 칼라의 현상제화상(149M)은 다음에 전사되는 Y 감광체(109Y)와 화상전사벨트(117) 사이의 전사닙을 더 통과한다.

이와 같이, K, C, M, 및 Y 칼라의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)은 K, C, M, 및 Y 칼라의 순으로 전사닙을 더 많이 통과하여 스퀴즈되지만, 각각의 현상제화상(149K, 149C, 149M, 149Y)의 액체현상제(148K, 148C, 148M, 148Y)에 함유된 토너(163)의 솔리드(170)에 대한 캐리어비율이 K , C, M, 및 Y 칼라의 순으로 많게 되어있으므로, C, M, 및/또는 Y 감광체(109C, 109M, 및/또는 109Y)의 현상제화상(149C, 149M, 및/또는 149Y)이 먼저 전사된 K, C, 및/또는 M 감광체(109K, 109C, 및/또는 109M)의 현상제화상(149K, 149C, 및/또는 149M)위에 중첩적으로 전사될 때 먼저 전사된 K, C, 및/또는 M 감광체(109K, 109C, 및/또는 109M)의 현상제화상(149K, 149C, 및/또는 149M)에서 스퀴즈되는 스퀴즈캐리어의 양은 매우 감소된다. 그 결과, C, M, 및/또는 Y 감광체(109C, 109M, 및/또는 109Y)와 화상전사벨트(117)사이의 전사닙의 입구쪽에 누적적으로 축적되는 스퀴즈캐리어의 양은 현저히 감소되어 일정한 한도 범위 이내로 유지되며, 이에 따라 스퀴즈캐리어에 의해 발생하는 플로우패턴, 화상끌림 등과 같은 화상결함은 방지된다.

화상전사벨트(117)에 중첩적으로 전사된 현상제화상은 화상전사벨트(117)가 벨트구동롤러(122)에 의해 제1, 제2, 및 제3지지롤러(119, 120, 121)를 따라 회전함에 따라 제2전사롤러(123)까지 이동하여 제2전사롤러(123)의 전압과 압력에 의해 화상수용매체(P)에 전사된다(S3).

화상수용매체(P)에 전사된 화상은 가열롤러(125)와 가압롤러(126)에 의해 화상수용매체(P)에 정착되어 최종적으로 원하는 화상을 형성하게 된다(S4).

그후, 화상수용매체(P)는 배지유닛(130)의 배지롤러(132)와 배지백업롤러(134)에 의해 프린터 외부로 배출된다. 그리고, 화상전사벨트(117)에 전사된 현상제화상이 화상수용매체(P)에 전사된 후, 화상전사벨트(117)는 계속 회전하여 제3지지롤러(121)의 측면에서 화상전사벨트(117)의 화상형성면과 접촉하도록 설치된 클리닝롤러(154)까지 이동하며, 여기에서 화상전사벨트(117)의 표면에 잔존하는 폐현상제(통상 기록지로 100% 전사되지 않고 90-98%만 전사됨)는 다음 화상인쇄를 위해 클리닝롤러(154)에 의해 1차 클리닝된 후 클리닝블레이드(151)에 의해 화상전사벨트(117)로부터 제거되어 폐현상제 저장부(152)에 회수된다(S5).

잔존 폐현상제가 제거된 화상전사벨트(117)는 다시 각각의 감광체(109K, 109C, 109M, 109Y), 레이저 스캐닝 유닛(111K, 111C, 111M, 111Y) 및 현상장치(113K, 113C, 113M, 113Y)를 통해 다음 화상을 형성하기 위해 위에서 설명한 바와 같은 동작을 반복한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치 및 그 방법은 복수의 감광체에 형성되는 현상제화상이 캐리어비율에 따라 미리 결정된 전사순서에 따라 화상전사부재에 중첩적으로 전사되도록 함으로써, 현상제화상이 각각의 감광체에서 화상전사벨트로 전사될 때 먼저 전사된 현상제화상이 나중에 전사되는 전사닙 구간에서 스퀴즈되어 전사닙의 입구에 누적적으로 축적되지 않도록 하고, 이에 따라 각각의 전사닙의 입구에 축적되는 스퀴즈캐리어가 일정 한도범위 이상으로 증가함에 따라 발생하는 플로우패턴, 화상끌림 등과 같은 화상결함을 방지할 수 있다.

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

Claims

액체현상제에 의해 각각 다른 캐리어비율을 갖는 현상제화상이 형성되는 복수의 감광체; 및

각각의 상기 감광체의 상기 현상제화상이 상기 캐리어비율에 따라 미리 결정된 전사순서에 따라 중첩적으로 전사되도록 각각의 상기 감광체와 전사닙을 형성하도록 배치되고, 각각의 상기 감광체와 화상수용매체 사이에서 상기 현상제화상을 운반하는 화상전사부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 전사순서는 상기 캐리어비율이 높을 수록 빨리 전사되도록 결정된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제2항에 있어서, 상기 캐리어비율은 상기 현상제화상의 상기 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제3항에 있어서, 상기 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율은 토너내에 함유된 오가노솔의 비율 및 조성 중의 하나를 변경하는 것에 의해 조절된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

복수의 감광체는 상기 현상제화상의 상기 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 각각 다른 현상제화상이 형성되는 네 개의 감광체를 포함하며;

네 개의 상기 감광체는 상기 현상제화상의 상기 액체현상제에 함유된 상기 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%인 현상제화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
화상형성장치의 화상형성방법에 있어서,

액체현상제에 의해 복수의 감광체에 각각 다른 캐리어비율을 갖는 현상제화상을 형성하는 화상형성단계; 및

각각의 상기 감광체에 형성된 상기 현상제화상을 상기 캐리어비율에 따라 미리 결정된 전사순서에 따라 화상전사부재에 순차적으로 전사하는 중간전사단계를 포함하는 것을 특징으로 화상형성장치의 화상형성방법.
제6항에 있어서, 상기 전사순서는 상기 캐리어비율이 높을 수록 빨리 전사되도록 결정된 것을 특징으로 화상형성장치의 화상형성방법.
제7항에 있어서, 상기 캐리어비율은 상기 현상제화상의 상기 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성방법.
제8항에 있어서, 상기 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율은 토너내에 함유된 오가노솔의 비율 및 조성 중의 하나를 변경하는 것에 의해 조절된 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성방법.
제6항에 있어서,

상기 화상형성단계는 네 개의 감광체에, 상기 현상제화상의 상기 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 각각 다른 현상제화상을 형성하는 단계를 포함하며;

상기 중간전사단계는 각각의 상기 감광체에 형성된 상기 현상제화상을, 상기 현상제화상의 상기 액체현상제에 함유된 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율이 높은 것에서 낮은 것의 순서로 상기 화상전사부재에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 하는 화상형성장치의 화상형성방법.
제10항에 있어서, 네 개의 상기 감광체에 형성되는 상기 현상제화상의 상기 액체현상제에 함유된 상기 토너의 솔리드에 대한 캐리어비율은 각각 100 내지 130%, 80 내지 110%, 60 내지 90%, 및 30 내지 70%인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성방법.